人教版教學(xué)課件生態(tài)工程的基本原理.ppt

1、專(zhuān)題5 生態(tài)工程,珠海市實(shí)驗(yàn)中學(xué) 周樹(shù)奇,生態(tài)工程的基本原理,生態(tài)工程的興起,“可持續(xù)發(fā)展”的內(nèi)涵: (Sustainable Development) 經(jīng)濟(jì)發(fā)展不僅要滿(mǎn)足當(dāng)代人的需要,還要不危害后代人發(fā)展能力。,美國(guó)生態(tài)學(xué)家H.T.奧德姆于1962年首先提出“生態(tài)工程”概念： “A branch of engineering and field of science in which solutions to societys environmental problems would be grounded in the technology available from natural s

2、ystems so that the human engineering required would be supplementary rather than primary (overhead).” 即以從自然系統(tǒng)獲得的技術(shù)為基礎(chǔ)，解決人類(lèi)社會(huì)環(huán)境問(wèn)題的一門(mén)工程分支科學(xué)，它所需的人類(lèi)工程技術(shù)僅僅起輔助作用，而不是起主要作用；或“人類(lèi)應(yīng)用主要來(lái)自自然的能源作為輔助能對(duì)環(huán)境的控制”；或“對(duì)自然的管理就是生態(tài)工程，更好的措施是與自然結(jié)成伙伴關(guān)系”。,H.T.奧德姆的學(xué)生米奇（W.J.Mitsch）繼承其思想，于1989年編了世界上第一本生態(tài)工程專(zhuān)著（Ecological Engineering:

3、 An Introduction to Ecotechnology），并于1992年主編創(chuàng)辦了生態(tài)工程雜志。他對(duì)生態(tài)工程的定義是： Ecological engineering has been defined as the design of ecosystems for the mutual benefit of humans and nature. 即生態(tài)工程是為了人類(lèi)和自然的相互利益而進(jìn)行的一種生態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。,我國(guó)著名生態(tài)學(xué)家馬世駿先生1979年首先倡導(dǎo)生態(tài)工程。他對(duì)生態(tài)工程下的定義是：生態(tài)工程是應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生與物質(zhì)循環(huán)再生的原理、結(jié)合系統(tǒng)工程的最優(yōu)化方法，設(shè)計(jì)的分層多級(jí)利用物

4、質(zhì)的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)。生態(tài)工程的目標(biāo)就是在促進(jìn)自然界良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮物質(zhì)的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益同步發(fā)展。它可以是縱向的層次結(jié)構(gòu)，也可以發(fā)展為由幾個(gè)縱向工藝鏈索橫連而成的網(wǎng)狀工程系統(tǒng)。,人類(lèi)應(yīng)用生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)的基本原理和方法，通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)控和技術(shù)組裝，對(duì)已被破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)、重建，對(duì)造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行改善、并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，從而促進(jìn)人類(lèi)社會(huì)和自然環(huán)境的和諧發(fā)展。,生態(tài)工程的概念,生態(tài)工程的基本原理,（一）關(guān)注生態(tài)工程建設(shè),資料分析一：,1.導(dǎo)致1998年長(zhǎng)江洪水泛濫的主要原因是什么？,根本原因：長(zhǎng)江上游亂砍濫伐森林，水源涵養(yǎng)和水土

5、保持功能急劇降低，造成大量泥沙淤積河道；中游圍湖造田、亂占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面積急劇減少。,直接原因：1998年度的罕見(jiàn)降雨。但這也與全球溫室氣體排放量增加而導(dǎo)致的溫度升高、氣候異常有關(guān)。,解決長(zhǎng)江洪水泛濫的措施有：以生物措施為主，結(jié)合工程措施，提高森林覆蓋率；“退耕還湖”和改革不合理耕作方式等。 在進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時(shí)，要考慮到怎樣解決農(nóng)村（尤其是湖區(qū)或山區(qū)的遷出人員）的能源來(lái)源問(wèn)題以及如何提高農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入。,2.洪災(zāi)的發(fā)生反映出經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式存在什么問(wèn)題？,傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式不注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，沒(méi)有考慮生態(tài)成本，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以巨大的生態(tài)環(huán)境破壞為代價(jià)。,“石油農(nóng)業(yè)”大量使用化肥、農(nóng)

