高中生物選修3課題生態(tài)系統(tǒng)的基本原理

1、307班生物專題討論組員：趙慧超，郭雅琴，石英華，王曉慶制作：趙慧超生態(tài)工程的基本原理生態(tài)工程的基本原理a.物質(zhì)循環(huán)再生原理物質(zhì)循環(huán)再生原理b.物種多樣性原理物種多樣性原理c.協(xié)調(diào)與平衡原理協(xié)調(diào)與平衡原理d.整體性原理整體性原理e.系統(tǒng)學與工程學原理系統(tǒng)學與工程學原理 a.物質(zhì)循環(huán)再生原理物質(zhì)循環(huán)再生原理理論基礎：物質(zhì)循環(huán) 地球以有限的空間和資源，長久維持著眾多生物的生存、繁衍地球以有限的空間和資源，長久維持著眾多生物的生存、繁衍和發(fā)展，奧秘就在于和發(fā)展，奧秘就在于物質(zhì)能夠在各類生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)能夠在各類生態(tài)系統(tǒng)中，進行區(qū)域小循環(huán)進行區(qū)域小循環(huán)和全球地質(zhì)大循環(huán)和全球地質(zhì)大循環(huán)，循環(huán)往復循環(huán)往復，

2、分層分級利用分層分級利用，從而達到取之不盡，從而達到取之不盡，用之不竭的效果。用之不竭的效果。無廢棄物農(nóng)業(yè)無廢棄物農(nóng)業(yè) 我國古代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的輝煌成就之一，是生態(tài)工程最我國古代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的輝煌成就之一，是生態(tài)工程最早和最生動的一種模式，通過積極種植能夠早和最生動的一種模式，通過積極種植能夠固氮的豆科作物固氮的豆科作物，以及，以及收集一切可能的有機物質(zhì)，包括人畜糞便、枯枝落葉、殘羹剩飯、收集一切可能的有機物質(zhì)，包括人畜糞便、枯枝落葉、殘羹剩飯、河泥、炕土、老墻土以及農(nóng)產(chǎn)品加工過程中的廢棄物等，采用堆肥河泥、炕土、老墻土以及農(nóng)產(chǎn)品加工過程中的廢棄物等，采用堆肥和漚肥等多種方式，把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C肥料，施用

3、到農(nóng)田中，改善和漚肥等多種方式，把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C肥料，施用到農(nóng)田中，改善了土壤結(jié)構(gòu)；培育了土壤微生物；實現(xiàn)了土壤養(yǎng)分如氮、磷、鉀及了土壤結(jié)構(gòu)；培育了土壤微生物；實現(xiàn)了土壤養(yǎng)分如氮、磷、鉀及微量元素的循環(huán)利用。微量元素的循環(huán)利用。 太陽能太陽能太陽能太陽能飼料輸入飼料輸入系統(tǒng)系統(tǒng)（輸出）（輸出）?；；Q蠶桑桑魚生態(tài)系統(tǒng)魚生態(tài)系統(tǒng)魚塘魚塘浮游植物浮游植物 節(jié)肢動物節(jié)肢動物 魚魚魚魚（輸出）（輸出）廢物底泥廢物底泥遺散遺散蠶沙蠶沙（輸出）（輸出）（輸出）（輸出）青貯青貯脫落脫落補償補償（輸出）（輸出）沼氣沼氣（輸出）（輸出）分解物分解物?；~塘?；~塘典型無廢棄物農(nóng)業(yè)典型無廢棄物農(nóng)業(yè)b.物種多樣性

4、原理物種多樣性原理理論基礎：生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定型珊瑚礁區(qū)的生物多樣性珊瑚礁區(qū)的生物多樣性 高，食物鏈復雜，不同的生物高，食物鏈復雜，不同的生物占據(jù)了不同的時間占據(jù)了不同的時間 位、空間位和資源位，因而位、空間位和資源位，因而充分利用了珊瑚充分利用了珊瑚 礁生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境。礁生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境。例如，氮、磷等養(yǎng)例如，氮、磷等養(yǎng) 分就能夠在該區(qū)分就能夠在該區(qū)生物體間充分地循環(huán)生物體間充分地循環(huán) 利用而很少流利用而很少流出系統(tǒng)外。出系統(tǒng)外。只有保持生態(tài)系統(tǒng)較高的生物多樣性，才能保只有保持生態(tài)系統(tǒng)較高的生物多樣性，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

