生态工程基本原理理论基础
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生态工程四个基本原理
生态工程四个基本原理
生态工程四个基本原理是：
1、物质循环再生，理论基础：物质循环。
意义：可避免环境污染及其对系统稳定性和发展的影响。
2、物种多样性，理论基础：生态系统的抵抗力稳定性。
意义：生物多样性程度可提高系统的抵抗力稳定性，提高系统的生产力。
3、协调与平衡，理论基础：生物与环境的协调与平衡。
意义：生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏。
4、整体性，理论基础：社会—经济—自然复合系统。
意义：统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定。
系统的结构决定功能原理：分布式优于集中式和环式。
意义：改善和优化系统的结构以改善功能。
系统整体性原理：整体大于部分。
意义：保持系统很高的生产力。
生态工程的基本原理完整版本
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资料分析2问题讨论
1.你对“石油农业”是如何理解的？
“石油农业”大量使用化肥、农药和机械的生产方 式，因对石油等能源有高度的依赖性而得名。
理解： a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。 b优点: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， c缺点：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。
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P108资料分析2问题讨论
2. 你能举出一些农业生产活动对人体 健康以及环境造成危害的实例吗？
除日常生活中能够发现的实例外，农业活动对环境 和人类健康造成危害的实例中，世界上影响较大的有蓝 婴病。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。硝酸盐来 源于点源污染，如下水道、畜禽养殖场等，或非点源污 染，如对农田、公园、草地等. 的施肥。
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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。
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生态工程概念突破
理论基础 生态学和系统学
技术手段 操作过程
.
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。
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资料分析2问题讨论
1.你对“石油农业”是如何理解的？
“石油农业”大量使用化肥、农药和机械的生产方 式，因对石油等能源有高度的依赖性而得名。
理解： a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。 b优点: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， c缺点：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。
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P108资料分析2问题讨论
2. 你能举出一些农业生产活动对人体 健康以及环境造成危害的实例吗？
除日常生活中能够发现的实例外，农业活动对环境 和人类健康造成危害的实例中，世界上影响较大的有蓝 婴病。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。硝酸盐来 源于点源污染，如下水道、畜禽养殖场等，或非点源污 染，如对农田、公园、草地等. 的施肥。
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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。
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生态工程概念突破
理论基础 生态学和系统学
技术手段 操作过程
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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。
43生态工程一生态工程的基本原理-德州市乐陵第一中学人教版高中生
生态学、系统学
手
段
对人工生态系统进行分析、设计和调控,或对已被破 坏的生态环境进行修复、重建
目
的
提高生态系统的生产力或改善生态环境,从而促进人 类社会与自然环境的和谐发展
2.原因:毁林种地,围湖造田,大量使用化肥、农药等农业生产方式, 以及工业的迅猛发展,正在消耗大量的自然资源。 3.目的:遵循生态学规律,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。 4.优点:少消耗、多效益、可持续。
(1)从生态学角度分析，人们建立图示的农业生态系统的主要目 的是____________________________________________。该系统将植 物秸秆、动物粪便等废弃物合理地进行了应用，体现了生态工程的 ________原理。
生态系统的基本原理 情境导引 资料1 在辽宁西部的章古台地区,最初进行林带建设时,单一种植 了大片的樟子松林,由于没有一条昆虫与其天敌相生相克的食物链, 使得偶然滋生的松毛虫肆虐一时,很多地方的樟子松因此奄奄一息, 甚至成为鸟兽了无踪影的“不毛之地”。同样的原因,前几年仅一种 小小的杨树天牛就将宁夏、内蒙古等地的几十亿株杨树毁于一旦。 资料2 我国西北一些地区年降水量小于450 mm,是只适合种植灌 木和草的地区,但却被硬性规定种植杨树,以致到处都是“杨家将”。 生态的不适应使许多地方的杨树长成半死不活的“小老头”状,远不 如当地树种那样有较高的生态适应性,结果防护林成了残败的“灰 色长城”。
3.公园建设为什么要充分利用原有的地貌和植被， 营造近自然林系统呢?
