第一章生態(tài)工程第1頁當(dāng)前存在世界問題主要有第2頁第3頁關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)是指在處理人類與環(huán)境關(guān)系時(shí)，采取一個(gè)“資源—產(chǎn)品—污染排放”單向性開放式過程，采取這種模式，伴隨工業(yè)發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大和人口數(shù)量增加，環(huán)境本身凈化能力減弱，造成環(huán)境問題日益加重，資源短缺危機(jī)愈加突出。傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)模式：第4頁傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)模式：毀壞水、大氣、土壤和生物資源，消耗地球贈(zèng)給我們自然資本，并造成環(huán)境污染。第5頁生態(tài)經(jīng)濟(jì)：主要是經(jīng)過實(shí)施“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”標(biāo)準(zhǔn)，使一個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)出污染物，能夠成為本系統(tǒng)或者另一個(gè)系統(tǒng)生產(chǎn)原料，從而實(shí)現(xiàn)廢棄物資源化，而實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)最主要伎倆之一就是生態(tài)工程。為了可連續(xù)發(fā)展，必須走生態(tài)經(jīng)濟(jì)之路。第6頁第一節(jié)生態(tài)工程的理論依據(jù)第7頁一、什么是生態(tài)工程1954年我國(guó)生態(tài)學(xué)家馬世駿提出生態(tài)工程是怎樣？

他認(rèn)為生態(tài)工程目標(biāo)是什么？第8頁

是指應(yīng)用生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)相關(guān)理論和系統(tǒng)論方法，以生態(tài)環(huán)境保護(hù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展（可連續(xù)發(fā)展）為目標(biāo)，對(duì)人工生態(tài)系統(tǒng)、人類社會(huì)環(huán)境和資源進(jìn)行保護(hù)、改造、治理、調(diào)控和建設(shè)綜合工藝技術(shù)體系或綜合工藝過程。生態(tài)工程概念：第9頁生態(tài)工程建設(shè)目標(biāo)：特點(diǎn)：遵照自然界物質(zhì)循環(huán)規(guī)律，充分發(fā)揮資源生產(chǎn)潛力，預(yù)防環(huán)境污染，到達(dá)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益同時(shí)發(fā)展。生態(tài)工程少消耗、多效益、可連續(xù)第10頁生態(tài)工程是指人類應(yīng)用生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科基本原理和方法，經(jīng)過系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)控和技術(shù)組裝，對(duì)已被破壞生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)、重建，對(duì)造成環(huán)境污染和破壞傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行改進(jìn)，并提升生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力，從而促進(jìn)人類社會(huì)和自然環(huán)境友好發(fā)展。第11頁在我們身邊有哪些生態(tài)工程？長(zhǎng)壩石林大棚蔬菜新農(nóng)村建設(shè)馬路村村通等等第12頁（創(chuàng)始人：L.V.貝塔朗菲）是相互聯(lián)絡(luò)諸要素綜合體。系統(tǒng)定義：系統(tǒng)具備基本特征：1、是一個(gè)有序有機(jī)整體。2、一個(gè)系統(tǒng)執(zhí)行特定功效。3、含有較強(qiáng)整體功效。4、系統(tǒng)組成成份之間發(fā)生相互作用。5、含有一定邊界。二、生態(tài)工程相關(guān)理論（一）系統(tǒng)論馬世駿將“整體、協(xié)調(diào)、循環(huán)、再生”作為生態(tài)工程基本標(biāo)準(zhǔn)。第13頁（二）生物之間共生、抗生理論（1）共生關(guān)系概念：是物種之間一個(gè)相依為命互利關(guān)系，假如失去一方，另一方便不能生存。意義：是生態(tài)工程中生物之間相互利用、相互促進(jìn)、互為防護(hù)主要機(jī)制。第14頁豆科植物與根瘤菌第15頁

總之：共生和抗生關(guān)系應(yīng)用是確保生態(tài)工程穩(wěn)定性、提升綜合效益主要保障。意義：工程設(shè)計(jì)時(shí)注意防止因?yàn)樯镩g抗生而產(chǎn)生

