湖南省长沙市长郡卫星远程学校高中生物《专题五 生态工程》课件1 新人教版选修3.ppt

生态工程 生态工程的概念 人类应用生态学 工程学 系统学 经济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 对已破坏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 并提高生态系统的生产力 从而促进人类社会和自然环境和谐发展 主要是通过实行 原则 使一个系统产生出的污染物 能够成为本系统或者另一个系统的 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是 生态经济 循环经济 生态工程 生产原料 生态工程建设目的 遵循自然界物质循环的规律 充分发挥资源的生产潜力 防止环境污染 达到经济效益和生态效益的同步发展 生态工程建设目的 遵循自然界物质循环的规律 充分发挥资源的生产潜力 防止环境污染 达到经济效益和生态效益的同步发展 与传统的工程相比 生态工程是一类少消耗 多效益 可持续的工程体系 生态工程建设目的 优点 湖南长郡卫星远程学校 2010年上学期 制作03 二 生态工程所遵循的基本原理 无废弃物农业 饲料与垫料 人类食品 作物残留 人类食品 人粪尿 n p k等 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 二 生态工程所遵循的基本原理 1 物质循环再生原理 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 二 生态工程所遵循的基本原理 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 资料分析 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 资料分析 纯樟子松林 杨树林生物多样性低 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了丰富的食物来源 因而导致树林的毁坏 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体间充分地循环利用而很少流出系统外 2 从上面正面和反面的实例 你能得出怎样的结论 2 从上面正面和反面的实例 你能得出怎样的结论 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 2 物种多样性原理 1 物质循环再生原理 二 生态工程所遵循的基本原理 物种越丰富 生态系统的抵抗力稳定性越高 2 物种多样性原理 1 物质循环再生原理 二 生态工程所遵循的基本原理 3 协调与平衡原理 需要考虑环境承载力即环境容纳量 资料分析 1 从协调与平衡的原理出发 想一想 在我国西北地区进行防护林建设时 应选择哪些树种 如果在该地区发展畜牧养殖业 你认为应该注意什么问题 几种西北地区特别适宜树种的介绍 1 沙棘 俗称 酸柳 酸刺 黑刺 2 山杏 主要指西伯利亚杏 3 刺槐 4 锦鸡儿 又称拧条 5 杜梨 6 沙枣 7 合欢 8 臭椿 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 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 增加牧草产量 自然 社会 经济复合系统 2 物种多样性原理 1 物质循环再生原理 二 生态工程所遵循的基本原理 3 协调与平衡原理 4 整体性原理 整体指社会 经济 自然复合成的巨大系统 2 物种多样性原理 1 物质循环再生原理 二 生态工程所遵循的基本原理 3 协调与平衡原理 4 整体性原理 5 系统学和工程学原理 5 系统学和工程学原理 1 系统的结构决定功能原理 5 系统学和工程学原理 1 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 2 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 1 1 2 思考与探究 3 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 生态工程实例及其应用前景 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 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 1 在这一案例中 主要运用了哪些生态工程的基本原理 思考与讨论 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 1 在这一案例中 主要运用了哪些生态工程的基本原理 思考与讨论 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 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 1 在这一案例中 主要运用了哪些生态工程的基本原理 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 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 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 九子登科 模式 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 思考与讨论 1 小流域的综合治理 综合 表现在哪些方面 2 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 山顶土壤 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 2 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 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 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原理和因地制宜的思想 3 这一模式在其他小流域能够照搬吗 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 这一模式在其他小流域能够照搬吗 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 思考与讨论 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 而危害巨大的沙尘暴 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 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 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 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 而农区的防护林中农田防护林网可能占较大比重 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性原理 