生態(tài)工程的基本原理

5.1生態(tài)工程的基本原理當(dāng)人類第一次離開地球，在太空遙望自己的家鄉(xiāng)時(shí)，人們這才驚訝地發(fā)現(xiàn)，在目前已知的宇宙星體中，唯有我們?nèi)祟惖募覉@——地球，才是一顆蔚藍(lán)色的星球。地球，孕育了人類的生命！20世紀(jì)末世界人口突破了60億，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，人類活動(dòng)遍布地球的每個(gè)角落，地球上已經(jīng)難以找到一個(gè)沒(méi)有受到人類影響的地方，原始的生態(tài)系統(tǒng)幾乎喪失，全球生態(tài)環(huán)境危機(jī)不斷激化。一、全球氣候變化當(dāng)前全球性生態(tài)環(huán)境問(wèn)題凸顯二、水資源短缺三、臭氧層破壞四、酸雨五、土地荒漠化六、海洋污染七、生物多樣性銳減知識(shí)鏈接厄爾尼諾現(xiàn)象厄爾尼諾現(xiàn)象是太平洋赤道帶大范圍內(nèi)海洋和大氣相互作用后失去平衡而產(chǎn)生的一種氣候現(xiàn)象。當(dāng)這種現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，海水水位上漲，水溫升高，導(dǎo)致太平洋沿岸地區(qū)出現(xiàn)干旱及洪澇等自然災(zāi)害，甚至造成全球氣候反常。

溫室效應(yīng)

CO2等溫室氣體的大量排放，引起全球氣候變暖，導(dǎo)致極地的冰雪和高山冰川融化，海平面上升等。

水資源短缺

地球表面的70%被水覆蓋，但淡水資源僅占所有水資源的2.5%，可為人類直接利用的淡水只占所有淡水資源的1%。隨著工業(yè)污染和生活污水的排放，水資源的短缺已經(jīng)成為擺放在人類面前的刻不容緩的問(wèn)題。

黃河斷流

臭氧層破壞

氟利昂等物質(zhì)的大量排放，引起臭氧層破壞，導(dǎo)致地球上的紫外線輻射增強(qiáng)，人類的皮膚癌和白內(nèi)障患病率上升，植物的光合作用受到抑制等。

酸雨

酸雨是指PH值小于5.6的酸性降雨。酸雨對(duì)環(huán)境有多方面的危害：使水域和土壤酸化，損害農(nóng)作物和林木的生長(zhǎng)，危害漁業(yè)生產(chǎn)；酸雨還腐蝕建筑物、工廠設(shè)備和文化古跡，同時(shí)也危害人類健康。

土地荒漠化

土地荒漠化簡(jiǎn)單地說(shuō)就是指土地退化，也叫“沙漠化”?；哪闹饕绊懯峭恋厣a(chǎn)力的下降和隨之而來(lái)的農(nóng)牧業(yè)減產(chǎn)，相應(yīng)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失和一系列社會(huì)惡果，如沙塵暴等。

