&选修三5生态工程（共36张PPT）

专题五 生态工程
第1节 生态工程的基本原理
（一）关注生态工程建设
1.什么是生态工程？
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，对已被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的和谐发展。
简单地说就是：“用科学技术手段，修复生态环境，促进和谐发展。
2.为什么要关注建设？
1）传统的经济模式，导致出现了一些的问题。
阅读资料（1）洪水泛滥。 （2）石油农业。根本原因？
2）传统的经济模式正在毁坏水、大气、土壤和生物资源。
生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。
3.实现生态经济的手段？
主要是通过实行“ 循环经济”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 生产原料 ，从而实现废弃物的资源化。
实现循环经济最重要的手段之一是 生态工程 。
其是一个生态学、工程学、系统学、经济学等学科交叉而产生的新兴学科。
（二）生态工程所遵循的基本原理
1、物质循环再生原理
是我国古代传统农业的辉煌成就之一，也是生态工程最早和最生动的一种模式。
无废弃物农业
理论依据：物质循环原理
物质循环中涉及到的生态系统成分是那些？
养花常识。
2、物种多样性原理
物种越丰富，生态系统的抵抗力稳定性越高。
遇虫害而死的樟子松
珊瑚礁区生物多样性非常高
阅读思考： 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？
阅读思考： 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？
水葫芦泛滥对生态系统造成影响
讨论：从协调与平衡原理出发，想一想，在我国西北地区进行防护林建设时，应选择哪些特征的树种？如果在该地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？
需要考虑环境承载力（环境容纳量），以及生物与环境的适应
3、协调与平衡原理
生物与环境的协调与平衡
4、整体性原理
整体指社会-经济-自然复合而成的巨大系统
生产 成本
消费效益
经济系统
植物
动物
微生物
非生物的因素
自然系统
政策
管理
科学文化
社会系统
社会惯
法律制度等
生物与生物
生物与环境
主要是不同系统之间的平衡与协调
5、系统学和工程学原理
（1）系统的结构决定功能原理
可靠性：分布式优于集中式和环式。
思考：集中式和环式有可取之处吗？
苔原植物
北极兔
旅鼠
驯鹿
麝牛
草
鼠
食草
昆虫
鸟
猫头
鹰
5、系统学和工程学原理
（2）系统整体性原理
你能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗?
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”。
珊瑚礁“白化”
思考：系统整体性原理和整体性原理的区别？
本节小结：
5.1生态工程的基本原理
一 关注生态工程的建设--
二 生态工程所遵循的基本原理
1.物质循环再生原理-----
2. 物种多样性原理-------
3.协调与平衡原理----
4.整体性原理-----
5.系统学和工程学原理
(1).系统的结构决定功能原理---
(2).系统整体性原理------------
物质循环
生态系统的稳定性
生物与环境的协调与平衡
社会、经济、自然构成复合系统
分布式优于集中式
整体大于部分
少消耗、多效应、可持续。
结束
当堂反馈
无废弃物农业。 （ ）
澳洲大堡礁内生物种类繁多。 （ ）
立法降低农民的税收问题。 （ ）
三北防护林，出现大片虫害。 （ ）
前面种树，后面砍林。 （ ）
南方水网地区的桑基鱼塘模式 （ ）
失去了共生藻类的珊瑚虫，最终导致系统崩溃。（ ）
沼气工程 （ ）
水葫芦和藻类疯长，不再适宜鱼虾生活。 （ ）
超载放牧，导致草地退化 （ ）
使用堆肥和沤肥法实现生态农业 （ ）
广东大量引种木麻黄作为行道树，出现严重虫害（ ）
西北杨树长成半死不活的“小老头”。 （ ）
城市生活垃圾要做到分类、回收、利用，实现废物资源化利用。 （ ）
物质循环再生原理
物质循环再生原理
物质循环再生原理
物种多样性原理
协调与平衡原理
协调与平衡原理
物种多样性原理
协调与平衡原理
整体性原理
整体性原理
物种多样性原理
系统结构决定功能原理
系统整体性原理
物质循环再生原理
专题5 生态工程
生态工程的实例和发展前景
生态工程的实例和发展前景
实例
农村综合发展型生态工程
小流域综合治理生态工程
大区域生态系统恢复工程
湿地生态恢复工程
矿区废弃地的生态恢复工程
城市环境生态工程
1农村综合发展型生态工程
问题
农村突出矛盾：人多地少。
对策
建立农村综合发展型生态工程
1、以上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、系统的结构决定功能等。
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。
讨论
2小流域综合治理生态工程
问题
水土流失严重
对策
开展小流域综合治理生态工程
宁夏小流域综合治理
2小流域综合治理生态工程
应用原理：
整体性原理、协调与平衡原理以及工程学等原理。
措施：
保土蓄水、耕作措施、林草措施等工程和生物措施，目前还采取了产业结构调整、土地优化利用、加强农林牧结合等措施
目的：
层层设防来控制土壤侵蚀，并建立稳定、持久、高效的复合系统，获得最大的生态和经济效益
●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；
●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
分析甘肃省陇南县的“九子登科”模式，在说明“九子”措施含义的基础上，谈谈你对小流域综合治理生态工程的理解
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。
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？
山顶土壤条件、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，对于这样的地方可以自然恢复，也可以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，保证人民的生命财产安全。
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、因地制宜的原理和思想。

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.大区域生态系统恢复工程
问题
我国土地由于人类行为不当引起大面积的荒漠化，特别是在西北地区
对策
实施森林或草原植被恢复的生态工程、水土保持的生态工程，如退耕还林还草生态工程、防沙治沙生态工程、三北防护林生态工程等。
成绩
减轻了风沙、干热风、寒露风、昆虫等对农作物的危害，改善了农业生产条件，加快了地方经济发展和人民生活水平。
三北防护林工程
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？
三北防护林跨越中国13个省、直辖市、自治区，对我国具有重要的意义：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，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；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
问题
在经济发展过程中，人类的不当行为破坏了大量的湿地资源。
对策
采用工程和生物措施相结合的方法，使受到干扰的湿地得以恢复，同时要建立缓冲带，减少人类的干扰
内蒙古自治区
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。
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。
5.矿区废弃地的生态恢复工程
问题
矿藏开采后破坏地区生态系统，甚至可能产生严重的重金属污染。
对策
人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等。
花岗石矿区
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；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。
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。
6.城市环境生态工程
问题
城市的发展带来了严重的环境污染等问题
对策
用生态工程的方法对城市环境进行综合治理
深圳
大连