生态工程的建设要顺应自然，即合乎自然规律。自然的地貌 和植被，是自然选择、生物与环境相适应的结果，充分利用 原有的地貌和植被有利于该公园的可持续发展，并且会减少 人力和物力的投入。
生态工程概念原理及相关理论
• 生态工程是为了人类和自然的相互利益而进 行的一种生态系统设计
生态工程原理
• 1、物质循环再生原理
• 2、物种多样性原理
• 3、协调与平衡原理
• 4、整体性原理
• 5、系统学和工程学原理
–
系统的结构决定功能原理
–
系统整体性原理
物质循环再生原理
• 理论基础是：生物地球化学循环
组 成 生 物 体 的 C 、 H 、 O 、 N 、 P 、 S 基 本 元 素
大规模生态工程成败原因
• 斯大林改造大自然：
化学家门捷列耶夫、生理学家巴甫洛夫、物理学家波波 夫；在生物 —地学领域也不乏大师,道库恰耶夫 (1846～1903)；农学家依兹马依里斯基(1851～1914)。
其理论依据主要来自道库恰耶夫以及依兹马依里斯基的 学说。遗憾的是规划的倡导人决策人操持的是繁重庞 杂的国家政务, 不可能事必躬亲地深究防护林营造的 具体细节, 也不可能全面地理解和把握科学家理论的 要点。
如何立法自我节制
• 强制的法律或税务 措施，做成污染者 在排放前处理污染 物成本比不处理为 低。
• 强化监督机制。 • 加强道德教育。
自由生育
在我们努力将自 己社会建成一个 福利国家的过程 中，人口问题是 我们的社会必然 面对的另一种公 地悲剧。
无节制的生育的影响
1.使社会在提供现有人口生活条件和提高人民生活水平方面，遇到 了难以克服的困难：就业困难,住房紧张,粮食、燃料等生活必需品 短缺等。
2024/1/25
自我设计：利用生态系统自 组织原理进行生态系统设计
生态工程原理
• 1、物质循环再生原理
• 2、物种多样性原理
• 3、协调与平衡原理
• 4、整体性原理
生态工程原理
• 1、物质循环再生原理
• 2、物种多样性原理
• 3、协调与平衡原理
• 4、整体性原理
• 5、系统学和工程学原理
–
系统的结构决定功能原理
–
系统整体性原理
物质循环再生原理
• 理论基础是：生物地球化学循环
组 成 生 物 体 的 C 、 H 、 O 、 N 、 P 、 S 基 本 元 素
大规模生态工程成败原因
• 斯大林改造大自然：
化学家门捷列耶夫、生理学家巴甫洛夫、物理学家波波 夫；在生物 —地学领域也不乏大师,道库恰耶夫 (1846～1903)；农学家依兹马依里斯基(1851～1914)。
其理论依据主要来自道库恰耶夫以及依兹马依里斯基的 学说。遗憾的是规划的倡导人决策人操持的是繁重庞 杂的国家政务, 不可能事必躬亲地深究防护林营造的 具体细节, 也不可能全面地理解和把握科学家理论的 要点。
如何立法自我节制
• 强制的法律或税务 措施，做成污染者 在排放前处理污染 物成本比不处理为 低。
• 强化监督机制。 • 加强道德教育。
自由生育
在我们努力将自 己社会建成一个 福利国家的过程 中，人口问题是 我们的社会必然 面对的另一种公 地悲剧。
无节制的生育的影响
1.使社会在提供现有人口生活条件和提高人民生活水平方面，遇到 了难以克服的困难：就业困难,住房紧张,粮食、燃料等生活必需品 短缺等。
2024/1/25
自我设计：利用生态系统自 组织原理进行生态系统设计
生态工程原理
• 1、物质循环再生原理
• 2、物种多样性原理
• 3、协调与平衡原理
• 4、整体性原理
生态工程的原理
生态工程的原理
生态工程是一种通过调整和改善自然环境来恢复或改善生态系统功能的科学和技术方法。
它的原理基于生态学理论，主要包括以下几个方面。
1. 自然恢复：生态工程首先依靠自然恢复的力量，通过提供适当的环境条件和资源，促进自然过程中生态系统的自我修复能力。
例如，通过控制环境因素，如水质、气候和土壤条件，来促进湿地的自然恢复，从而使湿地生态系统得以重建。
2. 人工干预：在自然恢复的基础上，生态工程还采用人工干预的方式，以加速生态系统的修复和改善。
这包括引入适宜的植物和动物物种，修复受损的地形和土壤，以及建立合适的生态结构，如湿地、林地和草地等。
3. 生物多样性保护：生态工程的原则之一是保护和增强生物多样性。
通过合理设计和管理生态工程项目，保护和恢复不同物种的栖息地，提供适宜的食物和庇护条件，以促进物种的繁衍和迁徙，从而维护生态系统的稳定性和健康。
4. 持续管理：生态工程的成功不仅依赖于初始的工程建设和生态恢复，还需要进行持续的管理和监测。
这包括定期评估生态系统的状况，采取必要的修复和改进措施，以确保生态工程项目的长期效益和可持续发展。
综上所述，生态工程基于自然恢复和人工干预的原则，以保护生物多样性和实现可持续管理为目标，旨在恢复和改善生态系
统的功能和健康。
