1、第3节 生态工程 本节聚焦:l 什么是生态工程？l 生态工程建设主要遵循哪些基本原理？新旧教材变化：1.本节内容为原教材选3中的第5章。2.。问题问题.探讨探讨 在在2008年北京奥运会的筹办过程中，奥年北京奥运会的筹办过程中，奥林匹克森林公园是一个重要建设项目。公园林匹克森林公园是一个重要建设项目。公园坚持坚持“绿色奥运绿色奥运”的理念，充分利用原有地貌的理念，充分利用原有地貌和植被，采用了营造近自然林系统、废物资和植被，采用了营造近自然林系统、废物资源循环利用等多项生态技术，打造了一个宜源循环利用等多项生态技术，打造了一个宜居、宜游的小环保生态。居、宜游的小环保生态。1.1.农田弃耕后，在
2、自然状态下也可以演替为森林，为什么还要人工造林呢？农田弃耕后，在自然状态下也可以演替为森林，为什么还要人工造林呢？可以缩短建设周期，在较短时间内获得生态效益。可以缩短建设周期，在较短时间内获得生态效益。2.2.为什么要先做森林公园的整体设计再开工呢？为什么要先做森林公园的整体设计再开工呢？3.3.公园建设为什么要充分利用原有的地貌和植被，营造近自然林系统呢？公园建设为什么要充分利用原有的地貌和植被，营造近自然林系统呢？保证工程建设的合理性与可实施性，也可以有效控制建设成本和后续维护成本。保证工程建设的合理性与可实施性，也可以有效控制建设成本和后续维护成本。充分利用原有的地貌和植被有利于该公园的
3、可持续发展，并且会减少人力和物力的投入。充分利用原有的地貌和植被有利于该公园的可持续发展，并且会减少人力和物力的投入。资料资料.分析分析 1998 1998年夏季，长江流域经历了自年夏季，长江流域经历了自19541954年以来的最年以来的最大洪灾。加上其他地区水灾，大洪灾。加上其他地区水灾，19981998年全国受灾人数上年全国受灾人数上亿，近亿，近500500万所房屋倒塌，万所房屋倒塌，20002000多万公顷的土地被淹，多万公顷的土地被淹，直接经济损失达直接经济损失达16001600多亿元人民币。多亿元人民币。思考：洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？不注重生态环境的保护不注重生态环
4、境的保护，没有考，没有考虑生态成本，经济的发展以巨大的生虑生态成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。态环境破坏为代价。“毁林种地”、“围湖造田”、“大量使用化肥、农药”的生产模式，已经严重影响了人类的可持续发展。为了实现可持续发展，经济发展必须符合生态学规律，旨在解决环境与经济发展协调问题的一门新学科生态工程应运而生并迅速发展。一生态工程生态工程 是指人类应用是指人类应用生态学生态学和和系统学系统学等学科的基本原理和方法，对等学科的基本原理和方法，对人工生态人工生态系统系统进行分析、设计和调控，或对进行分析、设计和调控，或对已被破坏的生态已被破坏的生态进行修复、重建，从而提高进行修复、重
5、建，从而提高生态系统的生产力或改善生态环境，促进人类社会与自然环境和谐发展的系统生态系统的生产力或改善生态环境，促进人类社会与自然环境和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程工程技术或综合工艺过程（遵循自然界遵循自然界物质循环物质循环的规律，充分发挥资源的生产的规律，充分发挥资源的生产潜力潜力，防止环境污染，达到防止环境污染，达到经济效益经济效益和和生态效益生态效益的同步发展的同步发展）。1 1）理论基础：）理论基础：；2 2）对象：）对象：；3 3）目的：）目的：；4 4）优点：）优点：。生态学、系统学促进人类社会与自然环境的和谐发展(经济效益和生态效益同步发展)人工生态系统、已被破坏的生态环境
6、少消耗、多效益、可持续一生态工程基本原理 生态工程以生态系统的_、_功能为基础,遵循_、_、_、_等生态学基本原理。自组织自我调节整体循环协调自生一生态工程自生原理由于生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。理论基础生态系统的自我调节能力生态系统的自我调节能力方法措施有效选择并合理布设生物组分有效选择并合理布设生物组分(适当增加生物种类适当增加生物种类)创造利于生物创造利于生物生存、自生生存、自生的条件的条件太阳能修复系统改善水质太阳能修复系统改善水质例如：湿地生态系统的修复 净化能力强的水生植物、移除沉积物和有毒物质、增加水体溶氧量等。（生物种类多、营养结构
