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(共27张PPT)
第4章 第3节
——生态工程的基本原理
问题探讨
建设中
建成后
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。它调节城市气候，丰富市民生活，也为众多动植物提供了生存的“家园”。这个例子是生态工程的生动缩影。
导致
1. 生态工程提出的背景
一、关注生态工程建设
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
解决环境与经济与协调发展
生态工程
导致
需要
需要
①毁林种地;
②围湖造田;
③大量使用化肥、农药等;
④工业的迅猛发展, 正在消耗大量的自然资源
一、关注生态工程建设
2.概念：
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。
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。
少消耗、多效益、可持续
3.目的：
4.特点：
理论基础
操作过程
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
自组织是指一个系统在没有外界信息指令的作用下，自发地由无序发展到有序，由低有序到高有序的发展过程，就是自组织。
二、生态工程所遵循的基本原理
1.自生原理
（1）概念：
（2）基础：
在生态系统中由_________而产生的________、_________、_________、_________和_______。
生物组分
自组织
自我优化
自我调节
自我更新
维持
生态系统的结构和功能
（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
二、生态工程所遵循的基本原理
（4）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
二、生态工程所遵循的基本原理
（4）遵循该原理的具体做法或要求：
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
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
【资料1】其实，在奥森建设过程中，也有一些失败的案例。
例如，建设之初，对气候因素考虑不周，种植地块选择有误，导致珙桐种植失败；
对病虫害了解不足，园区大部分海棠与桧柏种植过近，导致苹果锈病在两者间越冬和繁殖；
放养了牛蛙，牛蛙的捕食性很强，大量本地生物被其捕食。
思考 ：在生态工程建设中，进行物种配置需要注意哪些问题？
在进行生态系统工程建设时，必须要考虑生物与环境、生物与生物的协调与平衡，才能实现可持续发展。
二、生态工程所遵循的基本原理
2.协调原理
考虑 、 的协调与适应。
（1）概念：
（2）措施：
（3）实例：
生物与环境
生物与生物
①生物与环境、生物与生物之间要协调与适应
②考虑环境容纳量
引种时考虑是否适应环境
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
【资料2】
奥森规划要建成一个以自然山水、植被为主的，可持续发展的生态地带。在设计时，北园以自然密林为主的生态种源地，以生态保护和生态恢复功能为主。南园为生态森林公园，以大型自然山水景观的构建为主。奥森公园建立后，奥森绿地对城市道路环境污染有很大改善。
建设奥森的主要目的是什么？奥森绿地对道路环境污染有何改善？
在设计和建设生态工程时，不仅要考虑自然生态系统的规律，还要考虑经济和社会等系统的影响力，要从整体出发考虑问题。
二、生态工程所遵循的基本原理
3.整体原理
整体原理
遵从自然生态系统的规律,各组分之间要有适当的比例
考虑经济和社会的影响力
“绿色”
的经济系统
“宜居”
的社会
系统
“生态”
的自然
系统
社会-经济-自然
复合系统
生产成本
消费效益
植物
动物
微生物
非生物的因素
政策
管理
科学文化
如
前面造林，后面砍林的现象
二、生态工程所遵循的基本原理
【资料3】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，下图是“无废弃物农业”的示意图：
思考：我国古代劳动人民创造的“无废弃物农业”有什么优势？
“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。
二、生态工程所遵循的基本原理
4.循环原理
（1）概念：
（2）基础：
（3）优点：
促进物质的迁移与转化，保证各环节物质迁移顺畅，保证主要物质或元素的转化率高。
生态系统的物质循环功能
实现物质的多级循环利用，废物资源化，减少污染
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”的产生
思考讨论
分析生态工程案例中的原理和应用
明清时期，我国南方长江三角洲、珠江三角洲低洼内涝积水地或河网发达地区的先民们，就探索出一种桑基鱼塘的农业生产模式：陆基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙喂鱼、塘培桑。
桑基鱼塘模式:人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕粪养鱼,鱼粪肥塘,塘泥肥田、肥桑,从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收。
讨论1.画出图中可能存在的食物链
二、生态工程所遵循的基本原理
讨论2.桑基鱼塘应用了生态工程的哪些基本原理？
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“所选择的生物与生物、生物与环境达到了协调和平衡，例如桑和甘蔗适应我国南方温暖湿润气候”主要遵循了_____原理；
③“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“四大家鱼混养模式，通过合理布设，让各种鱼类都有生存的机会和空间”主要遵循了_____原理。
循环
协调
整体
自生
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
习题巩固
【练一练】写出下列例子主要涉及到的生态工程原理
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
三、生态工程的实例和发展前景
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
三、生态工程的实例和发展前景
农村人口多，人多地少是突出的矛盾
①问题:
③案例:
②对策：
建立农村综合发展型生态工程，实现物质的多级循环利用，获得较多的产出，取得经济效益、社会效益和生态效益的全面提高。
北京郊区的某村以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程
1.农村综合发展型生态工程
三、生态工程的实例和发展前景
1.农村综合发展型生态工程
农村综合发展型生态工程 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，增加就业和经济收入，解决了社会问题 ________ 原理
自生
循环
整体
该生态系统实现了物质多级循环利用，能量充分利用，减少了废物排放和环境污染。
三、生态工程的实例和发展前景
2.湿地生态恢复工程
湿地被誉为地球的“肾”,具有蓄洪防旱，调节区域气候，控制土壤侵蚀，自然净化污水，为迁飞的鸟类和其他多种动植物提供栖息地，以及为人们提供休闲娱乐的环境等功能
①湿地的作用:
④主要措施:
③案例：
退耕还湖
厦门筼筜湖生态恢复
②问题:
⑤主要困难:
解决迁出湖区居民的生活和就业问题
在经济发展过程中，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。
三、生态工程的实例和发展前景
实例：
厦门筼(yún)筜(dāng)湖生态恢复工程
污水排放
水质恶化
鱼虾绝迹
散发臭味
减少重金属有毒物排放
清挖淤泥、沿湖修建
整治沿湖及周边企业
引潮入湖、西水东调
增加氧容量增强自净力
改善水质、美化景区
2.湿地生态恢复工程
三、生态工程的实例和发展前景
2.湿地生态恢复工程
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
江西鄱阳湖生态恢复工程
厦门筼筜湖
三、生态工程的实例和发展前景
3.矿区废弃地的生态恢复工程
矿藏开采后会造成山体、土壤和植被，乃至整个地区生态系统的破坏
A.改良表土；
B.种植耐旱的灌木、草和树；
C.合理确定载牧量。
①问题:
②案例：
③对策:
赤峰市元宝山矿区生态恢复工程
三、生态工程的实例和发展前景
3.矿区废弃地的生态恢复工程
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
问题：修复的关键措施在于？
判断：矿区废弃地的生态恢复工程的关键是尽可能依靠自然演替恢复其生态功能(　　)
三、生态工程的实例和发展前景
4.生态工程的发展前景
（2）我国生态工程存在的问题
①缺乏定量化模型的指导，难以像“精确农业”那样设计出标准化、易操作的生态工程样板。
②有些设计缺乏高科技含量。
③生态系统的调控尚缺乏及时准确的监测技术的支持。
④缺乏理论指导。
（1）对生态工程治理应持有的态度
在肯定生态工程的作用，特别是看到它在恢复、重建受损生态环境方面可发挥重要作用的同时，不要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，就可以走“先污染、破坏，后治理”的老路。

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