生物 生态工程 5.2 生态工程的实例和发展前景 新人教版选修3.ppt

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1、3.5.2生态工程的实例和发展前景1 1、农村综合发展型生态工程、农村综合发展型生态工程资源有限，人多地少，资源有限，人多地少，产出不足产出不足建立农村建立农村综合发展型生综合发展型生态工程，实现物质的多态工程，实现物质的多级循环利用，提高能量级循环利用，提高能量利用率。利用率。北京窦店村以沼气工程为中心的北京窦店村以沼气工程为中心的物物质多级循环利用工程质多级循环利用工程问题问题:对策对策:案例案例:2.2.这一生态系统的结构和功能有哪些特点？有哪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？些值得借鉴的做法？1.1.在这一案例中，主要运用了哪些生态工程的基在这一案例中，主要运用

2、了哪些生态工程的基本原理？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。这个案例以沼气工程为核心，农林牧副渔这个案例以沼气工程为核心，农林牧副渔各业全面发展，增加了劳动力就业机会，促进各业全面发展，增加了劳动力就业机会，促进了经济发展；同时又降低了环境污染，促进了了经济发展；同时又降低了环境污染，促进了农村的可持续发展。农村的可持续发展。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:对策对策:案例案例:小流域水土小流域水土流失问题流失问题进行综合治理进行综合治理 甘肃陇南县甘肃陇南县“九子登科九子登科”模式模式1.1.

3、小流域的综合治理，小流域的综合治理，“综合综合”表现在哪表现在哪些方面？些方面？“综合综合”表现在不但注重通过还林、还草、表现在不但注重通过还林、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。态效果；还考虑如何提高人们的生活水平。各种措施的结果是建立一个稳定、持久、各种措施的结果是建立一个稳定、持久、高效的生态系统。高效的生态系统。2.2.为什么要针对不同的地形采取不同的措施？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？这体现了生态工程的什么原理？根据不同的地形采取不同的措施，既要考根据不同的地形采取不

4、同的措施，既要考虑到生态效益，又要考虑到人们的生活和虑到生态效益，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、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。因地制宜的原理和思想。这种模式在其他小流域不能照搬，还是要因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、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，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。其生态工程的模式应各具特色。3 3.这一模式在其他小流域能够照搬吗？这一模式在其他小流域能够照搬吗？“九九子子登登科科”模模式式山顶戴帽

5、子：山顶戴帽子：山头实行封禁管理、营山头实行封禁管理、营造水土保持林，保护和恢复植被；造水土保持林，保护和恢复植被；山腰系带子：山腰系带子：半山陡坡退耕还林还草，半山陡坡退耕还林还草，发挥林草拦蓄作用，减少径流；发挥林草拦蓄作用，减少径流；坡地修台子：坡地修台子：坡耕地以坡改梯田为突坡耕地以坡改梯田为突破口，建设基本农田，为调整农业产破口，建设基本农田，为调整农业产业结构提供条件；业结构提供条件；地埂锁边子：地埂锁边子：充分利用地埂种植经济充分利用地埂种植经济作物，既获得经济效益，又保护地埂；作物，既获得经济效益，又保护地埂；荒地荒沟栽苗子：荒地荒沟栽苗子：在荒山、荒沟、在荒山、荒沟、荒坡地建

6、设薪炭林；荒坡地建设薪炭林；山脚种果子：山脚种果子：山脚发展经济林果园，山脚发展经济林果园，促进商品经济发展；促进商品经济发展；沟底穿靴子：沟底穿靴子：在干、支、毛沟沟底在干、支、毛沟沟底修建谷坊、拦挡坝，建设沟坝地，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：见缝插针钉扣子：利用田间地头、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：秋田盖罩子：在缓坡耕地改顺坡种在缓坡耕地改顺坡种植为横坡等高种植、实行地

