1、第五章 生态工程 52 生态工程的实例 和发展前景 1举例说出生态工程的实例，说出这些实例所运用的生态工程原理。2评述生态工程发展前景，说出生态工程的局限性，举例说出我国生态工程的特点。3尝试设计简单的生态工程。一、生态工程的实例1农村综合发展型生态工程(1)问题：，产出不足。(2)对策：建立农村生态工程，实现物质的_。(3)案例：北京郊区窦店村以为中心的物质多级循环利用工程。资源有限人多地少综合发展型多级循环利用沼气工程2小流域综合治理生态工程(1)问题：河流各级支流的集水区域，严重。(3)案例：我国甘肃陇南地区“九子登科”的治理模式。水土流失(2)对策 应用原理原理原理原理措施保土蓄水耕作
2、措施林草措施生物措施整体协调与平衡工程学3大区域生态系统恢复工程(1)问题：土地严重。(2)对策：森林或草原的、。(3)案例：“三北”防护林生态工程。4湿地生态恢复工程(1)问题：人们对湿地进行和，已经破坏了地球上的湿地资源。荒漠化植被恢复水土保持排水围垦80%(2)对策采用和措施相结合的方法，使受干扰的湿地恢复。在湿地周围建立，以减少人类的干扰，依靠_等机制恢复。(3)案例：鄱阳湖的生态恢复工程。工程生物缓冲带自然演替5矿区废弃地的生态恢复工程(1)问题：矿藏开采后造成、和乃至整个地区的破坏。(2)对策：人工、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复。(3)案例：我国赤峰市元宝山矿区生态恢
3、复工程。土体土壤植被生态系统制造表土6城市环境生态工程(1)问题：污染、污染、污染等。(2)对策：用的方法对城市环境进行综合治理。(3)案例：张家港、大连、厦门等环境保护模范城市。垃圾大气噪声生态工程1有了生态工程建设，人们是不是就可以“先污染、破坏，后治理”？提示：不是。在肯定生态工程的作用，特别是对恢复和重建受损生态环境的重要作用的同时，不要忘记大自然固有的强大的生态恢复力量，更不能误认为只要有了生态工程，就可以走发达国家“先污染、破坏，后治理”的老路。二、生态工程发展的前景1“生物圈2号”生态工程的实验及启示(1)设计目的制造人工模拟的系统，以验证人类在离开地球的情况下，利用，仅仅依靠太
4、阳能，能否维持生存。(2)失败的原因_失调；空气中的含量猛增；量减少，不足以维持人及动物的生存。生命支持人工生态工程CO2O2温度(3)给人类的启示 认 识 到 人 类 与 自 然 和 谐 共 处 的 重 要 性，深 化 了 对_的认识；人类仍然没有能力完全模拟出。自然规律自然生态系统2对我国生态工程发展前景的分析与展望(1)生态工程特点：重视对的保护，注重与、社会效益的结合。(2)存在问题难以设计出的生态工程样板。设计缺乏，生态系统的调控缺乏及时准确的_支持，缺乏理论性指导。生态环境经济标准化、易操作高科技含量监测技术2我国生态有什么危机？提示：我国生态危机：不是单纯的环境污染问题，而是与人
5、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”。一、生态工程的实例分析实例原理对策注意问题农村综合发展型生态工程物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理建立农村综合发展型生态工程核心：沼气工程优点：农林牧副渔全面发展，开发可更新资源，减少环境污染小流域综合治理生态工程整体原理、协调与平衡原理以及工程学等原理运用多种原理，应用多种措施综合治理“综合”表现在同时考虑生态效益和经济效益不同气候、不同自然条件和不同经济发展水平的地区，生态工程模式应各具特色大区域生态系统恢复工程协调与平衡原理、整体性原理、物种多样性原理退耕还林还草、植树造林等“三北防护林”建设中应注意的问题：考虑树种
