發(fā)布時間:2023-09-18 16:37:25
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術(shù),我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇生態(tài)農(nóng)業(yè)的基本原理,期待它們能激發(fā)您的靈感。
[關(guān)鍵詞]生態(tài)工程 基本原理 教學(xué)過程 教學(xué)反思
[中圖分類號] G633.91[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A[文章編號] 16746058(2016)140114
一、 教學(xué)過程
1. 巧用道歉視頻,創(chuàng)設(shè)情境導(dǎo)入
播放馮小剛導(dǎo)演,葛優(yōu)、李小璐、鄭愷、白百何主演的2014年賀歲片《私人訂制》最后一段“向大自然道歉”視頻。學(xué)生觀看視頻,教師依次提出下列問題,引發(fā)學(xué)生思考分析:(1)四位主角為什么要向大自然道歉?(學(xué)生:霧霾天氣頻發(fā)、森林亂砍濫伐、煤炭過度開采、生態(tài)環(huán)境污染等問題都與人類的不當(dāng)活動有關(guān))(2)這些問題的背后又折射出怎樣的問題?(學(xué)生:人口快速增長的壓力、生產(chǎn)生活及經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需等導(dǎo)致人類對資源的不合理開發(fā)與利用,由此引起的生態(tài)惡化和環(huán)境污染,充分暴露出傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的弊端,難以可持續(xù)發(fā)展。)(3)解決上述問題的有效途徑是什么?(教師:建設(shè)生態(tài)工程,就是指人類應(yīng)用生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科的基本原理和方法,通過系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)控和技術(shù)組裝,對已破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)、重建,對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行改善,并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力,達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展,從而促進(jìn)人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展,進(jìn)而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。與一般的傳統(tǒng)工程相比,生態(tài)工程具有少消耗、多效益、可持續(xù)的特點。)
2.運用模型構(gòu)建,引導(dǎo)學(xué)生自主探究
[案例1]出示“石油農(nóng)業(yè)”模式圖。教師:“石油農(nóng)業(yè)”模式是以美國為代表的西方經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家的高投入、高產(chǎn)出的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化模式,由于需要大量使用石油作為原料或動力而得名。該農(nóng)業(yè)模式對解決糧食需求和提高糧食產(chǎn)量起到重要作用,但同時由于其高能耗、高污染,使糧食品質(zhì)和安全不斷下降,難以可持續(xù)發(fā)展。解決這一問題的有效途徑之一就是要發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。
介紹“傳統(tǒng)生態(tài)農(nóng)業(yè)”模式。教師:“無廢棄物農(nóng)業(yè)”模式是我國古代最早、最生動的一種生態(tài)工程模式。請同學(xué)們利用所給的項目繪制“無廢棄物農(nóng)業(yè)”的物質(zhì)和能量流動圖,可分組討論、交流與合作。在學(xué)生討論出現(xiàn)疑惑的地方時,教師應(yīng)協(xié)助學(xué)生解答,以完成概念圖的模型構(gòu)建。
根據(jù)上述模型構(gòu)建活動,教師提出以下思考問題:上述“無廢棄物農(nóng)業(yè)”模式的突出優(yōu)勢是什么?(回答:充分利用廢棄物中的能量,通過物質(zhì)的循環(huán)利用和能量的多級利用,實現(xiàn)廢棄物的資源化,達(dá)到無廢棄物生產(chǎn),減少環(huán)境污染。)進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)出“物質(zhì)循環(huán)再生原理”。
引出“現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)”模式。教師:上述“無廢棄物農(nóng)業(yè)”模式是我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的輝煌成就之一,但已無法滿足人們對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。在上述傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)上,可增設(shè)沼氣池、蘑菇等環(huán)節(jié)更好地利用物質(zhì)能量。請同學(xué)們自主構(gòu)建,完成下列“現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)”的物質(zhì)和能量流動圖。
[案例2]出示“純樟子松林、珊瑚礁區(qū)”圖片。教師:我國“三北防護(hù)林”取得了巨大的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益,但最初進(jìn)行林帶建設(shè)時,單一種植的樟子松林遇松毛蟲害大量毀壞死亡;而珊瑚礁區(qū)卻能夠在養(yǎng)分稀少的深海中,保持著很高的生物多樣性?這是為什么呢?
學(xué)生:純樟子松林的生物多樣性低,食物鏈短而簡單,缺少松毛蟲的天敵,而成片單一的林木又為其提供了豐富的食物來源,因而導(dǎo)致樹林的大量毀壞死亡。珊瑚礁區(qū)的生物多樣性高,食物鏈復(fù)雜,不同的生物占據(jù)不同的生態(tài)位,通過食物鏈關(guān)系互相依存,充分利用了珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境,實現(xiàn)了很好的物質(zhì)循環(huán)和能量流動。
教師:從上述正面和反面的實例,你能得出怎樣的結(jié)論?
學(xué)生:進(jìn)行植樹造林等生態(tài)工程建設(shè)時,必須要考慮生物的多樣性,只有保持生態(tài)系統(tǒng)較高的生物多樣性,才能維持生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定和平衡。(歸納總結(jié)出“物種多樣性原理”)
[案例3]出示“灰色長城、水葫蘆瘋長、草原過度放牧”圖片。教師:“三北防護(hù)林”的西北防護(hù)林早期栽種不適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的楊樹林,導(dǎo)致“綠色”長城變成“灰色”長城。江蘇、上海和浙江三省市交界孕育吳越的美麗太湖。近年來,由于富營養(yǎng)化促使太湖水體中水葫蘆和藻類瘋長,并導(dǎo)致魚蝦等水生生物大量死亡,給水生生態(tài)系統(tǒng)造成極大危害。如果在西北草原地區(qū)發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè),你認(rèn)為應(yīng)該注意什么問題?
學(xué)生:西北畜牧養(yǎng)殖應(yīng)該注意牲畜數(shù)量不能超過草地的承載量(環(huán)境容納量);針對公共草地的過度放牧問題,應(yīng)該實行草地承包,調(diào)動個人的管理積極性,減少過度放牧現(xiàn)象。另外,可以在有條件的地方,人工種植牧草,增加牧草產(chǎn)量。
教師:從上述3個實例,你能得出怎樣的結(jié)論?
