高二生物下冊(cè)《生態(tài)工程的基本原理》知識(shí)點(diǎn)

1/1高二生物下冊(cè)《生態(tài)工程的基本原理》知識(shí)點(diǎn)

生態(tài)工程的基本原理：

1、生態(tài)工程與生態(tài)經(jīng)濟(jì)

(1)生態(tài)工程建設(shè)的目的：遵循自然界物質(zhì)循環(huán)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)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。

(2)生態(tài)工程的特點(diǎn)：少消耗、多效益、可持續(xù)。

(3)生態(tài)經(jīng)濟(jì)：通過(guò)實(shí)行“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的原則，使一個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物能夠成為本系統(tǒng)或另一個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)原料，從而實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化。[實(shí)現(xiàn)手段：生態(tài)工程]

2、基本原理：

項(xiàng)目理論基礎(chǔ)意義實(shí)例

物質(zhì)循環(huán)再生原理物質(zhì)循環(huán)可避免環(huán)境污染及其對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定和發(fā)展的影響無(wú)廢棄物農(nóng)業(yè)

物種多樣性原理生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性生物多樣性程度高，可提高系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)的生產(chǎn)力“三北”防護(hù)林建設(shè)中的問(wèn)題、珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性非常規(guī)

協(xié)調(diào)與平衡原理生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡生物數(shù)量不超過(guò)環(huán)境承載力,高中歷史，可避免系統(tǒng)的失衡和破壞太湖富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題、過(guò)度放牧等

整體性原理社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然構(gòu)成復(fù)合系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關(guān)系，保障系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定林業(yè)建設(shè)中自然生態(tài)系統(tǒng)與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的關(guān)系問(wèn)題

體統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理：分布式優(yōu)于集中式和環(huán)式改善和優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以改善功能桑基魚(yú)塘

系統(tǒng)整體性原理：整體大于部分保持系統(tǒng)很高的生產(chǎn)力珊瑚礁、藻類和珊瑚蟲(chóng)的關(guān)系

3、特點(diǎn)

中國(guó)生態(tài)工程發(fā)展特點(diǎn)

中國(guó)與國(guó)外蓬勃發(fā)展的生態(tài)工程各有自己的特點(diǎn)，中國(guó)生態(tài)工程有獨(dú)特的理論和經(jīng)驗(yàn)，中國(guó)生態(tài)工程所研究與處理的對(duì)象，不僅是自然或人為構(gòu)造的生態(tài)系統(tǒng)，而更

生態(tài)工程

多的是社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，這一系統(tǒng)是以人的行為為主導(dǎo)，自然環(huán)境為依托，資源流動(dòng)為命脈，社會(huì)體制為經(jīng)絡(luò)的半人工生態(tài)系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)可以分成為3個(gè)主要集合。

生態(tài)工程構(gòu)成

核心圈是人類社會(huì)，包括組織機(jī)構(gòu)及管理、思想文化，科技教育和政策法令，是核心部分為生態(tài)核。另一層次是內(nèi)部環(huán)境圈，包括地理環(huán)境、生物環(huán)境和人工環(huán)境，是內(nèi)部介質(zhì)，稱為生態(tài)基。常具有一定的邊界和空間位置;第三圈是外部環(huán)境，稱為生態(tài)庫(kù);包括物質(zhì)、能量和信息以及資金、人力等。

國(guó)外的生態(tài)工程發(fā)展特點(diǎn)

國(guó)外的生態(tài)工程研究與處理的對(duì)象一般是按照自然生態(tài)系統(tǒng)來(lái)對(duì)待。如各類湖泊、草原、森林等，在自然生態(tài)系統(tǒng)中加入或構(gòu)造原本沒(méi)有人為結(jié)構(gòu)，如水利設(shè)施與土壤改良等工程。西方生態(tài)工程的研究方法的貯備與應(yīng)用，特別是定量化、數(shù)學(xué)模型化及其系統(tǒng)組分及機(jī)制的分析方面具有自己的特色。

4、含義

模擬自然生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)能量轉(zhuǎn)換原理并運(yùn)用系統(tǒng)工程技術(shù)去分析、設(shè)計(jì)、規(guī)劃和調(diào)整人工生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要素、工藝流程、信息反饋關(guān)系及控制機(jī)構(gòu)，以獲得盡可能大的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的一門(mén)學(xué)科。它是建立在生物工藝、物理工藝及化學(xué)工藝基礎(chǔ)上的一門(mén)系統(tǒng)工藝學(xué)。

在生態(tài)系統(tǒng)演替過(guò)程中，有兩種基本功能在起著重要作用：一是通過(guò)生物或子系統(tǒng)間相互協(xié)調(diào)形成的合作共存、互補(bǔ)互惠的共生功能;另一個(gè)是以多層營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的物質(zhì)轉(zhuǎn)化、分解、富集和循環(huán)再生功能。這兩種功能的強(qiáng)弱決定了生態(tài)系統(tǒng)的興衰及其穩(wěn)定性。生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程中，通常包含復(fù)雜的物理作用、化學(xué)作用和生物作用;其中生物起著傳遞者、觸媒乃至建造者的作用。生物在長(zhǎng)期演化和適應(yīng)過(guò)程中，不僅建立了相互依賴和制約的食物鏈聯(lián)系，而且由于生活習(xí)性的演化形成了明確的分工，分級(jí)利用自然提供各種資源。正是由于這種原因，有限的空間內(nèi)才能養(yǎng)育如此眾多的生物種類，并可保持

