生態(tài)工程的實例和發(fā)展前景

復(fù)習(xí)：生態(tài)工程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，達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。特點:少消耗，多效益，可持續(xù)發(fā)展1、物質(zhì)循環(huán)再生原理2、物種多樣性原理3、協(xié)調(diào)與平衡原理4、整體性原理5、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理系統(tǒng)整體性原理基本原理一.生態(tài)工程的實例二.生態(tài)工程發(fā)展的前景農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程小流域綜合治理生態(tài)工程大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程濕地生態(tài)恢復(fù)工程礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程城市環(huán)境生態(tài)工程一、生態(tài)工程的實例背景資料在我國13億人口中，有9億多人口生活在農(nóng)村，1、農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程資源有限，人多地少，產(chǎn)出不足建立農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程，實現(xiàn)物質(zhì)的多級循環(huán)利用，提高能量利用率。北京竇店村以沼氣工程為中心的物質(zhì)多級循環(huán)利用工程問題:對策:案例:思考與討論2.這一生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能有哪些特點？有哪些值得借鑒的做法？1.在這一案例中，主要運用了哪些生態(tài)工程的基本原理？

物質(zhì)循環(huán)再生原理、整體性原理、物種多樣性原理等。

這個案例以沼氣工程為核心，農(nóng)林牧副漁各業(yè)全面發(fā)展，增加了勞動力就業(yè)機會，促進了經(jīng)濟發(fā)展；同時又降低了環(huán)境污染，促進了農(nóng)村的可持續(xù)發(fā)展。2、小流域綜合治理生態(tài)工程水土流失比較嚴重，給下游地區(qū)帶來嚴重的水患，流失的土壤中含有大量的氮、磷鉀的植物所需的養(yǎng)分。進行綜合治理

甘肅隴南縣“九子登科”模式問題:對策:案例:我國黃河攜帶的大量泥沙，是許許多多的小流域的水土流失積累在一起所致。

“九子登科”模式山頂戴帽子：山頭實行封禁管理、營造水土保持林，保護和恢復(fù)植被；山腰系帶子：半山陡坡退耕還林還草，發(fā)揮林草攔蓄作用，減少徑流；坡地修臺子：坡耕地以坡改梯田為突破口，建設(shè)基本農(nóng)田，為調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)提供條件；地埂鎖邊子：充分利用地埂種植經(jīng)濟作物，既獲得經(jīng)濟效益，又保護地??；荒地荒溝栽苗子：在荒山、荒溝、荒坡地建設(shè)薪炭林；山腳種果子：山腳發(fā)展經(jīng)濟林果園，促進商品經(jīng)濟發(fā)展；溝底穿靴子：在干、支、毛溝溝底修建谷坊、攔擋壩，建設(shè)溝壩地，攔蓄泥沙，防止溝壑被水沖蝕而導(dǎo)致其不斷擴張；“九子登科”模式見縫插針釘扣子：利用田間地頭、房前屋后栽植林果，發(fā)揮零星作用，提高治理程度；秋田蓋罩子：在緩坡耕地改順坡種植為橫坡等高種植、實行地膜覆蓋等保土耕作措施?！熬抛拥强啤蹦Ｊ桨踩?陜西）紙坊溝小流域綜合治理

改變以前的單純造林和蓄水、減沙等工程模式，同時考慮到了生態(tài)效益和經(jīng)濟效益(不但注重通過還林、還草、筑壩等措施達到蓄水、降低土壤侵蝕的生態(tài)效果；還考慮如何提高人們的生活水平)。例如，不但種植農(nóng)作物，還同時種植經(jīng)濟作物來提高人們的收入；考慮到了種植薪柴林解決人們的燃料來源問題。各種措施的結(jié)果是建立一個穩(wěn)定、持久、高效的生態(tài)系統(tǒng)。思考與討論1.小流域的綜合治理，“綜合”表現(xiàn)在哪些方面？

