人教版教學課件福建省莆田八中高二生物《51生態(tài)工程的基本原理》課件(人教版選修三).ppt

資料分析,資料分析,1998年夏季，長江流域經(jīng)歷了自1954年以來的最大洪災。加上其他地區(qū)水災，1998年全國受災人數(shù)上億，近500萬所房屋倒塌，2000多萬公頃的土地被淹，直接經(jīng)濟損失達1600多億元人民幣。,討論:,根本原因：長江上游亂砍濫伐森林，水源涵養(yǎng)和水土保持功能急劇降低，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年度的罕見降雨。但這也與全球溫室氣體排放量增加而導致的溫度升高、氣候異常有關(guān)。,是什么原因?qū)е麻L江洪水泛濫？,洪災的發(fā)生反映出經(jīng)濟發(fā)展模式存在什么問題？ 傳統(tǒng)的經(jīng)濟發(fā)展模式不注重生態(tài)環(huán)境的保護，沒有考慮生態(tài)成本，經(jīng)濟的發(fā)展以巨大的生態(tài)環(huán)境破壞為代價。,你還能舉出哪些經(jīng)濟的發(fā)展是以巨大的生態(tài)環(huán)境破壞為代價的實例？,20世紀末世界人口突破了60億，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，人類活動遍布地球的每個角落，地球上已經(jīng)難以找到一個沒有受到人類影響的地方，原始的生態(tài)系統(tǒng)幾乎喪失，全球生態(tài)環(huán)境危機不斷激化。,1973年，美國內(nèi)布拉斯加州首次出現(xiàn)幼兒高鐵血紅蛋白癥（藍嬰病）。其原因是飲用水中硝酸鹽含量超過10 mg/L，這時過多的硝酸鹽會與紅細胞中的血色素結(jié)合，形成高鐵血紅蛋白。高鐵血紅蛋白不能為細胞和組織運輸足夠的氧。患兒的臨床癥狀是在口、手或腳等部位出現(xiàn)時斷時續(xù)的藍色或淡紫色，呼吸困難、腹瀉、嘔吐、抽搐，嚴重的會失去知覺，甚至死亡。而硝酸鹽污染的來源：如下水道、畜禽養(yǎng)殖場、對農(nóng)田、公園、草地等的施肥。,傳統(tǒng)經(jīng)濟模式： 毀壞水、大氣、土壤和生物資源，消耗地球贈給我們的自然資本，并造成環(huán)境污染。,生態(tài)經(jīng)濟： 主要是通過實行“循環(huán)經(jīng)濟”的原則，使一個系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物，能夠成為本系統(tǒng)或者另一個系統(tǒng)的生產(chǎn)原料，從而實現(xiàn)廢棄物的資源化，而實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟最重要的手段之一就是生態(tài)工程。,為了可持續(xù)發(fā)展，走生態(tài)經(jīng)濟之路。,專題五 生態(tài)工程,是人類學習自然生態(tài)系統(tǒng)“智慧”的結(jié)晶， 是生態(tài)學、工程學、系統(tǒng)學、經(jīng)濟學等學科交叉而產(chǎn)生的新興學科。,生態(tài)工程 是指人類應用生態(tài)學和系統(tǒng)學等學科的基本原理和方法，通過系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)控和技術(shù)組裝，對已被破壞的生態(tài)環(huán)境進行修復、重建，對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，從而促進人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展。,生態(tài)工程概念突破,理論基礎(chǔ),生態(tài)學和系統(tǒng)學,技術(shù)手段,通過系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)控和技術(shù)組裝,操作過程,對已被破壞的生態(tài)環(huán)境進行修復、重建，對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力,最終目的,促進人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展,達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。 生態(tài)工程是一類少消耗、多效益、可持續(xù)的工程體系。,第一節(jié) 生態(tài)工程的基本原理,生態(tài)工程所遵循的基本原理,物質(zhì)循環(huán)再生原理,物種多樣性原理,協(xié)調(diào)與平衡原理,整體性原理,系統(tǒng)學和工程學原理,1、物質(zhì)循環(huán)再生原理 地球以有限的空間和資源，長久維持著眾多生物的生存、繁衍和發(fā)展，奧秘就在于物質(zhì)能夠在各類生態(tài)系統(tǒng)中，進行區(qū)域小循環(huán)和全球地質(zhì)大循環(huán)，循環(huán)往復，分層分級利用，從而達到取之不盡，用之不竭的效果。