5、，而且往往作用巨大有人為因素，而且往往作用巨大楊樹是我國闊葉樹林主要造林樹種，近楊樹是我國闊葉樹林主要造林樹種，近些年來楊樹速生豐產(chǎn)林大面積營造，防些年來楊樹速生豐產(chǎn)林大面積營造，防護林體系的建設也是以楊樹為主，楊樹護林體系的建設也是以楊樹為主，楊樹蛀干害蟲危害嚴重，特別是天牛的危害蛀干害蟲危害嚴重，特別是天牛的危害已經(jīng)嚴重楊樹造林的發(fā)展已經(jīng)嚴重楊樹造林的發(fā)展三北地區(qū)三北地區(qū)天牛的面積達到了天牛的面積達到了250250萬畝萬畝近二十年近二十年我國大部分地區(qū)天牛危害嚴重我國大部分地區(qū)天牛危害嚴重我國我國每年因天牛造成的經(jīng)濟損失約每年因天牛造成的經(jīng)濟損失約2020億人民億人民幣。幣。危害嚴重的成因

6、危害嚴重的成因1.1.樹種或品種單一樹種或品種單一 摘自內(nèi)蒙古林業(yè)調(diào)查設計楊樹天牛的發(fā)生與治理馬洪武&張洪亮純楊樹林的生物多樣性低，食物鏈短而純楊樹林的生物多樣性低，食物鏈短而單調(diào)，缺少天牛的天敵，而成片單一的單調(diào)，缺少天牛的天敵，而成片單一的林木又為其提供了豐富的食物來源，因林木又為其提供了豐富的食物來源，因而會導致了樹林的毀壞。而會導致了樹林的毀壞。天牛里面有蟲子里面有蟲子c.c.協(xié)調(diào)與平衡原理協(xié)調(diào)與平衡原理理論基礎：生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)平衡由于周邊城市、工業(yè)和農(nóng)田的排水由于周邊城市、工業(yè)和農(nóng)田的排水中氮、磷的濃度較高，使太湖水體中氮、磷的濃度較高，使太湖水體中的水葫蘆和藻類瘋長中的水

7、葫蘆和藻類瘋長西北地區(qū)年降雨量西北地區(qū)年降雨量450nm450nm，只適宜種植灌木和草的地區(qū)，只適宜種植灌木和草的地區(qū)，卻被硬性規(guī)定種植屬于喬木的楊樹，卻被硬性規(guī)定種植屬于喬木的楊樹，”楊家將因為不適應楊家將因為不適應長成了長成了”小老頭小老頭“, ,防護林變成了殘敗的灰色長城防護林變成了殘敗的灰色長城從協(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)進行防護林建設時，應選擇哪些特征的樹種？如果在該地區(qū)防護林建設時，應選擇哪些特征的樹種？如果在該地區(qū)發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè)，你認為應該注意什么問題？發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè)，你認為應該注意什么問題？抗寒、耐旱，適應性強的沙

8、棘，耐鹽堿力較強的沙棗等抗寒、耐旱，適應性強的沙棘，耐鹽堿力較強的沙棗等植物。植物。 西北畜牧養(yǎng)殖西北畜牧養(yǎng)殖應該注意牲畜應該注意牲畜數(shù)量不能超過草數(shù)量不能超過草地的承載量。地的承載量。針對公共草地的過度放牧問題，應該實行草地承包，調(diào)針對公共草地的過度放牧問題，應該實行草地承包，調(diào)動個人的管理積極性，減少過度放牧現(xiàn)象；另外，可以動個人的管理積極性，減少過度放牧現(xiàn)象；另外，可以在有條件的地方，人工種植牧草，增加牧草產(chǎn)量。在有條件的地方，人工種植牧草，增加牧草產(chǎn)量。答：處理好生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，需要考慮處理好生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，需要考慮環(huán)境承載環(huán)境承載力力。環(huán)境承載力又稱環(huán)境容納量環(huán)境承載