通过科学的设计和实施，生态工程可以在人类活动对自然环境造成破坏的情况下，促进生态系统的恢复和保护，为人类提供可持续的生态服务。
高中生物生态工程的基本原理
高中生物生态工程的基本原理
生态工程是以生物学和生态学为基础，运用工程技术手段调节、修复和改善环境的一门交叉学科。
其基本原理包括生态系统的特征、工程手段的选择和应用以及生态系统的动态平衡。
首先，在生态工程中，了解和理解生态系统的特征是至关重要的。
生态系统是由生物群落和非生物环境组成的有机整体。
它包括物质和能量的循环，以及生物之间和生物与环境之间的相互作用。
生态工程师需要了解生态系统的结构、功能和相互关系，以便制定合理的工程方案。
其次，选择和应用适当的工程手段是生态工程的关键。
根据特定的问题和目标，生态工程师需要选择合适的工程手段，以达到修复、调节或改善环境的目的。
例如，植物修复是一种常用的生态工程手段，通过利用植物的生长和代谢特性，吸收和稀释有毒物质、固定土壤、保护土壤等。
此外，还可以利用人工湿地、河流修复、海岸保护等工程手段，对环境进行修复和改善。
最后，生态系统的动态平衡是生态工程的目标之一、生态系统具有稳定性和动态平衡的特点，生态工程旨在通过调节和修复，使生态系统恢复到相对稳定的状态。
为了实现这一目标，需要掌握生态系统的演替规律和调节机制。
例如，在生物多样性保护中，保护和恢复生物多样性是保持生态系统稳定的关键因素之一
总之，生态工程的基本原理涉及到生态系统的特征、工程手段的选择和应用以及生态系统的动态平衡。
通过深入理解这些原理，生态工程师可以更好地解决环境问题，并为实现可持续发展做出贡献。
高中生物选修3《现代生物科技专题》课件5.1生态工程的基本原理
Βιβλιοθήκη (3)生态工程与传统农业的比较
比较项目
生态工程
基本原理
生态学、工程学
调节机制 人为辅助下的自我调节
与环境的关系
协调
主要能源
太阳能
生物多样性
得到保护
传统农业 工程学 人为调控 破坏环境 化学能
减少
2．生态工程概念的理解 (1)生态经济的实质：能够满足我们的需求而又不会危及子孙后 代满足其需要的经济，实现“循环经济”最重要的手段之一就是生 态工程。 (2)对生态工程概念的理解，应注意以下几点： ①涉及的学科知识有生态学、系统学、工程学、经济学等。 ②运用到的技术手段有系统设计、调控和技术组装等。 ③面临的任务是对已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的生产方式进行改善，并提高生态系统的生 产力。 ④最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。 ⑤生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续。
答案：D
2．从生态工程的基本原理看，“生态经济”就是( ) A．无废料生产、无生态破坏的经济发展模式 B．为了优化和重建自然生态的经济投资 C．先恢复生态环境，再发展经济的发展计划 D．为了更快发展经济的生态资源利用
解析：生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个 系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料， 从而实现废弃物的资源化。
3．生态农业常见类型 (1)桑基鱼塘模式。 人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕粪养鱼，鱼粪肥 塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收，如下图所示：
(2)沼气农田立体养殖模式。 该生态系统利用农作物发展养殖业，利用废弃物实现物质的循 环，保证能量的多级利用，如下图所示：
4．传统农业、现代农业和生态农业的比较
比较项目
生态工程
基本原理
生态学、工程学
调节机制 人为辅助下的自我调节
与环境的关系
协调
主要能源
太阳能
生物多样性
得到保护
传统农业 工程学 人为调控 破坏环境 化学能
减少
2．生态工程概念的理解 (1)生态经济的实质：能够满足我们的需求而又不会危及子孙后 代满足其需要的经济，实现“循环经济”最重要的手段之一就是生 态工程。 (2)对生态工程概念的理解，应注意以下几点： ①涉及的学科知识有生态学、系统学、工程学、经济学等。 ②运用到的技术手段有系统设计、调控和技术组装等。 ③面临的任务是对已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的生产方式进行改善，并提高生态系统的生 产力。 ④最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。 ⑤生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续。