7、复杂）（生物种类多、营养结构复杂）一生态工程循环原理促进物质的迁移与转化，保证各环节物质迁移顺畅，保证主要物质和元素的转化率高。理论基础生态系统的物质循环功能生态系统的物质循环功能方法措施系统设计，减少污染及废物产系统设计，减少污染及废物产生（生（变废为宝、变废为宝、废物资源化废物资源化）无废弃物农业无废弃物农业例如：无废弃物农业 粪便、秸秆、淤泥等的利用，实现N、P、K等元素的循环利用。过度放牧的草地过度放牧的草地一生态工程协调原理在生态工程建设时，需考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应关系。理论基础生生物与生物、生物与环境的协调与平衡物与生物、生物与环境的协调与平衡方法措施因地制宜因地制
8、宜（适不适合）、（适不适合）、环境容纳量环境容纳量（多少适合）（多少适合）西北西北“杨家将杨家将”的的“灰色长城灰色长城”一生态工程整体原理在生态工程建设时，要遵从自然生态系统的规律，也要考虑经济和社会等系统的影响力。理论基础“绿色”的经济系统“宜居”的社会系统“生态”的自然系统社会-经济-自然复合系统方法措施生态与经济社会一起抓！生态与经济社会一起抓！前面造林，后面砍树。（违背）前面造林，后面砍树。（违背）既要金山银山，又要绿水青山！既要金山银山，又要绿水青山！核心词合理布局、提高生物多样性物质循环、无废弃物(废物利用)生态与经济一齐抓（适不适合，适合多少）生物与生物之间、生物与环境之间的协
9、调【掌握应用】1.生态工程遵循整体、协调、循环、自生等基本原理。判断下列生态工程遵循整体、协调、循环、自生等基本原理。判断下列相关表述是否正确。相关表述是否正确。（1）依据生态工程的循环原理）依据生态工程的循环原理,应该对垃圾进行焚烧处理。（应该对垃圾进行焚烧处理。（）（2）园林既能改善生态环境）园林既能改善生态环境,又能提高社会和经济效益又能提高社会和经济效益,体现了生体现了生态工程的整体原理。（态工程的整体原理。（）2.建设人工湿地可将污水、污泥有控制地投放到人工建造的湿地上，主要建设人工湿地可将污水、污泥有控制地投放到人工建造的湿地上，主要利用了土壤、人工介质、微生物的作用对污水和污泥进
10、行处理。下列叙述，利用了土壤、人工介质、微生物的作用对污水和污泥进行处理。下列叙述，不合理的是（不合理的是（）A合理搭配植物以提高系统的生物多样性合理搭配植物以提高系统的生物多样性 B.尽量使用本地物种以减少外来物种入侵尽量使用本地物种以减少外来物种入侵 C.为提高能量传递效率增大引入湿地的污水总量为提高能量传递效率增大引入湿地的污水总量 D.选择合适的人工介质以利于好氧微生物的分解作用选择合适的人工介质以利于好氧微生物的分解作用C二生态工程的实例和发展前景实例桑基鱼塘湿地生态恢复工程矿区废弃地的生态恢复工程资料资料.分析分析1.1.桑基鱼塘桑基鱼塘 明清时期，我国南方长江三明清时期，我国南方
11、长江三角洲、珠田江三角洲低洼内涝积角洲、珠田江三角洲低洼内涝积水地或河网发达地区的先民们，水地或河网发达地区的先民们，就探索出一种桑基鱼塘的农业生就探索出一种桑基鱼塘的农业生产模式：产模式：陆基种桑、桑叶饲蚕、陆基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙喂鱼、塘泥培桑。蚕沙喂鱼、塘泥培桑。这样可以这样可以将陆地种植与鱼塘养殖结合起来，将陆地种植与鱼塘养殖结合起来，把原本割裂的生产系统通过优化把原本割裂的生产系统通过优化组合，有机地整合在一起。根据组合，有机地整合在一起。根据同样的原理，甘蔗种植也可以与同样的原理，甘蔗种植也可以与养猪、养鱼结合养猪、养鱼结合.思考思考.讨论讨论1）尝试画出图中的食物链（网），加入人
