生態(tài)工程的基本原理 第五章生態(tài)工程

生態(tài)工程的基本原理第五章生態(tài)工程羅斯福工程

19世紀(jì)中葉，美國(guó)鼓勵(lì)向半干汗的西部大草原移民開(kāi)荒，1860---1890年間，90000㎞2的草原被開(kāi)墾，1934年5月，一場(chǎng)巨大的風(fēng)暴席卷了美國(guó)東部與加拿大西部，風(fēng)暴持續(xù)了3天，約300000000噸土壤被刮走，風(fēng)過(guò)之處水井、溪流干涸，牛羊死亡，冬小麥楊重減產(chǎn)人們背井離鄉(xiāng)，這就是震驚世界的“黑風(fēng)暴事件”.美國(guó)總統(tǒng)羅斯福于1934年宣布實(shí)施“大草原各州林業(yè)工程”，該工程又稱“羅斯福工程”。工程縱貫美國(guó)中部，跨6個(gè)州，南北長(zhǎng)約1851km，東西寬160公里，建設(shè)范圍約1851.5萬(wàn)公頃，規(guī)劃用8年時(shí)間(1935～1942年)造林30萬(wàn)公頃。工程規(guī)模在當(dāng)時(shí)震驚世界，美國(guó)政府投入了大量的人力、物力和財(cái)力，到1942年，共植樹(shù)2.17億株，此后，由于經(jīng)費(fèi)緊張等原因，大規(guī)模造林工程暫時(shí)終止，但仍保持一定的造林速度，到20世紀(jì)80年代，人工營(yíng)造的防護(hù)林帶總長(zhǎng)度16萬(wàn)公里，面積65萬(wàn)公頃。“羅斯福工程”實(shí)施后，黑風(fēng)暴在美國(guó)徹底消失了，這一工程在國(guó)際上產(chǎn)生了巨大影響，從而極大刺激了世界各國(guó)通過(guò)造林來(lái)治理生態(tài)的積極性。三北防護(hù)林工程中國(guó)的三北防護(hù)林工程。為治理中國(guó)三北地區(qū)風(fēng)沙危害、水土流失，木料、燃料、肥料、飼料俱缺，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)低而不穩(wěn)等生態(tài)問(wèn)題，中國(guó)政府于1978年啟動(dòng)三北防護(hù)林工程，工程區(qū)域東西長(zhǎng)4480km，南北寬560～1460km，東起黑龍江賓縣，西至新疆烏孜別里山口。包括陜、甘、青、寧、新、京、津、冀、晉、蒙、遼、吉、黑以及新疆生產(chǎn)兵團(tuán)的13省(自治區(qū)、直轄市)551縣(旗、市、區(qū))，總面積406.9萬(wàn)平方公里，占國(guó)土總面積的42.4%，接近我國(guó)的半壁河山。三北防護(hù)林工程從1978開(kāi)始，2050年結(jié)束，歷時(shí)73年，分三個(gè)階段、八期工程進(jìn)行，規(guī)劃造林3508萬(wàn)公頃。到2050年，三北地區(qū)的森林覆蓋率將由1977年的5.05%提高到14.95%。工程自1978年啟動(dòng)以來(lái)至今已經(jīng)建設(shè)了30年。一、生態(tài)工程理論基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)技術(shù)手段系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)控和技術(shù)組裝操作對(duì)象對(duì)已被破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)、重建；對(duì)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)力最終目的促進(jìn)人類社會(huì)和自然環(huán)境的和諧發(fā)展1、概念遵循自然界物質(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。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)工程的特點(diǎn)2、生態(tài)工程建設(shè)的目的少消耗、多效益、可持續(xù)第一節(jié)生態(tài)工程的基本原理一\關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)1.導(dǎo)致1998年長(zhǎng)江洪水泛濫的主要原因是什么？2.洪災(zāi)的發(fā)生反映出經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式存在什么問(wèn)題？討論:資料分析一：1.導(dǎo)致1998年長(zhǎng)江洪水泛濫的主要原因是什么？根本原因(1)長(zhǎng)江上游亂砍濫伐森林，水源涵養(yǎng)和水土保持功能急劇降低，造成大量泥沙淤積河道；(2)中游圍湖造田、亂占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面積急劇減少。直接原因：1998年度的罕見(jiàn)降雨。但這也與全球溫室氣體排放量增加而導(dǎo)致的溫度升高、氣候異常有關(guān)。2.洪災(zāi)的發(fā)生反映出經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式存在什么問(wèn)題？

傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式不注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，沒(méi)有考慮生態(tài)成本，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以巨大的生態(tài)環(huán)境破壞為代價(jià)。①、生產(chǎn)方式：石油農(nóng)業(yè)②、石油農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢(shì)：高產(chǎn)、高效、省時(shí)、省力；提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，解決糧食需求的矛盾。③、石油農(nóng)業(yè)的弊端：高投入、高成本、高污染1、傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)①、概念：②、生產(chǎn)方式：原料產(chǎn)品原料產(chǎn)品的生產(chǎn)體系，實(shí)現(xiàn)了廢棄物資源化的循環(huán)經(jīng)濟(jì)③、特點(diǎn)：少消耗、多效益、可持續(xù)2、生態(tài)經(jīng)濟(jì)1、物質(zhì)循環(huán)再生原理

