第一節(jié)生態(tài)工程及其原理課

第一節(jié)生態(tài)工程及其原理課第1頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月20世紀(jì)末世界人口突破了60億，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，人類活動(dòng)遍布地球的每個(gè)角落，地球上已經(jīng)難以找到一個(gè)沒有受到人類影響的地方，原始的生態(tài)系統(tǒng)幾乎喪失，全球生態(tài)環(huán)境危機(jī)不斷激化。第2頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月水資源危機(jī)第3頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月第4頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月砍伐樹木，破壞生態(tài)系統(tǒng)，導(dǎo)致森林減少，水土流失。毀林開荒泥石流泥石流森林破壞第5頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月土地資源喪失第6頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月沙塵暴第7頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月能源危機(jī)第8頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)境污染第9頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月第10頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月為減緩和防止自然生態(tài)系統(tǒng)的退化，人們希望通過生態(tài)工程建設(shè)，尋求解決環(huán)境危機(jī)的對(duì)策，修復(fù)或重建受損的生態(tài)系統(tǒng)！！第11頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月第12頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月第13頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月一、生態(tài)工程的概念

生態(tài)工程是指應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生與物質(zhì)循環(huán)再生原理、結(jié)構(gòu)與功能相協(xié)調(diào)原則，結(jié)合系統(tǒng)分析的最優(yōu)化方法而設(shè)計(jì)的促進(jìn)物質(zhì)被分層多級(jí)利用的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)。根本目標(biāo)：在促進(jìn)自然界良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防治環(huán)境污染，達(dá)到生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益的同步發(fā)展。第14頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月資料分析資料1：1998年夏季，長江流域經(jīng)歷了百年不遇的特大洪災(zāi)。加上其他地區(qū)水災(zāi)，1998年全國受災(zāi)人數(shù)上億，近500萬所房屋倒塌，2000多萬公頃的土地被淹，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1600多億元人民幣。第15頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月第16頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月討論:1.導(dǎo)致1998年長江洪水泛濫的主要原因是什么？根本原因：長江上游亂砍濫伐森林，水源涵養(yǎng)和水土保持功能急劇降低，造成大量泥沙淤積河道；中游圍湖造田、亂占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面積急劇減少。直接原因：1998年度的罕見降雨。但這也與全球溫室氣體排放量增加而導(dǎo)致的溫度升高、氣候異常有關(guān)。2.洪災(zāi)的發(fā)生反映出經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式存在什么問題？傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式不注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，沒有考慮生態(tài)成本，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以巨大的生態(tài)環(huán)境破壞為代價(jià)。第17頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月思考與探究：?；~塘分布在我國長江三角洲、珠江三角洲一帶的水鄉(xiāng)，是一種典型的水陸物質(zhì)和能量交換型生態(tài)工程。試分析桑基魚塘的物質(zhì)和能量流動(dòng)途徑。

桑基魚塘系統(tǒng)中物質(zhì)和能量的流動(dòng)是相互聯(lián)系的，能量的流動(dòng)包含在物質(zhì)的循環(huán)利用過程中，隨著食物鏈的延伸逐級(jí)遞減。第18頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月

桑基魚塘是將低洼地挖深變成水塘，挖出的泥堆放在水塘的四周為地基，基上種桑，塘中養(yǎng)魚，桑葉用來喂蠶，蠶砂（屎）用以飼魚，而魚塘中的塘泥又取上來作桑樹的肥料。通過這樣的循環(huán)利用，取得了“兩利俱全，十倍禾稼”的經(jīng)濟(jì)效益，這便是?；~塘。第19頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月第20頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)容：物質(zhì)能夠在各類生態(tài)系統(tǒng)中，進(jìn)行區(qū)域小循環(huán)和全球地質(zhì)大循環(huán)，循環(huán)往復(fù)，分層分級(jí)利用，從而達(dá)到取之不盡、用之不竭的效果。1.物質(zhì)循環(huán)再生原理二、生態(tài)工程所遵循的基本原理意義：可避免環(huán)境污染及其對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定和發(fā)展的影響。第21頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月無廢棄物農(nóng)業(yè)二、生態(tài)工程所遵循的基本原理飼料與墊料人類食品作物殘留人類食品人糞尿N、P、K等第22頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月是我國古代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的輝煌成就之一，也是生態(tài)工程最早和最生動(dòng)的一種模式。無廢棄物農(nóng)業(yè)1、種植能夠固氮的豆科作物2、堆肥和漚肥,改善土壤結(jié)構(gòu)4、實(shí)現(xiàn)了土壤養(yǎng)分如氮、磷、鉀及微量元素的循環(huán)利用堆肥的堆制要為微生物創(chuàng)造好氧分解的條件，發(fā)酵溫度較高。漚肥多在水下漚制，以厭氧分解為主，發(fā)酵溫度低。3、培育了土壤微生物第23頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2.物種共生原理二、生態(tài)工程所遵循的基本原理自然界中任何一種生物都不能離開其他生物而單獨(dú)生存和繁衍，這種關(guān)系是自然界中生物之間長期進(jìn)化的結(jié)果，包括互利共生、競爭等多種關(guān)系。第24頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月3.生態(tài)位原理二、生態(tài)工程所遵循的基本原理在生態(tài)工程中，合理利用生態(tài)位原理，可以構(gòu)建一個(gè)具有多層次、多種群的穩(wěn)定而高效的生態(tài)系統(tǒng)。第25頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)容：一般而言，物種繁多而復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的抵抗力穩(wěn)定性。4.物種多樣性原理二、生態(tài)工程所遵循的基本原理熱帶雨林—?jiǎng)又参锓N類繁多第26頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月遇蟲害而死的樟子松結(jié)構(gòu)單一的人工松林容易遭遇蟲害第27頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月第28頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月↗5、食物鏈原理二、生態(tài)工程所遵循的基本原理自然界中復(fù)雜的食物關(guān)系對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)具有重要的作用，是實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)、信息傳遞的基礎(chǔ)，也是物種共生原理的基礎(chǔ)。第29頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月牧草→蝗蟲→食蟲鳥→狐貍↓田鼠→蛇→老鷹生態(tài)系統(tǒng)A生態(tài)系統(tǒng)B牧草→蝗蟲→食蟲鳥→狐貍青蟲→麻雀→老鷹↗↗↘5、食物鏈原理二、生態(tài)工程所遵循的基本原理↗田鼠蛇第30頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月6、協(xié)調(diào)與平衡原理

