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科技探索之路科技探索之路生态工程的兴起生态工程的兴起 无限风光的洞庭湖无限风光的洞庭湖案例：缩小了的洞庭湖案例：缩小了的洞庭湖洞庭湖位于长江中游，每年雨季来临，长江洞庭湖位于长江中游，每年雨季来临，长江水位暴涨，水位高于洞庭，江水注入湖泊，洞庭水位暴涨，水位高于洞庭，江水注入湖泊，洞庭湖起接纳洪水，削减洪峰的作用，冬季相反。因湖起接纳洪水，削减洪峰的作用，冬季相反。因此，洞庭湖对长江水位起天然的调节作用。但近此，洞庭湖对长江水位起天然的调节作用。但近年来由于泥沙的淤积，湖底抬高，特别是周围地年来由于泥沙的淤积，湖底抬高，特别是周围地区为了生产而围湖造田，使湖面减少，仅区为了生产而围湖造田，使湖面减少，仅19771977年年到到19851985年，其水面就减少了年，其水面就减少了46%46%。这样，其分洪能。这样，其分洪能力大大降低，致使力大大降低，致使19981998年长江大水之际，中下游年长江大水之际，中下游地区洪水暴涨，险象环生，直至造成九江大堤决地区洪水暴涨，险象环生，直至造成九江大堤决堤，危及人民的生命安全。堤，危及人民的生命安全。 【“关注生态工程建设关注生态工程建设”资料分析资料分析1】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，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；造成大量泥沙淤积河道；中游围湖造田、乱占河道中游围湖造田、乱占河道，造成具有蓄，造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减少。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。年度的罕见降雨。但这也与全球温室气体排放量增加而导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。致的温度升高、气候异常有关。2.2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？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传统的经济发展模式不注重生态环境的保护不注重生态环境的保护，没有考，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。虑生态成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。 我国是农业大国，人均土地、水等资我国是农业大国，人均土地、水等资源占有量远低于源占有量远低于 世界平均水平。虽然我国世界平均水平。虽然我国用占世界用占世界10 %10 %的耕地养活了占世界的耕地养活了占世界21%21%的人的人口，但由于受到西方口，但由于受到西方“石油农业石油农业”模式的模式的影响影响, ,加上人口压力以及缺乏生态环境意识，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所造成的资源破坏和 农业环境污染，已经农业环境污染，已经对社会的可持续发展造成了很大障碍。对社会的可持续发展造成了很大障碍。【“关注生态工程建设关注生态工程建设”资料分析资料分析2】 仅以化肥用量为例，仅以化肥用量为例，20002000年全国耕地年全国耕地面积约为面积约为108hm2108hm2，平均化肥施用量是，平均化肥施用量是318.8kg/hm2318.8kg/hm2, ,其中仅山东、河南和江苏三其中仅山东、河南和江苏三 省的平均用量就达省的平均用量就达564.8kg/hm2564.8kg/hm2， 占全国占全国总用量的总用量的30%30%左右。过量施用农药和化肥，左右。过量施用农药和化肥，会由于相当一部会由于相当一部 分不能被作物充分利用，分不能被作物充分利用，而通过各而通过各 种途径对土壤、水体和食物造成种途径对土壤、水体和食物造成污染。污染。 【“关注生态工程建设关注生态工程建设”资料分析资料分析2】你知道农业生产活动对人体健康以及环境造成危你知道农业生产活动对人体健康以及环境造成危害的实例吗？害的实例吗？ 世界上影响较大的有世界上影响较大的有蓝婴病蓝婴病。 19731973年，美国内布拉斯加州首次出现幼儿高铁血红蛋白症（蓝婴年，美国内布拉斯加州首次出现幼儿高铁血红蛋白症（蓝婴病）。病）。 其其原因原因是是饮用水中硝酸盐含量超过饮用水中硝酸盐含量超过10 mg/L10 mg/L，这时过多的硝酸，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、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。草地等的施肥。 你认为对你认为对“石油农业石油农业”的生产模式应当怎样改进？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，应该大力发展在我国，人多地少，应该大力发展生态农业生态农业。多施有机肥，对作物秸秆和畜禽粪便进行再利多施有机肥，对作物秸秆和畜禽粪便进行再利用，用，实现物质的多级利用实现物质的多级利用，等等。，等等。 