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5.2生态工程的实例和发展前景情境导入课程目标你是否想到图中如诗如画的美景曾经是“满目疮痍”的煤矿塌陷地?对煤矿塌陷地进行的“生态整容”属于生态工程的哪种实例?你能预测和描绘出生态工程的发展前景吗?1.列举生态工程的实例并说出其依据的主要生态工程原理。2.简述生态工程的发展前景。3.简单分析并评价生态工程的实例。4.运用生态工程原理尝试设计简单的生态工程。5.认同生态工程的重要价值。一二一、生态工程的实例1.农村综合发展型生态工程问题:怎样用有限资源,取得经济效益、社会效益、生态效益的全面提高?对策:建立农村综合发展型生态工程。原理:物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理。案例:北京郊区窦店村以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程。2.小流域综合治理生态工程问题:小流域(河流各级支流的集水区域)水土流失比较严重。对策:通过保土蓄水、耕作措施、林草措施等工程和生物措施,层层设防来控制土壤侵蚀。原理:应用生态工程的整体性原理、协调与平衡原理及工程学等原理。案例:甘肃陇南地区的“九子登科”治理模式。一二3.大区域生态系统恢复工程问题:荒漠化(原因:盲目开垦、过度放牧、过度樵采、不合理利用水资源等)。对策:实施一系列森林或草原植被恢复的生态工程、水土保持的生态工程等。原理:协调与平衡原理、物种多样性原理、整体性原理。案例:“三北”防护林工程、退耕还林还草生态工程、防沙治沙生态工程等。一二4.湿地生态恢复工程问题:地球上80%的湿地资源遭破坏。对策:采用工程和生物措施相结合的方法,如废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程、植物物种的引进种植及建立缓冲带等,使受干扰的湿地得以恢复。原理:整体性原理、协调与平衡原理、物种多样性原理、系统的结构决定功能原理、系统整体性原理。案例:鄱阳湖生态恢复工程。一二5.矿区废弃地的生态恢复工程问题:矿区土体、土壤和植被,乃至整个地区生态系统的破坏。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,关键是植被恢复,以及为植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建。原理:系统学和工程学原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理。案例:赤峰市元宝山矿区生态恢复工程。一二6.城市环境生态工程问题:城市严重的环境污染,如过量垃圾、煤不完全燃烧、汽车尾气、噪音等。对策:进行城市生态分区;推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工艺,减少污染产出;治理污染,进行废弃物的资源化利用;建立健全法制进行监督。原理:整体性原理、系统学和工程学原理、协调与平衡原理、物种多样性原理、物质的循环再生原理。案例:加强绿地建设;采用水生植物、湿地生态净化工程;采用浮床生态工艺法净化污水;垃圾分类处理;树立城市环境建设典范。一二二、生态工程发展的前景1.“生物圈2号”生态工程的实验及启示(1)设计目的:制造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,利用人工生态工程,仅靠太阳能,能否维持生存。(2)主要的组成:密闭的结构中有7种模拟生态群落区和两个大气扩张室——“肺”组成。(3)实验及结果:理论上的物质循环利用无法进行,实验失败。(4)给人类的启示:①使人类认识到与自然和谐共处的重要性,深化了人类对自然规律的认识。②目前人类仍然没有能力完全模拟出自然生态系统。一二2.对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目标:除了治理环境污染外,主要是通过介于工程和依靠自然恢复力的一种中间途径,集中于对破坏的生态系统,特别是开矿后的废弃地以及湿地等进行生态恢复。从总体看,生态工程应用范围小,不太强调经济效益。