《高考生态工程》PPT课件.ppt

本专题专题 涉及生态态工程的原理和生态态工程的实实例及发发 展前景，要注意联联系实际实际 ，掌握生态态工程问题问题 的内涵 以及与基因工程、细细胞工程等技术术的综综合应应用。 重视视考查查理论论在生产产、生活中的运用，是高考命题题改 革的一个重要方向。近几年生态态学部分的高考题题，几乎 都是与STS(科学、技术术、社会)相关的题题目，尤其以新 材料题为题为 多。 生态工程生态工程 1设计设计 生态态系统时应统时应 遵循教材中五个原理，但具体 到特定的生态态系统统所遵循的原理可以不同。 2对对生态态工程的实实例复习时习时 ，要分析具体用到的原 理，掌握原理应应用和具体实实例的内在联联系，使知识识更 加灵活地被应应用。 1 1、概念：、概念： 生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本 原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已破坏对已破坏 的生态环境进行修复、重建的生态环境进行修复、重建，对造成污染破坏的传统生产对造成污染破坏的传统生产 方式进行改善，并提高生态系统的生产力方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类，从而促进人类 社会和自然环境的和谐发展。社会和自然环境的和谐发展。 生态工程生态工程 概念理解： 学科知识识:_ 技术术手段:_ 最终终目的:_ 生态态学、工程学、系统统学、经济经济 学 系统设计统设计 、调调控和技术组术组 装 促进进人类类社会和自然环环境的和谐发谐发 展 2.生态态工程建设设的目的 遵循自然界_的规规律，充分发发 挥资挥资 源的生产产潜力，防止_达到 _效益和_效益的同步发发展。 3.生态态工程的特点 少_;多_;可_。 物质质循环环 环环境污污染经济经济 生态态 消耗效益持续续 一、关注生态态工程建设设 资料一资料一 根本原因根本原因： 直接原因：直接原因： 解决长江洪水泛滥的措施有解决长江洪水泛滥的措施有： 1 1、导致、导致19981998年长江洪水泛滥的主要原因：年长江洪水泛滥的主要原因： 长江上游乱砍滥伐森林，水源涵养和水土保持功长江上游乱砍滥伐森林，水源涵养和水土保持功 能急剧降低，造成大量泥沙淤积河道；中游围湖能急剧降低，造成大量泥沙淤积河道；中游围湖 造田、乱占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面积造田、乱占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面积 急剧减少。急剧减少。 19981998年度的罕见降雨。但这也与全球温室气体排年度的罕见降雨。但这也与全球温室气体排 放量增加而导致的温度升高、气候异常有关。放量增加而导致的温度升高、气候异常有关。 我国政府提出的我国政府提出的“积极营造长江中上游水源涵养林和水土积极营造长江中上游水源涵养林和水土 保持林保持林”计划，即以生物措施为主，结合工程措施，提高森林计划，即以生物措施为主，结合工程措施，提高森林 覆盖率；覆盖率；“退耕还湖退耕还湖”和改革不合理耕作方式等。和改革不合理耕作方式等。 在进行生态工程建设时，要考虑到怎样解决农村（尤其是 在进行生态工程建设时，要考虑到怎样解决农村（尤其是 湖区或山区的迁出人员）的能源来源问题以及如何提高农民的湖区或山区的迁出人员）的能源来源问题以及如何提高农民的 经济收入。经济收入。 传统的经济发展模式不注重生态环境的保护，没 传统的经济发展模式不注重生态环境的保护，没 有考虑生态成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏有考虑生态成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏 为代价。为代价。 2 2、洪灾的发生反映出经济发展模式存在问题：、洪灾的发生反映出经济发展模式存在问题： “石油农业石油农业”大量使用化肥、农药和机械的生产方式，因大量使用化肥、农药和机械的生产方式，因 对石油等能源有高度的依赖性而得名。对石油等能源有高度的依赖性而得名。它把农业生产这一复杂它把农业生产这一复杂 的生物过程，变成了简单的机械过程和化学过程。由于其投入的生物过程，变成了简单的机械过程和化学过程。