生态工程基本原理理论基础
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生态工程四个基本原理
生态工程四个基本原理
生态工程四个基本原理是：
1、物质循环再生，理论基础：物质循环。
意义：可避免环境污染及其对系统稳定性和发展的影响。
2、物种多样性，理论基础：生态系统的抵抗力稳定性。
意义：生物多样性程度可提高系统的抵抗力稳定性，提高系统的生产力。
3、协调与平衡，理论基础：生物与环境的协调与平衡。
意义：生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏。
4、整体性，理论基础：社会—经济—自然复合系统。
意义：统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定。
系统的结构决定功能原理：分布式优于集中式和环式。
意义：改善和优化系统的结构以改善功能。
系统整体性原理：整体大于部分。
意义：保持系统很高的生产力。
生态工程的基本原理完整版本
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资料分析2问题讨论
1.你对“石油农业”是如何理解的？
“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。
理解： a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。 b优点: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， c缺点：它所产生的废弃物和有害物质的数量很庞大， 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。
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P108资料分析2问题讨论
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。
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生态工程
是指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。
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生态工程概念突破
理论基础 生态学和系统学
技术手段 操作过程
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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。
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资料分析2问题讨论
1.你对“石油农业”是如何理解的？
“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。
理解： a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。 b优点: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， c缺点：它所产生的废弃物和有害物质的数量很庞大， 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。
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P108资料分析2问题讨论
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。
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生态工程
是指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。
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生态工程概念突破
理论基础 生态学和系统学
技术手段 操作过程
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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。
43生态工程一生态工程的基本原理-德州市乐陵第一中学人教版高中生
生态学、系统学
手
段
对人工生态系统进行分析、设计和调控,或对已被破 坏的生态环境进行修复、重建
目
的
提高生态系统的生产力或改善生态环境,从而促进人 类社会与自然环境的和谐发展
2.原因:毁林种地,围湖造田,大量使用化肥、农药等农业生产方式, 以及工业的迅猛发展,正在消耗大量的自然资源。 3.目的:遵循生态学规律,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。 4.优点:少消耗、多效益、可持续。
(1)从生态学角度分析，人们建立图示的农业生态系统的主要目 的是____________________________________________。该系统将植 物秸秆、动物粪便等废弃物合理地进行了应用，体现了生态工程的 ________原理。
生态系统的基本原理 情境导引 资料1 在辽宁西部的章古台地区,最初进行林带建设时,单一种植 了大片的樟子松林,由于没有一条昆虫与其天敌相生相克的食物链, 使得偶然滋生的松毛虫肆虐一时,很多地方的樟子松因此奄奄一息, 甚至成为鸟兽了无踪影的“不毛之地”。同样的原因,前几年仅一种 小小的杨树天牛就将宁夏、内蒙古等地的几十亿株杨树毁于一旦。 资料2 我国西北一些地区年降水量小于450 mm,是只适合种植灌 木和草的地区,但却被硬性规定种植杨树,以致到处都是“杨家将”。 生态的不适应使许多地方的杨树长成半死不活的“小老头”状,远不 如当地树种那样有较高的生态适应性,结果防护林成了残败的“灰 色长城”。
3.公园建设为什么要充分利用原有的地貌和植被， 营造近自然林系统呢?
生态工程的建设要顺应自然，即合乎自然规律。自然的地貌 和植被，是自然选择、生物与环境相适应的结果，充分利用 原有的地貌和植被有利于该公园的可持续发展，并且会减少 人力和物力的投入。
生态工程概念原理及相关理论
• 生态工程是为了人类和自然的相互利益而进 行的一种生态系统设计
生态工程原理
