教育专题：专题五--_生态工程的基本原理

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,*,专题五 生态工程,5.1,生态工程的基本原理,.,.,.,直接原因和根本原因,石油农业,.,年的洪水让岁的江珊在激流中挣扎了个小时。,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。,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。,解决长江洪水泛滥的措施：,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。,.,.,.,蓝婴病,.,两则资料比较,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。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。,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,。,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。,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,。,讨论,上面两则资料所反映的经济模式有何共同点,?,多消耗,少效益,不能持续发展,怎么解决,?,生态经济,主要通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化。,无废料模式：原料产品原料产品,怎么实现生态经济,手段之一 生态工程,.,.,.,共同,解决,生态经济,生态工程,什么是生态工程,.,生态工程的概念,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。,一、生态工程的概念,1.,学科知识：,2.,技术手段：,生态学和系统学,系统设计、调控和技术组装,4.,建设目的,:,遵循物质循环的规律，,防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。,最终目标：实现可持续发展,。,3.,研究对象,:,社会,经济,自然,复合生态系统。,特点,:,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。,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。,它所遵循的基本原理是：,整体、协调、循环、再生。,二、生态工程所遵循的基本原理,1,、物质循环再生原理,理论基础：物质循环,内容：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，各层循环往复，分层分级利用，达到取之不尽，用之不绝的效果。,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。,例：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，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、沤肥等多种方式，把它们转变为,有机肥料,，施用到农田中：,优点：,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,理论基础：生态系统的稳定性,遇虫害而死的樟子松,内容：,物种越丰富，生态系统的抵抗力稳定性越高。,生物多样性程度高，,可以为各类生物的生存提供多种机会和条件。,众多的生物通过食物链关系互相依存，,就可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的生物量，提高系统生产力。即使某个物种由于某种原因的死亡，也会很快有其他物种占据它原来的生态位置，从而,避免了系统结构的破坏。,物种繁多的生态系统具较高的抵抗力稳定性。农林业常为追求最大产量，种植单一品种，造成病虫害增加,.,资料,分析：“三北防护林”在辽宁西部的章古台地区，单一种植樟子松（,Pinus,sylvestris,var.,sylvestriformis,），因食物链单一而无松毛虫的天敌，导致松毛虫肆虐，樟子松被毁,.,宁夏、内蒙几十亿杨树被杨树天牛毁于一旦,.,澳洲大堡礁鱼类约,1 100,种，,300,多种造礁珊瑚，无数无脊椎动物和藻类，生物多样性高,.,举例：,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。,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。,3.,协调与平衡原理,理论基础：生物与环境的协调与平衡,内容：,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。,举例：,资料,分析：江苏、上海、浙江交界的太湖，云南滇池等水体因,N,P,浓度高，导致水葫芦和藻类疯长，造成水华。耗水中溶解的氧，产生毒素。,我国西北年雨量,2,”,。,1,、物质循环再生原理 举例：无废弃物农业,2,、物种多样性原理 举例：三北防护林建设中问题,3,、协调与平衡原理 举例：赤潮和水华，物种引进,4,、整体性原理 举例：林业建设中自然生 态系统和社会、经济系统的关系问题,5,、系统学和工程学原理,小结：生态工程的原理,（,1,）系统的结构决定功能原理,（,2,）系统整体性原理,巩固练习：,1,无废料生产体系是指（,）,A,废料一产品,B,原料一产品一废料一产品,C,原料一产品一原料一产品,D,原料一产品一废料,2,某些地区出现“前面造林，后面砍林”的现象，是因为发展中哪一原理失调造成的（,）,A,协调与平衡原理,B,整体性原理,C,系统结构决定功能原理,D,系统整体性原理,C,B,3,生物数量超过了环境的承载力后，就会破坏生态工程,的哪一原理（,）,A,整体性原理,B,系统性原理,C,协调与平衡原理,D,工程学原理,C,A,4,我国南方桑基鱼塘是低洼稻田挖深做塘，塘内养鱼，,塘基上种桑，用桑养蚕，蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕三丰收，大大提高了系统生产力，这种模式，主要应用了生态工程遵循的哪个原理（,）,A,系统学和工程学原理,B,整体性原理,C,物种多样性原理,D,物质循环再生原理,5,珊瑚虫与藻类共生，提高了珊瑚礁生态系统的生产力，,其原理是（,）,A,系统结构决定功能原理,B,整体性原理,C,系统整体性原理,D,协调与平衡原理,C,6,下列结构示意图能体现系统学和工程学原理的是,（,）,D,7,、近年来，世界范围内农田生态系统有两个突出的问题引起,了人们的高度关注，其一是蛙类数量的大量减少；,其二是鼠害泛滥，虫害频繁，请据所学知识分析回答下列问题：,(1,）该类现象体现了生态工程,_,原理的作用，,告诫人类要善待自然。,(2),臭氧层的破坏对蛙个体发育的影响是,_,_,。,(3),蛙数量减少的人为因素主要是,_,。,(4),有人尝试“引蛇灭鼠”，取得了较好的效果，此法的突出,优点是,_,。,协调与平衡,臭氧层的破坏使阳光中的紫外线含量增多，易诱发变异，,而变异一般对蛙的生存是有害的,人类对蛙的过度捕杀，,大量使用农药,不污染环境，维持生态系统的稳定,拓展视野 前景广阔的,沼气工程,沼气,：利用人畜粪便等物质，经系列复杂厌氧发酵，产生以,CH,4,为主的气体燃料,.,解决燃料，减少生态破坏和环境污染，为饲料、肥料开辟新来源。推广于,20,世纪,60 s,后，近年发展快。,中国,70%,农户缺少燃料、饲料和肥料，尤其在山区。,依赖于有限的作物秸秆、谷壳、麸皮等和薪柴林等生物质（植物利用太阳能进行光合作用合成的有机物，其中所含能量为生物质能）。,沼气池,结构和形成过程图,1983,年政府把沼气工程列入国民经济的“农村能源”发展规划，,5,年内试点县人均增加,20 kg,标准煤的生物质能，节约,100 kg,生物质，提高森林覆盖率,6%.,沼气底渣可做再生饲料、肥料、食用菌培养基；沼气液通入养鱼池，促进浮游生物生长，增加饵料等,.,沼气用途见图,.,沼气工程在物质、能量多级充分利用和转化方面独特，规划,30,年内全国推广至,5 000,万个沼气池,.,沼气的,用途,示意图,