资源简介

(共25张PPT)
4.3 生态工程
教学目标
1. 通过对教材中“问题探讨”的分析，归纳生态工程的概念，关注生态工程建设。
2. 通过对奥森相关文献资料和教材资料的分析，概述生态工程建设应遵循自生、循环、协调和整体四个基本原理。
3. 通过对我国先民的生态工程的分析，感悟中华民族的智慧；通过对奥森等我国近年来生态工程的分析，感悟“绿水青山就是金山银山”的科学内涵。
奥林匹克森林公园俯瞰
讨论
1、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？
2、为什么要先做森林公园的整体设计再开工呢？
3、公园建设为什么要充分利用原有的地貌和植被？
利用生态工程原理进行人工造林，可以缩短建设周期，在较短时间内获得生态效益。
建设北京奥林匹克森林公园是涉及生态学、工程学、系统学、经济学等多学科的原理和方法的系统工程，要综合考虑诸多方面的因素，而且建设成本较高，在开工前做好整体设计可以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，避免不必要的浪费，提高生态效益。
生态工程的建设要顺应自然，即合乎自然规律。自然的地貌和植被，是自然选择、生物与环境相适应的结果，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。
（一）关注生态工程建设
一、生态工程的基本原理
1.生态工程的概念：指的是人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，对人工生态系统进行分析、设计和调控，或对已被破坏的生态环境进行了修复、重建，从而提高生态系统的生产力或改善生态环境，促进人类社会和自然环境的和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程。
3.目的：遵循生态学原理，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展
4.优点：少消耗、多效益、可持续。
2、原因：毁林种田，围湖造田，大量使用化肥、农药等农业生产方式，以及工业的迅猛发展，正在大量消耗自然资源，已经严重影响人类的可持续发展
（二）生态工程的基本原理
生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础,遵循整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。
(1)概念:在生态系统中由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。
1.自生
尽量提高生物多样性程度
生态系统的自我调节能力
（4）实例
在湿地修复过程中，选择净化能力较强的多种水生植物，还要考虑各自的生态位差异，及他们的种间关系。
①需在生态工程中有效选择生物组分并合理布设
(2)理论基础:
（3）应用原则：
②创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖，以及它们形成互利共存关系的条件
2.循环
(1)概念:在生态工程中促进系统的物质迁移与转化,既保证各个环节的物质迁移顺畅,也保证主要物质或元素的转化率较高。
(3)应用实例：
无废弃物农业
(5)特点：
实现物质的多级循环利用，废物资源化，减少污染
（4）应用原则：
通过系统设计实现不断循环，使前一环节产生的废物尽可能地被后一环节利用，减少整个生产环节“废物”的生产。
(2)理论基础:生态系统的物质循环功能
3.协调
(1)内容:生物与生物、生物与环境的协调与适应。
(2)处理好生物与环境的协调与平衡,需要考虑两方面:
①生物要适应环境
②考虑环境容纳量
在年降雨量小于450mm的西北部建防护林，成了残败的“灰色长城”
过度放牧的草地
可避免系统的失衡和破坏。
(3)意义：
2、从协调原理出发，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？
沙棘、山杏、刺槐、合欢等
注意牲畜数量不能超过草地的承载量；减少过度放牧现象；在有条件的地方，人工种植牧草。
旁栏思考题1
有人说，过度从土地索取导致土地退化，是有些古文明中断的一个重要原因。我国几千年的农业发展没有出现这一问题，这是中华文明数千年延续不断的条件之一。你认同这一观点吗？请查找资料，对这一观点作出评析
历史上美索不达米亚、小亚细亚等地居民毁林造田，使那里成为不毛之地。而中华文明在“天人合一”“道法自然”等生态智慧和“仁民爱物”“民胞物与”等生态伦理的指导下，生生不息、源远流长。
(1)内容
①遵从自然生态系统的规律
各组分之间要有适当的比例,不同组分之间应构成有序的结构,通过改变和优化结构,达到改善系统功能的目的
②考虑经济和社会等的影响力
4、整体
(2)理论基础:社会-经济-自然复合系统
(3)应用:在进行生态工程建设时,不但要考虑自然生态系统的规律,更重要的是,还要考虑到经济和社会等系统的影响力。
(4)意义:只有应用整体性原理,才能统一协调当前与长远、局部与整体、开发建设与环境保护之间的关系,保障生态系统的平衡和稳定。
实例：进行林业工程建设时，一方面号召农民种树，另一方面考虑农民的生活问题。只有把生态和社会、经济结合起来，才能从根本上达到造林、护林的目的
生态工程所遵循的基本原理
原理 理论基础 意　义 实　　例
循环 物质循环 使前一环节产生的废物尽可能地被后一环节利用,减少整个生产环节废弃物的产生 “无废弃物农业”
自生 生态系统的自我调节能力 生物多样性程度高,可提高系统维持自生的能力 “三北防护林”建设中的单纯林问题;珊瑚礁生态系统的生物多样性问题
协调 生物与环境的协调与平衡 生物数量不超过环境承载力,可避免系统的失衡和破坏 太湖富营养化问题
整体 社会—经济—自然复合系统 统一协调当前与长远、局部与整体、开发建设与环境保护之间的关系,保障系统的平衡与稳定 林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题
桑基鱼塘
1、尝试画出桑基鱼塘中的食物链。
2、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？
桑树→蚕； 甘蔗→人； 甘蔗→猪→人；
虽然用蚕沙喂鱼，但池塘中还可能存在如下食物链：
浮游植物→鱼；浮游植物一浮游动物→鱼。
还需要关注经济学原理，要达到经济效益和生态效益的同步发展。
思考·讨论