• 1、物质循环再生原理
• 2、物种多样性原理
• 3、协调与平衡原理
• 4、整体性原理
• 5、系统学和工程学原理
–
系统的结构决定功能原理
–
系统整体性原理
物质循环再生原理
• 理论基础是：生物地球化学循环
组 成 生 物 体 的 C 、 H 、 O 、 N 、 P 、 S 基 本 元 素
大规模生态工程成败原因
• 斯大林改造大自然：
化学家门捷列耶夫、生理学家巴甫洛夫、物理学家波波 夫；在生物 —地学领域也不乏大师,道库恰耶夫 (1846～1903)；农学家依兹马依里斯基(1851～1914)。
其理论依据主要来自道库恰耶夫以及依兹马依里斯基的 学说。遗憾的是规划的倡导人决策人操持的是繁重庞 杂的国家政务, 不可能事必躬亲地深究防护林营造的 具体细节, 也不可能全面地理解和把握科学家理论的 要点。
如何立法自我节制
• 强制的法律或税务 措施，做成污染者 在排放前处理污染 物成本比不处理为 低。
• 强化监督机制。 • 加强道德教育。
自由生育
在我们努力将自 己社会建成一个 福利国家的过程 中，人口问题是 我们的社会必然 面对的另一种公 地悲剧。
无节制的生育的影响
1.使社会在提供现有人口生活条件和提高人民生活水平方面，遇到 了难以克服的困难：就业困难,住房紧张,粮食、燃料等生活必需品 短缺等。
2024/1/25
自我设计：利用生态系统自 组织原理进行生态系统设计
生态工程原理
• 1、物质循环再生原理
• 2、物种多样性原理
• 3、协调与平衡原理
• 4、整体性原理
生态工程原理
• 1、物质循环再生原理
• 2、物种多样性原理
• 3、协调与平衡原理
• 4、整体性原理
• 5、系统学和工程学原理
–
系统的结构决定功能原理
–
系统整体性原理
物质循环再生原理
• 理论基础是：生物地球化学循环
组 成 生 物 体 的 C 、 H 、 O 、 N 、 P 、 S 基 本 元 素
大规模生态工程成败原因
• 斯大林改造大自然：
化学家门捷列耶夫、生理学家巴甫洛夫、物理学家波波 夫；在生物 —地学领域也不乏大师,道库恰耶夫 (1846～1903)；农学家依兹马依里斯基(1851～1914)。
其理论依据主要来自道库恰耶夫以及依兹马依里斯基的 学说。遗憾的是规划的倡导人决策人操持的是繁重庞 杂的国家政务, 不可能事必躬亲地深究防护林营造的 具体细节, 也不可能全面地理解和把握科学家理论的 要点。
如何立法自我节制
• 强制的法律或税务 措施，做成污染者 在排放前处理污染 物成本比不处理为 低。
• 强化监督机制。 • 加强道德教育。
自由生育
在我们努力将自 己社会建成一个 福利国家的过程 中，人口问题是 我们的社会必然 面对的另一种公 地悲剧。
无节制的生育的影响
1.使社会在提供现有人口生活条件和提高人民生活水平方面，遇到 了难以克服的困难：就业困难,住房紧张,粮食、燃料等生活必需品 短缺等。
2024/1/25
自我设计：利用生态系统自 组织原理进行生态系统设计
生态工程原理
• 1、物质循环再生原理
• 2、物种多样性原理
• 3、协调与平衡原理
• 4、整体性原理
生态工程的原理
生态工程的原理
生态工程是一种通过调整和改善自然环境来恢复或改善生态系统功能的科学和技术方法。
它的原理基于生态学理论，主要包括以下几个方面。
1. 自然恢复：生态工程首先依靠自然恢复的力量，通过提供适当的环境条件和资源，促进自然过程中生态系统的自我修复能力。
例如，通过控制环境因素，如水质、气候和土壤条件，来促进湿地的自然恢复，从而使湿地生态系统得以重建。
2. 人工干预：在自然恢复的基础上，生态工程还采用人工干预的方式，以加速生态系统的修复和改善。
这包括引入适宜的植物和动物物种，修复受损的地形和土壤，以及建立合适的生态结构，如湿地、林地和草地等。
3. 生物多样性保护：生态工程的原则之一是保护和增强生物多样性。
通过合理设计和管理生态工程项目，保护和恢复不同物种的栖息地，提供适宜的食物和庇护条件，以促进物种的繁衍和迁徙，从而维护生态系统的稳定性和健康。
4. 持续管理：生态工程的成功不仅依赖于初始的工程建设和生态恢复，还需要进行持续的管理和监测。
这包括定期评估生态系统的状况，采取必要的修复和改进措施，以确保生态工程项目的长期效益和可持续发展。
综上所述，生态工程基于自然恢复和人工干预的原则，以保护生物多样性和实现可持续管理为目标，旨在恢复和改善生态系
统的功能和健康。
通过科学的设计和实施，生态工程可以在人类活动对自然环境造成破坏的情况下，促进生态系统的恢复和保护，为人类提供可持续的生态服务。
高中生物生态工程的基本原理
高中生物生态工程的基本原理
生态工程是以生物学和生态学为基础，运用工程技术手段调节、修复和改善环境的一门交叉学科。
其基本原理包括生态系统的特征、工程手段的选择和应用以及生态系统的动态平衡。
首先，在生态工程中，了解和理解生态系统的特征是至关重要的。
生态系统是由生物群落和非生物环境组成的有机整体。
它包括物质和能量的循环，以及生物之间和生物与环境之间的相互作用。
生态工程师需要了解生态系统的结构、功能和相互关系，以便制定合理的工程方案。
其次，选择和应用适当的工程手段是生态工程的关键。
根据特定的问题和目标，生态工程师需要选择合适的工程手段，以达到修复、调节或改善环境的目的。
例如，植物修复是一种常用的生态工程手段，通过利用植物的生长和代谢特性，吸收和稀释有毒物质、固定土壤、保护土壤等。
此外，还可以利用人工湿地、河流修复、海岸保护等工程手段，对环境进行修复和改善。
最后，生态系统的动态平衡是生态工程的目标之一、生态系统具有稳定性和动态平衡的特点，生态工程旨在通过调节和修复，使生态系统恢复到相对稳定的状态。
为了实现这一目标，需要掌握生态系统的演替规律和调节机制。
例如，在生物多样性保护中，保护和恢复生物多样性是保持生态系统稳定的关键因素之一
总之，生态工程的基本原理涉及到生态系统的特征、工程手段的选择和应用以及生态系统的动态平衡。
通过深入理解这些原理，生态工程师可以更好地解决环境问题，并为实现可持续发展做出贡献。
高中生物选修3《现代生物科技专题》课件5.1生态工程的基本原理
Βιβλιοθήκη (3)生态工程与传统农业的比较
比较项目
生态工程
基本原理
生态学、工程学
调节机制 人为辅助下的自我调节
与环境的关系
协调
主要能源
太阳能
生物多样性
得到保护
传统农业 工程学 人为调控 破坏环境 化学能
减少