山頂土壤、氣候條件惡劣，不宜蓄水，交通不便，改造成本高，適宜封山，依靠自然恢復(fù)力來恢復(fù)植被；山腰、荒地等土壤，雖然水分條件較好，但是仍不適宜種植農(nóng)作物，對于這樣的地方可自然恢復(fù)，也可人為種植適宜的林木、草或果樹等，加快植被恢復(fù)速度.這樣既能降低土壤侵蝕，又能創(chuàng)造一定的經(jīng)濟效益；對溝底而言，應(yīng)建設(shè)堤壩系統(tǒng)，它可以蓄水和淤積土地，還能夠減少山體的崩塌和滑坡；對坡地和山腳農(nóng)田來說，土壤、水分條件良好，交通也較方便，土地生產(chǎn)力高，適宜種植農(nóng)作物來解決人們的糧食和收入等問題，但是在坡地上要水平梯田種植，以減少水土流失。根據(jù)不同的地形采取不同的措施，既要考慮到生態(tài)效益，又要考慮到人們的生活和收入問題，這體現(xiàn)了生態(tài)工程協(xié)調(diào)與平衡、整體性原理。2.為什么要針對不同的地形采取不同的措施？這體現(xiàn)了生態(tài)工程的什么原理？3.這一模式在其他小流域能夠照搬嗎？

不能照搬.要因地制宜地進行生態(tài)工程建設(shè)，不同氣候帶、不同自然條件和不同經(jīng)濟發(fā)展水平的地區(qū)，其生態(tài)工程的模式應(yīng)各具特色。遵循的原理整體性原理協(xié)調(diào)與平衡原理....過度放牧我國土地荒漠化問題問題3.大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程我國土地荒漠化問題植樹造林、退耕還林、還草

退耕還草和三北防護林建設(shè)（世界生態(tài)工程之最）問題:對策:案例:思考與討論1.國家為什么投入巨大的人力和物力興建三北防護林工程？這一工程為什么需要如此漫長的時間？

(1)生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量關(guān)系到這一地區(qū)人民的生產(chǎn)和生活問題，對維護社會穩(wěn)定具有重要意義；更重要的是，這一地區(qū)的生態(tài)環(huán)境關(guān)系到下游地區(qū)人民的生產(chǎn)、生活和經(jīng)濟發(fā)展，而危害巨大的沙塵暴的發(fā)生也與這一地區(qū)的土地沙漠化關(guān)系密切；同時這里自然礦產(chǎn)資源豐富，對我國的經(jīng)濟發(fā)展和國家安全具有重要戰(zhàn)略意義。

(2)這一地區(qū)區(qū)域廣闊，氣候、自然條件復(fù)雜，總體經(jīng)濟發(fā)展水平較低等情況決定的。蟲害泛濫遵循的原理物種多樣性原理協(xié)調(diào)與平衡原理整體性原理4.濕地生態(tài)恢復(fù)工程（1）什么是濕地？

目前國際上公認的濕地定義是《濕地公約》作出的，即濕地是指天然或人工、長久或暫時性的沼澤地、泥炭地或水域地帶;靜止或流動、淡水、半咸水、咸水體，包括低潮時水深不超過6米的水域。

濕地包括多種類型，珊瑚礁、灘涂、紅樹林、湖泊、河流、河口、沼澤、水庫、池塘、水稻田等都屬于濕地。它們共同的特點是其表面常年或經(jīng)常覆蓋著水或充滿了水，是介于陸地和水體之間的過渡帶。珊瑚礁灘涂紅樹林紅樹沼澤.濕地生態(tài)系統(tǒng)..生物多樣性.

濕地被譽為地球的“腎臟”，具有蓄洪防旱，調(diào)節(jié)區(qū)域氣候，防止土壤侵蝕，自然凈化污水，為遷飛的鳥類和多種動植物提供棲息地，為人們提供休閑娛樂的環(huán)境等功能。（2）濕地的功能：4.濕地生態(tài)恢復(fù)工程問題：濕地的縮小和

破壞問題

對策：控制污染、

退田還湖案例：江西鄱陽湖

濕地生態(tài)恢

復(fù)工程江西省永修縣吳城鎮(zhèn)鄱陽湖濕地秋景

思考與討論1.當初人們?yōu)槭裁匆獓焯?？①解決糧食短缺問題；②片面強調(diào)經(jīng)濟發(fā)展，沒有認識到湖泊的巨大生態(tài)調(diào)節(jié)功能。

