生态工程的基本原理

目的


特点

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桑基鱼塘系统中物质和能量的流动是相互联系的，能量的流 动包含在物质的循环利用过程中，随着食物链的延伸逐级递减。 能量的多级利用和物质的循环利用：桑叶用于喂蚕，蚕可以生产 蚕丝；桑树的凋落物和蚕沙（粪）落到鱼塘中，作为鱼的饲料， 经过鱼塘内的食物链过程，可以促进鱼的生长；甘蔗可以榨糖， 糖渣用来喂猪，猪的排泄物也进入鱼塘；鱼的排泄物及其他未被 利用的有机物和底泥经过微生物的分解，又可以作为桑和甘蔗的 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 农业”的要求。桑基鱼塘系统物质、能量流动示意图见下图：
专题5 生态工程
5.1 生态工程的基本原理
生态工程的概念
人类应用生态学和系统学的基本原理和方法，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。 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。
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物种多样性原理.
.原因,解决方法
.水葫芦
.原因,解决,引进该注意什么
.资料分析
.环境承载量 .
. 协调和平衡原理.
协调与平衡 处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

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. S曲线,K值.
.山民宁愿忍受. .
体现了哪些原理？
.科技新农村 .
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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。 2、物种多样性原理
2.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。
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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)
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。
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。 解决长江洪水泛滥的措施有：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。
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。
资ຫໍສະໝຸດ Baidu分析二：
资料分析二：
石油农业：是指大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。由于 需要大量的石油、煤、天然气等作为原料或动力而得名。
1.你对“石油农业”是如何理解的？
生态系统稳定性的概念
生态系统所具有的保持或恢复 自身结构和功能相对稳定的能力。

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
自动调节能力

.两种稳定性区别
.比较两种稳定性
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。
循环往复 分层分级利用 目的: 取之不尽,用之不竭
资料分析

(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。
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？

.区别 .
. .归纳生态工程
归纳：生态工程的

基本原理

物质循环再生 物种多样性 协调与平衡 整体性 系统学和工程学 系统的结构决定功能 系统整体性 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。
少消耗，多效益，可持续发展
物种越丰富，生态系统的抵抗力稳定性越高
课堂练习 1．下列关于生态工程的说法，错误的是（D ） A．与传统工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的 工程体系 B．能防止环境破坏和环境污染 C．遵循生态系统物质循环规律，能提高能量利用率 D．生态工程能解决所有环境问题，可以走“先污染、破坏，后 治理”的道路 2．生态经济所遵循的主要原则和实现的重要手段分别是（ B） A．整体性原则和生态工程 B．循环经济和生态工程 C．循环经济和工程学手段 D．无污染原则和系统学手段 3．生态系统内即使某个物种由于某种原因而死亡，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或功能的失 衡。这体现了生态工程的什么原理 ( A ) A．物种多样性原理 B．整体性原理 C．协调与平衡原理 D．物质循环再生原理
“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。
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，而实现 循环经济最重要的手段之一就是生态工 程。
（二）生态工程所遵循的基本原理
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。
. 不仅考虑自然系统，.整体性图
整体性
.举例 .
. 整体性原理.

只要应用整体性(自然—社会—经济) 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， 保障生态系统平衡和稳定。
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. 新。.系统学，工程学
.还能再连 .
. .桑基鱼塘
. .结构复杂，功能强大
. 结构决定功能原理.
系统的结构决定功能

利用这个原理，改善和优化系统的结 构，从而达到功能改善的效果。
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. 组分之间相互作用，珊瑚白化.
系统整体性原理
.例子 .
. 系统整体性原理.
系统整体性 系统各组分之间要有适当的比例关系， 才能顺利完成能量、物质、信息的转 换和流通，并且实现总体功能大于各 部分之和的效果。 区别：系统整体性与整体性
4.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。
关于生态经济：
3. 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。