2．生态工程概念的理解 (1)生态经济的实质：能够满足我们的需求而又不会危及子孙后 代满足其需要的经济，实现“循环经济”最重要的手段之一就是生 态工程。 (2)对生态工程概念的理解，应注意以下几点： ①涉及的学科知识有生态学、系统学、工程学、经济学等。 ②运用到的技术手段有系统设计、调控和技术组装等。 ③面临的任务是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的生产方式进行改善，并提高生态系统的生 产力。 ④最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。 ⑤生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续。
答案：D
2．从生态工程的基本原理看，“生态经济”就是( ) A．无废料生产、无生态破坏的经济发展模式 B．为了优化和重建自然生态的经济投资 C．先恢复生态环境，再发展经济的发展计划 D．为了更快发展经济的生态资源利用
解析：生态经济主要是通过实行“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。
3．生态农业常见类型 (1)桑基鱼塘模式。 人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕粪养鱼，鱼粪肥 塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收，如下图所示：
(2)沼气农田立体养殖模式。 该生态系统利用农作物发展养殖业，利用废弃物实现物质的循 环，保证能量的多级利用，如下图所示：
4．传统农业、现代农业和生态农业的比较
比较项目
生态工程
基本原理
生态学、工程学
调节机制 人为辅助下的自我调节
与环境的关系
协调
主要能源
太阳能
生物多样性
得到保护
传统农业 工程学 人为调控 破坏环境 化学能
减少
2．生态工程概念的理解 (1)生态经济的实质：能够满足我们的需求而又不会危及子孙后 代满足其需要的经济，实现“循环经济”最重要的手段之一就是生 态工程。 (2)对生态工程概念的理解，应注意以下几点： ①涉及的学科知识有生态学、系统学、工程学、经济学等。 ②运用到的技术手段有系统设计、调控和技术组装等。 ③面临的任务是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的生产方式进行改善，并提高生态系统的生 产力。 ④最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。 ⑤生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续。
答案：D
2．从生态工程的基本原理看，“生态经济”就是( ) A．无废料生产、无生态破坏的经济发展模式 B．为了优化和重建自然生态的经济投资 C．先恢复生态环境，再发展经济的发展计划 D．为了更快发展经济的生态资源利用
解析：生态经济主要是通过实行“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。
3．生态农业常见类型 (1)桑基鱼塘模式。 人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕粪养鱼，鱼粪肥 塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收，如下图所示：
(2)沼气农田立体养殖模式。 该生态系统利用农作物发展养殖业，利用废弃物实现物质的循 环，保证能量的多级利用，如下图所示：
4．传统农业、现代农业和生态农业的比较
第十单元第39讲生态工程
考点一
基础回扣
要点探究
命题设计
技法提炼
返回
考点一
生态工程的基本原理
(3)协调与平衡原理： 处理好生物与环境的协调与平衡， 需要考虑
环境承载力
。
(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，还要考虑到 等系统的影响力。
经济和社会
(5) 系统学 和 工程学原理： 包括系统的结构决定功能原 理和系统整体性原理。
技法提炼
1．桑基鱼塘模式 (1)特点：人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕粪 养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕 茧三丰收。 (2)图示
考点一
基础回扣
要点探究
命题设计
技法提炼
返回
考点一
生态工程的基本原理
技法提炼
2．沼气农田立体养殖模式 (1)特点：通过控制温室内的温度、光照、气体和水肥等因 素，缩短生产周期，大幅度提高粮食、蔬菜和水果的产量和 质量。 (2)图示
③从对资源的充分利用角度看，d、e 途径比 c 途径突出的特点
除利用了有机垃圾中的能量外，还充分地、分层次地多级_ 是_________________________________________________ 利用了垃圾中的物质，并且减少了因燃烧带来的污染
考点二
。
返回
基础回扣
要点探究
命题设计
考点一 生态工程的基本原理
第39 讲生 态工 程
考点二 生态工程的实例
高考模拟 提能训练
练出高分
考点一
生态工程的基本原理
1．生态工程建设的目的：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。 2．特点： 少消耗 、多效益、 可持续 的工程体系。 3．基本原理 (1)物质 循环再生 原理：物质在生态系统中 循环往复 、分 层分级利用。 (2)物种 多样性 原理：物种繁多而复杂的生态系统具有较 高的 抵抗力稳定性 。
基础回扣
要点探究
命题设计
技法提炼
返回
考点一
生态工程的基本原理
(3)协调与平衡原理： 处理好生物与环境的协调与平衡， 需要考虑
环境承载力
。
(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，还要考虑到 等系统的影响力。
经济和社会
(5) 系统学 和 工程学原理： 包括系统的结构决定功能原 理和系统整体性原理。
技法提炼
1．桑基鱼塘模式 (1)特点：人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕粪 养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕 茧三丰收。 (2)图示
考点一
基础回扣
要点探究
命题设计
技法提炼
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考点一
生态工程的基本原理
技法提炼
2．沼气农田立体养殖模式 (1)特点：通过控制温室内的温度、光照、气体和水肥等因 素，缩短生产周期，大幅度提高粮食、蔬菜和水果的产量和 质量。 (2)图示
