51生态工程.ppt
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1、生态工程的概念:生态工程的概念: 人类应用人类应用生态学、工程学、系统学、生态学、工程学、系统学、经济学等学科经济学等学科的基本原理和方法,通过的基本原理和方法,通过系统设计、调控和技术组装,系统设计、调控和技术组装,对已破坏对已破坏的生态环境进行修复、重建,对造成环的生态环境进行修复、重建,对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善,境污染和破坏的传统生产方式进行改善,并提高生态系统的生产力,从而并提高生态系统的生产力,从而促进人促进人类社会和自然环境和谐发展。类社会和自然环境和谐发展。主要是通过实行主要是通过实行“_”_”原则,使一个系统产生出的污染物,能原则,使一个系统产生出的污染物,能
2、够成为本系统或者另一个系统的够成为本系统或者另一个系统的_,从而实现废弃物的资源,从而实现废弃物的资源化,而实现循环经济最重要的手段之一化,而实现循环经济最重要的手段之一是是_。生态经济生态经济 循环经济循环经济 生态工程生态工程 生产原料生产原料 生态工程建设目的:生态工程建设目的: 遵循自然界遵循自然界物质循环物质循环的规律,充分发的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止挥资源的生产潜力,防止环境污染环境污染,达到,达到经济效益经济效益和和生态效益生态效益的同步发展。的同步发展。生态工程建设目的:生态工程建设目的: 遵循自然界遵循自然界物质循环物质循环的规律,充分发的规律,充分发挥资源的生产潜
3、力,防止挥资源的生产潜力,防止环境污染环境污染,达到,达到经济效益经济效益和和生态效益生态效益的同步发展。的同步发展。与传统的工程相比,生态工程是一类与传统的工程相比,生态工程是一类少消耗、多效益、可持续少消耗、多效益、可持续的工程体系。的工程体系。生态工程建设目的:生态工程建设目的:优点:优点:二、生态工程所遵循的基本原理二、生态工程所遵循的基本原理无无废废弃弃物物农农业业饲料与垫料饲料与垫料人类食品人类食品作物残留作物残留人类人类食品食品人粪尿人粪尿N、P、K等等地球上的物质能够在各类生态系统地球上的物质能够在各类生态系统中,进行区域小循环和全球的地质大循中,进行区域小循环和全球的地质大循
4、环,循环往复,分层分级利用,从而达环,循环往复,分层分级利用,从而达到取之不尽、用之不竭的效果。而没有到取之不尽、用之不竭的效果。而没有物质循环的系统,就会产生废弃物,造物质循环的系统,就会产生废弃物,造成环境污染,并最终影响到系统的稳定成环境污染,并最终影响到系统的稳定和发展。和发展。二、生态工程所遵循的基本原理二、生态工程所遵循的基本原理1.物质循环再生原理物质循环再生原理地球上的物质能够在各类生态系统地球上的物质能够在各类生态系统中,进行区域小循环和全球的地质大循中,进行区域小循环和全球的地质大循环,循环往复,分层分级利用,从而达环,循环往复,分层分级利用,从而达到取之不尽、用之不竭的效
5、果。而没有到取之不尽、用之不竭的效果。而没有物质循环的系统,就会产生废弃物,造物质循环的系统,就会产生废弃物,造成环境污染,并最终影响到系统的稳定成环境污染,并最终影响到系统的稳定和发展。和发展。二、生态工程所遵循的基本原理二、生态工程所遵循的基本原理(1)(1)为什么樟子松林的松毛虫会肆虐,为什么樟子松林的松毛虫会肆虐,几十亿株杨树会毁于一旦?几十亿株杨树会毁于一旦?资料分析资料分析为什么珊瑚礁区却能够在养分稀少的深海为什么珊瑚礁区却能够在养分稀少的深海中,保持着很高的生物多样性?中,保持着很高的生物多样性?资料分析资料分析 纯樟子松林、杨树林纯樟子松林、杨树林生物多样性低,生物多样性低,食
6、物链短而单调食物链短而单调,缺少松毛虫、天牛的天,缺少松毛虫、天牛的天敌,而成片单一的林木又为其提供了丰富敌,而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源,因而导致树林的毁坏。的食物来源,因而导致树林的毁坏。 珊瑚礁区的珊瑚礁区的生物多样性高,食物链复生物多样性高,食物链复杂杂,不同的生物占据了不同的时间位、空,不同的生物占据了不同的时间位、空间位和资源位,因而充分利用了珊瑚礁生间位和资源位,因而充分利用了珊瑚礁生态系统的环境。例如,氮、磷等养分就能态系统的环境。例如,氮、磷等养分就能够在该区生物体间充分地循环利用而很少够在该区生物体间充分地循环利用而很少流出系统外。流出系统外。(2)(2)从上
