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1、专题5 生态工程,5.1 生态工程的基本原理,点此播放教学视频,人类应用生态学和系统学的基本原理和方法，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。,生态工程的概念,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。,点此播放教学视频,阅读 科技探索之路 生态工程的兴起,思考：从以往的历
2、史看，经济发展和环境污染有什么关系？他们之间的矛盾是否就是不可调和的呢？,“可持续发展”的内涵: (Sustainable Development) 经济发展不仅要满足当代人的需要,还要不危害后代人发展能力，即经济和环境协调发展。,点此播放教学视频,一、九八洪水,点此播放教学视频,一、九八洪水,点此播放教学视频,一、九八洪水,点此播放教学视频,点此播放教学视频,1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？,2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？,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
3、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。 解决长江洪水泛滥的措施有：我国政府提出的“积极营造长江中上游水源涵养林和水土保持林”计划，即以生物措施为主，结合工程措施，提高森林覆盖率；“退耕还湖”和改革不合理耕作方式等。 在进行生态工程建设时，要考虑到怎样解决农村（尤其是湖区或山区的迁出人员）的能源来源问题以及如何提高农民的经济收入。,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。,点此播放教学视频,资料分析二：,点此播放教学视频,点此播放教学视频,1.你对“石油农业”是如何理解的？
4、,资料分析二：,石油农业：是指大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。由于需要大量的石油、煤、天然气等作为原料或动力而得名。,2.石油农业的生产模式应当怎样改进？,“石油农业”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。它把农业生产这一复杂的生物过程，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，对粮食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用，但同时它所产生的废弃物和有害物质的数量也很庞大，大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力，并造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题。,在不同的国家有不同的改进措施。例如，在我国，人多地少，应该大力发展生态农业。
5、实施的具体措施包括：可以根据田间作物的需要适量施用高效、低毒、低残留的农药，多施有机肥，提高作物对水、肥等资源的利用效率，对作物秸秆和畜禽粪便进行再利用，实现物质的多级利用，等等。一方面要不断提高土地的产出水平；另一方面要减少农业活动对环境的污染，促进社会的可持续发展。,点此播放教学视频,3. 你能举出一些农业生产活动对人体健康以及环境造成危害的实例吗？,除日常生活中能够发现的实例外，农业活动对环境和人类健康造成危害的实例中，世界上影响较大的有蓝婴病。1973年，美国内布拉斯加州首次出现幼儿高铁血红蛋白症（蓝婴病）。其原因是饮用水中硝酸盐含量超过10 mg/L，这时过多的硝酸盐会与红细胞中的血
6、色素结合，形成高铁血红蛋白。高铁血红蛋白不能为细胞和组织运输足够的氧。患儿的临床症状是在口、手或脚等部位出现时断时续的蓝色或淡紫色，呼吸困难、腹泻、呕吐、抽搐，严重的会失去知觉，甚至死亡。硝酸盐来源于点源污染，如下水道、畜禽养殖场等，或非点源污染，如对农田、公园、草地等的施肥。,4.如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？,对环境造成危害的污染物，采用一定的措施和技术，就能够进行回收和循环利用，这样不但能够减少环境污染，而且提高了资源的利用效率，减少了资源的浪费。例如，对废污水中的重金属或氮、磷等养分就可以进行回收再利用。因此说污染物是放错了地方没有被利用的资源。,点此播放教学视频,关于生态
7、经济：,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，而实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程。,点此播放教学视频,（二）生态工程所遵循的基本原理,1、物质循环再生原理,没有物质循环的系统，就会产生废弃物，造成环境污染，并最终影响到系统的稳定和发展。,点此播放教学视频,生态系统稳定性的概念,生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。,.两种稳定性区别,.比较两种稳定性,抵抗力稳定性： 抵抗干扰，保持原状 恢复力稳定性： 遭到破坏，恢复原状,自动调节能力,点此播放教学视频,无废弃物农业是我国古代传
8、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。,循环往复 分层分级利用 目的: 取之不尽,用之不竭,点此播放教学视频,资料分析,点此播放教学视频,点此播放教学视频,(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食物来源，因而会导致了树林的毁坏。,点此播放教学视频,为什么珊瑚礁区却能够在养分稀少的深海中，保持着很高的生物多样性？,资料分析,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
9、，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。,(2).从上面正面和反面的实例，你能得出怎样的结论？你认为生物多样性的破坏有人为因素吗？,只有保持生态系统较高的生物多样性，才能保证生态系统的稳定和平衡。生物多样性的破坏有人为因素，而且往往作用巨大。,2、物种多样性原理,物种越丰富，生态系统的抵抗力稳定性越高,点此播放教学视频,1下列关于生态工程的说法，错误的是（ ） A与传统工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系 B能防止环境破坏和环境污染 C遵循生态系统物质循环规律，能提高能量利用率 D生态工程能解决所有环境问题，可以走“先污染、破坏，后治理”的道路 2
10、生态经济所遵循的主要原则和实现的重要手段分别是（ ） A整体性原则和生态工程 B循环经济和生态工程 C循环经济和工程学手段 D无污染原则和系统学手段 3生态系统内即使某个物种由于某种原因而死亡，也会很快有其他物种占据它原来的生态位置，从而避免了系统结构或功能的失衡。这体现了生态工程的什么原理 ( ) A物种多样性原理 B整体性原理 C协调与平衡原理 D物质循环再生原理,课堂练习,D,B,A,点此播放教学视频,.,物种多样性原理.,点此播放教学视频,.原因,解决方法,.水葫芦,点此播放教学视频,.原因,解决,引进该注意什么,.资料分析,点此播放教学视频,.,.,.环境承载量,协调和平衡原理.,点
11、此播放教学视频,协调与平衡,处理好生物与环境的协调与平衡,需要考虑环境承载力。 如果生物的数量超过了环境承载力的限度,就会引起系统的失衡和破坏,.,.,.,S曲线,K值.,点此播放教学视频,.,.,.山民宁愿忍受.,不仅考虑自然系统，.整体性图,点此播放教学视频,整体性,.,.,.举例,整体性原理.,点此播放教学视频,只要应用整体性(自然社会经济)原理,才能统一协调当前与长远，局部与整体，开发与环境建设之间的关系，保障生态系统平衡和稳定。,.,.,.,新。.系统学，工程学,点此播放教学视频,.,.,.还能再连,.桑基鱼塘,点此播放教学视频,.,.,.结构复杂，功能强大,结构决定功能原理.,点此
12、播放教学视频,系统的结构决定功能,利用这个原理，改善和优化系统的结构，从而达到功能改善的效果。,.,.,.,组分之间相互作用，珊瑚白化.,点此播放教学视频,系统整体性原理,.,.,.例子,系统整体性原理.,点此播放教学视频,系统整体性,系统各组分之间要有适当的比例关系，才能顺利完成能量、物质、信息的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分之和的效果。 区别：系统整体性与整体性,.,.,.区别,.归纳生态工程,点此播放教学视频,归纳：生态工程的,基本原理 物质循环再生 物种多样性 协调与平衡 整体性 系统学和工程学 系统的结构决定功能 系统整体性 目的 遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产
13、潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。 特点 少消耗，多效益，可持续发展,.,.,.,.,点此播放教学视频,.,.,点此播放教学视频,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。 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。桑基鱼塘系统物质、能量流动示意图见下图：,点此播放教学视频,体现了哪些原理？,.,.,.科技新农村,.,点此播放教学视频,.,.,.,.,点此播放教学视频,谢谢大家！,点此播放教学视频,
