生態工程的原理第1頁，課件共71頁，創作于2023年2月注意：1、學科知識：

；2、技術手段：

；3、最終目的：

。人類應用生態學和系統學等學科的基本原理和方法，通過系統設計、調控和技術組裝，對已破壞的生態環境進行修復、重建，對造成環境污染和破壞的傳統生產方式進行改善，并提高生態系統的生產力，從而促進人類社會和自然環境和諧發展。生態學和系統學系統設計、調控和技術組裝促進人類社會和自然環境的和諧發展一、生態工程

P105經濟學、工程學P109第2頁，課件共71頁，創作于2023年2月資料分析：1.導致我國長江流域洪水泛濫的主要原因和直接原因是什么？2.洪災頻繁的發生反映出我國長江流域經濟發展模式存在什么問題？討論:第3頁，課件共71頁，創作于2023年2月根本原因：

長江上游亂砍濫伐森林，水源涵養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。第4頁，課件共71頁，創作于2023年2月2.洪災頻繁發生反映出我國長江流域經濟發展模式存在什么問題？3、解決長江洪水泛濫應該采取什么措施？

以生物措施為主，結合工程措施，提高森林覆蓋率；“退耕還湖”和改革不合理耕作方式等。傳統的經濟發展模式不注重生態環境的保護，沒有考慮生態成本，經濟的發展是以巨大的生態環境破壞為代價。第5頁，課件共71頁，創作于2023年2月資料2：我國是農業大國，人均土地、水等資源占有量遠低于世界平均水平。雖然我國用占世界10%的耕地養活了占世界21%的人口，但由于受到西方“石油農業”模式的影響，加上人口壓力以及缺乏生態環境意識，所造成的資源破壞和農業環境污染，已經對社會的可持續發展造成很大障礙第6頁，課件共71頁，創作于2023年2月討論:你對“石油農業”是如何理解的？

“石油農業”大量使用化肥、農藥和機械的生產方式，需要大量的石油、煤、天然氣等作為原料或動力。把農業生產變成了機械過程和化學過程，廢棄物和有害物質的數量很龐大。在不同的國家有不同的改進措施。例如，在我國，人多地少，應該大力發展生態農業。第7頁，課件共71頁，創作于2023年2月傳統經濟模式：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，并造成環境污染。第8頁，課件共71頁，創作于2023年2月生態經濟：主要是通過實行“循環經濟”的原則，使一個系統產出的污染物，能夠成為本系統或者另一個系統的生產原料，從而實現廢棄物的資源化，為實現循環經濟最重要的手段之一。為了可持續發展，走生態經濟之路。第9頁，課件共71頁，創作于2023年2月生態工程建設的目的是：

遵循自然界物質循環的規律，充分發揮資源的生產潛力，防止環境污染，達到經濟效益和生態效益的同步發展。與傳統的工程相比，生態工程是一類少消耗、多效益、可持續的工程體系。關注生態工程建設第10頁，課件共71頁，創作于2023年2月5.1生態工程的基本原理第11頁，課件共71頁，創作于2023年2月

生態工程的基本原理

1.物質循環再生原理P109

2.物種多樣性原理P110

3.協調與平衡原理

P111

4.整體性原理P112

5.系統學與工程學原理P112

⑴系統的結構決定功能原理：

⑵系統整體性原理第12頁，課件共71頁，創作于2023年2月⑴哪些垃圾是可回收的,哪些垃圾是不可回收的？⑵可回收垃圾怎樣被的再利用？⑶不可回收垃圾有什么用途？1.物質循環再生原理將生活垃圾分類處理！第13頁，課件共71頁，創作于2023年2月生活垃圾有機肥料可回收部分分不可回收的有機廢棄料

沼氣分別處理，再生利用燃燒發電提供社區用熱水飼養蚯蚓

動物蛋白飼料發酵處理①②③從對資源的的充分利用角度分析，②③途徑相對①途徑的優點是什么？

②③途徑能更充分地分層次多級利用垃圾中的物質和能量。第14頁，課件共71頁，創作于2023年2月1、此生態系統的生產者、消費者、分解者分別是什么？有幾條食物鏈？4、土壤肥力幾千年沒有耗竭的原理是什么?