海洋污染染各種污染染物通過(guò)過(guò)河流和和空氣進(jìn)進(jìn)入海洋洋，以及及海洋運(yùn)運(yùn)輸時(shí)的的石油泄泄露和傾傾倒等造造成海洋洋污染。。生物多樣樣性銳減減由于環(huán)境境污染,人們對(duì)資資源不合合理的開開發(fā)利用用,破壞了生生物生存存的環(huán)境境,導(dǎo)致許多多生物瀕瀕臨滅絕絕。地球母親親需要我我們的細(xì)細(xì)心呵護(hù)護(hù)！生態(tài)工程程是指人類類應(yīng)用生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科的的基本原原理和方方法，通通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)、調(diào)控控和技術(shù)術(shù)組裝，對(duì)已被被破壞的的生態(tài)環(huán)環(huán)境進(jìn)行行修復(fù)、、重建，，對(duì)造成成環(huán)境污污染和破破壞的傳傳統(tǒng)生產(chǎn)產(chǎn)方式進(jìn)進(jìn)行改善善，并提提高生態(tài)態(tài)系統(tǒng)的的生產(chǎn)力力，從而而促進(jìn)人類社會(huì)會(huì)和自然然環(huán)境的和諧發(fā)發(fā)展。生態(tài)工程程概念突突破理論基礎(chǔ)礎(chǔ)生態(tài)學(xué)和和系統(tǒng)學(xué)學(xué)技術(shù)手段段通過(guò)系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計(jì)、、調(diào)控和和技術(shù)組組裝操作過(guò)程程對(duì)已被破破壞的生生態(tài)環(huán)境境進(jìn)行修復(fù)復(fù)、重建，，對(duì)造成成環(huán)境污污染和破破壞的傳傳統(tǒng)生產(chǎn)產(chǎn)方式進(jìn)行改善善，并提高生態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)的生產(chǎn)產(chǎn)力最終目的的促進(jìn)人類類社會(huì)和和自然環(huán)環(huán)境的和和諧發(fā)展展【學(xué)習(xí)目目標(biāo)】1.說(shuō)出出生態(tài)工工程的概概念及原原理，能能夠舉例例說(shuō)出各各原理的的內(nèi)容，，并分析析生態(tài)環(huán)環(huán)境問(wèn)題題及解決決對(duì)策；；2.嘗試試運(yùn)用生生態(tài)工程程原理；；3.關(guān)注注生態(tài)工工程的建建設(shè)。難點(diǎn)預(yù)測(cè)測(cè)：生態(tài)態(tài)工程的的系統(tǒng)學(xué)學(xué)和工程程學(xué)原理理【通讀教材材】（5min）閱讀教材材，并記記憶生態(tài)態(tài)工程的的基本原原理。資料分析析資料1：：1998年夏季季，長(zhǎng)江江流域經(jīng)經(jīng)歷了自自1954年以以來(lái)的最最大洪災(zāi)災(zāi)。加上上其他地地區(qū)水災(zāi)災(zāi)，1998年年全國(guó)受受災(zāi)人數(shù)數(shù)上億，，近500萬(wàn)所所房屋倒倒塌，2000多萬(wàn)公公頃的土土地被淹淹，直接接經(jīng)濟(jì)損損失達(dá)1600多億元元人民幣幣。討論:1.導(dǎo)致致1998年長(zhǎng)長(zhǎng)江洪水水泛濫的的主要原原因是什什么？根本原因因：長(zhǎng)江上上游亂砍砍濫伐森森林，水水源涵養(yǎng)養(yǎng)和水土土保持功功能急劇劇降低，，造成大大量泥沙沙淤積河河道；中中游圍湖湖造田、、亂占河河道，造造成具有有蓄洪作作用的湖湖泊面積積急劇減減少。直接原因因：1998年度度的罕見見降雨。。但這也也與全球球溫室氣氣體排放放量增加加而導(dǎo)致致的溫度度升高、、氣候異異常有關(guān)關(guān)。2.洪災(zāi)災(zāi)的發(fā)生生反映出出經(jīng)濟(jì)發(fā)發(fā)展模式式存在什什么問(wèn)題題？傳統(tǒng)的經(jīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展展模式不注重生生態(tài)環(huán)境境的保護(hù)護(hù)，沒(méi)有考考慮生態(tài)態(tài)成本，，經(jīng)濟(jì)的的發(fā)展以以巨大的的生態(tài)環(huán)環(huán)境破壞壞為代價(jià)價(jià)。傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)模式：：毀壞水、大氣氣、土壤壤和生物物資源，消耗地地球贈(zèng)給給我們的的自然資本本，并造成成環(huán)境污污染。生態(tài)經(jīng)濟(jì)濟(jì)：主要是通通過(guò)實(shí)行行“循環(huán)經(jīng)經(jīng)濟(jì)”的原則，，使一個(gè)個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)產(chǎn)出的污污染物，，能夠成成為本系系統(tǒng)或者者另一個(gè)個(gè)系統(tǒng)的的生產(chǎn)原原料，從從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)廢棄物物的資源化，而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)經(jīng)濟(jì)最重重要的手手段之一一就是生態(tài)工程程。為了可持持續(xù)發(fā)展展，走生生態(tài)經(jīng)濟(jì)濟(jì)之路。。生態(tài)工程程是人類類學(xué)習(xí)自自然生態(tài)態(tài)系統(tǒng)““智慧””的結(jié)晶晶，是生生態(tài)學(xué)、、工程學(xué)學(xué)、系統(tǒng)統(tǒng)學(xué)、經(jīng)經(jīng)濟(jì)學(xué)等等學(xué)科交交叉而產(chǎn)產(chǎn)生的新新興學(xué)科科。