生态工程的实例和发展前景.ppt

1、第二节 生态工程的实例和发展前景,20世纪70年代以来，我国生态工程的理论和实践都取得长足进展。在某些研究领域已处于国际领先地位，在实践上已应用于农业生产、环境保护、城镇建设等许多方面，取得了举世瞩目的成就。,一、生态工程的实例,1、农村综合发展型生态工程,农村中物质、 能量的多级利用问题 进行综合发展型生态工程 北京窦店村以沼气为中心的生态工程,问题: 对策: 案例:,思考与讨论,1.在这一案例中，主要运用了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？ 这个案例以沼气工程为核心，农林牧副渔各业全面发

2、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、小流域综合治理生态工程,小流域水土流失问题 进行综合治理 甘肃陇南县“九子登科”模式,问题: 对策: 案例:,山顶戴帽子：封山育林。 山腰系带子：还林还草，发挥林草拦蓄 作用，减少径流。 坡地修台子：坡耕地改梯田种植作物。 地埂锁边子：地埂种植经济作物。 荒地荒沟栽苗子：在荒山、荒沟、荒坡 地建薪柴林。 山脚种果子：果园 沟底穿靴子：修建坝、堤、拦蓄泥沙， 减少山体的崩塌和滑坡。 见缝插针钉扣子：利用零星地种果。 秋田盖罩子：覆盖地膜等保土耕作措施。,“九子登科”模式,思考与讨论,小流域的综合治理，“

3、综合”表现在哪些方面？ 通过还林、还草、筑坝等达到蓄水、降低土壤侵蚀的生态效果；还提高人们的生活水平。如：种植农作物，种植经济作物来提高人们的收入，种植薪柴林作燃料。建立一个稳定、持久、高效的生态系统。,3、大区域生态系统恢复工程,我国土地荒漠化问题 植树造林、退耕还林、还草 退耕还草和三北防护林建设,问题: 对策: 案例:,三北防护林跨越中国13个省、直辖市、自治区; 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，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化有关。,为什么要建三北防护林？,4、湿地生态恢复工程,湿地的缩小和破坏

4、问题 控制污染、退田还湖 江西鄱阳湖湿地生态恢复工程,问题: 对策: 案例:,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。 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

5、，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。,5、矿区废弃地的生态工程,矿区生态环境的破坏问题 修复土地、恢复植被等 赤峰市元宝山矿区生态恢复工程,问题: 对策: 案例:,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？ 2.怎样合理地筹划养殖肉牛的数量？ 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？,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。,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

6、,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。,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。,6、城市环境生态工程,城市生态系统面临的垃圾、大气、噪音等污染问题 城市绿化污水净化和废弃物处理等综合治理,问题: 对策:,江苏张家港,辽宁大连,福建厦门,广东深圳,广东珠海,山东威海,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

7、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。 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

8、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。,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,二、生态工程的实例分析,1.你知道美国的罗斯福工程吗？ 19世纪中叶，美国

9、鼓励向半干旱的西部大草原移民开荒，认为这是既发展西部又解决就业问题的聪明之举。18601890年间，90 000 km2不宜作为农田的天然草原被开垦。但由于农作物的地面覆盖远没有草地来得有效，加上过度垦、牧造成土地大面积沙化，从而提供了沙尘源。从20世纪30年代起，沙尘暴渐成气候。1934年5月12日，一场巨大的风暴席卷了美国东部与加拿大西部的辽阔土地。风暴从美国西部土地破坏最严重的干旱地区刮起，形成一个东西长2 400 km，南北宽1 500 km，高3.2 km的巨大的移动尘土带，空气中含沙量达40 t/km3，遮天蔽日，向东部横扫过去，直达首都华盛顿。风暴持续了3天，掠过了美国2/3的大

10、地，约3108 t土壤被刮走。风过之处，水井、溪流干涸，牛羊死亡，冬小麦严重减产，人们背井离乡。这就是震惊世界的“黑风暴”（Dust Bowl）事件。类似事件后来又发生过若干起。 1934年起罗斯福总统紧急实施“大草原各州林业工程”，即“罗斯福工程”。工程规划沿西经100度线种植一条纵贯美国的防护林带，南北长约1 850 km，东西宽160 km，建设范围约1 851.5104 hm2。用了约8年时间（19351942年），营造林带总长28 962 km，面积约105 hm2。到20世纪80年代中期，人工营造的防护林带总长16104 km，面积约65104 hm2。 在开展造林工程的同时，美国

