资源简介

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建设中
建成后
奥林匹克森林公园所在地原来主要是普通村落和农田。短短几年，普通的村落和农田就脱胎换骨般地转变为令人赞叹的森林公园。它调节城市气候，丰富市民生活，也为众多动植物提供了生存的“家园”。
【问题探讨】
奥林匹克森林公园俯瞰
在2008年北京奥运会的筹办过程中，奥林匹克森林公园建设坚持“绿色奥运”的理念，充分利用了原有地貌和植被，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。
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？
弃耕的农田在自然状态下演替为森林需要经过数十年甚至更长的时间，而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。
讨论2.为什么要先做森林公园的整体设计再开工呢？
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。
【问题探讨】
奥林匹克森林公园俯瞰
在2008年北京奥运会的筹办过程中，奥林匹克森林公园建设坚持“绿色奥运”的理念，充分利用了原有地貌和植被，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。
【问题探讨】
奥林匹克森林公园俯瞰
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。
讨论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？
在2008年北京奥运会的筹办过程中，奥林匹克森林公园建设坚持“绿色奥运”的理念，充分利用了原有地貌和植被，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。
第3节 生态工程
一、生态工程
（1）生态工程提出的背景
人口增长
环境问题
生态
承载力
解决环境与经济与协调发展
经济发展
指人类应用_______________________的基本原理和方法，对人工生态系统进行________________，或对已被破坏的生态环境进行__________，从而_____________________或______________，促进人类_______________________的系统工程技术或综合工艺过程。
生态学和系统学等学科
分析、设计和调控
修复、重建
提高生态系统的生产力
改善生态环境
社会与自然环境和谐发展
一、生态工程
（2）生态工程概念
（3）生态工程建设目的
遵循生态学规律，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）生态工程特点
少消耗、多效益、可持续。
一、生态工程
生态工程是可持续发展的重要手段。
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。
二、生态工程所遵循的基本原理
一个系统在没有外界信息指令的作用下，自发地由无序发展到有序，由低有序到高有序的发展过程，就是自组织。
星球的诞生，自然生态系统的形成都是自组织的结果。
自组织
（1）自生
①概念：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
②理论基础：
生态系统的自我调节能力
生物本身：新陈代谢、再生更新
生物之间：通过各种相互作用自组织
系统结构和功能协调，形成有序整体
自我维持
二、生态工程所遵循的基本原理
③具体措施：
A.有效选择生物组分并合理布设（尽量提高生物多样性，构建复合群落）
二、生态工程所遵循的基本原理
（1）自生
移除湖泊、河流中富营养化沉积物和有毒物质
降低水体污染
有利于生态系统的自生
增加水体溶氧量
改善水生生物生存环境
二、生态工程所遵循的基本原理
（1）自生
③具体措施：
B.创设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
应用实例：太阳能水生态修复系统
以太阳能为动力，驱动水质循环，进行生态恢复，改善水质
①概念：指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化，既保证各个环节物质迁移顺畅，也保证主要物质或元素的转化率高。
②理论基础：
生态系统的物质循环功能
二、生态工程所遵循的基本原理
（2）循环
③实例：无废弃物农业
改善了土壤结构，培育了土壤微生物，实现了土壤养分如氮、磷、钾及微量元素的循环利用。
二、生态工程所遵循的基本原理
（2）循环
传统的生产模式“原料—产品—废料”
→改变为“原料—产品—原料—产品”
④相比于传统经济，生态经济优点：
实现物质多级循环利用，废弃物资源化，减少污染。
