1、生態工程的基本原理 生態工程的基本原理 20世紀末世界人口突破了60億，隨著現代農業生產的發展，人類活動遍布地球的每個角落，地球上已經難以找到一個沒有受到人類影響的地方，原始的生態系統幾乎喪失，全球生態環境危機不斷激化。 20世紀末世界人口突破了60億，隨著現代農業生產的發一、全球氣候變化當前全球性生態環境問題凸顯二、水資源短缺三、臭氧層破壞四、酸雨五、土地荒漠化六、海洋污染七、生物多樣性銳減知識鏈接一、全球氣候變化當前全球性生態環境問題凸顯二、水資源短缺三、厄爾尼諾現象厄爾尼諾現象是太平洋赤道帶大范圍內海洋和大氣相互作用后失去平衡而產生的一種氣候現象。當這種現象發生時，海水水位上漲，水溫升高

2、，導致太平洋沿岸地區出現干旱及洪澇等自然災害，甚至造成全球氣候反常。厄爾尼諾現象溫室效應 溫室效應CO2等溫室氣體的大量排放，引起全球氣候變暖，導致極地的冰雪和高山冰川融化，海平面上升等。溫室效應 溫室效 水資源短缺地球表面的70%被水覆蓋，但淡水資源僅占所有水資源的2.5%，可為人類直接利用的淡水只占所有淡水資源的1%。隨著工業污染和生活污水的排放，水資源的短缺已經成為擺放在人類面前的刻不容緩的問題。黃河斷流 水 臭氧層破壞氟利昂等物質的大量排放，引起臭氧層破壞，導致地球上的紫外線輻射增強，人類的皮膚癌和白內障患病率上升，植物的光合作用受到抑制等。 酸雨酸雨是指PH值小于的酸性降雨。酸雨對環

3、境有多方面的危害：使水域和土壤酸化，損害農作物和林木的生長，危害漁業生產；酸雨還腐蝕建筑物、工廠設備和文化古跡，同時也危害人類健康。 酸雨酸雨是 土地荒漠化土地荒漠化簡單地說就是指土地退化，也叫“沙漠化”。荒漠化的主要影響是土地生產力的下降和隨之而來的農牧業減產，相應帶來巨大的經濟損失和一系列社會惡果，如沙塵暴等。 土地荒漠化土 海洋污染各種污染物通過河流和空氣進入海洋，以及海洋運輸時的石油泄露和傾倒等造成海洋污染。 海洋污染 生物多樣性銳減由于環境污染,人們對資源不合理的開發利用,破壞了生物生存的環境,導致許多生物瀕臨滅絕。 生物多樣性銳第五章 生態工程第五章 生態工程 是指人類應用生態學和

4、系統學等學科的基本原理和方法，通過系統設計、調控和技術組裝，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，從而促進人類社會和自然環境的和諧發展。生 態 工 程 是指人類應用生態學和系統學等學科的基本原理和方 生態工程概念突破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 生態工程概念突破理論基礎生態學和系統學技術手段通過系統設計第一節 生態工程的基本原理第一節 生態工程的基本原

5、理生態工程建設的目的是： 遵循自然界物質循環的規律，充分發揮資源的生產潛力，防止環境污染，達到經濟效益和生態效益的同步發展。少消耗、多效益、可持續的工程體系。生態工程的優點：生態工程建設的目的是：少消耗、多效益、可持續的工程體系。生態（一）關注生態工程建設資料分析一98洪水（一）關注生態工程建設資料分析一98洪水資料分析一：1.導致1998年長江洪水泛濫的主要原因是什么？根本原因(1)長江上游亂砍濫伐森林，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；(2)中游圍湖造田、亂占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面積急劇減少。直接原因：1998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