物質循環再生原理實施“無廢棄物農業”思考：2、生產者在生態系統中的作用是

以及

。同時把光能轉變成化學能，并儲存在有機物中。將無機物轉變成有機物堆肥、漚肥，充分利用微生物的分解作用，把有機物變為無機物回歸無機環境，完成物質循環過程。P109第15頁，課件共71頁，創作于2023年2月

《四千年的農民》一書中記載了中國農民幾千年來的耕作方法：積極種植能夠固氮的豆科作物，以及收集一切可能的有機物質，包括人畜糞便、枯枝落葉、殘羹剩飯、河泥、炕土、老墻土以及農產品加工過程中的廢棄物等，采用堆肥和漚肥等多種方式，把它們轉變為有機肥料，施用到農田中。這種做法的優點是：

①改善了土壤結構②培育了土壤微生物③實現了土壤養分的循環利用土壤肥力經過幾千年沒有耗竭的原理是

,中國的傳統農業實施的是“

農業”P109物質循環再生原理無廢棄物第16頁，課件共71頁，創作于2023年2月請試補充一個結構或一種生態系統成分，將傳統農業改建成生態農業，并說明你的設計意圖。

生態農業實現物質循環再生和能量多級利用

添加沼氣池，把人畜糞便、作物殘留送入沼氣池，沼氣作燃料，沼渣作肥料。實現能量的充分利用。

——生態農業

第17頁，課件共71頁，創作于2023年2月沼氣池中生物的代謝類型：沼氣工程利用的原理：發展沼氣的意義：—物質循環再生原理P115燃料肥料、飼料、培養基異養厭氧（進行厭氧發酵）解決農村的燃料、提供飼料、肥料問題第18頁，課件共71頁，創作于2023年2月沼氣工程沼氣：是利用人畜糞便等物質，經過一系列復雜的厭氧發酵過程，產生的富含甲烷氣體的燃料。沼氣工程充分利用了物質循環再生原理，實現了物質充分循環再生、能量多級利用，提高了人類對能量的利用率。第19頁，課件共71頁，創作于2023年2月傳統：原料---產品---廢料現在：原料---產品---原料---產品——物質循環再生第20頁，課件共71頁，創作于2023年2月

“物質和能量的多級利用系統”可以對傳統生態系統中無法被人直接利用的“廢物”進行有效轉化。如對秸稈、動物的糞便的利用；廢棄物如不經過處理直接返回土壤，要經過長期發酵分解才能變為有用肥料。但經過糖化或氨化過程使之成為家畜喜食的飼料，可增加家畜產量，再用家畜排泄物培養食用菌，生產食用菌后的殘菌床又用于繁殖蚯蚓，最后將蚯蚓利用后的殘余物返還農田做肥料。這樣，“人可以利用的能量”轉化效率就大大提高了。第21頁，課件共71頁，創作于2023年2月傳統經濟模式有何弊端？如何解決？生態經濟有什么優勢？生態經濟主要實行什么原則？實現循環經濟最重要的手段是什么？

傳統經濟模式正在破壞水、大氣、土壤和生物資源，消耗地球贈給我們的自然資本。發展生態經濟。

因為生態經濟是一種可持續發展的經濟。生態經濟主要是通過實行“循環經濟”的原則，使一個系統產出的污染物，能夠成為本系統或另一個系統的生產原料，從而實現廢棄物的資源化。

P108生態工程第22頁，課件共71頁，創作于2023年2月1.物質循環原理的理論基礎：109

物質能夠在各類生態系統中，進行區域小循環和全球地質大循環，循環往復，分層分級利用，從而達到取之不盡，用之不竭。2.意義：

避免環境污染,保持長久的可持續發展。3.實例：

無廢棄物農業（我國古代傳統農業）第23頁，課件共71頁，創作于2023年2月第24頁，課件共71頁，創作于2023年2月比較上圖兩個生態系統，哪個抵抗力穩定性要更高？為什么？第25頁，課件共71頁，創作于2023年2月物種越豐富，群落結構越復雜，生態系統的自動調節能力越強，生態系統的抵抗力穩定性越高。

——物種多樣性原理

P110第26頁，課件共71頁，創作于2023年2月

純樟子松林、楊樹林的生物多樣性低，食物鏈短而單調，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。珊瑚礁區的生物多樣性高，食物鏈復雜，不同的生物占據了不同的時間位、空間位和資源位，因而充分利用了珊瑚礁生態系統的環境。例如，氮、磷等養分就能夠在該區生物體間充分地循環利用而很少流出系統外。討論：為什么樟子松林的松毛蟲會肆虐，幾十億株楊樹會毀于一旦？而珊瑚礁區卻能夠在養分稀少的深海中，保持著很高的生物多樣性？P110資料分析：P110第27頁，課件共71頁，創作于2023年2月物種多樣性原理珊瑚礁生物群落