11、成立了土壤保持局，鼓励各州采取土壤保持措施，如农田免耕、覆盖、休耕、粮草轮作、退耕还草等措施；同时把新垦地上的几十万居民举家迁往西海岸。这些系统的生态治理措施，使得美国后来基本上控制了黑风暴。这是人类应用生态工程改造环境的一个良好案例。 2.你知道“斯大林改造大自然计划”的前因和后果吗？ 前苏联从1954年开始提出“让荒地服务于社会主义”的口号，在哈萨克、乌拉尔等地的半干旱草原上，10年之内盲目开垦了约6105 km2土地。这虽然一度使前苏联粮食年产量增加了大约2/3，但却造成了植被和表土结构的破坏。在1960年3月和4月，两次出现大面积黑风暴，仅哈萨克新垦区农田就被毁了2105 km2。其农

12、耕系统几乎瘫痪，连邻国罗马尼亚、匈牙利和南斯拉夫也都尘土迷漫。比黑风暴波及更广、持续更长的，是同时发生并绵延至今的白风暴。前苏联在土库曼斯坦卡拉库姆沙漠中修建卡拉库姆运河，从亚洲第三大湖咸海的主要水源阿姆河调水，灌溉农田和草场。这种“创造性地再造自然”带来了一系列生态环境问题：阿姆河河水被截走，使得阿姆河下游的咸海水位急剧下降，30年间湖岸线后退了1020 km，咸海湖底盐碱裸露，周围地区沙化严重，“白风暴”（含盐尘的风暴）接踵而来，不仅使咸海附近的环境荒漠化，还永久性地毁灭了60%的新垦区，使其成为生命的禁区，导致了不可逆转的生态灾难。 1948年，前苏联实行了“苏联欧洲部分草原和森林草原地

13、区营造农田防护林，实行草田轮用，修建池塘和水库，以确保农业稳产高产计划”，这就是所谓的“斯大林改造大自然计划”。规划用17年时间（19491965年），营造各种防护林57105 hm2。实际营造各种防护林287104 hm2。1967年，前苏联发布“关于防止土壤侵蚀紧急措施”的决议，将营造各种防护林列为防止土壤侵蚀的主要措施，再次把防护林建设列入国家计划。到1985年，前苏联已营造防护林约55105 hm2；国家防护林带13.3104 hm2，总长11 500 km，这些林带分布在分水岭、平原、大河两岸、道路两旁，对调节径流、改善小气候、提高农作物产量等起到明显作用。20世纪80年代末期，前苏

14、联解体，防护林大规模营造活动中止。 从总体上看，前苏联把生态恢复和保护工程片面理解为只是营造农田防护林网，而且是“改造”自然的行动；但伴随造林工程的不是退耕还林还草，反而是耕种面积的进一步扩展和生产用水扩大。其结果是虽然到1953年营建的防护林近23105 hm2，但到20世纪60年代末，保存下来的防护林面积只有2%，其结果就是生态环境局部变好而整体恶化。 3.最近这些年来我国北方沙尘暴问题日益严重的主要原因是什么？ 沙尘暴的形成及其大小，直接取决于风力、气温、降水及与其相关的土壤表层状况。气候异常、高空气流运动、气温升高是造成沙尘暴的主要原因；降水稀少导致表层土壤干燥、疏松；植被破坏、沙化土

15、地不断扩展是沙尘暴频繁发生的重要原因，而这与人类的毁林毁草开荒、过度放牧、滥樵滥采等破坏活动密切相关；同时城市建设中工地裸露也是扬沙浮尘天气的原因之一。 4.有什么新方法处理农作物的秸秆？ 秸秆还田、青贮饲料、沼气发酵和秸秆汽化等。 秸秆汽化技术是近年来发展的一项较新的秸秆利用技术。秸秆经过汽化后，生成可燃气体（相当于发生炉煤气），用于农村居民的炊事及采暖，也可生产电力。这种技术比秸秆在作为燃料使用时的热效率大大提高，可以更有效地利用，并减少了环境污染。 5.薪炭林种植的树种有什么特点？ 薪炭林具有生长稳定、速生、高产、发芽率高、热值高等特性，包括天然林和人工林。发展以生产燃料为主要目的薪炭林是我国森林发展的重要方面。发展薪炭林，不仅关系着我国林业建设成效，也是缓解我国薪材供求矛盾和农村能源短缺的重要措施，对于改善林种树种结构，增强森林适应社会和抗御自然灾害能力，维护和改善生态环境，促进秸秆、畜粪还田和农村经济发展都具有重大战略作用。 6.生物净化生态工程如何用于解决水体的富营养化？ 包括养殖场、屠宰场废水在内的高浓度有机废水，虽然经过厌氧处理（沼气发酵），可以有效的降低生物耗氧量（BOD）和化学耗氧量（COD），但是沼液中大量的氮、磷养分并未脱去。如果集中排入水体，仍然可能导致富营