由于其投入 高，产出也高，对粮食安全保障和提高人民生活水平起到了巨高，产出也高，对粮食安全保障和提高人民生活水平起到了巨 大的作用，但同时它所大的作用，但同时它所产生的废弃物和有害物质的数量也很庞产生的废弃物和有害物质的数量也很庞 大，大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力，并造成大，大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力，并造成 日益严重的农产品污染和环境污染等问题。日益严重的农产品污染和环境污染等问题。 3 3、“石油农业石油农业”： 资料二资料二 在不同的国家有不同的改进措施。例如，在我 国，人多地少，应该大力发展生态农业。实施的具 体措施包括：可以根据田间作物的需要适量施用高 效、低毒、低残留的农药，多施有机肥，提高作物 对水、肥等资源的利用效率，对作物秸秆和畜禽粪 便进行再利用，实现物质的多级利用，等等。 一方面要不断提高土地的产出水平； 另一方面要减少农业活动对环境的污染，促进社 会的可持续发展。 4 4、石油农业的生产模式应当怎样改进？、石油农业的生产模式应当怎样改进？ 对环境造成危害的污染物，采用一定的措施和技 术，就能够进行回收和循环利用，这样不但能够减少 环境污染，而且提高了资源的利用效率，减少了资源 的浪费。例如，对废污水中的重金属或氮、磷等养分 就可以进行回收再利用。因此说污染物是放错了地方 没有被利用的资源。 5 5、“污染物是放错地方的资源污染物是放错地方的资源”： 资料三资料三 传统经济模式正在毁坏水、大气、土壤和生物资 源，消耗地球赠给我们的自然资本。为了实现可持续 发展，经济发展必须符合生态学规律，改变“人类能征 服自然”的错误观念，走生态经济之路。 生态经济主要通过实行“循环经济”的原则，使一个 系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统 的生产原料，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就是生态工程。 生态态工程与传统农业传统农业 的比较较 生态态工程传统农业传统农业 基本原理 调节调节 机制 与环环境的 关系 主要能源 生物多样样性 生态学、工程学工程学 人为辅助下的 自我调节 人为调控 协调 破坏 太阳能化石能 保护减少 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 生态工程是人类学习自然生态系统 生态工程是人类学习自然生态系统“ 智慧智慧”的结晶，是生态学、工程学、系统的结晶，是生态学、工程学、系统 学、经济学等学科交叉而产生的新兴学科学、经济学等学科交叉而产生的新兴学科 。它所遵循的基本原理如下：。它所遵循的基本原理如下： 考点考点1 1 生态工程的基本原理 生态工程的基本原理 （一）物质循环再生原理（一）物质循环再生原理 地球以有限的空间和资源，长久维持着众多生物的生 存、繁衍和发展，奥秘就在于物质能够在各类生态系统中 进行区域小循环和全球地质大循环，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 响到系统的稳定和发展。 考点考点1 1 生态工程的基本原理 生态工程的基本原理 理论基础理论基础 ： 意义意义 ： 实例：实例： 可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响 物质循环物质循环 无废弃物农业无废弃物农业 （二）物种多样性原理（二）物种多样性原理 一般而言，物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗 一般而言，物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗 力稳定性。力稳定性。 资料资料 纯樟子松林、杨树林的生物多样性低，食物链短而单调 纯樟子松林、杨树林的生物多样性低，食物链短而单调 ，缺少松毛虫、天牛的天敌，而成片单一的林木又为其提供，缺少松毛虫、天牛的天敌，而成片单一的林木又为其提供 了丰富的食物来源，因而会导致了树林的毁坏。了丰富的食物来源，因而会导致了树林的毁坏。 珊瑚礁区的生物多样性高，食物链复杂，不同的生物占 珊瑚礁区的生物多样性高，食物链复杂，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 礁生态系统的环境。例如，氮、磷等养分就能够在该区生物礁生态系统的环境。