专题五生态工程的基本原理课件.ppt

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1、专题五生态工程的基本原理,1,专题五 生态工程,专题五生态工程的基本原理,2,5.1 生态工程的基本原理,专题五生态工程的基本原理,3,.,.,.直接原因和根本原因,石油农业.,专题五生态工程的基本原理,4,专题五生态工程的基本原理,5,年的洪水让岁的江珊在激流中挣扎了个小时。,专题五生态工程的基本原理,6,1.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

2、常有关。 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。,专题五生态工程的基本原理,7,解决长江洪水泛滥的措施： 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。 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。,专题五生态工程的基本原理,8,.,.,.蓝婴病,.两则资料比较,专题五生态工程的基本原理,9,1.你对“石油农业”是如何理

3、解的？ “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。由于其投入高，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。,专题五生态工程的基本原理,10,2.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？ 除日常生活中能够发现的实例外，农业活动对环境和人类健康造成危害的实例中，世界上影响较大的有蓝婴病。1973年，美国内布拉斯加州首次出现

4、幼儿高铁血红蛋白症（蓝婴病）。其原因是饮用水中硝酸盐含量超过10 mg/L，这时过多的硝酸盐会与红细胞中的血色素结合，形成高铁血红蛋白。高铁血红蛋白不能为细胞和组织运输足够的氧。患儿的临床症状是在口、手或脚等部位出现时断时续的蓝色或淡紫色，呼吸困难、腹泻、呕吐、抽搐，严重的会失去知觉，甚至死亡。硝酸盐来源于点源污染，如下水道、畜禽养殖场等，或非点源污染，如对农田、公园、草地等的施肥。,专题五生态工程的基本原理,11,3.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

5、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。,专题五生态工程的基本原理,12,4.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。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。,专题五生态工程的基本原理,13,讨论,上面两则资料所反映的经济模式有

6、何共同点? 多消耗,少效益,不能持续发展 怎么解决? 生态经济 主要通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化。 无废料模式：原料产品原料产品 怎么实现生态经济 手段之一 生态工程,.,.,.共同,解决,生态经济,生态工程,什么是生态工程.,专题五生态工程的基本原理,14,生态工程的概念,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。,专题五生态工程的基本

7、原理,15,一、生态工程的概念,1.学科知识： 2.技术手段：,生态学和系统学,系统设计、调控和技术组装,4.建设目的:,遵循物质循环的规律，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。 最终目标：实现可持续发展。,3.研究对象:,社会经济自然复合生态系统。,专题五生态工程的基本原理,16,特点: 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。,专题五生态工程的基本原理,17,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。它所遵循的基本原理是：整体、协调、循环、再生。,二、生态工程所遵循的基本原理,专题五生态工

8、程的基本原理,18,1、物质循环再生原理 理论基础：物质循环 内容：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，各层循环往复，分层分级利用，达到取之不尽，用之不绝的效果。,专题五生态工程的基本原理,19,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。,例：无废弃物农业,专题五生态工程的基本原理,20,通过积极种植能够固氮的豆科作物，以及收集一切可能的有机物， 包括人畜粪便、枯枝落叶、残羹剩饭、河泥、炕土、老墙土以及农产品加工过程中的废弃物等，采用堆肥、沤肥等多种方式，把它们转变为有机肥料，施用到农田中： 优点：改善了土壤结构； 培育了土壤微生物； 实现了土壤

9、养分如氮、磷、钾及微量元素的循环利用。,专题五生态工程的基本原理,21,2.物种多样性原理 理论基础：生态系统的稳定性,遇虫害而死的樟子松,专题五生态工程的基本原理,22,内容：物种越丰富，生态系统的抵抗力稳定性越高。生物多样性程度高，可以为各类生物的生存提供多种机会和条件。众多的生物通过食物链关系互相依存，就可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的生物量，提高系统生产力。即使某个物种由于某种原因的死亡，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的破坏。,专题五生态工程的基本原理,23,物种繁多的生态系统具较高的抵抗力稳定性。农林业常为追求最大产量，种植单一品种，造成病虫害增加

10、. 资料分析：“三北防护林”在辽宁西部的章古台地区，单一种植樟子松（Pinus sylvestris var. sylvestriformis），因食物链单一而无松毛虫的天敌，导致松毛虫肆虐，樟子松被毁. 宁夏、内蒙几十亿杨树被杨树天牛毁于一旦. 澳洲大堡礁鱼类约1 100种，300多种造礁珊瑚，无数无脊椎动物和藻类，生物多样性高.,举例：,专题五生态工程的基本原理,24,思考讨论：,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？,专题五生态工程的基本原理,25,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

11、、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。,专题五生态工程的基本原理,26,2、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。,专题五生态工程的基本原理,27,3.协调与平衡原理理论基础：生物与环境的协调与平衡,内容： 处

12、理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力。如果生物的数量超过了环境承载力的限度，就会引起系统的失衡和破坏。,专题五生态工程的基本原理,28,举例：,资料分析：江苏、上海、浙江交界的太湖，云南滇池等水体因N, P浓度高，导致水葫芦和藻类疯长，造成水华。 耗水中溶解的氧，产生毒素。 我国西北年雨量450 mm，适宜种灌木和草本，硬性种植乔木杨树而导致半死不活. “西部大开发”的生态工程建设：防护林应种植当地树种；发展畜牧养殖业也应适应当地生态环境条件.,专题五生态工程的基本原理,29,水葫芦泛滥对生态系统造成影响,举例：外来物种入侵破坏本地物种多样性,专题五生态工程的基本原理,30,重视生物

