资源简介

(共28张PPT)
第4章 人与环境
第3节 生态工程
问题探讨
奥林匹克森林公园俯瞰
2002 2008
生态工程
概念
1.原理和方法
应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法
2.内容
对人工生态系统进行分析，设计和调控，或对已被破坏的生态环境进行修复，重建
3.目标
提高生态系统的生产力或改善生态环境，促进人类社会与自然环境和谐发展
4.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
5.特点
是一类少消耗，多效益，可持续的工程体系
6.基础
以生态系统的自组织，自我调节功能为基础
生态工程遵循的基本原理
自生
循环
协调
整体
（一）自生
生态工程遵循的基本原理
1.含义：
由生物组分而产生的自组织，自我优化，自我调节，自我更新和维持就是系统的自生
理论基础：生态系统的自我调节能力
2.依据：
一方面：源于其中的“生物”，生物能够进行新陈代谢，再生更新等
另一方面：这些生物之间通过各种相互作用（特别是种间关系）进行自组织，实现系统结构和功能的协调，形成有序整体
（一）自生
湿地生态工程
3.措施：
①在生态工程中有效选择生物组分并合理布设
（一）自生
选择污染物净化能力较强的多种水生植物。考虑这些植物各自生态位差异，以及它们之间的种间关系，通过合理设计，使这些物种形成互利共存的关系。
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，构建符合的群落
湿地生态工程
3.措施：
②需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
（一）自生
例：移除富营养化沉积物和有毒物质
降低水体污染物
增加水体溶氧量
（二）循环
1.含义：
在生态系统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率较高。
理论基础：生态系统的物质循环功能
2.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。
（二）循环
3.实例：
保证土壤的肥力，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以及微量元素的循环利用
无废弃物农业
（三）协调
1.含义：
在进行生态工程建设时，需要考虑生物与环境，生物与生物的协调与适应
灰色长城
2.实例：
我国西北地区一些地区年降水量小于450mm，只适宜种植灌木和草本植物，但曾被硬性规定种植乔木类杨树。
外来物种入侵、大量种植单一树种，会挤占其他生物的空间，破坏了生物之间的协调
引入不适应当地气候的生物，未遵循生物与环境的协调
3.措施：
处理好生物与环境，生物与生物的协调与平衡，需要考虑环境容纳量
过度放牧的草地
例：如果放养的牲畜量超过载畜量、则会造成过度放牧、使草地退化、土地沙漠化。
（三）协调
（四）整体
1.含义：
自然生态系统是通过生物与环境，生物与生物之间的协同进化而形成的一个不可分割的有机整体
（四）整体
2.措施：
①要遵从自然生态系统的规律，各组分之间要有合适的比例，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
②人类处于一个社会-经济-自然复合而成的巨大系统中。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
（四）整体
2.措施：
3.实例：
（四）整体
在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另外一方面一定要考虑贫困地区农民的生活问题
拓展：判断生态工程所遵循的基本原理
原理 关键词 分析角度
自生 生物多样性、 自我调节能力 生物种类越多，群落的结构就越复杂，其自我调节能力越强
循环 物质循环、 无废弃物 从生态系统物质循环考虑，物质循环顺畅无阻
协调 生物之间的协调、 生物与环境的协调 外来物种入侵、大量种植单一树种
引入不适应当地气候的生物
整体 自然、经济、社会 为人类的生活创造更好的生存环境(自然环境和社会环境)以及生活条件(发展经济)
拓展：熟记常见生态工程实例中所遵循的原理
①无废弃物农业——遵循循环原理。