,理論基礎(chǔ)： 物質(zhì)循環(huán),無廢棄物農(nóng)業(yè)我國古代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的輝煌成就之一，是生態(tài)工程最早和最生動的一種模式。,2、物種多樣性原理,單一的樟子松林被松毛蟲害死,食物鏈短而單調(diào)，缺少松毛蟲、天牛的天敵。,理論基礎(chǔ)：生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,一般來說，生態(tài)系統(tǒng)中的組分越多，食物網(wǎng)越復雜，其自我調(diào)節(jié)能力就越強，抵抗力穩(wěn)定性就越高。,人工林,生物多樣性很高的珊瑚礁維持的很好,純樟子松林、楊樹林的生物多樣性低，食物鏈短而單調(diào)，缺少松毛蟲、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源，因而會導致了樹林的毀壞。 珊瑚礁區(qū)的生物多樣性高，食物鏈復雜，不同的生物占據(jù)了不同的時間位、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。,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。,3、協(xié)調(diào)與平衡原理,由于周邊城市、工業(yè)和農(nóng)田的排水中氮、磷的濃度較高，使太湖水體中的水葫蘆和藻類瘋長,理論基礎(chǔ)：生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡,西北地區(qū)年降雨量450nm，只適宜種植灌木和草的地區(qū)，卻被硬性規(guī)定種植屬于喬木的楊樹?！皸罴覍ⅰ币驗椴贿m應長成了“小老頭“防護林變成了殘敗的“灰色長城”。,提示：抗寒、耐旱，適應性強的沙棘，耐鹽堿力較強的沙棗等植物。,從協(xié)調(diào)與平衡原理出發(fā)，想一想，在我國西北地區(qū)進行防護林建設(shè)時，應選擇哪些特征的樹種？如果在該地區(qū)發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè)，你認為應該注意什么問題？,提示： 西北畜牧養(yǎng)殖應該注意牲畜數(shù)量不能超過草地的承載量。針對公共草地的過度放牧問題，應該實行草地承包，調(diào)動個人的管理積極性，減少過度放牧現(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。,處理好生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，需要考慮環(huán)境承載力。環(huán)境承載力又稱環(huán)境容納量是指某種環(huán)境所能養(yǎng)活的生物種群的數(shù)量。,4、整體性原理,進行生態(tài)工程建設(shè)時，不但要考慮到自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，更重要的是，要考慮到經(jīng)濟和社會等系統(tǒng)的影響力。,人類處在一個社會、經(jīng)濟、自然復合而成的系統(tǒng)中。,例：林業(yè)工程建設(shè)中的問題,理論基礎(chǔ)： 社會、經(jīng)濟、自然復合系統(tǒng),只有應用整體性原理,才能統(tǒng)一協(xié)調(diào)當前與長遠、局部與整體、開發(fā)與環(huán)境建設(shè)之間的關(guān)系，保障生態(tài)系統(tǒng)平衡和穩(wěn)定。,.,.,.,新。.系統(tǒng)學，工程學,另外，社會習慣、法律制度等也都對生態(tài)工程建設(shè)有著重要影響。,5、系統(tǒng)學和工程學原理,系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理 生態(tài)工程需要考慮系統(tǒng)內(nèi)部不同組分之間的結(jié)構(gòu)，通過改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu)，達到改善系統(tǒng)功能的目的。 系統(tǒng)整體性原理 系統(tǒng)各組分之間要在適當?shù)谋壤P(guān)系，只有這樣才能順利完成能量、物質(zhì)、信息等的轉(zhuǎn)換和流通，并且實現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果，即“1+12”。,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定功能原理,若把系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比作計算機網(wǎng)絡(luò)，分析三種計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖：,工作的可靠性哪個高？