生態(tài)工程的基本原理 1

專題五生態(tài)工程,干裂的土地，赤紅的荒山，意味著不斷惡化的，幼苗的上方是蔚藍(lán)的地球，地球似乎化作一滴甘露，滋潤著大地；幼苗又可寓意為工程，雖然柔弱，卻頑強(qiáng)地支撐著地球；地球和幼苗組合和諧，象征著希望。,生態(tài)環(huán)境,生態(tài),生態(tài)工程的概念：,人類應(yīng)用等學(xué)科的基本原理和方法，通過，對已破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)、重建，對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，從而,生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué),系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)控和技術(shù)組裝,促進(jìn)人類社會(huì)和自然環(huán)境和諧發(fā)展,涉及的學(xué)科:生態(tài)學(xué)、系統(tǒng)學(xué)方法和手段:系統(tǒng)的設(shè)計(jì)調(diào)控和技術(shù)組裝,5.1生態(tài)工程的基本原理,（一）關(guān)注生態(tài)工程建設(shè),資料分析一,（一）關(guān)注生態(tài)工程建設(shè),資料分析一,1.導(dǎo)致1998年長江洪水泛濫的主要原因是什么？,2.洪災(zāi)的發(fā)生反映出經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式存在什么問題？,討論:,1.導(dǎo)致1998年長江洪水泛濫的主要原因是什么？根本原因：長江上游亂砍濫伐森林，水源涵養(yǎng)和水土保持功能急劇降低，造成大量泥沙淤積河道；中游圍湖造田、亂占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面積急劇減少。直接原因：1998年度的罕見降雨。但這也與全球溫室氣體排放量增加而導(dǎo)致的溫度升高、氣候異常有關(guān)。,2.洪災(zāi)的發(fā)生反映出經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式存在什么問題？傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式不注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，沒有考慮生態(tài)成本，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以巨大的生態(tài)環(huán)境破壞為代價(jià)。,（一）關(guān)注生態(tài)工程建設(shè),資料分析二,1.你對“石油農(nóng)業(yè)”是如何理解的？,2.“石油農(nóng)業(yè)”的生產(chǎn)模式應(yīng)當(dāng)怎樣改進(jìn)？,討論:,“石油農(nóng)業(yè)”：大量使用化肥、農(nóng)藥和機(jī)械的生產(chǎn)方式，因?qū)κ偷饶茉从懈叨鹊囊蕾囆远妹?。理解：A、它把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)這一復(fù)雜的生物過程，變成了簡單的機(jī)械過程和化學(xué)過程。B、優(yōu)點(diǎn):由于其投入高，產(chǎn)出也高，對糧食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用，C、缺點(diǎn)：它所產(chǎn)生的廢棄物和有害物質(zhì)的數(shù)量很龐大，大大削弱了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和持續(xù)生產(chǎn)力，并造成日益嚴(yán)重的農(nóng)產(chǎn)品污染和環(huán)境污染等問題。,傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)模式石油農(nóng)業(yè),石油農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)模式應(yīng)當(dāng)怎樣改進(jìn),(1)一方面要不斷提高土地的產(chǎn)出水平；(2)另一方面要減少農(nóng)業(yè)活動(dòng)對環(huán)境的污染，促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。實(shí)施的具體措施包括：可以根據(jù)田間作物的需要適量施用高效、低毒、低殘留的農(nóng)藥，多施有機(jī)肥，提高作物對水、肥等資源的利用效率，對作物秸稈和畜禽糞便進(jìn)行再利用，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的多級利用，等等。