不利影響。(2)：抗生關(guān)系舉例：一個(gè)物種經(jīng)過分泌化學(xué)物質(zhì)抑制另一物種生長(zhǎng)和生存，如青霉菌與細(xì)菌。第16頁（三）生物多樣性理論概念：生物多樣性是指地球上全部生物，它們所包含基因以及由這些生物與環(huán)境相互作用所組成生態(tài)系統(tǒng)多樣化程度。類型：遺傳（基因）多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性第17頁森林生態(tài)系統(tǒng)人為生態(tài)系統(tǒng)自然生態(tài)系統(tǒng)生物種群數(shù)量豐富，結(jié)構(gòu)及營(yíng)養(yǎng)關(guān)系復(fù)雜，含有較高抵抗力穩(wěn)定性。人為生態(tài)系統(tǒng)種群組成單一，抵抗力穩(wěn)定性差。第18頁（四）食物鏈理論（1）生態(tài)系統(tǒng)中生物經(jīng)過食物鏈彼此聯(lián)絡(luò)，能夠?qū)⒛撤N形式能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)變成另一個(gè)形式能量和物質(zhì)。（2）在人為生態(tài)系統(tǒng)中，能夠經(jīng)過對(duì)食物鏈各步驟調(diào)控，改變物質(zhì)、能量轉(zhuǎn)移路徑和富集方式。第19頁食物鏈桑樹蠶螳螂黃雀第20頁生態(tài)工程是不是只遵照這些理論呢？生態(tài)工程在設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中，還應(yīng)遵照生態(tài)學(xué)其它理論，以及相關(guān)學(xué)科基本理論；而且還必須堅(jiān)持生態(tài)效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)。只有這么，才能在更多行業(yè)領(lǐng)域建立起眾多可連續(xù)發(fā)展生態(tài)工程系統(tǒng)，保障生態(tài)工程健康、有序發(fā)展。第21頁1.(多項(xiàng)選擇)生態(tài)工程體系特點(diǎn)是（）A．少消耗B．多效益C．可連續(xù)D．多投資ABC2.實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)最主要伎倆之一是()A．大力發(fā)展“石油農(nóng)業(yè)”B．生態(tài)工程C．去除污染物D．禁止產(chǎn)出污染物B課堂練習(xí):第22頁3.以下不屬于生態(tài)工程建設(shè)目標(biāo)是()A.對(duì)造成環(huán)境污染和破壞傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行改進(jìn)B.預(yù)防環(huán)境污染C.單純追求糧食產(chǎn)量D.促進(jìn)人類社會(huì)和自然環(huán)境友好發(fā)展C4、以下不屬于共生關(guān)系是（）A、向日葵與大豆間作B、大豆與小麥輪作C、青霉菌與細(xì)菌

