生态工程的实例和发展前景

第二节生态工程的实例和发展前景一、生态工程的实例（一）前景广阔的沼气工程阅读教材，思考以下问题：１、发展沼气有什么意义？２、什么是生物质和生物质能？３、生产沼气的原料是什么？４、沼气是怎么形成的？５、为什么说沼气工程是充分利用了物质再生的原理？１、发展沼气有什么意义？发展沼气不仅可以有效地解决农村的燃料问题，还为饲料、肥料开辟新的具有重要的意义。２、什么是生物质和生物质能？生物质主要是指植物利用太阳光能将二氧化碳和水合成的有机物质，其中所含的能量称为生物质能。３、生产沼气的原料是什么？沼气利用的是人畜粪便等物质。４、沼气是怎么形成的？５、为什么说沼气工程是充分利用了物质再生的原理？（二）农村综合发展型生态工程１、目的：为了实现物质的多级循环利用，在资源有限的条件下有较多的产出，取得经济效益、社会效益和生态效益的全面提高。２、案例：窦店农村综合发展生态工程实施了以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程：１、作物秸秆用来生产食用菌和饲料；２、饲料喂养畜禽；３、人、畜粪尿作为原料生产沼气；４、沼液用于水产养殖业；５、沼渣为有机农产品——“无公害蔬菜”施肥和喂养畜禽。３、思考：①在这一案例中，主要运用了哪些生态工程的基本原理？②这一生态系统的结构和功能有哪些特点？有哪些值得借鉴的做法？①在这一案例中，主要运用了哪些生态工程的基本原理？物质循环再生原理；整体性原理；物种多样性原理等。②这一生态系统的结构和功能有哪些特点？有哪些值得借鉴的做法？这个案例以沼气工程为核心，农林牧副渔各业全面发展，增加了劳动力就业机会，促进了经济发展；同时又降低了环境污染，促进了农村的可持续发展。（三）小流域综合治理生态工程１、目的：治理小流域（河流各级支流的集水区域）的水土流失问题。２、对策：阅读教材，思考以下问题：①小流域综合治理生态工程应用了哪些生态工程原理？②小流域综合治理生态工程采取了哪些工程和生物措施？①小流域综合治理生态工程应用了哪些生态工程原理？整体性原理、协调和平衡原理以及工程学原理。②小流域综合治理生态工程采取了哪些工程和生物措施？保土蓄水、耕作措施、林草措施等山顶戴帽子：山头实行封禁管理、营造水土保持林，保护和恢复植被；３、案例：甘肃陇南地区的“九子登科”治理模式山腰系带子：半山陡坡退耕还林还草，发挥林草拦蓄作用，减少径流；坡地修台子：坡耕地以坡改梯田为突破口，建设基本农田，为调整农业产业结构提供条件；地埂锁边子：充分利用地埂种植经济作物，既获得经济效益，又保护地埂；荒地荒沟栽苗子：在荒山、荒沟、荒坡地建设薪炭林；山脚种果子：山脚发展经济林果园，促进商品经济发展；沟底穿靴子：在干、支、毛沟沟底修建谷坊、拦挡坝，建设沟坝地，拦蓄泥沙，防止沟壑被水冲蚀而导致其不断扩张；见缝插针钉扣子：利用田间地头、房前屋后栽植林果，发挥零星作用，提高治理程度；秋田盖罩子：在缓坡耕地改顺坡种植为横坡等高种植、实行地膜覆盖等保土耕作措施。４、讨论：①小流域的综合治理，“综合”表现在哪些方面？“综合”表现在它一改以前的单纯造林和蓄水、减沙等工程模式，同时考虑到了生态效益和经济效益：不但注重通过还林、还草、筑坝等措施达到蓄水、降低土壤侵蚀的生态效果；还考虑如何提高人们的生活水平。例如，不但种植农作物，还同时种植经济作物来提高人们的收入；考虑到了种植薪柴林解决人们的燃料个稳定、持久、高效的生态系统。②为什么要针对不同的地形采取不同的措施？这体现了生态工程的什么原理？山顶土壤条件、气候条件恶劣，不宜蓄水，交通不便，改造成本高，适宜封山，依靠自然恢复力来恢复植被；山腰、荒地等土壤，虽然水分条件较好，但是仍不适宜种植农作物，对于这样的地方可以自然恢复，也可以人为种植适宜的林木、草或果树等，加快植被恢复速度，这样既能降低土壤侵蚀，又能创造一定的经济效益；对沟底而言，应建设堤坝系统，它可以蓄水和淤积土地，还能够减少山体的崩塌和滑坡，保证人民的生命财产安全；对坡地和山脚农田来说，土壤、水分条件良好，交通也较方便，土地生产力高，适宜种植农作物来解决人们的粮食和收入等问题，但是在坡地上要水平梯田种植，以减少水土流失。