三、生態(tài)工程所遵循的基本原理2、物種多樣性原理3、協(xié)調(diào)與平衡的原理4、整體性原理5、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理1、物質(zhì)循環(huán)再生原理

意義：可避免環(huán)境污染及其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和發(fā)展理論基礎(chǔ):物質(zhì)循環(huán)實(shí)例：無(wú)廢棄農(nóng)業(yè)、白色污染、溫室效應(yīng)無(wú)廢棄物農(nóng)業(yè)循環(huán)往復(fù)、分層分級(jí)利用取之不盡、用之不竭2.物種多樣性原理理論基礎(chǔ)：生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性意義：生物多樣性程度高，可提高系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性實(shí)例：人工單純林、珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)、退耕還林、還草單一的樟子松林被松毛蟲害死食物鏈短而單調(diào)，缺少松毛蟲、天牛的天敵。生物多樣性很高的珊瑚礁維持的很好3、協(xié)調(diào)與平衡原理超出環(huán)境承載力＿環(huán)境容納量3.協(xié)調(diào)與平衡原理理論基礎(chǔ)：生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡意義：生物數(shù)量不超過(guò)環(huán)境的承載力，生物要適應(yīng)環(huán)境，可避免系統(tǒng)的失衡和破壞實(shí)例：

過(guò)度放牧、富營(yíng)養(yǎng)化西北地區(qū)年降雨量450nm，只適宜種植灌木和草的地區(qū)，卻被硬性規(guī)定種植屬于喬木的楊樹(shù)，“楊家將”因?yàn)椴贿m應(yīng)長(zhǎng)成了“小老頭”，防護(hù)林變成了殘敗的“灰色長(zhǎng)城”。4、整體性原理理論基礎(chǔ)：社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然復(fù)合系統(tǒng)意義：統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關(guān)系，保障系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定實(shí)例：林業(yè)建設(shè)中自然系統(tǒng)與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的關(guān)系問(wèn)題5、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理（1）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理意義：改善和優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)理論基礎(chǔ)：分布式優(yōu)于集中式和環(huán)式實(shí)例：?；~塘（2）系統(tǒng)整體性原理

意義：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(shí)現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果，即“1+1>2”。保持系統(tǒng)很高的生產(chǎn)力實(shí)例：共生關(guān)系理論基礎(chǔ)：整體功能大于部分之和試分析下列事件可用何種生態(tài)工程原理來(lái)解釋1.畜牧養(yǎng)殖應(yīng)注意牲畜量不超過(guò)草地承載量2.使用堆肥和漚肥法實(shí)現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)3.廣東大量引種木麻黃作為行道樹(shù)，一年一種叫吹綿介殼蟲的害蟲使木麻黃遭受嚴(yán)重破壞，后來(lái)從國(guó)外引進(jìn)澳洲瓢蟲，已持續(xù)發(fā)揮了控制害蟲的作用。4.針對(duì)過(guò)度放牧的草原，一方面要減少畜牧量，進(jìn)行草地承包，有效管理。另一方面要設(shè)法增加農(nóng)牧民的收入途徑。物質(zhì)循環(huán)再生原理物種多樣性原理協(xié)調(diào)與平衡原理整體性原理2．單一的人工林比天然混合林的穩(wěn)定性低，容易遭受害蟲危害，這體現(xiàn)了生態(tài)工程的什么原（）A．物質(zhì)循環(huán)再生原理B．協(xié)調(diào)與平衡原理C．物種多樣性原理D．系統(tǒng)整理性原理1．實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的最重要的手段之一是（）A．大力發(fā)展“石油農(nóng)業(yè)”B．生態(tài)工程C．清除污染物D．禁止產(chǎn)出污染物課堂練習(xí)BC3．城市生活垃圾要做到分類、回收、利用，實(shí)現(xiàn)廢物資源化利用。與該做法關(guān)系最密切的生態(tài)工程原理是（）A．物種多樣性原理B．整體性原理C．物質(zhì)循環(huán)再生原理D．系統(tǒng)學(xué)原理4．協(xié)調(diào)與平衡原理主要指（）A．生物與環(huán)境的適應(yīng)及環(huán)境對(duì)生物的承載力B．系統(tǒng)各組分之間要有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系C．自然系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一D．物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一課堂練習(xí)CA5.人類設(shè)計(jì)生態(tài)工程的根本目標(biāo)是（）A．促進(jìn)自然界良性循環(huán)的前提下，達(dá)到生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的同步發(fā)展B．促進(jìn)自然界良性循環(huán)的前提下，防治環(huán)境污染，提高經(jīng)濟(jì)效益C．防治環(huán)境污染，達(dá)到生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的同步發(fā)展D．促進(jìn)自然界良性循環(huán)的前提下，充