學(xué)生:進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時,要處理好生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡問題,要栽種適宜樹種,要考慮生物數(shù)量不能超出環(huán)境承載量。(歸納總結(jié)出“協(xié)調(diào)與平衡原理”)
教師:進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時,不但要考慮到自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律,更要整體考慮經(jīng)濟(jì)和社會等的影響力。例如,進(jìn)行林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)時,一方面要號召農(nóng)民種樹,另一方面要考慮 [本文由WWw.DYLw.NET提供,第 一論 文網(wǎng)進(jìn)行和服務(wù),歡迎光DYlw.NeT 聯(lián)系方式QQ 712086966]貧困地區(qū)農(nóng)民的糧食、燒柴以及收入等生活問題。如果農(nóng)民的生計得不到保證,隨時會發(fā)生“前面造林,后面砍林”的現(xiàn)象。這體現(xiàn)了什么原理?
學(xué)生:整體性原理。
[案例4]出示“四位一體”農(nóng)業(yè)生態(tài)工程模式圖。教師:“四位一體”生態(tài)農(nóng)業(yè)是我國北方典型的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式,它以沼氣為紐帶,將沼氣池、豬禽舍、廁所、蔬菜栽培與日光溫室有機組合在一起,將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、資源高效利用融為一體。圖3為“四位一體”農(nóng)業(yè)生態(tài)工程模式及物質(zhì)和能量流動圖。
關(guān)鍵詞:循環(huán)農(nóng)業(yè);原理;應(yīng)用;
前景循環(huán)農(nóng)業(yè)是相對于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展提出的一種新的環(huán)境友好型農(nóng)作模式,是運用可持續(xù)發(fā)展思想和循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論與生態(tài)工程學(xué)的方法,在保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和充分利用高新技術(shù)的基礎(chǔ)上,調(diào)整和優(yōu)化農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),提高農(nóng)業(yè)系統(tǒng)物質(zhì)能量的多級循環(huán)利用,嚴(yán)格控制外部有害物質(zhì)的投入和農(nóng)業(yè)廢棄物的產(chǎn)生,最大限度地減輕環(huán)境污染和提高資源利用效率,使農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)活動真正納入到農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)中,實現(xiàn)生態(tài)的良性循環(huán)與農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
1循環(huán)農(nóng)業(yè)的基本原理
發(fā)展農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)就是把循環(huán)經(jīng)濟(jì)的基本原理應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng),是構(gòu)建可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的根本途徑、實現(xiàn)形式、技術(shù)措施。基于這種認(rèn)識,筆者認(rèn)為建立循環(huán)農(nóng)業(yè)體系主要依據(jù)的基本原理包括以下幾點。(1)能量耗散低熵原理。農(nóng)業(yè)是開放系統(tǒng),其功能由熱力學(xué)第二定律決定,只有通過外界能量的投入,才能降低系統(tǒng)熵值,提高系統(tǒng)的功能。因此,合理投入是人類對農(nóng)業(yè)系統(tǒng)加強控制的關(guān)鍵途徑,不能將循環(huán)農(nóng)業(yè)理解為低投入甚至不投入的農(nóng)業(yè)。認(rèn)為只要依靠循環(huán)就可以實現(xiàn)耗散系統(tǒng)平衡的認(rèn)識是不科學(xué)的。(2)資源循環(huán)再生原理。農(nóng)業(yè)系統(tǒng)是一種在自然生態(tài)系統(tǒng)基礎(chǔ)上的人工生態(tài)系統(tǒng),其資源類型:一是光熱水等自然資源,需要周年高效循環(huán)利用;二是化肥、農(nóng)藥、機械等系統(tǒng)外購買性資源,需要盡量減少不合理投入并提高效率;三是秸稈、糞便等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中間廢棄資源,需要再生利用;四是農(nóng)業(yè)系統(tǒng)排放到大氣和地下的有害物質(zhì)和溫室氣體等,需要實現(xiàn)可預(yù)見、可控制,減少無效排放。通過農(nóng)業(yè)系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)和系統(tǒng)外反饋循環(huán)相結(jié)合,提高能量轉(zhuǎn)化率和物質(zhì)循環(huán)利用率。(3)物質(zhì)組鏈加環(huán)原理。在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中,物質(zhì)沿著不同環(huán)節(jié)上的食物鏈營養(yǎng)級傳遞和轉(zhuǎn)移,利用不同營養(yǎng)級的動物和微生物,分級、分次反復(fù)循環(huán)和利用,使上一級循環(huán)轉(zhuǎn)移到下一級的物質(zhì),再次轉(zhuǎn)化為能夠為人們直接利用的生物產(chǎn)品和生物質(zhì)能。因此,通過食物鏈加環(huán)、組鏈,減少非生產(chǎn)循環(huán),增強生產(chǎn)循環(huán),提高物質(zhì)循環(huán)周轉(zhuǎn)率,生產(chǎn)出更多的產(chǎn)品,減少廢棄物排放。(4)生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)原理。農(nóng)業(yè)是生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng),其產(chǎn)業(yè)目標(biāo)既要獲得生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)效率,又要維護(hù)生態(tài)協(xié)調(diào)。在特定條件下,農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)功能往往和生態(tài)功能處于矛盾之中,因此,需要按照生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)的原則設(shè)計循環(huán)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系,既要獲得合理的生產(chǎn)力,又要將其建立在資源環(huán)境可承受范圍之內(nèi),形成一種“經(jīng)濟(jì)高效、技術(shù)可行、生態(tài)安全、環(huán)境友好、社會認(rèn)可”的可持續(xù)農(nóng)業(yè)模式。
