人教版高二生物选修三ppt课件：5.1生态工程的基本原理.ppt

,生态工程的基本原理,当人类第一次离开地球，在太空遥望自己的家乡时，人们这才惊讶地发现，在目前已知的宇宙星体中，唯有我们人类的家园地球，才是一颗蔚蓝色的星球。,地球，孕育了人类的生命！,臭氧层破坏,全球气候变化,海洋污染,土地荒漠化,生物多样性锐减,酸雨,水资源短缺,一：全球性生态环境问题,厄尔尼诺现象是太平洋赤道带大范围内海洋和大气相互作用后失去平衡而产生的一种气候现象。当这种现象发生时，海水水位上涨，水温升高，导致太平洋沿岸地区出现干旱及洪涝等自然灾害，甚至造成全球气候反常。,全球气候变化,CO2等温室气体的大量排放，引起全球气候变暖，导致极地的冰雪和高山冰川融化，海平面上升等。,温室效应,水资源短缺地球表面的70%被水覆盖，但淡水资源仅占所有水资源的2.5%，可为人类直接利用的淡水只占所有淡水资源的1%。随着工业污染和生活污水的排放，水资源的短缺已经成为摆放在人类面前的刻不容缓的问题。,黄河断流,臭氧层破坏氟利昂等物质的大量排放，引起臭氧层破坏，导致地球上的紫外线辐射增强，人类的皮肤癌和白内障患病率上升，植物的光合作用受到抑制等。,酸雨酸雨是指PH值小于5.6的酸性降雨。酸雨对环境有多方面的危害：使水域和土壤酸化，损害农作物和林木的生长，危害渔业生产；酸雨还腐蚀建筑物、工厂设备和文化古迹，同时也危害人类健康。,土地荒漠化土地荒漠化简单地说就是指土地退化，也叫“沙漠化”。荒漠化的主要影响是土地生产力的下降和随之而来的农牧业减产，相应带来巨大的经济损失和一系列社会恶果，如沙尘暴等。,海洋污染各种污染物通过河流和空气进入海洋，以及海洋运输时的石油泄露和倾倒等造成海洋污染。,生物多样性锐减由于环境污染,人们对资源不合理的开发利用,破坏了生物生存的环境,导致许多生物濒临灭绝。,人类应用生态学和系统学的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已被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的和谐发展。,生态工程的概念,一：生态工程,生态工程建设的目的：,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.,资料1： 1998年夏，长江流域经历了1954年以来的最大洪灾。加上其他地区水灾，1998年全国受灾人数上亿，近500万所房屋倒塌，2000多万公顷的土地被淹，直接经济损失达1600多亿元人民币。,二：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？,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。,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。,2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？,二：关注生态工程建设,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。a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。b优点: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，c缺点:它所产生的废弃物和有害物质的数量很庞大，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。,资料分析2问题讨论,二：关注生态工程建设,传统经济模式： 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，并造成环境污染,为了可持续发展，走生态经济之路。,生态经济： 主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物，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就是生态工程,二：关注生态工程建设,1、物质循环再生原理,三、生态工程所遵循的基本原理,2、物种多样性原理,3、协调与平衡的原理,4、整体性原理,5、系统学和工程学原理,理论基础:,1、物质循环再生原理 地球以有限的空间和资源，长久维持着众多生物的生存、繁衍和发展，奥秘就在于物质能够在各类生态系统中，进行区域小循环和全球地质大循环，循环往复，分层分级利用，从而达到取之不尽，用之不竭的效果,无废弃物农业,物质循环,三、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。通过积极种植能固氮的豆科作物，以及收集一切可能的有机物质，包括人畜粪便、枯枝落叶、残羹剩饭、河泥等，采用堆肥和沤肥等多种方式，把它们转变为有机肥料，施用到农田中，改善了土壤结构；培育了土壤微生物；实现了土壤养分（N、P、K）循环利用。,三、生态工程所遵循的基本原理,三、生态工程所遵循的基本原理,2.物种多样性原理,理论基础：,生态系统的稳定性,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？而珊瑚礁区却能够在养分稀少的深海中，保持着很高的生物多样性？,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。珊瑚礁区的生物多样性高，食物链复杂，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,三、生态工程所遵循的基本原理,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？,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。生物多样性的破坏有人为因素，而且往往作用巨大。,三、生态工程所遵循的基本原理,3、协调与平衡原理,理论基础：,生物与环境的协调与平衡,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。,三、生态工程所遵循的基本原理,西北畜牧养殖应该注意牲畜数量不能超过草地的承载量。如果生物的数量超过了环境承载力的限度,就会引起系统的失衡和破坏,三、生态工程所遵循的基本原理,理论基础：,4、整体性原理,社会、经济、自然复合系统,人类处在一个社会、经济、自然复合而成的系统中。进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，更重要的是，要考虑到经济和社会等系统的影响力,三、生态工程所遵循的基本原理,理论基础：,5、系统学和工程学原理,系统的结构决定功能原理,分布式优于集中式和环式,生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的,蚕好鱼肥桑茂盛,三、生态工程所遵循的基本原理,理论基础：,系统整体性原理,系统各组分之间要在适当的比例关系，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+12”,整体功能大于部分之和,三、生态工程所遵循的基本原理,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,归纳：生态工程,.,.,.,.,基本原理（1）物质循环再生 （2）物种多样性（3）协调与平衡 （4）整体性（5）系统学和工程学系统的结构决定功能系统整体性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。特点少消耗，多效益，可持续发展,结束语,在我国的生态工程建设中，人为调控仍起着较大的作用，强调因地制宜地调整生态系统的结构和功能；调控生态系统内形成互利共生网络；多层次分级利用物质、能量；促进系统的良性循环，以达到经济、生态和社会效益的统一,