1、5.1 生态工程的基本原理新课导入 全球变暖问题的出现，环境问题已经迫在眉睫！污染转移，生态环境仍未得到改善！学习目标1.简述生态工程兴起的原因。2.简述生态工程的基本原理。（重点、难点）3.举例说出生态工程建设的实例。新知探究关注生态工程建设关注生态工程建设 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和谐发展。注意：1.学科知识：；2.技术手段：；3.最终目的：。生态学和系统学系统设计、调控和技术组装促进人类社会和自然环境的和谐发展
2、生态工程建设的目的是：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。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？生态工程的兴起根本原因：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。1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？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
3、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。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？3.如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？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。1.你对“石油农业”是如何理解的？大力发展生态农业 2.“石油农业”的生产模式应当怎样改进？3.如何
4、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。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。为了实现可持续发展，经济发展必须符合生态学规律，改变“人类能征服自然”的错误观念，走生态经济之路。主要是通过实行“循环经济”原则，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
5、段之一是生态工程。生态经济桑基鱼塘沼气工程生态工程的基本原理生态工程的基本原理 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、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。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。无废弃物农业无废弃物农业饲料与垫料人类食品作物残留人类食品人粪尿N、P、K等1、种植能够固氮的豆科作物2、堆肥和沤肥,改善土壤结构4、实现了土壤养分如氮、磷、钾及微
6、量元素的循环利用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、培育了土壤微生物化肥有机肥类型尿素、钾肥、磷肥等 用植物残落物添加粪尿等进行堆肥(陆地)和沤肥(水中)优点单一肥份高、肥效快、水溶性好、利用率较高成本低、肥效长、养分全面、改善土壤结构、少量有益微生物，能调节生态环境缺点养分单一，流失快而污染环境、易造成土壤板结、降低农作物品质养分含量较低，肥效慢、发酵不彻底易造成烧苗、易传播土传病虫害、有臭味复合肥生物有机肥类型含一定有机质，又补充了特定元素的肥混有根瘤菌、固氮菌、磷细菌等的有机肥优点综合化肥和有机肥的特点成本低、肥效长且稳
7、定、营养全面、含有大量有益微生物、不烧苗缺点肥效较慢、易传播土传病虫害肥效较慢 (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？珊瑚礁在养分稀少的深海中保持着很高的生物多样性。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。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。物种越丰富，生态系统的抵抗力稳定性越高。2、物种多样性原理 只有保持生态系统较高的
8、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。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 需要考虑环境承载力（环境容纳量），以及生物与环境的适应 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？3、协调与平衡原理生物与环境的适应性，因地制宜 适宜种植抗寒、耐旱，适应性强的沙棘，耐盐碱力较强的沙枣等植物。畜牧养殖应该注意：牲畜量不超过草地承载量所谓协调与平衡是指生物与环境的协调与平衡。平衡：指某环境下生物种群的数量与环境的承载力要平衡，如果生物的数量超
9、过了环境的承载力的限度，就会引起系统的失衡和破坏，如草原上的过度放牧就是典型的例子。协调：主要指生物要适应环境，因此在建设生态工程时，不要盲目引种或栽种；整体指社会-经济-自然复合成的巨大系统 社会习惯、法律制度等也都对生态工程建设有重要影响。4、整体性原理 一方面号召农民种树，另一方面要考虑农民的生活问题 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。林业工程建设中的问题（1）系统的结构决定功能原理5、系统学和工程学原理主机集中式环式分布式运用：改善和优化生态系统的结构例：桑基鱼塘模式 桑基鱼塘分布在我国长江三角洲、珠江三角洲一带
10、的水乡，是一种典型的水陆物质和能量交换型生态工程。（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+12”。珊瑚礁白化整体性原理和系统整体性原理的比较：整体性原理指社会、经济、自然三方面协调统一，保障整个系统的稳定与平衡。如林业建设中自然系统、社会系统与经济系统的关系问题，即种树的同时考虑经济收入、粮食、燃料等问题。系统整体性原理指整体大于部分之和，目的是保持系统有很高的生产力，具体的说指互利共生的生物体现系统整体性原理，如藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌、地衣植物中藻类和真菌等。整体性原理和系统
11、整体性原理的比较：随堂测试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B2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C3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A4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
12、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D5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（2）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。物种多样性原理协调与平衡原理（3）使用堆肥和沤肥法实现生态农业（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。物质循环再生原理整体性原理5试分析下列事件可用何种生态工程原理来解释课堂小结退退出出1.生态工程的概念2.关注生态工程3.生态工程遵循的基本原理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
