生态工程的基本原理

5.1生态工程的基本原理当人类第一次离开地球，在太空遥望自己的家乡时，人们这才惊讶地发现，在目前已知的宇宙星体中，唯有我们人类的家园——地球，才是一颗蔚蓝色的星球。地球，孕育了人类的生命！20世纪末世界人口突破了60亿，随着现代农业生产的发展，人类活动遍布地球的每个角落，地球上已经难以找到一个没有受到人类影响的地方，原始的生态系统几乎丧失，全球生态环境危机不断激化。一、全球气候变化当前全球性生态环境问题凸显二、水资源短缺三、臭氧层破坏四、酸雨五、土地荒漠化六、海洋污染七、生物多样性锐减知识链接厄尔尼诺现象厄尔尼诺现象是太平洋赤道带大范围内海洋和大气相互作用后失去平衡而产生的一种气候现象。当这种现象发生时，海水水位上涨，水温升高，导致太平洋沿岸地区出现干旱及洪涝等自然灾害，甚至造成全球气候反常。

温室效应

CO2等温室气体的大量排放，引起全球气候变暖，导致极地的冰雪和高山冰川融化，海平面上升等。

水资源短缺

地球表面的70%被水覆盖，但淡水资源仅占所有水资源的2.5%，可为人类直接利用的淡水只占所有淡水资源的1%。随着工业污染和生活污水的排放，水资源的短缺已经成为摆放在人类面前的刻不容缓的问题。

黄河断流

臭氧层破坏

氟利昂等物质的大量排放，引起臭氧层破坏，导致地球上的紫外线辐射增强，人类的皮肤癌和白内障患病率上升，植物的光合作用受到抑制等。

酸雨

酸雨是指PH值小于5.6的酸性降雨。酸雨对环境有多方面的危害：使水域和土壤酸化，损害农作物和林木的生长，危害渔业生产；酸雨还腐蚀建筑物、工厂设备和文化古迹，同时也危害人类健康。