生態(tài)工程主主要由生物物種群、生生物群落和和生態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)構(gòu)成。生生態(tài)工程的的構(gòu)建和運(yùn)運(yùn)行主要依依據(jù)是生態(tài)學(xué)的基本原理理。生態(tài)工程所所遵循的基基本原理1、物質(zhì)循環(huán)環(huán)再生原理理2、物種多樣樣性原理3、協(xié)調(diào)與平平衡的原理理4、整體性原原理5、系統(tǒng)學(xué)和和工程學(xué)原原理生態(tài)工程所所遵循的基基本原理1、物質(zhì)循循環(huán)再生原原理地球以有限限的空間和和資源，長(zhǎng)長(zhǎng)久維持著著眾多生物物的生存、、繁衍和發(fā)發(fā)展，奧秘秘就在于物質(zhì)能夠在在各類生態(tài)態(tài)系統(tǒng)中，進(jìn)行區(qū)域小小循環(huán)和全全球地質(zhì)大大循環(huán)，循環(huán)往復(fù)，分層分級(jí)利利用，從而達(dá)到到取之不盡盡，用之不不竭的效果果。理論基礎(chǔ):物質(zhì)循環(huán)環(huán)物質(zhì)循環(huán)再再生原理無(wú)廢棄物農(nóng)農(nóng)業(yè)----通過(guò)積積極種植能能夠固氮的的豆科作物物，以及收收集一切可可能的有機(jī)機(jī)物質(zhì)，包包括人畜糞糞便、枯枝枝落葉、殘殘羹剩飯、、河泥、炕炕土、老墻墻土以及農(nóng)農(nóng)產(chǎn)品加工工過(guò)程中的的廢棄物等等，采用堆肥和漚漚肥等多種種方式，把把它們轉(zhuǎn)變變?yōu)橛袡C(jī)肥肥料，施用用到農(nóng)田中中，改善了了土壤結(jié)構(gòu)構(gòu)；培育了了土壤微生生物；實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了土壤養(yǎng)養(yǎng)分如氮、、磷、鉀及及微量元素素的循環(huán)利利用。2、物種多多樣性原理理單一的樟子子松林被松松毛蟲害死死食物鏈短而而單調(diào)，缺缺少松毛蟲蟲、天牛的的天敵。理論基礎(chǔ)：：生態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)的穩(wěn)定性性生物多樣性性很高的珊珊瑚礁維持持的很好3、協(xié)調(diào)與與平衡原理理由于周邊城城市、工業(yè)業(yè)和農(nóng)田的的排水中氮氮、磷的濃濃度較高，，使太湖水水體中的水水葫蘆和藻藻類瘋長(zhǎng)理論基礎(chǔ)：：生物與環(huán)環(huán)境的協(xié)調(diào)調(diào)與平衡西北地區(qū)年年降雨量450nm，只適宜宜種植灌木木和草的地地區(qū)，卻被被硬性規(guī)定定種植屬于于喬木的楊楊樹，“楊楊家將”因因?yàn)椴贿m應(yīng)應(yīng)長(zhǎng)成了““小老頭““防護(hù)林變變成了殘敗敗的”灰色色長(zhǎng)城“提示：抗寒、耐旱旱，適應(yīng)性性強(qiáng)的沙棘棘，耐鹽堿堿力較強(qiáng)的的沙棗等植植物。P111資資料分析問(wèn)問(wèn)題討論從協(xié)調(diào)與平平衡原理出出發(fā)，想一一想，在我我國(guó)西北地地區(qū)進(jìn)行防防護(hù)林建設(shè)設(shè)時(shí)，應(yīng)選選擇哪些特特征的樹種種？如果在在該地區(qū)發(fā)發(fā)展畜牧養(yǎng)養(yǎng)殖業(yè)，你你認(rèn)為應(yīng)該該注意什么么問(wèn)題？提示：西北畜牧養(yǎng)養(yǎng)殖應(yīng)該注注意牲畜數(shù)量不不能超過(guò)草草地的承載載量。針對(duì)公共共草地的過(guò)過(guò)度放牧問(wèn)問(wèn)題，應(yīng)該該實(shí)行草地承包，，調(diào)動(dòng)個(gè)人人的管理積積極性，減減少過(guò)度放放牧現(xiàn)象；另外外，可以在在有條件的的地方，人工種植牧牧草，增加加牧草產(chǎn)量量。處理好生物物與環(huán)境的的協(xié)調(diào)與平平衡，需要要考慮環(huán)境承載力力。環(huán)境承載力力又稱環(huán)境境容納量是指某種環(huán)環(huán)境所能養(yǎng)養(yǎng)活的生物物種群的數(shù)數(shù)量。4、整體性性原理進(jìn)行生態(tài)工工程建設(shè)時(shí)時(shí)，不但要要考慮到自然生態(tài)系系統(tǒng)的規(guī)律，更更重要的是是，要考慮慮到經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等系統(tǒng)的影響響力。人類處在一一個(gè)社會(huì)、、經(jīng)濟(jì)、自自然復(fù)合而而成的系統(tǒng)統(tǒng)中。例：林業(yè)工工程建設(shè)中中的問(wèn)題理論基礎(chǔ)：：社會(huì)、經(jīng)經(jīng)濟(jì)、自然然復(fù)合系統(tǒng)統(tǒng)5、系統(tǒng)學(xué)學(xué)和工程學(xué)學(xué)原理⑴系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)決定功能能原理生態(tài)工程需需要考慮系系統(tǒng)內(nèi)部不不同組分之之間的結(jié)構(gòu)構(gòu)，通過(guò)改變和和優(yōu)化結(jié)構(gòu)構(gòu)，達(dá)到改善系系統(tǒng)功能的目的。⑵系統(tǒng)整體性性原理系統(tǒng)各組分分之間要在在適當(dāng)?shù)谋缺壤P(guān)系，，只有這樣樣才能順利利完成能量量、物質(zhì)、、信息等的的轉(zhuǎn)換和流流通，并且且實(shí)現(xiàn)總體體功能大于于各部分之之和的效果果，即“1+1>2”。理論