生态工程的基本原理
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生态工程的兴起
5.1生态工程的基本原理
你觉得本专题题图有什么寓意?
干裂的土地，赤红的 荒山，意味着不断恶 化 生态环境 ，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 生态 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。
生态工程的概念：
1、种植能够固氮的豆科作物 2、堆肥和沤肥,改善土壤结构 堆肥的堆制要为微生物创 造好氧分解的条件，发酵 温度较高。沤肥多在水下 沤制，以厌氧分解为主， 发酵温度低。 3、培育了土壤微生物 4、实现了土壤养分如氮、磷、 钾及微量元素的循环利用
生态系统稳定性的概念
生态系统所具有的保持或恢Βιβλιοθήκη Baidu 自身结构和功能相对稳定的能力。
2、物种多样性原理
物种越丰富，生态系统的抵抗力稳定性越高
资料分析讨论：
水葫芦泛滥对生态系统造成影响 需要考虑：生物与环境的协调关系
3、协调与平衡原理
----需要考虑环境承载力（环境容纳量），以及生物与环 境的适应
讨论：
需要考虑：生物与环境的适应性， 因地制宜
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，应选择哪些特征的 树种？
2.“石油农业”的生产模式应当怎样改进？
大力发展生态农业
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。
讨论：
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，应选择哪些特征的树种？如果在该地区发 展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？
抗寒、耐旱，适应性强的沙棘， 畜牧养殖应该注意： 牲畜量不超过草地承载 耐盐碱力较强的沙枣等植物。 量
4、整体性原理
整体指社会-经济-自然复合成的巨大系统 生产 成本
讨论:
1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？ 2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？
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。 2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？
资料分析
为什么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？
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。
6.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
7．在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种 树，另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题，如 粮食、烧柴以及收入等问题。以上做法依据的生态 工程原理是（ ） A．系统整体性原理 B．整体性原理 C．系统结构决定功能原理 D．以上都不是 8．（多选）生态工程体系的特点是（ A．少消耗 B．多效益 C．可持续 D．多投资 ）
生态经济
循环经济 ”原则， 主要是通过实行“
使一个系统产生出的污染物，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，而实现循环经济最重要的手段之 生态工程 。 一是
原理：循环经济原理。
目的：实现废弃物的资源化
二、生态工程的基本原理
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
1．实现循环经济的最重要的手段之一是（ A．大力发展“石油农业” B．生态工程 C．清除污染物 D．禁止产出污染物
）
2．单一的人工林比天然混合林的稳定性低，容易 遭受害虫危害，这体现了生态工程的什么原理（ ） A．物质循环再生原理 B．协调与平衡原理 C．物种多样性原理 D．系统整理性原理
3．城市生活垃圾要做到分类、回收、利用，实 现废物资源化利用。与该做法关系最密切的生态 工程原理是（ ） A．物种多样性原理 B．整体性原理 C．物质循环再生原理 D．系统学原理 4．协调与平衡原理主要指（ ） A．生物与环境的适应及环境对生物的承载力 B．系统各组分之间要有适当的比例关系 C．自然系统、经济系统、社会系统协调统一 D．物质循环和能量流动协调统一
人类应用 生态学和系统学 等学科的基本原理和方法， 系统设计、调控和技术组装 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 ，从而
注意：
促进人类社会和自然环境和谐发展
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。
阅读
科技探索之路
生态工程的兴起
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？
“可持续发展”的内涵: (Sustainable Development)
5、系统学和工程学原理
（1）系统的结构决定功能原理
运用：改善和优 化生态系统的结构
例：桑基鱼塘模式
（1）系统的结构决定功能原理
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。
5、系统学和工程学原理
（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+1>2”。
5.人类设计生态工程的根本目标是（ ） A．促进自然界良性循环的前提下，达到生 态效益与经济效益的同步发展 B．促进自然界良性循环的前提下，防治环 境污染，提高经济效益 C．防治环境污染，达到生态效益与经济效 益的同步发展 D．促进自然界良性循环的前提下，充分发 挥资源的生产潜力，防治环境污染，达到生态 效益与经济效益的同步发展
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。
资料分析二：
（一）关注生态工程建设
讨论:
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？
1.你对“石油农业”是如何理解的？
大量使用化肥、农药和机械的生产方式，对石油等能源有 高度的依赖性。 农业生产：复杂的生物过程→简单的机械和化学过程。 投入高，产出也高； 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。
经济系统
消费 效益
政策 管 理
社会习惯、法律制度 等也都对生态工程建 设有重要影响。
科 学 文 化
植物
动物
微生物 非生物的因素
自然系统
社会系统
只有应用整体性原理, 才能统一协高当前与 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
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问题
• • • • •
⒈物质循环再生原理 ⒉物种多样性原理 ⒊协调与平衡原理 ⒋整体性原理 ⒌系统学和工程学原理
1、物质循环再生原理
没有物质循环的系统,就会 产生废弃物,造成环境污染, 并最终影响到系统的稳定 和发展.