根据不同的地形采取不同的措施，既要考虑到生态效益，又要考虑到人们的生活和收入问题，这体现了生态工程协调与平衡、因地制宜的原理和思想。③从这一案例看，当地是怎么做到经济效益与生态效益相统一的？这一模式在其他小流域能够照搬吗？上题分析中已解答了经济效益与生态效益的统一问题。这种模式在其他小流域不能照搬，还是要因地制宜地进行生态工程建设，不同气候带、不同自然条件和不同经济发展水平的地区，其生态工程的模式应各具特色。（四）大区域生态系统恢复工程１、目的：控制荒漠化的发展和水土流失，改善生态环境，提高人民生活水平２、对策：采取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。如：退耕还林还草生态工程；防沙治沙生态工程；三北（华北北部、东北大部和西北大部）防护林生态工程。３、案例讨论①国家为什么投入巨大的人力和物力兴建三北防护林工程？这一工程为什么需要如此漫长的时间？三北防护林跨越中国13个省、直辖市、自治区，对我国具有重要的意义：生态环境的质量关系到这一地区人民的生产和生活问题，对维护社会稳定具有重要意义；更重要的是，这一地区的生态环境关系到下游地区人民的生产、生活和经济发展，如黄河上游的水土流失容易导致下游地区的洪水泛滥，而危害巨大的沙尘暴的发生也与这一地区的土地沙漠化关系密切；同时这里自然矿产资源丰富，对我国的经济发展和国家安全具有重要战略意义。这一地区区域广阔，气候、自然条件复杂，总体经济发展水平较低等情况也决定了这个工程需要较长的时间，非一朝一夕之功。②这一工程横跨多个省区，根据协调与平衡原理和生物多样性原理，不同地区在造林设计上应当注意什么问题？

首先应考虑树种的生态适应性问题，种植适宜品种，宜林则林，宜灌则灌，宜草则草；其次要考虑树种的多样性，保证防护林体系的稳定性；不同地区应根据当地情况采取不同的策略，如条件恶劣的地区应该结合自然恢复力，而农区的防护林中农田防护林网可能占较大比重。（五）湿地生态恢复工程１、湿地的作用：湿地被誉为地球的“肾脏”，具有蓄洪放旱，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、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，以及植物物种的引进种植等，使受干扰的湿地得以恢复。在湿地周围建立缓冲带，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。案例：鄱阳湖的生态治理“平堤行洪、退田还湖、移民建镇”讨论：①当初人们为什么要围湖造田？主要原因：我国历来人多地少，在“以粮为纲”的年代，围湖造田，种植农作物，以生产更多的粮食；片面强调经济发展，没有认识到湖泊的巨大生态调节功能也是重要原因。②为什么说“退耕还湖”是一项巨大的系统工程？实施这一工程面临的主要困难是什么？退耕还湖不仅包括退耕地为湖区，还包括退耕后湖区上游以及湖区周围的生态环境保护工作；更重要的是原耕地上居民的迁移，要解决迁出居民的生活和就业等问题，这是退耕还湖工程的主要困难。③地处湖区上游的人们对湿地恢复生态工程负有什么责任？保护环境，减少水土流失和水污染。例如,减少工厂、生活污水往水体中的排放，农田中减少化肥和农药的施用量等。（六）矿区废弃地的生态恢复工程1、问题：矿藏开采后往往会造成土体、土壤和植被，乃至整个地区生态系统的破坏。矿区极端恶劣的土地条件，又会阻碍植被的生长。尤其是规模巨大的采矿业，不仅会对土地景观造成巨大的影响，还会产生严重的重金属污染。2、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。3、案例：赤峰市元宝山矿区生态恢复工程围拦、排石整地、植树造林、种草等。4、讨论：①在这一案例中，恢复植被的措施是植树和种草，为什么不是种植农作物？