资源简介

(共30张PPT)
第四章 人与环境
第3节 生态工程的基本原理
【本节聚焦】
1.什么是生态工程？
2.为什么要关注生态工程建设？
3.生态工程建设主要遵循哪些基本原理？
问题探讨
普通村落和农田
奥林匹克森林公园
在2008年北京奥运会的筹办过程中，奥林匹克森林公园是一个重要建设项目。短短几年，普通的村落和农田就脱胎换骨般地转变为令人赞叹的森林公园。公园建设坚持“绿色奥运”的理念，充分利用了原有地貌和植被，采用了营造近自然林系统、废物资源循环利用等多项生态技术。它这个例子是生态工程的生动缩影。
思考：农田弃耕后，在自然状态下也可以演替为森林，为什么还要人工造林呢？
利用生态工程原理进行人工造林，可以缩短建设周期，在较短时间内获得更高的生态效益。
一、关注生态工程建设
1.实施生态工程的背景
人口增长
人类活动
全球生态环境危机
人类可持续发展受到影响
解决 与 1协调发展
生态工程
导致
导致
需要
需要
毁林种地
大量使用化肥
围湖造田
环境
经济
一、关注生态工程建设
2.生态工程的概念:
指人类应用_______________________的基本原理和方法，对人工生态系统进行__________________，或对已被破坏的生态环境进行了_____________，从而_________________________或______________，促进人类___________________的系统工程技术或综合工艺过程。
分析、设计和调控
生态学和系统学等学科
提高生态系统的生产力
修复、重建
改善生态环境
社会和自然环境的和谐发展
3.生态工程建设的目的:
遵循生态学规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。
是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。
4.生态工程的优点:
生态工程是可持续发展的重要手段。
那么，在建设生态工程的过程中，要遵循哪些基本原理呢？
二、生态工程所遵循的基本原理
生态工程以生态系统的_______、_________功能为基础，遵循______、_____、_____、_____等生态学基本原理。
自组织
自我调节
整体
循环
协调
自生
整体
循环
自生
协调
一个系统在没有外界信息指令的作用下，自发地由无序到有序，由低有序到高有序的发展过程，就是自组织。星球的诞生，自然生态系统的形成都是自组织的结果。
二、生态工程所遵循的基本原理
1.自生
由 而产生的___________、___________、___________、自我更新和维持就是系统的自生。
(1)概念：
生物组分
自我优化
自我调节
自组织
(2)理论基础：
生态系统的 。
自我调节能力
生物能够进行新陈代谢、再生更新
生物之间通过各种相互作用(特别是种间关系)进行自组织
生物本身
生物之间
实现系统结构与功能协调，形成有序整体
自我维持
如何应用呢？
二、生态工程所遵循的基本原理
（3）遵循该原理的具体做法或要求：
①有效选择生物组分并合理布设。
a.选择污染物净化能力较强的多种水生植物
b.通过合理的人工设计，使得这些物种形成互利共存的关系
例如，在湿地修复过程中：
适当提高生物多样性
*这是系统或工程能否形成自组织能力的基础
②创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖，以及它们形成互利共存关系的条件。
二、生态工程的基本原理
1、自生
（3）措施:
①在生态系统中有效选择生物组分并合理布设。这是该系统或工程能否形成自组织能力的基础条件。
如在湿地修复过程中，选择污染物净化能力较强的多种水生植物，还需考虑这些植物的生态位差异，以及它们之间的种间关系，通过合理的人工设计，使得这些物种形成互利共存的关系。一般应尽量提高生物多样性程度，利用种群之间互利共存的关系，构建复合群落，这样即使某个种群消亡，其他种群也能弥补上来，有助于生态系统维持自生能力。
如湿地生态工程中，移除湖泊、河流中富营养化沉积物和有毒物质、减少水体污染物，增加水体溶氧量，改善水生生物生存环境，有利于生态系统自生。
二、生态工程所遵循的基本原理
思考1：
为什么提高生物多样性程度，有助于生态系统维持自生能力？
思考2：
使物种之间形成互利共存的关系应考虑哪些因素？
提高生物多样性程度，利用种群之间互利共存的关系，构建复合群落，这样即使某个种群消亡，其他种群也能弥补上来
考虑生物之间生态位的差异，以及它们之间的种间关系
二、生态工程所遵循的基本原理
②要创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖，以及它们形成互利共存关系的条件
如湿地生态工程中，移除水体中富营养化沉积物和有毒物质、增加水体溶氧量
