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(共24张PPT)
4.3 生态工程
1. 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
2.为什么要先做森林公园的整体设计再开工呢
弃耕的农田在自然状态下演替为森林需要经过数十年甚至更长的时间，而利用生态工程原理进行人工造林，可以缩短建设周期，在较短时间内获得生态效益。
建设北京奥林匹克森林公园是涉及生态学、工程学、系统学、经济学等多学科的原理和方法的系统工程，要综合考虑诸多方面的因素，而且建设成本较高，在开工前做好整体设计可以保证工程建设的合理性与可实施性，也可以有效控制建设成本和后续维护成本，避免不必要的浪费，提高生态效益。
问题探讨
3.公园建设为什么要充分利用原有的地貌和植被，营造近自然林系统呢
生态工程的建设要顺应自然，即合乎自然规律。自然的地貌和植被，是自然选择、生物与环境相适应的结果，充分利用原有的地貌和植被有利于该公园的可持续发展，并且会减少人力和物力的投入。
问题探讨
少消耗、多效益、可持续。
生态工程
指的是人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，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了修复、重建，从而提高生态系统的生产力或改善生态环境，促进人类社会和自然环境的和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程。
遵循生态学原理，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。
理论基础
③目的
②优点
①概念：
操作过程
循环
整体
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
自生
协调
一、生态工程的基本原理
1.自生
在生态系统中由生物组分而产生的自组织、 、
自我调节、 。
(1)内容:
(2)理论基础:
个体代谢再生更新
种间相互作用（种间关系）
生态系统的自我调节能力
自我优化
自我更新和维持
太阳能水生态修复系统
1.有效选择并合理布设生物组分，尽量提高生物多样性的程度。
2.创造利于生物的条件。
(3)应用:
2、循环
(1)内容：
促进物质的 ，保证各环节物质迁移顺畅，
保证主要物质和元素的转化率高。
(2)理论基础 :
生态系统的物质循环功能
(3)应用：
无废弃物农业
(4)意义：
实现物质的多级循环利用，废物资源化，减少污染
人尿粪
养分吸收
沉降物（雨、雪）
牲畜粪便
人类食品
人类食品
作物残留
人
土壤
作物
牲畜
饲料与垫料
应用原则：
通过系统设计实现不断循环，使前一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”的生产。
迁移与转化
一、生态工程的基本原理
3、协调
考虑 、 的协调与适应。
(1)、内容:
生物与环境
生物与生物
(2)、应用:
①生物要适应环境
②考虑环境容纳量
在年降雨量小于450mm的西北部建防护林，成了残败的“灰色长城”
过度放牧的草地
可避免系统的失衡和破坏。
(3)意义：
一、生态工程的基本原理
从协调原理出发，想一想，在我国西北地区进行防护林建设，应选择哪些树种？如果在该地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？
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，应注意考虑环境容纳量，牲畜数量不超过草地的承载力，避免过度放牧，并适当种植牧草。
3、协调
一、生态工程的基本原理
4、整体
整体原理
遵从自然生态系统的规律,改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。
考虑经济和社会等的影响力
经济系统
生产成本
消费效益
社会系统
政策
管理
科学文化
自然系统
植物
动物
微生物
非生物的因素
社会—经济—自然复合系统
一、生态工程的基本原理
　练一练：将下列实例与所体现的生态学原理连接起来:
1、尝试画出桑基鱼塘中的食物链。
2、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？
桑树→蚕； 甘蓝→人； 甘蔗→猪→人；
虽然用蚕沙喂鱼，但池塘中还可能存在如下食物链：
浮游植物→鱼；浮游植物一浮游动物→鱼。
还需要关注经济学原理，要达到经济效益和生态效益的同步发展。