2循環(huán)農(nóng)業(yè)的實際應(yīng)用
我國循環(huán)農(nóng)業(yè)實踐模式以生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式為基礎(chǔ),其基本雛形是北方“四位一體”生態(tài)農(nóng)業(yè)模式和南方以沼氣為紐帶的“豬、沼、果”生態(tài)農(nóng)業(yè)模式。重慶三峽庫區(qū)是農(nóng)業(yè)部規(guī)劃的全國柑橘、蔬菜、生豬和草食牲畜優(yōu)勢農(nóng)產(chǎn)品區(qū)域規(guī)劃的核心區(qū),是當(dāng)?shù)刈罹邍H競爭優(yōu)勢的特色農(nóng)產(chǎn)品,也是農(nóng)民脫貧致富的支柱產(chǎn)業(yè)。但是,近年隨著規(guī)模種養(yǎng)業(yè)的發(fā)展和農(nóng)村勞動力大規(guī)模轉(zhuǎn)移,規(guī)模養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的有機糞肥量大、肥效低、使用不便,逐步被化肥取代,往往棄用,加劇了面源污染。為此,從2008年起,重慶在農(nóng)業(yè)部等國家相關(guān)部委的支持下,系統(tǒng)開展柑橘、蔬菜沼畜循環(huán)農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)和有機肥替代化肥模式的探索,取得積極進(jìn)展,建立三峽庫區(qū)柑橘沼畜循環(huán)經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系,建成沼液還田示范基地0.67多萬hm2,打造“畜-沼-菜”循環(huán)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地3.13…萬hm2。主要做法有以下幾點。2.1沼液肥水一體裝備,整合診斷施肥,支撐化肥零使用針對傳統(tǒng)“畜-沼-果(菜)”循環(huán)中沼液管灌易產(chǎn)氣爆管,會生成磷酸鎂銨(尿垢)結(jié)晶堵塞管網(wǎng)問題,研發(fā)沼液管道自動調(diào)壓、固體結(jié)晶物收集裝置和自沖洗工藝,發(fā)明沼液肥水一體灌溉裝備,實現(xiàn)沼液管道便捷化利用,促進(jìn)沼液大規(guī)模還田和零排放。針對飼料、沖水、畜禽種類的不同,沼液有效成分變幅大、用肥計量難問題,配套柑橘非充分灌溉和營養(yǎng)診斷配方施肥技術(shù),通過測土測葉,支撐有機肥高效利用和化肥減量或零使用,同時替代灌溉水,節(jié)水節(jié)肥效果明顯,已在長壽、開縣、奉節(jié)等大規(guī)模應(yīng)用。以長壽區(qū)農(nóng)正農(nóng)業(yè)為例,其萬頭豬場和166.67…h(huán)m2…晚熟雜柑果園,年施用沼肥10…t/667…m2,經(jīng)營養(yǎng)監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)果園氮磷鈣鎂硫等大多數(shù)營養(yǎng)指標(biāo)適宜,但是鉀鋅硼等元素缺乏,通過增施10…kg硫酸鉀礦質(zhì)肥補充,葉面噴硫酸鋅、硼砂等礦質(zhì)微量元素調(diào)控,近3年均實現(xiàn)全園化肥零施用,產(chǎn)品主要出口北美、東南亞等國,經(jīng)濟(jì)效益顯著。2.2推動秸稈和糞污有機復(fù)合肥制備產(chǎn)業(yè)化,支撐化肥減量針對傳統(tǒng)秸稈和柑橘皮渣資源化利用成本高、效益低問題,發(fā)明一種巨大芽孢桿菌M1,研發(fā)橘渣秸稈和豬牛糞便的高溫自干燥發(fā)酵及其有機復(fù)合肥制備工藝,實現(xiàn)橘渣秸稈和豬牛糞便的高溫自干燥、低成本腐熟發(fā)酵,先后研制出牛糞、橘渣、秸稈等為主料的有機無機緩釋復(fù)合肥等4類省級高新技術(shù)產(chǎn)品,并全部獲得肥料登記證,支撐有機無機緩釋復(fù)合配方肥全面替代無機復(fù)合肥。如梁平縣豐疆科技發(fā)展有限公司,應(yīng)用柑橘營養(yǎng)診斷最適宜指標(biāo),研發(fā)氮、磷、鉀為10∶4∶8的柑橘專用牛糞有機復(fù)合配方肥,替代15∶15∶15無機復(fù)合肥,年產(chǎn)能已達(dá)12…萬t。重慶市重點推廣的專用有機復(fù)合肥具有緩釋性,符合柑橘生長的大量元素配方,富含有機肥,既有無機肥肥效高的特點,又有緩釋肥肥效長的效果,還具備有機肥改良土壤、激活微量元素功效,適合撒施,省力省工,推動了柑橘專用肥有機化、配方化和緩釋化,結(jié)合營養(yǎng)診斷控豐補缺,增產(chǎn)效果優(yōu)于單純無機復(fù)合肥,在重慶柑橘產(chǎn)區(qū)已經(jīng)全面替代無機復(fù)合肥,賣出了無機肥的價格,社會、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益示范顯著。2.3建立循環(huán)農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系,實現(xiàn)可復(fù)制、可推廣圍繞三峽庫區(qū)柑橘、蔬菜、畜禽生豬、淡水魚等特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展,我們以循環(huán)農(nóng)業(yè)為紐帶,相關(guān)產(chǎn)業(yè)循環(huán)鏈交叉環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)為基礎(chǔ),因地制宜建立8個“豬-沼-果”國家級農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范園區(qū),并建成上百個果(菜)沼畜循環(huán)農(nóng)業(yè)示范點。在合川區(qū)太和鎮(zhèn)米市村蔬菜標(biāo)準(zhǔn)園內(nèi)示范推廣的“牛-沼-菜”種養(yǎng)循環(huán)模式中,蔬菜基地與鄰近一家大型奶牛場達(dá)成生產(chǎn)合作,由奶牛場支付基地土地租金,安裝直通基地的沼液輸送管網(wǎng),園區(qū)以有機肥形式,消化奶牛場產(chǎn)生的全部沼液、沼渣,解決蔬菜生產(chǎn)所需的大量有機肥,降低施肥成本,促進(jìn)地力的保持。