科技探索之路科技探索之路生態(tài)工程的興起生態(tài)工程的興起 無限風(fēng)光的洞庭湖無限風(fēng)光的洞庭湖案例：縮小了的洞庭湖案例：縮小了的洞庭湖洞庭湖位于長(zhǎng)江中游，每年雨季來臨，長(zhǎng)江洞庭湖位于長(zhǎng)江中游，每年雨季來臨，長(zhǎng)江水位暴漲，水位高于洞庭，江水注入湖泊，洞庭水位暴漲，水位高于洞庭，江水注入湖泊，洞庭湖起接納洪水，削減洪峰的作用，冬季相反。因湖起接納洪水，削減洪峰的作用，冬季相反。因此，洞庭湖對(duì)長(zhǎng)江水位起天然的調(diào)節(jié)作用。但近此，洞庭湖對(duì)長(zhǎng)江水位起天然的調(diào)節(jié)作用。但近年來由于泥沙的淤積，湖底抬高，特別是周圍地年來由于泥沙的淤積，湖底抬高，特別是周圍地區(qū)為了生產(chǎn)而圍湖造田，使湖面減少，僅區(qū)為了生產(chǎn)而圍湖造田，使湖面減少，僅19771977年年到到19851985年，其水面就減少了年，其水面就減少了46%46%。這樣，其分洪能。這樣，其分洪能力大大降低，致使力大大降低，致使19981998年長(zhǎng)江大水之際，中下游年長(zhǎng)江大水之際，中下游地區(qū)洪水暴漲，險(xiǎn)象環(huán)生，直至造成九江大堤決地區(qū)洪水暴漲，險(xiǎn)象環(huán)生，直至造成九江大堤決堤，危及人民的生命安全。堤，危及人民的生命安全。 【“關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)”資料分析資料分析1】1.1.導(dǎo)致導(dǎo)致19981998年長(zhǎng)江洪水泛濫的主要原因是什么？年長(zhǎng)江洪水泛濫的主要原因是什么？ 根本原因：根本原因： 長(zhǎng)江上游亂砍濫伐森林長(zhǎng)江上游亂砍濫伐森林，水源涵養(yǎng)和水土保持功能急劇降低，水源涵養(yǎng)和水土保持功能急劇降低，造成大量泥沙淤積河道；造成大量泥沙淤積河道；中游圍湖造田、亂占河道中游圍湖造田、亂占河道，造成具有蓄，造成具有蓄洪作用的湖泊面積急劇減少。洪作用的湖泊面積急劇減少。 直接原因：直接原因： 19981998年度的罕見降雨。年度的罕見降雨。但這也與全球溫室氣體排放量增加而導(dǎo)但這也與全球溫室氣體排放量增加而導(dǎo)致的溫度升高、氣候異常有關(guān)。致的溫度升高、氣候異常有關(guān)。2.2.洪災(zāi)的發(fā)生反映出經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式存在什么問題？洪災(zāi)的發(fā)生反映出經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式存在什么問題？ 傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式不注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)不注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，沒有考，沒有考慮生態(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)。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)。 我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，人均土地、水等資我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，人均土地、水等資源占有量遠(yuǎn)低于源占有量遠(yuǎn)低于 世界平均水平。雖然我國(guó)世界平均水平。雖然我國(guó)用占世界用占世界10 %10 %的耕地養(yǎng)活了占世界的耕地養(yǎng)活了占世界21%21%的人的人口，但由于受到西方口，但由于受到西方“石油農(nóng)業(yè)石油農(nóng)業(yè)”模式的模式的影響影響, ,加上人口壓力以及缺乏生態(tài)環(huán)境意識(shí)，加上人口壓力以及缺乏生態(tài)環(huán)境意識(shí)，所造成的資源破壞和所造成的資源破壞和 農(nóng)業(yè)環(huán)境污染，已經(jīng)農(nóng)業(yè)環(huán)境污染，已經(jīng)對(duì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展造成了很大障礙。對(duì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展造成了很大障礙。