生態(tài)工程的基本原理shangke課件

1、生態(tài)工程的基本原理shangke 生態(tài)工程的興起生態(tài)工程的興起“可持續(xù)發(fā)展可持續(xù)發(fā)展”的內(nèi)涵的內(nèi)涵: (Sustainable Development) 經(jīng)濟(jì)發(fā)展不僅要滿足當(dāng)代人的需要經(jīng)濟(jì)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。還要不危害后代人發(fā)展能力。美國生態(tài)學(xué)家美國生態(tài)學(xué)家H.T.H.T.奧德姆于奧德姆于19621962年首先提出年首先提出“生態(tài)生態(tài)工程工程”概念：概念：“A branch of engineering and field of science in which solutions to societys environmental problems woul

2、d be grounded in the technology available from natural systems so that the human engineering required would be supplementary rather than primary (overhead).”即以從自然系統(tǒng)獲得的技術(shù)為基礎(chǔ)，解決人類社會即以從自然系統(tǒng)獲得的技術(shù)為基礎(chǔ)，解決人類社會環(huán)境問題的一門工程分支科學(xué)，它所需的人類工程環(huán)境問題的一門工程分支科學(xué)，它所需的人類工程技術(shù)僅僅起輔助作用，而不是起主要作用；或技術(shù)僅僅起輔助作用，而不是起主要作用；或“人人類應(yīng)用主要來自自然的能源

3、作為輔助能對環(huán)境的控類應(yīng)用主要來自自然的能源作為輔助能對環(huán)境的控制制”；或；或“對自然的管理就是生態(tài)工程，更好的措對自然的管理就是生態(tài)工程，更好的措施是與自然結(jié)成伙伴關(guān)系施是與自然結(jié)成伙伴關(guān)系”。H.T.奧德姆的學(xué)生米奇（W.J.Mitsch）繼承其思想，于1989年編了世界上第一本生態(tài)工程專著（Ecological Engineering: An Introduction to Ecotechnology），并于1992年主編創(chuàng)辦了生態(tài)工程雜志。他對生態(tài)工程的定義是：Ecological engineering has been defined as the design of ecosys

4、tems for the mutual benefit of humans and nature. 即生態(tài)工程是為了人類和自然的相互利益而進(jìn)行的一種生態(tài)系統(tǒng)設(shè)計。 我國著名生態(tài)學(xué)家馬世駿先生我國著名生態(tài)學(xué)家馬世駿先生19791979年首年首先倡導(dǎo)生態(tài)工程。他對生態(tài)工程下的定先倡導(dǎo)生態(tài)工程。他對生態(tài)工程下的定義是：生態(tài)工程是應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種義是：生態(tài)工程是應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生與物質(zhì)循環(huán)再生的原理、結(jié)合系統(tǒng)共生與物質(zhì)循環(huán)再生的原理、結(jié)合系統(tǒng)工程的最優(yōu)化方法，設(shè)計的分層多級利工程的最優(yōu)化方法，設(shè)計的分層多級利用物質(zhì)的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)。生態(tài)工程的目用物質(zhì)的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)。生態(tài)工程的目標(biāo)就是在促進(jìn)自然界良

5、性循環(huán)的前提下，標(biāo)就是在促進(jìn)自然界良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮物質(zhì)的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污充分發(fā)揮物質(zhì)的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益同步發(fā)展。染，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益同步發(fā)展。它可以是縱向的層次結(jié)構(gòu)，也可以發(fā)展它可以是縱向的層次結(jié)構(gòu)，也可以發(fā)展為由幾個縱向工藝鏈索橫連而成的網(wǎng)狀為由幾個縱向工藝鏈索橫連而成的網(wǎng)狀工程系統(tǒng)。工程系統(tǒng)。 人類應(yīng)用生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)的基本人類應(yīng)用生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)的基本原理和方法，通過系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)控和原理和方法，通過系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)控和技術(shù)組裝，對已被破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)技術(shù)組裝，對已被破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)、重建，對造成環(huán)境污染和破行修復(fù)、重建，對造成環(huán)境污染和破壞

6、的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行改善、并提高壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行改善、并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，從而促進(jìn)人類社生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，從而促進(jìn)人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展。會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展。 生態(tài)工程的概念生態(tài)工程的概念生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)控和技術(shù)組裝系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)控和技術(shù)組裝促進(jìn)人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展促進(jìn)人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展（一）關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)（一）關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)資料分析一：資料分析一：w1.導(dǎo)致導(dǎo)致1998年長江洪水泛濫的主要原因是什么？年長江洪水泛濫的主要原因是什么？根本原因根本原因：長江上游亂砍濫伐森林，水源涵養(yǎng)和水：長江上游亂砍濫伐森林，水源涵養(yǎng)和水土保持功能急劇