6、的溫度升高、氣候異常有關。資料分析一：1.導致1998年長江洪水泛濫的主要原因是什么？以生物措施為主，結合工程措施，提高森林覆蓋率；“退耕還湖”和改革不合理耕作方式等。 在進行生態工程建設時，要考慮到怎樣解決農村的能源來源問題以及如何提高農民的經濟收入。解決長江洪水泛濫的措施：以生物措施為主，結合工程措施，提高森林覆蓋率；“退耕還湖”和2.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環境破壞為代價。2.洪災的發生反映出經濟發展模式存在什么問題？資料2： 我國是農業大國，人均土地、水等資源占有量遠低于世界平均水平。雖

7、然我國用占世界10%的耕地養活了占世界21%的人口，但由于受到西方“石油農業”模式的影響，加上人口壓力以及缺乏生態環境意識，所造成的資源破壞和農業環境污染，已經對社會的可持續發展造成很大障礙。資料2：1.你對“石油農業”是如何理解的？ “石油農業”大量使用化肥、農藥和機械的生產方式，因對石油等能源有高度的依賴性而得名。2、石油農業的優勢：高產、高效、省時、省力；提高農業生產效率和農產品產量，解決糧食需求的矛盾。3、石油農業的弊端：高投入、高成本、高污染1.你對“石油農業”是如何理解的？ “石油農業”大量使例如：珊瑚礁之所以能夠保持很高的系統生產力，土地荒漠化土地荒漠化簡單地說就是指土地退化，也

8、叫“沙漠化”。是指人類應用生態學和系統學等學科的基本原理和方法，通過系統設計、調控和技術組裝，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，從而促進人類社會和自然環境的和諧發展。單一的樟子松林被松毛蟲害死(1)長江上游亂砍濫伐森林，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；P108資料分析2問題討論雖然我國用占世界10%的耕地養活了占世界21%的人口，但由于受到西方“石油農業”模式的影響，加上人口壓力以及缺乏生態環境意識，所造成的資源破壞和農業環境污染，已經對社會的可持續發展造成很大障礙。環境承載力又稱環境容納量是指某種環境

9、所能養活的生物種群的數量。系統各組分之間要有適當的比例關系，只有這樣才能順利完成能量、物質、信息等的轉換和流通，并且實現總體功能大于各部分之和的效果，即“1+12”。主要是通過實行“循環經濟”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的生產原料，從而實現廢棄物的資源化，而實現循環經濟最重要的手段之一就是生態工程。物種越豐富，生態系統的抵抗力穩定性越高。當把它們分開時，兩者的生長都要受到損害。高產、高效、省時、省力；4.石油農業的生產模式應當怎樣改進？ 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。 實施的具體措施包括：可以根據田間作物的需要適量

10、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，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。 例如：珊瑚礁之所以能夠保持很高的系統生產力，4.石油農業的生 如何理解“污染物是放錯地方的資源”這句話？ 對環境造成危害的污染物，采用一定的措施和技術，就能夠進行回收和循環利用，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。因此說污染物是放錯了地方沒有被利用的資源。 P108資料分析2問題

11、討論 如何理解“污染物是放錯地方的資源”這句話？ 毀壞水、大氣、土壤和生物資源，消耗地球贈給我們的自然資本，并造成環境污染。傳統經濟模式： 毀壞水、大氣、土壤和生物資源，消耗地球贈給我們的自然 主要是通過實行“循環經濟”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的生產原料，從而實現廢棄物的資源化，而實現循環經濟最重要的手段之一就是生態工程。生態經濟： 主要是通過實行“循環經濟”的原則，使一個系統二、生態工程所遵循的基本原理1、物質循環再生原理 2、物種多樣性原理3、協調與平衡的原理4、整體性原理5、系統學和工程學原理二、生態工程所遵循的基本原理1、物質循環再生原理 不產生廢棄