【“關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)”資料分析資料分析2】 僅以化肥用量為例，僅以化肥用量為例，20002000年全國(guó)耕地年全國(guó)耕地面積約為面積約為108hm2108hm2，平均化肥施用量是，平均化肥施用量是318.8kg/hm2318.8kg/hm2, ,其中僅山東、河南和江蘇三其中僅山東、河南和江蘇三 省的平均用量就達(dá)省的平均用量就達(dá)564.8kg/hm2564.8kg/hm2， 占全國(guó)占全國(guó)總用量的總用量的30%30%左右。過量施用農(nóng)藥和化肥，左右。過量施用農(nóng)藥和化肥，會(huì)由于相當(dāng)一部會(huì)由于相當(dāng)一部 分不能被作物充分利用，分不能被作物充分利用，而通過各而通過各 種途徑對(duì)土壤、水體和食物造成種途徑對(duì)土壤、水體和食物造成污染。污染。 【“關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)”資料分析資料分析2】你知道農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)人體健康以及環(huán)境造成危你知道農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)人體健康以及環(huán)境造成危害的實(shí)例嗎？害的實(shí)例嗎？ 世界上影響較大的有世界上影響較大的有藍(lán)嬰病藍(lán)嬰病。 19731973年，美國(guó)內(nèi)布拉斯加州首次出現(xiàn)幼兒高鐵血紅蛋白癥（藍(lán)嬰年，美國(guó)內(nèi)布拉斯加州首次出現(xiàn)幼兒高鐵血紅蛋白癥（藍(lán)嬰?。?。病）。 其其原因原因是是飲用水中硝酸鹽含量超過飲用水中硝酸鹽含量超過10 mg/L10 mg/L，這時(shí)過多的硝酸，這時(shí)過多的硝酸鹽會(huì)與紅細(xì)胞中的血色素結(jié)合，形成高鐵血紅蛋白。高鐵血紅蛋鹽會(huì)與紅細(xì)胞中的血色素結(jié)合，形成高鐵血紅蛋白。高鐵血紅蛋白不能為細(xì)胞和組織運(yùn)輸足夠的氧?；純旱呐R床癥狀是在口、手白不能為細(xì)胞和組織運(yùn)輸足夠的氧?；純旱呐R床癥狀是在口、手或腳等部位出現(xiàn)時(shí)斷時(shí)續(xù)的藍(lán)色或淡紫色，呼吸困難、腹瀉、嘔或腳等部位出現(xiàn)時(shí)斷時(shí)續(xù)的藍(lán)色或淡紫色，呼吸困難、腹瀉、嘔吐、抽搐，嚴(yán)重的會(huì)失去知覺，甚至死亡。硝酸鹽來源于點(diǎn)源污吐、抽搐，嚴(yán)重的會(huì)失去知覺，甚至死亡。硝酸鹽來源于點(diǎn)源污染，如下水道、畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)等，或非點(diǎn)源污染，如對(duì)農(nóng)田、公園、染，如下水道、畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)等，或非點(diǎn)源污染，如對(duì)農(nóng)田、公園、草地等的施肥。草地等的施肥。 你認(rèn)為對(duì)你認(rèn)為對(duì)“石油農(nóng)業(yè)石油農(nóng)業(yè)”的生產(chǎn)模式應(yīng)當(dāng)怎樣改進(jìn)？的生產(chǎn)模式應(yīng)當(dāng)怎樣改進(jìn)？ 在不同的國(guó)家有不同的改進(jìn)措施。例如，在不同的國(guó)家有不同的改進(jìn)措施。例如，在我國(guó)，人多地少，應(yīng)該大力發(fā)展在我國(guó)，人多地少，應(yīng)該大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)生態(tài)農(nóng)業(yè)。多施有機(jī)肥，對(duì)作物秸稈和畜禽糞便進(jìn)行再利多施有機(jī)肥，對(duì)作物秸稈和畜禽糞便進(jìn)行再利用，用，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的多級(jí)利用實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的多級(jí)利用，等等。，等等。 你認(rèn)為你認(rèn)為“污染物是放錯(cuò)地方的資源污染物是放錯(cuò)地方的資源”這句話對(duì)嗎？這句話對(duì)嗎？ 生態(tài)經(jīng)濟(jì)生態(tài)經(jīng)濟(jì)主要是通過實(shí)行主要是通過實(shí)行_的的原則原則，使一個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物，能夠成為，使一個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物，能夠成為本系統(tǒng)或者另外一個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)原料，從而本系統(tǒng)或者另外一個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)原料，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化廢棄物的資源化，而實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，而實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)最重最重要的手段之一要的手段之一就是就是_。