6、藥和機(jī)械的生產(chǎn)方式，因?qū)κ偷饶茉从懈叨鹊囊蕾?lài)性而得名。它把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)這一復(fù)雜的生物過(guò)程，變成了簡(jiǎn)單的機(jī)械過(guò)程和化學(xué)過(guò)程。由于其投入高，產(chǎn)出也高，對(duì)糧食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用，但同時(shí)它所產(chǎn)生的廢棄物和有害物質(zhì)的數(shù)量也很龐大，大大削弱了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和持續(xù)生產(chǎn)力，并造成日益嚴(yán)重的農(nóng)產(chǎn)品污染和環(huán)境污染等問(wèn)題。,1.你對(duì)“石油農(nóng)業(yè)”是如何理解的？,資料分析二：,對(duì)環(huán)境造成危害的污染物，采用一定的措施和技術(shù)，就能夠進(jìn)行回收和循環(huán)利用，這樣不但能夠減少環(huán)境污染，而且提高了資源的利用效率，減少了資源的浪費(fèi)。例如，對(duì)廢污水中的重金屬或氮、磷等養(yǎng)分就可以進(jìn)行回收再利用。因此說(shuō)污染物是放

7、錯(cuò)了地方?jīng)]有被利用的資源。,3.如何理解“污染物是放錯(cuò)地方的資源”這句話(huà)？,在不同的國(guó)家有不同的改進(jìn)措施。例如，在我國(guó)，人多地少，應(yīng)該大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。實(shí)施的具體措施包括：可以根據(jù)田間作物的需要適量施用高效、低毒、低殘留的農(nóng)藥，多施有機(jī)肥，提高作物對(duì)水、肥等資源的利用效率，對(duì)作物秸稈和畜禽糞便進(jìn)行再利用，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的多級(jí)利用，等等。一方面要不斷提高土地的產(chǎn)出水平；另一方面要減少農(nóng)業(yè)活動(dòng)對(duì)環(huán)境的污染，促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。,4.石油農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)模式應(yīng)當(dāng)怎樣改進(jìn)？,關(guān)于生態(tài)經(jīng)濟(jì)：,（二）生態(tài)工程所遵循的基本原理,1、物質(zhì)循環(huán)再生原理,無(wú)廢棄物農(nóng)業(yè)是我國(guó)古代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的輝煌成就之一，也是生態(tài)工程最早和最生

8、動(dòng)的一種模式。,2、物種多樣性原理,物種越豐富，生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性越高,資料分析討論：,1.為什么樟子松林的松毛蟲(chóng)會(huì)肆虐，幾十億株楊樹(shù)會(huì)毀于一旦？而珊瑚礁區(qū)卻能夠在養(yǎng)分稀少的深海中，保持著很高的生物多樣性？,純樟子松林、楊樹(shù)林的生物多樣性低，食物鏈短而單調(diào)，缺少松毛蟲(chóng)、天牛的天敵，而成片單一的林木又為其提供了豐富的食物來(lái)源，因而會(huì)導(dǎo)致了樹(shù)林的毀壞。 珊瑚礁區(qū)的生物多樣性高，食物鏈復(fù)雜，不同的生物占據(jù)了不同的時(shí)間位、空間位和資源位，因而充分利用了珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境。例如，氮、磷等養(yǎng)分就能夠在該區(qū)生物體間充分地循環(huán)利用而很少流出系統(tǒng)外。,2.從上面正面和反面的實(shí)例，你能得出怎樣的結(jié)論？你認(rèn)為

9、生物多樣性的破壞有人為因素嗎？,只有保持生態(tài)系統(tǒng)較高的生物多樣性，才能保證生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和平衡。生物多樣性的破壞有人為因素，而且往往作用巨大。,3、協(xié)調(diào)與平衡原理,-需要考慮環(huán)境承載力即環(huán)境容納量,資料分析： 1、從協(xié)調(diào)與平衡原理出發(fā)，想一想，在我國(guó)西北地區(qū)進(jìn)行防護(hù)林建設(shè)時(shí)，應(yīng)選擇哪些樹(shù)種？如果在該地區(qū)發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè)，你認(rèn)為應(yīng)該注意什么問(wèn)題？,西北畜牧養(yǎng)殖應(yīng)該注意牲畜數(shù)量不能超過(guò)草地的承載量。針對(duì)公共草地的過(guò)度放牧問(wèn)題，應(yīng)該實(shí)行草地承包，調(diào)動(dòng)個(gè)人的管理積極性，減少過(guò)度放牧現(xiàn)象；另外，可以在有條件的地方，人工種植牧草，增加牧草產(chǎn)量。,4、整體性原理,整體指社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合成的巨大系統(tǒng),5、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理,（1）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理,（2）系統(tǒng)整體性原理,思考與探究：,3.?；~(yú)塘分布在我國(guó)長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲一帶的水鄉(xiāng)，是一種典型的水陸物質(zhì)和能量交換型生態(tài)工程。試分析?；?/p>