1、生态工程的实例和发展前景一、生态工程的实例一、生态工程的实例农村农村综合综合发展发展型生型生态工态工程程问问题题怎样实现农村中物质的怎样实现农村中物质的_,_,在资源在资源有限的条件下有较多的产出有限的条件下有较多的产出,取得取得_、_和和_的全面提高的全面提高对对策策建立建立_生态工程生态工程案案例例北京窦店村以北京窦店村以_为中心的生态工程为中心的生态工程多级循环利用多级循环利用经济效益经济效益社会效益社会效益生态效益生态效益农村综合发展型农村综合发展型沼气工程沼气工程小流小流域综域综合治合治理生理生态工态工程程问问题题小流域小流域_比较严重比较严重对对策策应用生态工程的应用生态工程的_原
2、理、原理、_原理原理,以及工程学等原理以及工程学等原理,通过保土蓄水、耕作措施、通过保土蓄水、耕作措施、林草措施等工程和生物措施林草措施等工程和生物措施,层层设防来控制层层设防来控制_案案例例甘肃陇南地区甘肃陇南地区“九子登科九子登科”治理模式治理模式水土流失水土流失整体整体协调与平衡协调与平衡土壤侵蚀土壤侵蚀大区大区域生域生态系态系统恢统恢复工复工程程问问题题我国土地我国土地_严重。造成荒漠化的因素及影严重。造成荒漠化的因素及影响力大小为响力大小为:过度樵采过度樵采(32%),(32%),过度过度_(30%),_(30%),盲目盲目_(27%),_(27%),不合理利用不合理利用_(9.6%
3、),_(9.6%),其其他他(1.4%)(1.4%)对对策策实施森林或草原实施森林或草原_、_的生态的生态工程等工程等案案例例退耕退耕_生态工程、生态工程、_生态工程生态工程和和_生态工程等生态工程等荒漠化荒漠化放牧放牧水资源水资源植被恢复植被恢复水土保持水土保持还林还草还林还草防沙治沙防沙治沙“三北三北”防护林防护林开垦开垦温地温地生态生态恢复恢复工程工程问问题题人们对湿地进行人们对湿地进行_和和_,_,已经破坏了地球上已经破坏了地球上80%80%的湿地资源的湿地资源对对策策(1)(1)采用工程和采用工程和_相结合的方法相结合的方法,使受到干使受到干扰的湿地得以扰的湿地得以_(2)(2)在湿
4、地周围建立在湿地周围建立_,_,以尽量减少人类的干以尽量减少人类的干扰扰,使湿地依靠使湿地依靠_等机制恢复其生态功能等机制恢复其生态功能案案例例鄱阳湖的生态恢复工程鄱阳湖的生态恢复工程排水排水围垦围垦生物措施生物措施恢复恢复缓冲带缓冲带自然演替自然演替矿区矿区废弃废弃地的地的生态生态恢复恢复工程工程问问题题矿藏开采后会造成矿藏开采后会造成_、_和和_乃至整个乃至整个地区地区_的破坏的破坏对对策策采取人工采取人工_、多层覆盖、特殊隔离、土壤、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、侵蚀控制、_工程等措施。其中工程等措施。其中,关键在关键在于于_,_,以及为植被恢复所必需的以及为植被恢复所必需的_群落的
5、重建群落的重建案案例例我国赤峰市元宝山矿区生态恢复工程我国赤峰市元宝山矿区生态恢复工程土体土体土壤土壤植被植被生态系统生态系统制造表土制造表土植被恢复植被恢复植被恢复植被恢复土壤微土壤微生物生物城市城市环境环境生态生态工程工程问问题题随着城市化进程加快随着城市化进程加快,我国环境污染严重我国环境污染严重,如如_污染、污染、_污染等污染等对对策策对城市环境的治理要用对城市环境的治理要用_的方法对城市环的方法对城市环境进行综合治理境进行综合治理案案例例张家港、大连、厦门等环境保护模范城市张家港、大连、厦门等环境保护模范城市大气大气噪声噪声生态工程生态工程二、生态工程发展的前景二、生态工程发展的前景