C第23頁4.人類設(shè)計(jì)生態(tài)工程根本目標(biāo)是（）A．促進(jìn)自然界良性循環(huán)前提下，到達(dá)生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益同時(shí)發(fā)展B．促進(jìn)自然界良性循環(huán)前提下，防治環(huán)境污染，提升經(jīng)濟(jì)效益C．防治環(huán)境污染，到達(dá)生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益同時(shí)發(fā)展D．促進(jìn)自然界良性循環(huán)前提下，充分發(fā)揮資源生產(chǎn)潛力，防治環(huán)境污染，到達(dá)生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益同時(shí)發(fā)展D第24頁生態(tài)工程是人類學(xué)習(xí)自然生態(tài)系統(tǒng)“智慧”結(jié)晶，是生態(tài)學(xué)、工程學(xué)、系統(tǒng)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科交叉而產(chǎn)生新興學(xué)科。生態(tài)工程主要由生物種群、生物群落和生態(tài)系統(tǒng)組成。生態(tài)工程構(gòu)建和運(yùn)行主要依據(jù)是生態(tài)學(xué)基本原理。三、生態(tài)工程所遵照基本原理第25頁1、物質(zhì)循環(huán)再生原理物質(zhì)能夠在各類生態(tài)系統(tǒng)中，進(jìn)行區(qū)域小循環(huán)和全球地質(zhì)大循環(huán)，循環(huán)往復(fù)，分層分級(jí)利用，從而到達(dá)取之不盡，用之不竭效果。定義：物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)往復(fù)，分層分級(jí)利用。實(shí)質(zhì)：生態(tài)系統(tǒng)中不產(chǎn)生廢棄物，沒有環(huán)境污染，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定發(fā)展。特點(diǎn)：第26頁實(shí)例：無廢棄物農(nóng)業(yè)——我國(guó)古代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)輝煌成就之一，是生態(tài)工程最早和最生動(dòng)一個(gè)模式。第27頁無廢棄物農(nóng)業(yè)----經(jīng)過主動(dòng)種植能夠固氮豆科作物，以及搜集一切可能有機(jī)物質(zhì)，包含人畜糞便、枯枝落葉、殘羹剩飯、河泥、炕土、老墻土以及農(nóng)產(chǎn)品加工過程中廢棄物等，采用堆肥和漚肥等各種方式，把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)肥料，施用到農(nóng)田中，改進(jìn)了土壤結(jié)構(gòu)；培育了土壤微生物；實(shí)現(xiàn)了土壤養(yǎng)分如氮、磷、鉀及微量元素循環(huán)利用。第28頁物種多而繁雜生態(tài)系統(tǒng)含有較高抵抗力穩(wěn)定性。生物多樣性程度高，能夠?yàn)榉N類生物生存提供各種機(jī)會(huì)和條件。眾多生物經(jīng)過食物鏈關(guān)系相互依存，就能夠在有限資源條件下，產(chǎn)生或容納更多生物量，提升系統(tǒng)生產(chǎn)力。2、物種多樣性原理定義：物種繁多而復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)，含有更高抵抗力穩(wěn)定性。實(shí)質(zhì)：第29頁實(shí)例：珊瑚礁區(qū)生態(tài)系統(tǒng)、原始森林單一人工林、圍湖造田等特點(diǎn)：生物多樣性程度高，食物鏈關(guān)系復(fù)雜，系統(tǒng)生產(chǎn)力高、穩(wěn)定性強(qiáng)。第30頁生物多樣性很高珊瑚礁維持很好第31頁單一樟子松林被松毛蟲害死食物鏈短而單調(diào)，缺乏松毛蟲、天牛天敵。第32頁純樟子松林、楊樹林生物多樣性低，食物鏈短而單調(diào)，缺乏松毛蟲、天牛天敵，而成片單一林木又為其提供了豐富食物起源，因而會(huì)造成了樹林毀壞。珊瑚礁區(qū)生物多樣性高，食物鏈復(fù)雜，不一樣生物占據(jù)了不一樣時(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)環(huán)境。比如，氮、磷等養(yǎng)分就能夠在該區(qū)生物體間充分地循環(huán)利用而極少流出系統(tǒng)外。第33頁3、協(xié)調(diào)與平衡原理定義：考慮環(huán)境承載力，處理好生物與環(huán)境協(xié)調(diào)與平衡。協(xié)調(diào)主要是指生物要適應(yīng)環(huán)境，所以在建設(shè)生態(tài)工程時(shí)，不要盲目引種或栽種；平衡是指某環(huán)境下生物種群數(shù)量與環(huán)境承載力要平衡，假如生物數(shù)量超出了環(huán)境承載力程度，就會(huì)引發(fā)系統(tǒng)失調(diào)和平衡。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)活生物種群數(shù)量，假如生物數(shù)量超出了環(huán)境承載力程度，就會(huì)引發(fā)系統(tǒng)失衡和破壞。第34頁實(shí)例：農(nóng)作物種植要合理密植；草原不能超載放牧；魚塘要適量放養(yǎng)。實(shí)質(zhì)：生態(tài)系統(tǒng)中生物與無機(jī)環(huán)境協(xié)調(diào)與平衡發(fā)展，不一樣生物之間協(xié)調(diào)與平衡發(fā)展。第35頁4、整體性原理概述：進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時(shí)，不但要考慮到自然生態(tài)系統(tǒng)規(guī)律，更主要是，要考慮到經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等系統(tǒng)影響力。另外，社會(huì)習(xí)慣、法律制度等也都對(duì)生態(tài)工程建設(shè)有著主要影響。人類處于一個(gè)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然復(fù)合而成系統(tǒng)中。第36頁實(shí)質(zhì)：生態(tài)工程系統(tǒng)是由自然生態(tài)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)等組成統(tǒng)一整體。生態(tài)工程整體建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)：在進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時(shí)，不但要考慮自然生態(tài)系統(tǒng)規(guī)律，更主要是，要考慮到經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等系統(tǒng)影響力。實(shí)例：在進(jìn)行林業(yè)工程建設(shè)時(shí)，首先要號(hào)召農(nóng)民種樹，另首先一定要考慮貧困地域農(nóng)民生活問題，如糧食、燒柴以及收入等問題。因?yàn)橥且陨显蛟斐闪宿r(nóng)民對(duì)森林、灌叢過分砍伐。假如農(nóng)民生計(jì)得不到確保，隨時(shí)都會(huì)發(fā)生“前面造林，后面坎林”現(xiàn)象。所以，只有把生態(tài)與經(jīng)濟(jì)結(jié)合起來，才能從根本上到達(dá)造林和護(hù)林目標(biāo)。第37頁5、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理⑴系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定功效原理生態(tài)工程需要考慮系統(tǒng)內(nèi)部不一樣組分之間結(jié)構(gòu)，經(jīng)過改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu)，到達(dá)改進(jìn)系統(tǒng)功效目標(biāo)。⑵系統(tǒng)整體性原理系統(tǒng)各組分之間要在適當(dāng)百分比關(guān)系，只有這么才能順利完成能量、物質(zhì)、信息等轉(zhuǎn)換和流通，而且實(shí)現(xiàn)總體功效大于各部分之和效果，即“1+1>2”。第38頁⑴系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定功效原理若把系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比作計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，分析三種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖：工作可靠性哪個(gè)高？集中式環(huán)式分布式分布式第39頁⑵系統(tǒng)整體性原理比如：珊瑚礁之所以能夠保持很高系統(tǒng)生產(chǎn)力，得益于珊瑚蟲和藻類組成高效植物—?jiǎng)游餇I(yíng)養(yǎng)循環(huán)。通常情況下，失去了共生藻類珊瑚蟲會(huì)因?yàn)樗劳龆斐缮汉鹘钢鸩健鞍谆?，失去其鮮艷色彩，那里生物多樣性也將銳減，從而造成系統(tǒng)瓦解。豆科作物和固氮菌共生也是一例。固氮菌為豆科作物提供能量和其它營(yíng)養(yǎng)，二者共生使豆科作物能夠在氮素缺乏土地上生長(zhǎng)；當(dāng)把它們分開時(shí)，二者生長(zhǎng)都要受到損害。第40頁1．單一農(nóng)田比森林穩(wěn)定性低，輕易遭受害蟲危

