51生態(tài)工程的基本原理

1、干裂的土地，赤紅的荒山干裂的土地，赤紅的荒山,幼苗的上方幼苗的上方是蔚藍(lán)的地球是蔚藍(lán)的地球本專題題圖寓意：本專題題圖寓意： 干裂的土地，赤紅的荒山，意味著不斷惡干裂的土地，赤紅的荒山，意味著不斷惡化的化的 ，幼苗的上方是蔚藍(lán)的地球，幼苗的上方是蔚藍(lán)的地球，地球似乎化作一滴甘露，滋潤著大地；幼地球似乎化作一滴甘露，滋潤著大地；幼苗又可寓意為苗又可寓意為 工程，雖然柔弱，卻工程，雖然柔弱，卻頑強地支撐著地球；地球和幼苗組合和諧，頑強地支撐著地球；地球和幼苗組合和諧，象征著希望。象征著希望。生態(tài)環(huán)境生態(tài)環(huán)境生態(tài)生態(tài)生態(tài)工程的概念：生態(tài)工程的概念： 人類應(yīng)用生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科的基本原人類應(yīng)用生態(tài)學(xué)和

2、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，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。促進人類社會和自然環(huán)境和諧發(fā)展。科技探索之路歸納科技探索之路歸納 1經(jīng)濟的不當(dāng)發(fā)展對環(huán)境的破壞 2解決經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境問題的根本原則是循環(huán)經(jīng)濟 3實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟的重要手段之一是生態(tài)工程 5.1 生態(tài)工程的基本原理生態(tài)工程的基本原理 一、教學(xué)目標(biāo)：一、教學(xué)目標(biāo)：

3、 1.簡述生態(tài)工程興起的原因。簡述生態(tài)工程興起的原因。 2.簡述生態(tài)工程的基本原理。簡述生態(tài)工程的基本原理。 3.舉例說出生態(tài)工程建設(shè)的實例。舉例說出生態(tài)工程建設(shè)的實例。 二、教學(xué)重點與難點：二、教學(xué)重點與難點： 1.生態(tài)工程的基本原理。生態(tài)工程的基本原理。 2.生態(tài)工程的系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理。生態(tài)工程的系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理。討論：討論：生態(tài)工程建設(shè)的目的是什么？生態(tài)工程建設(shè)的目的是什么？遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律,充分發(fā)揮資源的充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力生產(chǎn)潛力,防止環(huán)境污染防止環(huán)境污染,達(dá)到經(jīng)濟效益和生態(tài)達(dá)到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展效益的同步發(fā)展.【“關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)關(guān)注

4、生態(tài)工程建設(shè)”資料資料分析分析1】 資料分析資料分析1-長江洪水長江洪水 1.導(dǎo)致導(dǎo)致1998年長江洪水泛濫的主要原因是什年長江洪水泛濫的主要原因是什么？么？ 根本原因：根本原因： 長江上游亂砍濫伐森林，水源涵養(yǎng)和水土保持長江上游亂砍濫伐森林，水源涵養(yǎng)和水土保持功能急劇降低，造成大量泥沙淤積河道；中游功能急劇降低，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。泊面積急劇減少。 直接原因：直接原因： 1998年度的罕見降雨。但這也與全球溫室氣年度的罕見降雨。但這也與全球溫室氣體排放量增加而導(dǎo)致的溫度升高、氣候異常有體排放

5、量增加而導(dǎo)致的溫度升高、氣候異常有關(guān)。關(guān)。 2.洪災(zāi)的發(fā)生反映出經(jīng)濟發(fā)展模式存在洪災(zāi)的發(fā)生反映出經(jīng)濟發(fā)展模式存在什么問題？什么問題？ 傳統(tǒng)的經(jīng)濟發(fā)展模式不注重生態(tài)環(huán)境的傳統(tǒng)的經(jīng)濟發(fā)展模式不注重生態(tài)環(huán)境的保護，沒有考慮生態(tài)成本，經(jīng)濟的發(fā)展保護，沒有考慮生態(tài)成本，經(jīng)濟的發(fā)展以巨大的生態(tài)環(huán)境破壞為代價。以巨大的生態(tài)環(huán)境破壞為代價。2經(jīng)濟的不當(dāng)發(fā)展對環(huán)境的破經(jīng)濟的不當(dāng)發(fā)展對環(huán)境的破壞實例壞實例 （1）石油農(nóng)業(yè)）石油農(nóng)業(yè)” ？ “石油農(nóng)業(yè)石油農(nóng)業(yè)”大量使用化肥、農(nóng)藥和機械的生產(chǎn)方式，大量使用化肥、農(nóng)藥和機械的生產(chǎn)方式，因?qū)κ偷饶茉从懈叨鹊囊蕾囆远妹?。因?qū)κ偷饶茉从懈叨鹊囊蕾囆远妹?理解：理解：

