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(共39张PPT)
第4章 人与环境
第3节 生态工程
第2课时 生态工程的实例和发展前景
导入新课
2023年3月3日，中央电视台《朝闻天下》栏目播发《一线调研：山村氢能发展的探索之路》，深度报道了国家电网在浙江丽水建设的全国首个乡村生态氢能示范工程。
导入新课
缙云县五都村村边不仅有水电站、光伏电站和风电场，就连居民家屋顶都安上了光伏板。利用这些充足的清洁电能，可以进行电解水来制造氢气。五都村通过种植茭白和养殖麻鸭逐渐致富,但同样带来了很多农牧废弃物，如何用自然循环的方式处理这些废弃物他们一直犯愁。
导入新课
经过缙云县政府的努力，通过引进氢能相关企业，在五都村探索建设了全国首个基于乡村场景的绿色氢能示范工程，验证氢能近碳零排放分布式综合能源供应技术。该工程采用了沼气加氢的脱碳技术，通过沼气发生装置，将当地收上来的茭白秸秆、餐厨垃圾和生物废弃物转化为沼气。再利用电解水制成的绿氢固定沼气中的二氧化碳，进一步提纯天然气。通过氢气提纯后的沼气，不仅二氧化碳含量大幅减少，燃烧效率也从55%提高到95%，无污染，可循环。
环节一：生态工程的实例
1.农村综合发展型生态工程
（1）问题：突出矛盾是人多地少，资源有限，产出不足。
（2）对策：建立农村综合发展型生态工程。
环节一：生态工程的实例
（3）实例：北京郊区某村以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程。
环节一：生态工程的实例
①作物秸秆用来生产食用菌和饲料。
青贮：是指在玉米等作物没有完全成熟时，将果穗和秸秆一起收获切碎，通过厌氧发酵成为牛羊的青饲料。
氨化：是指利用氨水或氮素化肥处理稻麦秸秆，使之软化适口，提高其作为饲料的营养价值。
②饲料用于喂养畜禽。
环节一：生态工程的实例
③人畜粪便作为原料生产沼气。
④沼液用于水产养殖业。
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、饲料等加工品可到市场上出售。
环节一：生态工程的实例
（1）在这一案例中，主要运用了生态工程的哪些基本原理？
（2）这一生态系统的结构和功能有哪些特点？
（3）这一生态工程有哪些值得借鉴的做法？
讨论
环节一：生态工程的实例
农村综合发展型生态工程的优点：
（1）实现了物质的多级循环利用，减少了废物排放与环境污染。
（2）实现了能量的多级利用，大大提高了能量的利用率。
（3）实现了经济效益、社会效益和生态效益的全面提高。
农村综合发展型生态工程的价值：能创造多种劳动力就业机会，增加农民收入；减少废物排放与环境污染。
环节一：生态工程的实例
广东省正在逐步推进新农村建设项目，但部分农村仍存在许多问题。假如你是该村村主任，请你指出该村存在的问题并提出解决方案，同时说明依据的原理。
环节一：生态工程的实例
环节一：生态工程的实例
目标：在有限的庭院内集种植果树、蔬菜，养殖牛、猪、鸡、鱼等于一体，空间上合理搭配，时间上巧妙安排，创造一种结构完整、功能齐全、运转有序、效率较高的庭院经济生态系统。
循环模式：饲料喂鸡、鸡粪喂猪、猪粪肥田模式；饲料喂猪养鸡，猪粪、鸡粪投入沼气池发酵生产沼气，沼气作能源，沼渣喂猪的循环模式；等等。
讨论
设计庭院生态工程
环节一：生态工程的实例
讨论
设计庭院生态工程
环节一：生态工程的实例
2.湿地生态恢复工程
（1）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。
点源污染是指有固定排放点的污染源，如工厂排污口等。
非点源污染是指没有固定排污口的环境污染，如农田施用农药、化肥对地表和地下水造成的污染。