6、生态适应性；考虑树种多样性实例原理对策注意问题湿地生态恢复工程协调与平衡原理、整体性原理控制污染、退田还湖主要措施：退耕还湖主要困难：解决迁出湖区居民的生活和就业问题矿区废弃地的生态恢复工程系统学和工程学原理修复土地、恢复植被改良表土种植耐旱的灌木、草和树合理确定载畜量城市环境生态工程协调与平衡原理、整体性原理等城市绿化、污水净化、废弃物处理、合理布局等防止大气污染：禁止使用含铅汽油防止水污染：进行污水净化，减少或禁止污水排放【特别提醒】庭院生态系统是农村家庭中常见的农业生态工程，庭院生态系统中建立了蔬菜鸡、猪沼气的小循环，从能量利用的角度看，促进了能量的多级利用。庭院生态系统中人类活动所需要
7、能源的主要来源是太阳能和沼气。这些能源与燃煤、薪柴相比，最大的优点是减少燃煤产生的污染，减少对森林的砍伐，从而有利于保护环境。珠江三角洲的农民充分利用自然条件，建立了该地特有的农业生态系统的良性循环模式：桑基鱼塘和蔗基鱼塘。如图为桑基鱼塘和蔗基鱼塘模式图，请据图回答下列问题：(1)该人工生态系统最基本的生物成分是_。(2)建立这一生态系统的目的是使生产者固定的能量_。(3)蚕粪、蔗叶进入鱼塘后经过_的作用，形成了能被植物利用的_。(4)概括地说，该生态系统功能的维持，取决于它的_。(5)该系统能体现系统学和工程学原理吗？请简要说明。_。解析：一个生态系统的最基本的生物成分是生产者和分解者，二者
8、可以使物质循环顺利进行。生态系统的功能主要是能量流动和物质循环，故生态系统功能的维持取决于它的生产者、消费者和分解者之间的物质循环和能量流动在较长的时间内保持动态平衡。“桑基鱼塘、蔗基鱼塘模式”中，一方面将很多单个生产系统优化组合在一起(系统的结构决定功能原理)，另一方面系统的各组分也有适当的比例关系(系统整体性原理)，故能体现系统学和工程学原理。答案：(1)生产者、分解者(2)流向对人类最有益的部分(3)分解者 无机物(4)生产者、消费者和分解者之间的物质循环和能量流动在较长的时间内保持动态平衡(5)能；系统中的各组分及其相互关系是经过精心设计的，是一种优化结构，各部分的功能得到充分发挥，使
9、能量、物质、信息的转换和流通达到了总体大于各部分之和的效果【名师点睛】(1)生态工程产生的时代背景：当前人类面临着全球环境变化和经济全球化问题，人们基本达成走可持续发展道路的共识。(2)生态工程的理论基础和技术保障：生态学与工程学的结合，为可持续发展提供了理论基础和技术保障。1下列生态工程模式与典型实例或措施对应错误的是()A农村综合发展型生态工程北京郊区窦店村物质多级循环利用工程B小流域综合治理生态工程甘肃陇南地区的“九子登科”治理模式C大区域生态系统恢复工程“生物圈2号”生态工程D湿地生态恢复工程平堤行洪、退田还湖、移民建镇解析：大区域生态系统恢复工程的措施是实施一系列森林或草原植被恢复的
10、生态工程、水土保持的生态工程等，典型实例是退耕还林还草生态工程、“三北”防护林生态工程等。答案：C二、生态工程建设技术设计1技术设计及方法(1)技术设计：技术设计是整个生态工程建设的核心环节。即通过改变食物链(网)的方法，提高系统本身的迁移、转化、再生物质和利用能量的能力，充分利用原料、产品、副产品以及时间和营养生态位，提高整体的综合效益。(2)生态系统技术设计的常用方法：食物链(网)的“相接”。即连接平行的原本不相连接的种类，形成互利共生网络，提高效率，促进物质的良性循环。食物链(网)的“加环”。即在食物链(网)中增加一些环节，以充分利用原先尚未利用的那部分物质和能量，促使物质循环和能量流动
11、的路径畅通，发挥生产潜力，提高生态效益、经济效益和社会效益。2中国和西方国家生态工程建设的区别中国西方国家目标和理想“整体、协调、再生、循环”、“天人合一”治理环境污染背景条件人多地少，人均资源占有量少经济发展水平高，人均土地、水资源占有量多建设重点生态环境与经济、社会效益相结合集中于对破坏的生态系统进行生态恢复缺点缺乏定量化模型指导，难以设计出标准化、易操作的生态工程样板应用范围小，不重视经济效益3.生态农业常见类型(1)桑基鱼塘模式人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收，如图所示。(2)沼气农田立体养殖模式通过控制温室内的温度、