答案：D
2．从生态工程的基本原理看，“生态经济”就是( ) A．无废料生产、无生态破坏的经济发展模式 B．为了优化和重建自然生态的经济投资 C．先恢复生态环境，再发展经济的发展计划 D．为了更快发展经济的生态资源利用
解析：生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个 系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料， 从而实现废弃物的资源化。
3．生态农业常见类型 (1)桑基鱼塘模式。 人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕粪养鱼，鱼粪肥 塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收，如下图所示：
(2)沼气农田立体养殖模式。 该生态系统利用农作物发展养殖业，利用废弃物实现物质的循 环，保证能量的多级利用，如下图所示：
4．传统农业、现代农业和生态农业的比较
第十单元第39讲生态工程
考点一
基础回扣
要点探究
命题设计
技法提炼
返回
考点一
生态工程的基本原理
(3)协调与平衡原理： 处理好生物与环境的协调与平衡， 需要考虑
环境承载力
。
(4)整体性原理：进行生态工程建设时，不但要考虑到
自然生态系统
的规律，更重要的是，还要考虑到 等系统的影响力。
经济和社会
(5) 系统学 和 工程学原理： 包括系统的结构决定功能原 理和系统整体性原理。
技法提炼
1．桑基鱼塘模式 (1)特点：人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕粪 养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕 茧三丰收。 (2)图示
考点一
基础回扣
要点探究
命题设计
技法提炼
返回
考点一
生态工程的基本原理
技法提炼
2．沼气农田立体养殖模式 (1)特点：通过控制温室内的温度、光照、气体和水肥等因 素，缩短生产周期，大幅度提高粮食、蔬菜和水果的产量和 质量。 (2)图示
③从对资源的充分利用角度看，d、e 途径比 c 途径突出的特点
除利用了有机垃圾中的能量外，还充分地、分层次地多级_ 是_________________________________________________ 利用了垃圾中的物质，并且减少了因燃烧带来的污染
考点二
。
返回
基础回扣
要点探究
命题设计
考点一 生态工程的基本原理
第39 讲生 态工 程
考点二 生态工程的实例
高考模拟 提能训练
练出高分
考点一
生态工程的基本原理
1．生态工程建设的目的：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。 2．特点： 少消耗 、多效益、 可持续 的工程体系。 3．基本原理 (1)物质 循环再生 原理：物质在生态系统中 循环往复 、分 层分级利用。 (2)物种 多样性 原理：物种繁多而复杂的生态系统具有较 高的 抵抗力稳定性 。
基础回扣
要点探究
命题设计
技法提炼
返回
考点一
生态工程的基本原理
(3)协调与平衡原理： 处理好生物与环境的协调与平衡， 需要考虑
环境承载力
。
(4)整体性原理：进行生态工程建设时，不但要考虑到
自然生态系统
的规律，更重要的是，还要考虑到 等系统的影响力。
经济和社会
(5) 系统学 和 工程学原理： 包括系统的结构决定功能原 理和系统整体性原理。
技法提炼
1．桑基鱼塘模式 (1)特点：人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕粪 养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕 茧三丰收。 (2)图示
考点一
基础回扣
要点探究
命题设计
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考点一
生态工程的基本原理
技法提炼
2．沼气农田立体养殖模式 (1)特点：通过控制温室内的温度、光照、气体和水肥等因 素，缩短生产周期，大幅度提高粮食、蔬菜和水果的产量和 质量。 (2)图示
③从对资源的充分利用角度看，d、e 途径比 c 途径突出的特点
除利用了有机垃圾中的能量外，还充分地、分层次地多级_ 是_________________________________________________ 利用了垃圾中的物质，并且减少了因燃烧带来的污染
考点二