（3）遵循该原理的具体做法或要求：
以太阳能为动力，驱动水质循环，进行生态恢复，改善水质
二、生态工程所遵循的基本原理
2.循环
在生态工程中促进系统的物质迁移与转化，既保证各个环节的物质迁移顺畅，也保证主要物质或元素的转化效率高。
(1) 概念：
(2)理论基础：
生态系统的物质循环功能。
物质储存空间的改变
物质存在形式的改变
(3)措施：
通过设计，实现不断循环，使前一个环节产生的废物尽可能地被后一环节利用，减少整个生产环节“废物”的产生。
实现物质的多级循环利用，废物资源化，减少污染
物质和能量的多级循环利用（ ）
×
二、生态工程所遵循的基本原理
(4)实例：
“无废弃物农业”物质循环再生示意图
我国古代先民依靠“无废弃物农业”保证了土壤的肥力，改善了土壤结构，培育了土壤微生物，实现了土壤养分如氮、磷、钾及微量元素的循环利用，因此，几千年来，土地一直维持着生产能力。
无废弃物农业
我国古代没有化肥，农民如何保持土壤肥力？
据图.思考：
(1)该图所示是一个生态系统吗？生产者、消费者、分解者分别是什么？
(3)该图设计方案的优点？
这是一个生态系统。生产者是作物，消费者是牛、羊、猪等家畜和人，
分解者是土壤中的细菌、真菌等微生物。
(2)甲图所体现的主要生态工程原理是什么？是怎样的实现的？
循环原理。该生态系统的人粪尿、牲畜粪便、作物残留物都能返回到农田土壤里，通过分解者的分解作用再供生产者利用。
实现物质的多级循环利用，废物资源化，减少污染
二、生态工程所遵循的基本原理
有人说，过度从土地索取导致土地退化，是有些古文明中断的一个重要原因，我国几千年的农业发展没有出现这一问题，这是中华文明数千年延续不断的条件之一，你认同这一观点吗？
认同。
历史上美索不达米亚、小亚细亚等地居民毁林造田，使那里成为了不毛之地，而中华文明在“天人合一”、“道法自然”等生态智慧和“仁民爱物”“民胞物与”等生态伦理的指导下，生生不息、源远流长；
我国古代先民还依靠“无废弃物农业”保证了土壤的肥力，改善了土壤结构，培育了土壤微生物，实现了土壤养分如氮、磷、钾及微量元素的循环利用，因此，几千年来，土地一直维持着生产能力。
美索不达米亚
思考·讨论
二、生态工程所遵循的基本原理
3.协调
考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应。
生物与环境、生物与生物之间要协调与适应
内容
考虑环境容纳量
不能
在年降雨量小于450mm的西北部建防护林，能否栽种乔木杨树？
实例：过度放牧的草地
实例：灰色长城
二、生态工程所遵循的基本原理
我国西部地区缺雨干旱，土壤较为贫瘠，应该选择适合当地自然环境条件的树种，如沙棘、山杏、刺槐、小叶锦鸡儿等。
在西北地区发展畜牧业，应该注意牲畜数量不能超过草地的承载力。(环境容纳量)。
思考：从协调原理出发，在我国西北地区进行防护林建设，应选择哪些树种？如果再该地区发展畜牧养殖业，应该注意什么？
山杏
沙棘
沙枣
刺槐
二、生态工程所遵循的基本原理
整体原理
社会-经济-自然是一个复合系统
生态系统是一
个有机的整体
系统的整体功能
大于
各成分功能之和
需要遵循
4.整体
系统建设以________为指导，不仅考虑______生态系统的规律，更要考虑_____和_____等系统的影响力。
(1)概念：
整体观
自然
经济
社会
(2)理论基础：
社会-经济-自然
复合系统
生产成本
消费效益
非生物的因素
微生物
植物
动物
政策
管理
科学文化
（4）整体
进行生态工程建设时，不仅要考虑自然生态系统的规律，更要考虑经济和社会等系统的影响力。
社会—经济—自然构成的复合系统。
理论基础
自然系统
社会系统
经济系统
意义
统一协调当前与长远、局部与整体、开发建设与环境保护之间的关系，保障生态系统的平衡和稳定。
实例
前面种树，后面砍伐的现象违背整体原理
二、生态工程所遵循的基本原理
为什么一般要森林公园要先做森林公园的整体设计再开工呢？
(3)实施措施:
①生态系统是一个有机的整体
遵从自然生态系统的规律，各组分之间要有适当的比例，不同组分之间应构成有序的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。
植物
微生物
动物
非生物因素
自然系统
除了要考虑生态系统的整体性，还要考虑什么？
二、生态工程所遵循的基本原理
②社会-经济-自然是一个复合系统
经济
系统
自然
系统
社会
系统
(3)实施措施:
在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面一定要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴以及收入等。
避免出现：前人栽树，后人砍树的现象.
