高二生物选修生态工程的基本原理.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高二生物选修生态工程的基本原理,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。,1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？,讨论:,直接原因,：,1998年度的罕见降雨。,根本原因：,全球温室气体排放量增加而导致的温度升高、气候异常；,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。,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。,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。,洪灾的发生反映出,经济发展模式,存在什么问题？,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”是如何理解的？,但是,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。,讨论:,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。,4.石油农业的生产模式应当怎样改进？,大力发展,生态农业,。,具体措施：,适量施用高效、低毒、低残留农药，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。,3.如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？,对环境造成危害的,污染物,，采用一定的措施和技术，就能够进行,回收和循环利用,，这样不但能够减少环境污染，而且,提高了资源的利用效率,，减少了资源的浪费。例如，对废污水中的重金属或氮、磷等养分就可以进行回收再利用。因此说污染物是放错了地方没有被利用的资源。,你还能举出哪些经济的发展是以巨大的生态环境破坏为代价的实例？,目前世界人口约71亿，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。,1973年，美国内布拉斯加州首次出现幼儿,高铁血红蛋白症（蓝婴病）,。,其原因是饮用水中硝酸盐含量超过10 mg/L，,这时过多的硝酸盐会与红细胞中的血色素结合，形成高铁血红蛋白。,高铁血红蛋白不能为细胞和组织运输足够的氧,。,患儿的临床症状是在口、手或脚等部位出现时断时续的蓝色或淡紫色，呼吸困难、腹泻、呕吐、抽搐，严重的会失去知觉，甚至死亡。,而硝酸盐污染的来源：如下水道、畜禽养殖场、对农田、公园、草地等的施肥。,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。,主要是通过实行“_”原则，使一个系统产生出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的_，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是_。,生态经济,循环经济,生态工程,生产原料,是人类学习自然生态系统“智慧”的结晶，,是,生态学,、,工程学,、,系统学,、,经济学,等学科交叉而产生的新兴学科。,专题5 生态工程,生态工程,是指人类应用,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。,优点：,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。,生态工程的基本原理,生态工程应遵循什么基本原理,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,系统的结构决定功能,系统整体性,.,.,.,物质循环再生.,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。,理论基础：物质循环,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。,一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。,2、物种多样性原理,理论基础：生态系统的稳定性,单一的樟子松林被松毛虫害死,人工林,生物多样性很高的珊瑚礁维持的很好,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,，而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源，因而会导致了树林的毁坏。,珊瑚礁区的,生物多样性高,，,食物链复杂,，不同的生物占据了不同的时间位、空间位和资源位，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。,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。,3、协调与平衡原理,理论基础：,生物与环境的协调与平衡,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”。,提示：,抗寒、耐旱，适应性强的,沙棘,，耐盐碱力较强的,沙枣,等植物。,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？,西北畜牧养殖应该注意,牲畜数量不能超过草地的承载量,。针对公共草地的过度放牧问题，应该实行,草地承包，调动个人的管理积极性，减少过度放牧,现象；另外，可以在有条件的地方，,人工种植牧草，增加牧草产量,。,处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑,环境承载力,。,环境承载力又称环境容纳量,是指某种环境所能养活的生物种群的数量。,据美联社2008年1月30日报道,随着食物价格飞速上涨,居住在贫民区的海地家庭每天连一盘米也买不起。这种用特有黄泥土晒成的“,饼干,”,成了他们一日三餐的主要食品。,当地医生说,长期依靠,泥饼干,维生会导致营养不良和腹泻。泥土中的寄生虫和毒素也会对人体产生致命影响。,4、整体性原理,理论基础：自然-经济-社会复合系统,只有应用整体性原理,才能统一协调当前与长远、局部与整体、开发与环境建设之间的关系，,保障生态系统平衡和稳定,。,.,.,.,新。.系统学，工程学,另外，社会习惯、法律制度等也都对生态工程建设有着重要影响。,5、系统学和工程学原理,系统的结构决定功能原理,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。,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”。,系统结构决定功能原理,若把系统的结构比作计算机网络，分析三种计算机网络结构示意图：,工作可靠性哪个高？,理论基础：分布式优于集中式和环式,高效生态系统,思考与探究：,3.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。试分析桑基鱼塘的物质和能量流动途径。,系统整体性原理,例如：珊瑚礁之所以能够保持很高的系统生产力，得益于珊瑚虫和藻类组成的高效的植物动物营养循环。通常情况下，失去了共生藻类的珊瑚虫会因为死亡而导致,珊瑚礁逐渐“白化”,，失去其鲜艳的色彩，那里的生物多样性也将锐减，从而造成系统的崩溃。,理论基础：整体功能大于部分之和,整体大于局部之和,没有菌共生 与菌共生,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。,目前，在我国的生态工程建设中，人为调控仍起着较大的作用，强调按预期目标，因地制宜地调整复合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、空间、时间；促进系统的良性循环，以达到经济、生态和社会效益的统一。生态工程的设计还必须遵循社会发展和经济运行的基本规律，运用系统工程的理论和方法来指导生态工程的实施和管理。,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,1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,C,2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,3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,C,A,4.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,B,5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,B,6.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,D,