1、 干裂的土地，赤紅的荒山，意味著不斷惡化的 ，幼苗的上方是蔚藍的地球，地球似乎化作一滴甘露，滋潤著大地；幼苗又可寓意為 工程，雖然柔弱，卻頑強地支撐著地球；地球和幼苗組合和諧，象征著希望。生態環境生態環境 人類應用人類應用生態學和系統學生態學和系統學的基本原理和方法，通的基本原理和方法，通過過系統設計、調控和技術組裝系統設計、調控和技術組裝，對已被破壞的生態環對已被破壞的生態環境進行修復、重建，對造成環境污染和破壞的傳統生境進行修復、重建，對造成環境污染和破壞的傳統生產方式進行改善、并提高生態系統的生產力產方式進行改善、并提高生態系統的生產力，從而促從而促進人類社會和自然環境的和諧發展。進人類

2、社會和自然環境的和諧發展。生態工程的概念生態工程的概念理論基礎？ 生態學和系統學技術手段？ 通過系統設計、調控和技術組裝操作過程？ 對已被破壞的生態環境進行修復、重建，對造成環境污染和破壞的傳統生產方式進行改善，并提高生態系統的生產力。最終目的？促進人類社會和自然環境的和諧發展。閱讀科技探索之路 生態工程的興起思考：從以往的歷史看，經濟發展和環境污染有什么關系？他們之間的矛盾是否就是不可調和的呢？“可持續發展”的內涵: (Sustainable Development) 經濟發展不僅要滿足當代人的需要,還要不危害后代人發展能力，即經濟和環境協調發展。生態利益應和社會利益與經濟的增長協同考慮。在

3、這種形勢下，旨在解決環境與經濟發展協調問題的一門學科生態工程得到了迅速的發展生態工程建設目的：生態工程建設目的： 遵循自然界遵循自然界物質循環物質循環的規律，充分發的規律，充分發揮資源的生產潛力，防止揮資源的生產潛力，防止環境污染環境污染，達到，達到經濟效益經濟效益和和生態效益生態效益的同步發展。的同步發展。 與傳統的工程相比，生態工程是與傳統的工程相比，生態工程是一類一類少消耗少消耗、多效益多效益、可持續可持續的工程的工程體系。體系。（一）關注生態工程建設（一）關注生態工程建設1.導致導致1998年長江洪水泛濫的主要原因是什么？年長江洪水泛濫的主要原因是什么？2.洪災的發生反映出經濟發展模式

4、存在什么問題？洪災的發生反映出經濟發展模式存在什么問題？討論討論: :根本原因根本原因：長江上游長江上游亂砍濫伐森林，水源涵養和水土亂砍濫伐森林，水源涵養和水土保持功能急劇降低，造成大量泥沙淤積河道；保持功能急劇降低，造成大量泥沙淤積河道；中游中游圍圍湖造田、亂占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面積急湖造田、亂占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面積急劇減少。劇減少。1.導致導致1998年長江洪水泛濫的主要原因是什么？年長江洪水泛濫的主要原因是什么？直接原因直接原因：1998年度的罕見降雨。但這也與全球溫年度的罕見降雨。但這也與全球溫室氣體排放量增加而導致的溫度升高、氣候異常有關。室氣體排放量增加而導致

5、的溫度升高、氣候異常有關。2.洪災的發生反映出經濟發展模式存在什么問題？洪災的發生反映出經濟發展模式存在什么問題？傳統的經濟發展模式傳統的經濟發展模式不注重生態環境的保護不注重生態環境的保護，沒有考慮生態成本，經濟的發展以巨大的生態沒有考慮生態成本，經濟的發展以巨大的生態環境破壞為代價環境破壞為代價。（一）關注生態工程建設（一）關注生態工程建設1.你對你對“石油農業石油農業”是如何理解的？是如何理解的？2.“石油農業石油農業”的生產模式應當怎樣改進？的生產模式應當怎樣改進？討論討論: :大量使用化肥、農藥和機械的生產方式，對石油等能源有大量使用化肥、農藥和機械的生產方式，對石油等能源有高度的依

6、賴性。高度的依賴性。農業生產：復雜的生物過程農業生產：復雜的生物過程簡單的機械和化學過程。簡單的機械和化學過程。投入高，產出也高；投入高，產出也高；產生的廢棄物和有害物質的數量也很龐大，大大削弱了農產生的廢棄物和有害物質的數量也很龐大，大大削弱了農業生態系統的穩定性和持續生產力，并造成日益嚴重的農業生態系統的穩定性和持續生產力，并造成日益嚴重的農產品污染和環境污染等問題。產品污染和環境污染等問題。 1.你對你對“石油農業石油農業”是如何理解的？是如何理解的？2.“石油農業石油農業”的生產模式應當怎樣改進？的生產模式應當怎樣改進？大力發展生態農業 4.石油農業的生產模式應當怎樣改進？石油農業的生

