(新编)5.1生态工程的基本原理

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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,幼苗又可寓意为____,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。生态环境生态工程学习目标1.简述生态工程的概念,关注生态工程的建设。2.简述生态工程的基本原理,举例说出各原理的内容。3.尝试运用生态学原理,分析生态环境问题及解决对策。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生态工程建设目的: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。优点: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。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。一、关注生态工程建设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?3.可以采取什么措施解决长江洪水泛滥的问题?一、关注生态工程建设一、关注生态工程建设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。3.可以采取什么措施解决长江洪水泛滥的问题?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。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?例如:1973年美国首次发生的高铁血红蛋白病(蓝婴病)。其原因是饮用水中硝酸盐含量超过10mg/L,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气。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问题讨论资料1和资料2说明: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__________,经济发展必须符合生态学规律,走________之路。可持续发展生态经济生态经济主要是通过实行“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段之一是。生态工程原料——产品——原料——产品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⒈物质循环再生原理⒉物种多样性原理⒊协调与平衡原理⒋整体性原理⒌系统学和工程学原理不产生废弃物,没有环境污染,生态系统稳定发展。1.物质循环再生原理二、生态工程所遵循的基本原理理论基础:物质循环循环往复、分层分级利用、取之不尽、用之不竭含义:特点: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、物种多样性原理理论基础:生态系统的抵抗力稳定性意义:生物多样性程度高,食物链越复杂,系统的抵抗力稳定性越高。提高系统的生产力,避免系统结构和功能失衡。生态系统稳定性的概念生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。.两种稳定性区别.比较两种稳定性•抵抗力稳定性:抵抗干扰,保持原状•恢复力稳定性:遭到破坏,恢复原状自动调节能力阅读教材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。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。生物多样性很高的珊瑚礁维持的很好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:生物与环境的适应、环境对生物的承载力意义:生物数量不能超过环境承载力(环境容纳量),可避免系统的失衡和破坏。抗寒、耐旱,适应性强的沙棘,耐盐碱力较强的沙枣等植物。P111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?畜牧养殖应该注意:牲畜量不超过草地承载量4、整体性原理:指社会-经济-自然复合成的巨大整体系统例:林业工程建设中的问题:一方面号召农民种树,另一方面要考虑农民的生活问题。意义:才能统一协调当前与长远、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生产成本消费效益经济系统植物动物微生物非生物的因素自然系统政策管理科学文化社会系统5、系统学和工程学原理(1)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,提高系统生产力。例:桑基鱼塘模式(2)系统整体性原理你能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗?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,实现总体功能大于各部分之和的效果,即“1+12”。珊瑚礁“白化”大豆的根瘤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.使用堆肥和沤肥法实现生态农业3.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。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。物质循环再生原理物种多样性原理协调与平衡原理整体性原理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.禁止产出污染物课堂练习BC3.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4.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课堂练习CA5.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课堂练习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.整体性原理课堂练习B7.在进行林业工程建设时,一方面要号召农民种树,另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题,如粮食、烧柴以及收入等问题。以上做法依据的生态工程原理是()A.系统整体性原理B.整体性原理C.系统结构决定功能原理D.以上都不是课堂练习B8.在社会主义新农村建设中,某县积极发展畜禽养殖和栽桑养蚕两大支柱产业。在生产总量不断提高的同时,该县坚持在发展中解决环境问题,优化生态环境,实现资源的最大化利用,走出了一条适合本地区可持续发展的生态工程之路。请分析下图,并回答问题:课堂练习(1)该生态工程所遵循的基本原理是(至少写2种)。(2)该生态系统的能量流动从开始,图中属于消费者的生物有。物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理桑、油菜等生产者固定的太阳能蚕、畜、禽(3)与传统农业生态系统相比,该生态系统更能净化环境,其主要原因是。(4)该生态系统为何能提高经济效益?(5)根据该县地处水乡这一资源优势,请你就该生态系统提出一条合理化建议。。粪便等“废弃物”被及时利用实现了物质的循环利用和能量的多级利用,提高了农产品的产量;减少了化肥、农药的使用(降低农业成本投入)蚕沙碎屑用来养鱼,鱼塘塘泥用来肥田解析(1)该生态工程依据的是物质循环再生、物种多样性和协调与平衡原理。(2)生态系统的能量流动是从生产者开始的,即桑、油菜,消费者是蚕、禽、畜等。(3)由图可知,该生态系统实现了废物再利用及无害化处理,因此更能净化环境。(4)该生态系统实现了物质的循环利用和能量的多级利用,降低了生产成本,提高了农产品的产量。(5)该生态系统中,蚕沙碎屑未被利用,可利用蚕沙碎屑养鱼,鱼塘的塘泥还可作肥料。“一年好景君须记,最是橙黄橘绿时。”初冬时节,景色唯美,在这特别的好日子
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