,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)對人體健康以及環(huán)境造成危害的實(shí)例,世界上影響較大的有藍(lán)嬰病。1973年，美國內(nèi)布拉斯加州首次出現(xiàn)幼兒高鐵血紅蛋白癥（藍(lán)嬰病）。其原因是飲用水中硝酸鹽含量超過10mg/L，這時(shí)過多的硝酸鹽會(huì)與紅細(xì)胞中的血色素結(jié)合，形成高鐵血紅蛋白。高鐵血紅蛋白不能為細(xì)胞和組織運(yùn)輸足夠的氧?；純旱呐R床癥狀是在口、手或腳等部位出現(xiàn)時(shí)斷時(shí)續(xù)的藍(lán)色或淡紫色，呼吸困難、腹瀉、嘔吐、抽搐，嚴(yán)重的會(huì)失去知覺，甚至死亡。硝酸鹽來源于點(diǎn)源污染，如下水道、畜禽養(yǎng)殖場等，或非點(diǎn)源污染。,什么是污染物？,污染物是放錯(cuò)地方的資源對環(huán)境造成危害的污染物，采用一定的措施和技術(shù)，就能夠進(jìn)行回收和循環(huán)利用，這樣不但能夠減少環(huán)境污染，而且提高了資源的利用效率，減少了資源的浪費(fèi)。例如，對廢污水中的重金屬或氮、磷等養(yǎng)分就可以進(jìn)行回收再利用。因此說污染物是放錯(cuò)了地、沒有被利用的資源。,討論,上面兩則資料所反映的經(jīng)濟(jì)模式的共同點(diǎn)?多消耗,少效益,不能持續(xù)發(fā)展怎么解決?生態(tài)經(jīng)濟(jì)主要通過實(shí)行“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的原則，使一個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物，能夠成為本系統(tǒng)或另一個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)原料，從而實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化。怎么實(shí)現(xiàn)生態(tài)經(jīng)濟(jì)手段之一生態(tài)工程,.,.,.共同,解決,生態(tài)經(jīng)濟(jì),生態(tài)工程,什么是生態(tài)工程.,生態(tài)工程涉及的學(xué)科:生態(tài)學(xué)、系統(tǒng)學(xué)方法和手段:系統(tǒng)的設(shè)計(jì)調(diào)控和技術(shù)組裝目的:防止環(huán)境污染經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益同步發(fā)展促進(jìn)人類社會(huì)和自然環(huán)境的和諧發(fā)展特點(diǎn)：少消耗、多效益、可持續(xù),生態(tài)經(jīng)濟(jì)循環(huán)經(jīng)濟(jì),傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)模式石油農(nóng)業(yè),模式：原料產(chǎn)品原料產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)廢棄物資源化手段：生態(tài)工程目的：經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益同步發(fā)展特點(diǎn)：少消耗、多效益、可持續(xù),（一）關(guān)注生態(tài)工程建設(shè),5.1生態(tài)工程的基本原理,是我國古代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的輝煌成就之一，也是生態(tài)工程最早和最生動(dòng)的一種模式。,無廢棄物農(nóng)業(yè),（二）生態(tài)工程所遵循的基本原理,（一）關(guān)注生態(tài)工程建設(shè),（二）生態(tài)工程所遵循的基本原理,生態(tài)系統(tǒng)中,生物借助能量的不停流動(dòng),一方面不斷地從自然界攝取物質(zhì)并合成新的物質(zhì),另一方面又隨時(shí)分解為原來的簡單物質(zhì),即所謂“再生”,重新被系統(tǒng)中的生產(chǎn)者植物所吸收利用,進(jìn)行著不停頓的物質(zhì)循環(huán)。,循環(huán)往復(fù)，分層分級利用,1、物質(zhì)循環(huán)再生原理,（二）生態(tài)工程所遵循的基本原理,.,為什么叫三北.,.,蟲害,噴藥圖.,.,資料分析.,（二）生態(tài)工程所遵循的基本原理,遇蟲害而死的樟子松,資料分析討論：,1.為什么樟子松林的松毛蟲會(huì)肆虐，幾十億株楊樹會(huì)毀于一旦？