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高中生物专题5 5.1《生态工程的基本原理》(选修3)

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课程内容:
《生态工程的基本原理》
    生态工程建设的目的就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,达到经济效益和生态效益的同步发展。与传统的工程相比,生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。
    关注生态工程建设
    为什么要进行生态工程建设呢?让我们首先来分析传统经济模式带来的一些问题。
    传统经济模式正在毁坏水、大气、土壤和生物资源,消耗地球赠给我们的自然资本。为了实现可持续发展,经济发展必须符合生态学规律,改变“人类能征服自然”的错误观念,走生态经济之路。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,而实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程。
    生态工程所遵循的基本原理
    生态工程是人类学习自然生态系统“智慧”的结晶,是生态学、工程学、系统学、经济学等学科交叉而产生的新兴学科。它遵循的基本原理如下。
    物质循环再生原理
    地球以有限的空间和资源,长久维持着众多生物的生存、繁衍和发展,奥秘就在于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。而没有物质循环的系统,就会产生废弃物,造成环境污染,并最终影响到系统的稳定和发展。
    “无废弃物农业”是我国古代传统农业的辉煌成就之一,也是生态工程最早和最生动的一种模式。要知道,土壤的肥力是一切农业生产特别是种植业的基础,当今大多数国家的土壤肥力,都严重地依赖于化学肥料,而在古代是根本没有化肥投入的。那么,我们的祖先靠什么维持了土壤肥力几千年,使它没有被所供养的亿万民众所耗竭呢?这个问题的答案被一位美国土壤学家在1910年前后找到了。他通过对当时中国农业的实地考察,写成《四千年的农民》一书。他认为其中的诀窍在于中国农民几千年来实施的是一种“无废弃物农业”,即通过积极种植能够固氮的豆科作物,以及收集一切可能的有机物质,包括人畜粪便、枯枝落叶、残羹剩饭、河泥、炕土、老墙土以及农产品加工过程中的废弃物等,采用堆肥和沤肥等多种方式,把它们转变为有机肥料,施用到农田中,改善了土壤结构;培育了土壤微生物;实现了土壤养分如氮、磷、钾及微量元素的循环利用。
    物种多样性原理
    一般而言,物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。农业和林业生产为追求最大产量,常常忽略生物多样性而连年种植单一品种,这往往会造成病虫害增加,环境恶化。
    生物多样性高,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互相依存,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。即使某个物种由于某种原因而死亡,也会很快有其他物种占据它原来的生态位置,从而避免了系统结构或功能的失衡。
    协调与平衡原理
    在进行生态工程建设时,生物与环境的协调与平衡也是需要考虑的问题之一。
    处理好生物与环境的协调与平衡,需要考虑环境承载力。环境承载力(又称环境容纳量)是指某种环境所能养活的生物种群的数量。如果生物的数量超过了环境承载力的限度,就会引起系统的失衡和破坏。你能举出当地的实例进行说明吗?
    整体性原理
    自然生态系统是通过生物与环境、生物与生物之间的协同进化而形成的一个不可分割的有机整体。人类也处在一个社会——经济——自然复合而成的巨大系统中。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,还要考虑到经济和社会等系统的影响力。例如,在进行林业工程建设时,一方面要号召农民种树,另一方面一定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。因为往往是以上因素导致了农民对森林、灌丛的过量砍伐。如果农民的生计得不到保证,随时会发生“前面造林,后面砍林”的现象。因此,只有把生态与经济结合起来,才能从根本上达到造林和护林的目的。
   

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张老师

男,中教高级职称

专业技能突出,经验丰富,多次获年级和学校好评。

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