5.1生态工程的基本原理.ppt

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1、当人类第一次离开地球，在太空遥望自己的家乡时，当人类第一次离开地球，在太空遥望自己的家乡时，人们这才惊讶地发现，在目前已知的宇宙星体中，人们这才惊讶地发现，在目前已知的宇宙星体中，唯有我们人类的家园唯有我们人类的家园地球，才是一颗蔚蓝色的地球，才是一颗蔚蓝色的星球。星球。一、全球气候变化一、全球气候变化当前全球性生态环境问题凸显当前全球性生态环境问题凸显当前全球性生态环境问题凸显当前全球性生态环境问题凸显二、水资源短缺二、水资源短缺三、臭氧层破坏三、臭氧层破坏四、酸雨四、酸雨五、土地荒漠化五、土地荒漠化六、海洋污染六、海洋污染七、生物多样性锐减七、生物多样性锐减厄尔尼诺现象厄尔尼诺现象厄尔尼诺

2、现象是太平洋赤道带大范围内海洋和大气相互作用后失去平衡而产生的一种气候现象。当这种现象发生时，海水水位上涨，水温升高，导致太平洋沿岸地区出现干旱及洪涝等自然灾害，甚至造成全球气候反常。温室效应 温室效应CO2等温室气体的大量排放，引起全球气候变暖，等温室气体的大量排放，引起全球气候变暖，导致极地的冰雪和高山冰川融化，海平面上升等。导致极地的冰雪和高山冰川融化，海平面上升等。水资源短缺水资源短缺地球表面的地球表面的70%被水覆盖，但淡水资源仅占所有水被水覆盖，但淡水资源仅占所有水资源的资源的2.5%，可为人类直接利用的淡水只占所有，可为人类直接利用的淡水只占所有淡水资源的淡水资源的1%。随着工业

3、污染和生活污水的排放，。随着工业污染和生活污水的排放，水资源的短缺已经成为摆放在人类面前的刻不容缓水资源的短缺已经成为摆放在人类面前的刻不容缓的问题。的问题。黄河断流黄河断流 臭氧层破坏氟利昂等物质的大量排放，引起臭氧层破坏，导致氟利昂等物质的大量排放，引起臭氧层破坏，导致地球上的紫外线辐射增强，人类的皮肤癌和白内障地球上的紫外线辐射增强，人类的皮肤癌和白内障患病率上升，植物的光合作用受到抑制等。患病率上升，植物的光合作用受到抑制等。酸雨酸雨酸雨是指酸雨是指PH值小于值小于5.6的酸性降雨。酸雨对环境有的酸性降雨。酸雨对环境有多方面的危害：使水域和土壤酸化，损害农作物和多方面的危害：使水域和土

4、壤酸化，损害农作物和林木的生长，危害渔业生产；酸雨还腐蚀建筑物、林木的生长，危害渔业生产；酸雨还腐蚀建筑物、工厂设备和文化古迹，同时也危害人类健康工厂设备和文化古迹，同时也危害人类健康。土地荒漠化土地荒漠化土地荒漠化简单地说就是指土地退化，也叫土地荒漠化简单地说就是指土地退化，也叫“沙漠沙漠化化”。荒漠化的主要影响是土地生产力的下降和随。荒漠化的主要影响是土地生产力的下降和随之而来的农牧业减产，相应带来巨大的经济损失和之而来的农牧业减产，相应带来巨大的经济损失和一系列社会恶果，如沙尘暴等。一系列社会恶果，如沙尘暴等。海洋污染各种污染物通过河流和空气进入海洋，以及海洋运各种污染物通过河流和空气进

5、入海洋，以及海洋运输时的石油泄露和倾倒等造成海洋污染。输时的石油泄露和倾倒等造成海洋污染。生物多样性锐减由于环境污染由于环境污染,人们对资源不合理的开发利用人们对资源不合理的开发利用,破坏破坏了生物生存的环境了生物生存的环境,导致许多生物濒临灭绝。导致许多生物濒临灭绝。理论基础理论基础生态学和系统学等学科生态学和系统学等学科技术手段技术手段通过系统设计、调控和技术组装通过系统设计、调控和技术组装操作过程操作过程对已被破坏的生态环境进行修复、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，并提高生态统生产方式进行改善，并提高生态系统的