,（二）生態(tài)工程所遵循的基本原理,遇蟲害而死的樟子松,2、物種多樣性原理,物種越豐富，生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性越高,（二）生態(tài)工程所遵循的基本原理,2、物種多樣性原理,2.從上面正面和反面的實(shí)例，你能得出怎樣的結(jié)論？你認(rèn)為生物多樣性的破壞有人為因素嗎？,資料分析討論：,物種多樣性原理:要求我們在生態(tài)工程設(shè)計(jì)和建設(shè)是物種多樣性程度高，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性高,以保持生態(tài)平衡,（二）生態(tài)工程所遵循的基本原理,（二）生態(tài)工程所遵循的基本原理,資料分析討論：,水葫蘆泛濫對生態(tài)系統(tǒng)造成影響,（二）生態(tài)工程所遵循的基本原理,3、協(xié)調(diào)與平衡原理,-需要考慮環(huán)境承載力（環(huán)境容納量），以及生物與環(huán)境的適應(yīng),討論：從協(xié)調(diào)與平衡原理出發(fā)，想一想，在我國西北地區(qū)進(jìn)行防護(hù)林建設(shè)時(shí)，應(yīng)選擇哪些特征的樹種？如果在該地區(qū)發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè)，你認(rèn)為應(yīng)該注意什么問題？,協(xié)調(diào)與平衡原理,理論基礎(chǔ)與必修課中的種間關(guān)系、環(huán)境容納量等內(nèi)容有聯(lián)系環(huán)境容納量:環(huán)境所能負(fù)擔(dān)的種群的最高密度是，環(huán)境的負(fù)載能力。平衡-是種群數(shù)量與環(huán)境的負(fù)載能力要平衡協(xié)調(diào)-主要是生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)(強(qiáng)調(diào)生物要和環(huán)境相適應(yīng)),資料分析：1。從協(xié)調(diào)與平衡原理出發(fā)，想一想，在我國西北地區(qū)進(jìn)行防護(hù)林建設(shè)時(shí)，應(yīng)選擇哪些樹種？如果在該地區(qū)發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè)，你認(rèn)為應(yīng)該注意什么問題？,幾種西北地區(qū)特別適宜樹種的介紹（1）沙棘，俗稱“酸柳”、“酸刺”、“黑刺（2）山杏，主要指西伯利亞杏，（3）刺槐，（4）錦雞兒（又稱擰條），（5）杜梨（6）沙棗（7）合歡（8）臭椿,（二）生態(tài)工程所遵循的基本原理,4、整體性原理,整體指社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合而成的巨大系統(tǒng),（二）生態(tài)工程所遵循的基本原理,4、整體性原理,（二）生態(tài)工程所遵循的基本原理,整體性原理的理論:是指我們在生態(tài)工程設(shè)計(jì)和建設(shè)時(shí)要考慮自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律還需要考慮經(jīng)濟(jì)和社會(huì)系統(tǒng)的影響三者結(jié)合才能在生態(tài)工程設(shè)計(jì)和建設(shè)中取得成果,.,.,.山民寧愿忍受.,不僅考慮自然系統(tǒng)，.整體性圖,（二）生態(tài)工程所遵循的基本原理,5、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理,（1）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理,（二）生態(tài)工程所遵循的基本原理,?；~塘分布在我國長江三角洲、珠江三角洲一帶的水鄉(xiāng)，是一種典型的水陸物質(zhì)和能量交換型生態(tài)工程。,分布式優(yōu)于環(huán)式和集中式,.?；~塘分布在我國長江三角洲、珠江三角洲一帶的水鄉(xiāng)，是一種典型的水陸物質(zhì)和能量交換型生態(tài)工程。試分析?；~塘的物質(zhì)和能量流動(dòng)途徑。提示：?；~塘系統(tǒng)中物質(zhì)和能量的流動(dòng)是相互聯(lián)系的，能量的流動(dòng)包含在物質(zhì)的循環(huán)利用過程中，隨著食物鏈的延伸逐級遞減。能量的多級利用和物質(zhì)的循環(huán)利用：桑葉用于喂蠶，蠶可以生產(chǎn)蠶絲；桑樹的凋落物和蠶沙（糞）落到魚塘中，作為魚的飼料，經(jīng)過魚塘內(nèi)的食物鏈過程，可以促進(jìn)魚的生長；甘蔗可以榨糖，糖渣用來喂豬，豬的排泄物也進(jìn)入魚塘；魚的排泄物及其他未被利用的有機(jī)物和底泥經(jīng)過微生物的分解，又可以作為桑和甘蔗的有機(jī)肥料。?