13、与环境的协调与平衡,开发利用本地生物资源，科学引进外来物种。,专题五生态工程的基本原理,31,4、整体性原理理论基础：社会、经济、自然构成复合系统,自然生态系统是通过生物与环境、生物与生物之间的协同进化而形成的一个不可分割的有机整体。人类也处在一个社会经济自然复合而成的巨大系统中。 内容： 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，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。只有把生态与经济结合起来，才能最终达到可持续发展的目的。,专题五生态工程的基本原理,32,整体指社会-经济-自然复合而成的巨大系统,例：林业工程 建设中的问题,一方面号召农民种树，另 一方面要考虑农民的生活

14、问题,专题五生态工程的基本原理,33,法律与社会习惯等也对生态工程建设有重要影响。 只有应用整体性原理，才能协调当前与长远，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与稳定,专题五生态工程的基本原理,34,5.系统学和工程学原理,（1）系统的结构决定功能原理理论基础：分布式优于集中式和环式,内容：生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构，通过改变和优化生态系统的结构，达到改善系统功能的目的,例：桑基鱼塘模式,专题五生态工程的基本原理,35,水陆交换系统桑（蔗、蕉）基鱼塘模式,专题五生态工程的基本原理,36,专题五生态工程的基本原理,37,（2）系统整体性原理理论基础：系统整体功

15、能大于部分之和,豆科作物和固氮菌的共生就是一例。 藻类和珊瑚虫的关系,内容：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”。,专题五生态工程的基本原理,38,1、物质循环再生原理 举例：无废弃物农业,2、物种多样性原理 举例：三北防护林建设中问题,3、协调与平衡原理 举例：赤潮和水华，物种引进,4、整体性原理 举例：林业建设中自然生 态系统和社会、经济系统的关系问题,5、系统学和工程学原理,小结：生态工程的原理,（1）系统的结构决定功能原理,（2）系统整体性原理,专题五生态工程的基本原理,39,巩固练习

16、：,1无废料生产体系是指（ ） A废料一产品 B原料一产品一废料一产品 C原料一产品一原料一产品 D原料一产品一废料,2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整体性原理 C系统结构决定功能原理 D系统整体性原理,C,B,专题五生态工程的基本原理,40,3生物数量超过了环境的承载力后，就会破坏生态工程 的哪一原理（ ） A整体性原理 B系统性原理 C协调与平衡原理 D工程学原理,C,A,4我国南方桑基鱼塘是低洼稻田挖深做塘，塘内养鱼， 塘基上种桑，用桑养蚕，蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕三丰收，大大提高了系统生

17、产力，这种模式，主要应用了生态工程遵循的哪个原理（ ） A系统学和工程学原理 B整体性原理 C物种多样性原理 D物质循环再生原理,专题五生态工程的基本原理,41,5珊瑚虫与藻类共生，提高了珊瑚礁生态系统的生产力， 其原理是（ ） A系统结构决定功能原理 B整体性原理 C系统整体性原理 D协调与平衡原理,C,6下列结构示意图能体现系统学和工程学原理的是 （ ）,D,专题五生态工程的基本原理,42,7、近年来，世界范围内农田生态系统有两个突出的问题引起 了人们的高度关注，其一是蛙类数量的大量减少； 其二是鼠害泛滥，虫害频繁，请据所学知识分析回答下列问题： (1）该类现象体现了生态工程_原理的作用，

18、 告诫人类要善待自然。 (2)臭氧层的破坏对蛙个体发育的影响是_ _。 (3)蛙数量减少的人为因素主要是_。 (4)有人尝试“引蛇灭鼠”，取得了较好的效果，此法的突出 优点是_。,协调与平衡,臭氧层的破坏使阳光中的紫外线含量增多，易诱发变异， 而变异一般对蛙的生存是有害的,人类对蛙的过度捕杀， 大量使用农药,不污染环境，维持生态系统的稳定,专题五生态工程的基本原理,43,拓展视野 前景广阔的沼气工程,沼气：利用人畜粪便等物质，经系列复杂厌氧发酵，产生以CH4为主的气体燃料. 解决燃料，减少生态破坏和环境污染，为饲料、肥料开辟新来源。推广于20世纪60 s后，近年发展快。 中国70%农户缺少燃料

19、、饲料和肥料，尤其在山区。 依赖于有限的作物秸秆、谷壳、麸皮等和薪柴林等生物质（植物利用太阳能进行光合作用合成的有机物，其中所含能量为生物质能）。,专题五生态工程的基本原理,44,沼气池结构和形成过程图,专题五生态工程的基本原理,45,1983年政府把沼气工程列入国民经济的“农村能源”发展规划，5年内试点县人均增加20 kg标准煤的生物质能，节约100 kg生物质，提高森林覆盖率6%. 沼气底渣可做再生饲料、肥料、食用菌培养基；沼气液通入养鱼池，促进浮游生物生长，增加饵料等.沼气用途见图. 沼气工程在物质、能量多级充分利用和转化方面独特，规划30年内全国推广至5 000万个沼气池.,专题五生态工程的基本原理,46,沼气的用途示意图,