②在人工林中增加植被层次——遵循自生原理。
③太湖水体富营养化引起大面积水华——违背协调原理。
④前面造林，后面砍树——违背整体原理。
⑤草原确定合理载畜量，不能过度放牧——遵循协调原理。
⑥单一人工林比天然混合林稳定性低，易爆发虫害——违背自生原理。
⑦湿地的破坏、水体的污染——违背自生原理。
⑧引种时考虑是否适应环境——遵循协调原理。
⑨在进行林业生态工程建设时，既号召农民种树又要考虑农民生活问题——遵循整体原理。
分析生态工程案例中的原理和应用
桑叶
鱼塘
甘蔗
糖渣
糖
蚕
蚕蛹
丝
桑树
塘泥
塘泥
蚕排泄物
鱼塘
鱼塘
1.尝试画出桑基鱼塘中的食物链
桑树→蚕
甘蔗→人
甘蔗→猪→人
浮游植物→鱼
浮游植物→浮游动物→鱼
分析生态工程案例中的原理和应用
桑叶
鱼塘
甘蔗
糖渣
糖
蚕
蚕蛹
丝
桑树
塘泥
塘泥
蚕排泄物
鱼塘
鱼塘
2.桑基鱼塘应用了生态工程的哪些原理？
桑基鱼塘中的生物组分通过合理布设，互利共存，实现了系统结构和功能的协调，形成了自我维持的有序的整体
自 生
分析生态工程案例中的原理和应用
桑叶
鱼塘
甘蔗
糖渣
糖
蚕
蚕蛹
丝
桑树
塘泥
塘泥
蚕排泄物
鱼塘
鱼塘
2.桑基鱼塘应用了生态工程的哪些原理？
“陆基种桑，桑叶饲蚕，蚕沙喂鱼，塘泥培桑”这样的农业生产模式维持着高效的物质循环利用。
循环
分析生态工程案例中的原理和应用
桑叶
鱼塘
甘蔗
糖渣
糖
蚕
蚕蛹
丝
桑树
塘泥
塘泥
蚕排泄物
鱼塘
鱼塘
2.桑基鱼塘应用了生态工程的哪些原理？
所选择的生物与生物，生物与环境达到了协调和平衡。桑和甘蔗适应南方温暖湿润的气候，四大家鱼混养充分利用了群落的空间结构；桑叶饲蚕，利用了种间关系，但养殖的蚕的数量没有多到危机桑的存活。
协调
分析生态工程案例中的原理和应用
桑叶
鱼塘
甘蔗
糖渣
糖
蚕
蚕蛹
丝
桑树
塘泥
塘泥
蚕排泄物
鱼塘
鱼塘
2.桑基鱼塘应用了生态工程的哪些原理？
桑基鱼塘在设计，陆地与水面配比合理，各组分的搭配与比例适当，结构有序，形成了一个不可分割的整体。桑基鱼塘将原本割裂的生产系统优化组合，能够发展多种经营，为农民创造收入，是机构优化的“社会-经济-自然复合系统”
整体
分析生态工程案例中的原理和应用
桑叶
鱼塘
甘蔗
糖渣
糖
蚕
蚕蛹
丝
桑树
塘泥
塘泥
蚕排泄物
鱼塘
鱼塘
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做桑树肥料，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？
不但要考虑生态学原理，而且要考虑经济和社会的实际状况，通过系统学，工程学的设计，在充分利用自然的基础上，考虑节省投资和维护成本，提供务实，可持续的解决方案
生态工程遵循整体、协调、循环、自生等基本原理。
判断下列相关表述是否正确。
（1）依据生态工程的循环原理，应该对垃圾进行焚烧处理。
（ ）
（2）园林既能改善生态环境，又能提高社会和经济效益，
体现了生态工程的整体原理。 （ ）
练习与应用
×
√
2. 建设人工湿地可将污水、污泥有控制地投放到人工建造的湿地上，主要利用了土壤、人工介质、微生物的作用对污水和污泥进行处理。下列叙述，不合理的是 （ ）
A. 合理搭配植物以提高系统的生物多样性
B. 尽量使用本地物种以减少外来物种入侵
C. 为提高能量传递效率增大引入湿地的污水总量
D. 选择合适的人工介质以利于好氧微生物的分解作用
C
1953年朝鲜战争停战后，南北双方以北纬38°为停火线，沿线两侧大约500 km2为非军事区， 这里的地表经过战争浩劫，几乎没有生物存在。几十年来，由于基本没有人类活动，这里恢复了完全的口然状态。河水清澈、森林茂盛、物种繁多,还出现了多种被认为早已在朝鲜半岛灭绝的动物, 如棕熊。有科学家评论说：“全世界只有在这个地方，由于3 000年以来的农耕文明突然终止，原始物种可在没有人类干扰的情况下自由发展，这个地区的生态恢复情况大大超过了人类所有生态建设所能达到的水平。”说说这个案例给你的启示。
我们在认识到生态工程在恢复、重建受损生态环境方面可发挥重要作用的同时,不能忘记大自然固有的强大的生态恢复力量,更不能误认为只要有了生态工程,就可以先污染,后治理;在生态工程建设中,我们应充分利用自然生态系统的恢复能力,结合当地生态环境有针对性地进行生态工程建设，以达到更好的效果，并节约成本。

展开更多......

收起↑