③从对资源的充分利用角度看，d、e 途径比 c 途径突出的特点
除利用了有机垃圾中的能量外，还充分地、分层次地多级_ 是_________________________________________________ 利用了垃圾中的物质，并且减少了因燃烧带来的污染
考点二
。
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基础回扣
要点探究
命题设计
考点一 生态工程的基本原理
第39 讲生 态工 程
考点二 生态工程的实例
高考模拟 提能训练
练出高分
考点一
生态工程的基本原理
1．生态工程建设的目的：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。 2．特点： 少消耗 、多效益、 可持续 的工程体系。 3．基本原理 (1)物质 循环再生 原理：物质在生态系统中 循环往复 、分 层分级利用。 (2)物种 多样性 原理：物种繁多而复杂的生态系统具有较 高的 抵抗力稳定性 。
生态工程的基本原理——物质循环再生
物质循环
组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进 行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机 环境的循环过程。这就是生态系统的物质循环。
特点
周而复始，往复循环 重复利用、全球性、
物质循环再生原理
• 理论基础是：生态系统的物质循环
组、元 成O S 生 N 本 物、 体P 素 的 C 、 H 、 、 基
生态工程所遵循的基本原理
饲料与垫料 人类食品
人类 食品
作物残留 人粪尿
无 废 弃 物 农 业
1、物质循环再生原理 理论基础:物质循环 地球以有限的空间和资源，长久维持着众多 生物的生存、繁衍和发展，奥秘就在于物质能 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，用之不竭的效果。
生 物 群 落
反 复 循 环
无 机 环 境
• 原理含义是指：生态系统中, 生物借助能量的不停 流动, 一方面不断地从自然界摄取物质并合成新的 物质, 另一方面又随时分解为原来的简单物质, 即 所谓“再生”, 重新被系统中的生产者植物所吸收 利用, 进行着不停顿的物质循环。
碳循环
碳在大气圈和生物群落中的存在形式？
第一讲 生态工程的基本原理 ——物质循环再生原理
20世纪末世界人口突破了60亿，随着现代农 业生产的发展，人类活动遍布地球的每个角落， 地球上已经难以找到一个没有受到人类影响的地 方，原始的生态系统几乎丧失，全球生态环境危 机不断激化。
• 干裂的土地，赤红的荒山，意味着不断恶化的 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。
高中生物选修三《专题五 生态工程》复习课件
• 某草原牧区，在进行草场建设时，既注重 不同牧草种类的搭配种植，又对单位面积 内的放牧量做了一定控制。这种做法体现 了 ( ) • A．实行“循环经济”的原则 • B．低消耗，多效益原则 • C．遵循物种多样性和协调与平衡原理 • D．建立自然—社会—经济复合系统
【答案】 C
• (2008年高考广东卷)要实现人与自然的和 谐发展，下列措施最合理的是 • 【答案】 C ) ( • A．通过生物技术手段，转化淀粉生产可 再生能源 • B．使用化学农药防治病虫害，保证粮食 稳产 • C．发展生态农业，实现物质和能量的多 级利用 • D．大力开垦湿地，扩大粮食种植面积
项目 物质循环再生原理
理论基础 物质循环
意义 可避免环境污染及其对对 系统稳定和发展的影响 生物多样性程度高，可提
实例 “无废弃物农业” “三北防护林”建设中的
物种多样性原理
生态系统的稳定 性 生物与环境的协 调与平衡
高生态系统的抵抗力稳定
性 生物数量不超过环境承载 力，可避免系统的失衡和 破坏。
(2)各种农产品的生产互相协调，互惠互利，实现 了能量和物质的多级利用 (3)50 2学.科.网 zxxk.
(1)生态农业设计的基本原理是①_______，②________。 (2)生态农业的优越性表现在________。 (3)在“农作物→猪→农户”这条食物链中，若农作物通 过光合作用产出300摩尔氧气，则农作物同时产出 ________摩尔葡萄糖，农户从猪中获取的最大能量相当 于________摩尔的葡萄糖。
2. 下列有关生态工程的原理和实例中，错误的是 【答案】D ( ) 选 有关事例 相关的生态工程原理 项 遵循物质循环再生原 A 无废弃物农业 理 在人工林中增加植被 B 遵循物种多样性原理 的层次 无锡太湖水体富营养 C 违反协调与平衡原理 化引起大面积水华 违反系统学和工程学 D 前面造林，后面砍林 原理
生态工程的基本原理
农 业
取之不尽、用之不竭
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2、物种多样性原理
理论基础：生态系 统的稳定性
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单一的樟子 松林被松毛 虫害死
食物链短而 单调，缺少 松毛虫、天 牛的天敌。
生物多样性很高的珊 瑚礁维持的很好
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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？
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。
点此播放教学视频
为什么要进行生态工程建设
１．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。
２．为了可持续发展，走生态经济之路。
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生态经济：
点此播放教学视频
学的基本原理。
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1、物质循环再生原理
理论基础:物质循环
地球以有限的空间和资源，长久维持着众 多生物的生存、繁衍和发展，奥秘就在于 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 的效果。
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无
废
弃 物
循环往复、分层分级利用
具体措施包括：
1.不断提高土地的产出水平；