6、a它把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)這一復(fù)雜的生物過程，變成了簡單的機械過程和它把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)這一復(fù)雜的生物過程，變成了簡單的機械過程和化學(xué)過程?；瘜W(xué)過程。b優(yōu)點優(yōu)點:由于其投入高，產(chǎn)出也高，對糧食安全保障和提高人民生由于其投入高，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，活水平起到了巨大的作用，c缺點：它所產(chǎn)生的廢棄物和有害物質(zhì)的數(shù)量很龐大，大大削弱缺點：它所產(chǎn)生的廢棄物和有害物質(zhì)的數(shù)量很龐大，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)力，并造成日益嚴(yán)重的農(nóng)產(chǎn)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)境污染等問題。品污染和環(huán)境污染等問題。2農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動對人體健康以及環(huán)境造農(nóng)業(yè)生

7、產(chǎn)活動對人體健康以及環(huán)境造成危害的實例成危害的實例 世界上影響較大的有藍(lán)嬰病。世界上影響較大的有藍(lán)嬰病。 1973年，美國內(nèi)布拉斯加州首次出現(xiàn)幼兒高年，美國內(nèi)布拉斯加州首次出現(xiàn)幼兒高鐵血紅蛋白癥（藍(lán)嬰?。ｈF血紅蛋白癥（藍(lán)嬰?。?。 其原因是飲用水中硝酸鹽含量超過其原因是飲用水中硝酸鹽含量超過10 mg/L，這時過多的硝酸鹽會與紅細(xì)胞中的血色素結(jié)合，這時過多的硝酸鹽會與紅細(xì)胞中的血色素結(jié)合，形成高鐵血紅蛋白。高鐵血紅蛋白不能為細(xì)胞形成高鐵血紅蛋白。高鐵血紅蛋白不能為細(xì)胞和組織運輸足夠的氧。患兒的臨床癥狀是在口、和組織運輸足夠的氧?；純旱呐R床癥狀是在口、手或腳等部位出現(xiàn)時斷時續(xù)的藍(lán)色或淡紫色，手或

8、腳等部位出現(xiàn)時斷時續(xù)的藍(lán)色或淡紫色，呼吸困難、腹瀉、嘔吐、抽搐，嚴(yán)重的會失去呼吸困難、腹瀉、嘔吐、抽搐，嚴(yán)重的會失去知覺，甚至死亡。知覺，甚至死亡。什么是污染物？什么是污染物？ 污染物是放錯地方的資源污染物是放錯地方的資源 對環(huán)境造成危害的污染物，采用一定的措對環(huán)境造成危害的污染物，采用一定的措施和技術(shù)，就能夠進行回收和循環(huán)利用，施和技術(shù)，就能夠進行回收和循環(huán)利用，這樣不但能夠減少環(huán)境污染，而且提高了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，減少了資源的浪費。例資源的利用效率，減少了資源的浪費。例如，對廢污水中的重金屬或氮、磷等養(yǎng)分如，對廢污水中的重金屬或氮、磷等養(yǎng)分就可以進行回收再

9、利用。因此說污染物是就可以進行回收再利用。因此說污染物是放錯了地方?jīng)]有被利用的資源。放錯了地方?jīng)]有被利用的資源。 石油農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)模式應(yīng)當(dāng)怎樣石油農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)模式應(yīng)當(dāng)怎樣改進改進 (1)一方面要不斷提高土地的產(chǎn)出水平；一方面要不斷提高土地的產(chǎn)出水平； (2)另一方面要減少農(nóng)業(yè)活動對環(huán)境的污另一方面要減少農(nóng)業(yè)活動對環(huán)境的污染，促進社會的可持續(xù)發(fā)展。染，促進社會的可持續(xù)發(fā)展。 實施的具體措施包括：可以根據(jù)田間作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、低殘留物的需要適量施用高效、低毒、低殘留的農(nóng)藥，多施有機肥，提高作物對水、的農(nóng)藥，多施有機肥，提高作物對水、肥等資源的利用效率，對作

