1、专题专题5 5 生态工程生态工程课题课题1 1 生态工程的基本原理生态工程的基本原理1 1.生态工程的基本原理；生态工程的基本原理；2 2.生态工程的系统学和工程学原理；生态工程的系统学和工程学原理；3 3.尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题 及解决对策。及解决对策。以“1998年：长江发生特大洪水”为背景材料，导入新课。首先学习生态工程的概念，生态工程的建设目的，通过设计问题学习生态工程的知识。接着学习生态系统的基本原理，包括生态学、系统学和工程学的原理。然后以桑基鱼塘为例分析桑基鱼塘的物质和能量流动途径。最后通过课堂检测，巩固所学内容。通过案例引出
2、对原理的学习，再利用原理分析讨论对案例问题的解决。例如，从植树造林中出现的不注意多样性的问题，引出对物种多样性原理的学习，在此基础上再阅读珊瑚礁生态系统的多样性特点，以此为鉴，鼓励学生为当地植树造林设计生态工程。还可以列举学生关注的一些实例，例如，农村的烧柴问题，湿地保护中遇到的农民生活问题等，来帮助学生从整体性上考虑解决生态工程建设中遇到的实际问题。1998年：长江发生特大洪水年：长江发生特大洪水一、一、生态工程生态工程的概念的概念人类应用人类应用 等学科的基本原等学科的基本原理和方法，理和方法，通过通过 ，对已破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污对已破坏的生态环境进行修复、重建，对造
3、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，从而的生产力，从而促进人类社会和自然环境促进人类社会和自然环境和谐发展。和谐发展。生态学和系统学生态学和系统学系统设计、调控和技术组装系统设计、调控和技术组装生态工程建设目的：生态工程建设目的：遵循自然界遵循自然界物质循环物质循环的规律，充分发挥资源的的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止生产潜力，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生态效益益的同步发展。的同步发展。与传统的工程相比，生态工程是一类与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗少消耗、多效益多效益、可持续可
4、持续的工程体系。的工程体系。1.1.导致导致19981998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？年长江洪水泛滥的主要原因是什么？根本原因根本原因：长江上游乱砍滥伐森林，水源涵养和水土保持功能：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。，造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减少。直接原因直接原因：19981998年度的罕见降雨。但这也与全球温室气体排放年度的罕见降雨。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。量增加而导致的温度升高、气候异常
5、有关。解决措施解决措施：我国政府提出的：我国政府提出的“积极营造长江中上游水源涵养林积极营造长江中上游水源涵养林和水土保持林和水土保持林”计划，即以生物措施为主，结合工程措施，提计划，即以生物措施为主，结合工程措施，提高森林覆盖率；高森林覆盖率；“退耕还湖退耕还湖”和改革不合理耕作方式等。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。收入。2.2.你对你对“石油农业石油农业”是如何理解的？是如何理
6、解的？提示：提示：优点：优点：由于其投入高，产出也高，对粮食安全保障和由于其投入高，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。提高人民生活水平起到了巨大的作用。缺点：缺点：它所产生的废弃物和有害物质的数量也很庞大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，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。并造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题。3.3.如何理解如何理解“污染物是放错地方的资源污染物是放错地方的资源”这句话？这句话？对环境造成危害的污染物，采用一定的措施和对环境造成危害的污染物，
7、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，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。污染物是放错了地方没有被利用的资源。有没有一种既能快速发展经济，又能保护环境有没有一种既能快速发展经济，又能保护环境的战略方针？的战略方针？生态经济：生态经济：生态经济主要是通过实行生态经济主要是通过实行“循环经
8、济循环经济”的原则，的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或另一个使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或另一个系统的系统的生产原料生产原料，从而实现废弃物的资源化，而实现，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循环经济最重要的手段之一就是生态工程生态工程。二、生态工程所遵循的基本原理二、生态工程所遵循的基本原理1.1.物质循环再生原理物质循环再生原理 地球以有限的空间和资源，长久维持着众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，奥秘就在于多生物的生存、繁衍和发展，奥秘就在于物质物质能够在各类生态系统中能够在各类生态系统中，进行区域小循环和全进行
