生态工程的基本原理(公开课)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,生态工程的基本原理,本专题题图寓意,?,本专题题图寓意：,干裂的土地，赤红的荒山，意味着不断恶化的,，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,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。,生态环境,生态,学习目标：,1.,简述生态工程的概念，关注生态工程的建设,2.,简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。,3.,尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。,学习重点：,生态工程的基本原理,学习难点：,生态工程的系统学和工程学原理,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。,生态工程,生态工程概念突破,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,第一节 生态工程的基本原理,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。,一、关注生态工程建设,分析传统经济模式带来哪些问题？,资料分析,资料,1,：,1998,年夏季，长江流域经历了自,1954,年以来的最大洪灾。加上其他地区水灾，,1998,年全国受灾人数上亿，近,500,万所房屋倒塌，,2000,多万公顷的土地被淹，直接经济损失达,1600,多亿元人民币。,讨论:,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。,解决措施,：,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。,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。,2.,洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么,问题？,资料,2,：我国是农业大国，人均土地、水等资源占有量远低于世界平均水平。虽然我国用占世界,10%,的耕地养活了占世界,21%,的人口，但由于受到西方,“,石油农业,”,模式,的影响，加上人口压力以及缺乏生态环境意识，所造成的资源破坏和农业环境污染，已经对社会的可持续发展造成很大障碍,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。,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。,P108,资料分析,2,问题讨论,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。,P108,资料分析,2,问题讨论,4.,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。,P108,资料分析,2,问题讨论,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。,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。,为了可持续发展，走,生态经济,之路。,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。,二、生态工程所遵循的基本原理,生态工程所遵循的基本原理,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,1,、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。,理论基础,:,物质循环,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。,无废弃物农业,-,通过积极种植能够固氮的豆科作物，以及收集一切可能的有机物质，包括人畜粪便、枯枝落叶、残羹剩饭、河泥、炕土、老墙土以及农产品加工过程中的废弃物等，采,用堆肥和沤肥等多种方式，把它们转变为有机肥料，施用到农田中，改善了土壤结构；培育了土壤微生物；实现了土壤养分如氮、磷、钾及微量元素的循环利用。,2,、物种多样性原理,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。,理论基础：生态系统的稳定性,生物多样性很高的珊瑚礁维持的很好,阅读教材,P110,资料分析,，思考讨论：,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？而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？,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。,P,110,资料分析问题讨论提示,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。,巩固练习一：单选题,1,我国“三北防护林”，虽然取得了巨大的生态和经济效益，但由于没有完全按照自然生态规律办事，也产生了不少问题。例如，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。这个事实说明了（ ）,A,樟子松树的抗虫能力很差,B,松毛虫的危害性很强，并专一性的侵害樟子松树,C,生物多样性对生态系统的重要性,D,由于植物种类达单一，导致松毛虫只能侵害樟子松树,c,2,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,B,3,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,C,4.,下列哪项叙述完全符合生态经济（ ）,建立“原料一产品一原料一产品”的无废料生产体系 在资源不增加甚至减少的条件下实现经济增长 在经济产出不变甚至增加的条件下，向环境排放的废弃物大大减少 先生产后治理，提高经济效益,A,B,C,D,B,5.,实施可持续发展战略，我们不提倡（ ）,A,控制人口,B,节约源,C,保护环境,D,先污染后治理,D,二、能力提高：,1.,生态工程建设的目的就是遵循,_,的规律，达到,_,和,_,同步发展，与传统工程相比，生态工程是一类少,_,、多,_,、可,_,的工程体系。生态经济主要是通过实行,_,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,_,。,自然物质循环,经济效益,生态效益,消耗,效益,持续,循环经济,生态工程,2,某地农民大量焚烧农作物的秸秆，造成环境污染，影响了航班起降。,(1),秸秆的大量焚烧，使,当地,雨水,pH,发生变化，变化趋势是,_,。,(2,）秸秆焚烧后所剩的灰分，是植物的,_,，在焚烧过程中，以气体形式散失的是,_,、,_,等。,(3,）从生态系统的物质循环分析，焚烧秸秆对农田生态系统的影响是,_,。,(4),该地农民的做法主要破坏了生态工程的哪一原理？,_,。,减小,矿质元素,二氧化碳,水蒸气,加大了物质的输出,物质循环再生原理,再见,