同時,基地采收后的玉米秸稈,又作為飼料供銷給奶牛場,從而購建一條生態(tài)種養(yǎng)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈,不僅節(jié)本增效,使基地年產(chǎn)蔬菜超過12…500…t,每667…m2收益超過…4…320元,銷售總額達(dá)1…250萬元以上,同時利于生態(tài)環(huán)境保護(hù),減少農(nóng)業(yè)面源污染。在此基礎(chǔ)上,與全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心、中國農(nóng)科院柑橘研究所等合作制定《NY/T…2627-2014…標(biāo)準(zhǔn)果園建設(shè)規(guī)范-柑橘》、《DB50/T…485-2012…農(nóng)用沼液無害化處理與利用技術(shù)規(guī)范》、《DB50/487-2012…柑橘營養(yǎng)診斷配方施肥技術(shù)規(guī)程》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)29項,建立從良種種苗到采收銷售完整的循環(huán)農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系和行之有效的標(biāo)準(zhǔn)化工作體系,并通過國家標(biāo)準(zhǔn)委的評估驗收,核心技術(shù)“三峽庫區(qū)(農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū))循環(huán)經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)化體系關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新”成果,被國家科技報告服務(wù)系統(tǒng)收錄。2.4探索畜沼果循環(huán)農(nóng)業(yè)推進(jìn)模式,取得積極進(jìn)展研究集成4種沼液肥水一體灌溉推進(jìn)創(chuàng)新模式;探索出以小型種養(yǎng)殖場為主要對象的分散養(yǎng)殖、分散利用模式;利用大型種植場消納數(shù)個小型養(yǎng)殖場糞污的分散養(yǎng)殖、集中處理、集中使用模式;針對大中型養(yǎng)殖場和一家一戶種植模式的集中養(yǎng)殖、集中處理、分散使用模式;圍繞大中型養(yǎng)殖企業(yè)且配套較大規(guī)模的作物種植基地的集中養(yǎng)殖、集中處理、集中使用等4種沼液肥水一體管灌推進(jìn)模式,推動循環(huán)農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備化和產(chǎn)業(yè)化。核心技術(shù)得到農(nóng)業(yè)部應(yīng)用。總結(jié)凝練的“沼液肥水一體非充分灌溉技術(shù)”和“柑橘低碳綠色管護(hù)集成技術(shù)”被農(nóng)業(yè)部定為集中貧困地區(qū)和全國生態(tài)農(nóng)業(yè)基地主推技術(shù),支撐產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。據(jù)國家環(huán)保部《三峽公報》,以柑橘屏障帶為主的三峽庫區(qū),化肥使用量由2007年的每1…h(huán)m2…1…000…kg降為2015年的320…kg,…減幅達(dá)68.0%,實現(xiàn)三峽庫岸屏障區(qū)投入品的大規(guī)模減源,保護(hù)了三峽庫區(qū)干流水質(zhì)大部分時間保持在可飲用的國家地表Ⅱ水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),出庫水質(zhì)最差也沒有低于Ⅲ類,效果顯著。
3存在問題與前景分析
通過對重慶三峽庫區(qū)“豬、沼、果”循環(huán)農(nóng)業(yè)模式的探究發(fā)現(xiàn),畜沼果循環(huán)農(nóng)業(yè)在具體實踐應(yīng)用中仍有許多問題還需進(jìn)一步關(guān)注和攻克:一是對種植需求重視不夠,沒有專項投資用于園藝作物沼畜循環(huán)利用環(huán)節(jié);二是技術(shù)利用不夠,憑經(jīng)驗和盲目使用有機肥較為普遍,取得的效果參差不齊;三是對養(yǎng)殖污染的處罰力度偏弱,部分甚至根本無監(jiān)管,隨意棄用污染環(huán)境。循環(huán)農(nóng)業(yè)模式作為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一,尚需不斷創(chuàng)新,使生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益不斷提高的同時,也為資金、技術(shù)和人力在耕地上的集約利用創(chuàng)造條件。今后,循環(huán)農(nóng)業(yè)在最大限度地保障生態(tài)環(huán)境的同時,還要開發(fā)沒有被有效利用的生態(tài)位,重慶循環(huán)農(nóng)業(yè)更要積極推進(jìn)畜沼果循環(huán)農(nóng)業(yè)替代化肥技術(shù)模式的落地和大面積應(yīng)用;及早建立“以果(菜)定沼、以沼定畜、以畜促果(菜)”循環(huán)發(fā)展模式,支撐養(yǎng)殖糞污零排放;建立柑橘營養(yǎng)診斷配方施肥技術(shù)體系,支撐柑橘(蔬菜)沼畜循環(huán)替代化肥等舉措,推進(jìn)循環(huán)農(nóng)業(yè)健康發(fā)展,更好地推進(jìn)農(nóng)村資源循環(huán)利用和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]周穎,尹昌斌,邱建軍.我國循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式分類研究[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報,2008,16(6):1557-1563.
[2]高旺盛,陳源泉,梁龍.論發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)的基本原理與技術(shù)體系[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究,2007,28(6):731-734.
[3]牟寧.循環(huán)農(nóng)業(yè)的發(fā)展與應(yīng)用[J].遼寧農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2011,13(2):28-29.
[4]呂杰,王志剛,郗鳳明等.循環(huán)農(nóng)業(yè)中畜禽糞便資源化利用現(xiàn)狀、潛力及對策——以遼中縣為例[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì),2015,31(4):107-113.