7、面正面和反面的实例,从上面正面和反面的实例,你能得出怎样的结论?你能得出怎样的结论?(2)(2)从上面正面和反面的实例,从上面正面和反面的实例,你能得出怎样的结论?你能得出怎样的结论? 只有保持生态系统较高的生物只有保持生态系统较高的生物多样性,才能保证生态系统的稳定多样性,才能保证生态系统的稳定和平衡。和平衡。2. 物种多样性原理物种多样性原理1. 物质循环再生原理物质循环再生原理二、生态工程所遵循的基本原理二、生态工程所遵循的基本原理物种越丰富,生态系统的抵抗力物种越丰富,生态系统的抵抗力稳定性越高稳定性越高2. 物种多样性原理物种多样性原理1. 物质循环再生原理物质循环再生原理二、生态工
8、程所遵循的基本原理二、生态工程所遵循的基本原理3. 协调与平衡原理协调与平衡原理需要考虑环境承载力即环境容纳量需要考虑环境承载力即环境容纳量 西北畜牧养殖应该注意牲畜数西北畜牧养殖应该注意牲畜数量不能超过草地的承载量。针对公量不能超过草地的承载量。针对公共草地的过度放牧问题,应该实行共草地的过度放牧问题,应该实行草地承包,调动个人的管理积极性,草地承包,调动个人的管理积极性,减少过度放牧现象;另外,可以在减少过度放牧现象;另外,可以在有条件的地方,人工种植牧草,增有条件的地方,人工种植牧草,增加牧草产量。加牧草产量。自然自然社会社会经济复合系统经济复合系统2. 物种多样性原理物种多样性原理1.
9、 物质循环再生原理物质循环再生原理二、生态工程所遵循的基本原理二、生态工程所遵循的基本原理3. 协调与平衡原理协调与平衡原理4. 整体性原理整体性原理整体指社会整体指社会经济经济自然复合成的自然复合成的巨大系统巨大系统2. 物种多样性原理物种多样性原理1. 物质循环再生原理物质循环再生原理二、生态工程所遵循的基本原理二、生态工程所遵循的基本原理3. 协调与平衡原理协调与平衡原理4. 整体性原理整体性原理5. 系统学和工程学原理系统学和工程学原理5. 系统学和工程学原理系统学和工程学原理(1)系统的结构决定功能原理)系统的结构决定功能原理5. 系统学和工程学原理系统学和工程学原理(1)系统的结构
10、决定功能原理)系统的结构决定功能原理运用:改善和优化生态系统的结构运用:改善和优化生态系统的结构(2)系统整体性原理)系统整体性原理系统各组分之间要有适当的比例系统各组分之间要有适当的比例关系,只有这样才能顺利完成能量、关系,只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通,并且实物质、信息等的转换和流通,并且实现总体功能大于各部分之和的效果,现总体功能大于各部分之和的效果,即即“1+121+12”。思考与探究:思考与探究:3.桑基鱼塘分布在我国长江三角洲、珠桑基鱼塘分布在我国长江三角洲、珠江三角洲一带的水乡,是一种典型的水江三角洲一带的水乡,是一种典型的水陆物质和能量交换型生态工程。试分析
11、陆物质和能量交换型生态工程。试分析桑基鱼塘的物质和能量流动途径。桑基鱼塘的物质和能量流动途径。 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、 能量的多级利能量的多级利 用问题用问题对策:对策:进行综合发展型进行综合发展型 生态工程生态工程案例:案例:北京窦店村以沼北京窦店村以沼 气为中心的生态气为中心的生态 工程工程 (2 2)这一生态系统的结构和功能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?有哪些特点?有哪些值得借鉴的做法? (1 1)在这一案例中,主要运用了在这一案例中,主要运用了哪些生态工程的
12、基本原理?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?有哪些特点?有哪些值得借鉴的做法? (1 1)在这一案例中,主要运用了在这一案例中,主要运用了哪些生态工程的基本原理?哪些生态工程的基本原理?这个案例以沼气工程为核心,农林这个案例以沼气工程为核心,农林牧副渔各业全面发展,增加了劳动力就牧副渔各业全面发展,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。了
