生态工程的基本原理 1课件

第五章生态工程,20世纪末世界人口突破了60亿，随着现代农业生产的发展，人类活动遍布地球的每个角落，地球上已经难以找到一个没有受到人类影响的地方，原始的生态系统几乎丧失，全球生态环境危机不断激化。,本专题题图寓意?,生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。,生态工程概念突破,理论基础,生态学和系统学,技术手段,通过系统设计、调控和技术组装,操作过程,对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力,最终目的,促进人类社会和自然环境的和谐发展,第一节生态工程的基本原理,生态工程建设的目的是：遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。,一、关注生态工程建设,分析传统经济模式带来哪些问题？,一、九八洪水,一、九八洪水,一、九八洪水,讨论:,1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？根本原因：长江上游乱砍滥伐森林，水源涵养和水土保持功能急剧降低，造成大量泥沙淤积河道；中游围湖造田、乱占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减少。直接原因：1998年度的罕见降雨。但这也与全球温室气体排放量增加而导致的温度升高、气候异常有关。,解决长江洪水泛滥的措施有：我国政府提出的“积极营造长江中上游水源涵养林和水土保持林”计划，即以生物措施为主，结合工程措施，提高森林覆盖率；“退耕还湖”和改革不合理耕作方式等。在进行生态工程建设时，要考虑到怎样解决农村（尤其是湖区或山区的迁出人员）的能源来源问题以及如何提高农民的经济收入。,2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？传统的经济发展模式不注重生态环境的保护，没有考虑生态成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。,资料2：我国是农业大国，人均土地、水等资源占有量远低于世界平均水平。虽然我国用占世界10%的耕地养活了占世界21%的人口，但由于受到西方“石油农业”模式的影响，加上人口压力以及缺乏生态环境意识，所造成的资源破坏和农业环境污染，已经对社会的可持续发展造成很大障碍,资料分析二：,1.你对“石油农业”是如何理解的？,资料分析二：,石油农业：是指大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。由于需要大量的石油、煤、天然气等作为原料或动力而得名。,2.石油农业的生产模式应当怎样改进？,3.你能举出一些农业生产活动对人体健康以及环境造成危害的实例吗？,4.如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？,传统经济模式：毁坏水、大气、土壤和生物资源，消耗地球赠给我们的自然资本，并造成环境污染。,关于生态经济：,生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程。,生态工程是人类学习自然生态系统“智慧”的结晶，是生态学、工程学、系统学、经济学等学科交叉而产生的新兴学科。生态工程主要由生物种群、生物群落和生态系统构成。生态工程的构建和运行主要依据是生态学的基本原理。,二、生态工程所遵循的基本原理,1、物质循环再生原理地球以有限的空间和资源，长久维持着众多生物的生存、繁衍和发展，奥秘就在于物质能够在各类生态系统中，进行区域小循环和全球地质大循环，循环往复，分层分级利用，从而达到取之不尽，用之不竭的效果。,理论基础:物质循环,无废弃物农业我国古代传统农业的辉煌成就之一，是生态工程最早和最生动的一种模式。,2、物种多样性原理,理论基础：生态系统的稳定性,生态系统稳定性的概念,生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。,.两种稳定性区别,.比较两种稳定性,抵抗力稳定性：抵抗干扰，保持原状恢复力稳定性：遭到破坏，恢复原状,资料分析,(1)为什么樟子松林的松毛虫会肆虐，几十亿株杨树会毁于一旦？,为什么珊瑚礁区却能够在养分稀少的深海中，保持着很高的生物多样性？,资料分析,(2).从上面正面和反面的实例，你能得出怎样的结论？你认为生物多样性的破坏有人为因素吗？,2、物种多样性原理,物种越丰富，生态系统的抵抗力稳定性越高,3、协调与平衡原理,由于周边城市、工业和农田的排水中氮、磷的浓度较高，使太湖水体中的水葫芦和藻类疯长,理论基础：生物与环境的协调与平衡,.