下面是筆者對近幾年來高考中出現(xiàn)的相關(guān)生態(tài)農(nóng)業(yè)模式試題進(jìn)行的歸納、整理和分析,以期望了解其命題的主要形式和考查的主要方向。
例一 (2008年江蘇)江蘇某農(nóng)戶創(chuàng)建的冬季生態(tài)型種植養(yǎng)殖模式如下圖所示,請據(jù)圖回答下列問題。
(1) 牛棚內(nèi)產(chǎn)生的可擴散進(jìn)入蔬菜大棚,提高蔬菜大棚,提高蔬菜的光合效率;蔬菜光合作用產(chǎn)生的可擴散進(jìn)入牛棚。
(2) 秸桿除了作為牛的飼料外,還可與牛糞混合堆入進(jìn)行,腐熟的產(chǎn)物肥效提高,這是因為 。這種肥料用物蔬菜栽培可以提高蔬菜產(chǎn)量。
(3) 在牛的品系、飼料品種和用量不變的條件下,采用這種養(yǎng)殖模式,牛的生長速率明顯提高,其主要原因是 。
(4) 牛棚保溫所需的熱能來源于牛身散熱、地?zé)帷⒑汀?/p>
(5) 從生態(tài)系統(tǒng)主要功能的角度分析,這種種植養(yǎng)殖模式較好地實現(xiàn)了 。
答案:(1) 二氧化碳 氧氣 (2) 發(fā)酵 微生物將有機物分解為無機物 (3) 牛棚內(nèi)溫度較高因而牛維持體溫消耗的能量較少 (4) 太陽光能 發(fā)酵產(chǎn)熱 (5) 物質(zhì)的循環(huán)利用和能量的高效利用
試題分析:
從背景材料上分析:本題是以我國北方“四位一體”生態(tài)農(nóng)業(yè)模式為原型,通過實物模式圖的方式展示其基本構(gòu)成,該生態(tài)模式主要以生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和系統(tǒng)工程學(xué)為基本原理;以太陽能為動力,將種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)相結(jié)合。通過生物的質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù),在全封閉的狀態(tài)下,將豬禽舍和日光溫室等組合在一起。
從命題的角度分析:本題第(1)小題考查了光合作用和呼吸作用及其關(guān)系;第(2)小題考查了生態(tài)系統(tǒng)成分中分解者的作用;第(3)小題考查了關(guān)于動物代謝方面的知識;第(4)小題考查了生態(tài)系統(tǒng)成分中非生物的能量的來源;第(5)小題考查了生態(tài)農(nóng)業(yè)的主要功能。
例二 (2007年廣東)近年來在防治稻田蟲害方面進(jìn)行了多種嘗試,如①構(gòu)建稻一萍一魚生態(tài)系統(tǒng),在該系統(tǒng)中,雖有危害水稻的病菌、害蟲和雜草,但魚的活動可起到除蟲、松土和增氧的作用,紅萍葉片內(nèi)的藍(lán)藻固氮可促進(jìn)紅萍和水稻生長;②培育轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲水稻,減少蟲害。此外,一些水稻遭遇蟲害時會釋放某些物質(zhì),引來天敵消滅害蟲,科學(xué)家稱之為稻田三重營養(yǎng)關(guān)系。
根據(jù)上述材料,請回答下列問題:
(1) 指出在稻一萍一魚生態(tài)系統(tǒng)中存在哪些種間關(guān)系。(各舉一例) 。
(2) 在稻田三重營養(yǎng)關(guān)系中,水稻通過信息引來天敵,防治害蟲。
(3) 轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲水稻不可能一勞永逸地解決蟲害問題,因為 。
(4) 畫出稻一萍一魚生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖(不考慮與人的聯(lián)系)。。
答案:(1) 捕食:蟲吃水稻(或雜草),或魚吃蟲;競爭:水稻(或紅萍)與雜草競爭;寄生:病菌寄生在水稻上;互利共生:紅萍與藍(lán)藻共生。(2) 化學(xué) (3) 昆蟲會進(jìn)化(或產(chǎn)生抗性)。
(4)
試題分析:
從背景材料上分析:本題是以我國南方等地區(qū)的“稻―萍―魚共生水田農(nóng)業(yè)”模式為背景材料,既在水田中起壟,壟上種稻,壟下水中養(yǎng)萍養(yǎng)魚,形成立體農(nóng)漁業(yè)的生態(tài)結(jié)構(gòu)。充分發(fā)揮水稻、紅萍等生產(chǎn)者與害蟲和魚等消費者之間的營養(yǎng)關(guān)系,以實現(xiàn)水稻和魚的雙豐收。
從命題的角度分析:本題第(1)小題考查了生態(tài)系統(tǒng)中的種間關(guān)系;第(2)小題考查了生態(tài)系統(tǒng)功能中的信息傳遞功能;第(3)小題考查了變異和進(jìn)化方面的內(nèi)容;第(4)小題考查了生態(tài)系統(tǒng)能量流動示意圖的繪制,提高了試題考查的難度。
例三 (1997年上海)在我國南方某些地區(qū)建立了“桑基魚塘”農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng),獲得了魚、豬、蠶和糧全面豐收。下圖是該生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動示意圖。請據(jù)圖回答:
(1) 該生態(tài)系統(tǒng)所需的能量來自。
(2) 該生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者是。
(3) 該生態(tài)系統(tǒng)中除了已知的生物種類外,還必須有等生物作為。
(4) 在該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi),物質(zhì)經(jīng)多次重復(fù)利用,提高了率。
(5) 該生態(tài)系統(tǒng)是根據(jù)的原理建立的。
答案:(1) 太陽能 (2) 水稻、桑 (3) 腐生的微生物 分解者 (4) 能量的轉(zhuǎn)化和利用
(5) 生態(tài)學(xué)和工程學(xué)
試題分析:
從背景材料上分析:本題是以我國南方典型的“桑基魚塘”生態(tài)農(nóng)業(yè)模式為背景,通過提供文字箭頭示意圖的形式,展示了這種生態(tài)農(nóng)業(yè)模式成分間的相互關(guān)系。該模式主要是在低洼易澇區(qū)挖地成塘,堆泥成基,塘中養(yǎng)魚,基上種植桑樹、甘蔗、果樹和花卉,以塘泥作桑、蔗、果樹的肥料,桑葉養(yǎng)蠶,蠶糞、桑葉、蔗葉作魚餌,塘基互養(yǎng),形成水陸互養(yǎng)的基塘農(nóng)業(yè)人工生態(tài)系統(tǒng)。
從命題的角度分析:本題的第(1)、(2)、(3)小題均是考查了生態(tài)系統(tǒng)的組成成分,屬于基礎(chǔ)考查;第(4)小題則是從生態(tài)系統(tǒng)的功能上考查生態(tài)農(nóng)業(yè)和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比較的突出優(yōu)點,即提高了物質(zhì)和能量的利用效率;第(5)小題則是考查了建立生態(tài)農(nóng)業(yè)的基本原理。
例四 (2009年全國卷Ⅰ)某種植玉米的農(nóng)場,其收獲的玉米籽粒既作為雞的飼料,也作為人的糧食,玉米的秸稈則加工成飼料喂牛,生產(chǎn)的牛和雞供人食用。人、牛、雞的糞便經(jīng)過沼氣池發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣作為能源,沼渣,沼液作為種植玉米的肥料。據(jù)此回答(不考慮空間因素):
(1) 請繪制由雞,牛,玉米和人組成的食物網(wǎng):