13、环境污染,促进了农村的可持续发展。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?有哪些特点?有哪些值得借鉴的做法? (1 1)在这一案例中,主要运用了在这一案例中,主要运用了哪些生态工程的基本原理?哪些生态工程的基本原理?2. 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:进行综进行综合治理合治理 案例:案例:甘肃陇南县甘肃陇南县“九子登科九子登科”模式模式“九九子子登登科科”模模式式山顶
14、戴帽子:山头实行封禁管理、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;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;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,为调整农业突破口,建设基本农田,为调整农业产业结构提供条件;产业结构提供条件;地埂锁边子:充分利用地埂种植经地埂锁边子:充分利用地埂种植经济作物,既获得经济效益,又保护地济作物,既获得经济效益,又保护地埂;埂;荒地荒沟栽苗子:在荒山、荒沟、荒地荒沟栽苗子:在荒山、荒沟、荒坡
15、地建设薪炭林;荒坡地建设薪炭林;山脚种果子:山脚发展经济林果山脚种果子:山脚发展经济林果园,促进商品经济发展;园,促进商品经济发展;沟底穿靴子:在干、支、毛沟沟沟底穿靴子:在干、支、毛沟沟底修建谷坊、拦挡坝,建设沟坝地,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拦蓄泥沙,防止沟壑被水冲蚀而导致其不断扩张;致其不断扩张;“九九子子登登科科”模模式式见缝插针钉扣子:利用田间地头、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,房前屋后栽植林果,发挥零星作用,提高治理程度;提高治理程度;秋田盖罩子:在缓坡耕地改顺坡秋田盖罩子:在缓坡耕地改顺坡种植为横坡等高种植、实行
16、地膜覆种植为横坡等高种植、实行地膜覆盖等保土耕作措施。盖等保土耕作措施。“九九子子登登科科”模模式式 (1 1)小流域的综合治理,小流域的综合治理,“综合综合”表现在哪些方面?表现在哪些方面? “综合综合”表现在它一改以前的单纯造林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生活水平。生态效果;还考虑如何提高人们生活水平。例如,不但种植农作物,还同时种植经济作
17、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源问题。各种措施的结果解决人们的燃料来源问题。各种措施的结果是建立一个稳定、持久、高效的生态系统。是建立一个稳定、持久、高效的生态系统。 (1 1)小流域的综合治理,小流域的综合治理,“综合综合”表现在哪些方面?表现在哪些方面? (2 2)为什么要针对不同地形采取不同为什么要针对不同地形采取不同的措施?这体现了生态工程的什么原理?的措施?这体现了生态工程的什么原理?山顶土壤、气候条件恶劣,不宜山顶土壤、气候条件恶劣,不宜蓄蓄水,水,交通不便,改造成本高,适宜封山,依
18、靠自交通不便,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,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,对于这样的地方可自然恢复,也可人为物,对于这样的地方可自然恢复,也可人为种植适宜的林木、草或果树等,加快植被恢种植适宜的林木、草或果树等,加快植被恢复速度,这样既能降低土壤侵蚀,又能创造复速度,这样既能降低土壤侵蚀,又能创造一定的经济效益;一定的经济效益;对沟底而言,应对沟底而言,应建设堤坝建设堤坝 (2 2)为什么要针对不同地形采取不同为什么要针对不同地形采取不同的措施?这体现了生态工程的什么原理
19、?的措施?这体现了生态工程的什么原理?系统,它可以蓄水和淤积土地,还能够减少山系统,它可以蓄水和淤积土地,还能够减少山体的崩塌和滑坡体的崩塌和滑坡;对坡地和山脚农田来说,土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,又要考虑到人们的施,既要考虑到生态效益,又要考虑到人们的生活
