人教版教學課件5.1生態(tài)工程的基本原理

1、專題五 生態(tài)工程,你覺得本專題題圖有什么寓意?,干裂的土地，赤紅的荒山，意味著不斷惡化的 ，幼苗的上方是蔚藍的地球，地球似乎化作一滴甘露，滋潤著大地；幼苗又可寓意為 工程，雖然柔弱，卻頑強地支撐著地球；地球和幼苗組合和諧，象征著希望。,生態(tài)環(huán)境,生態(tài),生態(tài)工程的概念：,人類應(yīng)用 等學科的基本原理和方法，通過 ，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)方式進行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，從而,生態(tài)學和系統(tǒng)學,設(shè)計、系統(tǒng)調(diào)控和技術(shù)組裝,促進人類社會和自然環(huán)境和諧發(fā)展,注意：,1.學科知識： ； 2.技術(shù)手段： ； 3.最終目的： 。,生態(tài)學和系統(tǒng)學,系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)控和技術(shù)組

2、裝,促進人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展,第一節(jié) 生態(tài)工程的基本原理,生態(tài)工程建設(shè)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。,與傳統(tǒng)的工程相比，生態(tài)工程是一類少消耗、多效益、可持續(xù)的工程體系。,（一）關(guān)注生態(tài)工程建設(shè),資料分析一,98洪水,（一）關(guān)注生態(tài)工程建設(shè),1.導(dǎo)致1998年長江洪水泛濫的主要原因是什么？,2.洪災(zāi)的發(fā)生反映出經(jīng)濟發(fā)展模式存在什么問題？,討論:,根本原因：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。,1.導(dǎo)致1998年長江

3、洪水泛濫的主要原因是什么？,直接原因：1998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、氣候異常有關(guān)。,2.洪災(zāi)的發(fā)生反映出經(jīng)濟發(fā)展模式存在什么問題？,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。,（一）關(guān)注生態(tài)工程建設(shè),大量使用化肥、農(nóng)藥和機械的生產(chǎn)方式，對石油等能源有高度的依賴性。 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)：復(fù)雜的生物過程簡單的機械和化學過程。 投入高，產(chǎn)出也高； 產(chǎn)生的廢棄物和有害物質(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)力，并造成日益嚴重的農(nóng)產(chǎn)品污染和環(huán)境污染等問題。,1.你對“石油農(nóng)業(yè)”是如何理解的？,2.“

4、石油農(nóng)業(yè)”的生產(chǎn)模式應(yīng)當怎樣改進？,大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè),3. 你能舉出一些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動對人體健康以及環(huán)境造成危害的實例嗎？,除日常生活中能夠發(fā)現(xiàn)的實例外，農(nóng)業(yè)活動對環(huán)境和人類健康造成危害的實例中，世界上影響較大的有藍嬰病。1973年，美國內(nèi)布拉斯加州首次出現(xiàn)幼兒高鐵血紅蛋白癥（藍嬰?。?。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胞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)的藍色或淡紫色，呼吸困難、腹瀉、嘔吐、抽搐，嚴重的會失去知覺，甚至死亡。硝酸鹽來源于點源污染，如下水道、畜禽養(yǎng)殖場等，或

5、非點源污染，如對農(nóng)田、公園、草地等的施肥。,4.如何理解“污染物是放錯地方的資源”這句話？,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，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利用。因此說污染物是放錯了地方?jīng)]有被利用的資源。,傳統(tǒng)經(jīng)濟模式：毀壞水、大氣、土壤和生物資源，消耗地球贈給我們的自然資本，并造成環(huán)境污染。,為了可持續(xù)發(fā)展，經(jīng)濟發(fā)展必須符合生態(tài)學規(guī)律，改變“人類能征服自然”的原則，走生態(tài)經(jīng)濟之路。,資料一、資料二說明：,生態(tài)經(jīng)濟： 主要是通過實行“循環(huán)經(jīng)濟”的原則，使一個系統(tǒng)產(chǎn)