原因,解决,引进该注意什么,.资料分析,西北地区年降雨量450nm，只适宜种植灌木和草的地区，却被硬性规定种植属于乔木的杨树，“杨家将”因为不适应长成了“小老头“防护林变成了残败的”灰色长城“,提示：抗寒、耐旱，适应性强的沙棘，耐盐碱力较强的沙枣等植物。,P111资料分析问题讨论从协调与平衡原理出发，想一想，在我国西北地区进行防护林建设时，应选择哪些特征的树种？如果在该地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？,提示：西北畜牧养殖应该注意牲畜数量不能超过草地的承载量。针对公共草地的过度放牧问题，应该实行草地承包，调动个人的管理积极性，减少过度放牧现象；另外，可以在有条件的地方，人工种植牧草，增加牧草产量。,处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力。环境承载力又称环境容纳量是指某种环境所能养活的生物种群的数量。,4、整体性原理,进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，更重要的是，要考虑到经济和社会等系统的影响力。,人类处在一个社会、经济、自然复合而成的系统中。,例：林业工程建设中的问题,理论基础：社会、经济、自然复合系统,5、系统学和工程学原理,系统的结构决定功能原理生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。系统整体性原理系统各组分之间要在适当的比例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分之和的效果，即“1+12”。,理论基础：分布式优于集中式和环式,理论基础：整体功能大于部分之和,系统结构决定功能原理,若把系统的结构比作计算机网络，分析三种计算机网络结构示意图：,工作的可靠性哪个高？,系统结构决定功能原理,系统整体性原理例如：珊瑚礁之所以能够保持很高的系统生产力，得益于珊瑚虫和藻类组成的高效的植物动物营养循环。豆科作物和固氮菌的共生也是一例。,.,.,.例子,系统整体性原理.,归纳：生态工程的,基本原理物质循环再生物种多样性协调与平衡整体性系统学和工程学系统的结构决定功能系统整体性目的:遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。特点:少消耗，多效益，可持续发展,.,.,.,.,试分析下列事件可用何种生态工程原理来解释,1.畜牧养殖应注意牲畜量不超过草地承载量2.使用堆肥和沤肥法实现生态农业3.广东大量引种木麻黄作为行道树，一年一种叫吹绵介壳虫的害虫使木麻黄遭受严重破坏，后来从国外引进澳洲瓢虫，已持续发挥了控制害虫的作用。4.针对过度放牧的草原，一方面要减少畜牧量，进行草地承包，有效管理。另一方面要设法增加农牧民的收入途径。,物质循环再生原理,物种多样性原理,协调与平衡原理,整体性原理,生态工程的原理,生态工程的基本原理,1下列关于生态工程的说法，错误的是（）A与传统工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系B能防止环境破坏和环境污染C遵循生态系统物质循环规律，能提高能量利用率D生态工程能解决所有环境问题，可以走“先污染、破坏，后治理”的道路2生态经济所遵循的主要原则和实现的重要手段分别是（）A整体性原则和生态工程B循环经济和生态工程C循环经济和工程学手段D无污染原则和系统学手段3生态系统内即使某个物种由于某种原因而死亡，也会很快有其他物种占据它原来的生态位置，从而避免了系统结构或功能的失衡。这体现了生态工程的什么原理()A物种多样性原理B整体性原理C协调与平衡原理D物质循环再生原理,课堂练习,D,B,A,2单一的人工林比天然混合林的稳定性低，容易遭受害虫危害，这体现了生态工程的什么原理（）A物质循环再生原理B协调与平衡原理C物种多样性原理D系统整理性原理,1实现循环经济的最重要的手段之一是（）A大力发展“石油农业”B生态工程C清除污染物D禁止产出污染物,课堂练习,B,C,C,A,5.人类设计生态工程的根本目标是（）A促进自然界良性循环的前提下，达到生态效益与经济效益的同步发展B促进自然界良性循环的前提下，防治环境污染，提高经济效益C防治环境污染，达到生态效益与经济效益的同步发展D促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防治环境污染，达到生态效益与经济效益的同步发展,课堂练习,D,6.我国西北土地沙化和盐渍化非常严重，原因有多种，其中一个主