。
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要点探究
命题设计
考点一 生态工程的基本原理
第39 讲生 态工 程
考点二 生态工程的实例
高考模拟 提能训练
练出高分
考点一
生态工程的基本原理
1．生态工程建设的目的：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。 2．特点： 少消耗 、多效益、 可持续 的工程体系。 3．基本原理 (1)物质 循环再生 原理：物质在生态系统中 循环往复 、分 层分级利用。 (2)物种 多样性 原理：物种繁多而复杂的生态系统具有较 高的 抵抗力稳定性 。
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质大循环，循环往复，分层分级利用
“无废弃物农业”
“秸秆多级利用”
生态工程基本原理
物种多样性原理
生态系统具有保持或恢复 自身结构和功能相对稳定 的能力即生态系统稳定性。
物种多样性程度越高，生态系统的稳 定性越强，生产力越高。
三北防护林生态工程——辽宁章固台樟子松防护林
辽宁西部的章古台地区，由于单 一种植樟子松树，使松毛虫因为 没有天敌而肆虐一时，使很多地 方几乎成了不毛之地
桑基鱼塘生态系统 ——珠江三角区典型的水陆 物质和能量交换型生态工程
生态工程基本原理
系统学和工程学原理 2. 系统整体性原理(1+1>2)
珊瑚礁白化（珊蝴与虫黄藻） 系统各组分之间要有适当的比例关系，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
生态工程基本原理
进行生态工程建设时，不但 要考虑到自然生态系统的规律， 更重要的是，要考虑到对经济和 社会系统的。
例如：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。
生态工程基本原理
系统学和工程学原理
1. 系统结构决定功能：改变和优化系统结构可以提高系统功能
一、治污生态工程
1、类型： 污水治理 生态工程、 城市垃圾处 生态工程、 湖理泊或水源地治理 生态工程等。
2、内容：固体、液体及有机废弃物
的处理,
生物肥料 的研制，
湖区污染 的治理，
塑料的 再生利用 利用等。
3、实例：“人工湿地”生态工程
①组成成分：土壤、水生植物、微。生物和水等
②净化原理：物理、化学和生物作。用的综合效应
我国生态学家马世骏先生（1984） 利用生态系统中物种共生与物质循环再生原理，结构与功能 协调为原则，根据系统分析的最优化方法而设计的促进物质 被分层多级利用的生态工艺系统。
什么是生态工程？——概念
利用生态学和系统学等多学科基本原理与方法，通过 系统设计、调控和技术组装，对已破坏的生态环境进 行修复或重建，对造成环境污染的传统生产方式进行 改善，提高生态系统生产力，从而促进人类社会和自 然的协调发展。
归纳总结
生态工程基本原理
理论基础
1. 物质循环再生原理
物质循环
2. 物种多样性原理
生态系统的稳定性
3. 协调与平衡原理
处理生物与环境的协调与平衡，考 虑环境容纳量
4. 整体性原理
社会、经济、自然复合系统
5. 系统学和工程学原理
系统的结构决定功能理论 系统整体性理论（互利共生）
不同的生态工程建设遵循的基本原理可能不同。
①矿山废弃地的生态恢复工程 矿山废弃地的生态恢复优先选择 固氮 树种， 尽量选择适应性强的乡__土___树种和__先__锋___树种。
思考：
我国北方生态环境存 在的主要问题是什么？
土地荒漠化
采取什么措施可以改 善生态环境？
植树造林、退耕还林、 还草
三、生态农业工程
1、概念 ①依据：__生__态_学__理_论____。 ②前提：__环__境_与__经_济__协__调_发__展______。 ③特点：_多_层__次____、多功能的农业生产。 ④目的：促进物质在系统内循__环_和__重__复____使用， 以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益。 2、实例：留民营村生态农业。
什么是生态工程？
索取自然资源
传统生产方式： 原料-产品
排放废弃物或污染物
什么是生态工程？
人口激增、自然资源破坏，食物供应不足、能源短缺，环境污染，
最终导致生态危机，由此产生应用科学——生态工程
什么是生态工程？——概念
美国生态学家Howard T. Odum （1963） 人运用少量辅助能而对那种以自然能为主的系统进行的环境 控制（生态工程的调控机制是人为辅助下的生态系统自我调 控）
物种多样性原理
练习：分析下列事件用哪种生态工程原理来解释
4）某些地区出现“前面造林，后面砍林”的现象，是因为发 展中哪一原理失调造成的?