12、光照、气体和水肥等因素，缩短生产周期，大幅度提高粮食、蔬菜和水果的产量和质量。下列关于生态工程建设叙述正确的是A窦店村综合发展型生态工程是一个样板，各地可以照搬B在进行生态工程建设时，应根据实际，因地制宜C不同的生态工程体现的原理完全相同D生态工程建设目的只在于恢复生态解析：在进行生态工程建设时，要应用生态工程建设的原理，根据不同地区的实际，充分发挥当地资源的生产潜力，因地制宜建立适宜的生态工程，而不能盲目照搬；我国生态工程建设不同于其他国家，其目的是要达到经济效益、社会效益和生态效益的同步发展，而不是仅仅在于恢复生态。答案：B【名师点睛】中国和西方国家生态工程建设的差异(1)西方国家的生态工
13、程除了治理环境污染的目标之外，主要是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进行生态恢复。(2)我国生态工程特点：不但重视对生态环境的保护，更注重与经济、社会效益的结合，遵循整体、协调、再生、循环的基本原理，建立适合中国农业和农村特点的生态工程。2下列关于我国生态工程与西方国家生态工程的比较，正确的是()西方国家的生态工程以治理环境污染和恢复破坏的生态系统为主要目标，我国的生态工程则以经济和社会效益为主要目标西方国家的生态工程应用范围比我国小我国的生态工程难以像西方那样设计出标准化、易操作的生态工程样板A B C D解析：发达国家与我国的生态工程建设强调的重点有所不同
14、。西方国家的生态工程除了治理环境污染的目标外，主要是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进行生态恢复；我国的生态工程走有中国特色的道路，不但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。总体来看，发达国家的生态工程的应用范围比我国小，也不那么强调经济效益。不过，目前我国的生态工程还有一些不足之处，如缺乏定量化模型指导，难以设计出标准化、易操作的样板等。答案：D一、讨论1在这一案例中，主要运用了哪些生态工程的基本原理？(教材P117)提示：物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理等。2这一生态系统的结构和功能有哪些特点？有哪些值得借鉴的做法？(教材P1
15、17)提示：这个案例以沼气工程为核心，农林牧副渔各业全面发展，增加了劳动力就业机会，促进了社会经济发展；同时又降低了环境污染，促进了农村的可持续发展。3小流域的综合治理，“综合”表现在哪些方面？(教材P118)提示：“综合”表现在它一改以前的单纯造林和蓄水、减沙等工程模式，同时考虑到了生态效益和经济效益：不但注重通过还林、还草、筑坝等措施达到蓄水、降低土壤侵蚀的生态效果，还考虑到了如何提高人们的生活水平。4为什么要针对不同的地形采取不同的措施？这体现了生态工程的什么原理？(教材P118)提示：山顶土壤条件、气候条件恶劣，不宜蓄水，交通不便，改造成本高，适宜封山，依靠自然恢复力来恢复植被；山腰、
16、荒地等土壤，虽然水分条件较好，但是仍不适宜种植农作物，对于这样的地方可以自然恢复，也可以人为种植适宜的林木、草或果树等，加快植被恢复速度，这样既能降低土壤侵蚀，又能创造一定的经济效益；对沟底而言，应建设堤坝系统，它可以蓄水和淤积土地，还能够减少山体的崩塌和滑坡，保证人民的生命财产安全；对坡地和山脚农田来说，土壤、水分条件良好，交通也较方便，土地生产力高，适宜种植农作物来解决人们的粮食和收入等问题，但是在坡地上要水平梯田种植，以减少水土流失。根据不同的地形采取不同的措施，既要考虑到生态效益，又要考虑到人们的生活和收入问题，这体现了生态工程协调与平衡、因地制宜的原理和思想。5从这一案例看，当地是怎