6、出的污染物，能夠成為本系統(tǒng)或者另一個系統(tǒng)的生產(chǎn)原料，從而實現(xiàn)廢棄物的資源化， 而實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟最重要的手段之一就是生態(tài)工程。,二、生態(tài)工程的基本原理,物質(zhì)循環(huán)再生原理 物種多樣性原理 協(xié)調(diào)與平衡原理 整體性原理 系統(tǒng)學和工程學原理,生態(tài)工程是人類學習自然生態(tài)系統(tǒng)“智慧”的結(jié)晶，是生態(tài)學、工程學、系統(tǒng)學、經(jīng)濟學等學科交叉而產(chǎn)生的新興學科,1、物質(zhì)循環(huán)再生原理,沒有物質(zhì)循環(huán)的系統(tǒng),就會產(chǎn)生廢棄物,造成環(huán)境污染,并最終影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定和發(fā)展.,是我國古代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的輝煌成就之一，也是生態(tài)工程最早和最生動的一種模式。,無廢棄物農(nóng)業(yè),1、種植能夠固氮的豆科作物,2、堆肥和漚肥,改善土壤結(jié)構(gòu),4、實現(xiàn)了土壤養(yǎng)

7、分如氮、磷、鉀及微量元素的循環(huán)利用,堆肥的堆制要為微生物創(chuàng)造好氧分解的條件，發(fā)酵溫度較高。漚肥多在水下漚制，以厭氧分解為主，發(fā)酵溫度低。,3、培育了土壤微生物,生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念,生態(tài)系統(tǒng)所具有的保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對穩(wěn)定的能力。,.兩種穩(wěn)定性區(qū)別,.比較兩種穩(wěn)定性,抵抗力穩(wěn)定性： 抵抗干擾，保持原狀 恢復(fù)力穩(wěn)定性： 遭到破壞，恢復(fù)原狀,自動調(diào)節(jié)能力,資料分析,遇蟲害而死的樟子松,我國“三北防護林”,(1).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？純樟子松林、楊樹林的生物多樣性低，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來源，因而會導(dǎo)

8、致了樹林的毀壞,遇蟲害而死的樟子松,2、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,2、物種多樣性原理,珊瑚礁在養(yǎng)分稀少的深海中珊瑚礁區(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)生物體間充分地循環(huán)利用而很少流出系統(tǒng)外。,2.從上面正面和反面的實例，你能得出怎樣的結(jié)論？你認為生物多樣性的破壞有人為因素嗎？,資料分析討論：,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。,資料分析討論：,水葫蘆泛濫對生態(tài)系統(tǒng)造成影響,需要考慮：生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系,3、協(xié)調(diào)與平衡原理,-需

9、要考慮環(huán)境承載力（環(huán)境容納量），以及生物與環(huán)境的適應(yīng),需要考慮：生物與環(huán)境的適應(yīng)性，因地制宜,討論： 從協(xié)調(diào)與平衡原理出發(fā)，想一想，在我國西北地區(qū)進行防護林建設(shè)時，應(yīng)選擇哪些特征的樹種？如果在該地區(qū)發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè)，你認為應(yīng)該注意什么問題？,抗寒、耐旱，適應(yīng)性強的沙棘，耐鹽堿力較強的沙棗等植物。,畜牧養(yǎng)殖應(yīng)該注意： 牲畜量不超過草地承載量,討論： 從協(xié)調(diào)與平衡原理出發(fā)，想一想，在我國西北地區(qū)進行防護林建設(shè)時，應(yīng)選擇哪些特征的樹種？如果在該地區(qū)發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè)，你認為應(yīng)該注意什么問題？,幾種西北地區(qū)特別適宜樹種的介紹 （1）沙棘，俗稱“酸柳”、“酸刺”、“黑刺 （2）山杏，主要指西伯利亞杏， （3）

10、刺槐， （4）錦雞兒（又稱擰條）， （5）杜梨 （6）沙棗 （7）合歡 （8）臭椿,4、整體性原理,整體指社會-經(jīng)濟-自然復(fù)合成的巨大系統(tǒng),例：林業(yè)工程建設(shè)中的問題,一方面號召農(nóng)民種樹，另一方面要考慮農(nóng)民的生活問題,社會習慣、法律制度等也都對生態(tài)工程建設(shè)有重要影響。,只有應(yīng)用整體性原理,才能統(tǒng)一協(xié)高當前與長遠、局部與整體、開發(fā)與環(huán)境建設(shè)之間的關(guān)系，保障生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定,5、系統(tǒng)學和工程學原理,（1）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理,運用：改善和優(yōu) 化生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),例：?；~塘模式,（1）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理,?；~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)和能量交換型生態(tài)

