生態(tài)工程及其原理

1、高二生物選修三2016年4月18日 現(xiàn)代生物科技專題現(xiàn)代生物科技專題 生態(tài)工程生態(tài)工程 考綱要求考綱要求1 1、生態(tài)工程的實(shí)質(zhì)和基本原理、生態(tài)工程的實(shí)質(zhì)和基本原理2 2、生態(tài)工程的實(shí)例及應(yīng)用、生態(tài)工程的實(shí)例及應(yīng)用3 3、農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程運(yùn)用的原理、農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程運(yùn)用的原理及優(yōu)點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn) 夏收時(shí)節(jié)討論回答下列問題：（1 1）焚燒秸稈有哪些危害？）焚燒秸稈有哪些危害？（3 3）如何解決這一頑癥？）如何解決這一頑癥？（2 2）秸稈真的是廢棄物嗎？）秸稈真的是廢棄物嗎？ 隨著農(nóng)村種、養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展水平的提高，村莊污染問題卻越發(fā)突出，嚴(yán)重防礙了社會主義新農(nóng)村的建設(shè)進(jìn)程。目前農(nóng)村面臨的污染有哪些？

2、有無好的解決措施？目前農(nóng)村面臨的污染有哪些？有無好的解決措施？ 一、生態(tài)工程的概念 生態(tài)工程是指人類應(yīng)用生態(tài)工程是指人類應(yīng)用生態(tài)學(xué)、系統(tǒng)學(xué)生態(tài)學(xué)、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(jì)、等學(xué)科的基本原理和方法，通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)控和技術(shù)組裝，調(diào)控和技術(shù)組裝，修復(fù)或重建修復(fù)或重建已破壞的生態(tài)已破壞的生態(tài)環(huán)境，改善傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，并提高生態(tài)系環(huán)境，改善傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，達(dá)到統(tǒng)的生產(chǎn)力，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益會效益同步發(fā)展的工程體系。同步發(fā)展的工程體系。 二、生態(tài)工程的范圍 生態(tài)工程是人工設(shè)計(jì)和人為參與調(diào)控的：生態(tài)工程是人工設(shè)計(jì)和人為參與調(diào)控的

3、：一個(gè)生物群落一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)一個(gè)地域性生態(tài)空間 三、生態(tài)工程的目標(biāo)和特點(diǎn) 1、合理利用自然資源2、防治環(huán)境污染，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)3、實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的同步發(fā)展遵循物質(zhì)循環(huán)再生規(guī)律，充分發(fā)揮資源的潛力合理設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程和工藝，實(shí)現(xiàn)無廢料生產(chǎn)低消耗高效益可持續(xù) 四、生態(tài)工程的生態(tài)學(xué)原理 物質(zhì)循環(huán)再生原理核心：生態(tài)學(xué)中物質(zhì)循環(huán)物質(zhì)循環(huán)多級利用，實(shí)現(xiàn)無廢料生產(chǎn)。提高資源利用率。無廢棄物農(nóng)無廢棄物農(nóng)業(yè)業(yè)我國我國古代傳統(tǒng)農(nóng)古代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的輝煌成業(yè)的輝煌成就之一，是就之一，是生態(tài)工程最生態(tài)工程最早和最生動(dòng)早和最生動(dòng)的一種模式。的一種模式。物質(zhì)循環(huán)再生原理物質(zhì)循環(huán)再生原理 四、生態(tài)工程的生態(tài)學(xué)原理 適當(dāng)增加生物種

4、類，豐富生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，提高穩(wěn)定性。 物種多而繁雜的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的物種多而繁雜的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的抵抗力穩(wěn)定性抵抗力穩(wěn)定性。生物多樣性程度高，可以。生物多樣性程度高，可以為各類生物的生存提供多種機(jī)會和條件。為各類生物的生存提供多種機(jī)會和條件。眾多的生物通過眾多的生物通過食物鏈?zhǔn)澄镦滉P(guān)系互相依存，就關(guān)系互相依存，就可以在有限的資源條件下，可以在有限的資源條件下，產(chǎn)生或容納更產(chǎn)生或容納更多的生物量多的生物量，提高系統(tǒng)，提高系統(tǒng)生產(chǎn)力生產(chǎn)力。物種多樣性原理物種多樣性原理 核心：核心：物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性關(guān)系關(guān)系單一的樟子單一的樟子松林被松毛松林被松毛蟲害死蟲害死