整体性原理
5）互利共生的生物：
系统学和工程学原理
练习：分析下列事件用哪种生态工程原理来解释
（6） 农村综合发展型生态工程
• 物质循环再生原理 • 整体性原理 • 物种多样性原理
三北防护林生态工程——张北段防护林
三北防护林河北张家口张 北段林木大批死亡(2013 年)
张北县160多万亩的防风林中， 杨树面积达到三分之一，当地 人用 “杨老大”来形容这一 树种单一的现状。
地区降水量逐年降低，杨树缺 水，大面积死亡。
生态工程基本原理
协调与平衡原理
任何环境对生物数量的承载能力都是有限的，如果超过了其 限度就会引起系统失衡进而引起环境破坏。只有生物与环境 保持相对协调平衡，才能形成生物与环境的可持续发展。
思考：
水生植物的作用？
吸收无机盐、吸附和富集有害物质、拦截固体颗粒、 为微生物的生长提供场所，为水体提供氧气等。
微生物的作用？
降解水体污染物。好氧微生物进行有氧呼吸把有机物 分解为CO2和H2O，厌氧微生物把有机物分解为CO2 和CH4等。
二、生态恢复工程 1、概念： 2、生态恢复工程的第一步是___恢__复__植__被_。 3、实例：
理论基础，技术手段，操作过程，最终目的
什么是生态工程？——概念
生态工程根本目的 在促进物质与能源的良性循环前提下，最大化发挥资 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。
生态工程特点少消耗、多效益、可持续
生态工程基本原理
物质循环再生原理 • 物质能够在各类生态系统中，进行区域小循环和全球地
----需要考虑环境对生物的承载力（环境容纳 量），以及生物与环境的适应
水葫芦泛滥对生态系统造成影响
江西南昌黄家湖（2015年）
湖北汉江（2014年）
大量引进水葫芦治理水体富营养化
水葫芦泛滥
• 瘀塞河道，影响航运 • 破坏生态 • 恶化水质
生态工程基本原理
整体性原理
整体指社会-经济-自然复合系统
建立不同的生态工程时要依据不同的原理，因地制宜，不能 相互照搬。
练习：分析下列事件用哪种生态工程原理来解释
1）某草原牧区，在进行草场建设时，既注重不同牧草种类的搭配 种植，又对单位面积内的放牧量做了一定控制。
物种多样性原理 协调与平衡原理
2)使用堆肥或沼气法实现生态农业
物质循环再生原理
3)自然林区内的马尾松一般不容易发生虫害，但在一些人工马尾松林中，却常常会发生 严重的松毛虫危害
“无废弃物农业”
“秸秆多级利用”
生态工程基本原理
物种多样性原理
生态系统具有保持或恢复 自身结构和功能相对稳定 的能力即生态系统稳定性。
物种多样性程度越高，生态系统的稳 定性越强，生产力越高。
三北防护林生态工程——辽宁章固台樟子松防护林
辽宁西部的章古台地区，由于单 一种植樟子松树，使松毛虫因为 没有天敌而肆虐一时，使很多地 方几乎成了不毛之地
桑基鱼塘生态系统 ——珠江三角区典型的水陆 物质和能量交换型生态工程
生态工程基本原理
系统学和工程学原理 2. 系统整体性原理(1+1>2)
珊瑚礁白化（珊蝴与虫黄藻） 系统各组分之间要有适当的比例关系，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
生态工程基本原理
进行生态工程建设时，不但 要考虑到自然生态系统的规律， 更重要的是，要考虑到对经济和 社会系统的。
例如：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。
生态工程基本原理
系统学和工程学原理
1. 系统结构决定功能：改变和优化系统结构可以提高系统功能
一、治污生态工程
1、类型： 污水治理 生态工程、 城市垃圾处 生态工程、 湖理泊或水源地治理 生态工程等。
2、内容：固体、液体及有机废弃物
的处理,
生物肥料 的研制，
湖区污染 的治理，
塑料的 再生利用 利用等。
3、实例：“人工湿地”生态工程
①组成成分：土壤、水生植物、微。生物和水等
②净化原理：物理、化学和生物作。用的综合效应
我国生态学家马世骏先生（1984） 利用生态系统中物种共生与物质循环再生原理，结构与功能 协调为原则，根据系统分析的最优化方法而设计的促进物质 被分层多级利用的生态工艺系统。
什么是生态工程？——概念
利用生态学和系统学等多学科基本原理与方法，通过 系统设计、调控和技术组装，对已破坏的生态环境进 行修复或重建，对造成环境污染的传统生产方式进行 改善，提高生态系统生产力，从而促进人类社会和自 然的协调发展。
