(共61张PPT)
5.2 生态工程的实例和发展前景
生态农业园有什么价值?
一、生态工程的实例
1、农村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:
物质的多级利用问题
进行综合发展型生态工程
对策:
案例:
(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。
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)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?
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:利用零星地种果树。
秋田盖罩子:覆盖地膜等保土耕作措施。
“九子登科”模式
小流域的综合治理原理:
整体原理
协调与平衡原理
工程学原理
改变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。
1.小流域的综合治理,“综合”表现在哪些方面?
2.为什么要针对不同的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、整体性原理。
3. 这一模式在其他小流域能够照搬吗?
不能照搬. 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、大区域生态系统恢复工程
退耕还草和三北防护林建设
问题:
对策:
案例:
我国土地荒漠化问题
植树造林、退耕还林、还草
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?
(1)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。
(2)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决定的。
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?
①考虑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;②要考虑树种的多样性,保证防护林体系的稳定性;③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恢复力,而农区的防护林中农田防护林网可能占较大比重。
4. 湿地生态恢复工程
(1)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。
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渡带。
珊瑚礁
滩涂
红树林
红树
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。
(2)湿地的功能:
典型黄海滩涂湿地
麋鹿 (四不象 ):头似马,角似鹿,蹄似牛,尾似驴
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
湿地的缩小和破坏问题
案例:
问题:
对策:
江西鄱阳湖湿地生态恢复工程
工程与生物措施相结合;建立缓冲带
(1)当初人们为什么要围湖造田?
①解决粮食短缺问题;
②片面强调经济发展,没有认识到湖泊的巨大生态调节功能。
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?
(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。
(4) 湿地恢复生态工程遵循什么原理?
协调与平衡原理、整体性原理
5、矿区废弃地的生态工程
矿区生态环境的破坏问题
案例:
对策:
问题:
赤峰市元宝山矿区生态恢复工程
修复土地、恢复植被等
(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。
(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;
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。
系统学与工程学原理
还有金矿、铁矿、铜矿等。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。
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?
4.矿区废弃地的生态恢复工程遵循的生态工程的什么原理?
大 于60分 贝 属 于 噪 音
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
问题:
对策:
城市绿化污水净化和废弃物处理等综合治理
(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。
(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?
(3)城市环境生态工程遵循什么原理?
协调与平衡原理、整体性原理
二、生态工程发展的前景
“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。
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,利用人工生态系统,仅依靠太阳能,能否维持生存。
①物质上:与外界隔绝;
②信息上:可以通过电力传输、电信和计算机同外界相连;
③能量上:只允许太阳能通过玻璃射入。
1、“生物圈2号”的实验及启示
主要是温度失调;在1991至1993年的实验中,由于研究人员发现:生物圈2号的氧气与二氧化碳的大气组成比例,无法自行达到平衡;生物圈2号内的水泥建筑物影响到正常的碳循环;多数动植物无法正常生长或生殖,其灭绝的速度比预期的还要快。经广泛讨论,确认“生物圈2号”实验失败,未达到原先设计者的预定目标。
说明了生态系统的复杂性,人类不可能模仿自然建造出稳定的生物圈,只就表明人类只有一个适合生存的环境,也说明物质循环和能量流动是不能模仿的。
2、我国生态工程发展前景的分析与展望
(1)西方国家生态工程的特点
(2)我国生态工程的特点
(3)我国生态工程存在的问题及发展前景
我国生态危机:不是单纯的环境污染问题,而是与人口激增、环境与资源破坏、能源短缺等问题结合在一起的“并发症”。
我国生态工程的不足之处:
①缺乏定量化模型指导,难以设计出标准化、易操作的生态工程样板;
②设计缺乏高科技含量,生态系统的调控缺乏及时准确的监测技术支持,缺乏理论性指导等。
江苏张家港
辽宁大连
福建厦门
广东深圳
①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。
②自然生态系统具有相当的自我恢复能力,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。
1.分析朝鲜三八线的资料,说明它所蕴涵的意义。
2.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,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,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的基础上,说明你所依据的生态工程原理。
“四位一体”生态工程物质循环示意图
“四位一体”充分应用了物质循环再生和物种多样性等原理,提高了单位土地面积的产出,同时减少了环境污染,大大提高了农业的综合效益。
1.根据下图说明我国现有的生产模式严重违反了
( )生态工程原理。
A、整体性原理 C、系统的结构决定功能原理
B、协调与平衡原理 D、物质循环再生的原理
D
2.海洋渔业生产中,合理使用网眼尺寸较大的网具进行捕捞,有利于资源的可持续利用。下列不正确的解释是( )
A.更多幼小的个体逃脱,得到生长和繁殖的机会
B.减少捕捞强度,保持足够的种群基数
C.维持良好的年龄结构,有利于种群数量的恢复
D.改变性别比例,提高种群出生率
D
3.稻-鸭-萍共作是一种新兴的生态农业模式,其中,水生植物红萍(满江红)适生于荫蔽环境,可作为鸭子的饲料,鸭子能吃有害昆虫并供肥,促进水稻生长,对以此模式形成的生态系统,下列叙述错误的是( )
A.该生态系统的主要功能是物质循环和能量流动
B.鸭子既是初级消费者,又是次级消费者
C.生物群落由水稻、红萍、鸭子和有害昆虫组成
D.水稻和红萍分层分布,能提高光能利用率
C
4.(多选)目前,一些地区采用人工浮床治理水体污染。人工浮床净化水体的机理包括 ( )
A.植物吸收水中的悬浮物,提高水体透明度
B.植物吸收水中的NO3-、PO43-等,降低水中氮、磷含量
C.浮床遮光,抑制浮游藻类的生长繁殖、防止水华发生
D.浮床下方水体氧浓度升高,减少微生物种类和数量
B C
5.江苏某农户创建的冬季生态型种植养殖模式如下图所示,请据图回答下列问题。
(1)牛棚内产生的 可扩散进入蔬菜大棚,提高蔬菜大棚,提高蔬菜的光合效率;蔬菜光合作用产生的 可扩散进入牛棚。
(2)秸杆除了作为牛的饲料外,还可与牛粪混合堆入进行 ,腐熟的产物肥效提高,这是因为
。这种肥料用作蔬菜栽培可以提高蔬菜产量。
发酵
氧气
二氧化碳
微生物将有机物分解为无机物
(3)在牛的品系、饲料品种和用量不变的条件下,采用这种养殖模式,牛的生长速率明显提高,其主要原因是 。
(4)牛棚保温所需的热能来源于牛身散热、地热、
和 。
(5)从生态系统主要功能的角度分析,这种种植养殖模式较好地实现了 。
物质的循环利用和能量的高效利用
发酵产热
太阳光能
牛棚内温度较高因而牛维持体温消耗的能量较少