不同地区在造林设计上应当注意什么问题 4 湿地生态恢复工程 4 湿地生态恢复工程 什么是湿地 4 湿地生态恢复工程 什么是湿地 目前国际上公认的湿地定义是 湿地公约 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 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过6米的水域 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 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经常覆盖着水或充满了水 是介于陆地和水体之间的过度带 珊瑚礁 滩涂 红树林 红树 沼泽 湿地被誉为地球的 肾脏 具有蓄洪防旱 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能 典型黄海滩涂湿地 地处江淮平原 中国沿海最大的一块滩涂湿地 保证了数百万计水禽的迁徙 满足了丹顶鹤等濒危物种的越冬安全 江苏盐城保护区 盐城沿海滩涂湿地 保护区 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 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 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 思考与讨论 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 思考与讨论 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 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 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 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 思考与讨论 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 思考与讨论 2 怎样合理地筹划养殖肉牛的数量 思考与讨论 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 思考与讨论 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 大于60分贝属于噪音 6 城市环境生态工程 问题 城市生态系统面临的垃圾 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 废弃物填埋示意图 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 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 思考与讨论 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 思考与讨论 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 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 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 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 思考题 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 生物圈2号 于1986年11月破土动工 1991年9月 第一批8名实验者进入其中并开始实验 1993年2月 向 生物圈2号 输氧 人员撤出 1994年2月第二批7名实验者进入其中 几个月后撤出 实验失败 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 我国生态工程存在的问题及发展前景 思考与讨论 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 思考与讨论 1 分析朝鲜三八线的资料 说明它所蕴涵的意义 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 思考与探究 3 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 练一练 1 人类设计生态工程的根本目标是a 促进自然界良性循环的前提下 达到生态效益与经济效益的同步发展b 促进自然界良性循环的前提下 防治环境污染 提高经济效益c 防治环境污染 达到生态效益与经济效益的同步发展d 促进自然界良性循环的前提下 充分发挥资源的生产潜力 防治环境污染 达到生态效益与经济效益的同步发展 练一练 1 人类设计生态工程的根本目标是a 促进自然界良性循环的前提下 达到生态效益与经济效益的同步发展b 促进自然界良性循环的前提下 防治环境污染 提高经济效益c 防治环境污染 达到生态效益与经济效益的同步发展d 促进自然界良性循环的前提下 充分发挥资源的生产潜力 防治环境污染 达到生态效益与经济效益的同步发展 2 多选 生态工程体系的特点是a 少消耗b 多效益c 可持续d 多投资 2 多选 生态工程体系的特点是a 少消耗b 多效益c 可持续d 多投资 3 实现循环经济的最重要的手段之一是a 大力发展 石油农业 b 生态工程c 清除污染物d 禁止产出污染物 3 实现循环经济的最重要的手段之一是a 大力发展 石油农业 b 生态工程c 清除污染物d 禁止产出污染物 4 单一的人工林比天然混合林的稳定性低 容易遭受害虫危害 这体现了生态工程的什么原理 a 物质循环再生原理b 协调与平衡原理c 物种多样性原理d 系统整理性原理 4 单一的人工林比天然混合林的稳定性低 容易遭受害虫危害 这体现了生态工程的什么原理 a 物质循环再生原理b 协调与平衡原理c 物种多样性原理d 系统整理性原理 5 城市生活垃圾要做到分类 回收 利用 实现废物资源化利用 与该做法关系最密切的生态工程原理是 a 物种多样性原理b 整体性原理c 物质循环再生原理d 系统学原理 5 城市生活垃圾要做到分类 回收 利用 实现废物资源化利用 与该做法关系最密切的生态工程原理是 a 物种多样性原理b 整体性原理c 物质循环再生原理d 系统学原理 6 在人类的生产活动中 为了不受大自然的惩罚 必须具备正确的观点是 a 只有讲求生态效益 才能获得稳定的经济效益b 遵循生态系统自身规律 大力扩展耕地面积c 保护对人类有益的生物资源 消灭对人类不利的种群d 优先考虑经济效益 充分开发 利用自然资源 6 在人类的生产活动中 为了不受大自然的惩罚 必须具备正确的观点是 a 只有讲求生态效益 才能获得稳定的经济效益b 遵循生态系统自身规律 大力扩展耕地面积c 保护对人类有益的生物资源 消灭对人类不利的种群d 优先考虑经济效益 充分开发 利用自然资源 7 我国 三北防护林 虽然取得了巨大的生态和经济效益 但由于没有完全按照自然生态规律办事 也产生了不少问题 例如 辽宁西部的章古台地区 由于单一种植樟子松树 使松毛虫因为没有天敌而肆虐一时 使很多地方几乎成了不毛之地 这个事实说明了 a 樟子松树的抗虫能力很差b 松毛虫的危害性很强 并专一性的侵害樟