二、生态工程所遵循的基本原理
（2）循环
①概念：考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应。
②具体措施：
A.考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应。
二、生态工程所遵循的基本原理
（3）协调
B.处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡，需要考虑环境容纳量。
例如：过度放牧极易造成草场退化、土地沙漠化。
②具体措施：
二、生态工程所遵循的基本原理
（3）协调
从协调原理出发，想一想，在我国西北地区进行防护林建设，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？
我国西部地区缺雨干旱，土壤较为贫瘠，应该选择适合当地自然环境条件的树种，如沙棘、山杏、刺槐、小叶锦鸡等。
在西北地区发展畜牧业，应注意考虑环境容纳量，牲畜数量不超过草地的承载力，避免过度放牧，并适当种植牧草。
二、生态工程所遵循的基本原理
（4）整体
①概念：
②具体措施：
A.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。
B. 不仅考虑自然生态系统的规律，更要考虑经济和社会等系统的影响力。
复杂系统建设必须以整体观为指导
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。
③意义：
二、生态工程所遵循的基本原理
（4）整体
提高生物多样性，创造有益于生物形成互利共存关系的条件
物质循环
无废弃物
各组分之间要有适当的比例，自然（生态）、经济、社会结合
生物与生物之间、生物与环境之间协调，考虑环境容纳量
判断下列实例运用或违背了哪些生态原理？
①沼气池
②在人工林增加植被层次
③“落红不是无情物，化作春泥更护花”
④前面造林，后面砍树
⑤草原确定载畜量，不能过度放牧
⑥湿地破坏
⑦减少污水排放，治理湖泊
⑧引入物种时考虑是否适应环境
⑨引入水葫芦泛滥，导致多数生物死亡
循环
自生
循环
整体
协调
自生
自生
协调
自生
协调
理论基础 意义 实例
自生
循环
协调
整体
【总结】生态工程所遵循的基本原理
自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持
物质循环
生物与生物、生物与环境的协调与适应
社会、经济、自然构成的复合系统
实现生态系统结构和功能的协调，形成有序的整体
减少整个生产环节废物的产生
生物数量不超过环境承载力，避免系统的失衡和破坏
统一协调各种关系，保障生态系统的平衡和稳定
湿地生态工程建设有效选择生物组分、合理布设，并创造有利条件
无废弃物农业
西北地区的防护林建设出现的问题
林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题
桑基鱼塘的农业生产模式：陆基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙喂鱼、塘培桑。这样可以将陆地种植与鱼塘养殖结合起来，把原木割裂的生产系统通过优化组合，有机地整合在一起。
分析生态工程案例中的原理和应用
分析生态工程案例中的原理和应用
糖
蚕蛹
丝
蚕
桑叶
蚕排泄物
甘蔗
桑树
塘泥
糖渣
鱼塘
鱼塘
1.尝试画出桑基鱼塘中的食物链
桑树→蚕
甘蔗→人
甘蔗→猪→人
浮游植物→鱼
浮游植物→浮游动物→鱼
①蚕粪、蔗叶进入鱼塘，经分解者作用后被植物利用
主要为 原理
②池塘养鱼要考虑不同鱼种的关系和鱼的数量
主要为 原理
③桑基鱼塘在设计时要考虑栽种作物与养殖动物的比例
主要为 原理
④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
主要为 原理
循环
协调
整体
自生
2.桑基鱼塘应用了生态工程的哪些原理？
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。
生态工程需要根据工程的目的，以及当地自然、社会和经济的情况，从系统的不同角度综合考虑问题。
因此，不但要考虑生态学原理，而且要考虑经济和社会的实际状况，通过系统学、工程学的设计，在充分利用自然的基础上，考虑节省投资和维护成本，提供务实、可持续的解决方案。
（1）进行生态工程建设时，仅需考虑自然生态系统的规律
（　 　）
（2）在建设生态农业时，沼气池建立是遵循循环原理
（　　 ）
（3）根据协调原理，一个生态系统中生物种群的数量不应超过环境容纳量 （　 　）
（4）有了生态工程，可以走“先污染、破坏，后治理 ”的老路
（　 　）
【小组活动】分析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是为了解决什么问题、实施哪些对策、具体实例、遵循了哪些生态学基本原理。
1.农村综合发展型生态工程