11、工程。,課本：P113,系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能,利用這個原理，改善和優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，從而達到功能改善的效果。,.,.,.,組分之間相互作用，珊瑚白化.,5、系統(tǒng)學和工程學原理,（2）系統(tǒng)整體性原理,你能舉出系統(tǒng)整體功能大于部分之和的例子嗎?,系統(tǒng)各組分之間要有適當?shù)谋壤P(guān)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，并且實現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果，即“1+12”。,珊瑚礁“白化”,豆科作物和固氮菌的共生,5、系統(tǒng)學和工程學原理,（二）生態(tài)工程所遵循的基本原理,（2）系統(tǒng)整體性原理,豆科作物和固氮菌的共生就是一例。 固氮菌為豆科作物提供氮素，而豆科作物為其提供能量和其他營養(yǎng)，兩者的共

12、生使豆科作物能夠在氮素缺乏的土地上生長；當把它們分開時，兩者的生長都要受到損害。,歸納：生態(tài)工程的,基本原理 物質(zhì)循環(huán)再生 物種多樣性 協(xié)調(diào)與平衡 整體性 系統(tǒng)學和工程學 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能 系統(tǒng)整體性 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。 特點 少消耗，多效益，可持續(xù)發(fā)展,.,.,.,.,試分析下列事件可用何種生態(tài)工程原理來解釋：,1.畜牧養(yǎng)殖應(yīng)注意牲畜量不超過草地承載量 2.使用堆肥和漚肥法實現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè) 3.廣東大量引種木麻黃作為行道樹，一年一種叫吹綿介殼蟲的害蟲使木麻黃遭受嚴重破壞，后來從國外引進澳洲瓢蟲，已持續(xù)發(fā)揮了控

13、制害蟲的作用。 4.針對過度放牧的草原，一方面要減少畜牧量，進行草地承包，有效管理。另一方面要設(shè)法增加農(nóng)牧民的收入途徑。,物質(zhì)循環(huán)再生原理,物種多樣性原理,協(xié)調(diào)與平衡原理,整體性原理,2單一的人工林比天然混合林的穩(wěn)定性低，容易遭受害蟲危害，這體現(xiàn)了生態(tài)工程的什么原理（） A物質(zhì)循環(huán)再生原理 B協(xié)調(diào)與平衡原理 C物種多樣性原理 D系統(tǒng)整理性原理,1實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟的最重要的手段之一是（ ） A大力發(fā)展“石油農(nóng)業(yè)” B生態(tài)工程 C清除污染物 D禁止產(chǎn)出污染物,練一練,3城市生活垃圾要做到分類、回收、利用，實現(xiàn)廢物資源化利用。與該做法關(guān)系最密切的生態(tài)工程原理是（ ） A物種多樣性原理 B整體性原理 C物

14、質(zhì)循環(huán)再生原理 D系統(tǒng)學原理,練一練,4協(xié)調(diào)與平衡原理主要指（ ） A生物與環(huán)境的適應(yīng)及環(huán)境對生物的承載力 B系統(tǒng)各組分之間要有適當?shù)谋壤P(guān)系 C自然系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)、社會系統(tǒng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一 D物質(zhì)循環(huán)和能量流動協(xié)調(diào)統(tǒng)一,練一練,5.人類設(shè)計生態(tài)工程的根本目標是（ ） A促進自然界良性循環(huán)的前提下，達到生態(tài)效益與經(jīng)濟效益的同步發(fā)展 B促進自然界良性循環(huán)的前提下，防治環(huán)境污染，提高經(jīng)濟效益 C防治環(huán)境污染，達到生態(tài)效益與經(jīng)濟效益的同步發(fā)展 D促進自然界良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防治環(huán)境污染，達到生態(tài)效益與經(jīng)濟效益的同步發(fā)展,D,練一練,6.我國西北土地沙化和鹽漬化非常嚴重，原因有多種，其中一個主要原因是超載放牧，導(dǎo)致