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选修3 5-1生态工程基本原理


专题5 《生态工程》

教学目标
? (1).简述生态工程的概念,关注生态工程的 建设。 ? (2).简述生态工程的原理,举例说出各原理 的内容。 ? (3).尝试运用生态工程原理,分析生态环境 问题及解决对策。 ? (4).能够对生态工程的实例进行科学的分析, 总结出它们的特点,并应用生态工程的原 理,设计简单的生态工程。

专题5《生态工程》

5.1《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 生态环境 ,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。

生态工程的概念:
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

(一)关注生态工程建设

资料一

讨论:
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?

1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么?
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。 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。 解决长江洪水泛滥的措施有:以生物措施为主, 结合工程措施,提高森林覆盖率;“退耕还湖” 和改革不合理耕作方式等。 在进行生态工程建设时,要考虑到怎样解决农 村(尤其是湖区或山区的迁出人员)的能源来 源问题以及如何提高农民的经济收入。

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。

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

资料二

讨论:
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?

1.你对“石油农业”是如何理解的? “石油农业”大量使用化肥、农药和机械的生 产方式,因对石油等能源有高度的依赖性而得 名。它把农业生产这一复杂的生物过程,变成 了简单的机械过程和化学过程。由于其投入高, 产出也高,对粮食安全保障和提高人民生活水 平起到了巨大的作用,但同时它所产生的废弃 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。

2.石油农业的生产模式应当怎样改进?
在不同的国家有不同的改进措施。例如, 在我国,人多地少,应该大力发展生态农业。 实施的具体措施包括:可以根据田间作物的 需要适量施用高效、低毒、低残留的农药, 多施有机肥,提高作物对水、肥等资源的利 用效率,对作物秸秆和畜禽粪便进行再利用, 实现物质的多级利用,等等。一方面要不断 提高土地的产出水平;另一方面要减少农业 活动对环境的污染,促进社会的可持续发展。

生态经济
循环经济 ”原则, 主要是通过实行“
使一个系统产生出的污染物,能够成为本系统 生产原料 ,从而实现废弃 或者另一个系统的 物的资源化,而实现循环经济最重要的手段之 生态工程 。 一是

(二)生态工程所遵循的基本原理 无废弃物农业
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。

(二)生态工程所遵循的基本原理 1、物质循环再 生原理

(二)生态工程所遵循的基本原理
资料分析讨论: 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

(二)生态工程所遵循的基本原理
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

遇虫害而死的樟子 松

(二)生态工程所遵循的基本原理
2、物种多样性原 理

珊瑚礁区生物多样性非常高

资料分析讨论:

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?

(二)生态工程所遵循的基本原理
资料分析讨论:

水葫芦泛滥对生态系统造成影响

(二)生态工程所遵循的基本原理
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 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?

资料分析:

1、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?

几种西北地区特别适宜树种的介绍 (1)沙棘,俗称“酸柳”、“酸刺”、“黑 刺 (2)山杏,主要指西伯利亚杏, (3)刺槐, (4)锦鸡儿(又称拧条), (5)杜梨 (6)沙枣 (7)合欢 (8)臭椿

(二)生态工程所遵循的基本原理
4、整体性原理
整体指社会-经济-自然复合而成的巨大系统
生产 成本
植物 动物 管 理 消费 效益 政策

经济系统

微生物 非生物的因素

科 学 文 化

自然系统

社会系统

(二)生态工程所遵循的基本原理
5、系统学和工程学原理
(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。

(二)生态工程所遵循的基本原理
5、系统学和工程学原理
(2)系统整体性原理
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”

你能举出系统整体功 能大于部分之和的例子 吗?

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

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

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 )

前景广阔的沼气工程

(二)生态工程所遵循的基本原理
5、系统学和工程学原理
(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。


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