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。
你能举出系统整体功 能大于部分之和的例子 吗?
珊瑚礁“白化”
豆科作物和固氮菌的共生
物质循环再生原理 物种多样性原理 协调与平衡原理 整体性原理
系统学和工程学原理
（1）系统的结构决定功能原理 （2）系统整体性原理
试分析下列事件可用何种生态工程原理来解释：
• 1.畜牧养殖应注意牲畜量不超过草地承载量 协调与平衡原理 • 2.使用堆肥和沤肥法实现生态农业 物质循环再生原理 • 3.广东大量引种木麻黄作为行道树，一年一种叫 吹绵介壳虫的害虫使木麻黄遭受严重破坏，后来 从国外引进澳洲瓢虫，已持续发挥了控制害虫的 作用。 物种多样性原理 • 4.针对过度放牧的草原，一方面要减少畜牧量， 进行草地承包，有效管理。另一方面要设法增加 农牧民的收入途径。 整体性原理
• 抵抗力稳定性： 抵抗干扰，保持原状 • 恢复力稳定性： 遭到破坏，恢复原状
.两种稳定性区别
自动调节能力
.比较两种稳定性
我国“三北防护林”
遇虫害而死的樟子 松
•
(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？
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。
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。
生态工程建设目的：
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，生态工程是一类 少消耗、多效益、可持续 的工程体系。
（一）关注生态工程建设
5.1生态工程的基本原理
你觉得本专题题图有什么寓意?
干裂的土地，赤红的 荒山，意味着不断恶 化 生态环境 ，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 生态 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。
生态工程的概念：
1、种植能够固氮的豆科作物 2、堆肥和沤肥,改善土壤结构 堆肥的堆制要为微生物创 造好氧分解的条件，发酵 温度较高。沤肥多在水下 沤制，以厌氧分解为主， 发酵温度低。 3、培育了土壤微生物 4、实现了土壤养分如氮、磷、 钾及微量元素的循环利用
生态系统稳定性的概念
生态系统所具有的保持或恢Βιβλιοθήκη Baidu 自身结构和功能相对稳定的能力。
2、物种多样性原理
物种越丰富，生态系统的抵抗力稳定性越高
资料分析讨论：
水葫芦泛滥对生态系统造成影响 需要考虑：生物与环境的协调关系
3、协调与平衡原理
----需要考虑环境承载力（环境容纳量），以及生物与环 境的适应
讨论：
需要考虑：生物与环境的适应性， 因地制宜
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，应选择哪些特征的 树种？
2.“石油农业”的生产模式应当怎样改进？
大力发展生态农业
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。
讨论：
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，应选择哪些特征的树种？如果在该地区发 展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？
抗寒、耐旱，适应性强的沙棘， 畜牧养殖应该注意： 牲畜量不超过草地承载 耐盐碱力较强的沙枣等植物。 量
4、整体性原理
整体指社会-经济-自然复合成的巨大系统 生产 成本
讨论:
1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？ 2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？
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。 2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？
资料分析
为什么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？
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。
6.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
7．在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种 树，另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题，如 粮食、烧柴以及收入等问题。以上做法依据的生态 工程原理是（ ） A．系统整体性原理 B．整体性原理 C．系统结构决定功能原理 D．以上都不是 8．（多选）生态工程体系的特点是（ A．少消耗 B．多效益 C．可持续 D．多投资 ）
生态经济
循环经济 ”原则， 主要是通过实行“
使一个系统产生出的污染物，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，而实现循环经济最重要的手段之 生态工程 。 一是
原理：循环经济原理。
目的：实现废弃物的资源化