17、么做到经济效益和生态效益相统一的？这一模式在其他小流域能够照搬吗？(教材P118)提示：上题分析中已解答了经济效益与生态效益的统一问题。这种模式在其他小流域不能照搬，还是要因地制宜地进行生态工程建设，不同气候带、不同自然条件和不同经济发展水平的地区，其生态工程的模式应各具特色。6国家为什么投入巨大的人力和物力兴建三北防护林工程？这一工程为什么需要如此漫长的时间？(教材P120)提示：三北防护林横跨中国13个省551个县，对我国具有重要的意义：生态环境的质量关系到这一地区人民的生产和生活问题，对维护社会稳定具有重要意义；更重要的是，这一地区的生态环境关系到下游地区人民的生产、生活和经济发展，如黄
18、河上游的水土流失容易导致下游地区的洪水泛滥，而危害巨大的沙尘暴的发生也与这一地区的土地沙漠化关系密切；同时这里自然矿产资源丰富，对我国的经济发展和国家安全具有重要战略意义。这一地区区域广阔，气候、自然条件复杂，总体经济发展水平较低等情况也决定了这个工程需要较长的时间，非一朝一夕之功。7这一工程横跨多个省区，根据协调与平衡原理和生物多样性原理，不同地区在造林设计上应当注意什么问题？(教材P120)提示：这一工程横跨中国13个省551个县。不同地区在造林设计上应当注意的问题是：首先应考虑树种的生态适应性问题，种植适宜品种，宜林则林，宜灌则灌，宜草则草；其次要考虑树种的多样性，保证防护林体系的稳定性
19、；不同地区应根据当地情况采取不同的策略，如条件恶劣的地区应该结合自然恢复力，而农区的防护林中农田防护林网可能占较大比重。8当初人们为什么要围湖造田？(教材P121)提示：主要原因：我国历来人多地少，在“以粮为纲”的年代，围湖造田，种植农作物，以生产更多的粮食；片面强调经济发展，没有认识到湖泊的巨大生态调节功能也是重要原因。9为什么说退耕还湖是一项巨大的系统工程？实施这一工程面临的主要困难是什么？(教材P121)提示：退耕还湖不仅包括退耕地为湖区，还包括退耕后湖区上游以及湖区周围的生态环境保护工作；更重要的是原耕地上居民的迁移，要解决迁出居民的生活和就业等问题，这是退耕还湖工程的主要困难。10地
20、处湖区上游的人们对湿地恢复生态工程有什么责任？(教材P121)提示：保护环境，减少水土流失和水污染。例如，减少工厂、生活污水往水体中的排放，农田中减少化肥和农药的施用量等。11在这一案例中，恢复植被的措施是植树和种草，为什么不是种植农作物？(教材P122)提示：矿区土壤条件恶劣，不适宜农作物的生长，因此代之以适应性强、耐旱的灌木、草和树。12怎样合理地筹划养殖肉牛的数量？(教材P122)提示：首先要考虑到牧草的产量，以草定畜；从外地调运饲料要考虑饲养成本；更重要的是要考虑到土地对粪肥的承载力，以及对粪肥的加工或利用情况，要保持在承载力范围以内，以免养殖规模过大，粪肥数量巨大而造成新的污染。13
21、除煤矿外，你知道还有哪些矿区吗？这些矿区的恢复工程与煤矿是否有不同之处？(教材P122)提示：除煤矿外，还有金矿、铁矿等。这些生态恢复工程最重要的是改良表土，恢复植被，但要因地制宜。14汽车尾气是城市大气污染的主要来源之一，汽车噪声又是城市噪声污染的主要来源。你认为应当限制城市居民购买汽车吗？为什么？如果不限制，应当采取什么措施来减少由汽车造成的污染？(教材P124)提示：答案开放，可适当限制城市居民购买汽车如北京市现行的购车摇号政策或不必限制城市居民购买汽车。减少污染的措施：制定法律法规，禁止市区内鸣笛，禁止使用含铅汽油，鼓励使用电力、天然气等无污染能源的新型汽车。15城市的水污染问题应当采
22、取哪些措施来解决？每一个城市居民应当在这方面承担什么责任和义务？(教材P124)提示：减少或禁止工厂的污水排放；进行污水净化回收利用；实行雨水和污水分流。每一个城市居民都应该树立节水意识、宣传节水的意义，家庭生活中应该使用无磷洗衣粉和洗涤剂，制止或减少生活中的水污染行为。二、旁栏思考 发达国家与我国的生态工程建设强调的重点有所不同，为什么？(教材P126)提示：发达国家经济发展水平较高，人均土地、水等资源占有量较多，所以这些国家的生态工程往往注重生态恢复，而较少注重经济效益。而我国人口较多，人均土地、水资源和能源占有量少，所以在进行生态工程时，一定要注重生态效益，社会效益和经济效益的统一。点击进入WORD链接谢谢观看！