环境生态学全套课件8生态工程
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生态工程课件
生态工程
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(5)只有“小流域综合治理生态工程”及“矿区废弃地 生态恢复工程”涉及“工程学”原理。
(6)生态工程建设的目的是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，达到经济效益与 生态效益的同步发展。
(7)生态工程所遵循的基本原理有物质循环再生原理、物 种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理及系统学和工 程学原理。
____________________________(至少 2 个)。
生态工程
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(2)池塘养鱼时，通常采用多鱼种混合放养模式(上层为食浮游 生物的鳙鱼，中层为食草的草鱼，下层为杂食性的鲫鱼等)。 从群落结构分析，这种养殖模式的优点是_________________。 (3)防治果树虫害时，常利用性引诱剂来诱捕害虫或干扰交配， 从而降低害虫种群密度。这属于生态系统中的
____________(信息类型)传递在农业生产中的应用。 (4)流入该生态农业园的总能量有_______________________和 人工输入的能量，人工输入的能量有__________(至少 2 项)等。 该生态农业园增加了“蝇蛆养殖、食用菌种植”等项目，其意 义是________________。 (5)根据图示，用箭头表示生态系统三类生物成分之间的能量流 动关系。
生态工程
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生态工程
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[系统认知]
1．生态工程的主要任务 对已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)进行修复，对造成 环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。 2．生态工程与传统工程的比较
项目 基本理论 调控机制 与自然环境的关系 主要能源 生物多样性
生态工程 生态学、工程学 人为辅助下的自我调节 协调 太阳能 保持
环境生态学 全套课件
1975年美国召开受害生态系统恢复国际 会议，讨论受害生态系统的恢复和重建 等许多重要的环境生态学问题。1980年 卡林等出版《受害生态系统恢复过程》 一书，探讨受害生态系统恢复过程中的 重要生态学理论与应用等问题。1987年 福尔德曼出版了《环境生态学》教科书， 环境生态学的框架基本形成；1989年在 北京召开生态工程国际研讨会，研讨了 受害生态系统的重建问题，对推动环境 生态学的发展起了积极的促进作用。
(二) 生态学的产生和发展 1、 生态学的产生 生态学产生于19世纪60年代，对生态学产生
贡献比较大的人以及他们的著作有：
（1）化学家保尔，他在1670年发表了低气
压对动物效应的试验成果，标志着动物生 态学的开端. (2) 马尔萨斯,他1803出版《人口论》，分析 了生物的繁殖与食物生产之间的关系，特别是分
环境生态学
主要参考书
1.
2.
3.
4.
5.
程胜高，罗泽娇，曾克峰主编. 环境生态学. 北京：化学工业出版社，2019 金岚. 环境生态学.北京：高等教育出版社， 1992 李博主编. 生态学.北京：高等教育出版 社，2019 杨京平主编. 环境生态学. 北京： 化学工 业出版社，2019 卢升高, 吕军主编 .杭州 :浙江大学出版 社 ,2019