面對(duì)這些問題我們應(yīng)該怎樣發(fā)展經(jīng)面對(duì)這些問題我們應(yīng)該怎樣發(fā)展經(jīng)濟(jì)？濟(jì)？“循環(huán)經(jīng)濟(jì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)”生態(tài)工程生態(tài)工程涉及的學(xué)科涉及的學(xué)科: :方法和手段有方法和手段有: : 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)控和技術(shù)組裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)控和技術(shù)組裝生態(tài)學(xué)、系統(tǒng)學(xué)生態(tài)學(xué)、系統(tǒng)學(xué)一、生態(tài)工程的概念一、生態(tài)工程的概念3、目的：就是遵循、目的：就是遵循_的規(guī)律，充的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達(dá)到分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達(dá)到_和和_的同步發(fā)展。的同步發(fā)展。4、優(yōu)點(diǎn)：、優(yōu)點(diǎn)：自然界物質(zhì)循環(huán)自然界物質(zhì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)效益經(jīng)濟(jì)效益生態(tài)效益生態(tài)效益少消耗少消耗多效益多效益可持續(xù)可持續(xù)二、生態(tài)工程的所遵循基本原理二、生態(tài)工程的所遵循基本原理二、生態(tài)工程的所遵循基本原理二、生態(tài)工程的所遵循基本原理（一）物質(zhì)循環(huán)再生原理（一）物質(zhì)循環(huán)再生原理 1、理論基礎(chǔ)：、理論基礎(chǔ)：生 物 群 落 組 成 生 物 體 的 C 、 H 、 O 、 N 、 P 、 S 基 本 元 素反 復(fù) 循 環(huán) 無 機(jī) 環(huán) 境 物質(zhì)循環(huán)物質(zhì)循環(huán)2 2、實(shí)例：、實(shí)例：我國(guó)古代我國(guó)古代“無廢棄物農(nóng)業(yè)無廢棄物農(nóng)業(yè)” ” 物質(zhì)循環(huán)再生原理物質(zhì)循環(huán)再生原理:要求我們?cè)谏鷳B(tài)工程設(shè)計(jì)和建設(shè)是要使更多要求我們?cè)谏鷳B(tài)工程設(shè)計(jì)和建設(shè)是要使更多的的物質(zhì)循環(huán)再生物質(zhì)循環(huán)再生,以減少污染以減少污染（二）物種多樣性原理（二）物種多樣性原理1、理論基礎(chǔ)：、理論基礎(chǔ)：生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性2、內(nèi)容：、內(nèi)容： 物種物種復(fù)雜復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)具有較的生態(tài)系統(tǒng)具有較高高的的抵抗力抵抗力穩(wěn)定性。穩(wěn)定性?？梢栽谟邢薜馁Y源條件下，產(chǎn)生或容納更多的可以在有限的資源條件下，產(chǎn)生或容納更多的生生物量物量，提高系統(tǒng)生產(chǎn)力。，提高系統(tǒng)生產(chǎn)力。反之，生態(tài)系統(tǒng)的成分越單純，營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單，反之，生態(tài)系統(tǒng)的成分越單純，營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單，自動(dòng)調(diào)節(jié)能力就自動(dòng)調(diào)節(jié)能力就_，抵抗力就，抵抗力就_。