2.為什么說“退耕還湖”是一項巨大的系統(tǒng)工程？實施這一工程面臨的主要困難是什么？①因為退耕還湖不僅包括退耕地為湖區(qū)，還包括退耕后湖區(qū)上游以及湖區(qū)周圍的生態(tài)環(huán)境保護工作；②退耕還湖工程的主要困難是原耕地上居民的遷移后要解決遷出居民的生活和就業(yè)等問題。

保護環(huán)境，減少水土流失和水污染。例如,減少工廠、生活污水往水體中的排放，農(nóng)田中減少化肥和農(nóng)藥的施用量等。協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理

4.濕地恢復(fù)生態(tài)工程遵循什么原理？

3.地處湖區(qū)上游的人們對濕地恢復(fù)生態(tài)工程負有什么責(zé)任？5.礦區(qū)廢棄地的生態(tài)工程問題：礦區(qū)生態(tài)

環(huán)境的破

壞問題

對策：修復(fù)土地、

恢復(fù)植被等案例：赤峰市元寶

山礦區(qū)生態(tài)

恢復(fù)工程甘肅皋蘭淘金后滿山的礦洞觸目驚心

福建紫金山礦業(yè)

礦區(qū)土壤條件惡劣，不適宜農(nóng)作物的生長，應(yīng)種植適應(yīng)性強，耐旱的灌木、草和樹。思考與討論1.在這一案例中，恢復(fù)植被的措施是植樹和種草，為什么不是種植農(nóng)作物？2.怎樣合理地籌劃養(yǎng)殖肉牛的數(shù)量？

①考慮牧草的產(chǎn)量，以草定畜；②從外地調(diào)運飼料要考慮飼養(yǎng)成本；③考慮到土地對糞肥的承載力,以及對糞肥的加工或利用情況，要保持在承載力范圍以內(nèi)，以免養(yǎng)殖規(guī)模過大，糞肥數(shù)量巨大而造成新的污染。還有金礦、鐵礦、銅礦等。這些生態(tài)恢復(fù)工程最重要的是改良表土，恢復(fù)植被，但要因地制宜。

3.除煤礦外，你知道還有哪些礦區(qū)嗎？這些礦區(qū)的恢復(fù)工程與煤礦是否有不同之處？

4.礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程遵循的生態(tài)工程的什么原理？

系統(tǒng)學(xué)與工程學(xué)原理大

于60分

貝

屬

于

噪

音6.城市環(huán)境生態(tài)工程問題：城市生態(tài)系統(tǒng)

面臨的垃圾、

大氣、噪音等

污染問題

對策與案例：

城市綠化污水凈化和廢棄物處理等綜合治理廢棄物填埋示意圖

減少污染的措施：制定法律法規(guī)，禁止市區(qū)內(nèi)鳴笛，禁止使用含鉛汽油，鼓勵使用電力、天然氣等無污染能源的新型汽車，以及對其的研究和應(yīng)用等。思考與討論

1.汽車尾氣是城市大氣污染的主要來源之一，汽車噪聲又是城市噪聲污染的主要來源。你認為應(yīng)當限制城市居民購買汽車嗎？為什么？如果不限制，應(yīng)當采取什么措施來減少由汽車造成的污染？①減少或禁止工廠的污水排放；進行污水凈化回收利用；實行雨水和污水分流。②每一個城市居民都應(yīng)該樹立節(jié)水意識、宣傳節(jié)水的意義，家庭生活中應(yīng)該使用無磷洗衣粉和洗滌劑，制止或減少生活中的水污染行為。2.城市的水污染問題應(yīng)當采取哪些措施來解決？每一個城市居民應(yīng)當在這方面承擔什么責(zé)任和義務(wù)？3.城市環(huán)境生態(tài)工程遵循什么原理？協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理1.“生物圈2號”的實驗及啟示問題提出:二、生態(tài)工程的發(fā)展的前景