思考·讨论
分析生态工程所遵循的基本原理
1、蚕粪、蔗叶进入鱼塘，经分解者
作用后被植物利用。
主要为循环原理
2、池塘养鱼要考虑不同鱼种的关系
和鱼的数量。
主要为协调原理
3、桑基鱼塘在设计时要考虑栽种作
物与养殖动物的比例。
主要为整体原理
4、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。
主要为自生原理
思考·讨论
分析生态工程所遵循的基本原理
生态工程的实例
生态工程建设的宗旨：因地制宜
农村综合发展型生态工程
湿地生态恢复工程
矿区废弃地的生态恢复工程
（一）、农村综合发展型生态工程
1、这一案例中，主要运用了生态工程的哪些基本原理？
主要原理及对应的内容
有效选择畜、鱼等多种生物组成并合理布设
________原理
作物→粮食、秸秆→人、畜食用→粪便残渣→沼气池→农田→作物
________原理
利用自然生态系统中的成分，增加了就业和经济收入，解决了社会问题
_________原理
整体
自生
循环
（一）、农村综合发展型生态工程
2、该生态系统的结构有何特点？
3、该生态系统的功能有何特点？
这一生态系统的结构齐全，包括生产（植物）， 消费者（禽、畜、鱼）， 分解者（微生物）以及非生物的物质和能量，各组分搭配合理，紧密联系形成一个有序整体。
该生态系统实现了物质循环再生，能量多级利用，减少了废物排放和环境污染，提高了能量利用率。
4、此生态工程有哪些值得借鉴的做法？
该案例的特点是以沼气工程为核心，农林牧副渔各业全面发展，增加了劳动就业机会，促进经济发展，同时又降低环境污染，促进了农村的可持续发展。
（一）、农村综合发展型生态工程
（二）、湿地生态恢复工程
问题：
对策：
如废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程，以及动植物物种引进等,使受到干扰的湿地得以恢复。在湿地的周围,还应建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰。
采用工程学和生态学措施相结合的方法，使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。
由于人们对湿地进行排水和围垦，已经破坏了地球上80%的湿地资源，从而导致局部气候恶化，地下水位下降，生物多样性降低、迁飞鸟类绝迹等。此外，湿地的环境污染、生物资源的过度利用等，会导致湿地生态系统严重退化。
丹顶鹤栖息地
厦门筼筜湖
湿地生态恢复工程 主要原理及对应的内容
废水等污染物的处理
________原理
根据原湿地中物种的分布情况引入动植物
________原理
建立缓冲带，减少人类的干扰、依靠其自然演替等机制恢复其生态功能
_________原理
循环
协调
自生
（二）、湿地生态恢复工程
（三）、矿区废弃物的生态恢复工程
问题：
①造成山体、土壤和植被，及至整个地区生态系统的破坏；
②矿区极端恶劣的土地条件，会阻碍植被的生长；
③不仅对土地景观造成巨大影响，还可能产生重金属污染。
对策：
关键在于植被恢复，以及植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建。
矿区废弃地的生态恢复工程 主要原理及对应的内容
人工进行地表覆盖、植被恢复
________原理
根据环境引入当地土著物种
________原理
搞好矿区经济的同时，实现自然生态系统的恢复
_________原理
自生
协调
整体
（三）、矿区废弃物的生态恢复工程
1.下列有关生态工程的原理和事例中，错误的是
选项 相关事例 相关的生态工程原理
A 无废弃物农业 循环原理
B 在人工林中增加植被的层次 自生原理
C 无锡太湖水体富营养化引起大面积水华 违反协调原理
D 前面造林，后面砍林 违反协调原理
√
练习：
2.如图所示为某人工生态系统，下列相关叙述错误的是
A.该生态系统由于饲养猪、鸡延长了
　食物链，最终使人获得的能量减少
B.蝇蛆和蚯蚓是该生态系统的分解者，
　可促进该生态系统中物质循环和能
　量流动的进行
C.合理使用农家肥在提高土壤肥力的
　同时增加大气中CO2浓度，利于葡
　萄和蔬菜增产
D.该生态系统遵循了循环原理
√
3.下图表示某地区的玉米生态工程。下列说法错误的是
A.就图示而言，遵循的生态工程
　基本原理是循环原理
B.在玉米田中引种大豆并引入食
　虫鸟，可提高抵抗力稳定性，
　遵循自生原理
C.此地区的玉米生态工程实现了能量的循环，使废物资源化
D.遵循自然规律，兼顾生态和经济效益，是整体原理的体现
√

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