6、1.“1.“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:设计设计目的目的制造一个人工模拟的制造一个人工模拟的_系统系统,以验证人类在以验证人类在离开地球的情况下离开地球的情况下,利用利用_,_,仅仅依靠仅仅依靠_,_,能否维持生存能否维持生存失败失败原因原因_失调失调;“_”;“_”比例与地球相差甚远比例与地球相差甚远,导致空气中导致空气中_的含量猛增的含量猛增,_,_量减少量减少,不足以维持人不足以维持人及动物的生存及动物的生存启示启示使人们认识到使人们认识到_与与_和谐共处的重要性和谐共处的重要性,深化了深化了人们对人们对_的认识。尽管科学技术已经很发达的认识。尽管科
7、学技术已经很发达了了,但人类仍然没有能力完全模拟出但人类仍然没有能力完全模拟出_生命支持生命支持人工生态工程人工生态工程太阳能太阳能温度温度大气和海洋大气和海洋COCO2 2O O2 2人人自然自然自然规律自然规律自然生态系统自然生态系统2.2.对我国生态工程发展前景的分析与展望对我国生态工程发展前景的分析与展望:(1)(1)生态工程特点生态工程特点:重视对重视对_的保护的保护;注重与注重与_、_效益的结合。效益的结合。(2)(2)存在问题存在问题:难以设计出难以设计出_、_的生态工程样板。的生态工程样板。设计缺乏设计缺乏_,_,生态系统的调控缺乏及时准确的生态系统的调控缺乏及时准确的_支持支
8、持,缺乏缺乏_指导等。指导等。生态环境生态环境经济经济社会社会标准化标准化易操作易操作高科技含量高科技含量监测技术监测技术理论性理论性3.3.我国政府十分重视生态工程建设我国政府十分重视生态工程建设:以生态工程为技术支撑的以生态工程为技术支撑的“_”,_”,其试点县和乡其试点县和乡(村、农场村、农场)已有已有2 0002 000多多个。个。中国生态农业中国生态农业一、生态工程建设一、生态工程建设1.1.生态工程建设的基本过程生态工程建设的基本过程:(1)(1)拟定目标与实地调查拟定目标与实地调查:明确生态工程的类型与预期效益。设计时必须强调社会明确生态工程的类型与预期效益。设计时必须强调社会经
9、经济济自然复合生态系统整体协调的目标。自然复合生态系统整体协调的目标。(2)(2)系统分析系统分析:根据拟定的目标和收集的详尽数据根据拟定的目标和收集的详尽数据,采用系统分析的方法采用系统分析的方法,结合结合定性研究定性研究,系统地对整体特征进行综合分析和评价。系统分析系统地对整体特征进行综合分析和评价。系统分析是生态系统工程可行性分析和决策的基础和依据。是生态系统工程可行性分析和决策的基础和依据。(3)(3)可行性评价与决策可行性评价与决策:通过可行性评价与决策分析通过可行性评价与决策分析,在达到最佳的经济效益和社会效在达到最佳的经济效益和社会效益的同时益的同时,也达到最佳的生态效益也达到最
10、佳的生态效益,增加复合生态系统的稳定性增加复合生态系统的稳定性,降低生态系统恶化的风险。降低生态系统恶化的风险。(4)(4)技术设计技术设计:技术设计是整个生态工程建设的核心环节。即通过改变食物链技术设计是整个生态工程建设的核心环节。即通过改变食物链(网网)的方法的方法,提高系统本身的迁移、转化、再生物质和利用能提高系统本身的迁移、转化、再生物质和利用能量的能力量的能力,充分利用原料、产品、副产品以及时间和营养生态充分利用原料、产品、副产品以及时间和营养生态位位,提高整体的综合效益。提高整体的综合效益。(5)(5)生态系统技术设计的常用方法生态系统技术设计的常用方法:食物链食物链(网网)的的“