生態(tài)工程

相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)和物質(zhì)的持續(xù)利用。把自然生態(tài)系統(tǒng)中這種高經(jīng)濟(jì)效能的結(jié)構(gòu)原理應(yīng)用到人工生態(tài)系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)和改造工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工藝結(jié)構(gòu)，促進(jìn)系統(tǒng)組分間的再生和共生關(guān)系，疏通物質(zhì)能量流通渠道，開(kāi)拓資源利用的深度及廣度，減少對(duì)外部“源”和“匯”的依賴性，促進(jìn)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，是生態(tài)工程的基本目標(biāo)。近年來(lái)，我國(guó)城鄉(xiāng)建設(shè)中出現(xiàn)了各種不同類型的生態(tài)工程雛形，如：

①物質(zhì)能量的多層利用工程

模擬不同種類生物群落的共生關(guān)系，包含分級(jí)利用和各取所需的生物結(jié)構(gòu)，如利用秸稈生產(chǎn)食用菌和蚯蚓生態(tài)工程設(shè)計(jì)。秸稈經(jīng)過(guò)糖化過(guò)程制成家畜喜食的飼料，再用家畜排泄物及殘?jiān)鼇?lái)培養(yǎng)食用菌;生產(chǎn)食用菌后的殘余菌床又可用以繁殖蚯蚓,或與無(wú)毒有機(jī)廢物及生活污水混合以生產(chǎn)沼氣;最后把利用后的殘物返回農(nóng)田，這樣就可以分級(jí)地充分利用其中的能量。這種分級(jí)利用的工藝不但可生產(chǎn)食用菌和蚯蚓及沼氣，還可以充分發(fā)揮秸稈的肥效。

②?；~(yú)塘的水陸交互補(bǔ)償工程

?；~(yú)塘(或蔗基魚(yú)塘)是中國(guó)廣東農(nóng)家行之有效的多目標(biāo)生產(chǎn)措施。桑樹(shù)通過(guò)光合作用生成有機(jī)物質(zhì)桑葉，桑葉飼蠶，生產(chǎn)出蠶蛹及蠶絲(加工工藝中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化)，桑樹(shù)的脫落物蠶沙施用到魚(yú)塘,經(jīng)過(guò)魚(yú)塘內(nèi)另一食物鏈過(guò)程,轉(zhuǎn)化為魚(yú)。魚(yú)的排泄物及其未被利用的有機(jī)物沉積于塘底，經(jīng)底棲生物分解后可成為桑樹(shù)的肥料，返回?；＿@種交互補(bǔ)償水陸物質(zhì)的方式,廣泛適用于沼澤及低濕地區(qū)(見(jiàn)圖)。生態(tài)工程

③工業(yè)城市廢物再生利用工程

工廠排出的.余熱，燃料釋放的二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物以及某些加工工業(yè)廢液中的重金屬，是廣泛存在的污染環(huán)境的污染物?；厥蘸蛢艋祟愇镔|(zhì)，是城市建設(shè)及工業(yè)建設(shè)必須重視的社會(huì)問(wèn)題。利用工廠余熱(包括氣熱及水熱)作為冬季住房的熱源，已在許多城市實(shí)行。如能根據(jù)熱系數(shù)，在工廠附近建造不同溫梯度的溫室，便可利用余熱培植各種作物;作物的一部分制成飼料，飼養(yǎng)禽畜;禽畜排泄物施于農(nóng)田或園林。而環(huán)境中林木還可吸收工廠燃料所產(chǎn)生的二氧化碳以及其他一些氣態(tài)的及存在空中懸浮的廢物。這種兼顧生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)的工藝，當(dāng)做到基本不排污時(shí)，稱為無(wú)污染工藝;若干這種工藝所構(gòu)成的工程體系，稱為無(wú)污染工程。另外，不少種陸生和水生生物可以吸附和富集某些微量金屬物質(zhì)，因而可以用作回收某種微量元素的活介質(zhì)。

④區(qū)域污水多功能的自凈系統(tǒng)

在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的自然生態(tài)系統(tǒng)中，往往同時(shí)在進(jìn)行物質(zhì)的富集與擴(kuò)散、合成與分解、頡頏與加成等多種調(diào)控過(guò)程。在正常情況下，自然生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部不易出現(xiàn)由于某種物質(zhì)過(guò)度積累而造成的死亡，這是由于系統(tǒng)內(nèi)具備自我解毒的機(jī)制(微生物)和解毒

生態(tài)工程

工藝過(guò)程(物理的、化學(xué)的作用過(guò)程)。即使由于某種物質(zhì)積累破壞了系統(tǒng)的原來(lái)結(jié)構(gòu)，也會(huì)出現(xiàn)適應(yīng)新情況的生物更新。模似這種復(fù)雜功能的工藝體系是今后解決和防止工業(yè)污染以及實(shí)現(xiàn)廢水資源化的有效途徑，是系統(tǒng)生態(tài)原理在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用，這種生態(tài)工程包括相互交錯(cuò)的食物鏈及三個(gè)方向的物質(zhì)流與能流以及不同性質(zhì)的輸入與輸出。

⑤多功能的農(nóng)工商聯(lián)合生產(chǎn)體系

把生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)一定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和自調(diào)節(jié)功能而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)不已和生物生生不息的原理，應(yīng)用到以農(nóng)產(chǎn)品為原料的加工工業(yè)中，使農(nóng)工業(yè)產(chǎn)品(包括副產(chǎn)品)在農(nóng)工商發(fā)展中相互補(bǔ)償