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1、5.生态工程的实例和发展前景 专题生态工程1教学目标教学目标 1知识与技能目标知识与技能目标 能够对生态工程的实例进行科学的分析，总结出它们的特点，并应用生态工程的原理，设计简单的生态工程。 2过程与方法目标过程与方法目标 通过参观、调查、搜集资料等方法，了解农村综合发展型生态工程、小流域综合治理生态工程、大区域生态系统恢复工程、湿地生态恢复工程、矿区废弃地的生态恢复工程、城市环境生态工程的具体措施。走出“先污染，后治理”的老路，并展望生态工程发展的前景。 3情感与价值观目标情感与价值观目标 肯定我国农民和科技工作者在实践中的创造，理解实践出真知的道理，培养求实、创新及勇于实践的科学精神和科学
2、态度。教学重点：教学重点：举例说出生态工程的实例并说出这些实例所运用的主要生态工程原理教学难点：教学难点：举例说出生态工程的实例并说出这些实例所运用的主要生态工程原理教学方法：教学方法：探究、讲授、讨论2 20 20世纪世纪7070年代以来年代以来, ,我我国生态工程的理论和实践都取国生态工程的理论和实践都取得长足进展得长足进展. .在某些研究领域在某些研究领域已处于国际领先地位已处于国际领先地位, ,在实践在实践上已应用于农业生产、环境保上已应用于农业生产、环境保护、城镇建设等许多方面护、城镇建设等许多方面, ,取取得了举世瞩目的成就得了举世瞩目的成就. .3请阅读课文后总结请阅读课文后总结
3、4 一、生态工程的实例生态工程的实例1 1、农村综合发展型生态工程、农村综合发展型生态工程问题问题: :农村中物质农村中物质、 能量的多级利用问题能量的多级利用问题对策对策: :进行进行综合发展型生综合发展型生 态工程态工程案例案例: :北京窦店村以沼气北京窦店村以沼气 为中心的为中心的生态工程生态工程56 1.1.在这一案例中，主要运用了哪些生在这一案例中，主要运用了哪些生态工程的基本原理？态工程的基本原理？ 物质循环再生原理、整体性原理、物物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理等。种多样性原理等。 2.2.这一生态系统的结构和功能有哪些这一生态系统的结构和功能有哪些特点？有哪些值得借
4、鉴的做法？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，增加了劳动力就业副渔各业全面发展，增加了劳动力就业机会，促进了经济发展；同时又降低了机会，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。环境污染，促进了农村的可持续发展。72 2、小流域综合治理生态工程、小流域综合治理生态工程问题问题: :小流域水土小流域水土 流失问题流失问题对策对策: :进行综合治理进行综合治理 案例案例: :甘肃陇南县甘肃陇南县”九九 子登科子登科”模式模式8山顶戴帽子：山头实行封禁管理、营造水土保持林，山顶戴帽子：山头实行封禁管理、营
5、造水土保持林，保护和恢复植被；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；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；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；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；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
6、济发山脚种果子：山脚发展经济林果园，促进商品经济发展；展；沟底穿靴子：在干、支、毛沟沟底修建谷坊、拦挡坝，沟底穿靴子：在干、支、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；扩张；见缝插针钉扣子：利用田间地头、房前屋后栽植林果，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；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、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。实行地膜覆盖等保土耕作措施。”九九子子登登科科”模模式式9
7、基本原理：基本原理： 整体性原理，协调与平衡原理，整体性原理，协调与平衡原理，工程学原理工程学原理103 3、大区域生态系统恢复工程、大区域生态系统恢复工程问题问题: :我国土地荒我国土地荒 漠化问题漠化问题对策对策: :植树造林植树造林、退耕、退耕 还林、还草还林、还草 案例案例: :退耕还草退耕还草和三和三 北防护林建设北防护林建设111213基本原理：基本原理： 协调与平衡原理，整体性原理协调与平衡原理，整体性原理142.2.这一工程横跨多个省区，根据协调与平衡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
8、么问题？上应当注意什么问题？ 三北防护林跨越中国三北防护林跨越中国1313个省、直辖市、个省、直辖市、自治区自治区; ;首先应考虑首先应考虑树种树种的生态适应性问题，的生态适应性问题，种植适宜品种，宜林则林，宜灌则灌，宜草则种植适宜品种，宜林则林，宜灌则灌，宜草则草草；其次要考虑；其次要考虑树种的多样性，保证防护林体树种的多样性，保证防护林体系的稳定性系的稳定性；不同地区应根据当地情况采取不；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复力，而农区的防护林中农田防护林网可能占较大比重。较大比
9、重。154 4、湿地生态恢复工程、湿地生态恢复工程问题问题: :湿地的缩湿地的缩 小和破坏问题小和破坏问题 对策对策: :控制污染控制污染 、退、退 田还湖田还湖案例案例: :江西鄱阳湖湿江西鄱阳湖湿 地生态恢复工程地生态恢复工程16基本原理：基本原理： 协调与平衡原理，整体性原理协调与平衡原理，整体性原理171.1.当初人们为什么要围湖造田？当初人们为什么要围湖造田？ 主要原因：我国历来人多地少，在主要原因：我国历来人多地少，在“以粮为纲以粮为纲”的年代，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
10、大生态调节功能也是重要原因。展，没有认识到湖泊的巨大生态调节功能也是重要原因。2.2.为什么说为什么说“退耕还湖退耕还湖”是一项巨大的系统工程？实施这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？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。工程的主要困难。3.3.地处湖区
11、上游的人们对湿地恢复生态工程负有什么责任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。例如保护环境，减少水土流失和水污染。例如, ,减少工厂、生减少工厂、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。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。185 5、矿区废弃地的生态工程、矿区废弃地的生态工程问题问题: :矿区生态环矿区生态环 境的破坏问题境的破坏问题 对策对策: :修复土地修复土地、恢复恢复 植被等植被等案例案例: :赤峰市元宝山矿赤峰市元宝山矿 区生态恢复工程区生态恢复工程1920基本原理：基本原理： 系统学和工程学原理系统学和
