選修3《當(dāng)代生物科技專(zhuān)項(xiàng)》專(zhuān)項(xiàng)5生態(tài)工程5.1生態(tài)工程的基本原理

生態(tài)工程的概念人類(lèi)應(yīng)用生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)的基本原理和辦法，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，從而增進(jìn)人類(lèi)社會(huì)和自然環(huán)境的和諧發(fā)展。1.學(xué)科知識(shí)：；2.技術(shù)手段：；3.最后目的：。三個(gè)含義生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)控和技術(shù)組裝增進(jìn)人類(lèi)社會(huì)和自然環(huán)境的和諧發(fā)展遵照自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律，充足發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，避免環(huán)境污染，達(dá)成經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的同時(shí)發(fā)展。

與傳統(tǒng)的工程相比，生態(tài)工程是一類(lèi)少消耗、多效益、可持續(xù)的工程體系。生態(tài)工程建設(shè)目的（一）關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)【分析資料1】1.造成1998年長(zhǎng)江洪水泛濫的重要因素是什么？根本因素：長(zhǎng)江上游亂砍濫伐森林，水源修養(yǎng)和水土保持功效急劇減少，造成大量泥沙淤積河道；中游圍湖造田、亂占河道，造成含有蓄洪作用的湖泊面積急劇減少。直接因素：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造成的溫度升高、氣候異常有關(guān)。解決長(zhǎng)江洪水泛濫的方法有：以生物方法為主，結(jié)合工程方法，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)，要考慮到如何解決農(nóng)村（特別是湖區(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)展模式不重視生態(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)。大量使用化肥、農(nóng)藥和機(jī)械的生產(chǎn)方式，對(duì)石油等能源有高度的依賴(lài)性；把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)這一復(fù)雜的生物過(guò)程，變成了簡(jiǎn)樸的機(jī)械過(guò)程和化學(xué)過(guò)程；投入高，產(chǎn)出也高；同時(shí)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？【分析資料2】對(duì)環(huán)境造成危害的污染物，采用一定的方法和技術(shù)，就能夠進(jìn)行回收和循環(huán)運(yùn)用，這樣不僅能夠減少環(huán)境污染，并且提高了資源的運(yùn)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)分就能夠進(jìn)行回收再運(yùn)用。3.如何理解“污染物是放錯(cuò)地方的資源”這句話？4.石油農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)模式應(yīng)當(dāng)如何改善？大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。重要是通過(guò)實(shí)施“”原則，使一種系統(tǒng)產(chǎn)生出的污染物，能夠成為本系統(tǒng)或者另一種系統(tǒng)的，從而實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化，而實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)最重要的手段之一是。

循環(huán)經(jīng)濟(jì)

生產(chǎn)原料

生態(tài)工程

生態(tài)經(jīng)濟(jì)原料——產(chǎn)品——原料——產(chǎn)品（二）生態(tài)工程所遵照的基本原理1.物質(zhì)循環(huán)再生原理（1）理論基礎(chǔ)：物質(zhì)循環(huán)可避免環(huán)境污染及其對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和發(fā)展的影響。（2）意義：資料分析只有保持生態(tài)系統(tǒng)較高的生物多樣性，才干確保生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和平衡。2.物種多樣性原理（1）理論基礎(chǔ)：（2）意義：生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性生物多樣性程度可提高系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)的生產(chǎn)力。資料分析生態(tài)系統(tǒng)的生物數(shù)量不能超出環(huán)境承載力的程度。需要考慮：生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系3.協(xié)調(diào)與平衡原理（1）理論基礎(chǔ)：（2）意義：生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡生物數(shù)量不能超出環(huán)境承載力，可避免系統(tǒng)的失衡和破壞。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)統(tǒng)一協(xié)調(diào)多個(gè)關(guān)系，保障生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定。（1）理論基礎(chǔ)：（2）意義：社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合系統(tǒng)5、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理（1）系統(tǒng)的構(gòu)造決定功效原理改善和優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)造以改善功效例：?；~(yú)塘模式（1）理論基礎(chǔ)：（2）意義：分布式優(yōu)于集中式和環(huán)式（2）系統(tǒng)整體性原理【思考】你還能舉出系統(tǒng)整體功效不不大于部分之和的例子嗎?整體功效不不大于各部分之和珊瑚礁“白化”豆科作物和固氮菌的共生

（1）理論基礎(chǔ)：（2）意義：保持系統(tǒng)很高的生產(chǎn)力項(xiàng)目理論基礎(chǔ)意義實(shí)例物質(zhì)循環(huán)再生原理生物多樣性原理協(xié)調(diào)與平衡原理整體性原理系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理系統(tǒng)整體性原理物質(zhì)循環(huán)

可避免環(huán)境污染及其對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和發(fā)展的影響

無(wú)廢棄農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性生物多樣性程度可提高系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)的生產(chǎn)力“三北”防護(hù)林建設(shè)問(wèn)題、珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性問(wèn)題生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡生物數(shù)量不能超出環(huán)境承載力，可避免系統(tǒng)的失衡和破壞。太湖富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題、過(guò)分放牧等社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)多個(gè)關(guān)系，保障生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定。林業(yè)建設(shè)中自然系統(tǒng)與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的關(guān)系問(wèn)題分布式優(yōu)于集中式和環(huán)式改善和優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)造以改善功效?；~(yú)塘整體功效不不大于各部分之和保持系統(tǒng)很高的生產(chǎn)力珊瑚礁、藻類(lèi)和珊瑚蟲(chóng)的關(guān)系練習(xí)：分析下列事件用哪種生態(tài)工程原理來(lái)解釋1）畜牧養(yǎng)殖應(yīng)注意牲畜量不超出草地承載量2)使用堆肥和漚肥法實(shí)現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)3)廣東大量引種木麻黃作為行道樹(shù)，一年一種叫吹綿介殼蟲(chóng)的害蟲(chóng)使木麻黃遭受?chē)?yán)重破壞，后來(lái)從國(guó)外引進(jìn)澳洲瓢蟲(chóng)，已持續(xù)發(fā)揮了控制害蟲(chóng)的作用。物質(zhì)循環(huán)再生原