(2)我国生态工程的特点:不但要重视生态环境的保护,更注重与经济、社会效益的结合。(3)我国生态工程存在的问题:缺乏定量化模型的指导,难以设计出标准化、易操作的生态工程样板,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。(4)发展前景:符合国情,政府重视,随着我国社会、经济的发展,以及可持续发展战略的实施,我国的生态工程一定出现广阔的发展前景。一二自主思考根据我国20世纪末改革开放以来的经济发展特点设想,我国在未来的生态工程建设方面,应以哪些类型为主?提示:我国20世纪末改革开放以来的经济发展特点是:比较粗放,资源破坏严重,环境污染严重,为此我国在未来的生态工程建设方面,应重点发展矿区废弃地的生态恢复工程、大区域生态系统恢复工程和湿地生态恢复工程等。探究一探究二生态工程的实例●问题导引●新华社长春2014年4月13日电:有“东北粮仓”之称的德惠市粮食综合生产能力稳定在每年215万吨左右,伴随而来的则是200多万吨玉米秸秆和45万吨水稻秸秆。由于大量秸秆得不到及时妥善处置,通常露天一烧了之,造成严重的大气污染。从去年开始,农民把秸秆作为生物燃料出售给当地的国能德惠生物发电有限公司。电厂目前每年可消化8万吨秸秆等农林废弃物,每吨的价格为160~300元不等,直接给附近农民带来8000万元的收益。这样一来,既避免了农民焚烧秸秆污染空气,又节约了煤等化石能源。发电燃烧后的秸秆生成草木灰渣,是生产有机钾肥和空心砖的原料,实现了循环利用。探究一探究二据了解,发电是德惠“五位一体”综合利用秸秆的一个方面,同时发展饲料、肥料、建材和造纸,让德惠将秸秆“吃干榨净”,提高了农业资源利用效率,促进了当地循环经济发展和农民增收。思考:(1)根据材料分析,对农作物秸秆综合运用的意义有哪些?(2)结合教材有关内容分析,对农作物秸秆的综合运用属于哪种生态工程实例的操作内容?(3)列举常见的生态工程实例。提示:(1)废物资源化,提高了农业资源利用效率,促进了当地循环经济发展和农民增收;实现农业生态系统能量的分层次多级利用和物质的循环再生,减少环境污染;取得经济效益、社会效益和生态效益的全面提高等。(2)农村综合发展型生态工程。(3)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和城市环境生态工程。探究一探究二●名师精讲●生态工程各种实例的比较实例原理重点注意问题农村综合发展型生态工程物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理①核心:沼气工程为中心②优点:农、林、牧、副、渔全面发展;开发可更新资源,减少环境污染小流域综合治理生态工程整体性原理、协调与平衡原理、因地制宜原理①“综合”表现在同时考虑到生态效益和经济效益②不同气候带、不同自然条件和不同经济发展水平的地区,生态工程模式应各具特色探究一探究二实例原理重点注意问题大区域生态系统恢复工程协调与平衡原理、整体性原理“三北”防护林工程建设中应注意的问题:①考虑树种生态适应性问题,种植适宜品种;②考虑树种多样性问题,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策略湿地生态恢复工程协调与平衡原理、整体性原理①湿地被誉为地球的“肾脏”②退耕还湖,还要解决迁出居民的生活和就业问题矿区废弃地的生态恢复工程系统学和工程学原理植被恢复的措施是植树种草探究一探究二实例原理重点注意问题城市环境生态工程协调与平衡原理、整体性原理①城市大气污染的主要来源是汽车尾气。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②减少或禁止工厂污水排放③节水,使用无磷洗涤剂探究一探究二【例题1】下列关于小流域综合治理生态工程的叙述,错误的是()A.该工程的主要目的是治理小流域的水土流失问题B.该生态工程运用了整体性原理、协调与平衡原理、物质循环再生原理以及工程学原理C.该生态工程针对不同的地形采取不同的措施D.该生态工程做到了经济效益与生态效益相统一解析:小流域水土流失比较严重,因此小流域治理模式应该运用生态工程的整体性原理、协调与平衡原理及工程学原理等,目的是治理小流域的水土流失问题,其中基本不涉及物质循环再生原理。