9、区域小循环和全球地质大循环球地质大循环，循环往复循环往复，分层分级利用分层分级利用，从，从而达到取之不尽，用之不竭的效果。而达到取之不尽，用之不竭的效果。循环往复、分层分级利用取之不尽、用之不竭实例：无废弃物农业实例：无废弃物农业2 2、物种多样性原理、物种多样性原理单一的樟子单一的樟子松林被松毛松林被松毛虫害死虫害死食物链短而单调食物链短而单调，缺少松毛虫、，缺少松毛虫、天牛的天敌。天牛的天敌。理论基础：生态系理论基础：生态系统的稳定性统的稳定性1.1.为什么樟子松林为什么樟子松林的松毛虫会肆虐，的松毛虫会肆虐，几十亿株杨树会毁几十亿株杨树会毁于一旦？于一旦？生物多样性很高的珊生物多样性很高
10、的珊瑚礁维持的很好瑚礁维持的很好2.2.从上面正面和反面的实例，你能得出怎样的结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？论？你认为生物多样性的破坏有人为因素吗？资料分析讨论：资料分析讨论：只有保持生态系统只有保持生态系统较高的生物多样性较高的生物多样性，才能保，才能保证证生态系统的稳定和平衡生态系统的稳定和平衡。生物多样性的破坏有人。生物多样性的破坏有人为因素，而且往往作用巨大。为因素，而且往往作用巨大。资料分析讨论：资料分析讨论：水葫芦泛滥对生态系统造成影响水葫芦泛滥对生态系统造成影响3 3、协调与平衡原理、协调与平衡原理理论基础：生物与环境的协调与平
11、衡理论基础：生物与环境的协调与平衡超出环境承载力环境容纳量超出环境承载力环境容纳量 西北地区年降雨量西北地区年降雨量450nm，只适宜种植灌木和草，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，的地区，却被硬性规定种植属于乔木的杨树，“杨家杨家将将”因为不适应长成了因为不适应长成了“小老头小老头“防护林变成了残败防护林变成了残败的的”灰色长城灰色长城“。”灰色长城灰色长城“出现的说明什么？出现的说明什么？引种的生物必须适应当地的环境提示：提示：抗寒、耐旱，适应性强的沙棘，耐盐碱力抗寒、耐旱，适应性强的沙棘，耐盐碱力 较强的沙枣等植物。较强的沙枣等植物。P111P111资料分析问题讨
12、论资料分析问题讨论 从协调与平衡原理出发，想一想，在我国西北地区进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？发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？4 4、整体性原理、整体性原理生产生产 成本成本消费消费效益效益经济系统经济系统植物植物动物动物微生物微生物非生物的因素非生物的因素自然系统自然系统政策政策管管理理科科学学文文化化社会系统社会系统例：林业工程建设例：林业工程建设中的问题中的问题一方面号召农民种树，另一方面要考虑一方面号召农民种树，另一方面要
13、考虑农民的生活问题农民的生活问题整体指社会整体指社会-经济经济-自然复合而成的巨大系统自然复合而成的巨大系统5 5、系统学和工程学原理、系统学和工程学原理（1 1）系统的结构决定功能原理）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运用：改善和优化生态系统的结构理论基础：分布式理论基础：分布式优于集中式和环式优于集中式和环式例：桑基鱼塘模式例：桑基鱼塘模式系统结构决定功能原理系统结构决定功能原理（2 2）系统整体性原理）系统整体性原理 系统各组分之间要有系统各组分之间要有适当的比例关系适当的比例关系，只有这，只有这样才能顺利完成能量、物样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通质、信
14、息等的转换和流通，并且实现总体功能大于，并且实现总体功能大于各部分之和的效果，即各部分之和的效果，即“1+12”1+12”.珊瑚礁珊瑚礁“白化白化”理论基础：整体功能大于理论基础：整体功能大于部分之和部分之和 你能举出系统整体功你能举出系统整体功能大于部分之和的能大于部分之和的例子例子吗吗?物质循环再生原理物质循环再生原理物种多样性原理物种多样性原理协调与平衡原理协调与平衡原理整体性原理整体性原理系统学和工程学原理系统学和工程学原理（1 1）系统的结构决定功能原理）系统的结构决定功能原理（2 2）系统整体性原理）系统整体性原理桑基鱼塘分布在我国长江三角洲、珠江三角洲桑基鱼塘分布在我国长江三角洲
15、、珠江三角洲一带的水乡，是一种典型的水陆物质和能量交一带的水乡，是一种典型的水陆物质和能量交换型生态工程。试分析桑基鱼塘的物质和能量换型生态工程。试分析桑基鱼塘的物质和能量流动途径。流动途径。提示：桑基鱼塘系统中物质和能量的流动是相提示：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。过程中，随着食物链的延伸逐级递减。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
16、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CB3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C4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A5.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D6.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B