（2）在湿地的周围建立缓冲带，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。
环节一：生态工程的实例
筼筜湖位于厦门岛西部。20世纪70年代，筼筜湖周边各种污水未经处理就排放到湖里，导致水质恶化，鱼虾几近绝迹，湖水散发着臭气，人们路过时都得捂着鼻子。厦门人民期盼筼筜湖生态恢复。1982年，厦门市政府对沿湖周边企业进行整治，几年内基本解决了重金属等有毒污染物的排放问题，但是湖水水质仍较差。为了解决筼筜湖水体缺氧、自净能力差的问题，20世纪90年代，厦门市采取了引潮入湖、输送新鲜海水、西水东调等措施，湖水水质显著改善。进入21世纪，通过清挖湖底淤泥，沿湖修建驳岸、导流堤及环湖林荫步行道等措施，进一步改善了湖水水质，美化了湖区景观。现在的筼筜湖，湖水清澈、鱼游虾戏、白鹭翩飞。
环节一：生态工程的实例
环节一：生态工程的实例
3.矿区废弃地的生态恢复工程
（1）问题：
①矿藏开采造成山体、土壤和植被，乃至整个地区生态系统的破坏。
②矿区极端恶劣的土地条件，会阻碍植被的生长。
环节一：生态工程的实例
③规模巨大的采矿业，不仅会对土地景观造成巨大的影响，还可能产生严重的重金属污染。
环节一：生态工程的实例
（2）对策：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。其中，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。
环节一：生态工程的实例
（3）案例：赤峰市元宝山矿区生态恢复工程。
环节一：生态工程的实例
20世纪60年代以来，该矿区建立了大中小型煤矿20余个，共挤占耕地5 500 hm2，并造成了大量排土场、塌陷地和闲置地等类型的废弃地。该地区在生态恢复改造工程中，采取了诸如围栏、排石整地、植树、种草等措施，仅用了3年多的时间，就建立了草地750 hm2，年产优质牧草4 000 t以上；还建立了3处日加工能力为8 t的饲料工厂及1处饲养场，进行肉牛的养殖和粪肥的利用。
环节一：生态工程的实例
环节二：生态工程的发展前景
1953年朝鲜战争停战后，南北双方以北纬38°为停火线，沿线两侧大约500 km2为非军事区，这里的地表经过战争浩劫，几乎没有生物存在。几十年来，由于基本没有人类活动，这里恢复了完全的自然状态。河水清澈、森林茂盛、物种繁多，还出现了多种被认为早已在朝鲜半岛灭绝的动物，如棕熊。有科学家评论说：“全世界只有在这个地方，由于3 000年以来的农耕文明突然终止，原始物种可在没有人类干扰的情况下自由发展，这个地区的生态恢复情况大大超过了人类所有生态建设所能达到的水平。”
环节二：生态工程的发展前景
自主学习
1.对生态工程治理应持有的态度
2.我国生态工程建设目前存在的问题
3.我国目前面临的生态危机及对策
4.我国生态工程的前景
环节三：思维训练与知识延伸
1.生命系统的结构。
与一般的非生命系统相比，生命系统的复杂程度更高。生命系统尽管结构复杂，但都是由各个组成部分构成的统一的、有序的整体。
生命系统的结构特征是 。
。
开放性、复杂性、有序性、
动态性、整体性
环节三：思维训练与知识延伸
2.生命系统的功能。
生命系统不断从外界环境获取物质或能量，形成新的组织结构，也不断排出物质、散失热能，等等。细胞能形成新细胞，个体能产生新个体。
生命系统的功能特点是 。
。
。
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”
环节三：思维训练与知识延伸
3.生命系统与环境的关系。
任何生命系统都不能孤立地存在，而是与其他生物包括同种和不同种的生物，紧密联系在一起的，同时又依存于非生物环境。
从生态的视角看，生命系统 。
。
依存于环境，也能适
应环境、影响环境
环节三：思维训练与知识延伸