11、相接相接”。即连接平行的原本不相连接的种类。即连接平行的原本不相连接的种类,形成互利共生网络形成互利共生网络,提高效率提高效率,促进物质的良性循环。促进物质的良性循环。食物链食物链(网网)的的“加环加环”。即在食物链。即在食物链(网网)中增加一些环节中增加一些环节,以充分利用原先尚未利用的那部分物质和能量以充分利用原先尚未利用的那部分物质和能量,促使物质循环促使物质循环和能量流动的路径畅通和能量流动的路径畅通,发挥生产潜力发挥生产潜力,提高生态效益、经济效提高生态效益、经济效益和社会效益。益和社会效益。2.2.中国和西方国家生态工程建设的区别中国和西方国家生态工程建设的区别:中国中国西方国家西
12、方国家目标和目标和理想理想“整体、协调、再生、循整体、协调、再生、循环环”“”“天人合一天人合一”治理环境污染治理环境污染背景背景条件条件人多地少人多地少,人均资源占有量人均资源占有量少少经济发展水平高经济发展水平高,人均人均土地、水资源占有量多土地、水资源占有量多建设建设重点重点生态环境与经济、社会效益生态环境与经济、社会效益相结合相结合集中于对破坏的生态系集中于对破坏的生态系统进行生态恢复统进行生态恢复缺点缺点缺乏定量化模型指导缺乏定量化模型指导,难以难以设计出标准化、易操作的生设计出标准化、易操作的生态工程样板态工程样板应用范围小应用范围小,不重视经不重视经济效益济效益【易错提醒【易错提
13、醒】中国和西方国家生态工程建设的差异中国和西方国家生态工程建设的差异(1)(1)西方国家的生态工程除了治理环境污染的目标之外西方国家的生态工程除了治理环境污染的目标之外,主要是主要是通过介于工程和依靠自然恢复力的一种中间途径通过介于工程和依靠自然恢复力的一种中间途径,集中于对破集中于对破坏的生态系统进行生态恢复。坏的生态系统进行生态恢复。(2)(2)我国的生态工程建设不但重视对生态环境的保护我国的生态工程建设不但重视对生态环境的保护,更注重与更注重与经济和社会效益的结合。经济和社会效益的结合。【典例训练【典例训练1 1】某地种植、养殖品种及生产的某些因素如下表。某地种植、养殖品种及生产的某些因
14、素如下表。请根据生态学原理请根据生态学原理,选择种植、养殖生物各两种选择种植、养殖生物各两种,设计一个良性设计一个良性循环的农业生态系统循环的农业生态系统(以物质循环利用示意图的方式展示以物质循环利用示意图的方式展示)。种植种植玉米、小麦、棉花、苹果玉米、小麦、棉花、苹果养殖养殖猪、鸡、牛、鸭猪、鸡、牛、鸭施肥施肥农家肥、化肥农家肥、化肥(25 kg/(25 kg/亩亩)虫害虫害玉米螟、黏虫、棉铃虫玉米螟、黏虫、棉铃虫农药农药适量适量【解题关键【解题关键】本题考查生态工程的设计。设计时需通过改变食本题考查生态工程的设计。设计时需通过改变食物链物链(网网)的方法的方法,充分利用原料、产品、副产品
15、以及时间和营充分利用原料、产品、副产品以及时间和营养生态位养生态位,提高整体的综合效益。生态系统技术设计的常用方提高整体的综合效益。生态系统技术设计的常用方法有食物链法有食物链(网网)的相接和食物链的相接和食物链(网网)的加环。的加环。【解析【解析】设计农业生态系统中的核心是生产者和分解者设计农业生态系统中的核心是生产者和分解者,生产生产者是农作物者是农作物,分解者是沼气杆菌分解者是沼气杆菌,一般利用沼气杆菌发酵产生沼一般利用沼气杆菌发酵产生沼气是对农作物的剩余物综合利用的一种有效形式气是对农作物的剩余物综合利用的一种有效形式;此外发展食此外发展食物菌生产也是一个方向。但在本题中不考虑发展食用