7、產模式應當怎樣改進？提示：提示：在不同的國家有不同的改進措施。例如，在不同的國家有不同的改進措施。例如，在我國，人多地少，應該大力發展生態農業。在我國，人多地少，應該大力發展生態農業。實施的具體措施包括：可以根據田間作物的需實施的具體措施包括：可以根據田間作物的需要適量施用高效、低毒、低殘留的農藥，多施要適量施用高效、低毒、低殘留的農藥，多施有機肥，提高作物對水、肥等資源的利用效率，有機肥，提高作物對水、肥等資源的利用效率，對作物秸稈和畜禽糞便進行再利用，實現物質對作物秸稈和畜禽糞便進行再利用，實現物質的多級利用，等等。一方面要不斷提高土地的的多級利用，等等。一方面要不斷提高土地的產出水平；另

8、一方面要減少農業活動對環境的產出水平；另一方面要減少農業活動對環境的污染，促進社會的可持續發展。污染，促進社會的可持續發展。3.3.如何理解如何理解“污染物是放錯地方的資源污染物是放錯地方的資源”這句話？這句話？ 對環境造成危害的污染物，采用一定的措施對環境造成危害的污染物，采用一定的措施和技術，就能夠和技術，就能夠進行回收和循環利用進行回收和循環利用，這樣不但能，這樣不但能夠減少環境污染，而且提高了資源的利用效率，減夠減少環境污染，而且提高了資源的利用效率，減少了資源的浪費。例如，對廢污水中的重金屬或氮、少了資源的浪費。例如，對廢污水中的重金屬或氮、磷等養分就可以進行回收再利用。因此說污染物

9、是磷等養分就可以進行回收再利用。因此說污染物是放錯了地方沒有被利用的資源。放錯了地方沒有被利用的資源。傳統經濟模式：傳統經濟模式： 毀壞毀壞水、大氣、土壤和生物水、大氣、土壤和生物資源資源，消耗地球贈給我們的，消耗地球贈給我們的自然自然資本資本，并造成環境污染。，并造成環境污染。生態經濟：生態經濟： 主要是通過實行主要是通過實行“循環經濟循環經濟”的原則，使一個的原則，使一個系統產出的污染物，能夠成為本系統或者另一個系統產出的污染物，能夠成為本系統或者另一個系統的生產原料，從而實現廢棄物的系統的生產原料，從而實現廢棄物的資源化資源化，而，而實現循環經濟最重要的手段之一實現循環經濟最重要的手段之

10、一就是就是生態工程。生態工程。為了可持續發展，走生態經濟之路。為了可持續發展，走生態經濟之路。原理原理：循環經濟原理。：循環經濟原理。目的目的：實現廢棄物的資源化：實現廢棄物的資源化實現重要手段之一：生態工程實現重要手段之一：生態工程無廢棄物農業無廢棄物農業飼料與墊料飼料與墊料人類食品人類食品作物殘留作物殘留人類人類食品食品人糞尿人糞尿N、P、K等等1 1、物質循環再生原理物質循環再生原理循環往復、分層分級利用取之不盡、用之不竭比較穩定性概念. 純樟子松林、楊樹林的純樟子松林、楊樹林的生物多樣性低，食物鏈短生物多樣性低，食物鏈短而單調而單調，缺少松毛蟲、天牛的天敵，而成片，缺少松毛蟲、天牛的天

11、敵，而成片單一單一的林木的林木又為其提供了又為其提供了豐富的食物來源豐富的食物來源，因而會導致了樹林的毀，因而會導致了樹林的毀壞。壞。 為什么珊瑚礁區卻能夠在養分稀少的深海中，保持為什么珊瑚礁區卻能夠在養分稀少的深海中，保持著很高的生物多樣性？著很高的生物多樣性？資料分析資料分析 珊瑚礁區的珊瑚礁區的生物多樣性高，食物鏈復雜，生物多樣性高，食物鏈復雜，不同的生物不同的生物占據了不同的時間位、空間位和資源位，因而充分利用了占據了不同的時間位、空間位和資源位，因而充分利用了珊瑚礁生態系統的環境。例如，氮、磷等養分就能夠在該珊瑚礁生態系統的環境。例如，氮、磷等養分就能夠在該區生物體間充分地循環利用而

12、很少流出系統外。區生物體間充分地循環利用而很少流出系統外。從上面正面和反面的實例，你能得出怎樣的從上面正面和反面的實例，你能得出怎樣的結論？你認為生物多樣性的破壞有人為因素結論？你認為生物多樣性的破壞有人為因素嗎？嗎？ 只有保持生態系統較高的生物多樣性，只有保持生態系統較高的生物多樣性，才能保證生態系統的穩定和平衡。才能保證生態系統的穩定和平衡。 生物多樣性的破壞有人為因素，而且生物多樣性的破壞有人為因素，而且往往作用巨大。往往作用巨大。抗寒、耐旱，適應性強的沙棘，抗寒、耐旱，適應性強的沙棘，耐鹽堿力較強的沙棗等植物。耐鹽堿力較強的沙棗等植物。 畜牧養殖應該注意：畜牧養殖應該注意：牲畜量不超過

