高中生物_選修三_生態(tài)工程的原理.pptx

專題五生態(tài)工程 第一節(jié)生態(tài)工程的基本原理 一 生態(tài)工程的興起 可持續(xù)發(fā)展 的內(nèi)涵 SustainableDevelopment 經(jīng)濟發(fā)展不僅要滿足當(dāng)代人的需要 還要不危害后代人發(fā)展能力 那我們用什么方法來實現(xiàn) 可持續(xù)發(fā)展 關(guān)注生態(tài)工程建設(shè) 1 導(dǎo)致1998年長江洪水泛濫的主要原因是什么 2 洪災(zāi)的發(fā)生反映出經(jīng)濟發(fā)展模式存在什么問題 討論 關(guān)注生態(tài)工程建設(shè) 1 你對 石油農(nóng)業(yè) 是如何理解的 3 石油農(nóng)業(yè) 的生產(chǎn)模式應(yīng)當(dāng)怎樣改進 討論 2 如何理解 污染物是放錯地方的資源 這句話 主要是通過實行 原則 使一個系統(tǒng)產(chǎn)生出的污染物 能夠成為本系統(tǒng)或者另一個系統(tǒng)的 從而實現(xiàn)廢棄物的資源化 而實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟最重要的手段之一是 生態(tài)經(jīng)濟的定義 循環(huán)經(jīng)濟 生產(chǎn)原料 生態(tài)工程 二 生態(tài)工程實例及原理 廢棄物只是放錯了地方的資源 無廢棄物農(nóng)業(yè) 1 物質(zhì)循環(huán)再生原理 理論基礎(chǔ)是 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)原理含義是指 生態(tài)系統(tǒng)中 生物借助能量的不停流動 一方面不斷地從自然界攝取物質(zhì)并合成新的物質(zhì) 另一方面又隨時分解為原來的簡單物質(zhì) 即所謂 再生 重新被系統(tǒng)中的生產(chǎn)者植物所吸收利用 進行著不停頓的物質(zhì)循環(huán) 資料分析討論 1 為什么樟子松林的松毛蟲會肆虐 幾十億株楊樹會毀于一旦 2 為什么珊瑚礁區(qū)卻能夠在養(yǎng)分稀少的深海中 保持著很高的生物多樣性 資料分析討論 從上面正面和反面的實例 你能得出怎樣的結(jié)論 你認(rèn)為生物多樣性的破壞有人為因素嗎 在上面的例子中 深海的自然生態(tài)系統(tǒng)能進行更好的物質(zhì)循環(huán) 只有保持生態(tài)系統(tǒng)較高的物種豐富度和營養(yǎng)結(jié)構(gòu) 才能保證生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和平衡 生物多樣性的破壞有人為因素 而且往往作用巨大 2 物種多樣性原理 理論基礎(chǔ) 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 內(nèi)容 物種多而繁雜的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的抵抗力穩(wěn)定性 生物多樣性程度高 可以為各類生物的生存提供多種機會和條件 眾多的生物通過食物鏈關(guān)系相互依存 就可以在有限的資源條件下 產(chǎn)生或容納更多的生物量 提高系統(tǒng)生產(chǎn)力 這樣 就要求我們在生態(tài)工程設(shè)計和建設(shè)要保證物種多樣性程度高 生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性高 以保持生態(tài)平衡 意義 避免系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或功能失衡 資料分析討論 水葫蘆泛濫對生態(tài)系統(tǒng)造成影響 資料分析 從協(xié)調(diào)與平衡原理出發(fā) 想一想 在我國西北地區(qū)進行防護林建設(shè)時 應(yīng)選擇哪些樹種 如果在該地區(qū)發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè) 你認(rèn)為應(yīng)該注意什么問題 幾種西北地區(qū)特別適宜樹種的介紹 1 沙棘 俗稱 酸柳 酸刺 黑刺 2 山杏 主要指西伯利亞杏 3 刺槐 4 錦雞兒 又稱擰條 5 杜梨 6 沙棗 7 合歡 8 臭椿 3 協(xié)調(diào)與平衡原理 理論基礎(chǔ) 與必修課中的種間關(guān)系 環(huán)境容納量等內(nèi)容有聯(lián)系 環(huán)境容納量 環(huán)境所能負(fù)擔(dān)的種群的最高密度是 環(huán)境的負(fù)載能力 協(xié)調(diào) 主要是生物與環(huán)境的協(xié)調(diào) 強調(diào)生物要和環(huán)境相適應(yīng) 平衡 是種群數(shù)量與環(huán)境的負(fù)載能力要平衡 