高二生物下冊《生態(tài)工程的基本原理》知識點

1/1高二生物下冊《生態(tài)工程的基本原理》知識點

生態(tài)工程的基本原理：

1、生態(tài)工程與生態(tài)經(jīng)濟

(1)生態(tài)工程建設的目的：遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。

(2)生態(tài)工程的特點：少消耗、多效益、可持續(xù)。

(3)生態(tài)經(jīng)濟：通過實行“循環(huán)經(jīng)濟”的原則，使一個系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物能夠成為本系統(tǒng)或另一個系統(tǒng)的生產(chǎn)原料，從而實現(xiàn)廢棄物的資源化。[實現(xiàn)手段：生態(tài)工程]

2、基本原理：

項目理論基礎意義實例

物質(zhì)循環(huán)再生原理物質(zhì)循環(huán)可避免環(huán)境污染及其對系統(tǒng)穩(wěn)定和發(fā)展的影響無廢棄物農(nóng)業(yè)

物種多樣性原理生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性生物多樣性程度高，可提高系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)的生產(chǎn)力“三北”防護林建設中的問題、珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性非常規(guī)

協(xié)調(diào)與平衡原理生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡生物數(shù)量不超過環(huán)境承載力,高中歷史，可避免系統(tǒng)的失衡和破壞太湖富營養(yǎng)化問題、過度放牧等

整體性原理社會、經(jīng)濟、自然構成復合系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關系，保障系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定林業(yè)建設中自然生態(tài)系統(tǒng)與社會、經(jīng)濟系統(tǒng)的關系問題

體統(tǒng)學和工程學原理系統(tǒng)的結構決定功能原理：分布式優(yōu)于集中式和環(huán)式改善和優(yōu)化系統(tǒng)的結構以改善功能?；~塘

系統(tǒng)整體性原理：整體大于部分保持系統(tǒng)很高的生產(chǎn)力珊瑚礁、藻類和珊瑚蟲的關系

3、特點

中國生態(tài)工程發(fā)展特點

中國與國外蓬勃發(fā)展的生態(tài)工程各有自己的特點，中國生態(tài)工程有獨特的理論和經(jīng)驗，中國生態(tài)工程所研究與處理的對象，不僅是自然或人為構造的生態(tài)系統(tǒng)，而更

生態(tài)工程

多的是社會-經(jīng)濟-自然復合生態(tài)系統(tǒng)，這一系統(tǒng)是以人的行為為主導，自然環(huán)境為依托，資源流動為命脈，社會體制為經(jīng)絡的半人工生態(tài)系統(tǒng)。其結構可以分成為3個主要集合。

生態(tài)工程構成

核心圈是人類社會，包括組織機構及管理、思想文化，科技教育和政策法令，是核心部分為生態(tài)核。另一層次是內(nèi)部環(huán)境圈，包括地理環(huán)境、生物環(huán)境和人工環(huán)境，是內(nèi)部介質(zhì)，稱為生態(tài)基。常具有一定的邊界和空間位置;第三圈是外部環(huán)境，稱為生態(tài)庫;包括物質(zhì)、能量和信息以及資金、人力等。

國外的生態(tài)工程發(fā)展特點

國外的生態(tài)工程研究與處理的對象一般是按照自然生態(tài)系統(tǒng)來對待。如各類湖泊、草原、森林等，在自然生態(tài)系統(tǒng)中加入或構造原本沒有人為結構，如水利設施與土壤改良等工程。西方生態(tài)工程的研究方法的貯備與應用，特別是定量化、數(shù)學模型化及其系統(tǒng)組分及機制的分析方面具有自己的特色。

4、含義

模擬自然生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)能量轉(zhuǎn)換原理并運用系統(tǒng)工程技術去分析、設計、規(guī)劃和調(diào)整人工生態(tài)系統(tǒng)的結構要素、工藝流程、信息反饋關系及控制機構，以獲得盡可能大的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的一門學科。它是建立在生物工藝、物理工藝及化學工藝基礎上的一門系統(tǒng)工藝學。

在生態(tài)系統(tǒng)演替過程中，有兩種基本功能在起著重要作用：一是通過生物或子系統(tǒng)間相互協(xié)調(diào)形成的合作共存、互補互惠的共生功能;另一個是以多層營養(yǎng)結構為基礎的物質(zhì)轉(zhuǎn)化、分解、富集和循環(huán)再生功能。這兩種功能的強弱決定了生態(tài)系統(tǒng)的興衰及其穩(wěn)定性。生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)過程中，通常包含復雜的物理作用、化學作用和生物作用;其中生物起著傳遞者、觸媒乃至建造者的作用。生物在長期演化和適應過程中，不僅建立了相互依賴和制約的食物鏈聯(lián)系，而且由于生活習性的演化形成了明確的分工，分級利用自然提供各種資源。正是由于這種原因，有限的空間內(nèi)才能養(yǎng)育如此眾多的生物種類，并可保持