12、工程学原理21 1. 1.在这一案例中，恢复植被的措施是植树和种草，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？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。代之以适应性强，耐旱的灌木、草和树。 2. 2.怎样合理地筹划养殖肉牛的数量？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肥的承载力, ,以及对粪
13、肥的加工或利用情况，要保持在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。而造成新的污染。 3. 3.除煤矿外，你知道还有哪些矿区吗？这些矿区的除煤矿外，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？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。最重要的是改良表土，恢复植被，但要因地制宜。226 6、城市环境生态工程、城市环境生态工程问题问题: :城市生态系统面临城
14、市生态系统面临 的垃圾的垃圾、大气大气、噪音噪音 等污染问题等污染问题 对策与对策与案例案例: 城市绿化污水净化和废弃城市绿化污水净化和废弃物处理等综合治理物处理等综合治理23基本原理：基本原理： 协调与平衡原理，整体性原理协调与平衡原理，整体性原理241.1.汽车尾气是城市大气污染的主要来源之一，汽车噪声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？减少由汽车造成的污染？减
15、少污染的措施：制定法律法规，禁止市区内鸣笛，禁减少污染的措施：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。新型汽车，以及对其的研究和应用等。2.2.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？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；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。实行雨水和污水分流。每一个城市居民都应该树
16、立节水意识、宣传节水的意义，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。活中的水污染行为。25发达国家经济发展水平较高，人均土地、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
17、益、社会效益和程时，一定要注重生态效益、社会效益和经济效益的统一。经济效益的统一。 发达国家与我国的生态工程建设强调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？的重点有所不同，为什么？261 1、”生物圈生物圈2 2号号”的实验及启示的实验及启示问题提出问题提出: :设计设计: :实验及结果实验及结果: :失败原因失败原因: :给人类的启给人类的启示示: :二、生态工程的发展的前景生态工程的发展的前景2728“生物圈生物圈2号号”于于1986年年11月破土动工。月破土动工。1991年年9月，月，第一批第一批8名实验者进入其中并开始实验。名实验者进入其中并开始实验。1993年年2月，
18、月，向向“生物圈生物圈2号号”输氧，人员撤出。输氧，人员撤出。1994年年2月第二批月第二批7名实验者进入其中，几个月后撤出，实验失败。名实验者进入其中，几个月后撤出，实验失败。292 2、我国生态工程发展前景的分析与展、我国生态工程发展前景的分析与展望望西方国家生态工程的特点西方国家生态工程的特点我国生态工程的特点我国生态工程的特点我国生态工程存在的问题及发展前景我国生态工程存在的问题及发展前景301.1.分析朝鲜三八线的资料，说明它所蕴涵的意分析朝鲜三八线的资料，说明它所蕴涵的意义。义。生态工程的恢复作用是有限的，不能认为只要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
19、染，后治理。人类有了生态工程，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。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化，每平方公里每年的无形服务价值高达6.46.4万万美元，而为了达到同样的效果，用人工制造和美元，而为了达到同样的效果，用人工制造和模拟的办法，人类至少要花费模拟的办法，人类至少要花费1010亿美元还不尽亿美元还不尽如人意。如人意。另一方面，自然生态系统具有相当的自我恢复另一方面，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
20、用自能力，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。然生态系统的这种能力，以节省投资。312.2.在我国北方地区，由于冬天气温很低，会导致农作在我国北方地区，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，沼气池不能正物不能生长，家畜生长缓慢，甚至停止，沼气池不能正常产气；而农民要解决蔬菜的不间断生产问题。很显然，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，来我国国情的。你能用所学知识，设计一种生态工程，来
21、较好地解决上述问题吗？请在画出其物质和能量结构图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。的基础上，说明你所依据的生态工程原理。教材中教材中“四位一体四位一体”的图所示为近年来出现在我国北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。述问题。“四位四位”指指沼气池沼气池、猪禽舍猪禽舍、厕所厕所及及日光温室日光温室四部分，是庭院经济与生态农业相结合的一种生产模式。四部分，是庭院经济与生态农业相结合的一种生产模式。它的运行它的运行原理为原理为：日光温室的增温效应可使蔬菜
22、等作物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；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菜的病虫害，提高蔬菜的产量和质量。32“四位一体四位一体”生态工程物质循环示意图生态工程物质循环示意图 “四位一体四位一体”充分应用了物质循环和生物多样性等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。污染，大大提高了农业的综合效益。3334
