高二生物人教版选修3 专题5 5．1 生态工程的基本原理（共41张PPT）

(共41张PPT)
5 生态工程
5.1 生态工程的基本原理
五十年代淘米洗菜
六十年代洗衣灌溉
七十年代水质变坏
八十年代鱼虾绝代
九十年代拉稀生癌
二十一世纪。。。。。。。
全球变暖问题的出现，环境问题已经迫在眉睫！
污染转移，生态环境仍未得到改善！
我们共同生活的家园




资料一 98年洪水
阅读P107

1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？
2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？

根本原因：长江上游乱砍滥伐森林，水土流失；中游围湖造田，造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减少。
1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？
直接原因：1998年度的罕见降雨。但这也与全球温室气体排放量增加而导致的温度升高、恶劣气候有关。
2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？
资源过度开发，造成严重的生态破坏
资料二 石油农业
阅读P108
1.你对“石油农业”是如何理解的？
2.“石油农业”的生产模式应当怎样改进？
大量使用化肥、农药和机械的生产方式，对石油等能源有高度的依赖性。
农业生产：复杂的生物过程→简单的机械和化学过程。投入高，产出也高；产生的废弃物和有害物质的数量也很庞大，大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力，并造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题。
1.你对“石油农业”是如何理解的？
2.“石油农业”的生产模式应当怎样改进？

大力发展生态农业。
上面两则资料所反映的经济模式的共同点

有没有一种既能发展经济，又能保护生态环境的方法？
多消耗,少效益,只注重经济收益，破坏生态环境

传统经济模式正在毁坏水、大气、土壤和生物资源，消耗地球赠给我们的自然资本。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，走生态经济之路。
主要是通过实行“循环经济”原则，使一个系统产生出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经济最重要的手段之一是生态工程。

一、生态经济
桑基鱼塘
沼气工程
1.概念：
人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境和谐发展。
二、生态工程

学科知识

技术手段

最终目的
2.目的：
遵循自然界物质循环的规律，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。
3.特点：
少消耗、多效益、可持续
三、生态工程的基本原理
⒈ 物质循环再生原理
⒉ 物种多样性原理
⒊ 协调与平衡原理
⒋ 整体性原理
⒌ 系统学和工程学原理
　　生态工程是人类学习自然生态系统“智慧”的结晶，是生态学、工程学、系统学、经济学等学科交叉而产生的新兴学科。
1、物质循环再生原理
理论基础：
没有物质循环的系统，就会产生废弃物，造成环境污染，并最终影响到系统的稳定和发展。
实例：
无废弃物农业
意义：
不产生废弃物，可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响。

无废弃物农业

饲料与垫料

人类食品

作物残留

人类食品



人粪尿

N、P、K等
1、种植能够固氮的豆科作物
2、堆肥和沤肥,改善土壤结构
4、实现了土壤养分如氮、磷、钾及微量元素的循环利用

堆肥的堆制要为微生物创造好氧分解的条件，发酵温度较高。沤肥多在水下沤制，以厌氧分解为主，发酵温度低。
3、培育了土壤微生物
化肥 有机肥
类型 尿素、钾肥、磷肥等 用植物残落物添加粪尿等进行堆肥(陆地)和沤肥(水中)
优点 单一肥份高、肥效快、水溶性好、利用率较高 成本低、肥效长、养分全面、改善土壤结构、少量有益微生物，能调节生态环境
缺点 养分单一，流失快而污染环境、易造成土壤板结、降低农作物品质 养分含量较低，肥效慢、发酵不彻底
易造成烧苗、易传播土传病虫害、有臭味
复合肥 生物有机肥
类型 含一定有机质，又补充了特定元素的肥 混有根瘤菌、固氮菌、磷细菌等的有机肥
优点 综合化肥和有机肥的特点 成本低、肥效长且稳定、营养全面、含有大量有益微生物、不烧苗
缺点 肥效较慢、易传播土传病虫害 肥效较慢
（1）为什么樟子松林的松毛虫会肆虐，几十亿株杨树会毁于一旦？
阅读P110
（2）珊瑚礁在养分稀少的深海中保持着很高的生物多样性。
（1）纯樟子松林、杨树林的生物多样性低，食物链短而单调，缺少松毛虫、天牛的天敌，而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源，因而会导致了树林的毁坏。
（2）珊瑚礁区的生物多样性高，食物链复杂，不同的生物占据了不同的时间位、空间位和资源位，因而充分利用了珊瑚礁生态系统的环境。例如，氮、磷等养分就能够在该区生物体间充分地循环利用而很少流出系统外。
意义：
物种越丰富，生态系统的抵抗力稳定性越高。
2、物种多样性原理
理论基础：
只有保持生态系统较高的生物多样性，才能保证生态系统的稳定和平衡。
实例：
“三北”防护林、珊瑚礁生态系统
水葫芦泛滥对生态系统造成影响
需要考虑：生物与环境的协调关系
理论基础：
需要考虑环境承载力（环境容纳量），以及生物与环境、生物与生物之间的平衡
意义：
生物数量不超过环境容纳量，避免系统的失衡和破坏。
实例：
太湖营养化、西北地区的防护林建设
3、协调与平衡原理
适宜种植抗寒、耐旱，适应性强的沙棘，耐盐碱力较强的沙枣等植物。
畜牧养殖应该注意：
牲畜量不超过草地承载量　　
从协调与平衡原理出发，想一想，在我国西北地区进行防护林建设时，应选择哪些特征的树种？如果在该地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？