(2) 牛與雞之間(有,無)競爭關(guān)系,理由是。人與雞的種間關(guān)系是,人與牛的種間關(guān)系是。
(3) 流經(jīng)該農(nóng)場生態(tài)系統(tǒng)的總能量來自所固定的,無機環(huán)境中的碳以形式進(jìn)入該人工群落。
(4) 假設(shè)該農(nóng)場將生產(chǎn)玉米的1/3作為飼料養(yǎng)雞,2/3供人食用,生產(chǎn)出的雞供人食用,現(xiàn)調(diào)整為2/3的玉米養(yǎng)雞,1/3供人食用,生產(chǎn)出的雞供人食用,理論上,該農(nóng)場供養(yǎng)的人數(shù)將會(增多、不變、減少),理由是 。
答案:(1)(2) 無,它們所需食物資源不同(或牛食玉米秸稈、雞吃玉米籽粒)捕食與競爭,捕食。(3) 玉米(其他合理答案也給分),太陽能,CO2 (4) 減少,改變用途的1/3玉米被雞食用后,在雞這一環(huán)節(jié)散失了一部分能量,導(dǎo)致人獲得的能量減少。
試題分析:
從背景材料上分析:該題是用文字描述了某農(nóng)場的種植及養(yǎng)殖相關(guān)情況,并明確提供了生物之間的相互關(guān)系。并且沼氣池的設(shè)計使得農(nóng)場中各種廢棄物的能量能夠得到最為充分的利用,所以應(yīng)該可以把該農(nóng)場看成是一個生態(tài)型農(nóng)場。
從命題的角度分析:第(1)小題是考查了生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)即食物網(wǎng)的繪制;第(2)小題則考查了生態(tài)系統(tǒng)中生物之間的種間關(guān)系;第(3)小題考查了流入生態(tài)系統(tǒng)的能量及物質(zhì)循環(huán)的問題;第(4)小題則考查了能量流動流動的特點。
關(guān)鍵詞:農(nóng)林生產(chǎn) 循環(huán)經(jīng)濟(jì) 策略
一、發(fā)展農(nóng)林循環(huán)經(jīng)濟(jì)構(gòu)建的基本原理
再生利用以及物質(zhì)循環(huán)是農(nóng)林循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展原理,同時也是生態(tài)學(xué)的基本原理。植物從自然生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境中獲得無機物,利用自身的光合作用合成有機物,給其自身以及其他的生物提供了生存的食物,它們是整個生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者。由于動物等異養(yǎng)生物不能進(jìn)行光合作用,因此其只能夠直接、間接的以植物為食,從而構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)中的消費者群體。而生態(tài)系統(tǒng)中大量的微生物、細(xì)菌、真菌等構(gòu)成了分解者,它們將各種有機物,包括枯枝落葉、動物尸體、排泄物等進(jìn)行分解,形成小分子的無機物,然后再為生產(chǎn)者提供養(yǎng)料。
正是基于這個物質(zhì)循環(huán)鏈,自然生態(tài)系統(tǒng)形成了一個相對完整的物質(zhì)循環(huán)體系。在整個生態(tài)系統(tǒng)中,它能夠完成包括“生產(chǎn)―消費―分解―再生產(chǎn)”等在內(nèi)的所有物質(zhì)循環(huán)功能,同時伴隨著信息、能量的流動。在千百萬年的進(jìn)化過程中,生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)形成了自我調(diào)節(jié)與控制的功能,能夠通過自我調(diào)節(jié)實現(xiàn)整個地球生物圈的良好發(fā)展。而循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展就是好要求人類基于生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)理論,對地球資源加以利用的同時,保證地球生態(tài)系統(tǒng)生生不息、持續(xù)有序的發(fā)展。
二、當(dāng)前農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)中存在的問題
隨著人類文明的高度發(fā)展,人類生存逐漸實現(xiàn)了規(guī)模化生產(chǎn)、城鄉(xiāng)分工和市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展。這使得產(chǎn)品、資源等能夠在更加廣闊的空間范圍內(nèi)流動,而人畜的排泄物、尸體等養(yǎng)分難以再完全返回到土壤中。這直接使得人類生存系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)生存系統(tǒng)之間存在的物質(zhì)與能量聯(lián)系被截斷,整個物質(zhì)與能量循環(huán)遭到破壞,造成了人類社會―經(jīng)濟(jì)―自然的復(fù)合生態(tài)環(huán)境發(fā)生破壞,整體功能出現(xiàn)衰退。
而林業(yè)發(fā)展過程中同樣遇到了和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相類似的情況,濫砍濫伐的現(xiàn)象導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)中大量的能量以木材的形式輸出,而又不能得到及時的補充,造成了林地荒蕪、土壤貧瘠、植被衰退等問題,這些問題在熱帶雨林中的體現(xiàn)尤為突出。在我國,由于人口壓力大,為了彌補土地養(yǎng)料缺失的問題,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中大量使用化肥,造成了土地板結(jié)、肥力下降的問題,使得分解者不能在土壤中生存,物質(zhì)和能量循環(huán)被截斷,引發(fā)了一系列的生態(tài)問題。
三、我國發(fā)展農(nóng)林循環(huán)經(jīng)濟(jì)的對策
(一)利用“有機肥回流”實現(xiàn)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,通過秸稈回田的方式能夠很好的補充農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中的肥力下降問題,提高土地的生產(chǎn)能力。這關(guān)系到整個地球復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者、消費者之間物質(zhì)與能量的循環(huán)問題。所以,在農(nóng)業(yè)生存過程中,應(yīng)該將當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及農(nóng)村生活污染物處理方式進(jìn)行改變,例如在城市建設(shè)過程中將來自居民區(qū)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域的廢水分開處理,對于不含有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染物的居民生活廢水中含有的高濃度有機物進(jìn)行加工處理,制成有機肥后回流至農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中。這中垃圾資源化的處理方式,不但有利于減少農(nóng)場居民區(qū)的垃圾量,減輕垃圾處理的壓力,同時為構(gòu)建農(nóng)業(yè)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)與能源循環(huán)奠定了基礎(chǔ),有利于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展。