生態(tài)工程

相對穩(wěn)定狀態(tài)和物質(zhì)的持續(xù)利用。把自然生態(tài)系統(tǒng)中這種高經(jīng)濟效能的結構原理應用到人工生態(tài)系統(tǒng)中，設計和改造工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工藝結構，促進系統(tǒng)組分間的再生和共生關系，疏通物質(zhì)能量流通渠道，開拓資源利用的深度及廣度，減少對外部“源”和“匯”的依賴性，促進環(huán)境和經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，是生態(tài)工程的基本目標。近年來，我國城鄉(xiāng)建設中出現(xiàn)了各種不同類型的生態(tài)工程雛形，如：

①物質(zhì)能量的多層利用工程

模擬不同種類生物群落的共生關系，包含分級利用和各取所需的生物結構，如利用秸稈生產(chǎn)食用菌和蚯蚓生態(tài)工程設計。秸稈經(jīng)過糖化過程制成家畜喜食的飼料，再用家畜排泄物及殘渣來培養(yǎng)食用菌;生產(chǎn)食用菌后的殘余菌床又可用以繁殖蚯蚓,或與無毒有機廢物及生活污水混合以生產(chǎn)沼氣;最后把利用后的殘物返回農(nóng)田，這樣就可以分級地充分利用其中的能量。這種分級利用的工藝不但可生產(chǎn)食用菌和蚯蚓及沼氣，還可以充分發(fā)揮秸稈的肥效。

②桑基魚塘的水陸交互補償工程

?；~塘(或蔗基魚塘)是中國廣東農(nóng)家行之有效的多目標生產(chǎn)措施。桑樹通過光合作用生成有機物質(zhì)桑葉，桑葉飼蠶，生產(chǎn)出蠶蛹及蠶絲(加工工藝中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化)，桑樹的脫落物蠶沙施用到魚塘,經(jīng)過魚塘內(nèi)另一食物鏈過程,轉(zhuǎn)化為魚。魚的排泄物及其未被利用的有機物沉積于塘底，經(jīng)底棲生物分解后可成為桑樹的肥料，返回?；?。這種交互補償水陸物質(zhì)的方式,廣泛適用于沼澤及低濕地區(qū)(見圖)。生態(tài)工程

③工業(yè)城市廢物再生利用工程

工廠排出的.余熱，燃料釋放的二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物以及某些加工工業(yè)廢液中的重金屬，是廣泛存在的污染環(huán)境的污染物?；厥蘸蛢艋祟愇镔|(zhì)，是城市建設及工業(yè)建設必須重視的社會問題。利用工廠余熱(包括氣熱及水熱)作為冬季住房的熱源，已在許多城市實行。如能根據(jù)熱系數(shù)，在工廠附近建造不同溫梯度的溫室，便可利用余熱培植各種作物;作物的一部分制成飼料，飼養(yǎng)禽畜;禽畜排泄物施于農(nóng)田或園林。而環(huán)境中林木還可吸收工廠燃料所產(chǎn)生的二氧化碳以及其他一些氣態(tài)的及存在空中懸浮的廢物。這種兼顧生產(chǎn)和環(huán)境保護的工藝，當做到基本不排污時，稱為無污染工藝;若干這種工藝所構成的工程體系，稱為無污染工程。另外，不少種陸生和水生生物可以吸附和富集某些微量金屬物質(zhì)，因而可以用作回收某種微量元素的活介質(zhì)。

④區(qū)域污水多功能的自凈系統(tǒng)

在結構復雜的自然生態(tài)系統(tǒng)中，往往同時在進行物質(zhì)的富集與擴散、合成與分解、頡頏與加成等多種調(diào)控過程。在正常情況下，自然生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部不易出現(xiàn)由于某種物質(zhì)過度積累而造成的死亡，這是由于系統(tǒng)內(nèi)具備自我解毒的機制(微生物)和解毒

生態(tài)工程

工藝過程(物理的、化學的作用過程)。即使由于某種物質(zhì)積累破壞了系統(tǒng)的原來結構，也會出現(xiàn)適應新情況的生物更新。模似這種復雜功能的工藝體系是今后解決和防止工業(yè)污染以及實現(xiàn)廢水資源化的有效途徑，是系統(tǒng)生態(tài)原理在環(huán)境保護中的應用，這種生態(tài)工程包括相互交錯的食物鏈及三個方向的物質(zhì)流與能流以及不同性質(zhì)的輸入與輸出。

⑤多功能的農(nóng)工商聯(lián)合生產(chǎn)體系

把生態(tài)系統(tǒng)通過一定的網(wǎng)絡結構和自調(diào)節(jié)功能而實現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)不已和生物生生不息的原理，應用到以農(nóng)產(chǎn)品為原料的加工工業(yè)中，使農(nóng)工業(yè)產(chǎn)品(包括副產(chǎn)品)在農(nóng)工商發(fā)展中相互補償