（二）环境生态学的发展
1972年英国经济学家芭芭拉沃德出版了 一本《只有一个地球》——对一个小小 行星的关怀和维护，该书是在58个国家 152位专家组成的顾问委员会协助下编写 而成的，它为1972年在斯德哥尔摩联合 国环境会议提供了背景材料。
该书从整个地球的环境出发，从社会经
济和政治的不同角度出发，评述环境污 染对不同国家产生的影响，指出人类所 面临的环境问题，提醒人们认识人类所 居住的地球的局限性和易变性。呼吁各 国人民维护人类赖以生存的地球，该书 对环境生态学的发展起了重要的作用。
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3、外来种的程序
• 种源选择和选种育种 • 引种植物试验 • 引进植物的栽培 • 建立引种技术档案
3.3生态恢复方法
1、生态恢复的定义和目标
根据生态学、经济学和社会学等学科的相 关理论，采用系统工程方法和生态工程技 术，消除退化生态系统的各种限制因子， 恢复和重建其合理的结构，使退化生态系 统恢复到原有或正常状态，发挥正常的生 态功能。
正常的生态系统
退化的生态系统
目标：
• 地表基底稳定性的恢复 • 提高退化土地的生产力 • 在被保护的景观内去除干扰以加强保护，
减少或控制环境污染 • 对现有生态系统进行合理利用和保护，维
持其服务功能，增加视觉和美学享受。
2、退化生态系统恢复技术
生态系统恢复的原则： • 自然法则 • 社会经济技术原则 • 美学原则
• 供给功能缺损的诊断 • 处置功能缺损的诊断 • 抵制功能缺损的诊断 • 储存功能缺损的诊断
2、生态功能完善的方法
• 供给功能完善的方法 • 储存功能完善的方法 • 处置功能完善的方法 • 抵制功能完善的方法
3.6物质循环与能量转化的调整方法 1、生态系统中的能量渠道及过程
• 能量赋存形式 • 能量转化遵循的定律 • 能量流动的渠道
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3.1生态演替促进法
生态演替：是一个非常广泛的概念，它不 仅包括物种的更替，还包括动物、植物和 微生物数量及质量的变化，也包括土壤和 周围环境的一系列改变。
1、生态演替原理 方向：正向演替
逆向演替 特点：时间漫长
2、生态系统中几种重要的物质循环
• 水循环 • 碳循环 • 氮的循环 • 磷的循环
生态工程及其基本原理课件
农业生态工程
主要涉及作物种植、畜禽养殖、水产养殖等方面的技术，通过合理的种植和养殖结构调整，实现资源的有效利用和环境的保护。
水域生态工程
主要涉及水域环境的治理、水生生物资源的保护和利用、水域生态系统的恢复等方面的技术，通过合理的治理和恢复措施，实现水域环境的改善和水资源的可持续利用。
城市生态工程
主要涉及城市绿化、垃圾处理、污水处理等方面的技术，通过合理的城市规划和环境治理措施，实现城市环境的改善和居民生活质量的提高。
生态工程及其基本原理课件
目录
生态工程概述 生态工程的基本原理 生态工程的设计与实施 生态工程的案例分析 生态工程的未来展望
01
生态工程概述
生态工程通过模拟自然生态系统，以整体性、协调性和自组织性为原则，实现社会经济和环境的可持续发展。
生态工程的目标是实现资源的可持续利用，改善生态环境，促进经济和社会的可持续发展。
生态工程是指应用生态学原理，结合系统工程的最优化方法，对特定区域进行的有目的的、多层次的综合利用、治理和优化调控的实践活动。
生态工程的定义
输入 标题
02
01
04
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生态工程的发展历程
20世纪60年代，随着环境问题的日益严重，人们开始意识到传统的发展模式已经无法满足人类对环境和资源的需要，生态工程应运而生。
智能化技术应用
生态工程将与环境科学、地理学、经济学等多学科进行深度融合，形成更全面、系统的解决方案。