5、食物鏈短而食物鏈短而單調(diào)，缺少單調(diào)，缺少松毛蟲、天松毛蟲、天牛的天敵。牛的天敵。生物多樣性很高的珊生物多樣性很高的珊瑚礁維持的很好瑚礁維持的很好 四、生態(tài)工程的生態(tài)學(xué)原理 協(xié)調(diào)與平衡原理生態(tài)系統(tǒng)中各生物的種類和數(shù)量適宜且協(xié)調(diào)（K值）協(xié)調(diào)與平衡原理生物氧化塘生物氧化塘利用氧化塘中的利用氧化塘中的藻類和細(xì)菌等對藻類和細(xì)菌等對污水中的有機(jī)廢污水中的有機(jī)廢水進(jìn)行生物處理，水進(jìn)行生物處理，細(xì)菌分解廢水中細(xì)菌分解廢水中的有機(jī)物產(chǎn)生無的有機(jī)物產(chǎn)生無機(jī)物供藻類利用，機(jī)物供藻類利用，藻類光合作用產(chǎn)藻類光合作用產(chǎn)生的氧氣又可供生的氧氣又可供細(xì)菌生長繁殖細(xì)菌生長繁殖 四、生態(tài)工程的系統(tǒng)學(xué)原理 生態(tài)工程的設(shè)計(jì)和實(shí)施，

6、都必需要考慮自然經(jīng)濟(jì)社會這一綜合系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)多贏。整體性原理為什么說農(nóng)林牧副漁一體化生態(tài)工程體現(xiàn)了整體性原理？ 四、生態(tài)工程的工程學(xué)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)，通過改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu)通過改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu)，達(dá)到改善系統(tǒng)功能達(dá)到改善系統(tǒng)功能的目的的目的 生態(tài)工程結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，調(diào)節(jié)功能完善，越穩(wěn)定，效率可能越高。1、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理（系統(tǒng)學(xué)核心）高效生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)高效生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)系統(tǒng)各組分間有適當(dāng)?shù)谋壤?，總體功能大于各部分之和。2、系統(tǒng)的整體性原理（工程學(xué)核心）系統(tǒng)各組分之間要有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系，只有這樣系統(tǒng)各組分之間要有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)

7、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，才能順利完成能量、物質(zhì)、信息等的轉(zhuǎn)換和流通，并且實(shí)現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果，即并且實(shí)現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果，即“1+12”1+12”。例如：珊瑚礁之所以能夠保持很高的系統(tǒng)生產(chǎn)力，得益例如：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于珊瑚蟲和藻類組成的高效的植物動(dòng)物營養(yǎng)循環(huán)。動(dòng)物營養(yǎng)循環(huán)。 豆科作物和固氮菌共生也是一例。豆科作物和固氮菌共生也是一例。物質(zhì)循環(huán)再生物質(zhì)循環(huán)再生物種多樣性物種多樣性整體性整體性 土壤中的無機(jī)物得不到補(bǔ)充，物質(zhì)循環(huán)遭受破土壤中的無機(jī)物得不到補(bǔ)充，物質(zhì)循環(huán)遭受破壞，土壤肥

8、力下降，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)受破壞壞，土壤肥力下降，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)受破壞C C 食物鏈長，生物數(shù)量達(dá)不到一定規(guī)食物鏈長，生物數(shù)量達(dá)不到一定規(guī)模，經(jīng)濟(jì)效益低下；模，經(jīng)濟(jì)效益低下； 營養(yǎng)級多，高層次營養(yǎng)級生物獲得營養(yǎng)級多，高層次營養(yǎng)級生物獲得能量少，生物數(shù)量少能量少，生物數(shù)量少. .C 五、生態(tài)工程的設(shè)計(jì) “相連加環(huán)”食物鏈，以促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)，發(fā)掘資源潛力，實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)。 利用系統(tǒng)內(nèi)各種生物的相互依存，相互制約特點(diǎn)，合理設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)無廢料生產(chǎn)，減少化肥農(nóng)藥的使用，以達(dá)到減少污染，凈化環(huán)境的作用。生態(tài)工程中通過食物鏈生態(tài)工程中通過食物鏈“相連相連”可以建立新的可以建立新的互利共生網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)物質(zhì)的良性循環(huán)互利共生網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)物質(zhì)的良性循環(huán)食物鏈?zhǔn)澄镦湣凹迎h(huán)加環(huán)”方法充分利用尚未利用的物質(zhì)方法充分利用尚未利用的物質(zhì)和能量，發(fā)揮生產(chǎn)潛力，提高生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)和能量，發(fā)揮生產(chǎn)潛力，提高生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益效益 以沼氣工程為中心，農(nóng)林牧副漁以沼氣工程為中心，農(nóng)林牧副漁全全面發(fā)展面發(fā)展，增加就業(yè)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，增加就業(yè)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，降降低環(huán)境污染低環(huán)境污