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1、 目标导航预习导引 1.简述生态工程的概念,关注生态工程的建设。 2.简述生态工程的原理,举例说出各原理的内容。 3.尝试运用生态工程原理,分析生态环境问题及解决对策。 目标导航预习导引一二 一、关注生态工程建设 1.生态经济 (1)最主要的实行原则:循环经济。 (2)最主要的特点: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。 (3)实现循环经济的最重要的手段之一:生态工程。 2.生态工程 生态工程建设的目的就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同步发 展。与传统的工程相比,生态工程是一类少消耗、
2、多效益、可持续 的工程体系。 目标导航一二预习导引 二、生态工程所遵循的基本原理 1.物质循环再生原理 (1)理论基础:生态系统的物质循环。 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。 (2)实例无废弃物农业 “无废弃物农业”即通过积极种植能够固氮的豆科作物,以及收集 一切可能的有机物质,如粪便、枯枝落叶、河泥等,采用堆肥和沤 肥等多种方式,把它们转变为有机肥料,施用到农田中,这样既利用 了废弃物,又改善了土壤结构,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。 (3)没有物质循环的生态系统的危害:
3、会产生废弃物,造成环境污 染,并最终影响系统的稳定和发展。 目标导航一二预习导引 2.物种多样性原理 (1)理论基础:生态系统的稳定性。 物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。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。 (2)实例: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
4、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。 目标导航一二预习导引 3.协调与平衡原理 (1)理论基础:生物与环境的协调与平衡。 (2)处理好生物与环境的协调与平衡,需要考虑环境承载力,又称 环境容纳量,是指某种环境所能养活的生物种群的最大数量。 4.整体性原理 (1)理论基础:社会经济自然复合系统(如下图)。 目标导航一二预习导引 如上图所示,人类所处的是一个由社会系统、经济系统、自然系 统复合而成的巨大的系统,三者相互影响而形成一个统一的整体。 在进行生态工程建设时,不但要考虑自然生态系统的规律,更重要 的是,还要考虑经济和社会等
5、系统的影响力,只从生态学的角度片 面考虑生物与环境之间、生物与生物之间的相互影响是不可以的。 (2)意义: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与稳定。 目标导航一二预习导引 5.系统学和工程学原理 (1)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。 在分布式的结构中,一般局部的故障不至于造成整个网络的瘫痪。 (2)系统整体性原理:系统的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
6、“1+12”。 在我国西北一些地区年降雨量小于450 mm,如果在这些地区种 植的不是适应当地环境的灌木和草,而是不适应当地环境的杨树, 这主要违背了什么原理? 提示:主要违背了协调与平衡原理。 知识梳理典例透析 一、物种多样性与生物多样性 1.物种多样性是指多种多样的生物种类,强调物种的变异性。 2.生物多样性是指生命形式的多样化(从类病毒、病毒、细菌、 放线菌、支原体、真菌到植物、动物),各种生命形式之间及生物 与环境之间的多种相互作用,以及各种生物群落、生态系统及其生 态环境与生态过程的复杂性。一般地讲,生物多样性包括三个层次 的内容,即遗传(基因)多样性、物种多样性、生态系统多样性。
7、知识梳理典例透析 二、协调与平衡原理 所谓协调与平衡是指生物与环境的协调与平衡。 1.协调主要指生物要适应环境,因此在建设生态工程时,不要盲目 引种或栽种。 2.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,如 果生物的数量超过了环境的承载力,就会引起系统的失衡和破坏。 如草原上的过度放牧就是典型的例子。 知识梳理典例透析 三、整体性原理与系统整体性原理 1.整体性原理 (1)含义:指社会、经济、自然三方面协调统一,保障整个系统的 稳定与平衡。 (2)举例:林业建设中自然系统、社会系统与经济系统的关系问题, 即种树的同时考虑经济收入、粮食、燃料等问题。 2.系统整体性原理 (1)含义:指
8、总体功能大于各部分之和,即1+12。原因是系统保持 很高的生产力,具体是指互利共生的生物体现系统整体性原理。 (2)举例:如藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌、地衣植物中的藻类和 真菌等。 知识梳理典例透析 四、常见生态工程实例主要遵循的原理分析 1.单一人工林比天然混合林稳定性低,易爆发虫害物种多样 性原理。 2.草原确定合理载畜量,不能过度放牧协调与平衡原理。 3.引种考虑适应环境协调与平衡原理。 4.林业生态工程建设,既考虑种树又考虑生活问题整体性原 理。 知识梳理典例透析题型一题型二题型三 题型一 生态工程 【例1】 下列关于生态工程的叙述,错误的是( ) A.生态工程是生态学与系统工程学的结
9、合 B.生态工程追求经济效益与生态效益的双赢 C.生态工程是无消耗、多效益的工程 D.生态工程能促进人类社会和自然环境的和谐发展 解析:生态工程是生态学与系统工程学相结合,追求经济效益与 生态效益的双赢,促进人类社会和自然环境的和谐发展,低消耗、 多效益的工程体系。 答案:C 知识梳理典例透析题型一题型二题型三 题型二 生态工程的基本原理 【例2】 下列关于生态工程的基本原理的说法,错误的是 ( ) A.物质循环再生原理,在于使生态系统的物质能够循环利用 B.物种多样性原理,是指众多生物通过食物链相互依存,提高系统 生产力,维持系统平衡 C.整体性原理,是考虑自然系统的规律,所有的人类活动必须
10、完全 以生态系统为核心 D.系统整体性原理要求系统各组分之间要有适当的比例关系 解析:整体性原理是指进行生态工程建设时,不但要考虑自然生 态系统的规律,还要考虑经济和社会的影响力。 答案:C 知识梳理典例透析题型一题型二题型三 题型三 运用生态工程基本原理分析实例 【例3】 为加强水体治理,珠江流域某城市构建了较大面积的人 工湿地。 (1)当污染物随水流进入该湿地时,湿地水体中碳元素的迁移和转 化途径如下图。请用箭头和文字补充虚线框中的碳转化途径。 知识梳理典例透析题型一题型二题型三 (2)一段时间后,湿地中出现了轮虫等浮游动物,可控制绿藻等浮 游植物的增殖;管理员还放养了一些鱼和鸭,为城市增
11、添自然气息。 请写出可能存在的食物链(两条)。 (3)如果含有重金属的工业废水进入该系统,请根据生态学基本原 理,指出可能产生哪些负面影响。 解析:由题图可知,可溶性有机碳可作为好氧细菌的碳源,被好氧 细菌分解利用,好氧细菌呼吸作用产生的二氧化碳等作为黑藻、绿 藻等植物光合作用的原料,同时CO2又是黑藻、绿藻等植物呼吸作 用的产物,这样,在细菌、植物、无机环境之间形成了稳定的物质 循环。根据第(2)小题的题干,梳理出两条食物链。重金属盐在食物 链中有富集现象,对处于高营养级的人危害很大,而且难于降解,易 发生二次污染。 知识梳理典例透析题型一题型二题型三 答案:(1) (2)绿藻轮虫鱼、黑藻鱼鸭。 (3)重金属进入食物链,危害人体健康;重金属无法降解,易发生二 次污染。