協(xié)調(diào)與平衡原理要求我們在生態(tài)工程設(shè)計和建設(shè)時要考慮 生物要和環(huán)境相適應(yīng)種群數(shù)量與環(huán)境的負(fù)載能力要平衡 林業(yè)工程建設(shè)中的問題 前邊種樹 后面砍林 解決方法 一方面號召農(nóng)民種樹 另一方面要考慮農(nóng)民的生活問題 4 整體性原理 整體指社會 經(jīng)濟 自然復(fù)合成的巨大系統(tǒng) 只有同一協(xié)調(diào)當(dāng)前與長遠(yuǎn) 局部與整體 開發(fā)與環(huán)境建設(shè)之間的關(guān)系 才能有效保障生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定 桑基魚塘分布在我國長江三角洲 珠江三角洲一帶的水鄉(xiāng) 是一種典型的水陸物質(zhì)和能量交換型生態(tài)工程 資料分析 試分析?；~塘的物質(zhì)和能量流動途徑 試分析 桑基魚塘與普通的魚塘或者桑樹林最大的區(qū)別在哪里 ?；~塘改變了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的結(jié)構(gòu) 優(yōu)化了組合 達到了改善系統(tǒng)功能的目的 這樣的組合 優(yōu)化了生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成 更加充分的利用能量 更加有效的進行物質(zhì)循環(huán) 珊瑚礁 白化 在造礁珊瑚的體內(nèi) 共生有大量的蟲黃藻 正是它們?yōu)樯汉魅旧辖k麗的色彩 蟲黃藻可以進行光合作用 一面制造養(yǎng)料 一面為造礁珊瑚的生長清除代謝的廢料 二氧化碳等 和提供氧氣 然而 珊瑚是一種活生物 極度敏感 如果海水水溫超過一定范圍 珊瑚就會拋棄蟲黃藻 恢復(fù)成白色 如果蟲黃藻不再回來 珊瑚就會死去 1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理 ?；~塘 2 系統(tǒng)整體性原理 5 系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理 系統(tǒng)各組分之間要有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系 只有這樣才能順利完成能量 物質(zhì) 信息等的轉(zhuǎn)換和流通 并且實現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果 即 1 1 2 理論基礎(chǔ) 整體功能大于部分之和 你能舉出系統(tǒng)整體功能大于部分之和的例子嗎 豆科作物和固氮菌的共生就是一例 固氮菌為豆科作物提供氮素 而豆科作物為其提供能量和其他營養(yǎng) 兩者的共生使豆科作物能夠在氮素缺乏的土地上生長 當(dāng)把它們分開時 兩者的生長都要受到損害 物質(zhì)循環(huán)再生原理 物種多樣性原理 協(xié)調(diào)與平衡原理 整體性原理 系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理 1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理 2 系統(tǒng)整體性原理 小結(jié) 生態(tài)工程的原理 根據(jù)應(yīng)用剛才我們所了解的各種原理 我們不難得出生態(tài)工程的概念 生態(tài)工程 人類應(yīng)用生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科的基本原理和方法 通過系統(tǒng)設(shè)計 調(diào)控和技術(shù)組裝 對已破壞的生態(tài)環(huán)境進行修復(fù) 重建 對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進行改善 并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力 從而促進人類社會和自然環(huán)境和諧發(fā)展 三 生態(tài)工程的概念 注意 1 學(xué)科知識 2 技術(shù)手段 3 突出特點 少消耗 多效益 可持續(xù)發(fā)展4 最終目的 生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué) 系統(tǒng)設(shè)計 調(diào)控和技術(shù)組裝 促進人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展 物質(zhì)循環(huán)再生原理 物種多樣性原理 協(xié)調(diào)與平衡原理 整體性原理 系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理 無廢棄物農(nóng)業(yè) 三北防護林建設(shè)中的問題 珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的多樣性 林業(yè)建設(shè)遇到的自然系統(tǒng)與經(jīng)濟 社會系統(tǒng)的關(guān)系問題 ?