7、降低，造成大量泥沙淤積河道；中土保持功能急劇降低，造成大量泥沙淤積河道；中游圍湖造田、亂占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊游圍湖造田、亂占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面積急劇減少。面積急劇減少。直接原因直接原因：1998年度的罕見降雨。但這也與全球年度的罕見降雨。但這也與全球溫室氣體排放量增加而導(dǎo)致的溫度升高、氣候異常溫室氣體排放量增加而導(dǎo)致的溫度升高、氣候異常有關(guān)。有關(guān)。解決長江洪水泛濫的措施有：解決長江洪水泛濫的措施有：以生物措施為主，結(jié)以生物措施為主，結(jié)合工程措施，提高森林覆蓋率；合工程措施，提高森林覆蓋率；“退耕還湖退耕還湖”和改和改革不合理耕作方式等。革不合理耕作方式等。在進(jìn)行生態(tài)工程建

8、設(shè)時，要考慮到怎樣解決農(nóng)村在進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時，要考慮到怎樣解決農(nóng)村（尤其是湖區(qū)或山區(qū)的遷出人員）的能源來源問題（尤其是湖區(qū)或山區(qū)的遷出人員）的能源來源問題以及如何提高農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入。以及如何提高農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入。2.洪災(zāi)的發(fā)生反映出經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式存在什么洪災(zāi)的發(fā)生反映出經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式存在什么問題？問題？傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式不注重生態(tài)環(huán)境的保傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式不注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，沒有考慮生態(tài)成本，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以巨護(hù)，沒有考慮生態(tài)成本，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以巨大的生態(tài)環(huán)境破壞為代價大的生態(tài)環(huán)境破壞為代價?！笆娃r(nóng)業(yè)石油農(nóng)業(yè)”大量使用化肥、農(nóng)藥和機(jī)械的生產(chǎn)方大量使用化肥、農(nóng)藥和機(jī)械的生產(chǎn)方式，因?qū)κ偷饶茉从懈叨鹊?/p>

9、依賴性而得名。它把式，因?qū)κ偷饶茉从懈叨鹊囊蕾囆远妹Ｋ艳r(nóng)業(yè)生產(chǎn)這一復(fù)雜的生物過程，變成了簡單的機(jī)械農(nóng)業(yè)生產(chǎn)這一復(fù)雜的生物過程，變成了簡單的機(jī)械過程和化學(xué)過程。由于其投入高，產(chǎn)出也高，對糧過程和化學(xué)過程。由于其投入高，產(chǎn)出也高，對糧食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用，食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用，但同時它所產(chǎn)生的但同時它所產(chǎn)生的廢棄物和有害物質(zhì)的數(shù)量也很龐廢棄物和有害物質(zhì)的數(shù)量也很龐大，大大削弱了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和持續(xù)生產(chǎn)大，大大削弱了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和持續(xù)生產(chǎn)力，并造成日益嚴(yán)重的農(nóng)產(chǎn)品污染和環(huán)境污染等問力，并造成日益嚴(yán)重的農(nóng)產(chǎn)品污染和環(huán)境污染等問題題。

10、1.你對你對“石油農(nóng)業(yè)石油農(nóng)業(yè)”是如何理解的？是如何理解的？資料分析二：資料分析二： 對環(huán)境造成危害的污染物，采用一定對環(huán)境造成危害的污染物，采用一定的措施和技術(shù)，就能夠進(jìn)行回收和循環(huán)的措施和技術(shù)，就能夠進(jìn)行回收和循環(huán)利用，這樣不但能夠減少環(huán)境污染，而利用，這樣不但能夠減少環(huán)境污染，而且提高了資源的利用效率，減少了資源且提高了資源的利用效率，減少了資源的浪費。例如，對廢污水中的重金屬或的浪費。例如，對廢污水中的重金屬或氮、磷等養(yǎng)分就可以進(jìn)行回收再利用。氮、磷等養(yǎng)分就可以進(jìn)行回收再利用。因此說污染物是放錯了地方?jīng)]有被利用因此說污染物是放錯了地方?jīng)]有被利用的資源。的資源。3.3.如何理解如何理解“

11、污染物是放錯地方的資源污染物是放錯地方的資源”這這句話？句話？ 在不同的國家有不同的改進(jìn)措施。例如，在不同的國家有不同的改進(jìn)措施。例如，在我國，人多地少，應(yīng)該大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。在我國，人多地少，應(yīng)該大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。實施的具體措施包括：可以根據(jù)田間作物的實施的具體措施包括：可以根據(jù)田間作物的需要適量施用高效、低毒、低殘留的農(nóng)藥，需要適量施用高效、低毒、低殘留的農(nóng)藥，多施有機(jī)肥，提高作物對水、肥等資源的利多施有機(jī)肥，提高作物對水、肥等資源的利用效率，對作物秸稈和畜禽糞便進(jìn)行再利用，用效率，對作物秸稈和畜禽糞便進(jìn)行再利用，實現(xiàn)物質(zhì)的多級利用，等等。一方面要不斷實現(xiàn)物質(zhì)的多級利用，等等。一方面要不斷

