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1、 第一讲 生态工程的基本原理 物质循环再生原理干裂的土地，赤红的荒山幼苗的上方干裂的土地，赤红的荒山幼苗的上方是蔚蓝的地球是蔚蓝的地球1生态工程的概念生态工程的概念生态工程是用生态学、系统学学科生态工程是用生态学、系统学学科 的原理的原理和方法和方法,通过系统的设计通过系统的设计,调控和技术组装调控和技术组装,对对被破坏的生态环境进行修复、重建，对造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从而促进人类善，并提高生态系统的生产从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。社会和自然环境的和谐发展。概念理解概念理解
2、涉及的学科涉及的学科生态学、系统学生态学、系统学方法和手段有方法和手段有系统的设计调控和技术组装系统的设计调控和技术组装目的是目的是防止环境污染，达到经济效益和生态防止环境污染，达到经济效益和生态经济效益同步发展，最终促进人类社会和自然环经济效益同步发展，最终促进人类社会和自然环境的和谐发展境的和谐发展经济的不当发展对环境的破坏实例经济的不当发展对环境的破坏实例石油农业石油农业“石油农业石油农业”大量使用化肥、农药和机械的生产方式，因对大量使用化肥、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。石油等能源有高度的依赖性而得名。理解：理解：a它把农业生产这一复杂的生物过程，变成了简单
3、的机械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。过程和化学过程。b优点优点:由于其投入高，产出也高，对粮食安全保障和提高由于其投入高，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。人民生活水平起到了巨大的作用。c缺点：它所产生的废弃物和有害物质的数量很庞大，大缺点：它所产生的废弃物和有害物质的数量很庞大，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。益严重的农产品污染和环境污染等问题。_蓝婴病蓝婴病 什么是污染物？什么是污染物？ 污染物是放错地方的资源污染物是放错地方
4、的资源对环境造成危害的污染物，采用一定的措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，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。放错了地方没有被利用的资源。 物质循环物质循环组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落
5、到无机环境的循环过程。这就是生态系统的物质循环。特点周而复始，往复循环重复利用、全球性、物质循环再生原理物质循环再生原理 理论基础是：生态系统的物质循环理论基础是：生态系统的物质循环 原理含义是指原理含义是指：生态系统中生态系统中, 生物借助能量的不停生物借助能量的不停流动流动, 一方面不断地从自然界摄取物质并合成新的一方面不断地从自然界摄取物质并合成新的物质物质, 另一方面又随时分解为原来的简单物质另一方面又随时分解为原来的简单物质, 即即所谓所谓“再生再生”, 重新被系统中的生产者植物所吸重新被系统中的生产者植物所吸收利用收利用, 进行着不停顿的物质循环。进行着不停顿的物质循环。碳循环碳循
6、环碳在大气圈和生物群落中的存在形式？CO2如何从无机环境进入生物群落？在生物群落中以有机物形式存在的碳如何沿着食物链传给下一个营养级？生物群落中的碳以什么途径回归大气圈？大气中CO2的含量为什么持续增加？CO2、有机物绿色植物光合作用通过捕食关系主要是呼吸作用大量燃烧煤和石油等化石燃料水华水华生物净化污水的流程：生物净化污水的流程：污水污水沉淀，过滤沉淀，过滤 (作用作用)基本处理水基本处理水利用多种微生物分解有机物利用多种微生物分解有机物生物净化水生物净化水杀死有害细菌、病毒杀死有害细菌、病毒工业用水、灌溉水工业用水、灌溉水离子交换，过滤离子交换，过滤生活用水生活用水生产者通过光合作用固定太
7、阳能生产者固定的太阳能的总量1.能量流动的起点2.流经生态系统的总能量3.能量流动的途径(渠道)4.能量的散失食物链和食物网主要是通过呼吸作用5.能量流动的特点及传递效率生态系统的能量流动生态系统的能量流动过程及特点过程及特点单向流动，逐级递减；传递效率一般为10%物质循环与能量流动的关系物质循环与能量流动的关系1.能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程；2.物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（食物网）流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。无废弃物农业生态工程所遵循的基本原理人类食品饲料与垫料人类食品人粪尿作物残留N、P、K等物质循环再生原理物质循环再生原理:要求我们在生态工程设要求我们在生态工程设计和建设是要使大多的物质循环再生计和建设是要使大多的物质循环再生,以减以减少污染少污染习题答案习题答案 (1)生物固氮、闪电固氮植物和微生物(2) NH4+ 蛋白质、核酸(3)对硝酸盐的利用量不同(4)丧失了植物对硝酸盐的吸收；动植物遗体分解后，产生的硝酸盐进入小溪(5)TAUA(6)通过细菌的作用将硝酸盐最终变为返回大气、雨水的冲刷(7)涵养水源、同化无机环境中的氮元素