物種多，營養結構（食物鏈、食物網）復雜的生態系統抵抗力穩定性高。

物種少，營養結構簡單的生態系統抵抗力穩定性低。第28頁，課件共71頁，創作于2023年2月（二）物種多樣性原理P1101、理論基礎——生態系統具有一定抵抗力穩定性2、意義：避免系統的結構與功能失衡。3、舉例：正方：澳大利亞深海大堡礁生物多樣性反方：我國三北防護林種植樹種單一而造成“綠色荒漠”物種多，營養結構（食物鏈、食物網）復雜的生態系統具有較高的抵抗力穩定性。生物多樣性程度高，可以為各類生物的生存提供多種機會和條件。營養關系越復雜，有限資源條件下就可以容納更多的生物量。第29頁，課件共71頁，創作于2023年2月第30頁，課件共71頁，創作于2023年2月

草原生態系統放牧應該注意什么問題？西北畜牧養殖應該注意牲畜數量不能超過草地的承載量——要考慮環境的承載力，要適量放牧。針對公共草地的過度放牧問題，可以實行草地承包，調動個人的管理積極性，減少過度放牧現象；另外，可以在有條件的地方，人工種植牧草，增加牧草產量。

---協調與平衡原理P111要注意生物與環境的協調與平衡第31頁，課件共71頁，創作于2023年2月從協調與平衡原理出發，想一想，在我國西北地區進行防護林建設時，應該選擇哪些類型的樹種？西北建設防護林應注意選擇：生長快、抗寒、抗旱、耐鹽堿、抗風沙，對保持水土、涵養水源有重要作用的樹木種類。第32頁，課件共71頁，創作于2023年2月（三）協調與平衡原理P1111、理論基礎：生物與環境的協調與平衡

需要考慮環境承載力——某種環境所能養活的生物種群的最大數量。2、意義：避免系統的結構與功能失衡。3、舉例：（違背協調與平衡原理）太湖水華（水體富營養化問題）西北灰色長城過度放牧對草原的破壞過度砍伐對森林植被的破壞造成水土流失洪澇災害第33頁，課件共71頁，創作于2023年2月第34頁，課件共71頁，創作于2023年2月2.意義：統一協調各種關系，才能保障生態系統的平衡與穩定。3.舉例：耕還林、還草、還湖等措施，要協調好自然、社會與經濟關系，應用好整體性原理。（四）整體性原理P1121.理論基礎——社會、自然、經濟復合系統生態工程的建設，既要考慮自然生態系統的規律，還要考慮社會和經濟等系統的影響力。第35頁，課件共71頁，創作于2023年2月——整體性原理

P112農業生態工程中不能只顧經濟效益而忽視農村自然生態效應，也不能一味地保護農村生態環境而不管不顧農民的生活質量提高。興修水利工程時，不能僅考慮一時的效益，也不能只考慮生態環境的保護。

要應用整體性原理，統一協調當前與長遠、局部與整體、開發與環境建設之間的關系，保障生態系統的平衡和穩定。第36頁，課件共71頁，創作于2023年2月第37頁，課件共71頁，創作于2023年2月（五）系統學與工程學原理1、系統的結構決定功能原理：把很多單個生產項目優化組合，有機結合形成高效生態系統，提高系統的生產力。分布式優于集中式和環式第38頁，課件共71頁，創作于2023年2月意義：

改善和優化系統的結構、從而達到功能改善的效果。舉例：桑基魚塘

把很多單一產業優化組合，有機結合形成高效生態系統，提高系統的生產力。第39頁，課件共71頁，創作于2023年2月桑基魚塘分布在我國南方的水鄉，是一種典型的水陸物質和能量交換型生態工程。試分析桑基魚塘的物質和能量流動途徑。第40頁，課件共71頁，創作于2023年2月能量的多級利用和物質的循環利用：①桑葉用于喂蠶，蠶可以生產蠶絲；②桑樹的凋落物和蠶沙（糞）落到魚塘中，作為魚的飼料，經過魚塘內的食物鏈過程，可以促進魚的生長；③甘蔗可以榨糖，糖渣用來喂豬，豬的排泄物也進入魚塘；④魚的排泄物及其他未被利用的有機物和底泥經過微生物的分解，又可以作為桑和甘蔗的有機肥料。