理論基礎(chǔ)：生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡二、生態(tài)工程所遵循的基本原理水葫蘆泛濫對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成影響意義：生物數(shù)量不超過環(huán)境承載力，可避免系統(tǒng)的失衡和破壞必須考慮環(huán)境承載力（環(huán)境容納量），以及生物與環(huán)境的適應(yīng)第31頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月西北地區(qū)年降雨量450nm，只適宜種植灌木和草的地區(qū)，卻被硬性規(guī)定種植屬于喬木的楊樹，“楊家將”因?yàn)椴贿m應(yīng)長成了“小老頭”，防護(hù)林變成了殘敗的“灰色長城”。第32頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月從協(xié)調(diào)與平衡原理出發(fā)，想一想，如果在我國西北地區(qū)發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè)，你認(rèn)為應(yīng)該注意什么問題？思考討論：西北畜牧養(yǎng)殖應(yīng)該注意牲畜數(shù)量不能超過草地的承載量。針對(duì)公共草地的過度放牧問題，應(yīng)該實(shí)行草地承包，調(diào)動(dòng)個(gè)人的管理積極性，減少過度放牧現(xiàn)象；另外，可以在有條件的地方，人工種植牧草，增加牧草產(chǎn)量。第33頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月

抗寒、耐旱，適應(yīng)性強(qiáng)的沙棘，耐鹽堿力較強(qiáng)的沙棗等植物。

畜牧養(yǎng)殖應(yīng)該注意：牲畜量不超過草地承載量從協(xié)調(diào)與平衡原理出發(fā)，想一想，在我國西北地區(qū)進(jìn)行防護(hù)林建設(shè)時(shí)，應(yīng)選擇哪些特征的樹種？如果在該地區(qū)發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè)，你認(rèn)為應(yīng)該注意什么問題？第34頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月7、整體性原理內(nèi)容：整體指社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合成的巨大系統(tǒng)二、生態(tài)工程所遵循的原理第35頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月8、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理（1）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理二、生態(tài)工程所遵循的基本原理理論基礎(chǔ)：分布式優(yōu)于集中式和環(huán)式第36頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月意義：改變和優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以改善功能實(shí)例：?；~塘第37頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）系統(tǒng)整體性原理二、生態(tài)工程所遵循的基本原理8、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理理論基礎(chǔ)：系統(tǒng)整體功能大于部分之和(1+1>2)第38頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月8、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理（2）系統(tǒng)整體性原理你能舉出系統(tǒng)整體功能大于部分之和的例子嗎?

系統(tǒng)各組分之間要有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系，只有這樣才能順利完成能量、物質(zhì)、信息等的轉(zhuǎn)換和流通，并且實(shí)現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果，即“1+1>2”。珊瑚礁“白化”豆科作物和固氮菌的共生