4.生命系统的历史。
分析生命系统的由来，追寻生命系统的历史，也是理解生命是什么的关键。
从历史的角度看，生命系统 。
。
由最原始、最简单的
生命进化而来，凝聚着漫长的进化史
环节三：思维训练与知识延伸
1.陆地生态系统固碳的作用
陆地生态系统吸收、固定二氧化碳（固碳）可以有效减缓大气中二氧化碳浓度的升高。
2.摸清我国陆地生态系统的固碳情况的意义和困难
摸清我国陆地生态系统的固碳情况，是制定相关产业发展和环境保护对策、提高生态系统固碳能力的基础。定量评估我国陆地生态系统的固碳情况，以及重大生态工程建设所产生的固碳效应十分困难。
环节三：思维训练与知识延伸
3.定量评估我国陆地生态系统固碳效应的意义
不仅为验证和发展相关的生态学基本理论、评估生态系统对未来环境变化的响应提供了基本数据，也为我国应对气候变化的国际谈判提供重要支撑，为建设“美丽中国”助力。
环节三：思维训练与知识延伸
4.我国陆地生态系统碳储量变化及分布研究成果
（1）查明我国陆地生态系统在过去几十年一直发挥着重要的固碳作用。
（2）首次在国家尺度上用直接证据证明人类的有效干预能提高陆地生态系统的固碳能力。
（3）揭示了生物多样性与生态系统生产力和土壤碳储量之间的相关性，证实了增加生物多样性不但能提高生态系统的生产力，而且可以增加土壤的碳储量。
环节三：思维训练与知识延伸
沼气是人畜粪便等物质，经过一系列复杂的厌氧发酵过程，产生的富含甲烷气体的燃料。
1.发展沼气的意义
发展沼气不仅可以有效地解决农村的燃料问题，还为饲料、肥料开辟了新的来源，对节省林木和保护林草植被也具有重要的意义。
环节三：思维训练与知识延伸
2.沼气工程发展的背景
在20世纪80年代以前，我国农村普遍存在缺少饲料、燃料、肥料的情况，而获得上述“三料”又依赖有限的作物秸秆、谷壳、麸皮等农副产品和薪柴林等生物质，这迫使农民不断加大对林灌草地的滥伐滥采，导致了严重的水土流失，对生态环境造成了很大破坏。
环节三：思维训练与知识延伸
3.沼气工程的原理
沼气工程充分利用了物质循环再生的原理。由于它在物质、能量多级充分利用和转化方面独特的纽带作用，大大促进了农村以农牧结合为中心的多种经营，已成为我国当今农村生态工程建设中最重要和最基础性的组分。
环节三：思维训练与知识延伸
4.沼气工程的发展趋势
未来我国沼气工程的发展趋势是，伴随新农村建设和城镇化发展，将逐步向村镇集中（联村）供气方向发展，即每个村镇（或联村）建设一个规模化的沼气站，利用本村镇产生的生活垃圾、人畜粪便和秸秆等废弃物集中生产沼气。沼气通过管网送往各家各户。
1.“绿水青山就是金山银山”，为此全国各地不断形成各式的立体农业（如果树—草菇立体农业），发展各种模式的生态农业（如蔗基鱼塘）和生态工程，在发展经济和保护生态之间走上一条可持续发展的道路。下列有关分析正确的是 （ ）
A.果树—草菇立体农业运用种群的空间结构原理，能充分利用空间和资源
B.蔗基鱼塘生态农业模式中的食物链只是物质传递链，而不作为能量传递链
C.蔗基鱼塘生态农业模式在提高能量传递效率的同时，又减轻了环境污染
D.生态工程建设的主要目的是提高生物多样性的间接价值
课堂练习
D
2. 为了推进乡村振兴，某地积极推广“温室鱼菜共生种养殖模式”，其主要结构和原理如图所示。下列相关叙述不正确的是 （ ）
A.设计该系统时遵循循环、协调等生态工程基本原理
B.蓄水池适当光照可增加水中藻类数量，既能降低水中无机盐浓度，又能为鱼类提供丰富食物
课堂练习
D
C.适当增加养殖鱼的种类，丰富群落的垂直结构，有利于空间和营养等资源的充分利用
D.栽培基质和砾石层中的微生物有利于分解鱼粪，为果蔬生长提供物质和能量
THANK YOU

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