跨学科融合
生态工程的发展趋势
环境问题的复杂性和不确定性增加，生态工程面临诸多挑战，如技术难度大、资金投入不足、政策支持不够等。
随着全球环境意识的提高和可持续发展理念的普及，生态工程将迎来更多的发展机遇，如国际合作项目的增加、政策支持的加强等。
生态工程PPT教学课件
(2)生态系统的能量流动是从生产者固定能量开始的，因而该生态 系统能量流动是从桑、油菜等生产者固定的太阳能开始。消费者是蚕、 禽、畜等。
(3)由图可知，该生态系统实现了废物再利用及无害化处理，因此 更能净化环境。
(4)该生态系统实现了物质的循环利用和能量的多级利用，降低了 生产成本，提高了农产品的产量。
2．“猪－沼－茶”是华南山地丘陵地区常见的生态农业模式，由种植 (茶树)、养殖(猪)、农户(人)和沼气生产(微生物)四个子系统构成。该 生态农业模式( ) A．是由茶树、猪、人和微生物组成的生态系统 B．实现了物质和能量在系统中的多级循环利用 C．使整个生产过程进入了废物资源化的良性循环 D．注重系统内部的自身调节作用，不需要外部投入 解析：废物资源化、提高能量利用率是生态农业模式的最终目的。 答案：C
(1)这一生态工程的结构和功能有哪些特点？__________________。
(2)蓝绿萍的代谢类型是
，在生态系统中的地位是_______。
(3)若下图是某科研工作者为该村设计的垃圾资源化，无害化处理 的一种方案，请据图回答问题；
①Байду номын сангаас方案中①②过程需每一位居民的参与，参与的行动方式是 _____________。
生态工程的实例分析
[知识拓展]生态工程建设的基本过程包括拟定目标与实施调查、系统分 析、可行性评价与决策和技术设计等。其中技术设计是生态工程建设 的核心环节。
2．对我国生态工程发展前景的分析与展望 (1)西方国家的生态工程，除了治理环境污染的目标之外，主要通过 介于工程和依靠自然恢复力的一种中间途径，集中于对破坏的生态系 统，特别是开矿后的废弃地以及湿地等进行生态恢复。 (2)我国目前面临的生态危机，已经不单纯是环境污染问题，而是与 人口激增、环境与资源破坏，能源短缺等问题结合在一起的“并发症 ”。生态工程不仅要重视对生态环境的保护，更要注重与经济、社会 效益的结合。 (3)我国的农业生态工程遵循“整体、协调、再生、循环”的基本原 理。 (4)我国生态工程的不足之处：缺乏定量化模型的指导；设计缺乏高 科技含量；生态系统的调控缺乏及时准确的监测技术支持；缺乏理论 性指导等。
《生态工程》课件
开放性
生态工程强调与外界环境进行物质、能量和信息 的交流，保持系统的动态平衡。
环境资源的有效利用
资源的合理配置
生态工程通过合理配置资源，实现资源的高效 利用，避免浪费。
废弃物的资源化
生态工程将废弃物转化为有价值的产品或资源 ，降低对环境的压力。
节能减排
生态工程注重节能减排，减少对环境的负面影响。
生物多样性原理
生态工程
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
• 生态工程概述 • 生态工程的基本原理 • 生态工程的主要技术方法 • 生态工程的应用领域 • 生态工程的未来发展
目录
CONTENTS
01
生态工程概述
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
现状
目前，生态工程已经成为国内外 研究的热点领域，在多个领域取 得了显著的成果和实践经验。
02
生态工程的基本原理
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
系统学原理
整体性
生态工程着眼于整个生态系统，综合考虑各组成 部分及其相互关系，以实现整体的最优化。
层次性
生态工程关注不同层次上的生态结构和功能，从 宏观到微观，从大到小，逐级分析。
原则