而且该生态工程要因地制宜针对不同地形采取不同措施,如“九子登科”的治理模式等。该生态工程做到了经济效益与生态效益相统一。答案:B探究一探究二生态工程发展的前景●问题导引●生态文明建设关系人民生活,关乎民族未来。雾、霾天气范围扩大,环境污染矛盾突出,是大自然向粗放发展方式亮起的红灯。必须加强生态环境保护,下决心用硬措施努力建设生态文明美好家园。思考:(1)此段话对我国目前的经济发展模式特点进行了怎样的暗示?(2)西方国家进行生态工程建设有何特点?我国能照搬吗?为什么?(3)探讨我国生态工程建设的不足。探究一探究二提示:(1)我国目前的经济发展模式较为粗放,过于强调经济效益,不太注重环境保护,污染严重。(2)西方国家的生态工程除了治理环境污染的目标外,主要通过介于工程和依靠自然恢复力的一种中间途径,集中于对破坏的生态系统,特别是开矿后的废弃地以及湿地等进行生态恢复。但总体看,发达国家的生态工程的应用范围比我国小,也不那么强调经济效益。我国不能完全照搬西方国家生态工程建设的模式,因为我国人口众多,资源人均占有量低,我国进行生态工程建设应注重经济效益和生态效益的协调发展。(3)缺乏定量化模型的指导,难以像近年来西方出现的“精确农业”那样,设计出标准化、易操作的生态工程样板。此外,设计缺乏高科技含量,生态工程的调控缺乏及时准确的监测技术支持,缺乏理论指导等。探究一探究二●名师精讲●1.“生物圈2号”生态工程的实验及启示(1)名称由来:地球本身被称作“生物圈”。(2)目的: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,利用人工生态工程,仅仅依靠太阳能,能否维持生存。(3)性质:是一座微型人工生态循环系统。(4)与外界联系:通过电力传输、电信和计算机同外界联系,太阳光通过玻璃不断射入。(5)物质循环途径。探究一探究二(6)失败原因:温度失调;空气中的CO2含量猛增,O2量减少,不足以维持人及动物的生存。(7)启示:使我们认识到与自然和谐共处的重要性,深化了我们对自然规律的认识,即自然界给人类提供的生命支持服务是无价之宝。探究一探究二2.对我国生态工程发展前景的分析与展望(1)西方发达国家的生态工程的应用范围:除了治理环境污染之外,主要是通过介于工程和依靠自然恢复力的一种中间途径,集中于对破坏的生态系统,特别是开矿后废弃地以及湿地等进行生态恢复。探究一探究二(2)我国生态工程发展分析。①现状:目前我国面临的生态危机,已不单纯是环境污染问题,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”。②解决办法:不但要重视对生态环境的保护,更要注重与经济、社会效益的结合。③我国生态工程的优点:遵循“整体、协调、再生、循环”的基本原理,吸收传统农业的精华,适合中国农业和农村的特点,具有强大的生命力。④我国生态工程的缺点:缺乏定量化模型的指导,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。⑤我国生态工程的前景:随着社会、经济发展,及可持续发展战略的实施,发展前景广阔。探究一探究二【例题2】下列关于我国生态工程与西方国家生态工程的比较,正确的是()①西方国家的生态工程以治理环境污染和恢复破坏的生态系统为主要目标,我国的生态工程则以经济和社会效益为主要目标②西方国家的生态工程应用范围比我国小③我国的生态工程难以像西方那样,设计出标准化、易操作的生态工程样板A.①②③B.②C.③D.②③探究一探究二解析:西方国家的生态工程与我国的生态工程强调的重点不同。西方国家的生态工程除了治理环境污染的目标外,主要是通过介于工程和依靠自然恢复力的一种中间途径,集中于对破坏的生态系统进行生态恢复;我国的生态工程走有中国特色的道路,即不但要重视对生态环境的保护,更要注重与经济、社会效益的结合。总体来看,西方国家的生态工程的应用范围比我国小,不太强调经济效益。不过,目前我国的生态工程还有一些不足之处,如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等。答案:D123451.下列措施中,属于小流域综合治理与开发的是()A.农作物秸秆的“过腹还田”B.治坡、治沟、修梯田,发展林业C.矿山废弃地的恢复D.利用造纸废弃的糖蜜制酒精解析:山区小流域