6、生产力系统的生产力最终目的最终目的促进人类社会和自然环境的和谐发促进人类社会和自然环境的和谐发展展 生态工程生态工程污污染染转转移移节能减排节能减排=拉闸限电拉闸限电?1987年，WCED在我们共同的未来中提出了“可持续发展可持续发展”的战略思想美国经济学家莱斯特R布朗 著有生态经济一书我国生态学巨匠马世骏先生(从1979年开始)提出“生态经济学生态经济学”、“生态工程生态工程”及及“社会社会经济经济自然复合生态系统自然复合生态系统”等一系列观点能够举例说明生态工程能够举例说明生态工程基本原理的主要内容基本原理的主要内容遵循自然界遵循自然界物质循环物质循环的规律，充分发挥资源的规律，充分发挥资

7、源的生产潜力，防止的生产潜力，防止环境污染环境污染，达到，达到经济效益经济效益和和生态效益生态效益的同步发展。与传统的工程相比，的同步发展。与传统的工程相比，生态工程是一类生态工程是一类少消耗、多效益、可持续少消耗、多效益、可持续的的工程体系。工程体系。二、关注生态工程建设二、关注生态工程建设（阅读（阅读P107资料分析，分组讨论）资料分析，分组讨论）分析传统经济模式下出现的一些问题分析传统经济模式下出现的一些问题一、生态工程建设的目的一、生态工程建设的目的资料资料1 1：19981998年夏，长江流域经历了年夏，长江流域经历了19541954年以来的最大年以来的最大洪灾。加上其他地区水灾，洪

8、灾。加上其他地区水灾，19981998年全国受灾人数上年全国受灾人数上亿，近亿，近500500万所房屋倒塌，万所房屋倒塌，20002000多万公顷的土地被多万公顷的土地被淹，直接经济损失达淹，直接经济损失达16001600多亿元人民币。多亿元人民币。石油农业时代下的石油农业时代下的 “肥慌肥慌 ”化肥价格持续走高化肥价格持续走高资资料料二二1、石油农业的概念（见小知识）、石油农业的概念（见小知识）2、石油农业的优势：、石油农业的优势：高产、高效、省时、省力；提高农业生产效率高产、高效、省时、省力；提高农业生产效率和农产品产量，解决粮食需求的矛盾。和农产品产量，解决粮食需求的矛盾。3、石油农业的

9、弊端：、石油农业的弊端：高投入、高成本、高污染高投入、高成本、高污染讨论垃圾处理讨论垃圾处理1、哪些是可回收的，哪些是不可回收的、哪些是可回收的，哪些是不可回收的？2、可回收垃圾的再利用？、可回收垃圾的再利用？3、不可回收垃圾有什么用途？、不可回收垃圾有什么用途？有人有人说“垃圾是放垃圾是放错地方的地方的资源源”，你是如何理解，你是如何理解这句句话 采用一定的措施和采用一定的措施和技技术，能，能够使垃圾使垃圾中的中的能量能量流向流向对人人类有益的部分有益的部分生活生活垃圾垃圾有机有机肥料肥料可回收可回收部分分部分分无无法法回回收收的的有有机机废弃料弃料沼气沼气分分别处理理再再生生利用利用燃燃烧

10、发电提提供供社社区区用用热水水饲养养蚯蚓蚯蚓 动物物蛋蛋白白饲料料发酵酵处理理 20世纪90年代后期，长江流域经常发生洪灾，究其原因是上游地区对森林的过度采伐，中游围湖造田蓄洪能力锐减，这能反映出经济发展模式存在的问题是()A.过度依赖煤、石油等能源B.不注重生态环境的保护，没有考虑生态成本C.过分依赖农家肥，造成土壤结构破坏D.对水资源缺少足够的认识B以下选项不属于解决长江洪水泛滥的有效措施：以下选项不属于解决长江洪水泛滥的有效措施：A.以生物措施为主，结合工程措施，提高森以生物措施为主，结合工程措施，提高森林覆盖率林覆盖率B.“退耕还湖退耕还湖”和改革不合理耕作方式和改革不合理耕作方式C.