12、、鱼塘有浮游植物和浮游动物。桑树桑树蚕蚕；甘蔗甘蔗人人甘蔗甘蔗猪猪人人浮游植物浮游植物鱼鱼人人浮游植物一浮游动物浮游植物一浮游动物鱼鱼人人桑桑人人；1.1.桑基鱼塘桑基鱼塘思考思考.讨论讨论2）桑基鱼塘应用了生态工程的哪些基本原理？A 自生 B 循环 C 协调 D 整体桑基鱼塘中的生物组分桑基鱼塘中的生物组分通过合理布设，互利共存，实现通过合理布设，互利共存，实现了系统结构与功能的协调，形成了系统结构与功能的协调，形成了可以自我维持的有序的整体。了可以自我维持的有序的整体。“陆基种桑、桑叶饲蚕、陆基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙喂鱼、塘泥培桑蚕沙喂鱼、塘泥培桑”这样的农这样的农业生产模式维持着高效的物质
13、循业生产模式维持着高效的物质循环。环。1.1.桑基鱼塘桑基鱼塘思考思考.讨论讨论 所选择的生物与生物，生所选择的生物与生物，生物与环境达到了协调和平衡，例如，物与环境达到了协调和平衡，例如，桑和甘蔗适应我国南方温暖湿润的桑和甘蔗适应我国南方温暖湿润的气候；四大家鱼混养充分利用了群气候；四大家鱼混养充分利用了群落的空间结构；桑叶饲蚕，利用了落的空间结构；桑叶饲蚕，利用了种间关系，但养殖的蚕的数量没有种间关系，但养殖的蚕的数量没有多到危及桑的存活；等等。多到危及桑的存活；等等。桑基鱼塘将原本割裂的桑基鱼塘将原本割裂的生产系统优化组合，能够发展多种生产系统优化组合，能够发展多种经营，为农民创造收入，
14、是结构优经营，为农民创造收入，是结构优化的化的“社会社会经济经济自然复合系自然复合系统统”。1.1.桑基鱼塘桑基鱼塘思考思考.讨论讨论3）当桑叶价格高，卖桑叶比卖鱼更合算时，当地农民会将蚕沙用作桑树的肥料，而不是喂鱼。由此可以看出，生态工程建设除了要考虑生态学、工程学原理，还需要关注什么？还需关注经济学原理，要达到经济效益和生态效益的同步发展。1.1.桑基鱼塘桑基鱼塘资料资料.分析分析2.2.农村综合发展型生态农村综合发展型生态工程工程 建立农村综合发展型生态，建立农村综合发展型生态，实现物质的实现物质的多级循环利用多级循环利用，获得较，获得较多的产出，取得经济多的产出，取得经济-社会社会-生
15、态效生态效益的全面提高。益的全面提高。1）立体养殖（增加物种）2）秸秆、粪便重利用以沼气工程为中心遵循了循环、自生、整体、（协调）原理资料资料.分析分析3.3.湿地生态恢复工程湿地生态恢复工程1）废水、污泥处理2）引入原有湿地中的物种遵循了循环、协调、（自生）原理 湿地被誉为地球的湿地被誉为地球的“肾肾”,”,具有具有蓄洪防蓄洪防旱旱，调节区域气候调节区域气候，控制土壤侵蚀控制土壤侵蚀，自然，自然净化净化污水污水，为迁飞的鸟类和其他多种动植物提供栖，为迁飞的鸟类和其他多种动植物提供栖息地，以及为人们提供休闲娱乐的环境等功能。息地，以及为人们提供休闲娱乐的环境等功能。厦门筼筜湖厦门筼筜湖江西鄱阳
16、湖生态恢复工程江西鄱阳湖生态恢复工程资料资料.分析分析4.4.矿区废弃地的生态恢复工程矿区废弃地的生态恢复工程遵循了协调、自生、整体原理 开采后，矿区土壤极度贫瘠且保水开采后，矿区土壤极度贫瘠且保水力极差，植被很难恢复。需首先通过机械方力极差，植被很难恢复。需首先通过机械方法平整压实土地，人工制造表土；然后在人法平整压实土地，人工制造表土；然后在人造表土上，植树种草。造表土上，植树种草。内蒙古赤峰市宝山矿区内蒙古赤峰市宝山矿区1）改良表土，合理布设；2）种植耐旱的灌木、草和树；3）合理确定载牧量。二生态工程的问题、对策及发展前景 我国生态工程存在的问题我国生态工程存在的问题 我国目前面临的生态
17、危机及对策我国目前面临的生态危机及对策 对生态工程治理应持有的态度对生态工程治理应持有的态度1.危机危机:人口激增、环境与资源破坏、能源短缺等问题。人口激增、环境与资源破坏、能源短缺等问题。2.对策对策:发挥生态工程建设的作用，获得生态发挥生态工程建设的作用，获得生态-经济经济-社会效益的三丰收。社会效益的三丰收。在坚持生态工程建设的同时，不能走在坚持生态工程建设的同时，不能走“先污染、破坏，后治理先污染、破坏，后治理”的老路。的老路。建设美丽中国！1.缺乏指导缺乏指导 理论指导、技术指导、定量化模型指导。理论指导、技术指导、定量化模型指导。2.缺乏科技缺乏科技设计科技、监测科技、调控科技等科