7、膜覆盖植为横坡等高种植、实行地膜覆盖等保土耕作措施。等保土耕作措施。“九九子子登登科科”模模式式安塞(陕西）纸坊沟小流域综合治理 3 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:对策对策:案例案例:我国土地荒我国土地荒 漠化问题漠化问题植树造林植树造林、退耕、退耕 还林、还草还林、还草 退耕还草退耕还草和三和三北防护林建设北防护林建设1.1.国家为什么投入巨大的人力和物力兴建三北防护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？林工程？这一工程为什么需要如此漫长的时间？(1)(1)生态环境的质量关系到这一地区人民的生生态环境的质量关系到这一

8、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；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，而区人民的生产、生活和经济发展，而危害巨大的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。发展和国家安全具有重要战略意义。(2)2)这一地区区域广阔，气候、自然条件复杂，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

9、低等情况决定总体经济发展水平较低等情况决定的。的。2.2.这一工程横跨多个省区，根据协调与平衡原理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上应当和生物多样性原理，不同地区在造林设计上应当注意什么问题？注意什么问题？首先应考虑树种的生态适应性问题，种植适宜首先应考虑树种的生态适应性问题，种植适宜品种；其次要考虑树种的多样性，保证防护林品种；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

10、护林网可能恢复力，而农区的防护林中农田防护林网可能占较大比重。占较大比重。4.4.湿地生态恢复工程湿地生态恢复工程（1 1）什么是）什么是湿地？湿地？目前国际上公认的湿地定义是目前国际上公认的湿地定义是湿地公约湿地公约作出作出的，即湿地是指天然或人工、长久或暂时性的沼泽地、的，即湿地是指天然或人工、长久或暂时性的沼泽地、泥炭地或水域地带泥炭地或水域地带;静止或流动、淡水、半咸水、咸静止或流动、淡水、半咸水、咸水体，包括低潮时水深不超过水体，包括低潮时水深不超过6 6米的水域。米的水域。湿地包括多种类型，珊瑚礁、滩涂、红树林、湖湿地包括多种类型，珊瑚礁、滩涂、红树林、湖泊、河流、河口、沼泽、水库

11、、池塘、水稻田等都属泊、河流、河口、沼泽、水库、池塘、水稻田等都属于湿地。它们共同的特点是于湿地。它们共同的特点是其表面常年或经常覆盖着其表面常年或经常覆盖着水或充满了水，是介于陆地和水体之间的过渡带。水或充满了水，是介于陆地和水体之间的过渡带。珊瑚礁珊瑚礁滩涂滩涂红树林红树林红树红树沼泽沼泽.湿地生态系统湿地生态系统.生物多样性.湿地被誉为湿地被誉为地球的地球的“肾脏肾脏”，具，具有蓄洪防旱，调节区域气候，防止土有蓄洪防旱，调节区域气候，防止土壤侵蚀，自然净化污水，为迁飞的鸟壤侵蚀，自然净化污水，为迁飞的鸟类和多种动植物提供栖息地，为人们类和多种动植物提供栖息地，为人们提供休闲娱乐的环境等功

12、能。提供休闲娱乐的环境等功能。（2 2）湿地的功能：湿地的功能：1.1.当初人们为什么要围湖造田？当初人们为什么要围湖造田？解决粮食短缺问题解决粮食短缺问题；片面强调经济发展，没有片面强调经济发展，没有认识到湖泊的巨大生态调节功能。认识到湖泊的巨大生态调节功能。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？程？实施这一工程面临的主要困难是什么？因为因为退耕还湖不仅包括退耕地为湖区，还包括退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；耕后湖区上游以及湖区周围的生态环境保护工作；退耕还湖工

13、程的主要困难退耕还湖工程的主要困难是是原耕地上居民的迁移原耕地上居民的迁移后要后要解决迁出居民的生活和就业等问题。解决迁出居民的生活和就业等问题。保护环境，减少水土流失和水污染。保护环境，减少水土流失和水污染。例如例如,减少工厂、生活污水往水体中的排放，农田中减少工厂、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。减少化肥和农药的施用量等。协调与平衡原理协调与平衡原理、整体、整体性原理性原理 4.4.湿地恢复生态工程湿地恢复生态工程遵循什么原理？遵循什么原理？3.3.地处湖区上游的人们对湿地恢复生态工程负地处湖区上游的人们对湿地恢复生态工程负有什么责任？有什么责任？5 5、矿区废弃地