生物与环境的适应性，因地制宜
阅读P111
理论基础：
整体指社会-经济-自然复合成的巨大系统
社会习惯、法律制度等也都对生态工程建设有重要影响。
意义：
统一协调社会、经济、自然的各种关系，保障系统的平衡与稳定。
4、整体性原理
一方面号召农民种树，另一方面要考虑农民的生活问题。
实例：
林业建设中自然生态系统与社会、经济系统的关系问题。
林业工程建设中的问题
（1）系统的结构决定功能原理
5、系统学和工程学原理





主机










集中式
环式
分布式
①运用：改善和优化生态系统的结构
②例：桑基鱼塘模式
桑基鱼塘分布在我国长江三角洲、珠江三角洲一带的水乡，是一种典型的水陆物质和能量交换型生态工程。
（2）系统整体性原理
应用：系统各组分之间要有适当的比例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分之和的效果，即“1+1>2”。
珊瑚礁白化
整体性原理和系统整体性原理的比较：
整体性原理指社会、经济、自然三方面协调统一，保障整个系统的稳定与平衡。
如林业建设中自然系统、社会系统与经济系统的关系问题，即种树的同时考虑经济收入、粮食、燃料等问题。

系统整体性原理指整体大于部分之和，目的是保持系统有很高的生产力，具体的说指互利共生的生物体现系统整体性原理，如藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌、地衣植物中藻类和真菌等。

1.生态经济
2.生态工程
3.生态工程的基本原理
物质循环再生原理
物种多样性原理
协调与平衡原理
整体性原理
系统学和工程学原理
1．实现循环经济的最重要的手段之一是（　 ）
A．大力发展“石油农业”
B．生态工程
C．清除污染物
D．禁止产出污染物
2．单一的人工林比天然混合林的稳定性低，容易遭受害虫危害，这体现了生态工程的什么原理（ ）
A．物质循环再生原理
B．协调与平衡原理
C．物种多样性原理
D．系统整理性原理
C
B
3．城市生活垃圾要做到分类、回收、利用，实现废物资源化利用。与该做法关系最密切的生态工程原理是（ 　 ）
A．物种多样性原理 B．整体性原理
C．物质循环再生原理 　D．系统学原理
C
4．协调与平衡原理主要指（　 ）
A．生物与环境的适应及环境对生物的承载力
B．系统各组分之间要有适当的比例关系
C．自然系统、经济系统、社会系统协调统一
D．物质循环和能量流动协调统一
A
试分析下列事件可用何种生态工程原理来解释：
1.畜牧养殖应注意牲畜量不超过草地承载量

2.使用堆肥和沤肥法实现生态农业

3.广东大量引种木麻黄作为行道树，一年一种叫吹绵介壳虫的害虫使木麻黄遭受严重破坏，后来从国外引进澳洲瓢虫，已持续发挥了控制害虫的作用。

4.针对过度放牧的草原，一方面要减少畜牧量，进行草地承包，有效管理。另一方面要设法增加农牧民的收入途径。
物质循环再生原理
物种多样性原理
协调与平衡原理
整体性原理