第一节生态工程及其原理课演示文稿

第一节生态工程及其原理课演示文稿当前第1页\共有57页\编于星期六\14点优选第一节生态工程及其原理课当前第2页\共有57页\编于星期六\14点水资源危机当前第3页\共有57页\编于星期六\14点当前第4页\共有57页\编于星期六\14点砍伐树木，破坏生态系统，导致森林减少，水土流失。毁林开荒泥石流泥石流森林破坏当前第5页\共有57页\编于星期六\14点土地资源丧失当前第6页\共有57页\编于星期六\14点沙尘暴当前第7页\共有57页\编于星期六\14点能源危机当前第8页\共有57页\编于星期六\14点环境污染当前第9页\共有57页\编于星期六\14点当前第10页\共有57页\编于星期六\14点为减缓和防止自然生态系统的退化，人们希望通过生态工程建设，寻求解决环境危机的对策，修复或重建受损的生态系统！！当前第11页\共有57页\编于星期六\14点当前第12页\共有57页\编于星期六\14点当前第13页\共有57页\编于星期六\14点一、生态工程的概念

生态工程是指应用生态系统中物种共生与物质循环再生原理、结构与功能相协调原则，结合系统分析的最优化方法而设计的促进物质被分层多级利用的生产工艺系统。根本目标：在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、经济效益、社会效益的同步发展。当前第14页\共有57页\编于星期六\14点资料分析资料1：1998年夏季，长江流域经历了百年不遇的特大洪灾。加上其他地区水灾，1998年全国受灾人数上亿，近500万所房屋倒塌，2000多万公顷的土地被淹，直接经济损失达1600多亿元人民币。当前第15页\共有57页\编于星期六\14点当前第16页\共有57页\编于星期六\14点讨论:1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？根本原因：长江上游乱砍滥伐森林，水源涵养和水土保持功能急剧降低，造成大量泥沙淤积河道；中游围湖造田、乱占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减少。直接原因：1998年度的罕见降雨。但这也与全球温室气体排放量增加而导致的温度升高、气候异常有关。2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？传统的经济发展模式不注重生态环境的保护，没有考虑生态成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。当前第17页\共有57页\编于星期六\14点思考与探究：桑基鱼塘分布在我国长江三角洲、珠江三角洲一带的水乡，是一种典型的水陆物质和能量交换型生态工程。试分析桑基鱼塘的物质和能量流动途径。

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，随着食物链的延伸逐级递减。当前第18页\共有57页\编于星期六\14点

桑基鱼塘是将低洼地挖深变成水塘，挖出的泥堆放在水塘的四周为地基，基上种桑，塘中养鱼，桑叶用来喂蚕，蚕砂（屎）用以饲鱼，而鱼塘中的塘泥又取上来作桑树的肥料。通过这样的循环利用，取得了“两利俱全，十倍禾稼”的经济效益，这便是桑基鱼塘。当前第19页\共有57页\编于星期六\14点当前第20页\共有57页\编于星期六\14点内容：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。1.物质循环再生原理二、生态工程所遵循的基本原理意义：可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响。当前第21页\共有57页\编于星期六\14点无废弃物农业二、生态工程所遵循的基本原理饲料与垫料人类食品作物残留人类食品人粪尿N、P、K等当前第22页\共有57页\编于星期六\14点是我国古代传统农业的辉煌成就之一，也是生态工程最早和最生动的一种模式。无废弃物农业1、种植能够固氮的豆科作物2、堆肥和沤肥,改善土壤结构4、实现了土壤养分如氮、磷、钾及微量元素的循环利用堆肥的堆制要为微生物创造好氧分解的条件，发酵温度较高。沤肥多在水下沤制，以厌氧分解为主，发酵温度低。3、培育了土壤微生物当前第23页\共有57页\编于星期六\14点2.物种共生原理二、生态工程所遵循的基本原理自然界中任何一种生物都不能离开其他生物而单独生存和繁衍，这种关系是自然界中生物之间长期进化的结果，包括互利共生、竞争等多种关系。当前第24页\共有57页\编于星期六\14点3.生态位原理二、生态工程所遵循的基本原理在生态工程中，合理利用生态位原理，可以构建一个具有多层次、多种群的稳定而高效的生态系统。当前第25页\共有57页\编于星期六\14点内容：一般而言，物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。4.物种多样性原理二、生态工程所遵循的基本原理热带雨林—动植物种类繁多当前第26页\共有57页\编于星期六\14点遇虫害而死的樟子松结构单一的人工松林容易遭遇虫害当前第27页\共有57页\编于星期六\14点当前第28页\共有57页\编于星期六\14点↗5、食物链原理二、生态工程所遵循的基本原理自然界中复杂的食物关系对生态系统的稳态具有重要的作用，是实现生态系统中物质循环、能量流动、信息传递的基础，也是物种共生原理的基础。当前第29页\共有57页\编于星期六\14点牧草→蝗虫→食虫鸟→狐狸↓田鼠→蛇→老鹰生态系统A生态系统B牧草→蝗虫→食虫鸟→狐狸青虫→麻雀→老鹰↗↗↘5、食物链原理二、生态工程所遵循的基本原理↗田鼠蛇当前第30页\共有57页\编于星期六\14点6、协调与平衡原理