14、的生态工程、矿区废弃地的生态工程问题：问题：矿区生态矿区生态环境的破环境的破坏问题坏问题 对策：对策：修复土地、修复土地、恢复植被等恢复植被等案例：案例：赤峰市元宝赤峰市元宝山矿区生态山矿区生态恢复工程恢复工程甘肃皋兰淘金后满山的矿洞触甘肃皋兰淘金后满山的矿洞触目惊心目惊心福建紫金山矿业福建紫金山矿业 矿区土壤条件恶劣，不适宜农作物的生长，矿区土壤条件恶劣，不适宜农作物的生长，应种应种植植适应性强，耐旱的灌木、草和树。适应性强，耐旱的灌木、草和树。1.1.在这一案例中，恢复植被的措施是植树和种草，为什在这一案例中，恢复植被的措施是植树和种草，为什么不是种植农作物？么不是种植农作物？2.2.怎样

15、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？考虑牧草的产量，以草定畜；考虑牧草的产量，以草定畜；从外地调运饲从外地调运饲料要考虑饲养成本；料要考虑饲养成本；考虑到土地对粪肥的承载力考虑到土地对粪肥的承载力,以以及对粪肥的加工或利用情况，要保持在承载力范围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内，以免养殖规模过大，粪肥数量巨大而造成新的污染。染。还有还有金矿、铁矿金矿、铁矿、铜矿、铜矿等。这些生态恢复工程等。这些生态恢复工程最重要的是最重要的是改良表土，恢复植被，但要因地制宜。改良表土，恢复植被，但要因地制宜。3.3.除煤矿外，

16、你知道还有哪些矿区吗？这些矿区的恢除煤矿外，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？复工程与煤矿是否有不同之处？4.4.矿区矿区废弃地废弃地的的生态生态恢复工程恢复工程遵循的生态工程的什么遵循的生态工程的什么原理？原理？系统学与工程学原理系统学与工程学原理大大于于6060分分贝贝属属于于噪噪音音6.6.城市环境生态工程城市环境生态工程问题：问题：城市生态系统城市生态系统面临的垃圾、面临的垃圾、大气、噪音等大气、噪音等污染问题污染问题 对策与案例：对策与案例：城市绿化污水城市绿化污水净化和废弃物处理净化和废弃物处理等综合治理等综合治理废弃物填埋示意图废弃物填埋示意图 减少污

17、染的措施：制定法律法规，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，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。1.1.汽车尾气是城市大气污染的主要来源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？措施来减少由汽车造成的污染

18、？减少或禁止工厂的污水排放；进行污水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。净化回收利用；实行雨水和污水分流。每一每一个城市居民都应该树立节水意识、宣传节水的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。剂，制止或减少生活中的水污染行为。2.2.城市的水污染问题应当采取哪些措施来城市的水污染问题应当采取哪些措施来解解决？决？每一个城市居民应当在这方面承担什么责任和义每一个城市居民应当在这方面承担什么责任和义务？务？3.3.城市环境生态工程遵循什么原理？城市环境

19、生态工程遵循什么原理？协调与平衡原理、整体性协调与平衡原理、整体性原理原理1.1.“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:二、生态工程的发展的前景二、生态工程的发展的前景 生物圈生物圈2 2号号”于于19861986年年1111月破土动工。月破土动工。19911991年年9 9月月，第，第一批一批8 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。19931993年年2 2月，向月，向“生生物圈物圈2 2号号”输氧，人员撤出。输氧，人员撤出。19941994年年2 2月第二批月第二批7 7名实验者名实验者进入其中，几个月后撤出，实验失败。进入其中，几个月后

20、撤出，实验失败。（1 1）实验目的：）实验目的：制造一个人工模拟的生命支持系统，以验证制造一个人工模拟的生命支持系统，以验证人类在离开地球的情况下，利用人工生态系人类在离开地球的情况下，利用人工生态系统，仅依靠太阳能，能否维持生存。统，仅依靠太阳能，能否维持生存。（2 2）实验场所：）实验场所：（3 3）实验特点：）实验特点：物质上：与外界隔绝；物质上：与外界隔绝；信息上：可以通信息上：可以通过电力传输、电信和计算机同外界相连；过电力传输、电信和计算机同外界相连；能量上：只允许太阳能通过玻璃射入。能量上：只允许太阳能通过玻璃射入。（4 4）实验结果：）实验结果：（5 5）实验失败原因：）实验失