土地荒漠化

土地荒漠化简单地说就是指土地退化，也叫“沙漠化”。荒漠化的主要影响是土地生产力的下降和随之而来的农牧业减产，相应带来巨大的经济损失和一系列社会恶果，如沙尘暴等。

海洋污染染各种污染染物通过过河流和和空气进进入海洋洋，以及及海洋运运输时的的石油泄泄露和倾倾倒等造造成海洋洋污染。。生物多样样性锐减减由于环境境污染,人们对资资源不合合理的开开发利用用,破坏了生生物生存存的环境境,导致许多多生物濒濒临灭绝绝。地球母亲亲需要我我们的细细心呵护护！生态工程程是指人类类应用生态学和系统学等学科的的基本原原理和方方法，通通过系统设计计、调控控和技术术组装，对已被被破坏的的生态环环境进行行修复、、重建，，对造成成环境污污染和破破坏的传传统生产产方式进进行改善善，并提提高生态态系统的的生产力力，从而而促进人类社会会和自然然环境的和谐发发展。生态工程程概念突突破理论基础础生态学和和系统学学技术手段段通过系统统设计、、调控和和技术组组装操作过程程对已被破破坏的生生态环境境进行修复复、重建，，对造成成环境污污染和破破坏的传传统生产产方式进行改善善，并提高生态系统统的生产产力最终目的的促进人类类社会和和自然环环境的和和谐发展展【学习目目标】1.说出出生态工工程的概概念及原原理，能能够举例例说出各各原理的的内容，，并分析析生态环环境问题题及解决决对策；；2.尝试试运用生生态工程程原理；；3.关注注生态工工程的建建设。难点预测测：生态态工程的的系统学学和工程程学原理理【通读教材材】（5min）阅读教材材，并记记忆生态态工程的的基本原原理。资料分析析资料1：：1998年夏季季，长江江流域经经历了自自1954年以以来的最最大洪灾灾。加上上其他地地区水灾灾，1998年年全国受受灾人数数上亿，，近500万所所房屋倒倒塌，2000多万公公顷的土土地被淹淹，直接接经济损损失达1600多亿元元人民币币。讨论:1.导致致1998年长长江洪水水泛滥的的主要原原因是什什么？根本原因因：长江上上游乱砍砍滥伐森森林，水水源涵养养和水土土保持功功能急剧剧降低，，造成大大量泥沙沙淤积河河道；中中游围湖湖造田、、乱占河河道，造造成具有有蓄洪作作用的湖湖泊面积积急剧减减少。直接原因因：1998年度度的罕见见降雨。。但这也也与全球球温室气气体排放放量增加加而导致致的温度度升高、、气候异异常有关关。2.洪灾灾的发生生反映出出经济发发展模式式存在什什么问题题？传统的经经济发展展模式不注重生生态环境境的保护护，没有考考虑生态态成本，，经济的的发展以以巨大的的生态环环境破坏坏为代价价。传统经济济模式：：毁坏水、大气气、土壤壤和生物物资源，消耗地地球赠给给我们的的自然资本本，并造成成环境污污染。生态经济济：主要是通通过实行行“循环经经济”的原则，，使一个个系统产产出的污污染物，，能够成成为本系系统或者者另一个个系统的的生产原原料，从从而实现现废弃物物的资源化，而实现现循环经经济最重重要的手手段之一一就是生态工程程。为了可持持续发展展，走生生态经济济之路。。生态工程程是人类类学习自自然生态态系统““智慧””的结晶晶，是生生态学、、工程学学、系统统学、经经济学等等学科交交叉而产产生的新新兴学科科。生态工程主主要由生物物种群、生生物群落和和生态系统统构成。生生态工程的的构建和运运行主要依依据是生态学的基本原理理。生态工程所所遵循的基基本原理1、物质循环环再生原理理2、物种多样样性原理3、协调与平平衡的原理理4、整体性原原理5、系统学和和工程学原原理生态工程所所遵循的基基本原理1、物质循循环再生原原理地球以有限限的空间和和资源，长长久维持着着众多生物物的生存、、繁衍和发发展，奥秘秘就在于物质能够在在各类生态态系统中，进行区域小小循环和全全球地质大大循环，循环往复，分层分级利利用，从而达到到取之不尽尽，用之不不竭的效果果。理论基础:物质循环环物质循环再再生原理无废弃物农农业----通过积积极种植能能够固氮的的豆科作物物，以及收收集一切可可能的有机机物质，包包括人畜粪粪便、枯枝枝落叶、残残羹剩饭、、河泥、炕炕土、老墙墙土以及农农产品加工工过程中的的废弃物等等，采用堆肥和沤沤肥等多种种方式，把把它们转变变为有机肥肥料，施用用到农田中中，改善了了土壤结构构；培育了了土壤微生生物；实现现了土壤养养分如氮、、磷、钾及及微量元素素的循环利利用。2、物种多多样性原理理单一的樟子子松林被松松毛虫害死死食物链短而而单调，缺缺少松毛虫虫、天牛的的天敌。理论基础：：生态系统统的稳定性性生物多样性性很高的珊珊瑚礁维持持的很好3、协调与与平衡原理理由于周边城城市、工业业和农田的的排水中氮氮、磷的浓浓度较高，，使太湖水水体中的水水葫芦和藻藻类疯长理论基础：：生物与环环境的协调调与平衡西北地区年年降雨量450nm，只适宜宜种植灌木木和草的地地区，却被被硬性规定定种植属于于乔木的杨杨树，“杨杨家将”因因为不适应应长成了““小老头““防护林变变成了残败败的”灰色色长城“提示：抗寒、耐旱旱，适应性性强的沙棘棘，耐盐碱碱力较强的的沙枣等植植物。P111资资料分析问问题讨论从协调与平平衡原理出出发，想一一想，在我我国西北地地区进行防防护林建设设时，应选选择哪些特特征的树种种？如果在在该地区发发展畜牧养养殖业，你你认为应该该注意什么么问题？提示：西北畜牧养养殖应该注注意牲畜数量不不能超过草草地的承载载量。针对公共共草地的过过度放牧问问题，应该该实行草地承包，，调动个人人的管理积积极性，减减少过度放放牧现象；另外外，可以在在有条件的的地方，人工种植牧牧草，增加加牧草产量量。处理好生物物与环境的的协调与平平衡，需要要考虑环境承载力力。环境承载力力又称环境境容纳量是指某种环环境所能养养活的生物物种群的数数量。4、整体性性原理进行生态工工程建设时时，不但要要考虑到自然生态系系统的规律，更更重要的是是，要考虑虑到经济和社会等系统的影响响力。人类处在一一个社会、、经济、自自然复合而而成的系统统中。例：林业工工程建设中中的问题理论基础：：社会、经经济、自然然复合系统统5、系统学学和工程学学原理⑴系统的结构构决定功能能原理生态工程需需要考虑系系统内部不不同组分之之间的结构构，通过改变和和优化结构构，达到改善系系统功能的目的。⑵系统整体性性原理系统各组分分之间要在在适当的比比例关系，，只有这样样才能顺利利完成能量量、物质、、信息等的的转换和流流通，并且且实现总体体功能大于于各部分之之和的效果果，即“1+1>2”。理论