10、物秸稈和畜肥等資源的利用效率，對作物秸稈和畜禽糞便進行再利用，實現(xiàn)物質(zhì)的多級利禽糞便進行再利用，實現(xiàn)物質(zhì)的多級利用，等等。用，等等。 物質(zhì)循環(huán)再生原理：物質(zhì)循環(huán)再生原理： 1.基本內(nèi)容：基本內(nèi)容： 2.類型：水循環(huán)、氣體型循環(huán)、沉積型循環(huán)類型：水循環(huán)、氣體型循環(huán)、沉積型循環(huán) 1）水循環(huán)線路：）水循環(huán)線路：地球表面地球表面蒸發(fā)蒸發(fā)大氣圈大氣圈 降水降水地球表面地球表面2 2）氣體型循環(huán)包括氮、碳、氧等元素的循環(huán)。物質(zhì)）氣體型循環(huán)包括氮、碳、氧等元素的循環(huán)。物質(zhì)的主要儲存庫是大氣和海洋，具有明顯的全球性，的主要儲存庫是大氣和海洋，具有明顯的全球性，循環(huán)性能最為完善。循環(huán)性能最為完善。3 3）沉積型

11、循環(huán)包括）沉積型循環(huán)包括P P、S S、K K、NaNa、MgMg、FeFe、I I2 2、CuCu等物質(zhì)的循環(huán)，其儲存庫主要是巖石、沉積物、土壤等物質(zhì)的循環(huán)，其儲存庫主要是巖石、沉積物、土壤 等，主要通過巖石的風(fēng)化和沉積物的分解，等，主要通過巖石的風(fēng)化和沉積物的分解， 轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢员簧锢玫臓I養(yǎng)物質(zhì)，轉(zhuǎn)化速率轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢员簧锢玫臓I養(yǎng)物質(zhì)，轉(zhuǎn)化速率 緩慢。緩慢。實例：我國古代“無廢棄物農(nóng)業(yè) 物質(zhì)循環(huán)再生原理物質(zhì)循環(huán)再生原理:要求我們在生態(tài)工程要求我們在生態(tài)工程設(shè)計和建設(shè)是要使大多的物質(zhì)循環(huán)再生設(shè)計和建設(shè)是要使大多的物質(zhì)循環(huán)再生,以減少污染以減少污染二物種多樣性原理二物種多樣性原理抵抗力穩(wěn)定性

12、：抵抗力穩(wěn)定性：生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾使自身結(jié)生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾使自身結(jié)構(gòu)功能維持原狀的能力。構(gòu)功能維持原狀的能力。 生態(tài)系統(tǒng)的成分越單純，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越簡單，生態(tài)系統(tǒng)的成分越單純，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越簡單，自動調(diào)節(jié)能力就越小，抵抗力就越低；反之，抵自動調(diào)節(jié)能力就越小，抵抗力就越低；反之，抵抗力就越高?？沽驮礁摺Ｎ锓N多，復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性高物種多，復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性高抵抗力很強抵抗力很強抵抗力較弱抵抗力較弱 物種多樣性原理物種多樣性原理:要求我們在生態(tài)工程設(shè)要求我們在生態(tài)工程設(shè)計和建設(shè)過程中增加物種多樣性，提高計和建設(shè)過程中增加物種多樣性，提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性,以保持生態(tài)平衡以保持

13、生態(tài)平衡協(xié)調(diào)與平衡原理協(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)境承載力:環(huán)境所能養(yǎng)活的生物種群的數(shù)量。 協(xié)調(diào)協(xié)調(diào)-主要是主要是生物與環(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)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)載能力要平衡整體性原理整體性原理 整體性原理的理論 :是指我們在生態(tài)工程我們在生態(tài)工程設(shè)計和建設(shè)時要考慮設(shè)計和建設(shè)時要考慮自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律還需要考慮考慮經(jīng)濟和社會系統(tǒng)的影響 三者結(jié)合才能在生態(tài)工程設(shè)計和建設(shè)中生態(tài)工程設(shè)計和建設(shè)中取得成果取得成果系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能的原理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能的原理: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),通過通過改變和優(yōu)化結(jié)