2.要减少农业活动对环境的污染，促进社会的 可持续发展。
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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Байду номын сангаас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。
生态工程
物质循环再生原理的应用
• 物质循环再生原理:要求我们在生 态工程设计和建设中要使大多的物 质循环再生,以减少污染
第二、物种多样性原理
生态系统的成分越单纯，营养结构越简单， 自动调节能力就越小，抵抗力就越低；反之， 抵抗力就越高。 物种丰富度越高生态系统抵抗力稳定性高
抵抗力很强
抵抗力较弱
物种多样性原理应用
我国生态工程存在的问题及发展前景： 不是单纯的环境污染问题，而是与人口 激增、环境与资源破坏、能源短缺等问 题结合在一起的“并发症”。
①缺乏定量化模型指导，难以设计出标准化、易操作的生态工 程样板； ②设计缺乏高科技含量，生态系统的调控缺乏及时准确的监测 技术支持，缺乏理论性指导等。
（1）系统的结构决定功能原理 （2）系统整体性原理
5.2 生态工程的实例和发展前景
1.农村综合发展型生态工程
问题:资源有限，人多地
对策:进行综合发展型生
态工程。原理：物质循 环再生、整体性、物种 多样性
少
案例:北京窦店村以沼
气为中心的生态工程 以沼气工程为中心，农 林牧渔全面发展，开发 可更新资源，减少环境 污染
整体性原理
整体指社会-经济-自然复合而成的巨大系统
生产 成本
植物 动物 管 理 消费 效益 政策
经济系统
微生物 非生物的因素
科 学 文 化
自然系统
社会系统
第五、系统学和工程学原理
（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。
（二）生态工程所遵循的基本原理 无废弃物农业
是我国古代传统 农业的辉成就 之一，也是生态 工程最早和最生 动的一种模式。
生态工程的基本原理
级利用、物质循环再生，从而降低了污染。(6)注意能量 流动具有单向性特点。
[答案] (1)分解者
(4)低
(2)不正确
(3)信息传递
生物种类少，营养结构简单 减轻了对环境的污染(或实现了废物
(5)能量多级利用
资源化等)(顺序可以颠倒，答出两点即可)
[链一串] 1．农业生态系统的设计原则
①应当能够体现生态学原理与现代农业技术相结合的
[解析] (1)蘑菇不能利用无机物合成有机物，其利用的
是有机质，属于分解者。(2)蚯蚓属于分解者，不参与捕 食食物链的构成。(3)光照、性外激素分别为物理、化学 信息。这是信息传递在农业生产中的具体应用。(4)与果 园相比，森林的生物种类更多、营养结构更复杂，其抵
抗力稳定性更高。(5)生态农业的优点在于实现了能量多
生原理：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。单独存在时，两种生物都不能很
好地生活，但是在一起的时候就出现了一种1＋1>2的效 果，体现了系统整体性原理。所谓生态工程的整体性原理， 是指人类所处的自然系统、经济系统和社会系统所构成的 巨大复合系统，三者相互影响而形成统一整体。
科目四考试 科目四模拟考试题 C1 科目四仿真考试
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考点一
生态工程所遵循的基本原理
本考点内容与中国农村现实与长远规划接轨，
考情 但由于与必修生态系统的相关考点密切相关，故在 高考中并不陌生。命题上主要与生态农业、可持续 发展的理解相关联，具有“高起点，低落点”的特 点，预计2013年的高考中将可能有所体现。
项目
理论基础 生物与环 境的协调 与平衡 社会、经
意义
[答案] (1)分解者
(4)低
(2)不正确
(3)信息传递
生物种类少，营养结构简单 减轻了对环境的污染(或实现了废物
(5)能量多级利用
资源化等)(顺序可以颠倒，答出两点即可)
[链一串] 1．农业生态系统的设计原则
①应当能够体现生态学原理与现代农业技术相结合的
[解析] (1)蘑菇不能利用无机物合成有机物，其利用的
是有机质，属于分解者。(2)蚯蚓属于分解者，不参与捕 食食物链的构成。(3)光照、性外激素分别为物理、化学 信息。这是信息传递在农业生产中的具体应用。(4)与果 园相比，森林的生物种类更多、营养结构更复杂，其抵
抗力稳定性更高。(5)生态农业的优点在于实现了能量多
生原理：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。单独存在时，两种生物都不能很
好地生活，但是在一起的时候就出现了一种1＋1>2的效 果，体现了系统整体性原理。所谓生态工程的整体性原理， 是指人类所处的自然系统、经济系统和社会系统所构成的 巨大复合系统，三者相互影响而形成统一整体。
科目四考试 科目四模拟考试题 C1 科目四仿真考试
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考点一
生态工程所遵循的基本原理
本考点内容与中国农村现实与长远规划接轨，
考情 但由于与必修生态系统的相关考点密切相关，故在 高考中并不陌生。命题上主要与生态农业、可持续 发展的理解相关联，具有“高起点，低落点”的特 点，预计2013年的高考中将可能有所体现。
项目
理论基础 生物与环 境的协调 与平衡 社会、经
意义
人教版选修3生态工程的基本原理课件(共50张)
(2)生态工程与传统农业的区别:
项目 基本原理 调节机制 与环境的关系 主要能源 生物多样性
生态工程 生态学、系统学 人为辅助下的自我调节
协调 太阳能 得到保护
传统农业 工程学
人为调控 破坏环境
化学能 减少
3.生态农业常见类型: (1)桑基鱼塘模式。 人工建立的高产稳产的农业生态系统,做到蚕粪养鱼,鱼粪肥塘,塘泥肥田、肥 桑,从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收,如图所示:
【解题关键】解答本题的关键: (1)明确该图是人工生态系统图,利用生态学原理设置的生态农业。 (2)明确建立该人工生态系统的目的是实现对能量的多级利用,提高能量的利用 率,减少环境污染。
【解析】选B。该生态系统遵循了“物质循环再生”的原理,生态系统经过能量 多级利用,虽然没有提高能量的传递效率,但提高了系统总能量利用效率,选项A、 D正确;该生态系统的分解者是蝇蛆和蚯蚓,促进了系统中的物质循环,但能量流 动是单向的、不循环的,选项B错误;合理使用农家肥,不仅能提供无机盐,还能提 供二氧化碳,增强光合作用效率,从而提高葡萄和蔬菜的产量,选项C正确。