12、物，沒有環境污染， 生態系統穩定發展。1.物質循環再生原理 理論基礎：物質循環物質能夠在各類生態系統中，進行區域小循環和全球地質大循環，循環往復，分層分級利用，從而達到取之不盡、用之不竭的效果。含義：特點：不產生廢棄物，沒有環境污染， 生態系統穩定發展。1.物質循環我國古代傳統農業的輝煌成就之一，是生態工程最早和最生動的一種模式。無廢棄物農業我國古代傳統農業的輝煌成就之一，是生態工程最早和最生動的一種2.物種多樣性原理物種越豐富，生態系統的抵抗力穩定性越高。 理論基礎：生態系統的穩定性。實質：資料分析：1.為什么樟子松林的松毛蟲會肆虐，幾十億株楊樹會毀于一旦？而珊瑚礁區卻能夠在養分稀少的深海中

13、，保持著很高的生物多樣性？2.物種多樣性原理物種越豐富，生態系統的抵抗力穩定性越高。 2、物種多樣性原理單一的樟子松林被松毛蟲害死食物鏈短而單調，缺少松毛蟲、天牛的天敵。理論基礎：生態系統的穩定性2、物種多樣性原理單一的樟子松林被松毛蟲害死食物鏈短而單調，3、協調與平衡原理理論基礎：生物與環境的協調與平衡超出環境承載力環境容納量3、協調與平衡原理理論基礎：生物與環境的協調與平衡超出環境承 西北地區年降雨量450nm，只適宜種植灌木和草的地區，卻被硬性規定種植屬于喬木的楊樹，“楊家將”因為不適應長成了“小老頭“防護林變成了殘敗的”灰色長城“ 西北地區年降雨量450nm，只適宜種植灌木和 提示：抗

14、寒、耐旱，適應性強的沙棘，耐鹽堿力較強的沙棗等植物。 P111資料分析問題討論 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？如果在該地區發展畜牧養殖業，你認為應該注意什么問題？ 提示：抗寒、耐旱，適應性強的沙棘，耐鹽堿力較強的沙 處理好生物與環境的協調與平衡，需要考慮環境承載力。環境承載力又稱環境容納量是指某種環境所能養活的生物種群的數量。 處理好生物與環境的協調與平衡，需要考慮環境承載力。環例如，在我國，人多地少，應該大力發展生態農業。雖然我國用占世界10%的耕地養活了占世界21%的人口，但由于受到西方“石油農業”模式的影響，加上人口壓力以及缺乏生態環

15、境意識，所造成的資源破壞和農業環境污染，已經對社會的可持續發展造成很大障礙。物質能夠在各類生態系統中，進行區域小循環和全球地質大循環，循環往復，分層分級利用，從而達到取之不盡、用之不竭的效果。通過系統設計、調控和技術組裝荒漠化的主要影響是土地生產力的下降和隨之而來的農牧業減產，相應帶來巨大的經濟損失和一系列社會惡果，如沙塵暴等。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：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：促進人類社會和自然環境的和諧發展環境承載力又稱環境容納量是指某種環境所能養活的生物種群的數量。1、物質循環再生原理P108資料分析2問題討論從協調與平

16、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？如果在該地區發展畜牧養殖業，你認為應該注意什么問題？系統各組分之間要在適當的比例關系，只有這樣才能順利完成能量、物質、信息等的轉換和流通，并且實現總體功能大于各部分之和的效果，即“1+12”。洪災的發生反映出經濟發展模式存在什么問題？“退耕還湖”和改革不合理耕作方式等。洪災的發生反映出經濟發展模式存在什么問題？例如，在我國，人多地少，應該大力發展生態農業。5、系統學和工程學原理系統的結構決定功能原理 生態工程需要考慮系統內部不同組分之間的結構，通過改變和優化結構，達到改善系統功能的目的。系統整體性原理 系統各組分之間要有適當的比例關系，只有這樣才能順利完成能量、物質、信息等的轉換和流通，并且實現總體功能大于各部分之和的效果，即“1+12”。5、系統學和工程學原理系統的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，分析三種計算機網絡結構示意圖：工作的可靠性哪個高？系統結構決定功能原理 若把系統的結構比作計算機系統結構決定功能原理系統結構決定功能原理5、系統學和工程學原理系統結構決定功能原理高效生態系統5、系統學和工程學原理系統結構決定功能原理高效生態系統 系統各組分