桑基魚塘巧妙地利用了很難利用的大片低濕地，發展了多種經營，為農民創造了多種收入的門路，完全符合“無廢棄農業”的要求。第41頁，課件共71頁，創作于2023年2月

改善和優化系統的結構，從而達到功能改善的效果——系統的結構決定功能原理P112物質循環再生原理系統學和工程學原理物種多樣性原理桑基魚塘主要應用了哪些原理？第42頁，課件共71頁，創作于2023年2月（五）系統學與工程學原理2、系統整體性原理：

系統各成分之間要有適當的比例關系，從而完成物質、能量、信息等的轉換和流通，實現總體大于各部之和。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，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。第43頁，課件共71頁，創作于2023年2月珊瑚―藻類共生關系及其意義①共生藻類（蟲黃藻）的光合作用產物可以直接轉移到珊瑚蟲的組織中，提供能量。②植物光合作用產生的O2可供動物呼吸需要③珊瑚蟲代謝產物可以直接被藻類利用，補充植物的營養物質

系統各組分之間進行著能量、物質、信息等的轉換和流通，若能保持適當的比例關系，就能實現總體功能大于各部分之和的效果，即“

1+1>2”。意義：改善和優化系統的結構、從而達到功能改善的效果第44頁，課件共71頁，創作于2023年2月1.傳統經濟模式的缺點是什么？2.生態經濟模式的優點是什么？3.解決經濟發展與環境之間的根本原則是什么？4.實現循環經濟的重要手段是什么？消耗多，效益低、不能持續發展。消耗少，效益高、能持續發展。循環經濟。生態工程5.前造林，后砍林現象，說明違背了什么原理？整體性原理第45頁，課件共71頁，創作于2023年2月6.1+1>2符合哪種生態學原理？7.無廢棄物農業和無廢料生產體系符合哪種原理？8.超載放牧和生物數量超過環境承載力是違背了那種原理？9.污染物排放是違背了那種原理？10.營造人工馬尾松林違背了哪種原理？系統學和工程學原理物質循環與再生原理協調與平衡原理物質循環與再生原理物種多樣性原理第46頁，課件共71頁，創作于2023年2月11.珊瑚蟲與藻類共生符合了哪種原理？系統學和工程學原理系統整體性原理第47頁，課件共71頁，創作于2023年2月試分析下列事件可用何種生態工程原理來解釋1.畜牧養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生態農業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，已持續發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。另一方面要設法增加農牧民的收入途徑。物質循環再生原理物種多樣性原理協調與平衡原理整體性原理第48頁，課件共71頁，創作于2023年2月日光溫室沼氣池豬禽舍例題：閱讀以下資料和我國北方“四位一體”生態農業模式圖，回答下列問題第49頁，課件共71頁，創作于2023年2月⑴此農業生態系統中起決定作用的是

.⑵使用沼氣池里的殘渣為什么可以提高蔬菜的產量⑶現在菜農遇到了陰雨連綿天氣,為增加蔬菜的產量，你能提出合理化建議嗎？⑷為了生產無公害的蔬菜，可以還可使用哪些栽培技術？農作物沼氣池里的殘渣含有豐富的礦物質，能提高農作產量。白天適當提高溫度，夜晚適當降低溫度可以利用組織培養技術或無土栽培技術。第50頁，課件共71頁，創作于2023年2月“四位一體”生態工程的優點：①溫室的增溫效應使豬、禽和蔬菜在冬天也能正常生長；②溫室內的植物吸收二氧化碳，同時為動物提供氧氣；③動物的糞尿、生活垃圾及蔬菜廢棄物投入沼氣池產氣；④沼液和沼渣又是蔬菜的良好肥料；⑤清潔新能源的開發與利用。第51頁，課件共71頁，創作于2023年2月（1）分析說明魚和蛙在該生態系統中物質和能量流動中的積極作用是什么？（2）分析說明稻一魚一蛙共生生態系統的生態優勢。魚、蛙是消費者，加速生態系統的物質循環在原有食物鏈中引入新的環節(將人們不能直接利用的有機物轉化為可以直接利用的農副產品)有利于實現對物質和能量的多級利用，并減輕了環境污染第52頁，課件共71頁，創作于2023年2月⑶上述兩個生態系統中各種生物所需的有機物都依賴于_

