生态工程的基本原理
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(共49张PPT)
生态工程的基本原理
你觉得本专题题图有什么寓意
干裂的土地，赤红的荒山，意味着不断恶化的 ，幼苗的上方是蔚蓝的地球，地球似乎化作一滴甘露，滋润着大地；幼苗又可寓意为
工程，虽然柔弱，却顽强地支撑着地球；地球和幼苗组合和谐，象征着希望。
生态环境
生态
生态工程的概念：
人类应用 等学科的基本原理和方法，通过 ，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
生态学和系统学
系统设计、调控和技术组装
促进人类社会和自然环境和谐发展
注意：
1.学科知识： ；
2.技术手段： ；
3.最终目的： 。
生态学和系统学
系统设计、调控和技术组装
促进人类社会和自然环境的和谐发展
生态工程的兴起
生态工程建设目的：
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。
与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。
（一）关注生态工程建设
资料分析一
（一）关注生态工程建设
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？
讨论:
根本原因：长江上游乱砍滥伐森林，水源涵养和水土保持功能急剧降低，造成大量泥沙淤积河道；中游围湖造田、乱占河道，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、气候异常有关。
2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？
传统的经济发展模式不注重生态环境的保护，没有考虑生态成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。
（一）关注生态工程建设
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？
讨论:
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
3.如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？
对环境造成危害的污染物，采用一定的措施和技术，就能够进行回收和循环利用，这样不但能够减少环境污染，而且提高了资源的利用效率，减少了资源的浪费。例如，对废污水中的重金属或氮、磷等养分就可以进行回收再利用。因此说污染物是放错了地方没有被利用的资源。
主要是通过实行“ ”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 ，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 。
生态经济
循环经济
生产原料
生态工程
二、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
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.
是我国古代传统农业的辉煌成就之一，也是生态工程最早和最生动的一种模式。
无废弃物农业
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
与物质循环有关的肥料问题：
化肥 有机肥 复合肥 生物有机肥
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) 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 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 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 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 肥效较慢、
易传播土传病虫害 肥效较慢
Go back
遇虫害而死的樟子松
我国“三北防护林”
(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？
遇虫害而死的樟子松
2、物种多样性原理
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
珊瑚礁在养分稀少的深海中
2.从上面正面和反面的实例，你能得出怎样的结论？你认为生物多样性的破坏有人为因素吗？
资料分析讨论：
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。
√
资料分析讨论：
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
3、协调与平衡原理
----需要考虑环境承载力（环境容纳量），以及生物与环境的适应
需要考虑：生物与环境的适应性，因地制宜
讨论：
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？
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
讨论：
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？
4、整体性原理
整体指社会-经济-自然复合成的巨大系统
例：林业工程建设中的问题
一方面号召农民种树，另一方面要考虑农民的生活问题
生产 成本
消费效益
经济系统
植物
动物
微生物
非生物的因素
自然系统
政策
管理
科学文化
社会系统
社会习惯、法律制度等也都对生态工程建设有重要影响。
只有应用整体性原理,才能统一协高当前与长远、局部与整体、开发与环境建设之间的关系，保障生态系统的平衡和稳定
5、系统学和工程学原理
（1）系统的结构决定功能原理
运用：改善和优
化生态系统的结构
例：桑基鱼塘模式
（1）系统的结构决定功能原理
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
你能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗
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”
豆科作物和固氮菌的共生
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）系统的结构决定功能原理
（2）系统整体性原理
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
生态农业
（1）生态农业设计的基本原理是
①___________________，
②______________________。
生态系统中能量多级利用和物质循环再生
环境与经济协调发展
（2）生态农业的优越性表现在_________________________________________________。
各种农产品的生产互相协调，互惠互利，实现了能量和物质的多级利用
在“农作物→猪→农户”这条食物链中，若农作物通过光合作用产出300摩尔氧气，则农作物同时产出_______摩尔葡萄糖，农户从猪中获取的能量最多相当于____摩尔的葡萄糖。
50
2
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
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
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
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
5.人类设计生态工程的根本目标是（ ）
A．促进自然界良性循环的前提下，达到生态效益与经济效益的同步发展
B．促进自然界良性循环的前提下，防治环境污染，提高经济效益
C．防治环境污染，达到生态效益与经济效益的同步发展
D．促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防治环境污染，达到生态效益与经济效益的同步发展
6.我国西北土地沙化和盐渍化非常严重，原因有多种，其中一个主要原因是超载放牧，导致草地退化。试分析上述事实主要违背了生态工程的什么原理（ ）
A．系统整体性原理
B．协调与平衡原理
C．物种多样性原理
D．整体性原理
7．在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴以及收入等问题。以上做法依据的生态工程原理是（ ）
A．系统整体性原理 B．整体性原理
C．系统结构决定功能原理 D．以上都不是
8．（多选）生态工程体系的特点是（ ）
A．少消耗 B．多效益
C．可持续 D．多投资
（1）系统的结构决定功能原理
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。
课本：P113
前景广阔的沼气工程
（2）系统整体性原理
豆科作物和固氮菌的共生就是一例。
固氮菌为豆科作物提供氮素，而豆科作物为其提供能量和其他营养，两者的共生使豆科作物能够在氮素缺乏的土地上生长；当把它们分开时，两者的生长都要受到损害。
