选修3-51生态工程的基本原理

1、生态工程 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。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1、生态工程建设的目的： 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。 2、生态工程建设的

2、特点： 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。 “石油农业” 指大量使用化肥、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。一、关注生态工程建设石油农业对石油等能源有高度的依赖性，它把农业生产变成了简单的机械过程和化学过程。由于其投入高，产出也高，但它所产生的废弃物和有害物质的数量也庞大，大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力,并造成了农产品污染和环境污染等问题。3、生态经济 主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物，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。v 实现手段：生态工程。为了可持续发展，走生态经济之路

3、。生态工程的构建和运行主要依据是生态学的基本原理。v 二、生态工程所遵循的基本原理和具体实例1、物质循环再生原理2、物种多样性原理3、协调与平衡原理4、整体性原理5、系统学和工程学原理1、物质循环再生原理 地球以有限的空间和资源，长久维持着众多生物的生存、繁衍和发展，奥秘就在于物质能够在各类生态系统中，进行区域小循环和全球地质大循环，循环往复，分层分级利用，从而达到取之不尽，用之不竭的效果。理论基础：物质循环v 实例：无废弃农业无废弃物农业我国古代传统农业的辉煌成就之一，是生态工程最早和最生动的一种模式。2、物种多样性原理理论基础：生态系统的稳定性 一般而言，物种繁多而复杂的生态系统具有较高的

4、抵抗力稳定性。 在有限的资源条件下，产生或容纳更多的生物量，提高系统生产力。实例： 反面：单一种植樟子松林； 正面：由珊瑚虫和某些藻类共生组成的珊瑚礁区。单一的樟子松林被松毛虫害死生物多样性很高的珊瑚礁维持的很好3、协调与平衡原理理论基础：生物与环境的协调与平衡 环境承载力又称环境容纳量是指某种环境所能养活的生物种群的数量。 如果生物的数量超过了环境承载力的限度，就引起系统的失衡和破坏。v 实例：太湖富营养化问题、过度放牧等太湖富营养化问题过度放牧 西北地区年降雨量450nm，只适宜种植灌木和草的地区，却被硬性规定种植属于乔木的杨树，“杨家将”因为不适应长成了“小老头“防护林变成了残败的”灰色

5、长城“4、整体性原理 进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，更重要的是，要考虑到经济和社会等系统的影响力。 理论基础：社会、经济、自然复合系统v 实例：林业工程建设中的问题 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、烧柴及收入等。.新。.系统学，工程学林业工程建设中的问题5、系统学和工程学原理理论基础：分布式优于集中式和环式系统的结构决定功能原理通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。v 实例：桑基鱼塘教材P113思考与探究，思考讨论：提示：桑基鱼塘系统中物质和能量的流动是相互联系的，能量的流动包含在物质的循环利用过程中，随着食

6、物链的延伸逐级递减。能量的多级利用和物质的循环利用：桑叶用于喂蚕，蚕可以生产蚕丝；桑树的凋落物和蚕沙（粪）落到鱼塘中，作为鱼的饲料，经过鱼塘内的食物链过程，可以促进鱼的生长；甘蔗可以榨糖，糖渣用来喂猪，猪的排泄物也进入鱼塘；鱼的排泄物及其他未被利用的有机物和底泥经过微生物的分解，又可以作为桑和甘蔗的有机肥料。桑基鱼塘巧妙地利用了很难利用的大片低湿地，发展了多种经营，为农民创造了多种收入的门路，完全符合“无废弃农业”的要求。系统整体性原理 理论基础：整体功能大于部分之和系统各组分之间要在适当的比例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分之和的效果，即“

7、1+12”。v 实例：珊瑚礁、藻类和珊瑚虫的关系 豆科作物与固氮菌的关系系统整体性原理例如：珊瑚礁之所以能够保持很高的系统生产力，得益于珊瑚虫和藻类组成的高效的植物动物营养循环。通常情况下，失去了共生藻类的珊瑚虫会因为死亡而导致珊瑚礁逐渐“白化”，失去其鲜艳的色彩，那里的生物多样性也将锐减，从而造成系统的崩溃。课本旁栏思考：固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。 豆科作物和固氮菌的共生总结：生态工程所遵循的基本原理和具体实例1、物质循环再生原理2、物种多样性原理3、协调与平衡原理4、整

8、体性原理5、系统学和工程学原理系统的结构决定功能原理系统整体性原理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

9、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BC课堂练习3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D课堂练习6.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