13、草地承載牲畜量不超過草地承載量量討論：討論： 從協調與平衡原理出發，想一想，在我國西北地區進行從協調與平衡原理出發，想一想，在我國西北地區進行防護林建設時，應選擇哪些特征的樹種？如果在該地區發防護林建設時，應選擇哪些特征的樹種？如果在該地區發展畜牧養殖業，你認為應該注意什么問題？展畜牧養殖業，你認為應該注意什么問題？資料分析討論：資料分析討論：由于周邊城市、工業和農田的排水中由于周邊城市、工業和農田的排水中N、P的濃的濃度高，水葫蘆泛濫，產生大量毒素。度高，水葫蘆泛濫，產生大量毒素。超出環境承載力環境容納量 西北地區年降雨量西北地區年降雨量450nm450nm，只適宜種植灌木和草的地區，只適宜

14、種植灌木和草的地區，卻被硬性規定種植屬于喬木的楊樹。卻被硬性規定種植屬于喬木的楊樹。“楊家將楊家將”因為不適應因為不適應長成了長成了“小老頭小老頭“防護林變成了殘敗的防護林變成了殘敗的“灰色長城灰色長城”。在濕地保護中（比如湖泊的保護），我們應該注意哪些問題？既要保護濕地，又要考慮農民的生計問題林業工程建設中的注意什么問題？林業工程建設中的注意什么問題？一方面號召農民種樹，另一方面要考慮農民的生活問題一方面號召農民種樹，另一方面要考慮農民的生活問題4 4、整體性原理、整體性原理 進行生態工程建設進行生態工程建設時，不但要考慮到時，不但要考慮到自自然生態系統然生態系統的規律，的規律，更重要的是，

15、要考慮更重要的是，要考慮到到經濟經濟和和社會社會等等系統系統的影響力。的影響力。 人類處在一個社會、人類處在一個社會、經濟、自然復合而成經濟、自然復合而成的系統中。的系統中。例：林業工程建設中的問題例：林業工程建設中的問題理論基礎：理論基礎： 社會、經濟、自然社會、經濟、自然復合系統復合系統 只有應用整體性原理只有應用整體性原理,才能統一協調當前才能統一協調當前與長遠、局部與整體、開發與環境建設與長遠、局部與整體、開發與環境建設之間的關系，保障生態系統平衡和穩定。之間的關系，保障生態系統平衡和穩定。.新。.系統學，工程學另外，社會習慣、法律制度等也都對生態另外，社會習慣、法律制度等也都對生態工

16、程建設有著重要影響。工程建設有著重要影響。系統結構決定功能原理系統結構決定功能原理 若把系統的結構比作計算機網絡，分若把系統的結構比作計算機網絡，分析三種計算機網絡結構示意圖：析三種計算機網絡結構示意圖：工作的可靠性哪個高？工作的可靠性哪個高？理論基礎：分布式優于集中式和環式理論基礎：分布式優于集中式和環式生態工程需要考慮系統內部不同組分之間的結構，生態工程需要考慮系統內部不同組分之間的結構，通過通過改變和優化結構改變和優化結構，達到改善系統功能達到改善系統功能的目的的目的5 5、系統學和工程學原理、系統學和工程學原理（1 1）系統的結構決定功能原理）系統的結構決定功能原理桑基魚塘分布在我國長

17、江三角洲、珠江三角洲一帶的水鄉，是桑基魚塘分布在我國長江三角洲、珠江三角洲一帶的水鄉，是一種典型的水陸物質和能量交換型生態工程。一種典型的水陸物質和能量交換型生態工程。5 5、系統學和工程學原理、系統學和工程學原理（2 2）系統整體性原理）系統整體性原理 系統各組分之間要有適系統各組分之間要有適當的比例關系當的比例關系，只有這樣才，只有這樣才能順利完成能順利完成能量、物質、信能量、物質、信息等的轉換和流通息等的轉換和流通，并且實，并且實現總體功能大于各部分之和現總體功能大于各部分之和的效果，即的效果，即“1+12”1+12”。珊瑚礁珊瑚礁“白化白化”理論基礎：理論基礎：整體功能大于整體功能大于

18、部分之和部分之和 例如：珊瑚礁之所以能夠保持很高的系統生產力，得益于珊瑚蟲和藻類組成例如：珊瑚礁之所以能夠保持很高的系統生產力，得益于珊瑚蟲和藻類組成的高效的植物的高效的植物動物營養循環。通常情況下，失去了共生藻類的珊瑚蟲會因動物營養循環。通常情況下，失去了共生藻類的珊瑚蟲會因為死亡而導致為死亡而導致珊瑚礁逐漸珊瑚礁逐漸“白化白化”，失去其鮮艷的色彩，那里的生物多樣性，失去其鮮艷的色彩，那里的生物多樣性也將銳減，從而造成系統的崩潰。也將銳減，從而造成系統的崩潰。固氮菌為豆科作物提供固氮菌為豆科作物提供氮素，而豆科作物為其氮素，而豆科作物為其提供能量和其他營養，提供能量和其他營養，兩者的共生使豆科作物兩者的共生使豆科作物能夠在氮素缺乏的土地能夠在氮素