11、大力发展大力发展“石油农业石油农业”D.改变传统的经济发展模式，提高人民的环改变传统的经济发展模式，提高人民的环境保护意识境保护意识为了实现为了实现可持续发展可持续发展，经济发，经济发展必须符合生态学规律，走展必须符合生态学规律，走生生态经济态经济之路。之路。遵循的遵循的主要原则主要原则？实现的实现的重要手段重要手段？人教人教P1081 1、物质循环再生原理、物质循环再生原理 三、生态工程所遵循的基本原理三、生态工程所遵循的基本原理2 2、物种多样性原理、物种多样性原理3 3、协调与平衡的原理、协调与平衡的原理4 4、整体性原理、整体性原理5 5、系统学和工程学原理、系统学和工程学原理 理解为

12、理解为人工生态系人工生态系统，统，要体现要体现生态系统的生态系统的组成、功能组成、功能及稳定性及稳定性（抗干扰性）（抗干扰性）。1.物质循环再生原理物质循环再生原理 实现能量、物质的多级利用，提高能量、物实现能量、物质的多级利用，提高能量、物实现能量、物质的多级利用，提高能量、物实现能量、物质的多级利用，提高能量、物质的利用率质的利用率质的利用率质的利用率,减少对环境的污染；减少对环境的污染；减少对环境的污染；减少对环境的污染；但并不能提高能但并不能提高能但并不能提高能但并不能提高能量的传递效率。量的传递效率。量的传递效率。量的传递效率。三北防护林的辽宁西部建设中，种植纯樟子松林三北防护林的辽

13、宁西部建设中，种植纯樟子松林生物多样性低，食物链短而单调生物多样性低，食物链短而单调，缺少松毛虫的，缺少松毛虫的天敌，使得偶然滋生的松毛虫肆虐一时，造成樟天敌，使得偶然滋生的松毛虫肆虐一时，造成樟子松林奄奄一息，成为鸟兽了无踪影的不毛之地。子松林奄奄一息，成为鸟兽了无踪影的不毛之地。生物多样性很高的珊生物多样性很高的珊瑚礁维持的很好瑚礁维持的很好珊瑚礁区的生物多样性高，珊瑚礁区的生物多样性高，食物链复杂，不同的生物食物链复杂，不同的生物占据了不同的占据了不同的时间位、空时间位、空间位和资源位间位和资源位，因而充分，因而充分利用了珊瑚礁生态系统的利用了珊瑚礁生态系统的环境。环境。物种的物种的物种

14、的物种的丰富度丰富度丰富度丰富度越高生态系统的稳定性越高。越高生态系统的稳定性越高。越高生态系统的稳定性越高。越高生态系统的稳定性越高。生生物多样性程度高，可以为各类生物的生存提供物多样性程度高，可以为各类生物的生存提供多种机会和条件。众多的生物通过多种机会和条件。众多的生物通过食物链食物链关系关系互相依存，就可以在有限的资源条件下，互相依存，就可以在有限的资源条件下，产生产生或容纳更多的生物量或容纳更多的生物量，提高系统，提高系统生产力生产力。2.2.物种多样性原理物种多样性原理（生态系统的稳定性）（生态系统的稳定性）（生态系统的稳定性）（生态系统的稳定性）3.3.协调与平衡原理协调与平衡原

15、理（生态系统的组成、环境容纳量）（生态系统的组成、环境容纳量）（生态系统的组成、环境容纳量）（生态系统的组成、环境容纳量）协调协调协调协调-主要是主要是主要是主要是生物与环境的协调生物与环境的协调生物与环境的协调生物与环境的协调(强调生物强调生物强调生物强调生物要和环境相适应要和环境相适应要和环境相适应要和环境相适应););生物与生物之间的协调（种间生物与生物之间的协调（种间生物与生物之间的协调（种间生物与生物之间的协调（种间关系）关系）关系）关系）平衡平衡平衡平衡-是是是是种群数量与环境的负载能力要平种群数量与环境的负载能力要平种群数量与环境的负载能力要平种群数量与环境的负载能力要平衡衡衡衡