20、和收入问题,这体现了生态工程生活和收入问题,这体现了生态工程协调与平协调与平衡衡原理和原理和因地制宜因地制宜的的思想。思想。(3 3) 这一模式在其他小流域能够这一模式在其他小流域能够照搬吗?照搬吗?这种模式在其他小流域不能照搬,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,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发展水平的地区,其生态工程的模式应各具特色。各具特色。(3 3) 这一模式在其他小流域能够这一模式在其他小流域能够照搬吗?照搬吗?3. 3. 大区域生态系统恢复工程大区域
21、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、退耕还林、退耕还林、还草还草 案例:案例:退耕还草退耕还草和三北防和三北防护林建设护林建设 (1 1)国家为什么投入巨大的人力和物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?需要如此漫长的时间? 生态环境的质量关系到这一地区人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、
22、的生态环境关系到下游地区人民的生产、生活和经济发展,而危害巨大的沙尘暴生活和经济发展,而危害巨大的沙尘暴 (1 1)国家为什么投入巨大的人力和物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?需要如此漫长的时间?的的发生也与这一地区的土地沙漠化关系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我国的经济发展和国家安全具有重要战略意义。略意义。这一地区区域广阔,气候、自然条这一地区区域广阔,气候、自然条件复杂,总体经济发展水平较低等情况件
23、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,非也决定了这个工程需要较长的时间,非一朝一夕之功。一朝一夕之功。 (2 2)这一工程横跨多个省区,根据协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?区在造林设计上应当注意什么问题? 首先应考虑树种生态适应性问题,首先应考虑树种生态适应性问题,种植适宜品种,宜林则林,宜灌则灌,种植适宜品种,宜林则林,宜灌则灌,宜草则草;其次要考虑树种多样性,保宜草则草;其次要考虑树种多样性,保证防护林体系的稳定性;不同地区应根证防护林体系的稳定性;不同地区应根据
24、当地情况采取不同策略,如条件恶劣据当地情况采取不同策略,如条件恶劣地区应该结合自然恢复力,而农区的防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。护林中农田防护林网可能占较大比重。 (2 2)这一工程横跨多个省区,根据协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?区在造林设计上应当注意什么问题?4. 4. 湿地生态恢复工程湿地生态恢复工程4. 4. 湿地生态恢复工程湿地生态恢复工程什么是什么是湿地?湿地?4. 4. 湿地生态恢复工程湿地生态恢复工程什么是什么是湿地?湿地? 目前国际上公
25、认的湿地定义是目前国际上公认的湿地定义是湿湿地公约地公约作出的,即湿地是指,不问其作出的,即湿地是指,不问其为天然或人工、长久或暂时性的沼泽地、为天然或人工、长久或暂时性的沼泽地、泥炭地或水域地带、静止或流动、淡水、泥炭地或水域地带、静止或流动、淡水、半咸水、咸水体,包括低潮时水深不超半咸水、咸水体,包括低潮时水深不超过过6 6米的水域。米的水域。 湿地包括多种类型,珊瑚礁、滩湿地包括多种类型,珊瑚礁、滩涂、红树林、湖泊、河流、河口、沼涂、红树林、湖泊、河流、河口、沼泽、水库、池塘、水稻田等都属于湿泽、水库、池塘、水稻田等都属于湿地。它们共同的特点是其表面常年或地。它们共同的特点是其表面常年或
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