选修三51生态工程的基本原理.ppt
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1、专题5:生态工程,20世纪末世界人口突破了60亿,随着现代农业生产的发展,人类活动遍布地球的每个角落,地球上已经难以找到一个没有受到人类影响的地方,原始的生态系统几乎丧失,全球生态环境危机不断激化。,生态工程:,理论基础,生态学和系统学,技术手段,通过系统设计、调控和技术组装,操作过程,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,最终目的,促进人类社会和自然环境的和谐发展,生态工程建设的目的是: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
2、益、可持续的工程体系。,一、关注生态工程建设,资料分析,资料1:1998年夏季,长江流域经历了自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。,资料分析:,1.导致我国长江流域洪水泛滥的主要原因和直接原因是什么?,2.洪灾频繁的发生反映出我国长江流域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。,直接原因:1998年度的罕见降雨。但这也与全球温室气体
3、排放量增加而导致的温度升高、气候异常有关。,洪灾频繁发生反映出我国长江流域经济发展模式存在什么问题?,解决长江洪水泛滥应该采取什么措施?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。,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,经济的发展是以巨大的生态环境破坏为代价。,资料2:我国是农业大国,人均土地、水等资源占有量远低于世界平均水平。虽然我国用占世界10%的耕地养活了占世界21%的人口,但由于受到西方“石油农业”模式的影响,加上人口压力以及缺乏生态环境意识,所造成的资源破坏和农业环境污染,已经对社会的可持续发展造成很大障碍,1.你对“石油农业
4、”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。理解: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,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
5、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。,P108资料分析2问题讨论,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。,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。,为了可持续发展,走生态经济之路。,二、生态工程的基本原理1.物质循环再生原理 2.物种多样性原理 3.协
6、调与平衡原理 4.整体性原理 5.系统学与工程学原理 系统的结构决定功能原理:系统整体性原理,1.物质循环再生原理: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。意义:避免环境污染,保持长久的可持续发展。实例:无废弃物农业(我国古代传统农业),无废弃物农业我国古代传统农业的辉煌成就之一,是生态工程最早和最生动的一种模式。,比较上图两个生态系统,哪个抵抗力稳定性要更高?为什么?,2.物种多样性原理,理论基础生态系统具有一定抵抗力稳定性 意义:避免系统的结构与功能失衡。举例:正方:澳大利亚深海大堡礁生物多样性反方:我国三北防护林种植树
7、种单一而造成“绿色荒漠”,物种越丰富,群落结构越复杂,生态系统的自动调节能力越强,生态系统的抵抗力稳定性越高。,物种多样性原理,珊瑚礁生物群落,物种多,营养结构(食物链、食物网)复杂的生态系统抵抗力稳定性高。,物种少,营养结构简单的生态系统抵抗力稳定性低。,由于周边城市、工业和农田的排水中氮、磷的浓度较高,使太湖水体中的水葫芦和藻类疯长,西北地区年降雨量450nm,只适宜种植灌木和草的地区,却被硬性规定种植属于乔木的杨树,“杨家将”因为不适应长成了“小老头“防护林变成了残败的”灰色长城“,3.协调与平衡原理,理论基础:生物与环境的协调与平衡 需要考虑环境承载力某种环境所能养活的生物种群的最大数
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