其他：社会习惯、法律制度等对生态工程建设有着重要影响。
二、生态工程所遵循的基本原理
只有应用整体性原理,才能统一协调当前与长远、局部与整体、开发建设与环境保护之间的关系,保障生态系统的平衡和稳定。
生产成本
消费效益
经济系统
政策
管理
科学文化
社会系统
植物
微生物
动物
非生物因素
自然系统
(4)意义：
小结:生态工程的基本原理
原理 理论基础 意义 实例
自生
循环
协调
整体
生态系统的稳定性
实现系统结构和功能的协调，形成有序的整体
湿地生态工程建设有效选择生物组分、合理布设，并创造有利条件
物质循环
实现循环，使前一环节产生的废物尽可能被后一环节利用，减少废物的产生
无废弃物农业
生物与生物、生物与环境的协调与适应
生物数量不超过环境承载力，避免系统的失衡和破坏
西北地区的防护林建设出现的问题
社会、经济、自然构成的复合系统
统一协调各种关系，保障生态系统的平衡和稳定
林业建设中出现前面种树，后面砍伐的现象
二、生态工程所遵循的基本原理
①沼气池——遵循了______原理
②在人工林增加植被层次——遵循了_______原理
③“落红不是无情物，化作春泥更护花”——体现了______原理
④前面造林，后面砍树——违背了______原理
⑤草原确定载畜量，不能过度放牧——遵循______原理
⑥湿地破坏——违背了______原理
⑦减少污水排放，治理湖泊——遵循了______原理
⑧引入物种时考虑是否适应环境——遵循______原理
⑨引入水葫芦泛滥，导致多数生物死亡——违背了______原理 和______原理
循环
自生
循环
整体
协调
自生
自生
协调
自生
协调
【检测】写出下列例子主要涉及到的生态工程原理
二、生态工程所遵循的基本原理
思考 讨论：分析生态工程案例中的原理和应用
二、生态工程所遵循的基本原理
讨论1：尝试画出桑基鱼塘中的食物链（人为消费者）
鱼塘
鱼塘
鱼塘
桑树
桑叶
蚕
蚕蛹
丝
蚕排泄物
塘泥
甘蔗
糖渣
糖
桑树→蚕
甘蔗→人
甘蔗→猪→人
浮游植物→鱼→人
浮游植物→浮游动物→鱼→人
蚕沙喂鱼
二、生态工程所遵循的基本原理
①“陆基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙喂鱼、塘泥培桑”
－－主要遵循了_____原理；
②“桑和甘蔗适应我国南方温暖湿润气候”
－－主要遵循了_____原理；
③“将陆地种植与鱼塘养殖结合起来，把原本割裂的生产系统通过优化组合，有机地整合在一起” “在设计桑基鱼塘时，要考虑合适的陆地与水面的配比” －－主要遵循了_____原理；
④“桑基鱼塘中的生物组分通过合理布设，互利共存，形成了可以自我维持的有序整体”－－主要遵循了_____原理。
循环
协调
整体
自生
讨论2：桑基鱼塘应用了生态工程的哪些基本原理？
思考 讨论：生态工程所遵循的基本原理
讨论：
1.尝试画出桑基鱼塘中的食物链。
①桑树→蚕；
②甘蔗→人
③甘蔗→猪→人
④浮游植物→鱼
⑤浮游植物一浮游动物→鱼
2.桑基鱼塘应用了生态工程的哪些基本原理？
①桑基鱼塘中的生物组分通过合理布设，互利共存，实现了系统结构与功能的协调，形成了可以自我维持的有序的整体。
自生原理
②蚕粪、蔗叶进入鱼塘，经分解者作用后被植物利用。
循环原理
③池塘养鱼要考虑不同鱼种的关系和鱼的数量。
④桑基鱼塘在设计时要考虑栽种作物与养殖动物的比例。
协调原理
整体原理
二、生态工程所遵循的基本原理
讨论3：当桑叶价格高，卖桑叶比卖鱼更合算时，当地农民会将蚕沙用作桑树的肥料，而不是喂鱼。由此可以看出，生态工程建设除了要考虑生态学、工程学原理，还需要关注什么？
还需关注经济学原理，
要达到经济效益和生态效益的同步发展。
课堂小结
目的
生态工程
原理
概念
优点
达到经济效益和生态效益的同步发展
生物多样性、创造利于生物的条件
废物利用，充分利用分解者
生物与环境的适应、考虑环境容纳量
少消耗、多效益、可持续！
自生
循环
协调
整体
社会-经济-自然协调统一、优化结构改善系统功能(整体功能大于部分之和)
感谢您的观看！

展开更多......

收起↑