9、力又稱環(huán)境容納量是指某種環(huán)境所能養(yǎng)是指某種環(huán)境所能養(yǎng)活的生物種群的數(shù)量?；畹纳锓N群的數(shù)量。d.d.整體性原理整體性原理理論基礎：社會、經(jīng)濟、自然復合系統(tǒng)理論基礎：社會、經(jīng)濟、自然復合系統(tǒng)人類處在一個社會、經(jīng)濟、自然復合而成的系統(tǒng)中。人類處在一個社會、經(jīng)濟、自然復合而成的系統(tǒng)中。進行生態(tài)工程建設時，不但要考慮到進行生態(tài)工程建設時，不但要考慮到自然生態(tài)系統(tǒng)自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，更重要的是，要考慮到的規(guī)律，更重要的是，要考慮到經(jīng)濟經(jīng)濟和和社會社會等系統(tǒng)等系統(tǒng)的影響力。的影響力。另外，社會習慣、法律制度等也都對生另外，社會習慣、法律制度等也都對生態(tài)工程建設有著重要影響。態(tài)工程建設有著重要影響。只有應用

10、整體性只有應用整體性原理原理, ,才能統(tǒng)一協(xié)調(diào)當前與長遠、才能統(tǒng)一協(xié)調(diào)當前與長遠、局部與整體、開發(fā)局部與整體、開發(fā)與環(huán)境建設之間的關系，保障生與環(huán)境建設之間的關系，保障生態(tài)系統(tǒng)平衡和穩(wěn)定。態(tài)系統(tǒng)平衡和穩(wěn)定。生產(chǎn)成本生產(chǎn)成本消費效益消費效益經(jīng)濟系統(tǒng)經(jīng)濟系統(tǒng)植物植物動物動物微生物微生物非生物因素非生物因素自然系統(tǒng)自然系統(tǒng)政策政策科學文化科學文化管理管理社會系統(tǒng)社會系統(tǒng)自然社會經(jīng)濟復合系統(tǒng)e.e.系統(tǒng)學和工程學原理系統(tǒng)學和工程學原理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理 生態(tài)工程需要考慮系統(tǒng)內(nèi)部不同組分之間的結(jié)構(gòu)，生態(tài)工程需要考慮系統(tǒng)內(nèi)部不同組分之間的結(jié)構(gòu)，通通過改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu)過改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu)

11、，達到改善系統(tǒng)功能達到改善系統(tǒng)功能的目的。的目的。系統(tǒng)整體性原理系統(tǒng)整體性原理 系統(tǒng)各組分之間要在適當?shù)谋壤P系，只有這樣才能系統(tǒng)各組分之間要在適當?shù)谋壤P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，即體功能大于各部分之和的效果，即“1+12”1+12”。理論基礎：分布式優(yōu)于集中式和環(huán)式理論基礎：分布式優(yōu)于集中式和環(huán)式理論基礎：整體功能大于部分之和理論基礎：整體功能大于部分之和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理系統(tǒng)整體性原理系統(tǒng)整體性原理珊瑚礁之所以能夠保持很高的系統(tǒng)生產(chǎn)力，得珊瑚礁之所以能夠保持很高的系統(tǒng)生產(chǎn)力，得益于珊瑚蟲和藻類組成的高效的植物益于珊瑚蟲和藻類組成的高效的植物動物營動物營養(yǎng)循環(huán)。通常情況下，失去了共生藻類的珊瑚養(yǎng)循環(huán)。通常情況下，失去了共生藻類的珊瑚蟲會因為死亡而導致蟲會因為死亡而導致珊瑚礁逐漸珊瑚礁逐漸“白化白化”，失，失去其鮮艷的色彩，那里的生物多樣性也將銳減，去其鮮艷的色彩，那里的生物多樣