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流出系统外。体间充分地循环利用而很少流出系统外。 1 1、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？而珊瑚、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？而珊瑚 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？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？ （二）物种多样性原理（二）物种多样性原理 一般而言，物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗 一般而言，物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗 力稳定性。力稳定性。 理论基础理论基础 ： 意义意义 ： 实例：实例： 生态系统的稳定性生态系统的稳定性 生物多样性程度可提高系统的抵抗力稳定性，提高生物多样性程度可提高系统的抵抗力稳定性，提高 系统的生产力系统的生产力 “三北三北”防护林建设中的问题，珊瑚礁生态系统防护林建设中的问题，珊瑚礁生态系统 的生物多样性的问题的生物多样性的问题 只有保持生态系统较高的生物多样性， 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和平衡。生物多样才能保证生态系统的稳定和平衡。生物多样 性的破坏有人为因素，而且往往作用巨大。性的破坏有人为因素，而且往往作用巨大。 2 2、从上面正面和反面的实例，你能得出怎样的结论？你认、从上面正面和反面的实例，你能得出怎样的结论？你认 为生物多样性的破坏有人为因素吗？为生物多样性的破坏有人为因素吗？ （三）协调与平衡原理（三）协调与平衡原理 理论基础理论基础 ： 意义意义 ： 实例：实例： 生物与环境的协调与平衡生物与环境的协调与平衡 生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失 衡和破坏衡和破坏 太湖富营养化问题、过度放牧等太湖富营养化问题、过度放牧等 所谓协调与平衡是指生物与环境的协调与平衡。所谓协调与平衡是指生物与环境的协调与平衡。 平衡平衡：指某环境下生物种群的数量与环境的承载力要平衡，：指某环境下生物种群的数量与环境的承载力要平衡， 如果生物的数量超过了环境的承载力的限度，就会引起如果生物的数量超过了环境的承载力的限度，就会引起 系统的失衡和破坏，如草原上的过度放牧就是典型的例系统的失衡和破坏，如草原上的过度放牧就是典型的例 子。子。 协调：协调：主要指生物要适应环境，因此在建设生态工程时，不要主要指生物要适应环境，因此在建设生态工程时，不要 盲目引种或栽种；盲目引种或栽种； （四）整体性原理（四）整体性原理 自然生态系统是通过 自然生态系统是通过生物与环境、生物与生物之间生物与环境、生物与生物之间的的协同进化协同进化而形成而形成 的一个不可分割的有机整体。人类也处在一个社会经济自然复合的一个不可分割的有机整体。人类也处在一个社会经济自然复合 而成的巨大系统中。进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的而成的巨大系统中。进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的 规律，更重要的是，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。只有把生态规律，更重要的是，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。只有把生态 与经济结合起来，才能从根本上达到造林和护林的目的。与经济结合起来，才能从根本上达到造林和护林的目的。 除此之外，社会习惯、法律制度等也 除此之外，社会习惯、法律制度等也 都对生态工程建设有着重要影响。建立在都对生态工程建设有着重要影响。建立在 对系统成分的性质及相互关系充分了解基对系统成分的性质及相互关系充分了解基 础之上的整体理论，是解决生态环境问题础之上的整体理论，是解决生态环境问题 的必要基础。只有应用整体性原理，才能的必要基础。