16、菌的问题。物菌生产也是一个方向。但在本题中不考虑发展食用菌的问题。利用沼气池吸纳各生产环节产生的废弃物利用沼气池吸纳各生产环节产生的废弃物,输出各生产环节所输出各生产环节所需要的营养和能量需要的营养和能量,实现无废物生产。实现无废物生产。答案答案:如下图所示如下图所示:二、生态工程的实例分析二、生态工程的实例分析实例实例原理原理对策对策注意问题注意问题农村综农村综合发展合发展型生态型生态工程工程物质循环再物质循环再生原理、整生原理、整体性原理、体性原理、物种多样性物种多样性原理原理建立农村综建立农村综合发展型生合发展型生态工程态工程核心核心:沼气工程沼气工程优点优点:农林牧副渔全农林牧副渔全面
17、发展面发展,开发可更新资开发可更新资源源,减少环境污染减少环境污染小流域小流域综合治综合治理生态理生态工程工程整体原理、整体原理、协调与平衡协调与平衡原理以及工原理以及工程学等原理程学等原理运用多种原运用多种原理理,应用多应用多种措施综合种措施综合治理治理“综合综合”表现在同表现在同时考虑生态效益和经时考虑生态效益和经济效益济效益不同气候、不同自不同气候、不同自然条件和不同经济发然条件和不同经济发展水平的地区展水平的地区,生态工生态工程模式应各具特色程模式应各具特色实例实例原理原理对策对策注意问题注意问题大区域大区域生态系生态系统恢复统恢复工程工程协调与平衡协调与平衡原理、整体原理、整体性原理
18、、物性原理、物种多样性原种多样性原理理退耕还林还退耕还林还草、植树造草、植树造林等林等“三北三北”防护林建设防护林建设中应注意的问题中应注意的问题:考考虑树种生态适应性虑树种生态适应性;考虑树种多样性考虑树种多样性湿地生湿地生态恢复态恢复工程工程协调与平衡协调与平衡原理、整体原理、整体性原理性原理控制污控制污染、退田染、退田还湖还湖主要措施主要措施:退耕还湖退耕还湖主要困难主要困难:解决迁出解决迁出湖区居民的生活和就湖区居民的生活和就业问题业问题实例实例原理原理对策对策注意问题注意问题矿区废矿区废弃地的弃地的生态恢生态恢复工程复工程系统学和工系统学和工程学原理程学原理修复土地、修复土地、恢复植
19、被恢复植被改良表土改良表土种植耐旱的灌木、草种植耐旱的灌木、草和树和树合理确定载畜量合理确定载畜量城市环城市环境生态境生态工程工程协调与平衡协调与平衡原理、整体原理、整体性原理等性原理等城市绿化、城市绿化、污水净化、污水净化、废弃物处废弃物处理、合理理、合理布局等布局等防止大气污染防止大气污染:禁止禁止使用含铅汽油使用含铅汽油防止水污染防止水污染:进行污进行污水净化水净化,减少或禁止污减少或禁止污水排放水排放【思维拓展【思维拓展】(1)(1)农村综合发展型生态工程中农村综合发展型生态工程中,沼气工程占据重沼气工程占据重要地位。要地位。(2)(2)湿地生态恢复工程中湿地生态恢复工程中,对湿地的恢
20、复对湿地的恢复,不是简单地退耕还湿不是简单地退耕还湿地或建立自然保护区就可以奏效的地或建立自然保护区就可以奏效的,在很大程度上还取决于湿在很大程度上还取决于湿地上、中游的水土保持情况地上、中游的水土保持情况,以及如何解决迁出农民的生计问以及如何解决迁出农民的生计问题。题。(3)(3)由于矿区废弃土地养分极其贫瘠由于矿区废弃土地养分极其贫瘠,因此因此,恢复矿区生态环境恢复矿区生态环境,首先要平整压实土地首先要平整压实土地,人工制造表土人工制造表土,然后在人造表土上植树种然后在人造表土上植树种草。草。【典例训练【典例训练2 2】研究性学习小组参观某市市郊建立的以沼气为研究性学习小组参观某市市郊建立