【解析】(1)该生态系统中的分解者包括:蚯蚓、细菌(微生物);该生态工程突出体现了物质循 环再生这个基本原理。 (2)从资源与环境的角度来看,④、⑤途径优于③途径的主要原因是④、⑤途径可以充分地利 用垃圾中的物质(对物质的多级利用)、减少环境污染。 (3)该生态系统中能利用发酵技术产生沼气开发生物能,提及能量问题,属于清洁及可再生能源 系统组合利用的生态工程。 (4)种植业和畜牧业是人类食物生产系统的两大支柱,种养结合的优化设计就是按照生态和经 济规律通过综合优化,使系统从总体上获得最佳的经济效益、生态效益和社会效益。 答案:(1)蚯蚓、细菌(微生物) 物质循环再生 (2)可以充分地利用垃圾中的物质(或对物质 的良性循环和多途径利用) (3)B (4)畜牧业 生态和经济
生态工程的基本原理
二、生态工程所遵循的基本原理
项目
理论基础
意义
实例
物质循环
再生原理
物质循环
可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响
“无废弃物农业”
物种多样
性原理
生态系统的稳定性
生物多样性程度高，可提高系统的抵抗力稳定性及系统生产力
三北防护林建设中的单纯林问题，珊瑚礁生态系统的生物多样性非常高
协调与平
衡原理
生物与环境的协调与平衡
3.生态经济
(1)实行原因：传统经济模式正在毁坏水、大气、土壤和生物资源，消耗地球赠给我们的自然资本。
(2)原则：循环经济。
(3)特点：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。
(4)手段：生态工程等。
归纳总结 传统农业、现代农业和生态农业的比较
概念
优点
缺点
答案(1)减少了环境污染(2)充分利用了废弃物中的能量，实现了能量的多级利用(3)物质循环少消耗、多效益、可持续(4)物质循环再生原理物种多样性原理整体性原理(5)不正确。因为食物链越长，各食物链中的生物数量越难以达到一定规模，影响经济效益；营养级越多，高层次营养级获得的能量越少，该营养级生物数量也越少
系统整体性原理：总体功能大于各部分之和
保持很高的系统生产力
珊瑚礁上的藻类和珊瑚虫的关系
归纳总结 桑基鱼塘的物质循环和能量流动途径
(1)桑基鱼塘系统中的物质循环和能量流动是相互联系的，能量流动包含在物质循环利用过程中，随着食物链的延伸逐级递减。
(2)能量的多级利用和物质的循环利用：桑叶喂蚕，蚕产蚕丝；桑树的凋落物和蚕粪落到鱼塘中，作为鱼饲料，经过鱼塘内的食物链过程，可促进鱼生长；甘蔗可榨糖，糖渣喂猪，猪的排泄物进入鱼塘；鱼的排泄物及其他未被利用的有机物和底泥经微生物的分解，又可作为桑树和甘蔗的有机肥料。桑基鱼塘巧妙地利用了很难利用的大片低湿地，发展了多种经营，为农民创造了多种收入的门路，完全符合“无废弃物农业”的要求。
项目
理论基础
意义
实例
物质循环
再生原理
物质循环
可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响
“无废弃物农业”
物种多样
性原理
生态系统的稳定性
生物多样性程度高，可提高系统的抵抗力稳定性及系统生产力
三北防护林建设中的单纯林问题，珊瑚礁生态系统的生物多样性非常高
协调与平
衡原理
生物与环境的协调与平衡
3.生态经济
(1)实行原因：传统经济模式正在毁坏水、大气、土壤和生物资源，消耗地球赠给我们的自然资本。
(2)原则：循环经济。
(3)特点：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。
(4)手段：生态工程等。
归纳总结 传统农业、现代农业和生态农业的比较
概念
优点
缺点
答案(1)减少了环境污染(2)充分利用了废弃物中的能量，实现了能量的多级利用(3)物质循环少消耗、多效益、可持续(4)物质循环再生原理物种多样性原理整体性原理(5)不正确。因为食物链越长，各食物链中的生物数量越难以达到一定规模，影响经济效益；营养级越多，高层次营养级获得的能量越少，该营养级生物数量也越少
系统整体性原理：总体功能大于各部分之和
保持很高的系统生产力
珊瑚礁上的藻类和珊瑚虫的关系
归纳总结 桑基鱼塘的物质循环和能量流动途径
(1)桑基鱼塘系统中的物质循环和能量流动是相互联系的，能量流动包含在物质循环利用过程中，随着食物链的延伸逐级递减。
(2)能量的多级利用和物质的循环利用：桑叶喂蚕，蚕产蚕丝；桑树的凋落物和蚕粪落到鱼塘中，作为鱼饲料，经过鱼塘内的食物链过程，可促进鱼生长；甘蔗可榨糖，糖渣喂猪，猪的排泄物进入鱼塘；鱼的排泄物及其他未被利用的有机物和底泥经微生物的分解，又可作为桑树和甘蔗的有机肥料。桑基鱼塘巧妙地利用了很难利用的大片低湿地，发展了多种经营，为农民创造了多种收入的门路，完全符合“无废弃物农业”的要求。
生态工程专业知识说课稿
产原料，从而实现废弃物旳资源化。
P108
•实现循环经济最主要旳手段是什么？ 生态工程
1.物质循环原理旳理论基础： 109 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， 从而到达取之不尽，用之不竭。 2.意义：
防止环境污染,保持长久旳可连续发展。 3.实例：
无废弃物农业（我国古代老式农业）
2、生产者在生态系统中旳作 用是 将无机物转变成有机物 以 及 同步把光能转变成化学能。，并
储存在有机物中。
4、土壤肥力几千年没有耗竭旳 原理是什么?
物质循环再生原理 堆肥、沤肥，充分利用微生物旳分解
作用，把有机物变为无机物回归无机
实施 “无废弃物农业”环境，完毕物质循环过程。 P109
P109 《四千年旳农民》一书中记载了中国农民几千年来旳
1.物质循环再生原理
P109
2.物种多样性原理
P110
3.协调与平衡原理
P111
4.整体性原理
P112
5.系统学与工程学原理
P112
⑴系统旳构造决定功能原理：
⑵系统整体性原理
1.物质循环再生原理 ⑴哪些垃圾是可回收旳,哪些垃圾是不可回收旳？ ⑵可回收垃圾怎样被旳再利用？ ⑶不可回收垃圾有什么用途？
老式旳经济发展模式不注重生态环境旳保护， 没有考虑生态成本，经济旳发展是以巨大旳生态 环境破坏为代价。
3、处理长江洪水泛滥应该采用什么措施？ 以生物措施为主，结合工程措施，提升森林
覆盖率；“退耕还湖”和改革不合理耕作方式等。
一、生态工程
P105
人类应用生态学和系统学等学科旳基本原理和措施，
经过系统设计、调控和技术组装，对已破坏旳生态环境进
生态工程的基本原理用
• 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。
• 特点
• 少消耗，多效益，可持续发展
. .
.