理论基础：生物与环境的协调与平衡二、生态工程所遵循的基本原理水葫芦泛滥对生态系统造成影响意义：生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏必须考虑环境承载力（环境容纳量），以及生物与环境的适应当前第31页\共有57页\编于星期六\14点西北地区年降雨量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“灰色长城”。当前第32页\共有57页\编于星期六\14点从协调与平衡原理出发，想一想，如果在我国西北地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？思考讨论：西北畜牧养殖应该注意牲畜数量不能超过草地的承载量。针对公共草地的过度放牧问题，应该实行草地承包，调动个人的管理积极性，减少过度放牧现象；另外，可以在有条件的地方，人工种植牧草，增加牧草产量。当前第33页\共有57页\编于星期六\14点

抗寒、耐旱，适应性强的沙棘，耐盐碱力较强的沙枣等植物。

畜牧养殖应该注意：牲畜量不超过草地承载量从协调与平衡原理出发，想一想，在我国西北地区进行防护林建设时，应选择哪些特征的树种？如果在该地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？当前第34页\共有57页\编于星期六\14点7、整体性原理内容：整体指社会-经济-自然复合成的巨大系统二、生态工程所遵循的原理当前第35页\共有57页\编于星期六\14点8、系统学和工程学原理（1）系统的结构决定功能原理二、生态工程所遵循的基本原理理论基础：分布式优于集中式和环式当前第36页\共有57页\编于星期六\14点意义：改变和优化系统结构以改善功能实例：桑基鱼塘当前第37页\共有57页\编于星期六\14点（2）系统整体性原理二、生态工程所遵循的基本原理8、系统学和工程学原理理论基础：系统整体功能大于部分之和(1+1>2)当前第38页\共有57页\编于星期六\14点8、系统学和工程学原理（2）系统整体性原理你能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗?

系统各组分之间要有适当的比例关系，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“1+1>2”。珊瑚礁“白化”豆科作物和固氮菌的共生

当前第39页\共有57页\编于星期六\14点40当前第40页\共有57页\编于星期六\14点41当前第41页\共有57页\编于星期六\14点项目理论基础意义实例物质循环再生原理物质循环可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响无废弃物农业物种多样性原理生态系统的稳定性生物多样性程度高，可提高系统的抵抗力稳定性“三北”防护林建设中的单纯林问题，珊瑚礁生态系统的生物多样性问题协调与平衡原理生物与环境的协调与平衡生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏太湖富营养化问题当前第42页\共有57页\编于星期六\14点项目理论基础意义实例整体性原理社会、经济、自然复合系统统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题系统学和工程学原理系统的结构决定功能原理：分布式优于集中式和环式改变和优化系统的结构以改善功能桑基鱼塘系统整体性原理：整体大于部分保持很高的系统生产力珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系当前第43页\共有57页\编于星期六\14点1.依据：______和______的基本原理。2.方法：(1)通过“相接”的方法建立新的_________网络，促进物质的良性循环；(2)通过“加环”的方法在_________中增加一些环节,充分利用尚未利用的______,发挥生产潜力，提高生态效益和经济效益。生态学工程学互利共生食物链(网)物质和能量三、生态工程的设计当前第44页\共有57页\编于星期六\14点生态工程设计中“相接”示意图当前第45页\共有57页\编于星期六\14点人食用菌蛆蛹家畜农作物玉米木糖醇玉米芯残余物残余物饲料粪便生态工程中食物链的一种“加环”示意图促进物质循环再生典型实例——加环意义：可避免环境污染及其对系统稳定性和发展的影响

当前第46页\共有57页\编于星期六\14点3.实例：生物氧化塘生物氧化塘是利用___________等生物之间的_____作用处理污水的一种典型生态系统。藻类和细菌协同三、生态工程的设计当前第47页\共有57页\编于星期六\14点☆.在氧化塘中，藻类光合作用产生的氧气和空气中的氧气，有利于好氧菌降解废水中的有机物；兼性菌和厌氧菌则通过好氧或厌氧反应，分解废水中的有机物。☆.多功能生物氧化塘不仅具有污水净化的作用，还可使污水资源化。当前第48页\共有57页\编于星期六\14点当前第49页\共有57页\编于星期六\14点①氧化塘法：一个连续处理废水的生物循环过程，________________具有净化污水、污水资源化。②工艺流程：多功能生物氧化塘当前第50页\共有57页\编于星期六\14点巩固练习：1．无废料生产体系是指（）

A．废料一产品

B．原料一产品一废料一产品

C．原料一产品一原料一产品

D．原料一产品一废料2．某些地区出现“前面造林，后面砍林”的现象，是因为发展中哪一原理失调造成的

A．协调与平衡原理B．整体性原理C．系统结构决定功能原理

D．系统整体性原理CB当前第51页\共有57页\编于星期六\14点3．生物数量超过了环境的承载力后，就会破坏生态工程的哪一原理（）

A．整体性原理B．系统性原理

C．协调与平衡原理D．工程学原理C4．珊瑚虫与藻类共生，提高了珊瑚礁生态系统的生产力，其原理是（）

A．系统结构决定功能原理

B．整体性原理

C．系统整体性原理

D．协调与平衡原理C当前第52页\共有57页\编于星期六\14点5．下列结构示意图能体现系统学和工程学原理的是（）D当前第53页\共有57页\编于星期六\14点7．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．物种多样性原理

D．系统整理性原理6．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ＣＢ当前第54页\共有57页\编于星期六\14点8．城市生活