21、败原因：大气成分的变化，内部气候没大气成分的变化，内部气候没调节好。调节好。（6 6）实验启示：）实验启示：在现有技术条件下人类没有能在现有技术条件下人类没有能力去完全模拟出自然生态系统力去完全模拟出自然生态系统2.2.我国生态工程发展前景的分析与展望我国生态工程发展前景的分析与展望（1 1）我国目前的生态危机：？）我国目前的生态危机：？（2 2）我国生态工程的分析：？）我国生态工程的分析：？（3 3）我国生态工程存在的问题：？）我国生态工程存在的问题：？（3 3）我国生态工程的前景：？）我国生态工程的前景：？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

22、量较多，往往注重生态恢复，而较水等资源占有量较多，往往注重生态恢复，而较少注重经济效益。我国人口较多，人均土地、水少注重经济效益。我国人口较多，人均土地、水资源和能源占有量少，在进行生态工程时，一定资源和能源占有量少，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。要注重生态效益、社会效益和经济效益的统一。发达国家与我国的生态工程建设强调的重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？点有所不同，为什么？（P126)P126)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，就可以先污染，后治理。人类迄今有了生态工程，就可

23、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。尚没有能力完全模拟出自然的生态系统。自然生态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里每年的无形服务价值高达6.46.4万美元，而为了达到万美元，而为了达到同样的效果，用人工制造和模拟的办法，人类至少同样的效果，用人工制造和模拟的办法，人类至少要花费要花费1010亿美元还不尽如人意。亿美元还不尽如人意。自然生态系统具有相当的自我恢复能力，自然生态系统具有相当的自我恢复能力，在生态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，工程建设中应该积极利用自

24、然生态系统的这种能力，以节省投资。以节省投资。1.1.分析朝鲜三八线的资料，说明它所蕴涵的意义。分析朝鲜三八线的资料，说明它所蕴涵的意义。2.2.在我国北方地区，由于冬天气温很低，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，会导致农作物不能生长，家畜生长缓慢，甚至停止，沼气池不能正常产气；而农民甚至停止，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，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

25、好地解决上识，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。了习题中所述问题。“四位四位”指沼气池、猪禽舍、指沼气池、猪禽舍、厕所及日光温室四部分厕所及日光温室四部分，是庭院经济与生态农业相，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：日光温室结合的一种生产模式。它的运

26、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；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；温室内的同时也使猪禽免受严寒而快速生长；温室内的植物植物为动物提供氧气，同时吸收二氧化碳；人、猪、禽为动物提供氧气，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，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；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。的病虫害，提高

27、蔬菜的产量和质量。“四位一体四位一体”生态工程生态工程物质循环示物质循环示意图意图 “四位一体四位一体”充分应用了物质循环充分应用了物质循环再生再生和和物种物种多样性等原理，提高了单位土地面多样性等原理，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。高了农业的综合效益。生态工程生态工程应用到的基本原理应用到的基本原理农村综合发展型生态工程农村综合发展型生态工程 物质循环再生原理、物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理整体性原理、物种多样性原理小流域综合治理生态工程小流域综合治理生态工程 整体性原理、协调与平衡原理、系整体性原理、协调与平衡原理、系统学和工程学原理统学和工程学原理 大区域生态系统恢复工程大区域生态系统恢复工程 物种多样性原理、协调与平衡原理物种多样性原理、协调与平衡原理湿地生态恢复工程湿地生态恢复工程协调与平衡原理、整体性原理协调与平衡原理、整体性原理矿区废弃地的生态工程矿区废弃地的生态工程系统学和工程学原理系统学和工程学原理城市环境生态工程城市环境生态工程协调与平衡原理、整体性原理协调与平衡原理、整体性原理