生态工程的原理

1、4.1生态工程及其原理,生态工程的兴起,20世纪60年代以来，全球经济进入快速增长阶段，经济的迅猛发展，技术的革新使得人们的生活水平大大提高，但其负面影响也越来越严重。在发展程度不同的国家，影响的表现形式也有很大的不同。在发达国家主要表现为工业化和高度集约化农业经营所带来的环境污染和过量耗费某些不可更新资源（如石油）问题；在发展中国家则表现为：人口的快速增长，资源的过度开发、损毁与低效利用，以及由此引发的环境污染问题。 传统方法解决这一问题的方法是：用就事论事，期望开发某种单一的改造技术以及限制生产和发展来达到目的。而此种方法也不甚可取，是因为污染大多数是由发达国家造成的，而限制发展也就意味着

2、剥夺了发展中国家的部分经济发展的权利。到底应该怎么办呢？,一：关注生态工程建设,1.生态工程 概念 人类应用 等学科的基本原理和方法，通过 ，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，达到,生态学和系统学,系统设计、调控和技术组装,经济效益，生态效应和社会效益同步发展的工程体系。,特点,少消耗、高效益、可持续,资料分析1： 1998年夏季，长江流域经历了自1954年以来的最大洪灾。加上其他地区水灾，1998年全国受灾人数上亿，近500万所房屋倒塌，2000多万公顷的土地被淹，直接经济损失达1600多亿元人民币。,一：关注生态工程建设,

3、讨论:,1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？ 前期降雨偏多、中下游地区底水偏高。 降雨集中且强度大，大到暴雨甚至特大暴雨出现频繁。 河道行洪能力降低，河道淤积、滩地围垦。,解决措施：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。,不注重生态环境的保护，没有考虑生态成本，造成了巨大的生态破坏。,2.洪灾的发生反映出发展模式存在什么 问题？,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。,为了可持续发展，必须走生态经济之路。,2.生态经济：

4、概念 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。 过程 污染物为原料产品原料产品,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。,1、物质循环再生原理 地球的空间和资源是有限的，而长久维持众多生物的生存繁衍，原因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

5、的效果。,理论基础:生态系统物质循环,二：生态工程的基本原理,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。,通过种植能够固氮的豆科作物，以及收集一切可能的有机物质，包括人畜粪便、枯枝落叶、残羹剩饭、河泥、炕土、以及农产品加工过程中的废弃物等，,用堆肥和沤肥等多种方式，把它们转变为有机肥料，施用到农田中，改善了土壤结构；培育了土壤微生物；实现了土壤养分如氮、磷、钾及微量元素的循环利用。,2、物种多样性原理,理论基础：生态系统的稳定性,单一的人工松林被松毛虫害死,阅读教材P101，思考讨论： 1.人工林和天然林相比有什么区别？ 2.为什么人工林的松毛虫会肆虐，树木

6、毁于一旦？ 3.人为因素对于物种多样性的影响如何？,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，而且往往起很大的影响。,3、协调与平衡原理,理论基础：生物与环境的协调与平衡,我国西北地区一些地区常年降雨量小于450mm，是只适宜种植灌木和草的地区，但却被政策硬性规定种植属于乔木的杨树，以致到处都是“杨家将”。生态上的不适应使许多地方的杨树长成半死不活的“小老头”，远不如当地树种的生态适应性，结果防护林成了衰败的“灰色长城”。,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。,实例1：

7、 西北畜牧养殖应该注意牲畜数量不能超过草地的承载量。针对过度放牧问题，应该实行草地承包，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。 实例2：山区农民常年放养猪超量放置，导致当地环境污染严重，水质破坏。,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。,理论

8、基础：分布式优于集中式和环式,系统结构决定功能原理,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”。,理论基础：整体功能大于部分之和,例如： 豆科作物和固氮菌的共生。固氮菌为豆科作物提供能量和其他营养，两者的共生使豆科作物能够在氮素缺乏的土地上生长；当把它们分开时，两者的生长都要受到损害。 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。通常情况下，失去了共生藻类的珊瑚虫会因为死亡而导致珊瑚礁逐渐“白化”，失去其鲜艳的色彩，生物多样性也将锐减，从而造

9、成系统的崩溃。,1有一山区由于开采露天小铁矿等活动，自然生态系统完全被破坏，成为一片废墟，为尽快使该山区恢复到原有自然生态系统状态，应采取的最好措施是在这片废墟上( ) A回填土壤，引进多种外来物种，重建新的生态系统 B撤出人类全部活动，实行全面封闭，等待自然恢复 C回填土壤，栽培当地经济农作物，发展农业生产 D回填土壤，栽种多种当地原有的植物，实行封山育林,课堂练习,D,2.我国西北土地沙化和盐渍化非常严重，原因有多种，其中一个主要原因是超载放牧导致草地退化。试分析上述事实主要违背了生态工程的什么原理（ ） A系统整体性原理 B协调与平衡原理 C物种多样性原理 D整体 性原理,B,3某些地区出现“前面造林 ，后面砍林”的现象，是因为发展中哪一原理失调造成的( ) A协调与平衡原理 B整体性