21、的以沼气为中心中心,以保护生态环境为目标的以保护生态环境为目标的“猪猪沼沼鱼鱼肥肥果蔬果蔬”生生态模式时绘出了如下模式图态模式时绘出了如下模式图,请分析回答请分析回答:(1)(1)构建以沼气为中心的构建以沼气为中心的“猪猪沼沼鱼鱼肥肥果蔬果蔬”生态模式生态模式时所依据的生态学原理是时所依据的生态学原理是_,_,该该生态系统最大的优点是生态系统最大的优点是_。(2)(2)该生态系统充分体现了生态工程基本原理中的该生态系统充分体现了生态工程基本原理中的_。(3)(3)该生态系统的该生态系统的“基石基石”是是,若要生产若要生产3 kg3 kg鸡肉最少鸡肉最少需要水稻和大豆共需要水稻和大豆共kgkg。
22、(4)(4)沼气池中有产甲烷菌等微生物沼气池中有产甲烷菌等微生物,其生态学作用主要是其生态学作用主要是_。(5)(5)若农田内有害虫发生若农田内有害虫发生,采用何种措施既能保护环境又能有效采用何种措施既能保护环境又能有效防治害虫防治害虫?_?_。(6)(6)水稻、大豆的秸秆除了图中所示的用途外水稻、大豆的秸秆除了图中所示的用途外,还有哪些用还有哪些用途途?(?(写出两个写出两个)_。【解题关键【解题关键】解答本题应首先明确该生态模式是农业生态工程解答本题应首先明确该生态模式是农业生态工程,因而应了解生态工程的原理及所依据的生态学原理和目的。因而应了解生态工程的原理及所依据的生态学原理和目的。【
23、解析【解析】(1)(1)构建生态农业所依据的生态学原理是物质循环和构建生态农业所依据的生态学原理是物质循环和能量流动能量流动,构建农业生态系统的目的是实现物质和能量的多级构建农业生态系统的目的是实现物质和能量的多级利用利用,减少环境污染。减少环境污染。(2)(2)以沼气为中心的生态工程体现了物质以沼气为中心的生态工程体现了物质循环再生原理、整体性原理和物种多样性原理。循环再生原理、整体性原理和物种多样性原理。(3)(3)生态系统生态系统中生产者是基础中生产者是基础,当能量以最高效率沿最短食物链传递时当能量以最高效率沿最短食物链传递时,需生需生产者最少产者最少,故生产故生产3 kg3 kg鸡肉需
24、要水稻和大豆最少鸡肉需要水稻和大豆最少,为为3 320%=20%=15 kg15 kg。(4)(4)沼气池中微生物的作用是完成有机物的分解沼气池中微生物的作用是完成有机物的分解,产生产生沼气。沼气。(5)(5)采用生物防治法既能保护环境又能有效防治害虫。采用生物防治法既能保护环境又能有效防治害虫。答案答案:(1)(1)生态系统的能量流动和物质循环生态系统的能量流动和物质循环提高物质和能量利用率提高物质和能量利用率,减轻环境污染减轻环境污染(或答实现物质和能量的或答实现物质和能量的多级利用多级利用,减轻环境污染减轻环境污染)(2)(2)物质循环再生原理、整体性原理和物种多样性原理物质循环再生原理
25、、整体性原理和物种多样性原理(3)(3)水稻和大豆水稻和大豆1515(4)(4)分解有机物分解有机物,产生沼气产生沼气(5)(5)引入害虫天敌防治、激素防治、转基因培育抗害虫农作物引入害虫天敌防治、激素防治、转基因培育抗害虫农作物等等(6)(6)作为饲料养猪作为饲料养猪;作为工业原料作为工业原料,广泛用于造纸、制造建广泛用于造纸、制造建材、酒精和一次性包装盒等材、酒精和一次性包装盒等;在直燃锅炉中进行充分彻底的在直燃锅炉中进行充分彻底的燃烧燃烧,最大限度地转换成电能最大限度地转换成电能(写出两个合理答案即可写出两个合理答案即可)【误区警示【误区警示】对于农业综合发展型生态工程来说对于农业综合发展型生态工程来说,都应遵循的都应遵循的生态工程原理有生态工程原理有:物质循环再生原理、整体性原理、物种多样物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理。性原理。