生命活動所需的能量追根到底都來自______。（4）甲和乙相比，抵抗力穩定性較強的是______________，原因是______________________（5）從能量流動的角度看，建立甲生態系統的目的是___________________。（6）為了使稻獲得高產，稻田乙需要經常使用農藥，而甲則不需要，原因是______________________。（7）一般地說，農田生態系統的

穩定性較低，廢棄農田上會發生群落演替，該演替的類型是

。綠色植物的光合作用太陽光能甲生物種類較多，營養結構復雜，自動調節能力較大調整能量流動的關系，使能量持續高效地流向對人類最有益的部分引入害蟲天敵—蛙，有效控制了害蟲數量抵抗力次生演替第53頁，課件共71頁，創作于2023年2月歸納：生態工程的基本原理物質循環再生物種多樣性協調與平衡整體性系統學和工程學系統的結構決定功能系統整體性目的遵循自然界物質循環的規律，充分發揮資源的生產潛力，防止環境污染，達到經濟效益和生態效益的同步發展。特點少消耗，多效益，可持續發展....第54頁，課件共71頁，創作于2023年2月練習：1、要實現人與自然的和諧發展，下列措施最合理的是

A．通過生物技術手段，轉化淀粉生產可再生能源

B．使用化學農藥防治病蟲害，保證糧食穩產

C．發展生態農業，實現物質和能量的多級利用

D．大力開墾濕地，擴大糧食種植面積C第55頁，課件共71頁，創作于2023年2月練習題：2、為什么大量使用化學農藥防治病蟲害不符合可持續發展的原則？怎樣防止害蟲符合可持續發展的原則？3、生產者在生態系統中的作用是

和

。4、普通市民應如何參與垃圾資源化、無害化的行動？⑴污染環境⑵使害蟲產生抗藥性⑶生物防治符合可持續發展的原則將生活垃圾分類處理同時把光能轉變成化學能，并儲存在有機物中。將無機物轉變成有機物第56頁，課件共71頁，創作于2023年2月5、沼氣工程使農村的整個生產過程進入了

的良性循環過程。6、萬泉河被排入居民生活污水后，水體逐漸變綠、發臭，從生物因素分析，湖水變綠的原因是

，發臭的原因是

。廢物資源化藻類大量繁殖微生物分解有機物7、農田施用的無機氮多于生物固定的氮素符合可持續發展的原則8、農田從收獲中輸出地氮元素多于人工補充的氮元素符合可持續發展的原則9、生態經濟所遵循的主要原則和實現的重要手段之一分別是什么？NY循環經濟和生態工程第57頁，課件共71頁，創作于2023年2月10.某些地區出現“前面造林，后面砍林”的現象，是因為發展中哪一原理失調造成的

A．協調與平衡原理B．整體性原理

C．系統結構決定功能原理D．系統整體性原理B11．“1+1>2”是生態工程基本原理中的哪一個A．物種多樣性原理 B．整體性原理

C．協調與平衡原理 D．系統學與工程學原理D第58頁，課件共71頁，創作于2023年2月12．下列結構示意圖能體現系統學和工程學原理的是 D13．下列有關物種多樣性的敘述錯誤的是

A．物種繁多使復雜的生態系統具有較高的抵抗力穩定性

B．生物多樣性程度高，各類生物的生存機會越多

C．生物種類越繁多，引起病蟲害的幾率越大

D．生物種類繁多，可以在有限的資源條件下，提高系統的生產力C第59頁，課件共71頁，創作于2023年2月14．下列哪項敘述完全符合生態經濟 ①建立“原料一產品一原料一產品”的無廢料生產體系②在資源不增加甚至減少的條件下實現經濟增長③在經濟產出不變甚至增加的條件下，向環境排放的廢棄物大大減少④先生產后治理，提高經濟效益

A．①②B．①②③C．②③ D．②③④B15．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工程的什么原理 A．系統整體性原理 B．協調與平衡原理C．物種多樣性原理 D．整體性原理B第60頁，課件共71頁，創作于2023年2月16．如圖說明我國現有的生產模式嚴重違反了什么生態工程原理 A．整體性原理B．協調與平衡原