4.3 生态工程 第1课时 课件(共20张PPT)

(共20张PPT)
第4章 人与环境 第3节 生态工程
一 生态工程的基本原理
第1课时
在2008年北京奥运会的筹办过程中，奥林匹克森林公园是一个重要建设项目。
公园所在地原来主要是普通村落和农田。2002年招标设计，2005年开工建设，2008年建成。公园建设坚持“绿色奥运”的理念，充分利用了原有地貌和植被，采用了营造近自然林系统、废物资源循环利用等多项生态技术。例如，公园的水系建设采用了雨水收集、污水利用、中水净化、智能化灌溉和生态防渗等环保技术。
奥林匹克森林公园俯瞰
问题探讨
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？
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？
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。
可以缩短建设周期，在较短时间内获得生态效益。
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。
讨论：
问题探讨
这样的生产方式，已经严重影响了人类的可持续发展。为了实现可持续发展，经济发展必须符合生态学规律。
改变“人类能征服自然”的错误观念，旨在解决环境与经济发展协调问题的一门新学科——生态工程应运而生并迅速发展。
围湖造田
毁林种地
大量使用化肥
传统农业
观察：
一、关注生态工程建设
生态工程：
（1）概念：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的修复、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。
（2）目的：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。
（3）优点：少消耗、多效益、可持续。
一、关注生态工程建设
一方面是源于其中的“生物”，生物能够进行新陈代谢、再生更新等；另一方面是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，实现系统结构与功能的协调，形成有序的整体。
生态工程为什么具有独特的结构和功能？
思考:
自生
1
二、生态工程所遵循的基本原理
在生态系统中由生物组分而产生的自组织、 、自我调节、________________就是系统的自生。
（1）内容:
在湿地修复过程中，选择净化能力较强的多种水生植物，还要考虑各自的生态位差异，以及它们的种间关系。
（3）应用实例：
（有效选择并合理布设生物组分，尽量提高生物多样性程度）
（2）理论基础:
生态系统的自我调节能力。
自我优化
自我更新和维持
二、生态工程所遵循的基本原理
（4）策略：
要维持系统的自生，就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。
例如，在湿地生态工程中，通过移除湖泊、河流中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（下图），可以改善水生生物的生存环境，从而有利于生态系统的自生。
太阳能水生态修复系统
二、生态工程所遵循的基本原理
循环
2
观看视频
二、生态工程所遵循的基本原理
（1）内涵：
在生态工程中促进系统的________________，既保证各个环节物质迁移顺畅，也保证主要物质和元素的转化率较高。
（2）理论基础:
生态系统的物质循环功能。
（3）应用实例：
无废弃物农业。
（4）特点：
实现物质的多级循环利用，废物资源化，减少污染。
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。
物质迁移与转化
思考:
二、生态工程所遵循的基本原理
协调
3
观看视频
二、生态工程所遵循的基本原理
在进行生态工程建设时，需要考虑_____________、____________的协调与适应。
生物与环境
生物与生物
原因：环境不利于杨树的生长。
原因：超出环境容纳量。
① 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”。
② 过度放牧的草地导致土壤沙化，水土流失。
可避免系统的失衡和破坏。
（1）内涵：
（2）实例：
（3）意义：
思考:
二、生态工程所遵循的基本原理
整体原理
遵从自然生态系统的规律
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
整体
4
二、生态工程所遵循的基本原理
人类处在一个社会—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 的规律，更要考虑 等系统的影响力。
进行林业工程建设时，一方面号召农民种树，另一方面考虑农民的生活问题。
只有应用整体性原理,才能统一协调当前与长远、局部与整体、
之间的关系,保障生态系统的平衡和稳定。
开发建设与环境保护
自然生态系统
经济和社会
改变和优化
比例
结构
功能
（1）内容：
（2）应用：
（3）实例：
（4）意义：
遵从自然生态系统的规律,各组分之间要有适当的 ,不同组分之间应构成有序的 ,通过 结构,达到改善系统 的目的。
二、生态工程所遵循的基本原理
分析生态工程案例中的原理和应用
思考·讨论
如下图所示，为桑（蔗）基鱼塘模式图。在设计桑基鱼塘时，要考虑合适的陆地与水面的配比，需要考虑栽种作物与养殖动物的关系。例如，地基和鱼塘的面积比例是“三比七”或“四比六”，即大部分采取“三基七水”或“四基六水”的比例。
桑（蔗）基鱼塘模式
二、生态工程所遵循的基本原理
池塘养鱼，也应综合考虑不同鱼种的关系，根据淡水鱼在自然环境中的混合生长状态，实行以四大家鱼为主的多鱼种混养模式，让鳙鱼、鲢鱼、草鱼、鲮鱼、鲤鱼、鲫鱼等各种鱼类都有生存的机会和空间。
运转良好的桑基鱼塘，可以做到物质的循环再生利用。种桑养蚕，蚕沙（蚕粪便）本是废弃物，如果不经处理直接堆放在室外，不但会腐烂变质污染环境，而且可能通过鸟、昆虫的携带造成交叉感染，导致家蚕疫病大爆发。桑基鱼塘将蚕沙由废弃物变成了渔业生产的饲料。
讨论：
1. 尝试画出桑基鱼塘中的食物链。
桑树→蚕；甘蔗→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→浮游动物→鱼。
2. 桑基鱼塘应用了生态工程的哪些基本原理？
自生：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。
循环：“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。
协调：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湿润的气候。
整体：桑基鱼塘在设计时，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。
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。
二、生态工程所遵循的基本原理
归纳：
生态工程的判断技巧及实例
原理 判断技巧 实例
自生
循环
协调
整体
强调生态系统的稳定性
强调充分利用废弃物
强调各成分之间的关系
强调社会-经济-自然协调统一；强调整体大于部分之和
无废弃农业
在人工林中增加植被层次
“灰色长城”
前面造林、后面砍林
二、生态工程所遵循的基本原理
生态工程的基本原理
关注生态工程建设
概念
生态工程所遵循的基本原理
自生
分析生态工程案例中的原理和应用
目的
优点
循环
协调
整体
课堂小结
Thanks