整体性原则、循环再生原则、区域分 异原则、生态平衡原则、人与自然和 谐共生原则。
生态工程的发展历程
起源
生态工程起源于20世纪60年代， 随着环境问题的日益突出，人们 开始寻求人与自然和谐共生的解 决方案。
发展
70-80年代，生态工程逐渐发展成 为一门独立的学科，开始广泛应 用于农业、林业、水利等领域。
生态工程强调与外界环境进行物质、能量和信息 的交流，保持系统的动态平衡。
环境资源的有效利用
资源的合理配置
生态工程通过合理配置资源，实现资源的高效 利用，避免浪费。
废弃物的资源化
生态工程将废弃物转化为有价值的产品或资源 ，降低对环境的压力。
节能减排
生态工程注重节能减排，减少对环境的负面影响。
生物多样性原理
生态工程
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ERA
• 生态工程概述 • 生态工程的基本原理 • 生态工程的主要技术方法 • 生态工程的应用领域 • 生态工程的未来发展
目录
CONTENTS
01
生态工程概述
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现状
目前，生态工程已经成为国内外 研究的热点领域，在多个领域取 得了显著的成果和实践经验。
02
生态工程的基本原理
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ERA
系统学原理
整体性
生态工程着眼于整个生态系统，综合考虑各组成 部分及其相互关系，以实现整体的最优化。
层次性
生态工程关注不同层次上的生态结构和功能，从 宏观到微观，从大到小，逐级分析。
原则
整体性原则、循环再生原则、区域分 异原则、生态平衡原则、人与自然和 谐共生原则。
生态工程的发展历程
起源
生态工程起源于20世纪60年代， 随着环境问题的日益突出，人们 开始寻求人与自然和谐共生的解 决方案。
发展
70-80年代，生态工程逐渐发展成 为一门独立的学科，开始广泛应 用于农业、林业、水利等领域。
生态工程PPT精品课件
农业生产中解决积温不足和充分利用光照的措施： （1）间种 （2）套种 （3）轮种
庭院生态工程
“四位一体”充分应用了物质循环和生物多样性等原理， 提高了单位土地面积的产出，同时减少了环境污染，大大提高 了农业的综合效益。
“四位一体”生态工程物质循环示意图
农业生态工程
我国农业生态工程的主要技术
（1）物质的良性循环技术 （2）洁净可再生的新能源开发技术 （3）种植业和畜牧业合理优化技术
废水处理 与应用
山区小流域综合治理与开发的生态工程
问题:小流域水 土流失问题
对策:进行综合 治理
案例:甘肃陇南县 “九子登 科”模式
●山顶戴帽子：山头实行封禁管理、营造水土保持林，保
护和恢复植被；
” ●山腰系带子：半山陡坡退耕还林还草，发挥林草拦蓄作 用，减少径流；
九 ●坡地修台子：坡耕地以坡改梯田为突破口，建设基本农 子 田，为调整农业产业结构提供条件；
请同学们欣赏美景，再次体会大自 然之美，以及如何欣赏大自然之美
人类诞生以来，我们的生活和生
命，都有大自然息息相关，在 我们的身边从来不乏美丽的事 物，大自然更是为我们提供了 一个美丽的天地，那么，我们 要怎样才能发现大自然的美呢？
‘‘横看成岭侧成峰，远近高低各不同’’
‘‘不识庐山真面目，只缘身在此山中’’ 这两句诗对我们鉴赏自然风景
什么是自然美?
注意：自然美并不是不经任何 人工改造的
交流亭
鉴赏自然美，要注意距 离、角度、时间。
鉴赏自然美，要发挥 人们的想象力。
●地埂锁边子：充分利用地埂种植经济作物，既获得经济
登 效益，又保护地埂； ●荒地荒沟栽苗子：在荒山、荒沟、荒坡地建设薪炭林；
科 ●山脚种果子：山脚发展经济林果园，促进商品经济发 ” 展；
生态工程专题课件 (共26张PPT)
生态工程 与必修3 生态系统
基因工程 细胞工程 基因工程 蛋白质工程 （细胞融合、与特异性 胚胎工程 单隆抗体） 免疫调节