18、学技术设计科技、监测科技、调控科技等科学技术的支持。的支持。2425总结概括，并运用术语表达1.1.生命系统的结构特征？生命系统的结构特征？2.2.生命系统的功能特点？生命系统的功能特点？3.3.从生态的视角看，生命系统从生态的视角看，生命系统_4.4.从历史的角度看，生命系统从历史的角度看，生命系统_。依存于环境，也能适应环境、影响环境依存于环境，也能适应环境、影响环境 能与环境进行物质和能量的交换以维持自身的有序性，进行能与环境进行物质和能量的交换以维持自身的有序性，进行“自我更新自我更新”；细胞和个体等生命系统还能进行；细胞和个体等生命系统还能进行“自我复制自我复制”。开放性、复杂性、有
19、序性、动态性、整体性。开放性、复杂性、有序性、动态性、整体性。由最原始、最简单的生命进化而来，由最原始、最简单的生命进化而来，凝聚着漫长的进化史凝聚着漫长的进化史1.生态工程建设需要因地制宜、多措并举。判断下列相关表述是否正确。生态工程建设需要因地制宜、多措并举。判断下列相关表述是否正确。（1）农村综合发展型生态工程实现了物质和能量的循环利用（）农村综合发展型生态工程实现了物质和能量的循环利用（）（2）农村综合发展型生态工程的原理是一样的，各地均可按相同的模式建）农村综合发展型生态工程的原理是一样的，各地均可按相同的模式建设。（设。（）（3）在湿地生态恢复工程中，建立缓冲带主要是为了减少人类的
20、干扰。）在湿地生态恢复工程中，建立缓冲带主要是为了减少人类的干扰。（）（4）在某矿区废弃地进行公园化建设时，需要考虑植被与土壤之间的协调。）在某矿区废弃地进行公园化建设时，需要考虑植被与土壤之间的协调。（）2.2017年年,我国农业部启动了农业绿色发展行动，其中要求提高农作物秸秆我国农业部启动了农业绿色发展行动，其中要求提高农作物秸秆的利用率。下列对农作物秸秆处理不当的是的利用率。下列对农作物秸秆处理不当的是（）A过腹还田过腹还田 B.青贮、氨化处理青贮、氨化处理 C.田间焚烧，留灰做底肥田间焚烧，留灰做底肥 D.利用作物秸秆培养蚯蚓利用作物秸秆培养蚯蚓C类型问题主要原理对策实例农村综合发农村
21、综合发展型生态工展型生态工程程湿地生态湿地生态恢复工程恢复工程矿区废弃地矿区废弃地的生态恢复的生态恢复工程工程资源有限，资源有限，人多地少，人多地少，产出不足产出不足湿地面积湿地面积的缩小和的缩小和破坏破坏矿区生态矿区生态环境的破环境的破坏坏自生、循环、协调、整体原理自生原理，协调原理，整体原理自生、协调、整体原理建立综合发展型生态工建立综合发展型生态工程实现物质的多级循环程实现物质的多级循环利用，保证在资源有限利用，保证在资源有限的条件下有较多产出的条件下有较多产出控制污染、动植物物控制污染、动植物物种引进、建立缓冲带种引进、建立缓冲带等等修复土地，恢复植被修复土地，恢复植被北京郊区某北京郊
22、区某村以沼气工村以沼气工程为中心的程为中心的生态工程生态工程厦门筼筜湖厦门筼筜湖生态恢复工生态恢复工程程赤峰市元宝赤峰市元宝山矿区生态山矿区生态修复工程修复工程理论基础理论基础意义意义实例实例自自生生循循环环物质循环物质循环无废弃物农业无废弃物农业协协调调整整体体社会、经济、自然社会、经济、自然构成的复合系统构成的复合系统自组织、自我优化自组织、自我优化、自我调节自我调节、自我、自我更新更新和和维持维持实现系统结构和功能的实现系统结构和功能的协调，形成有序的整体协调，形成有序的整体湿地生态工程建设有效湿地生态工程建设有效选择生物组分、合理布选择生物组分、合理布设，并创造有利条件设，并创造有利条件通过系统设计实现循环，使通过系统设计实现循环，使前一环节产生的废物尽可能前一环节产生的废物尽可能被后一环节利用，减少整个被后一环节利用，减少整个生产环节废物的产生生产环节废物的产生生物数量不超过环境承载力，生物数量不超过环境承载力，避免系统的失衡和破坏避免系统的失衡和破坏统一协调各种关系，保障统一协调各种关系，保障生态系统的平衡和稳定生态系统的平衡和稳定林业建设中自然系统与林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系社会、经济系统的关系问题问题生物与生物、生物与生物与生物、生物与环境的协调与适应环境的协调与适应西北地区的防护林建设西北地区的防护林建设出现的问题出现的问题