(二)做好林地的物質(zhì)與能量循環(huán)管理工作
我國的傳統(tǒng)農(nóng)耕、林作方式是一種初級的生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式,但是其對當(dāng)前農(nóng)林循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有積極的指導(dǎo)作用。例如,在園林以及林地的管理過程中,通過有意識的保留枯枝落葉以及修剪之后的碎葉等,任由其覆蓋在林地表層,或者將枝葉腐熟之后當(dāng)有機肥料使用。這實際上屬于將林地物質(zhì)循環(huán)路徑耦合起來,幫助其在現(xiàn)代農(nóng)林生產(chǎn)過程中實現(xiàn)物質(zhì)與能量的循環(huán),保證林木生長過程中能夠獲得足夠的養(yǎng)分。另外,在水體污染控制過程中應(yīng)該將水體的自我凈化容量作為根本依據(jù),對水體污染物的輸入以及水產(chǎn)品的養(yǎng)殖密度等進(jìn)行嚴(yán)格控制,保證水體的生產(chǎn)力處于穩(wěn)定狀態(tài)。同時,要及時的恢復(fù)并保護(hù)生物物種資源,做好水體污染控制應(yīng)以水體自凈化容量為依據(jù),嚴(yán)格控制污染物的輸入和水產(chǎn)種養(yǎng)殖密度,維持水體生產(chǎn)力的穩(wěn)定。對牧草和水產(chǎn)資源的利用必須限制在其最大可持續(xù)產(chǎn)出范圍內(nèi),并及時恢復(fù)和保護(hù)生物資源。
(三)建立資源化的生產(chǎn)體系
傳統(tǒng)的種植模式當(dāng)中,農(nóng)業(yè)生存流程通常只注重單一植物的生產(chǎn)方面,而人類只是對其中四分之一的糧食作物加以利用,而將其中75%的植物秸稈/糠秕等直接浪費。據(jù)統(tǒng)計,我國每年農(nóng)林生產(chǎn)可以生產(chǎn)約6億t農(nóng)作物秸稈,油料秸稈3000萬t,其中具有巨大的生態(tài)發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)開發(fā)潛力。但是,很多地區(qū)對于秸稈的處理都是直接焚燒,導(dǎo)致了資源的嚴(yán)重浪費。因此,在農(nóng)林循環(huán)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)過程中,可以采用所謂的“過腹回田”方法,將秸稈作為動物飼料對動物進(jìn)行喂養(yǎng),之后將其糞便進(jìn)行回田。隨著農(nóng)業(yè)廢棄物處理技術(shù)的不斷發(fā)展,還可以對其中的纖維成分進(jìn)行處理,例如從水稻或者小麥的秸稈中獲得生物纖維,用來替代木材以及其他纖維材料進(jìn)行加工,有效提高了其利用價值。
四、結(jié)語
除了上述生態(tài)農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展策略之外,在農(nóng)業(yè)生存過程中還應(yīng)該注重對外來物種的控制,杜絕外來物種對本地生態(tài)系統(tǒng)的破壞。
參考文獻(xiàn):
[1]吳亮宇,楊江帆,陳凌文.以循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式發(fā)展茶葉產(chǎn)業(yè)[J].福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(哲學(xué)社會科學(xué)版)2007,10(1):71-75
一、教學(xué)目標(biāo)
1、簡述生態(tài)工程的概念;
2、簡述生態(tài)工程的基本原理。
3、舉例說出生態(tài)工程建設(shè)的實例。
二、教學(xué)重點難點
教學(xué)重點
1、簡述生態(tài)工程的原理,舉例說出各原理的內(nèi)容;
2、嘗試運用生態(tài)工程原理,分析生態(tài)環(huán)境問題及解決對策。
教學(xué)難點
嘗試運用生態(tài)工程原理,分析生態(tài)環(huán)境問題及解決對策。
三、教學(xué)過程
1、創(chuàng)設(shè)生動情境,激活學(xué)生學(xué)習(xí)動機。
教師:講新課前給同學(xué)展示長江流域的洪水照片資料,隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展,環(huán)境問題也日漸突出。請大家結(jié)合生活實際,簡要分析洪水給人們的生活帶來哪些災(zāi)害。
學(xué)生:房屋倒塌,土地被淹,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損傷問題……
教師:剛才大家發(fā)言很踴躍,體會很真切,這些是環(huán)境破壞的結(jié)果,那除了這些環(huán)境問題,同學(xué)們還能想到哪些環(huán)境問題呢?
學(xué)生:霧霾、地震、酸雨、冰雪融化……
教師:環(huán)境問題很嚴(yán)峻而且有是全球性的,可見,愛護(hù)環(huán)境,人人有責(zé),那么,如何保護(hù)環(huán)境呢?
2、引入生態(tài)工程的概念
師:1989年聯(lián)合國會議提出了“可持續(xù)發(fā)展”的內(nèi)涵:經(jīng)濟(jì)發(fā)展不僅要滿足當(dāng)代人的需求,還要不危害后代人的發(fā)展能力。旨在解決環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)問題的一門新學(xué)科——生態(tài)工程應(yīng)運而生。請同學(xué)們閱讀課本p105右下角的一段文字,思考“生態(tài)工程的操作對象?生態(tài)工程的目的?原理?特點?”同學(xué)們以小組為單位,進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和討論
學(xué)生:生態(tài)工程的概念:人類應(yīng)用生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科的基本原理和方法,通系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)控和技術(shù)組裝,對已被破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)、重建,對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行改善,并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力,從而達(dá)到自然環(huán)境與經(jīng)濟(jì)和諧發(fā)展的目的。
教師:為什么我們要進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)呢?通過下面一個例子我們來了解一下生態(tài)工程相比傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)模式有哪些優(yōu)點。分析這兩幅圖的不同點,哪個生態(tài)系統(tǒng)的能量能夠更多地被人類所利用?