只有应用整体性原理，才能 统一协调当前与长远、局部与整体、开发统一协调当前与长远、局部与整体、开发 与环境建设之间的关系，保障生态系统的与环境建设之间的关系，保障生态系统的 平衡和稳定。平衡和稳定。 理论基础 ： 意义 ： 实例： 社会，经济、自然构成复合系统社会，经济、自然构成复合系统 统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定 林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题 （五）系统学和工程学原理（五）系统学和工程学原理 1 1、系统的结构决定功能原理、系统的结构决定功能原理： 理论基础 ： 意义 ： 实例： 系统的结构决定功能原理：分布式优于集中式系统的结构决定功能原理：分布式优于集中式 和环式和环式 改善和优化系统的结构以改善功能改善和优化系统的结构以改善功能 桑基鱼塘桑基鱼塘 桑基鱼塘系统中物质和能量的流动是相互联系的，能 桑基鱼塘系统中物质和能量的流动是相互联系的，能 量的流动包含在物质的循环利用过程中，随着食物链的延量的流动包含在物质的循环利用过程中，随着食物链的延 伸逐级递减。伸逐级递减。 能量的多级利用和物质的循环利用能量的多级利用和物质的循环利用：桑叶用于喂蚕，：桑叶用于喂蚕， 蚕可以生产蚕丝；桑树的凋落物和蚕沙（粪）落到鱼塘中蚕可以生产蚕丝；桑树的凋落物和蚕沙（粪）落到鱼塘中 ，作为鱼的饲料，经过鱼塘内的食物链过程，可以促进鱼，作为鱼的饲料，经过鱼塘内的食物链过程，可以促进鱼 的生长；甘蔗可以榨糖，糖渣用来喂猪，猪的排泄物也进的生长；甘蔗可以榨糖，糖渣用来喂猪，猪的排泄物也进 入鱼塘；鱼的排泄物及其他未被利用的有机物和底泥经过入鱼塘；鱼的排泄物及其他未被利用的有机物和底泥经过 微生物的分解，又可以作为桑和甘蔗的有机肥料。桑基鱼微生物的分解，又可以作为桑和甘蔗的有机肥料。桑基鱼 塘巧妙地利用了很难利用的大片低湿地，发展了多种经营塘巧妙地利用了很难利用的大片低湿地，发展了多种经营 ，为农民创造了多种收入的门路，为农民创造了多种收入的门路，完全符合完全符合“ “无废弃农业无废弃农业” ”的的 要求要求。桑基鱼塘系统物质、能量流动示意图见图。桑基鱼塘系统物质、能量流动示意图见图 （五）系统学和工程学原理（五）系统学和工程学原理 2 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关系，只有这样才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、物质、信息等的转换和流通，并且实能顺利完成能量、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，即现总体功能大于各部分之和的效果，即“1 11 12”2”。 理论基础理论基础 ： 意义意义 ： 实例：实例： 整体大于部分整体大于部分 保持系统很高的生产力保持系统很高的生产力 珊瑚礁、藻类和珊瑚虫的关系珊瑚礁、藻类和珊瑚虫的关系 整体性原理和系统整体性原理的比较：整体性原理和系统整体性原理的比较： 整体性原理整体性原理指社会、经济、自然三方面协调统一，指社会、经济、自然三方面协调统一， 保障整个系统的稳定与平衡。如林业建设中自然系统、保障整个系统的稳定与平衡。如林业建设中自然系统、 社会系统与经济系统的关系问题，即种树的同时考虑经社会系统与经济系统的关系问题，即种树的同时考虑经 济收入、粮食、燃料等问题。济收入、粮食、燃料等问题。 系统整体性原理系统整体性原理指整体大于部分之和，目的是保持指整体大于部分之和，目的是保持 系统有很高的生产力，具体的说指互利共生的生物体现系统有很高的生产力，具体的说指互利共生的生物体现 系统整体性原理，如藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌、地系统整体性原理，如藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌、地 衣植物中藻类和真菌等。衣植物中藻类和真菌等。 物质循环再生原理 整体性原理 各种农产品的生产互相协调，互惠互利，实现了能量和物质的多级利用 50 2 物质循环再生原理 物种多样性原理 整体性 土壤中的无机物得不到补充，物质循环受到破坏，土壤肥力下降 不正确。不正确。因为食物链长，各食物链中的生物数量难以因为食物链长，各食物链中的生物数量难以 达到一定规模，影响经济效益；营养级多，高层次营养达到一定规模，影响经济效益；营养级多，高层次营养 级生物获得的能量较少，该营养级生物数量也较少。