；~塘巧妙地利用了很難利用的大片低濕地，發(fā)展了多種經(jīng)營，為農(nóng)民創(chuàng)造了多種收入的門路，完全符合“無廢棄農(nóng)業(yè)”的要求。桑基魚塘系統(tǒng)物質(zhì)、能量流動(dòng)示意圖見圖5-1。,圖5-1?；~塘系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)示意圖,5、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理,（二）生態(tài)工程所遵循的基本原理,（2）系統(tǒng)整體性原理,你能舉出系統(tǒng)整體功能大于部分之和的例子嗎?,系統(tǒng)各組分之間要有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系，只有這樣才能順利完成能量、物質(zhì)、信息等的轉(zhuǎn)換和流通，并且實(shí)現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果，即“1+12”。,珊瑚礁“白化”,豆科作物和固氮菌的共生,.,.,.例子,系統(tǒng)整體性原理.,（二）生態(tài)工程所遵循的基本原理,系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理,系統(tǒng)整體性原理,分布式優(yōu)于環(huán)式和集中式,組分比例適當(dāng)整體大于局部之和,藻類和珊瑚蟲的關(guān)系,生態(tài)工程的基本原理,基本原理物質(zhì)循環(huán)再生物種多樣性協(xié)調(diào)與平衡整體性系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能系統(tǒng)整體性目的遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。特點(diǎn)少消耗，多效益，可持續(xù)發(fā)展,.,.,.,.,體現(xiàn)了哪些原理？,.,.,.科技新農(nóng)村,.,2單一的人工林比天然混合林的穩(wěn)定性低，容易遭受害蟲危害，這體現(xiàn)了生態(tài)工程的什么原理（）A物質(zhì)循環(huán)再生原理B協(xié)調(diào)與平衡原理C物種多樣性原理D系統(tǒng)整理性原理,1實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的最重要的手段之一是（）A大力發(fā)展“石油農(nóng)業(yè)”B生態(tài)工程C清除污染物D禁止產(chǎn)出污染物,練一練,3城市生活垃圾要做到分類、回收、利用，實(shí)現(xiàn)廢物資源化利用。與該做法關(guān)系最密切的生態(tài)工程原理是（）A物種多樣性原理B整體性原理C物質(zhì)循環(huán)再生原理D系統(tǒng)學(xué)原理,練一練,4協(xié)調(diào)與平衡原理主要指（）A生物與環(huán)境的適應(yīng)及環(huán)境對生物的承載力B系統(tǒng)各組分之間要有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系C自然系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一D物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一,練一練,5.人類設(shè)計(jì)生態(tài)工程的根本目標(biāo)是（）A促進(jìn)自然界良性循環(huán)的前提下，達(dá)到生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的同步發(fā)展B促進(jìn)自然界良性循環(huán)的前提下，防治環(huán)境污染，提高經(jīng)濟(jì)效益C防治環(huán)境污染，達(dá)到生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的同步發(fā)展D促進(jìn)自然界良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防治環(huán)境污染，達(dá)到生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的同步發(fā)展,D,練一練,6.我國西北土地沙化和鹽漬化非常嚴(yán)重，原因有多種，其中一個(gè)主要原因是超載放牧，導(dǎo)致草地退化。試分析上述事實(shí)主要違背了生態(tài)工程的什么原理（）A系統(tǒng)整體性原理B協(xié)調(diào)與平衡原理C物種多樣性原理D整體性原理,7在進(jìn)行林業(yè)工程建設(shè)時(shí)，一方面要號(hào)召農(nóng)民種樹，另一方面要考慮貧困地區(qū)農(nóng)民的生活問題，如糧食、燒柴以及收入等問題。以上