第39頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月40第40頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月41第41頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月項(xiàng)目理論基礎(chǔ)意義實(shí)例物質(zhì)循環(huán)再生原理物質(zhì)循環(huán)可避免環(huán)境污染及其對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定和發(fā)展的影響無廢棄物農(nóng)業(yè)物種多樣性原理生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性生物多樣性程度高，可提高系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性“三北”防護(hù)林建設(shè)中的單純林問題，珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性問題協(xié)調(diào)與平衡原理生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡生物數(shù)量不超過環(huán)境承載力，可避免系統(tǒng)的失衡和破壞太湖富營養(yǎng)化問題第42頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月項(xiàng)目理論基礎(chǔ)意義實(shí)例整體性原理社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然復(fù)合系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關(guān)系，保障系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定林業(yè)建設(shè)中自然系統(tǒng)與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的關(guān)系問題系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理：分布式優(yōu)于集中式和環(huán)式改變和優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以改善功能?；~塘系統(tǒng)整體性原理：整體大于部分保持很高的系統(tǒng)生產(chǎn)力珊瑚礁藻類和珊瑚蟲的關(guān)系第43頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月1.依據(jù)：______和______的基本原理。2.方法：(1)通過“相接”的方法建立新的_________網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)物質(zhì)的良性循環(huán)；(2)通過“加環(huán)”的方法在_________中增加一些環(huán)節(jié),充分利用尚未利用的______,發(fā)揮生產(chǎn)潛力，提高生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。生態(tài)學(xué)工程學(xué)互利共生食物鏈(網(wǎng))物質(zhì)和能量三、生態(tài)工程的設(shè)計(jì)第44頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月生態(tài)工程設(shè)計(jì)中“相接”示意圖第45頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月人食用菌蛆蛹家畜農(nóng)作物玉米木糖醇玉米芯殘余物殘余物飼料糞便生態(tài)工程中食物鏈的一種“加環(huán)”示意圖促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)再生典型實(shí)例——加環(huán)意義：可避免環(huán)境污染及其對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和發(fā)展的影響

第46頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月3.實(shí)例：生物氧化塘生物氧化塘是利用___________等生物之間的_____作用處理污水的一種典型生態(tài)系統(tǒng)。藻類和細(xì)菌協(xié)同三、生態(tài)工程的設(shè)計(jì)第47頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月☆.在氧化塘中，藻類光合作用產(chǎn)生的氧氣和空氣中的氧氣，有利于好氧菌降解廢水中的有機(jī)物；兼性菌和厭氧菌則通過好氧或厭氧反應(yīng)，分解廢水中的有機(jī)物?！?多功能生物氧化塘不僅具有污水凈化的作用，還可使污水資源化。第48頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月第49頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月①氧化塘法：一個(gè)連續(xù)處理廢水的生物循環(huán)過程，________________具有凈化污水、污水資源化。②工藝流程：多功能生物氧化塘第50頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月鞏固練習(xí)：1．無廢料生產(chǎn)體系是指（）A．廢料一產(chǎn)品B．原料一產(chǎn)品一廢料一產(chǎn)品C．原料一產(chǎn)品一原料一產(chǎn)品D．原料一產(chǎn)品一廢料2．某些地區(qū)出現(xiàn)“前面造林，后面砍林”的現(xiàn)象，是因?yàn)榘l(fā)展中哪一原理失調(diào)造成的A．協(xié)調(diào)與平衡原理B．整體性原理C．系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定功能原理D．系統(tǒng)整體性原理CB第51頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月3．生物數(shù)量超過了環(huán)境的承載力后，就會(huì)破壞生態(tài)工程的哪一原理（）A．整體性原理B．系統(tǒng)性原理C．協(xié)調(diào)與平衡原理D．工程學(xué)原理C4．珊瑚蟲與藻類共生，提高了珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，其原理是（）A．系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定功能原理B．整體性原理C．系統(tǒng)整體性原理D．協(xié)調(diào)與平衡原理C第52頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月5．下列結(jié)構(gòu)示意圖能體現(xiàn)系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理的是（）D第53頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月7．單一的人工林比天然混合林的穩(wěn)定性低，容易遭受害蟲危害，這體現(xiàn)了生態(tài)工程的什么原理（）A．物質(zhì)循環(huán)再生原理B．協(xié)調(diào)與平衡原理C．物種多樣性原理D．系統(tǒng)整理性原理6．實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的最重要的手段之一是A．大力發(fā)展“石油農(nóng)業(yè)”B．生態(tài)工程C．清除污染物D．禁止產(chǎn)出污染物ＣＢ第54頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月8．城市生活垃圾要做到分類、回收、利用，實(shí)現(xiàn)廢物資源化利用。與該做法關(guān)系最密切的生態(tài)工程原理是A．物種多樣性原理B．整體性原理C．物質(zhì)循環(huán)再生原理D．系統(tǒng)學(xué)原理9．協(xié)調(diào)與平衡原理主要指（）A．生物與環(huán)境的適應(yīng)及環(huán)境對(duì)生物的承載力B．系統(tǒng)各組分之間要有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系C．自然系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一D．物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一ＡＣ第55頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月10.人類設(shè)計(jì)生態(tài)工程的根本目標(biāo)是（）A．促進(jìn)自然界良性循環(huán)的前提下，達(dá)到生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的同步發(fā)展B．促進(jìn)自然界良性循環(huán)的前提下，防治環(huán)境污染，提高經(jīng)濟(jì)效益C．防治環(huán)境污染，達(dá)到生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的同步發(fā)展D．促進(jìn)自然界良性循環(huán)的前