资源简介

(共26张PPT)
1.4.3
生态工程的基本原理
生态工程提出的背景
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
解决环境与经济的 协调发展
生态
工程
导致
导致
需要
需要
生态工程是可持续发展的重要手段。
生态工程：人类应用生态学和系统学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，或对已破坏的生态环境进行修复、重建，从而提高生态系统的生产力或改善生态环境，促进人类社会与自然环境和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程。
生态工程的目的：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。
生态工程的特征：
项目 传统产业 生态工程
目标 单一利润、产品导向 综合效益，功能导向
调节机制 外部控制，正反馈 内部调节，负反馈
规模化趋势 产业单一、大型化 产业多样化、组合化
功能 生产产品+影响环境 生产产品+社会服务+生态服务
经济效益 局部高效、整体效益低 长期效益高、整体效益高
废弃物 向环境排放 系统内资源化
少消耗
多效益
可持续
生态工程所遵循的基本原理
基础：生态系统的自组织、自我调节功能。
整体
协调
循环
自生
自组织
自我优化
自我调节
自我更新
自我维持
促进物质
迁移转化
废物循环
再次利用
生物环境
生物之间
协调适应
协调平衡
整体考虑
生态整体
社会经济
自然整体
更新、维持
自组织
自生
调节
无序
有序
低有序
高有序
生物组分
生态位
种间关系
互利共存
星球的诞生、自然生态系统的形成都是自组织的结果。
有效选择生物组分并合理布设
湿地修复工程
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。
湿地生态工程
移除湖泊、河流中富营养化沉积物和有毒物质
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
降低水体污染
有利于生态系统的自生
增加水体氧容量
改善水生生物生存环境
物质迁移和转化
循环
转化率
物质迁移
废物
无废弃物农业
固氮
有机肥料
土壤结构
土壤微生物
循环利用
原料
废物
原料
废物
我国古代 “无废弃物农业”
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。
38.[生物——选修3:现代生物科技专题］（15分）
植树造林、“无废弃物农业”、污水净化是建设美丽中国的重要措施。回答下列有关生态工程的问题：
（1)在植树造林时，一般认为，全部种植一种植物的做法是不可取的。因为与混合种植方式所构建的生态系统相比，按照种植一种植物方式所构建的生态系统，其抵抗力定性________。抵抗力稳定性的含义是______________________________________________________________________。
（2)“无废弃物农业”是我国利用生态工程的原理进行农业生产的一种模式，其做法是收集有机物质，包括人畜粪便、枯枝落叶等，采用堆肥和沤肥等多种方式，把它们转变为有机肥料，再施用到农田中。施用有机肥料的优点是__________________________________________________
_____________________________（答出 3 点即可）。在有机肥料的形成过程中，微生物起到了重要作用，这些微生物属于生态系统组分中的_________。
（3)在污水净化过程中，除发挥污水处理厂的作用外，若要利用生物来回收污水中的铜、锡等金属元素，请提供一个方案：________________________________________________________。
低
生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状或不受损坏的能力
分解者
改善了土壤结构
培育了土壤微生物
实现了土壤养分的循环利用
种植能吸收这些金属元素的水生植物，在从植物中回收金属
传统农业、现代农业和生态农业的比较
概念 优点 缺点
传统 农业 简单的种植业 不产生严重 的环境污染 结构简单，能量流动、物质循环水平低，经济效益低
现代 农业 利用石油等提高农作物产量的生产方式 大量使用化肥、农药和机械动力，获得较高的经济效益 过量施用化肥、农药，严重污染环境
生态 农业 运用生态学原理，建立的综合农业生态体系 通过物质多级利用，增加经济效益，净化环境 很难经得起较大经济环境和生态环境的冲击
协调
生物
环境
生物
环境
生物
生物
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？如果在该地区发展畜牧养殖业，应该注意什么？
我国西北部地区缺雨干旱，土壤贫瘠，应该选择适合当地自然环境的树种，如沙棘、山杏、刺槐、小叶锦鸡儿等。
在西北地区发展畜牧养殖业，应该注意牲畜的数量不能超过草地的承载力。
整体
比例
有序
优化结构
经济
社会
法律制度
当前
长远
局部
整体
开发建设
环境保护
系统的整体功能
大于
各成分功能之和
遵循
生态系统是一个有机的整体
社会-经济-自然是一个复合系统
整体原理
植物
微生物
动物
非生物因素
自然系统
生态系统是一个有机的整体
经济
系统
自然
系统
社会
系统
社会-经济-自然是一个复合系统
当前与长远
局部与整体
建设与环保
生态工程所遵循的基本原理
基础：生态系统的自组织、自我调节功能。
整体
协调
循环
自生
自组织
自我优化
自我调节
自我更新
自我维持
促进物质
迁移转化
废物循环
再次利用
生物环境
生物之间
协调适应
协调平衡
整体考虑
生态整体
社会经济
自然整体
桑基鱼塘农业生产模式
陆基种桑，桑叶饲蚕
蚕沙喂鱼，塘泥培桑
优点：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。
桑基鱼塘农业生产模式
思考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
桑基鱼塘农业生产模式
思考2、桑基鱼塘应用了生态工程的哪些原理？
整体
协调
循环
自生
桑基鱼塘农业生产模式
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”。
桑基鱼塘农业生产模式
思考、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？
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。

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