越小越小越低越低抵抗力弱抵抗力弱3 3、實(shí)例：、實(shí)例： 反面反面: : 三北防護(hù)林建設(shè)中的問題三北防護(hù)林建設(shè)中的問題單一樟子松林單一樟子松林松毛蟲肆虐松毛蟲肆虐3 3、實(shí)例：、實(shí)例： 正面正面: :珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的多樣性珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的多樣性抵抗力強(qiáng)抵抗力強(qiáng)生物多樣性高生物多樣性高珊瑚蟲、藻類、珊瑚蟲、藻類、魚類等魚類等（三）協(xié)調(diào)與平衡原理（三）協(xié)調(diào)與平衡原理1 1、主要內(nèi)容：、主要內(nèi)容： 生物生物與與環(huán)境環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡的協(xié)調(diào)與平衡 協(xié)調(diào)協(xié)調(diào)-主要是主要是生物生物與與環(huán)境環(huán)境的協(xié)調(diào)的協(xié)調(diào) ( (強(qiáng)調(diào)生物要和環(huán)境相強(qiáng)調(diào)生物要和環(huán)境相適應(yīng)適應(yīng)) ) 平衡平衡-是是種群數(shù)量種群數(shù)量與與環(huán)境容納量環(huán)境容納量能力要能力要 平衡平衡（三）協(xié)調(diào)與平衡原理（三）協(xié)調(diào)與平衡原理2 2、實(shí)例：、實(shí)例： （1 1）太湖的富營(yíng)養(yǎng)化問題）太湖的富營(yíng)養(yǎng)化問題 （2 2）西北一些地區(qū)的年降雨量小于）西北一些地區(qū)的年降雨量小于450mm,450mm,只只適宜種灌木和草，但卻被生硬的規(guī)定種植楊樹，適宜種灌木和草，但卻被生硬的規(guī)定種植楊樹，結(jié)果成了半死不活的結(jié)果成了半死不活的“小老頭小老頭” （3 3）過度放牧導(dǎo)致土地沙荒漠化問題）過度放牧導(dǎo)致土地沙荒漠化問題 （四）整體性原理（四）整體性原理 1、理論基礎(chǔ)：、理論基礎(chǔ)：2、內(nèi)容：、內(nèi)容：社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然復(fù)合系統(tǒng)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然復(fù)合系統(tǒng)3 3、實(shí)例：、實(shí)例： 林業(yè)建設(shè)中遇到林業(yè)建設(shè)中遇到的自然系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)、的自然系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)系統(tǒng)的關(guān)系問題社會(huì)系統(tǒng)的關(guān)系問題考慮自然規(guī)律，考慮自然規(guī)律，還要考慮經(jīng)濟(jì)和還要考慮經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的影響力社會(huì)的影響力（五）系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理（五）系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理1.1.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理2.2.系統(tǒng)整體性原理系統(tǒng)整體性原理理論基礎(chǔ)：理論基礎(chǔ)： 分布式優(yōu)于集中式和環(huán)式分布式優(yōu)于集中式和環(huán)式實(shí)例：實(shí)例： ?；~塘?；~塘理論基礎(chǔ)：理論基礎(chǔ)：整體大于部分之和整體大于部分之和實(shí)例：實(shí)例：珊瑚礁藻類和珊瑚蟲的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系珊瑚礁藻類和珊瑚蟲的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系你能舉出系統(tǒng)整體功能大于部分之和的例你能舉出系統(tǒng)整體功能大于部分之和的例子嗎？子嗎？ 豆科作物和固氮菌的共生豆科作物和固氮菌的共生就是一例。固就是一例。固氮菌為豆科作物提供氮素，而豆科作物為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(yíng)養(yǎng)，兩者的共生使豆其提供能量和其他營(yíng)養(yǎng)，兩者的共生使豆科作物能夠在氮素缺乏的土地上生長(zhǎng)；當(dāng)科作物能夠在氮素缺乏的土地上生長(zhǎng)；當(dāng)把它們分開時(shí)，兩者的生長(zhǎng)都要受到損害。把它們分開時(shí)，兩者的生長(zhǎng)都要受到損害。請(qǐng)指出下圖所利用的生態(tài)工程原理請(qǐng)指出下圖所利用的生態(tài)工程原理