级生物获得的能量较少，该营养级生物数量也较少。 C 实例一农村综合发展型生态工程 问题 在我国13亿人口中，有9亿多人口生活在农村，人多地 少是突出的矛盾。怎样才能实现物质的多级循环利用 ，在资源有限的条件下有较多的产出，取得经济效益 、社会效益和生态效益的全面提高呢？ 对策建立农村综合发展型生态工程 考点2 生态工程实例分析 案例案例北京郊区的窦店村就是这个方面的一个典型。北京郊区的窦店村就是这个方面的一个典型。 作物秸秆用来生产食用菌 作物秸秆用来生产食用菌; ;饮料喂养畜禽饮料喂养畜禽; ;人、粪尿作人、粪尿作 为原料生产沼气为原料生产沼气; ;沼液用于水产养殖业沼液用于水产养殖业; ;沼渣为有机农产品沼渣为有机农产品 “无公害蔬菜无公害蔬菜”施肥和喂养畜禽。施肥和喂养畜禽。 讨论讨论 物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理等。 物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理等。 1 1、在这一案例中，主要运用了哪些生态工程的基本原理？、在这一案例中，主要运用了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 又降低了环境污染，促进了农村的可持续发展。 2 2、这一生态系统的结构和功能有哪些特点？有哪些值得借、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？鉴的做法？ 实现物质的多级循环利用，在资源有限的条件下有较实现物质的多级循环利用，在资源有限的条件下有较 多的产出，以解决人多地少的矛盾多的产出，以解决人多地少的矛盾 解决问题：解决问题： 自养需氧型 生产者 将生活垃圾分类处理 分解者 除利用了有机垃圾中的能量 外，还充分地、分层次地多 级利用了垃圾中的物质，并 且减少了因燃烧带来的污染 以沼气工程为中心，农林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，降低了环境污染， 促进了农村的可持续发展 实例二小流域综合治理生态工程实例二小流域综合治理生态工程 问题问题 小流域是指河流各级支流的集水区域。这些区域小流域是指河流各级支流的集水区域。这些区域 往往是往往是水土流失比较严重水土流失比较严重的地方。因此小流域治理具的地方。因此小流域治理具 有十分重要的意义。有十分重要的意义。 对策对策 小流域治理模式是我国农民和技术人员的创举，它是应小流域治理模式是我国农民和技术人员的创举，它是应 用生态工程的用生态工程的整体性原理、协调与平衡原理，以及系统学和整体性原理、协调与平衡原理，以及系统学和 工程学原理，工程学原理，通过保土蓄水、耕作措施、林草措施等工程和通过保土蓄水、耕作措施、林草措施等工程和 生物措施，层层设防来控制土壤侵蚀的。生物措施，层层设防来控制土壤侵蚀的。 案例案例 我国甘肃陇南地区总结出了我国甘肃陇南地区总结出了“九子登科九子登科”的治理模式：即的治理模式：即 山项戴帽子（封山育林），山腰系带子（还林还草，减少径流山项戴帽子（封山育林），山腰系带子（还林还草，减少径流 ），坡地修台子（梯田等高种植作物），地埂锁边子（种植作），坡地修台子（梯田等高种植作物），地埂锁边子（种植作 物保护地埂），荒地荒沟栽苗子（营造薪柴林），山脚种果子物保护地埂），荒地荒沟栽苗子（营造薪柴林），山脚种果子 （种植果园），沟底穿靴子（各种拦截坝、堤，拦蓄泥沙等）（种植果园），沟底穿靴子（各种拦截坝、堤，拦蓄泥沙等） ，见缝插针钉扣子（利用零星地种植林果），秋田盖罩子（覆，见缝插针钉扣子（利用零星地种植林果），秋田盖罩子（覆 盖地膜等保土耕作措施）。盖地膜等保土耕作措施）。 讨论讨论 “综合综合”表现在表现在它一改以前的单纯造林和蓄水、减沙等它一改以前的单纯造林和蓄水、减沙等 工程模式，工程模式，同时考虑到了生态效益和经济效益同时考虑到了生态效益和经济效益：不但注重通：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源问题。各种措施的结果是建立植薪柴林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。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 ？ 