二、生态工程的基本原理
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
1．实现循环经济的最重要的手段之一是（ A．大力发展“石油农业” B．生态工程 C．清除污染物 D．禁止产出污染物
）
2．单一的人工林比天然混合林的稳定性低，容易 遭受害虫危害，这体现了生态工程的什么原理（ ） A．物质循环再生原理 B．协调与平衡原理 C．物种多样性原理 D．系统整理性原理
3．城市生活垃圾要做到分类、回收、利用，实 现废物资源化利用。与该做法关系最密切的生态 工程原理是（ ） A．物种多样性原理 B．整体性原理 C．物质循环再生原理 D．系统学原理 4．协调与平衡原理主要指（ ） A．生物与环境的适应及环境对生物的承载力 B．系统各组分之间要有适当的比例关系 C．自然系统、经济系统、社会系统协调统一 D．物质循环和能量流动协调统一
人类应用 生态学和系统学 等学科的基本原理和方法， 系统设计、调控和技术组装 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 ，从而
注意：
促进人类社会和自然环境和谐发展
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。
阅读
科技探索之路
生态工程的兴起
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？
“可持续发展”的内涵: (Sustainable Development)
5、系统学和工程学原理
（1）系统的结构决定功能原理
运用：改善和优 化生态系统的结构
例：桑基鱼塘模式
（1）系统的结构决定功能原理
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。
5、系统学和工程学原理
（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+1>2”。
5.人类设计生态工程的根本目标是（ ） A．促进自然界良性循环的前提下，达到生 态效益与经济效益的同步发展 B．促进自然界良性循环的前提下，防治环 境污染，提高经济效益 C．防治环境污染，达到生态效益与经济效 益的同步发展 D．促进自然界良性循环的前提下，充分发 挥资源的生产潜力，防治环境污染，达到生态 效益与经济效益的同步发展
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。
资料分析二：
（一）关注生态工程建设
讨论:
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？
1.你对“石油农业”是如何理解的？
大量使用化肥、农药和机械的生产方式，对石油等能源有 高度的依赖性。 农业生产：复杂的生物过程→简单的机械和化学过程。 投入高，产出也高； 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。
经济系统
消费 效益
政策 管 理
社会习惯、法律制度 等也都对生态工程建 设有重要影响。
科 学 文 化
植物
动物
微生物 非生物的因素
自然系统
社会系统
只有应用整体性原理, 才能统一协高当前与 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
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问题
• • • • •
⒈物质循环再生原理 ⒉物种多样性原理 ⒊协调与平衡原理 ⒋整体性原理 ⒌系统学和工程学原理
1、物质循环再生原理
没有物质循环的系统,就会 产生废弃物,造成环境污染, 并最终影响到系统的稳定 和发展.
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。
你能举出系统整体功 能大于部分之和的例子 吗?
珊瑚礁“白化”
豆科作物和固氮菌的共生
物质循环再生原理 物种多样性原理 协调与平衡原理 整体性原理
系统学和工程学原理
（1）系统的结构决定功能原理 （2）系统整体性原理
试分析下列事件可用何种生态工程原理来解释：
• 1.畜牧养殖应注意牲畜量不超过草地承载量 协调与平衡原理 • 2.使用堆肥和沤肥法实现生态农业 物质循环再生原理 • 3.广东大量引种木麻黄作为行道树，一年一种叫 吹绵介壳虫的害虫使木麻黄遭受严重破坏，后来 从国外引进澳洲瓢虫，已持续发挥了控制害虫的 作用。 物种多样性原理 • 4.针对过度放牧的草原，一方面要减少畜牧量， 进行草地承包，有效管理。另一方面要设法增加 农牧民的收入途径。 整体性原理
• 抵抗力稳定性： 抵抗干扰，保持原状 • 恢复力稳定性： 遭到破坏，恢复原状
.两种稳定性区别
自动调节能力
.比较两种稳定性
我国“三北防护林”
遇虫害而死的樟子 松
•
(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？
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。
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。
生态工程建设目的：
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，生态工程是一类 少消耗、多效益、可持续 的工程体系。
（一）关注生态工程建设