生态工程基本原理

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1、专题5 生态工程,干裂的土地，赤红的荒山，意味着不断恶化的 ，幼苗的上方是蔚蓝的地球。地球似乎化作一滴甘露，滋润着幼苗和大地；幼苗又可寓意为 工程，虽然柔弱，却顽强地支撑着地球；地球和幼苗组合和谐，象征着希望。,生态环境,生态,生态工程的概念,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和谐发展。,生态工程建设的目的,遵循自然界物质循环的规律，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同步发展。,少消耗、多效益、少污染、可

2、持续。,生态工程的特点,5.1生态工程的基本原理,1、物质循环再生原理,理论基础：物质循环,实例：无废弃物农业,含义：物质在各类生态系统中，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，而达到取之不尽、用之不竭的效果。,一、生态工程所遵循的基本原理,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,优点：改善了 培育了 实现了,生态工程所遵循的基本原理,遇虫害而死的樟子松,资料分析1：,为什么樟子松林的松毛虫会肆虐，几十亿株杨树会毁于一旦？,纯樟子松林、杨树林的生物多样性低，食物链短而单调，缺少松毛虫、天牛的天敌，而成片单一的林木又为其提供了丰富的

3、食物来源，因而会导致了树林的毁坏。,生态工程所遵循的基本原理,珊瑚礁区的生物多样性高，食物链复杂，不同的生物占据了不同的时间位、空间位和资源位，因而充分利用了珊瑚礁生态系统的环境。例如，氮、磷等养分就能够在该区生物体间充分地循环利用而很少流出系统外。,资料分析2：,为什么珊瑚礁区能够在养分稀少的深海中，保持着很高的生物多样性？,生态工程所遵循的基本原理,2、物种多样性原理,理论基础：生态系统（抵抗力）稳定性,实例：三北防护林建设中单纯林的问题 珊瑚礁区生态系统的多样性,生态工程所遵循的基本原理,资料分析讨论：,水葫芦泛滥对生态系统造成影响,3、协调与平衡原理,-需要考虑环境承载力（环境容纳量）

4、，以及生物与环境的适应。,理论基础：生物与环境的协调与平衡,实例：太湖的富营养化 ，西北一些地区的防护林建设问题,近处为衰败的杨树，远处为繁茂的当地树种,4、整体性原理,理论基础：社会-经济-自然复合系统（整体）,实例：林业建设中遇到的自然系统、经济和社会系统的关系问题,5、系统学和工程学原理,（1）系统的结构决定功能原理,实例：桑基鱼塘模式 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。,桑基鱼塘模式,理论基础：优化系统结构，改善系统功能,（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

5、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+12”。,珊瑚礁“白化”,理论基础：整体功能大于部分之和,实例：珊瑚礁区藻类和珊瑚虫的关系,系统整体性原理,豆科作物和固氮菌的共生。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。,小结：生态工程的基本原理,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,系统学和工程学原理,（1）系统的结构决定功能原理,（2）系统整体性原理,下图是某地农村生态工程示意图。 16,(1)该生态工程(图A)的建设遵循了

6、哪些基本原理？ 生态工程具有 等特点。 (2)当地人希望进一步提高该系统的经济效益和生态效益。专家经过考察后，建议他们增加一个奶牛养殖项目。村民接受了专家的建议，并对原有的生产项目作了一些调整。他们需要调整的项目主要是_。,物质循环再生原理、整体性原理、协调与平衡原理、系统的结构决定功能原理(任答两项),少消耗、多效益、可持续,种植的农作物种类和数量,(3)该村从本省某良种场 购买了一批良种奶牛，这批奶牛是良种场利用从国外引进的良种奶牛繁育而成的。上图B是奶牛繁育的技术流程图。 图中是指对母牛进行_处理，目的是_。 是_，是_ ，是_。,同期发情,使供体和受体动物的生理状况相同,超数排卵,胚胎

7、收集（冲卵）,胚胎移植,2.我国北方的一些地区，每年都会发生不同规模的蝗虫灾害，严重之时，当地的农作物、牧草全都被毁坏，当地政府和农牧民通常采用喷洒农药的方法来杀灭蝗虫，2000年夏季发生虫害时，北方某地却邀请来一批养鸭户，把几十万只鸭放养在虫害严重的草原与农田上，获得了很好的效果。请以上述实例分析回答下列问题： （1)从生态系统的成分上分析，在上述简便的食物链中，鸭子属于第_营养级，属于_消费者。蝗虫与放养在当地草原上的牛、羊之间的关系属于_关系。 (2）从生态系统的能量流动的角度上看，临时把鸭子放到草上的措施，干预了草原与农田生态系统的能量流动方向，目的是使能量流向_。 (3）利用农药灭虫

8、，尽管逐年增加使用农药的浓度，但并没有将蝗虫灭尽，原因之一是通过生存斗争，蝗虫的抗药性_，这是长期_的结果。 (4）利用鸭子消灭蝗虫，除了经济上的良好效益外，还有_、_等优点。,三,次级,竞争,对人类有益的部分,增强,自然选择,不污染环境，保护其他生物,3.如图所示为农民采用的笼养蝇蛆法而形成的食物网。(说明：鸡粪中含有较多的营养物质未被消化，因此，可添加其他饲料养猪，从生态系统的角度来看，这是一个理想的生态系统)请据图回答有关问题。,（1）构成此生态系统，不可缺少的生物成分是 。各种生物所利用的能量最终来源于 。蝇在该生态系统属于 。 (2)人们为了使农作物高产，常喷洒农药来消灭农田害虫，结果害虫的抗药性反而有所增强，其原因是 (3)通过微生物的作用，猪粪等中的氨可形成硝酸盐被农作物所利用，这类微生物的新陈代谢类型是 （4）该生态工程中的能量能够更多地被人类利用，原因是 。该系统设计是要遵循的生态学原理是 （写出两种）,生产者（农作物）,太阳能,分解者,农药对害虫抗药性变异选择的结果,自养需氧型,实现了物质和能量的多级利用,整体性原理 系统整体性原理,