生物圈2號”于1986年11月破土動工。1991年9月，第一批8名實驗者進入其中并開始實驗。1993年2月，向“生物圈2號”輸氧，人員撤出。1994年2月第二批7名實驗者進入其中，幾個月后撤出，實驗失敗。（1）實驗?zāi)康模褐圃煲粋€人工模擬的生命支持系統(tǒng)，以驗證人類在離開地球的情況下，利用人工生態(tài)系統(tǒng)，僅依靠太陽能，能否維持生存。（2）實驗場所：（3）實驗特點：①物質(zhì)上：與外界隔絕；②信息上：可以通過電力傳輸、電信和計算機同外界相連；③能量上：只允許太陽能通過玻璃射入。（4）實驗結(jié)果：（5）實驗失敗原因：大氣成分的變化，內(nèi)部氣候沒調(diào)節(jié)好。（6）實驗啟示：在現(xiàn)有技術(shù)條件下人類沒有能力去完全模擬出自然生態(tài)系統(tǒng)2.我國生態(tài)工程發(fā)展前景的分析與展望（1）我國目前的生態(tài)危機：？（2）我國生態(tài)工程的分析：？（3）我國生態(tài)工程存在的問題：？（3）我國生態(tài)工程的前景：？

發(fā)達國家經(jīng)濟發(fā)展水平較高，人均土地、水等資源占有量較多，往往注重生態(tài)恢復(fù)，而較少注重經(jīng)濟效益。我國人口較多，人均土地、水資源和能源占有量少，在進行生態(tài)工程時，一定要注重生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟效益的統(tǒng)一。發(fā)達國家與我國的生態(tài)工程建設(shè)強調(diào)的重點有所不同，為什么？（P126)思考題

①生態(tài)工程的恢復(fù)作用是有限的，不能認為只要有了生態(tài)工程，就可以先污染，后治理。人類迄今尚沒有能力完全模擬出自然的生態(tài)系統(tǒng)。自然生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展到今天已經(jīng)過幾十億年的進化，每平方公里每年的無形服務(wù)價值高達6.4萬美元，而為了達到同樣的效果，用人工制造和模擬的辦法，人類至少要花費10億美元還不盡如人意。②自然生態(tài)系統(tǒng)具有相當?shù)淖晕一謴?fù)能力，在生態(tài)工程建設(shè)中應(yīng)該積極利用自然生態(tài)系統(tǒng)的這種能力，以節(jié)省投資。思考與討論

1.分析朝鮮三八線的資料，說明它所蘊涵的意義。2.在我國北方地區(qū)，由于冬天氣溫很低，會導(dǎo)致農(nóng)作物不能生長，家畜生長緩慢，甚至停止，沼氣池不能正常產(chǎn)氣；而農(nóng)民要解決蔬菜的不間斷生產(chǎn)問題。很顯然，大量使用造價昂貴、并用燃料加熱的玻璃溫室是不符合我國國情的。你能用所學(xué)知識，設(shè)計一種生態(tài)工程，來較好地解決上述問題嗎？請在畫出其物質(zhì)和能量結(jié)構(gòu)圖的基礎(chǔ)上，說明你所依據(jù)的生態(tài)工程原理。

教材中“四位一體”的圖所示為近年來出現(xiàn)在我國北方農(nóng)區(qū)的一種生態(tài)工程類型，它較好地解決了習(xí)題中所述問題?！八奈弧敝刚託獬亍⒇i禽舍、廁所及日光溫室四部分，是庭院經(jīng)濟與生態(tài)農(nóng)業(yè)相結(jié)合的一種生產(chǎn)模式。它的運行原理為：日光溫室的增溫效應(yīng)可使蔬菜等作物在冬天也能正常生長；同時也使豬禽免受嚴寒而快速生長；溫室內(nèi)的植物為動物提供氧氣，同時吸收二氧化碳；人、豬、禽的糞尿及蔬菜廢棄物和秸稈等物質(zhì)投入沼氣池產(chǎn)氣，同時溫室的高溫也提高了沼氣在冬天的產(chǎn)氣穩(wěn)定性；沼液和沼渣又是蔬菜的良好肥料，有助于減少蔬菜的病蟲害，提高蔬菜的產(chǎn)量和質(zhì)量。“四位一體”生