基因工程
2019年也请同学们重视生态工程的复习，特别是可能与必修3生态系统 知识的关联！
【命题热点】
分析近几年高考题，有关生态工程的考题 主要集中在对可持续发展的理解和生态农业的 分析与设计方面。
生物多样性程度高，可以为各类生物的生存提供多种机会和条件， 众多的生物通过 食物链 关系相互依存，就可以在有限的资源条 件下，产生或容纳更多的 生物量 ，提高系统生产力。 (2)实例 ①反面：辽宁西部章古台地区的樟子松林，由于没有一条昆虫与 其天敌相生相克的 食物链 ，松毛虫肆虐一时。 ②正面：由珊瑚虫和某些藻类共生组成的珊瑚礁区，生物多样性非 常高，从而避免了系统 结构或功能 的失衡。
障生态系统的平衡与稳定。
5、系统学和工程学原理
珊瑚礁“白化”
(1)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。
实例：
。
实例：桑基鱼塘
（2）系统整体性原理
Байду номын сангаас
系统各组分之间要有适当的关系，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 ，
(1)内容：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。 (2)实例：中国古代的“无废弃物农业”。
2、物种多样性原理
遇虫害而死的樟子松
生物多样性很高的珊瑚礁维持的很好
(1)内容： 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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淮河入海口的水土流失防护工程
高速公路的护坡生态工程
垦地周围的防风生态林
“三北”防护林网在防风固沙、保持水土方面 起到重大作生用物固。沙要改善更多地区的生态环境, 彻底遏制荒沙漠地飞化播发造展林,种仅草有“三北”防护林网 是不行的,还小流须域建综立合治立理体的综合防护体系。
“世界生态工程之最” “绿色长城”
向自然排放
三峡工程对生态环境和 名胜古迹的影响及对策
一、三峡工程的生态环境效应
1. 有利影响
①减小洪水对生态和环 境的破坏 ②有利于血吸虫的防治 ③减轻洞庭湖的萎缩
④增加水量，改善水质 ⑤调节气候 ⑥减轻污染及酸雨危害
2.不利影响
①淹没耕地文物
②造成新的水土流 失、环境污染
③诱发地震、滑坡 ④泥沙沉积加重，影响 自然景观 ⑤影响水生生物和珍稀 物种的生存环境
循环经济通过3R原则实现
减量化 Reduce
再利用 Reuse
输入端
减少进入生产和消费 过程的资源
过程中
多方式多次利 用资源
减量化放在首位
再循环 Recycle
输出端
把废物 变为资源
循环经济的物流过程
自 然 资 源
自然资源再生
生产 过程
消费 过程
废弃物
物品
作为
反复利用
再生资源
技术性再生
自然性再生
桑树
种树肥料
养蚕
养鱼
鱼塘底泥
桑树叶
蚕蛹 养鸡 养猪
蚯蚓
粪便
2、生态工程的意义
解决人类面临环境恶化的状况，提高现有农 业生产空间的效率；
避免生态资源的巨大浪费，合理利用资源， 实现可持续发展；
3.生态工程的生物学原理
物种共生原理 生态位原理 食物链原理 物种多样性原理 物种耐性原理 耗散结构原理 限制因子原理 环境因子的综合性原理
深圳人工湿地处理城市生活污水基地
人工湿地的机理
以人工方式建设成湿地，并利用湿地中微生物、高 等植物、以及动物等的综合作用，在吸附、氧化还 原、生物降解等作用下，使污水污染物浓度减低。
通常人工湿地使 用的植物有：
浮游植物系统 沉水植物
挺水植物
人工湿地处理城市生活污水
物理作用 化学作用 生物作用
代谢生态链关系，最终实现园区的污染“零排放”。
提供70万立方米/年 的冷却水, 降低25%
卡伦堡全镇居 民供热
关闭3500座烧油 渣炉子,大大减 少了烟尘排放