,理論基礎(chǔ)：分布式優(yōu)于集中式和環(huán)式,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定功能原理,高效生態(tài)系統(tǒng),系統(tǒng)整體性原理 例如：珊瑚礁之所以能夠保持很高的系統(tǒng)生產(chǎn)力，得益于珊瑚蟲和藻類組成的高效的植物動物營養(yǎng)循環(huán)。通常情況下，失去了共生藻類的珊瑚蟲會因為死亡而導致珊瑚礁逐漸“白化”，失去其鮮艷的色彩，那里的生物多樣性也將銳減，從而造成系統(tǒng)的崩潰。,理論基礎(chǔ)：整體功能大于部分之和,固氮菌為豆科作物提供氮素，而豆科作物為其提供能量和其他營養(yǎng)，兩者的共生使豆科作物能夠在氮素缺乏的土地上生長；當把它們分開時，兩者的生長都要受到損害。,豆科作物和固氮菌的共生,目前，在我國的生態(tài)工程建設(shè)中，人為調(diào)控仍起著較大的作用，強調(diào)按預期目標，因地制宜地調(diào)整復合生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能；調(diào)控生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)形成互利共生網(wǎng)絡(luò)；多層次分級利用物質(zhì)、能量、空間、時間 ；促進系統(tǒng)的良性循環(huán)，以達到經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益的統(tǒng)一。生態(tài)工程的設(shè)計還必須遵循社會發(fā)展和經(jīng)濟運行的基本規(guī)律，運用系統(tǒng)工程的理論和方法來指導生態(tài)工程的實施和管理。,試分析下列事件可用何種生態(tài)工程原理來解釋,1.畜牧養(yǎng)殖應注意牲畜量不超過草地承載量 2.使用堆肥和漚肥法實現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè) 3.廣東大量引種木麻黃作為行道樹，一年一種叫吹綿介殼蟲的害蟲使木麻黃遭受嚴重破壞，后來從國外引進澳洲瓢蟲，已持續(xù)發(fā)揮了控制害蟲的作用。 4.針對過度放牧的草原，一方面要減少畜牧量，進行草地承包，有效管理。另一方面要設(shè)法增加農(nóng)牧民的收入途徑。,物質(zhì)循環(huán)再生原理,物種多樣性原理,協(xié)調(diào)與平衡原理,整體性原理,1單一的人工林比天然混合林的穩(wěn)定性低，容易遭受害蟲危害，這體現(xiàn)了生態(tài)工程的什么原理（ ） A物質(zhì)循環(huán)再生原理 B協(xié)調(diào)與平衡原理 C物種多樣性原理 D系統(tǒng)整理性原理,C,2城市生活垃圾要做到分類、回收、利用，實現(xiàn)廢物資源化利用。與該做法關(guān)系最密切的生態(tài)工程原理是（ ） A物種多樣性原理 B整體性原理 C物質(zhì)循環(huán)再生原理 D系統(tǒng)學原理,3協(xié)調(diào)與平衡原理主要指（ ） A生物與環(huán)境的適應及環(huán)境對生物的承載力 B系統(tǒng)各組分之間要有適當?shù)谋壤P(guān)系 C自然系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)、社會系統(tǒng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一 D物質(zhì)循環(huán)和能量流動協(xié)調(diào)統(tǒng)一,C,A,4.我國西北土地沙化和鹽漬化非常嚴重，原因有多種，其中一個主要原因是超載放牧，導致草地退化。試分析上述事實主要違背了生態(tài)工程的什么原理（ ） A系統(tǒng)整體性原理 B協(xié)調(diào)與平衡原理 C物種多樣性原理 D整體性原理,B,5在進行林業(yè)工程建設(shè)時，一方面要號召農(nóng)民種樹，另一方面要考慮貧困地區(qū)農(nóng)民的生活問題，如糧食、燒柴以及收入等問題。以上做法依據(jù)的生態(tài)工程原理是（ ） A系統(tǒng)整體性原理 B整體性原理 C系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定功能原理 D以上都不是,B,6.人類設(shè)計生態(tài)工程的根本目標是（ ） A促進自然界良性循環(huán)的前提下，達到生態(tài)效益與經(jīng)濟效益的同步發(fā)展 B促進自然界良性循環(huán)的前提下，防治環(huán)境污染，提高經(jīng)濟效益 C防治環(huán)境污染，達到生態(tài)效益與經(jīng)濟效益的同步發(fā)展 D促進自然界良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防治環(huán)境污染，達到生態(tài)效益與經(jīng)濟效益的同步發(fā)展,D,