；鶟O塘 珊瑚礁藻類和珊瑚蟲的營養(yǎng)關(guān)系 太湖的富營養(yǎng)化問題 西北一些地區(qū)的防護林問題 基本原理 實例 沼氣的利用 沼氣工程介紹 補充資料 沼氣工程 沼氣的概念 什么是沼氣 是各種有機物質(zhì) 在一定的溫度 濕度 酸度條件下 隔絕空氣 如用沼氣池 經(jīng)微生物作用 發(fā)酵 而產(chǎn)生的可燃性氣體 沼氣的主要成分是甲烷 CH4 和二氧化碳 C02 其中甲烷占60 70 二氧化碳占30 40 還有少量氫 一氧化碳 硫化氫 氧和氮等氣體 其特性與天然氣相似 沼氣的概念 農(nóng)村戶用沼氣是由戶用沼氣池生產(chǎn)的 主要用來做生活燃料 還可以應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中 如溫室保溫 烘烤農(nóng)產(chǎn)品 儲備糧食 水果保鮮等 城市垃圾中含有大量的有機物 通過填埋 厭氧發(fā)酵可產(chǎn)生沼氣 結(jié)合我國沼氣發(fā)酵原料的分布狀況和國情 我國的沼氣利用大致有以下兩種方式 沼氣的利用 加入原料 發(fā)酵罐 產(chǎn)生沼氣 當(dāng)沼氣壓力增大時 會將沼液和沼渣壓入出料池 出料池 沼氣發(fā)酵罐示意圖 沼氣的利用 當(dāng)池內(nèi)產(chǎn)生沼氣時 儲氣間內(nèi)的沼氣不斷增多 壓力不斷增高 迫使主池內(nèi)液面下降 擠壓出一部分料液到水壓間內(nèi) 當(dāng)人們打開爐時 沼氣池內(nèi)的壓力逐漸下降 水壓間料液不斷流回主池 這樣 不斷地產(chǎn)氣和用氣 使發(fā)酵間和出料間始終維持壓力平衡地狀態(tài) 沼氣的利用 隨著我國城市化和經(jīng)濟的高速發(fā)展 城市垃圾問題已變得日益突出 全世界每年產(chǎn)生4 9億噸垃圾 而僅我國每年就產(chǎn)生近1 5億噸 占世界垃圾總量的32 全世界垃圾年均增長速度為8 42 而我國垃圾增長率達到10 以上 城市垃圾中含有大量的有機物 通過填埋 厭氧發(fā)酵可產(chǎn)生沼氣 如果這些沼氣得到利用 可產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益 垃圾填埋沼氣 沼氣的利用 垃圾填埋沼氣發(fā)電 垃圾填埋沼氣發(fā)電技術(shù)包括沼氣收集 沼氣處理 發(fā)電 變電 送電等環(huán)節(jié) 據(jù)國內(nèi)已經(jīng)投產(chǎn)運營的垃圾填埋氣發(fā)電項目的建設(shè)案例表明 與垃圾焚燒發(fā)電相比 填埋沼氣發(fā)電投資小 運行費用低 僅為焚燒費用的1 4左右 沼氣工程介紹 沼氣工程介紹 北京德青源2MW集中型氣 熱 電 肥聯(lián)產(chǎn)沼氣工程于2009年5月19日竣工 開始向華北電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電 該發(fā)電廠除每年向電網(wǎng)提供1400萬千瓦的綠色電力外 還產(chǎn)生相當(dāng)于4500噸標(biāo)煤的余熱用于供暖 同時減少了8萬多噸的溫室氣體排放 預(yù)處理 厭氧發(fā)酵 沼液貯池 沼肥用于果園飼料地等 生物脫硫 貯氣柜 發(fā)電機組 發(fā)電 余熱利用 雞糞 廢水 沼氣工程介紹 工藝流程 當(dāng)前 要進一步推廣農(nóng)村戶用沼氣 這是中國沼氣過去和現(xiàn)在的重中之重 同時 目前也要大力發(fā)展城市垃圾填埋沼氣以及污水沼氣 這是能源和環(huán)保形勢所需 在將來 隨著我國城鎮(zhèn)化的不斷推進 純農(nóng)業(yè)人口將不斷減少 城鎮(zhèn)人口將大幅增加 城市垃圾填埋沼氣以及污水沼氣將成為中國沼氣的重點 與此同時 集約化養(yǎng)殖將代替一家一戶的養(yǎng)殖模式 屆時戶用沼氣池將逐步退出歷史舞臺 養(yǎng)殖場大中型沼氣工程將成為一股重要力量 沼氣發(fā)展情景 2 單一的人工林比天然混合林的穩(wěn)定性低 容易遭受害蟲危害 這體現(xiàn)了生態(tài)工程的什么原理 A 物質(zhì)循環(huán)再生原理B 協(xié)調(diào)與平衡原理C 物種多樣性原理D 系統(tǒng)整理性原理 1 實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟的最重要的手段之一是 A 大力發(fā)展 石油農(nóng)業(yè) B 生態(tài)工程C 清除污染物D 禁止產(chǎn)出污染物 練一練 3 城市生活垃圾要做到分類 回收 利用 實現(xiàn)廢物資源化利用 與該做法關(guān)系最密切的生態(tài)工程原理是 A 物種多樣性原理B 整體性原理C 物質(zhì)循環(huán)再生原理D 系統(tǒng)學(xué)原理