高中生物選修課題生態系統的基本原理第1頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四生態工程的基本原理a.物質循環再生原理b.物種多樣性原理c.協調與平衡原理d.整體性原理e.系統學與工程學原理

第2頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四a.物質循環再生原理—理論基礎：物質循環

地球以有限的空間和資源，長久維持著眾多生物的生存、繁衍和發展，奧秘就在于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。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模式，通過積極種植能夠固氮的豆科作物，以及收集一切可能的有機物質，包括人畜糞便、枯枝落葉、殘羹剩飯、河泥、炕土、老墻土以及農產品加工過程中的廢棄物等，采用堆肥和漚肥等多種方式，把它們轉變為有機肥料，施用到農田中，改善了土壤結構；培育了土壤微生物；實現了土壤養分如氮、磷、鉀及微量元素的循環利用。

第3頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四太陽能太陽能飼料輸入系統（輸出）桑基蠶?！~生態系統魚塘浮游植物節肢動物魚魚（輸出）廢物底泥遺散蠶沙（輸出）（輸出）青貯脫落補償（輸出）沼氣（輸出）分解物桑基魚塘典型無廢棄物農業第4頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四b.物種多樣性原理理論基礎：生態系統的穩定型珊瑚礁區的生物多樣性高，食物鏈復雜，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很少流出系統外。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。生物多樣性的破壞有人為因素，而且往往作用巨大第5頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四楊樹是我國闊葉樹林主要造林樹種，近些年來楊樹速生豐產林大面積營造，防護林體系的建設也是以楊樹為主，楊樹蛀干害蟲危害嚴重，特別是天牛的危害已經嚴重楊樹造林的發展······三北地區天牛的面積達到了250萬畝······近二十年我國大部分地區天牛危害嚴重······我國每年因天牛造成的經濟損失約20億人民幣。危害嚴重的成因1.樹種或品種單一······

——摘自《內蒙古林業調查設計·楊樹天牛的發生與治理·馬洪武&張洪亮》純楊樹林的生物多樣性低，食物鏈短而單調，缺少天牛的天敵，而成片單一的林木又為其提供了豐富的食物來源，因而會導致了樹林的毀壞。天牛里面有蟲子第6頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四c.協調與平衡原理理論基礎：生物與環境的協調平衡由于周邊城市、工業和農田的排水中氮、磷的濃度較高，使太湖水體中的水葫蘆和藻類瘋長不平衡第7頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四西北地區年降雨量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不適應第8頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四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？第9頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四抗寒、耐旱，適應性強的沙棘，耐鹽堿力較強的沙棗等植物。

西北畜牧養殖應該注意牲畜數量不能超過草地的承載量。針對公共草地的過度放牧問題，應該實行草地承包，調動個人的管理積極性，減少過度放牧現象；另外，可以在有條件的地方，人工種植牧草，增加牧草產量。答：第10頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四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。第11頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四d.整體性原理理論基礎：社會、經濟、自然復合系統人類處在一個社會、經濟、自然復合而成的系統中。進行生態工程建設時，不但要考慮到自然生態系統的規律，更重要的是，要考慮到經濟和社會等系統的影響力。另外，社會習慣、法律制度等也都對生態工程建設有著重要影響。只有應用整體性原理,才能統一協調當前與長遠、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。第12頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四生產成本消費效益經濟系統植物動物微生物非生物因素自然系統政策科學文化管理社會系統自然—社會—經濟復合系統第13頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四e.系統學和工程學原理⑴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。⑵系統整體性原理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+1>2”。理論基礎：分布式優于集中式和環式理論基礎：整體功能大于部分之和第14頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四⑴系統的結構決定功能原理第15頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四⑵系統整體性原理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—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珊瑚礁逐漸“白化”，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