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1、专题5 生态工程,生态工程的实例和发展前景,20世纪70年代以来,我国生态工程的理论和实践都取得长足进展.在某些研究领域已处于国际领先地位,在实践上已应用于农业生产、环境保护、城镇建设等许多方面,取得了举世瞩目的成就.,一、生态工程的实例,1、农村综合发展型生态工程,问题:农村中物质、能量的多级利用问题,对策:进行综合发展型生 态工程,案例:北京窦店村以沼气为中心的生态工程,思考与讨论,1.在这一案例中，主要运用了哪些生态工程的基本原理？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？这个案例以沼气工程为核心，农林牧副渔各业全面发展
2、，增加了劳动力就业机会，促进了经济发展；同时又降低了环境污染，促进了农村的可持续发展。,2、小流域综合治理生态工程,问题:小流域水土流失问题,对策:进行综合治理,案例:甘肃陇南县”九子 登 科”模式,山顶戴帽子：山头实行封禁管理、营造水土保持林，保护和恢复植被； 山腰系带子：半山陡坡退耕还林还草，发挥林草拦蓄作用，减少径流； 坡地修台子：坡耕地以坡改梯田为突破口，建设基本农田，为调整农业产业结构提供条件； 地埂锁边子：充分利用地埂种植经济作物，既获得经济效益，又保护地埂； 荒地荒沟栽苗子：在荒山、荒沟、荒坡地建设薪炭林； 山脚种果子：山脚发展经济林果园，促进商品经济发展； 沟底穿靴子：在干、支
3、、毛沟沟底修建谷坊、拦挡坝，建设沟坝地，拦蓄泥沙，防止沟壑被水冲蚀而导致其不断扩张； 见缝插针钉扣子：利用田间地头、房前屋后栽植林果，发挥零星作用，提高治理程度； 秋田盖罩子：在缓坡耕地改顺坡种植为横坡等高种植、实行地膜覆盖等保土耕作措施。,”九子登科”模式,思考与讨论,1.小流域的综合治理，“综合”表现在哪些方面？ “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；还考虑如何提高人们的生活水平。例如，不但种植农作物，还同时种植经济作物来提高人们的收入；考虑到了种植薪柴林解决人们的燃料来
4、源问题。各种措施的结果是建立一个稳定、持久、高效的生态系统。,2.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？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、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
5、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。,3.从这一案例看，当地是怎么做到经济效益与生态效益相统一的？这一模式在其他小流域能够照搬吗？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。,3、大区域生态系统恢复工程,问题:我国土地荒 漠化问题,对策:植树造林、退耕 还林、还草,案例:退耕还草
6、和三北防护林建设,思考与讨论,1.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？ 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。,2.这一工程横跨多个省区，根据协调与平
7、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？三北防护林跨越中国13个省、直辖市、自治区; 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；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。,4、湿地生态恢复工程,问题:湿地的缩小和破坏问题,对策:控制污染 、退 田还湖,案例:江西鄱阳湖湿地生态恢复工程,思考与讨论,1.当初人们为什么要围湖造田？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
8、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。 2.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？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。 3.地处湖区上游的人们对湿地恢复生态工程负有什么责任？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。,5、矿区废弃地的生态工程,问题:矿区生态环境的破坏问题,对策:修复土地、恢复植被等,案例:赤峰市元宝山矿区生 态恢复工程
9、,思考与讨论,1.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？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。2.怎样合理地筹划养殖肉牛的数量？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。3.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？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。,6、城市环境生态工程,问题:城市生态系统
10、面临的垃圾、大气、噪音等污染问题,对策与案例: 城市绿化污水净化和废弃物处理等综合治理,大连,思考与讨论,1.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？ 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，以及对其的研究和应用等。 2.城市的水污染问题应当采取哪些措施来解决？每一个城市居民应当在这方面承担什么责任和义务？ 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
11、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。,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。,思考题,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？,1、”生物圈2号”的实验及启示,问题提出:,设计:,实验及结果:,失败原因:,给人类的启示:,二、生态工程的发展的前景,2、我国生态工程发展前景的分析与展望,西方国家生态工程的特点,我国生态工程的特点,我
12、国生态工程存在的问题及发展前景,思考与探究,1.分析朝鲜三八线的资料，说明它所蕴涵的意义。 生态工程的恢复作用是有限的，不能认为只要有了生态工程，就可以先污染，后治理。人类迄今尚没有能力完全模拟出自然的生态系统。自然生态系统发展到今天已经过几十亿年的进化，每平方公里每年的无形服务价值高达6.4万美元，而为了达到同样的效果，用人工制造和模拟的办法，人类至少要花费10亿美元还不尽如人意。 另一方面，自然生态系统具有相当的自我恢复能力，我们在生态工程建设中应该积极利用自然生态系统的这种能力，以节省投资。,2.在我国北方地区，由于冬天气温很低，会导致农作物不能生长，家畜生长缓慢，甚至停止，沼气池不能正
13、常产气；而农民要解决蔬菜的不间断生产问题。很显然，大量使用造价昂贵、并用燃料加热的玻璃温室是不符合我国国情的。你能用所学知识，设计一种生态工程，来较好地解决上述问题吗？请在画出其物质和能量结构图的基础上，说明你所依据的生态工程原理。 教材中“四位一体”的图所示为近年来出现在我国北方农区的一种生态工程类型，它较好地解决了习题中所述问题。“四位”指沼气池、猪禽舍、厕所及日光温室四部分，是庭院经济与生态农业相结合的一种生产模式。它的运行原理为：日光温室的增温效应可使蔬菜等作物在冬天也能正常生长；同时也使猪禽免受严寒而快速生长；温室内的植物为动物提供氧气，同时吸收二氧化碳；人、猪、禽的粪尿及蔬菜废弃物和秸秆等物质投入沼气池产气，同时温室的高温也提高了沼气在冬天的产气稳定性；沼液和沼渣又是蔬菜的良好肥料，有助于减少蔬菜的病虫害，提高蔬菜的产量和质量。,“四位一体”生态工程物质循环示意图,“四位一体”充分应用了物质循环和生物多样性等原理，提高了单位土地面积的产出，同时减少了环境污染，大大提高了农业的综合效益。,