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
⑴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。 ⑵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、系统学和工程学原理
课堂练习 5.人类设计生态工程的根本目标是（ D ） 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
单一的樟子 松林被松毛 虫害死
食物链短而 单调，缺少 松毛虫、天 牛的天敌。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
生物多样性很高的珊 瑚礁维持的很好
2、物种多样性原理 物种多而繁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。
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质大循环，循环往复，分层分级利用
“无废弃物农业”
“秸秆多级利用”
生态工程基本原理
物种多样性原理
生态系统具有保持或恢复 自身结构和功能相对稳定 的能力即生态系统稳定性。
物种多样性程度越高，生态系统的稳 定性越强，生产力越高。
三北防护林生态工程——辽宁章固台樟子松防护林
辽宁西部的章古台地区，由于单 一种植樟子松树，使松毛虫因为 没有天敌而肆虐一时，使很多地 方几乎成了不毛之地
桑基鱼塘生态系统 ——珠江三角区典型的水陆 物质和能量交换型生态工程
生态工程基本原理
系统学和工程学原理 2. 系统整体性原理(1+1>2)
珊瑚礁白化（珊蝴与虫黄藻） 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
生态工程基本原理
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，要考虑到对经济和 社会系统的。
例如：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。
生态工程基本原理
系统学和工程学原理
1. 系统结构决定功能：改变和优化系统结构可以提高系统功能
一、治污生态工程
1、类型： 污水治理 生态工程、 城市垃圾处 生态工程、 湖理泊或水源地治理 生态工程等。
2、内容：固体、液体及有机废弃物
的处理,
生物肥料 的研制，
湖区污染 的治理，
塑料的 再生利用 利用等。
3、实例：“人工湿地”生态工程
①组成成分：土壤、水生植物、微。生物和水等
②净化原理：物理、化学和生物作。用的综合效应
我国生态学家马世骏先生（1984） 利用生态系统中物种共生与物质循环再生原理，结构与功能 协调为原则，根据系统分析的最优化方法而设计的促进物质 被分层多级利用的生态工艺系统。
什么是生态工程？——概念
利用生态学和系统学等多学科基本原理与方法，通过 系统设计、调控和技术组装，对已破坏的生态环境进 行修复或重建，对造成环境污染的传统生产方式进行 改善，提高生态系统生产力，从而促进人类社会和自 然的协调发展。
归纳总结
生态工程基本原理
理论基础
1. 物质循环再生原理
物质循环
2. 物种多样性原理
生态系统的稳定性
3. 协调与平衡原理
处理生物与环境的协调与平衡，考 虑环境容纳量
4. 整体性原理
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理论 系统整体性理论（互利共生）
不同的生态工程建设遵循的基本原理可能不同。
①矿山废弃地的生态恢复工程 矿山废弃地的生态恢复优先选择 固氮 树种， 尽量选择适应性强的乡__土___树种和__先__锋___树种。
思考：
我国北方生态环境存 在的主要问题是什么？
土地荒漠化
采取什么措施可以改 善生态环境？
植树造林、退耕还林、 还草
三、生态农业工程
1、概念 ①依据：__生__态_学__理_论____。 ②前提：__环__境_与__经_济__协__调_发__展______。 ③特点：_多_层__次____、多功能的农业生产。 ④目的：促进物质在系统内循__环_和__重__复____使用， 以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益。 2、实例：留民营村生态农业。
什么是生态工程？
索取自然资源
传统生产方式： 原料-产品
排放废弃物或污染物
什么是生态工程？
人口激增、自然资源破坏，食物供应不足、能源短缺，环境污染，
最终导致生态危机，由此产生应用科学——生态工程
什么是生态工程？——概念
美国生态学家Howard T. Odum （1963） 人运用少量辅助能而对那种以自然能为主的系统进行的环境 控制（生态工程的调控机制是人为辅助下的生态系统自我调 控）
物种多样性原理
练习：分析下列事件用哪种生态工程原理来解释
4）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?
整体性原理
5）互利共生的生物：
系统学和工程学原理
练习：分析下列事件用哪种生态工程原理来解释
（6） 农村综合发展型生态工程
• 物质循环再生原理 • 整体性原理 • 物种多样性原理
三北防护林生态工程——张北段防护林
三北防护林河北张家口张 北段林木大批死亡(2013 年)
张北县160多万亩的防风林中， 杨树面积达到三分之一，当地 人用 “杨老大”来形容这一 树种单一的现状。
地区降水量逐年降低，杨树缺 水，大面积死亡。
生态工程基本原理
协调与平衡原理
任何环境对生物数量的承载能力都是有限的，如果超过了其 限度就会引起系统失衡进而引起环境破坏。只有生物与环境 保持相对协调平衡，才能形成生物与环境的可持续发展。
思考：
水生植物的作用？
吸收无机盐、吸附和富集有害物质、拦截固体颗粒、 为微生物的生长提供场所，为水体提供氧气等。
微生物的作用？
降解水体污染物。好氧微生物进行有氧呼吸把有机物 分解为CO2和H2O，厌氧微生物把有机物分解为CO2 和CH4等。
二、生态恢复工程 1、概念： 2、生态恢复工程的第一步是___恢__复__植__被_。 3、实例：
理论基础，技术手段，操作过程，最终目的
什么是生态工程？——概念
生态工程根本目的 在促进物质与能源的良性循环前提下，最大化发挥资 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。
生态工程特点少消耗、多效益、可持续
生态工程基本原理
物质循环再生原理 • 物质能够在各类生态系统中，进行区域小循环和全球地
----需要考虑环境对生物的承载力（环境容纳 量），以及生物与环境的适应
水葫芦泛滥对生态系统造成影响
江西南昌黄家湖（2015年）
湖北汉江（2014年）
大量引进水葫芦治理水体富营养化
水葫芦泛滥