(1)问题:
建立农村综合发展型生态工程
人多地少，资源有限
(2)对策:
(3)实例:
北京郊区的某村以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程
三、生态工程的实例
①作物秸秆用来生产食用菌和饲料
②饲料用于喂养畜禽
③人、畜粪尿作为原料生产沼气
④沼液用于水产养殖
⑤沼渣用于为有机农产品——“无公害蔬菜”施肥和喂养畜禽。
⑥畜禽、鱼、螺、谷物、饲料等加工品也可到市场上出售
三、生态工程的实例
——自生
——循环
——整体
(4)原理:
三、生态工程的实例
有效选择畜、鱼等多种生物组成并合理布设
作物→粮食、秸秆→人、畜食用→粪便残渣→沼气池→农田→作物
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
(5)这一生态系统的结构和功能有哪些特点？
生态系统中的各组分搭配合理，紧密联系形成一个有序的整体，实现了物质多级循环利用、能量充分利用，减少了废物排放与环境污染。
同时农、林、牧、副、渔全面发展，促进农村的可持续发展。
三、生态工程的实例
（1）湿地的作用：
具有蓄洪防旱，调节区域气候，控制土壤侵蚀，自然净化污水，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。
（2）问题：
湿地的缩小会导致局部气候恶化、地下水位下降、生物多样性降低、迁飞鸟类绝迹等。此外，湿地的环境污染、生物资源的过度利用等，会导致湿地生态系统严重退化。
三、生态工程的实例
2.湿地生态恢复工程
采用工程学和生态学措施相结合的方法。如废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程，以及动植物物种引进等,使受到干扰的湿地得以恢复；在湿地的周围,还应建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰,使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。
（3）对策：
三、生态工程的实例
2.湿地生态恢复工程
厦门筼(yún)筜(dāng)湖生态恢复工程
污水排放
水质恶化
鱼虾绝迹
散发臭味
清挖淤泥、沿湖修建
整治沿湖及周边企业
引潮入湖、西水东调
减少重金属有毒物排放
增加氧容量增强自净力
改善水质、美化景区
三、生态工程的实例
（4）实例：
2.湿地生态恢复工程
——循环
——协调
——自生
三、生态工程的实例
(5)原理:
废水等污染物的处理
根据原湿地中物种的分布情况引入动植物
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
(1)问题:
①山体、土壤和植被乃至整个地区生态系统被破坏
②极端恶劣的土地条件，会阻碍植被的生长
③规模巨大的采矿业，对土地景观造成巨大的影响，产生严重的重金属污染
三、生态工程的实例
3.矿区废弃地的生态恢复工程
采用的措施包括人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等。关键在于植被恢复，以及植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建。恢复矿区生态环境，首先要通过机械方法平整压实土地，人工制造表土；然后，在人造表土上，植树种草。
三、生态工程的实例
(2)对策:
3.矿区废弃地的生态恢复工程
赤峰市元宝山矿区生态恢复工程
(4)遵循的原理:
——自生
——协调
——整体
三、生态工程的实例
(3)实例:
3.矿区废弃地的生态恢复工程
人工进行地表覆盖、植被恢复
根据环境引入当地土著物种
搞好矿区经济的同时，实现自然生态系统的恢复
1.我国生态工程存在的问题
（1）缺乏定量化模型的指导，难以像“精确农业”那样设计出标准化、易操作的生态工程样板。
（2）有些设计缺乏高科技含量。
（3）生态系统的调控尚缺乏及时准确的监测技术的支持。
（4）缺乏理论指导。
四、生态工程的发展前景
（1）危机: 人口激增、环境与资源破坏、能源短缺等问题。
（2）对策: 发挥生态工程建设的作用，重视对生态环境的保护，更要注重与经济、社会效益的结合。
四、生态工程的发展前景
2.我国目前面临的生态危机及对策
3.对生态工程治理应持有的态度
在肯定生态工程的作用，特别是看到它在恢复、重建受损生态环境方面可发挥重要作用的同时，不要忘记大自然固有的强大的生态恢复力量，更不能误认为只要有了生态工程，就可以走“先污染、破坏，后治理”的老路。
4.我国生态工程的前景
中华民族传承古老的天人合一理念，在发展中尊重自然、顺应自然、保护自然。今天，古老的智慧融合了现代科学成就，生态工程的发展和应用，将在建设美丽中国的过程中大有作为。
四、生态工程的发展前景

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