归纳总结
生态工程基本原理
理论基础
1. 物质循环再生原理
物质循环
2. 物种多样性原理
生态系统的稳定性
3. 协调与平衡原理
处理生物与环境的协调与平衡，考 虑环境容纳量
4. 整体性原理
社会、经济、自然复合系统
5. 系统学和工程学原理
系统的结构决定功能理论 系统整体性理论（互利共生）
不同的生态工程建设遵循的基本原理可能不同。
①矿山废弃地的生态恢复工程 矿山废弃地的生态恢复优先选择 固氮 树种， 尽量选择适应性强的乡__土___树种和__先__锋___树种。
思考：
我国北方生态环境存 在的主要问题是什么？
土地荒漠化
采取什么措施可以改 善生态环境？
植树造林、退耕还林、 还草
三、生态农业工程
1、概念 ①依据：__生__态_学__理_论____。 ②前提：__环__境_与__经_济__协__调_发__展______。 ③特点：_多_层__次____、多功能的农业生产。 ④目的：促进物质在系统内循__环_和__重__复____使用， 以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益。 2、实例：留民营村生态农业。
什么是生态工程？
索取自然资源
传统生产方式： 原料-产品
排放废弃物或污染物
什么是生态工程？
人口激增、自然资源破坏，食物供应不足、能源短缺，环境污染，
最终导致生态危机，由此产生应用科学——生态工程
什么是生态工程？——概念
美国生态学家Howard T. Odum （1963） 人运用少量辅助能而对那种以自然能为主的系统进行的环境 控制（生态工程的调控机制是人为辅助下的生态系统自我调 控）
物种多样性原理
练习：分析下列事件用哪种生态工程原理来解释
4）某些地区出现“前面造林，后面砍林”的现象，是因为发 展中哪一原理失调造成的?
整体性原理
5）互利共生的生物：
系统学和工程学原理
练习：分析下列事件用哪种生态工程原理来解释
（6） 农村综合发展型生态工程
• 物质循环再生原理 • 整体性原理 • 物种多样性原理
三北防护林生态工程——张北段防护林
三北防护林河北张家口张 北段林木大批死亡(2013 年)
张北县160多万亩的防风林中， 杨树面积达到三分之一，当地 人用 “杨老大”来形容这一 树种单一的现状。
地区降水量逐年降低，杨树缺 水，大面积死亡。
生态工程基本原理
协调与平衡原理
任何环境对生物数量的承载能力都是有限的，如果超过了其 限度就会引起系统失衡进而引起环境破坏。只有生物与环境 保持相对协调平衡，才能形成生物与环境的可持续发展。
思考：
水生植物的作用？
吸收无机盐、吸附和富集有害物质、拦截固体颗粒、 为微生物的生长提供场所，为水体提供氧气等。
微生物的作用？
降解水体污染物。好氧微生物进行有氧呼吸把有机物 分解为CO2和H2O，厌氧微生物把有机物分解为CO2 和CH4等。
二、生态恢复工程 1、概念： 2、生态恢复工程的第一步是___恢__复__植__被_。 3、实例：
理论基础，技术手段，操作过程，最终目的
什么是生态工程？——概念
生态工程根本目的 在促进物质与能源的良性循环前提下，最大化发挥资 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。
生态工程特点少消耗、多效益、可持续
生态工程基本原理
物质循环再生原理 • 物质能够在各类生态系统中，进行区域小循环和全球地
----需要考虑环境对生物的承载力（环境容纳 量），以及生物与环境的适应
水葫芦泛滥对生态系统造成影响
江西南昌黄家湖（2015年）
湖北汉江（2014年）
大量引进水葫芦治理水体富营养化
水葫芦泛滥
• 瘀塞河道，影响航运 • 破坏生态 • 恶化水质
生态工程基本原理
整体性原理
整体指社会-经济-自然复合系统
建立不同的生态工程时要依据不同的原理，因地制宜，不能 相互照搬。
练习：分析下列事件用哪种生态工程原理来解释
1）某草原牧区，在进行草场建设时，既注重不同牧草种类的搭配 种植，又对单位面积内的放牧量做了一定控制。
物种多样性原理 协调与平衡原理
2)使用堆肥或沼气法实现生态农业
物质循环再生原理
3)自然林区内的马尾松一般不容易发生虫害，但在一些人工马尾松林中，却常常会发生 严重的松毛虫危害