你认为你认为“污染物是放错地方的资源污染物是放错地方的资源”这句话对吗？这句话对吗？ 生态经济生态经济主要是通过实行主要是通过实行_的的原则原则，使一个系统产出的污染物，能够成为，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另外一个系统的生产原料，从而本系统或者另外一个系统的生产原料，从而实现实现废弃物的资源化废弃物的资源化，而实现循环经济，而实现循环经济最重最重要的手段之一要的手段之一就是就是_。面对这些问题我们应该怎样发展经面对这些问题我们应该怎样发展经济？济？“循环经济循环经济”生态工程生态工程涉及的学科涉及的学科: :方法和手段有方法和手段有: : 系统的设计、调控和技术组装系统的设计、调控和技术组装生态学、系统学生态学、系统学一、生态工程的概念一、生态工程的概念3、目的：就是遵循、目的：就是遵循_的规律，充的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到_和和_的同步发展。的同步发展。4、优点：、优点：自然界物质循环自然界物质循环经济效益经济效益生态效益生态效益少消耗少消耗多效益多效益可持续可持续二、生态工程的所遵循基本原理二、生态工程的所遵循基本原理二、生态工程的所遵循基本原理二、生态工程的所遵循基本原理（一）物质循环再生原理（一）物质循环再生原理 1、理论基础：、理论基础：生 物 群 落 组 成 生 物 体 的 C 、 H 、 O 、 N 、 P 、 S 基 本 元 素反 复 循 环 无 机 环 境 物质循环物质循环2 2、实例：、实例：我国古代我国古代“无废弃物农业无废弃物农业” ” 物质循环再生原理物质循环再生原理:要求我们在生态工程设计和建设是要使更多要求我们在生态工程设计和建设是要使更多的的物质循环再生物质循环再生,以减少污染以减少污染（二）物种多样性原理（二）物种多样性原理1、理论基础：、理论基础：生态系统稳定性生态系统稳定性2、内容：、内容： 物种物种复杂复杂的生态系统具有较的生态系统具有较高高的的抵抗力抵抗力稳定性。稳定性。可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的生生物量物量，提高系统生产力。，提高系统生产力。反之，生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，反之，生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力就自动调节能力就_，抵抗力就，抵抗力就_。越小越小越低越低抵抗力弱抵抗力弱3 3、实例：、实例： 反面反面: : 三北防护林建设中的问题三北防护林建设中的问题单一樟子松林单一樟子松林松毛虫肆虐松毛虫肆虐3 3、实例：、实例： 正面正面: :珊瑚礁生态系统的多样性珊瑚礁生态系统的多样性抵抗力强抵抗力强生物多样性高生物多样性高珊瑚虫、藻类、珊瑚虫、藻类、鱼类等鱼类等（三）协调与平衡原理（三）协调与平衡原理1 1、主要内容：、主要内容： 生物生物与与环境环境的协调与平衡的协调与平衡 协调协调-主要是主要是生物生物与与环境环境的协调的协调 ( (强调生物要和环境相强调生物要和环境相适应适应) ) 平衡平衡-是是种群数量种群数量与与环境容纳量环境容纳量能力要能力要 平衡平衡（三）协调与平衡原理（三）协调与平衡原理2 2、实例：、实例： （1 1）太湖的富营养化问题）太湖的富营养化问题 （2 2）西北一些地区的年降雨量小于）西北一些地区的年降雨量小于450mm,450mm,只只适宜种灌木和草，但却被生硬的规定种植杨树，适宜种灌木和草，但却被生硬的规定种植杨树，结果成了半死不活的结果成了半死不活的“小老头小老头” （3 3）过度放牧导致土地沙荒漠化问题）过度放牧导致土地沙荒漠化问题 （四）整体性原理（四）整体性原理 1、理论基础：、理论基础：2、内容：、内容：社会、经济、自然复合系统社会、经济、自然复合系统3 3、实例：、实例： 林业建设中遇到林业建设中遇到的自然系统与经济、的自然系统与经济、社会系统的关系问题社会系统的关系问题考虑自然规律，考虑自然规律，还要考虑经济和还要考虑经济和社会的影响力社会的影响力（五）系统学和工程学原理（五）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理论基础：理论基础： 分布式优于集中式和环式分布式优于集中式和环式实例：实例： 桑基鱼塘桑基鱼塘理论基础：理论基础：整体大于部分之和整体大于部分之和实例：实例：珊瑚礁藻类和珊瑚虫的营养关系珊瑚礁藻类和珊瑚虫的营养关系你能举出系统整体功能大于部分之和的例你能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗？子吗？ 豆科作物和固氮菌的共生豆科作物和固氮菌的共生就是一例。固就是一例。固氮菌为豆科作物提供氮素，而豆科作物为氮菌为豆科作物提供氮素，而豆科作物为其提供能量和其他营养，两者的共生使豆其提供能量和其他营养，两者的共生使豆科作物能够在氮素缺乏的土地上生长；当科作物能够在氮素缺乏的土地上生长；当把它们分开时，两者的生长都要受到损害。把它们分开时，两者的生长都要受到损害。请指出下图所利用的生态工程原理请指出下图所利用的生态工程原理
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