2010水灾
生态工程的基本原理
你觉得本专题题图有什么寓意
干裂的土地，赤红的荒山，意味着不断恶化的 ，幼苗的上方是蔚蓝的地球，地球似乎化作一滴甘露，滋润着大地；幼苗又可寓意为
工程，虽然柔弱，却顽强地支撑着地球；地球和幼苗组合和谐，象征着希望。
生态环境
生态
生态工程的概念：
人类应用 等学科的基本原理和方法，通过 ，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
生态学和系统学
系统设计、调控和技术组装
促进人类社会和自然环境和谐发展
注意：
1.学科知识： ；
2.技术手段： ；
3.最终目的： 。
生态学和系统学
系统设计、调控和技术组装
促进人类社会和自然环境的和谐发展
生态工程的兴起
生态工程建设目的：
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。
与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。
（一）关注生态工程建设
资料分析一
（一）关注生态工程建设
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？
讨论:
根本原因：长江上游乱砍滥伐森林，水源涵养和水土保持功能急剧降低，造成大量泥沙淤积河道；中游围湖造田、乱占河道，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、气候异常有关。
2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？
传统的经济发展模式不注重生态环境的保护，没有考虑生态成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。
（一）关注生态工程建设
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？
讨论:
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
3.如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？
对环境造成危害的污染物，采用一定的措施和技术，就能够进行回收和循环利用，这样不但能够减少环境污染，而且提高了资源的利用效率，减少了资源的浪费。例如，对废污水中的重金属或氮、磷等养分就可以进行回收再利用。因此说污染物是放错了地方没有被利用的资源。
主要是通过实行“ ”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 ，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 。
生态经济
循环经济
生产原料
生态工程
二、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
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.
是我国古代传统农业的辉煌成就之一，也是生态工程最早和最生动的一种模式。
无废弃物农业
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
与物质循环有关的肥料问题：
化肥 有机肥 复合肥 生物有机肥
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) 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 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 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 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 肥效较慢、
易传播土传病虫害 肥效较慢
Go back
遇虫害而死的樟子松
我国“三北防护林”
(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？
遇虫害而死的樟子松
2、物种多样性原理
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
珊瑚礁在养分稀少的深海中
2.从上面正面和反面的实例，你能得出怎样的结论？你认为生物多样性的破坏有人为因素吗？
资料分析讨论：
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。
√
资料分析讨论：
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
3、协调与平衡原理
----需要考虑环境承载力（环境容纳量），以及生物与环境的适应
需要考虑：生物与环境的适应性，因地制宜
讨论：
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？
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
讨论：
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？
4、整体性原理
整体指社会-经济-自然复合成的巨大系统
例：林业工程建设中的问题
一方面号召农民种树，另一方面要考虑农民的生活问题
生产 成本
消费效益
经济系统
植物
动物
微生物
非生物的因素
自然系统
政策
管理
科学文化
社会系统
社会习惯、法律制度等也都对生态工程建设有重要影响。
只有应用整体性原理,才能统一协高当前与长远、局部与整体、开发与环境建设之间的关系，保障生态系统的平衡和稳定
5、系统学和工程学原理
（1）系统的结构决定功能原理
运用：改善和优
化生态系统的结构
例：桑基鱼塘模式
（1）系统的结构决定功能原理
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
你能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗
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”
豆科作物和固氮菌的共生
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）系统的结构决定功能原理
（2）系统整体性原理
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
生态农业
（1）生态农业设计的基本原理是
①___________________，
②______________________。
生态系统中能量多级利用和物质循环再生
环境与经济协调发展
（2）生态农业的优越性表现在_________________________________________________。
各种农产品的生产互相协调，互惠互利，实现了能量和物质的多级利用
在“农作物→猪→农户”这条食物链中，若农作物通过光合作用产出300摩尔氧气，则农作物同时产出_______摩尔葡萄糖，农户从猪中获取的能量最多相当于____摩尔的葡萄糖。
50
2
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
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
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
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
5.人类设计生态工程的根本目标是（ ）
A．促进自然界良性循环的前提下，达到生态效益与经济效益的同步发展
B．促进自然界良性循环的前提下，防治环境污染，提高经济效益
C．防治环境污染，达到生态效益与经济效益的同步发展
D．促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防治环境污染，达到生态效益与经济效益的同步发展
6.我国西北土地沙化和盐渍化非常严重，原因有多种，其中一个主要原因是超载放牧，导致草地退化。试分析上述事实主要违背了生态工程的什么原理（ ）
A．系统整体性原理
B．协调与平衡原理
C．物种多样性原理
D．整体性原理
7．在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴以及收入等问题。以上做法依据的生态工程原理是（ ）
A．系统整体性原理 B．整体性原理
C．系统结构决定功能原理 D．以上都不是
8．（多选）生态工程体系的特点是（ ）
A．少消耗 B．多效益
C．可持续 D．多投资
（1）系统的结构决定功能原理
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。
课本：P113
前景广阔的沼气工程
（2）系统整体性原理
豆科作物和固氮菌的共生就是一例。
固氮菌为豆科作物提供氮素，而豆科作物为其提供能量和其他营养，两者的共生使豆科作物能够在氮素缺乏的土地上生长；当把它们分开时，两者的生长都要受到损害。
2010水灾