需水量
蒸
硫酸厂 脱硫, 产
汽
生稀硫酸
供
热
制药厂
蒸汽供热
废水生 物处理
燃煤电厂
炼油厂
蒸汽供热
粉煤灰 除尘脱硫，
工业石膏
水泥厂
火焰气干燥 石膏制 板厂
效益:
在过去的20年间,卡伦堡共投资6,000万美元，建设 了16个废料交换工程，其平均折旧年限短于5年
卡伦堡每年的环境、经济效益相当可观: 减少资源消耗: 油 45,000吨、 煤 30,000吨 水 600,000立方米 减少污染排放:二氧化碳 217,500 标立方米 二氧化硫 210,200 标立方米 废弃物利用:飞灰 70,000吨、 硫 2,800吨、 石膏 200,000吨、 磷 600吨
常作为人工湿地处理污水的挺水植物——芦苇
常作为人工湿地的处理污水的浮水植物
除了湿地生态系统中的挺水、浮水、沉水植物之 外，通常处理污水的人工湿地还会栽培一些有经 济价值的、比较耐湿的植物作为处理用的植物。
如：美人蕉、富贵竹、芋类植物等 在治理污水的同时还可以获得一定的经济效
益。
富贵竹
•例2. 新疆石河子市国家生态工业（造纸）示范园
产品
污水处理系统
灌溉水
B:造纸系统
A:种植系统
植物纤维
产品
D:畜产加工
肥料
畜产品
农产品
饲料
E:生态旅游
C:养植系统
循环经济的定义
循环经济是按照生态规律运行、实行资源 循环利用和清洁生产的经济形态,其目标是高 效率利用资源,低污染环境,是符合可持续发展 理念的经济增长模式。
8、生态工程
8.1、生态工程的概念及应用 一、生态工程的概念与意义 二、生态工程的类型与应用
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一、生态工程的概念与意义
1、生态工程的概念
生态工程是应用生态系统中物种共生与物质 循环再生原理，结构与功能协调原则，结合 系统工程的最优方法，设计的分层多级利用 物质的生产工艺系统。
如形成的有稳定物质能量流动链条的桑基鱼塘生态 工程。
“三北”防护林：横跨西北、华北、东
北的13个省级行政区(新、青、甘、宁、内蒙 古、陕、晋、冀、津、京、辽、吉、黑)，占 全国陆地面积的40%以上。
4、清洁及可再生能源系统开发的生态工程
利用生态工程建设减少废物产生，并合理 利用废物。 实例讲解：集约养殖场的禽畜粪尿的生态 处理。
请看一组视频资料
集约养殖产生 大量禽畜粪尿
BACK
二、生态工程的类型及应用
1、农业生态系统：可分为农田、农业、及农村 生态工程三个层次。
其对象分别是农田、农业、农村
我国典型的农业生态工程——桑基鱼塘
桑基鱼塘原理图
广东肇庆生态农村系统
2、节水与废水处理利用的生态工程：
利用生态过程将废水回收、再生、回用、 再循环等。
以人工湿地为例给大家讲解。
风信子
马蹄莲
芋
美人蕉
农业生产中的节水 视频
3、山区小流域综合治理与开发的生 态工程。如：
以水土保持为目的的生态工程 以防风固沙为目的的生态工程
水土保持除了必要的施工建筑之外，还利用 了生物生态系统的防侵蚀的作用达到防治水 土流失的作用。
水土保持除了必要的施工建筑之外，还利用 了生物生态系统的防侵蚀的作用达到防治水 土流失的作用。
对荒山采取 搭配种植果 树、农产品， 水土保持林 木、薪材林 的方式以达 到综合治理 的目的
荒山综合治理
生态工程案例分析
例1. 丹麦卡伦堡生态工业园区
丹麦的卡伦堡生态工业园区是面向共生企业的循环 经济模式,是目前国际上工业生态系统运行最为典型 的代表
该园区以发电厂、炼油厂、制药厂和石膏制板厂四 个厂为核心，通过贸易的方式把其它企业的废弃物 或副产品作为本企业肥
产生大量异味
生态方法达到零排放
5.生物物质循环利用的生态工程
如视频中提到的循环利用
物质循环再生原理
6、生态建筑及生态城镇建设的增加绿化面积的 生态工程：如建筑的立体绿化，屋顶花园；
美 丽 的 屋 顶 花 园
7、恢复水陆生态的生态工程：荒山、滩 涂等退化的生态系统的恢复