这种模式在其他小流域不能照搬，还是要因地制宜地进行 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，生态工程建设，不同气候带、不同自然条件和不同经济发展不同气候带、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。水平的地区，其生态工程的模式应各具特色。 2 2、从这一案例看，当地是怎么做到经济效益与生态效益、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？相统一的？这一模式在其他小流域能够照搬吗？ 山顶山顶土壤条件、气候条件恶劣，不宜蓄水，交通不便，改土壤条件、气候条件恶劣，不宜蓄水，交通不便，改 造成本高，适宜造成本高，适宜封山封山，依靠自然恢复力来恢复植被；，依靠自然恢复力来恢复植被；山腰山腰、荒、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，也可以人为于这样的地方可以自然恢复，也可以人为种植适宜的林木种植适宜的林木、草、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；对创造一定的经济效益；对沟底沟底而言，应建设堤坝系统，它可以而言，应建设堤坝系统，它可以 蓄水蓄水和淤积土地，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；对生命财产安全；对坡地坡地和山脚农田来说，土壤、水分条件良好和山脚农田来说，土壤、水分条件良好 ，交通也较方便，土地生产力高，适宜，交通也较方便，土地生产力高，适宜种植农作物种植农作物来解决人们来解决人们 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，这体现了生态工程体现了生态工程 协调与平衡、因地制宜的原理和思想。协调与平衡、因地制宜的原理和思想。 3 3、为什么要针对不同的地形采取不同的措施？这体现了生态、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？工程的什么原理？ 实例三大区域生态系统恢复工程实例三大区域生态系统恢复工程 问题问题 土地土地荒漠化荒漠化 对策对策 为了控制荒漠化的发展和水土流失，改善生态环境， 提高人民的生活水平，我国实施退耕还林还草、植 树造林等工程。 在在这一案例案例中，主要运用了哪些生态工程的基本原理？在在这一案例案例中，主要运用了哪些生态工程的基本原理？ 协调与平衡原理、整体性原理协调与平衡原理、整体性原理 讨论讨论 三北防护林跨越中国 三北防护林跨越中国1313个省、直辖市、自治区，对我国个省、直辖市、自治区，对我国 具有重要的具有重要的意义意义：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，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；化关系密切；同时这里自然矿产资源丰富，对我国的经济发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。展和国家安全具有重要战略意义。 1 1、国家为什么投入巨大的人力和物力兴建、国家为什么投入巨大的人力和物力兴建三北防护林工程三北防护林工程？ 首先首先应考虑应考虑树种的生态适应性问题，种植适宜品种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；宜林则林，宜灌则灌，宜草则草； 其次其次要考虑要考虑树种的多样性树种的多样性，保证防护林体系的稳定性，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不同地区应根据当地情况采取不同的策略，如条件恶劣，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。林网可能占较大比重。 2 2、这一工程横跨多个省区，根据协调与平衡原理和生物多样、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性原理，不同地区在造林设计上应当注意什么问题应当注意什么问题？ 实例四湿地生态恢复工程实例四湿地生态恢复工程 问题问题 对策对策 湿地生态系统恢复工程是采用工程和生物措施相 湿地生态系统恢复工程是采用工程和生物措施相 结合的方法，结合的方法，实施湿恢复工程。