（1）桑基鱼塘中的生物组分通过合理布设，互利共存，实现了系统结构与功能的协调，形成了可以自我维持的有序的整体。
（2）“陆基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙喂鱼、塘泥培桑”这样的农业生产模式维持着高效的物质循环。
（3）所选择的生物与生物、生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，利用了种间关系，但养殖的蚕的数量没有多到危及桑的存活。
3、桑基鱼塘应用了生态工程的那些基本原理？
主要为自生原理
主要为循环原理
主要为协调原理
（4）桑基鱼塘在设计时，陆地与水面配比合理，各组分的搭配与比例适当，结构有序，形成了一个不可分割的整体；桑基鱼塘将原本割裂的生产系统优化组合，能够发展多种经营，为农民创造收入，是结构优化的“社会一经济一自然复合系统”。
主要为整体原理
（一）生态工程建设的宗旨：因地制宜
二、生态工程的实例和发展前景
农村综合发展型生态工程
湿地生态恢复工程
矿区废弃地的生态恢复工程
（二）生态工程的实例
（1）区分青贮和氨化
（2）在这一案例中，主要运用了生态工程的哪些基本原理
1、农村综合发展型生态工程（104页）
（1）有效选择畜、鱼等多种生物组成并合理布设
（2）作物→粮食、秸秆→人、畜食用→粪便残渣→沼气池→农田→作物
（3）利用自然生态系统中的成分，增加了就业和经济收入，解决了社会问题
以下措施运用了哪些基本原理？
自生
循环
整体
2、湿地生态恢复工程（106页）
（1）湿地的特点
（2）湿地的功能
（3）破坏湿地产生的影响
（4）恢复湿地使用的措施
（5）在这一案例中，主要运用了生态工程的哪些基本原理
以下措施运用了哪些基本原理？
（1）废水等污染物的处理
（2）根据原湿地中物种的分布情况引入动植物
（3）建立缓冲带，减少人类的干扰、依靠其自然演替等机制恢复其生态功能
循环
协调
自生
丹顶鹤栖息地
厦门筼筜湖
3、矿区废弃地的生态恢复工程
（1）矿区采矿对生态环境的影响
（2）恢复矿区生态环境采用的措施有？关键是？首先是？然后是？
（3）在这一案例中，主要运用了生态工程的哪些基本原理
以下措施运用了哪些基本原理？
（1）人工进行地表覆盖、植被恢复
（2）根据环境引入当地土著物种
（3）搞好矿区经济的同时，实现自然生态系统的恢复
自生
协调
整体
实例 问题 原理 对策 案例
农村综合发展型生态工程 实现物质的多级循环利用，在资源有限的条件下能较多地产出，以解决人多地少，资源有限的矛盾 循环、自生、整体 建立农村综合发展型生态工程 以沼气工程为中心的生态工程
湿地生态恢复工程 湿地的缩小和破坏 自生、协调、循环 控制污染、退田还湖 厦门筼筜湖的生态恢复工程
矿区废弃地的生态恢复工程 矿区生态环境问题 自生、协调、整体 修复土地、恢复植被 赤峰市元宝山矿区生态恢复工程
生态工程的实例分析
（三）生态工程的发展前景
1.生态工程特点
(1)重视对生态环境的保护。
(2)注重与经济、社会效益的结合。
2.存在问题
(1)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。
(3)我国面临的生态危机是人口激增、环境与资源破坏、能源短缺等问题结合在一起的“并发症”。
思维训练
生命是什么？这是一个古老又充满哲理的问题。概括、总结从细胞到生态系统多层 次生命系统的共同特征，对你认识生命的本质会有帮助。这个活动，需要你综合运用已经学过的内容，甚至需要查找资料获取更多信息，并用准确的术语表达。
1、开放性、复杂性、有序性、动态性、整体性
2、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”；细胞和个体等生命系统还能进行“自我复制”
3、依存于环境，也能适应环境、影响环境
4、由最原始、最简单的生命进化而来，凝聚着漫长的进化史
生态工程所遵循的原理
农村综合发展型生态工程
矿区废弃地的生态恢复工程
生态工程的实例
自生
循环
协调
湿地生态恢复工程
整体
生态工程
课堂小结
二、拓展应用
（1）要解决过度捕捞、河道的渠化、工业污水的排放、繁忙的内河航运等人类活动带来的水质严重恶化等问题。要协调经济和社会发展与生态环境保护之间的关系。
严格控制流域内的污水排放并对污水进行净化处理;拆除不合理的航道、灌溉和防洪工程；保护植被、加强绿化、恢复生态；保护洄游鱼类、保护鱼类产卵场、控制鱼类捕捞量
（4）一方面可以从人们对污染治理的观念转变，制订科学的治理方案，加强国际合作与公众参与等角度来谈；另一方面可以将菜茵河的治理与我国在河流治理方面的典型案例进行对比分析，并提出合理化建议等

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