• 瘀塞河道，影响航运 • 破坏生态 • 恶化水质
生态工程基本原理
整体性原理
整体指社会-经济-自然复合系统
建立不同的生态工程时要依据不同的原理，因地制宜，不能 相互照搬。
练习：分析下列事件用哪种生态工程原理来解释
1）某草原牧区，在进行草场建设时，既注重不同牧草种类的搭配 种植，又对单位面积内的放牧量做了一定控制。
物种多样性原理 协调与平衡原理
2)使用堆肥或沼气法实现生态农业
物质循环再生原理
3)自然林区内的马尾松一般不容易发生虫害，但在一些人工马尾松林中，却常常会发生 严重的松毛虫危害
“无废弃物农业”
“秸秆多级利用”
生态工程基本原理
物种多样性原理
生态系统具有保持或恢复 自身结构和功能相对稳定 的能力即生态系统稳定性。
物种多样性程度越高，生态系统的稳 定性越强，生产力越高。
三北防护林生态工程——辽宁章固台樟子松防护林
辽宁西部的章古台地区，由于单 一种植樟子松树，使松毛虫因为 没有天敌而肆虐一时，使很多地 方几乎成了不毛之地
桑基鱼塘生态系统 ——珠江三角区典型的水陆 物质和能量交换型生态工程
生态工程基本原理
系统学和工程学原理 2. 系统整体性原理(1+1>2)
珊瑚礁白化（珊蝴与虫黄藻） 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
生态工程基本原理
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，要考虑到对经济和 社会系统的。
例如：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。
生态工程基本原理
系统学和工程学原理
1. 系统结构决定功能：改变和优化系统结构可以提高系统功能
一、治污生态工程
1、类型： 污水治理 生态工程、 城市垃圾处 生态工程、 湖理泊或水源地治理 生态工程等。
2、内容：固体、液体及有机废弃物
的处理,
生物肥料 的研制，
湖区污染 的治理，
塑料的 再生利用 利用等。
3、实例：“人工湿地”生态工程
①组成成分：土壤、水生植物、微。生物和水等
②净化原理：物理、化学和生物作。用的综合效应
我国生态学家马世骏先生（1984） 利用生态系统中物种共生与物质循环再生原理，结构与功能 协调为原则，根据系统分析的最优化方法而设计的促进物质 被分层多级利用的生态工艺系统。
什么是生态工程？——概念
利用生态学和系统学等多学科基本原理与方法，通过 系统设计、调控和技术组装，对已破坏的生态环境进 行修复或重建，对造成环境污染的传统生产方式进行 改善，提高生态系统生产力，从而促进人类社会和自 然的协调发展。
归纳总结
生态工程基本原理
理论基础
1. 物质循环再生原理
物质循环
2. 物种多样性原理
生态系统的稳定性
3. 协调与平衡原理
处理生物与环境的协调与平衡，考 虑环境容纳量
4. 整体性原理
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理论 系统整体性理论（互利共生）
不同的生态工程建设遵循的基本原理可能不同。
①矿山废弃地的生态恢复工程 矿山废弃地的生态恢复优先选择 固氮 树种， 尽量选择适应性强的乡__土___树种和__先__锋___树种。
思考：
我国北方生态环境存 在的主要问题是什么？
土地荒漠化
采取什么措施可以改 善生态环境？
植树造林、退耕还林、 还草
三、生态农业工程
1、概念 ①依据：__生__态_学__理_论____。 ②前提：__环__境_与__经_济__协__调_发__展______。 ③特点：_多_层__次____、多功能的农业生产。 ④目的：促进物质在系统内循__环_和__重__复____使用， 以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益。 2、实例：留民营村生态农业。
什么是生态工程？
索取自然资源
传统生产方式： 原料-产品
排放废弃物或污染物
什么是生态工程？
人口激增、自然资源破坏，食物供应不足、能源短缺，环境污染，
最终导致生态危机，由此产生应用科学——生态工程
什么是生态工程？——概念
美国生态学家Howard T. Odum （1963） 人运用少量辅助能而对那种以自然能为主的系统进行的环境 控制（生态工程的调控机制是人为辅助下的生态系统自我调 控）
物种多样性原理
练习：分析下列事件用哪种生态工程原理来解释
4）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?
整体性原理
5）互利共生的生物：
系统学和工程学原理
练习：分析下列事件用哪种生态工程原理来解释
（6） 农村综合发展型生态工程
• 物质循环再生原理 • 整体性原理 • 物种多样性原理
三北防护林生态工程——张北段防护林
三北防护林河北张家口张 北段林木大批死亡(2013 年)
张北县160多万亩的防风林中， 杨树面积达到三分之一，当地 人用 “杨老大”来形容这一 树种单一的现状。
地区降水量逐年降低，杨树缺 水，大面积死亡。
生态工程基本原理
协调与平衡原理
任何环境对生物数量的承载能力都是有限的，如果超过了其 限度就会引起系统失衡进而引起环境破坏。只有生物与环境 保持相对协调平衡，才能形成生物与环境的可持续发展。
思考：
水生植物的作用？
吸收无机盐、吸附和富集有害物质、拦截固体颗粒、 为微生物的生长提供场所，为水体提供氧气等。
微生物的作用？
降解水体污染物。好氧微生物进行有氧呼吸把有机物 分解为CO2和H2O，厌氧微生物把有机物分解为CO2 和CH4等。
二、生态恢复工程 1、概念： 2、生态恢复工程的第一步是___恢__复__植__被_。 3、实例：
理论基础，技术手段，操作过程，最终目的
什么是生态工程？——概念
生态工程根本目的 在促进物质与能源的良性循环前提下，最大化发挥资 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。
生态工程特点少消耗、多效益、可持续
生态工程基本原理
物质循环再生原理 • 物质能够在各类生态系统中，进行区域小循环和全球地
----需要考虑环境对生物的承载力（环境容纳 量），以及生物与环境的适应
水葫芦泛滥对生态系统造成影响
江西南昌黄家湖（2015年）
湖北汉江（2014年）
大量引进水葫芦治理水体富营养化
水葫芦泛滥
• 瘀塞河道，影响航运 • 破坏生态 • 恶化水质
生态工程基本原理
整体性原理
整体指社会-经济-自然复合系统
建立不同的生态工程时要依据不同的原理，因地制宜，不能 相互照搬。
练习：分析下列事件用哪种生态工程原理来解释
1）某草原牧区，在进行草场建设时，既注重不同牧草种类的搭配 种植，又对单位面积内的放牧量做了一定控制。
物种多样性原理 协调与平衡原理
2)使用堆肥或沼气法实现生态农业
物质循环再生原理
3)自然林区内的马尾松一般不容易发生虫害，但在一些人工马尾松林中，却常常会发生 严重的松毛虫危害