建立缓冲带实施湿恢复工程。建立缓冲带，以尽量，以尽量 减少人类的干扰，使湿地领先自然演替等机制恢复其减少人类的干扰，使湿地领先自然演替等机制恢复其 生态功能。生态功能。（控制污染、退田还湖控制污染、退田还湖） 湿地缩小引发的系列问题湿地缩小引发的系列问题 案例案例 江西鄱阳湖的吞吐水量可以占到长江总水量的江西鄱阳湖的吞吐水量可以占到长江总水量的15%15% ，是很重要的一类湿地。但 由于人类的围湖造田，使，是很重要的一类湿地。但 由于人类的围湖造田，使 其面积从上个世纪其面积从上个世纪5050年代的年代的5100Km5100Km 2 2 缩小到缩小到9090年代的年代的 3900km3900km 2 2 。鄱阳湖面积的缩小，使长江的蓄洪能力缩减了。鄱阳湖面积的缩小，使长江的蓄洪能力缩减了 4.5X104.5X10 9 9m m3 3 ，湖区洪灾频繁发生。最严重的一次是，湖区洪灾频繁发生。最严重的一次是19981998年年 ，数十万公顷的良田被淹没，数十万公顷的良田被淹没，150150多万人家园被毁。为此多万人家园被毁。为此 ，党中央提出了，党中央提出了“平堤行洪、退田还湖、移民建镇平堤行洪、退田还湖、移民建镇”的的 方针，共迁移农民方针，共迁移农民2222万户，使长江流域的湖泊水面又恢万户，使长江流域的湖泊水面又恢 复到建国初期的水平。复到建国初期的水平。 讨论讨论 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”的年的年 代，围湖造田，种植农作物，以生产更多的粮食；片面强代，围湖造田，种植农作物，以生产更多的粮食；片面强 调经济发展，没有认识到湖泊的巨大生态调节功能也是重调经济发展，没有认识到湖泊的巨大生态调节功能也是重 要原因。要原因。 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？ 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。的施用量等。 2 2、地处湖区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 ？ 实例五矿区废弃地生态恢复工程实例五矿区废弃地生态恢复工程 问题问题 矿藏开采后会造成土体、土壤和植被，乃至整个地 矿藏开采后会造成土体、土壤和植被，乃至整个地 区生态系统的破坏。矿区极端恶劣的土地条件，又会阻区生态系统的破坏。矿区极端恶劣的土地条件，又会阻 碍植被的生长。尤其是规模巨大的采矿业，不仅会对土碍植被的生长。尤其是规模巨大的采矿业，不仅会对土 地景观造成巨大的影响，还可能产生严重的重金属污染地景观造成巨大的影响，还可能产生严重的重金属污染 。 对策对策 人工制造表土、多层覆盖、特 人工制造表土、多层覆盖、特 殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复 工程。工程。 在这一案例中，主要运用了哪些生态在这一案例中，主要运用了哪些生态 工程的基本原理？工程的基本原理？ 系统学和工程学原理系统学和工程学原理 案例案例 我国赤峰市元宝山矿区生态恢复工 我国赤峰市元宝山矿区生态恢复工 程：自程：自2020世纪世纪6060年代以来，该矿区建立年代以来，该矿区建立 了大中小型煤矿了大中小型煤矿2020余个，为此共挤占耕余个，为此共挤占耕 地地5500hm25500hm2，并造成了大量排土场、塌陷，并造成了大量排土场、塌陷 地和闲置地等类型的废弃地。该地区在地和闲置地等类型的废弃地。该地区在 生态恢复改造工程中，采取了诸如围栏生态恢复改造工程中，采取了诸如围栏 、排石整地、植树造林、种草等措施，、排石整地、植树造林、种草等措施， 仅用了仅用了3 3年多的时间，就建立了草地年多的时间，就建立了草地 750hm2750hm2年产优质牧草年产优质牧草4000t4000t以上，还建立以上，还建立 了了3 3处加工能力为处加工能力为8t8t的饮料工厂及一处饲的饮料工厂及一处饲 养场，进行肉牛的养殖和粪肥的利用。养场，进行肉牛的养殖和粪肥的利用。 讨论讨论 矿区土壤条件恶劣，不适宜农作物的生长，因此代之 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。以适应性强，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？ 