16、摩洛哥会爬树的山羊摩洛哥会爬树的山羊牲畜数量不能超过牲畜数量不能超过环境的承载量环境的承载量才能维持才能维持平衡平衡 西北地区年降雨量西北地区年降雨量450nm，只适宜种植灌木和，只适宜种植灌木和草的地区，却被硬性规定种植属于乔木的杨树，草的地区，却被硬性规定种植属于乔木的杨树，“杨家将杨家将”因为不适应长成了因为不适应长成了“小老头小老头”，防护林变，防护林变成了残败的成了残败的“灰色长城灰色长城”。想一想，在我国想一想，在我国西北地区西北地区进行防进行防护林建设时，应选择哪些树种？护林建设时，应选择哪些树种？喜阳、抗寒、耐旱、耐盐碱、适应性强喜阳、抗寒、耐旱、耐盐碱、适应性强4 4、整体性

17、原理、整体性原理 进行生态工程建设进行生态工程建设时，不但要考虑到时，不但要考虑到自然自然生态系统生态系统的规律，更重的规律，更重要的是，要考虑到要的是，要考虑到经济经济和和社会社会等等系统的影响力。系统的影响力。整体指整体指社会社会-经济经济-自自然复合成的巨大系统然复合成的巨大系统5 5、系统学和工程学原理、系统学和工程学原理（生态系统结构与功能的有机结合）（生态系统结构与功能的有机结合）（生态系统结构与功能的有机结合）（生态系统结构与功能的有机结合）系统的结构决定功能原理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生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构，的结构，通过改

18、变和优化结构通过改变和优化结构，达到改善系统达到改善系统功能功能的目的。的目的。系统整体性原理系统整体性原理 系统各组分之间要有适当的比例关系，只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换和流通，并且实现总体功能大于各部分之和的效果，即的效果，即“1+121+12”。系统整体性原理系统整体性原理例如：珊瑚礁之所以能够保例如：珊瑚礁之所以能够保持很高的系统生产力，得益持很高的系统生产力，得益 于珊瑚虫和藻类组成的高效于珊瑚虫和藻类组成的高效的植物的植物动物营养循环。动物营养循环。豆

19、科作物和固氮菌共生也豆科作物和固氮菌共生也是一例。是一例。提提前前种种植植玉玉米米提提前前种种植植玉玉米米提提前前种种植植玉玉米米套种：在不同时期，同一块土地上种植几种套种：在不同时期，同一块土地上种植几种庄稼。延长了单位面积的光合作用时间。庄稼。延长了单位面积的光合作用时间。系统整体性原理系统整体性原理“四位一体四位一体”总体功能大于各部分之和总体功能大于各部分之和（1）此）此农业生生态系系统中起决定作用的是中起决定作用的是 .（2）使用沼气池里的残渣）使用沼气池里的残渣为什么可以提高蔬菜的什么可以提高蔬菜的产量？量？（3）现在菜在菜农遇到了阴雨遇到了阴雨连绵天气天气,为增加蔬菜的增加蔬菜的

20、产量，量，你能提出合理化建你能提出合理化建议吗？（4）为了生了生产无公害的蔬菜，可以无公害的蔬菜，可以还可使用哪些栽培技可使用哪些栽培技术？农作物作物沼气池里的残渣含有丰富的沼气池里的残渣含有丰富的矿物物质，能提高，能提高农作作产量。量。白天适当提高温度，夜晚适当降低温度白天适当提高温度，夜晚适当降低温度可以利用可以利用组织培养技培养技术或无土栽培技或无土栽培技术。巩固练习巩固练习 在我国的生态工程建设中，人为调控仍起着在我国的生态工程建设中，人为调控仍起着较大的作用，强调因地制宜地调整生态系统的结较大的作用，强调因地制宜地调整生态系统的结构和功能；调控生态系统内形成互利共生网络；构和功能；调控生态系统内形成互利共生网络；多层次分级利用物质、能量；促进系统的良性循多层次分级利用物质、能量；促进系统的良性循环，以达到经济、生态和社会效益的统一。环，以达到经济、生态和社会效益的统一。