12、提高土地的產(chǎn)出水平；另一方面要減少農(nóng)業(yè)提高土地的產(chǎn)出水平；另一方面要減少農(nóng)業(yè)活動對環(huán)境的污染，促進(jìn)社會的可持續(xù)發(fā)展。活動對環(huán)境的污染，促進(jìn)社會的可持續(xù)發(fā)展。4.4.石油農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)模式應(yīng)當(dāng)怎樣改進(jìn)？石油農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)模式應(yīng)當(dāng)怎樣改進(jìn)？關(guān)于關(guān)于生態(tài)經(jīng)濟(jì)生態(tài)經(jīng)濟(jì)：（二）生態(tài)工程所遵循的基本原理（二）生態(tài)工程所遵循的基本原理1 1、物質(zhì)循環(huán)再生原理物質(zhì)循環(huán)再生原理無廢棄物農(nóng)業(yè)無廢棄物農(nóng)業(yè)是我國古代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的是我國古代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的輝煌成就之一，也是生態(tài)工程最早和輝煌成就之一，也是生態(tài)工程最早和最生動的一種模式。最生動的一種模式。物物質(zhì)質(zhì)能能夠夠在生在生態(tài)態(tài)系系統(tǒng)統(tǒng)中，中，進(jìn)進(jìn)行區(qū)域小循行區(qū)域小循環(huán)環(huán)和和全球地

13、全球地質(zhì)質(zhì)大循大循環(huán)環(huán)，循，循環(huán)環(huán)往復(fù)，分往復(fù)，分層層分分級級利用，利用，從而達(dá)到取之不盡、用之不竭的效果。從而達(dá)到取之不盡、用之不竭的效果。2 2、物種多樣性原理、物種多樣性原理物種越豐富，生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性越高物種越豐富，生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性越高資料分析討論：資料分析討論：1.1.為什么樟子松林的松毛蟲會肆虐，幾十億株楊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？而珊瑚礁區(qū)卻能夠在養(yǎng)分稀少的樹會毀于一旦？而珊瑚礁區(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？深海中，保持著很高的生物多樣性？ 純樟子松林、楊樹林的生物多樣性低，純樟子松林、楊樹林的生物多樣性低，食物鏈短而

14、單調(diào)，缺少松毛蟲、天牛的天敵，食物鏈短而單調(diào)，缺少松毛蟲、天牛的天敵，而成片單一的林木又為其提供了豐富的食物而成片單一的林木又為其提供了豐富的食物來源，因而會導(dǎo)致了樹林的毀壞。來源，因而會導(dǎo)致了樹林的毀壞。 珊瑚礁區(qū)的生物多樣性高，食物鏈復(fù)雜，珊瑚礁區(qū)的生物多樣性高，食物鏈復(fù)雜，不同的生物占據(jù)了不同的時間位、空間位和不同的生物占據(jù)了不同的時間位、空間位和資源位，因而充分利用了珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的資源位，因而充分利用了珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境。例如，氮、磷等養(yǎng)分就能夠在該區(qū)生環(huán)境。例如，氮、磷等養(yǎng)分就能夠在該區(qū)生物體間充分地循環(huán)利用而很少流出系統(tǒng)外。物體間充分地循環(huán)利用而很少流出系統(tǒng)外。2.2.從上面正

15、面和反面的實例，你能得出怎樣的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？結(jié)論？你認(rèn)為生物多樣性的破壞有人為因素嗎？ 只有保持生態(tài)系統(tǒng)較高的生物多樣性，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，而且往往作用巨樣性的破壞有人為因素，而且往往作用巨大。大。3 3、協(xié)調(diào)與平衡原理、協(xié)調(diào)與平衡原理-需要考慮環(huán)境承載力即環(huán)境容納量需要考慮環(huán)境承載力即環(huán)境容納量資料分析：資料分析：1 1、從協(xié)調(diào)與平衡原理出發(fā)，想一想，在我從協(xié)調(diào)與平衡原理出發(fā)，想一想，在我國西北地區(qū)進(jìn)行防護(hù)林建設(shè)時，應(yīng)

16、選擇哪些國西北地區(qū)進(jìn)行防護(hù)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)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？為應(yīng)該注意什么問題？ 西北畜牧養(yǎng)殖應(yīng)該注意牲畜數(shù)西北畜牧養(yǎng)殖應(yīng)該注意牲畜數(shù)量不能超過草地的承載量。針對公量不能超過草地的承載量。針對公共草地的過度放牧問題，應(yīng)該實行共草地的過度放牧問題，應(yīng)該實行草地承包，調(diào)動個人的管理積極性，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，可以在減少過度放牧現(xiàn)象；另外，可以在有條件的地方，人工種植牧草，增有條件的地方，人工種植牧草，增加牧草產(chǎn)量。加牧草產(chǎn)量。4 4、整體性原理整體性原理整體指社會整體指社會- -經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)- -自然復(fù)合成的巨大系統(tǒng)自然復(fù)合成的巨大系統(tǒng)5 5、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理（1 1）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（2 2）系統(tǒng)整體性原理）系統(tǒng)整體性原理思考與探究：思考與探究：3.?；~塘分布在我國長江三角洲、珠江三角洲?；~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。試分析桑基魚塘的