首先首先要考虑到牧草的产量，以草定畜；要考虑到牧草的产量，以草定畜； 其次其次从外地调运饲料要考虑饲养成本；更重要的是要考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虑到土地对粪肥的承载力, ,以及对粪肥的加工或利用情况，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。大而造成新的污染。 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？ 实例六城市环境生态工程 问题 污染 对策和案例 合理规划和布局，推广 合理规划和布局，推广“环境友好技术环境友好技术”和低污染和低污染 清洁生产工艺，以减少污染的产出清洁生产工艺，以减少污染的产出; ; 治理污染，进行废治理污染，进行废 弃物的资源化利用弃物的资源化利用; ;同时要建立健全法制进行监督。同时要建立健全法制进行监督。 在这一案例中，主要运用了哪些生态工程的基本原理？ 协调与平衡原理、整体性原理等 讨论讨论 减少污染的措施：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新止使用含铅汽油，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。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之一，汽车噪声又是、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？车造成的污染？ 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。 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、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？居民应当在这方面承担什么责任和义务？ 在肯定生态工程的作用，特别是对恢复和重建受损 在肯定生态工程的作用，特别是对恢复和重建受损 生态环境的重要作用的同时，不要忘记大自然固有的强生态环境的重要作用的同时，不要忘记大自然固有的强 大的生态恢复力量大的生态恢复力量; ;更不能误认为只要有了生态工程，就更不能误认为只要有了生态工程，就 可以走发达国家可以走发达国家“先污染、破坏，后治理先污染、破坏，后治理”的老路。的老路。 二、生态工程发展的前景二、生态工程发展的前景 （一）（一）“生物圈生物圈2 2号号”生态工程的实验及启示生态工程的实验及启示 多年来，人类梦寐以求地憧憬着冲出地球，向 多年来，人类梦寐以求地憧憬着冲出地球，向 宇宙进军，在地球外寻找宇宙进军，在地球外寻找“诺亚方舟诺亚方舟”。“生物圈生物圈 2 2号号”就是在人们的这种求索中诞生的。其目的是就是在人们的这种求索中诞生的。其目的是 制造一个人工模拟的生命支持系统，以验证人类在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，利用人工生态工程，仅仅依靠离开地球的情况下，利用人工生态工程，仅仅依靠 太阳能，能否维持生存。太阳能，能否维持生存。 1 1、“生物圈生物圈2 2号号”生态工程的结构组生态工程的结构组 成成 它的地上部分它的地上部分 为立体钢架构型，为立体钢架构型， 配有双层玻璃窗，配有双层玻璃窗， 底部以厚水泥层完底部以厚水泥层完 全与外界隔离。内全与外界隔离。内 部主要由部主要由7 7种模拟种模拟 生态群落区和两个生态群落区和两个 大气扩张室大气扩张室“ 肺肺”组成。生物群组成。生物群 落包括落包括5 5个野生生个野生生 物群落（热带雨林物群落（热带雨林 、热带草原、海洋、热带草原、海洋 、沼泽、沙漠）和、沼泽、沙漠）和 2 2个人工生物群落个人工生物群落 （集约农业区和居（集约农业区和居 住区），约有生物住区），约有生物 40004000种。种。 2 2、“生物圈生物圈2 2号号”与外界的联系和能量供给：与外界的联系和能量供给： “生物圈生物圈2 2号号”虽然在物质上与外界完全隔绝虽然在物质上与外界完全隔绝 ，全可以通过电力传输、电信和计算机同外界联系，全可以通过电力传输、电信和计算机同外界联系 。能量的供给则只有通过植物吸收的太阳能。能量的供给则只有通过植物吸收的太阳能。 3 3、“生物圈生物圈2 2号号”的物质循环途径：的物质循环途径： 农田区的作物秸秆作为附近动物饲养场的饲