害，這表達(dá)了生態(tài)工程什么原理（）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)整理性原理課堂練習(xí)C2.我國(guó)西北土地沙化和鹽漬化非常嚴(yán)重，原因有各種，其中一個(gè)主要原因是超載放牧，造成草地退化。試分析上述事實(shí)主要違反了生態(tài)工程什么原理（）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B第41頁3.無廢棄物農(nóng)業(yè)與石油工業(yè)相比，其主要優(yōu)點(diǎn)是()A.生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品種類多B.物質(zhì)循環(huán)利用C.以石油、煤等原料為動(dòng)力，生產(chǎn)效率高D.生物多樣性程度高，環(huán)境承載力大B4.某草原牧業(yè)，在進(jìn)行草場(chǎng)建設(shè)時(shí)，既注意不一樣牧草種類搭配種植，又對(duì)單位面積內(nèi)放牧量做了一定控制。這種做法表達(dá)了()A.實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)B.低消耗、多效益標(biāo)準(zhǔn)C.遵照物種多樣性和協(xié)調(diào)與平衡標(biāo)準(zhǔn)D.建立自然——社會(huì)——經(jīng)濟(jì)復(fù)合系統(tǒng)C第42頁5.一些山區(qū)出現(xiàn)“前面造林，后面砍林”現(xiàn)象，是因?yàn)榘l(fā)展中哪一項(xiàng)原理失調(diào)引發(fā)()A.協(xié)調(diào)和平衡原理B.整體性原理C.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定功效原理D.系統(tǒng)整體性原理B6.1+1>2是生態(tài)工程基本原理（）DA.物種多樣性原理B.整體性原理C.協(xié)調(diào)與平衡原理D.系統(tǒng)學(xué)與工程學(xué)原理第43頁7、現(xiàn)有一生活污水凈化處理系統(tǒng)，處理流程為“厭氧沉淀池→曝氣池→兼氧池→植物池”，其中植物池中生活著水生植物、昆蟲、魚類、蛙類等生物。污水凈化處理后，能夠用于澆灌綠地?；卮鹣铝袉栴}：（1）污水流經(jīng)厭氧沉淀池、曝氣池和兼氧池后得到初步凈化。在這個(gè)過程中，微生物經(jīng)過

呼吸將有機(jī)物分解。（2）植物池中，水生植物、昆蟲、魚類、蛙類和底泥中微生物共同組成了

（生態(tài)系統(tǒng)、群落、種群）。在植物池食物網(wǎng)中，植物位于第

營(yíng)養(yǎng)級(jí)。植物池中全部蛙類取得能量最終起源于

所固定