為什么?
學(xué)生:圖b比圖a多了生產(chǎn)者的成分,能量得到充分利用。
教師:圖b所示生態(tài)系統(tǒng)中流向分解者的能量還有一部分以生活能源的形式被人類再度利用,因此,該生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)了能量的多級、充分利用,提高了能量的利用率。可見,生態(tài)農(nóng)業(yè)使廢物資源化,提高能量轉(zhuǎn)化效率,減少環(huán)境污染。與傳統(tǒng)的工程相比,生態(tài)工程是一類少消耗、多效益、可持續(xù)的工程體系。
3、生態(tài)工程的基本原理
教師:為了達(dá)到少消耗、多效益、可持續(xù)的目的,生態(tài)工程建設(shè)過程中勢需要遵循一定的基本原理
請大家閱讀課本p109頁,思考我們的祖先如何長時間維持土壤肥力,引出物質(zhì)循環(huán)再生原理。
學(xué)生:我們的祖先通過積極種植能夠固氮的豆科植物,以及收集一切可能的有機物質(zhì),包括人畜糞便、枯枝落葉、殘羹剩飯、河泥、炕土、老墻土以及農(nóng)產(chǎn)品加工過程中的廢棄物等,采用堆肥和漚肥等多種方式,把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C肥料,施用到農(nóng)田中,改善了土壤結(jié)構(gòu);培育了土壤微生物;實現(xiàn)了土壤養(yǎng)分加氮、磷、鉀及微量元素的循環(huán)使用。
教師:“無廢棄物農(nóng)業(yè)“是我國古代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的輝煌成就之一,也是生態(tài)工程最早和最生動的一種模式。所以生態(tài)工程建設(shè)過程中要遵循的第一個原理是物質(zhì)循環(huán)再生原理
教師:我們學(xué)了物質(zhì)循環(huán)再生的原理,你知道物質(zhì)循環(huán)的主渠道是什么嗎?如果食物鏈過于單一,很可能會使渠道不暢。請大家看p110的資料4,思考下面的問題。為什么樟子松林的松毛蟲會肆虐,幾十億株楊樹會毀于一旦?而珊瑚礁區(qū)卻能夠在養(yǎng)分稀少的深海中,保持著很高的生物多樣性?
師生共同總結(jié):物種越豐富,生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力越強,生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性越強。因此,我們生態(tài)工程建設(shè)的第二個原理——物種多樣性原理。
教師:同學(xué)們說得很對,我們在進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時應(yīng)該遵循物種多樣性原理,但是如何選擇物種,是不是隨意的增加新物種呢?這時候我們還需要考慮生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡。另外,我們能不能為了保護(hù)環(huán)境,而不顧及農(nóng)民的收入呢?那我們?nèi)绾魏侠淼卦O(shè)計生態(tài)系統(tǒng)才能全面解決這些問題呢?展示圖片資料,請同學(xué)們小組合作分析:西北地區(qū)
“灰色長城”例子以及如果在西北地區(qū)發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè),你認(rèn)為應(yīng)該注意什么問題?
學(xué)生:兩個例子說明生態(tài)工程建設(shè)過程中要因地制宜,考慮環(huán)境的承載力。
教師:也就是說生態(tài)工程建設(shè)過程中要遵循生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡原理。其實,進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時,不但要考慮到自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律,更重要的是,要考慮到經(jīng)濟(jì)和社會等系統(tǒng)的影響力。另外,社會習(xí)慣、法律制度等也都對生態(tài)工程建設(shè)有著重要影響。請同學(xué)們閱讀課本P112的一段文字,加深理解生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的關(guān)系,只有把生態(tài)與經(jīng)濟(jì)結(jié)合起來,才能從根本上達(dá)到造林與護(hù)林的目的。可見,自然-社會-經(jīng)濟(jì)是一個復(fù)合系統(tǒng),所以生態(tài)工程建設(shè)過程中還要遵循整體性原理,只有應(yīng)用整體性原理,才能統(tǒng)一協(xié)調(diào)當(dāng)前與長遠(yuǎn)、局部與整體、開發(fā)與環(huán)境建設(shè)之間的關(guān)系,保障生態(tài)系統(tǒng)平衡和穩(wěn)定。同學(xué)們閱讀課本P112最后兩段話,思考生態(tài)工程建設(shè)過程中還需要遵循什么原理,以計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖為例,還能舉出別的例子嗎?小組討論。
學(xué)生:系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定功能原理,通過改善和優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),從而達(dá)到功能改善的效果,我國南方的桑基魚塘也運用了這個原理,達(dá)到了高效的利用資源的目的。
教師:生態(tài)工程建設(shè)過程中在遵循系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理時還要考慮系統(tǒng)整體性原理,比如珊瑚礁形成的高效營養(yǎng)體系,得益于系統(tǒng)各組分之間要有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系,只有這樣才能順利完成能量、物質(zhì)、信息等的轉(zhuǎn)換和流通,并且實現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果,即“1+1>2”。同學(xué)們還能舉出系統(tǒng)整體功能大于部分之和的例子嗎?
學(xué)生:豆科作物和固氮菌的共生,固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養(yǎng),當(dāng)把它們分開時,兩者的生長都要受到損害。
教師:所以為了維護(hù)環(huán)境,生態(tài)工程建設(shè)過程中要遵循以上五大原理。
4、小結(jié):1.生態(tài)工程的概念?
2.生態(tài)工程的優(yōu)點?
3.生態(tài)工程遵循的原理
1).物質(zhì)循環(huán)再生原理
2).生物多樣性原理
3)整體性原理
4)生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡原理
5)系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理
①?系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定功能原理
②系統(tǒng)整體性原理
5、板書設(shè)計
1.生態(tài)工程的概念
2.生態(tài)工程的優(yōu)點
3.生態(tài)工程遵循的原理