zy-1-生态工程的基本原理VIP

生态工程,生态工程,生态工程,生态工程,生态工程,生态工程,生态工程,生态工程,生态工程,干裂的土地，赤红的荒山，意味着不断恶化的，幼苗的上方是蔚蓝的地球，地球似乎化作一滴甘露，滋润着大地；幼苗又可寓意为工程，虽然柔弱，却顽强地支撑着地球；地球和幼苗组合和谐，象征着希望。,生态环境,生态,第五章生态工程,人类社会进入20世纪以来，整个地球仿佛就是法国趣味题中的那个睡莲池。人口爆炸、粮食短缺、资源枯竭、空气污染、生态环境被破坏，人类面临着生存和发展的挑战。在这样的背景下，20世纪60年代，生态工程应运而生。,一、生态工程的概念,人类应用生态学和系统学的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已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。,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,科技探索之路生态工程的兴起,阅读,思考,从以往的历史看，经济发展和环境污染有什么关系？他们之间的矛盾是否就是不可调和的呢？,经济发展不仅要满足当代人的需要，还要不危害后代人发展能力，即经济和环境协调发展。,可持续发展的内涵,二、生态工程的基本原理,（一）建设目的,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。与传统的工程相比，生态工程的特点是：少消耗、多效益、可持续的工程体系。,关注生态工程建设,资料分析一：,关注生态工程建设,资料分析一：,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：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。,关注生态工程建设,资料分析二：,关注生态工程建设,资料分析二：,关注生态工程建设,资料分析二：,资料分析二,1.你对“石油农业”是如何理解的？,2.“石油农业”的生产模式应当怎样改进？,讨论:,关注生态工程建设,资料分析二：,1.你对“石油农业”是如何理解的？,提示：“石油农业”大量使用化肥、农药和机械的生产方式，因对石油等能源有高度的依赖性而得名。它把农业生产这一复杂的生物过程，变成了简单的机械过程和化学过程。,关注生态工程建设,资料分析二：,1.你对“石油农业”是如何理解的？,其投入高，产出也高，对粮食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用但同时它所产生的废弃物和有害物质的数量也很庞大，大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力，并造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题。,关注生态工程建设,资料分析二：,2.石油农业的生产模式应当怎样改进？,在不同的国家有不同的改进措施。例如，在我国，人多地少，应该大力发展生态农业。实施的具体措施包括：可以根据田间作物的需要适量施用高效、低毒、低残留的农药，多施有机肥，提高作物对水、肥等资源的利用效率，对作物秸秆和畜禽粪便进行再利用，实现物质的多级利用，等等。,关注生态工程建设,资料分析二：,2.石油农业的生产模式应当怎样改进？,即：一方面：要不断提高土地的产出水平；另一方面：要减少农业活动对环境的污染，促进社会的可持续发展。,关注生态工程建设,资料分析二：,3.如何理解污染物是放错地方的资源这句话？,对环境造成危害的污染物，采用一定的措施和技术，就能够进行回收和循环利用，这样不但能够减少环境污染，而且提高了资源的利用效率，减少了资源的浪费。例如，对废污水中的重金属或氮、磷等养分就可以进行回收再利用。因此说污染物是放错了地方没有被利用的资源。,（二）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.实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程。,二生态工程所遵循的基本原理,（三）生态工程所遵循的基本原理,我国传统农业物质和能量流动图,特点是什么？,无废弃物农业：,(1)概念:能够在各类生态系统内进行小循环和全球地质大循环，使物质循环往复、分层分级利用，进而出现“取之不尽，用之不竭”的结果。,（2）理论基础：物质循环,1.物质循环再生原理,（三）生态工程所遵循的基本原理,（3）意义：可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响。,（4）实例：无废弃物农业是我国古代传统农业的辉煌成就之一，也是生态工程最早和最生动的一种模式。,1.物质循环再生原理,（三）生态工程所遵循的基本原理,（三）生态工程所遵循的基本原理,人造林植被单一,都是天牛惹的祸,天然森林植被林下是丰富的植被覆盖,珊瑚礁,由珊瑚虫和某些藻类共生组成珊瑚礁区，生物多样性非常高。,资料分析讨论：,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？而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？,纯樟子松林、杨树林的生物多样性低，食物链短而单调，缺少松毛虫、天牛的天敌，而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源，因而会导致了树林的毁坏。珊瑚礁区的生物多样性高，食物链复杂，不同的生物占据了不同的时间位、空间位和资源位，因而充分利用了珊瑚礁生态系统的环境。例如，氮、磷等养分就能够在该区生物体间充分地循环利用而很少流出系统外。,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？,只有保持生态系统较高的生物多样性，才能保证生态系统的稳定和平衡。生物多样性的破坏有人为因素，而且往往作用巨大。,2、物种多样性原理,(1)理论基础：物种越丰富，生态系统的抵抗力稳定性越高。,（三）生态工程所遵循的基本原理,(2)意义：生物多样性程度可提高生态系统的抵抗力稳定性，提高系统的生产力。,美丽的京西草原,保持原状能力？,生物种类结构功能,稀少简单,弱,破坏后恢复原状能力？,强,太湖富营养化,3、协调与平衡原理,-需要考虑环境承载力即环境容纳量,（1）理论基础：生物与环境的协调与平衡,（三）生态工程所遵循的基本原理,协调主要指生物要适应环境，所以在建设时，不要盲目引种活或栽种平衡是指某环境下生物种群的数量与环境的承载力要平衡,3、协调与平衡原理,-需要考虑环境承载力即环境容纳量,资料分析：1、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？,几种西北地区特别适宜树种的介绍：（1）沙棘，俗称“酸柳”、“酸刺”、“黑刺（2）山杏，主要指西伯利亚杏，（3）刺槐，（4）锦鸡儿（又称拧条），（5）杜梨（6）沙枣（7）合欢（8）臭椿,沙棘,山杏,刺槐,锦鸡儿,杜梨,合欢,臭椿,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。,3、协调与平衡原理,-需要考虑环境承载力即环境容纳量,（3）意义：生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏。,4、整体性原理,一方面号召农民种树，另一方面要考虑农民的生活问题,例：林业工程建设中应考虑的的问题是什么？,（1）理论基础：整体指社会-经济-自然构成巨大复合系统，三者互相影响而形成统一整体。,4、整体性原理,意义：（建立在对系统成分的性质及其相互关系充分了解基础之上的整体理论）是解决生态环境问题的必要基础。只有应用整体性原理，才能统一协调当前与长远、局部与整体、开发与环境建设之间的关系，保障生态系统的平衡和稳定。,5、系统学和工程学原理,（1）系统的结构决定功能原理,特点：分布式优于集中式或环式,5、系统学和工程学原理,（1）系统的结构决定功能原理,意义：改善和优化生态系统的结构以改善功能。,例：桑基鱼塘模式,思考与探究：,.桑基鱼塘分布在我国长江三角洲、珠江三角洲一带的水乡，是一种典型的水陆物质和能量交换型生态工程。试分析桑基鱼塘的物质和能量流动途径。,思考与探究：,桑基鱼塘系统中物质和能量的流动是相互联系的，能量的流动包含在物质的循环利用过程中，随着食物链的延伸逐级递减。,（2）系统整体性原理,系统各组分之间要有适当的比例关系，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”。,你能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗？,豆科作物和固氮菌的共生,（2）系统整体性原理,意义：保持系统很高的生产力,实例：珊瑚礁区中珊瑚虫与藻类的关系,例如