矿区土壤条件恶劣，不适宜农作物的生长，因此代之以适应性强，耐旱的灌木、草和树。②怎样合理地筹划养殖肉牛的数量？首先要考虑到牧草的产量，以草定畜；从外地调运饲料要考虑饲养成本；更重要的是要考虑到土地对粪肥的承载力,以及对粪肥的加工或利用情况，要保持在承载力范围以内，以免养殖规模过大，粪肥数量巨大而造成新的污染。③除煤矿外，你知道还有哪些矿区吗？这些矿区的恢复工程与煤矿是否有不同之处？除煤矿外，还有金矿、铁矿等。这些生态恢复工程最重要的是改良表土，恢复植被，但要因地制宜。（七）城市环境生态工程1、阅读教材“问题”，思考：城市环境问题主要表现在哪些方面？过量的垃圾侵占了大量的土地，同时污染了环境；大气污染严重；噪声污染也相当严重。2、对策和案例：用生态工程的方法对城市环境进行综合治理。①在城市规划和布局方面，要进行城市生态分区，合理分布工业区、居住区、生态绿地等。②推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工艺，以减少污染的产出。③采用各种手段治理污染，进行废弃物的资源化利用。④建立健全法制进行监督。阅读教材P123页，思考以下问题：①如何净化城市空气？②如何进行污水净化？③如何处理城市垃圾？④哪些城市是我国首批国家环境保护模范城市？①如何净化城市空气？推行清洁生产的同时，加强城市绿地建设，提高城市林木覆盖率。②如何进行污水净化？除发挥污水处理厂的重要作用外，还可以采用水生植物、湿地生态净化工程，以及水体富营养化防治生态工程等。③如何处理城市垃圾？对垃圾进行分类处理，并实现垃圾资源化利用；改露天放置为掩埋处理，地表种植植物，减少对水、气等资源的污染；用热解、燃烧发电等方法。④哪些城市是我国首批国家环境保护模范城市？张家港、大连、厦门、深圳、珠海、威海等城市。3、讨论：①汽车尾气是城市大气污染的主要染的主要汽车吗？为什么？如果不限制，应当采取什么措施来减少由汽车造成的污染？减少污染的措施：制定法律法规，禁止市区内鸣笛，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，以及对其的研究和应用等。②城市的水污染问题应当采取哪些措施来解决？每一个城市居民应当在这方面承担什么责任和义务？减少或禁止工厂的污水排放；进行污水净化回收利用；实行雨水和污水分流。每一个城市居民都应该树立节水意识、宣传节水的意义，家庭生活中应该使用无磷洗衣粉和洗涤剂，制止或减少生活中的水污染行为。二、生态工程发展的前景（一）“生物圈2号”生态工程的实验及启示阅读教材，思考以下问题：1、建立“生物圈2号”的目的是什么？2、“生物圈2号”的物质循环途径是什么？3、“生物圈2号”失败的原因是什么？4、“生物圈2号”带给人类有什么启示？1、建立“生物圈2号”的目的是什么？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。2、“生物圈2号”的物质循环途径是什么？农作物动物人饲料粮食肉、蛋、奶分解者死亡植株排泄物排泄物3、“生物圈2号”失败的原因是什么？①温度失调，以及“大气和海洋”比例与地球相差甚远，土壤呼吸释放的C02超过了植物和海洋的固定能力，导致空气中C02的含量猛增；②02量减少，不足以维持人及动物的生存；③19种脊椎动物死亡，除蟑螂、蟋蟀、蚂蚁外，其余昆虫也全部死亡；④靠昆虫传粉延续后代的植物也灭绝了。4、“生物圈2号”带给人类有什么启示？“生物圈2号”工程虽然失败了，但它给了人类深刻的经验教训，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。迄今为止，尽管科学技术已经如此发达了，但是人类仍然没有能力去完全模拟自然生态系统。所以，在肯定生态工程的作用，特别是对恢复和重建受损生态系统的重要作用的同时，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，就可以走发达国家“先污染、破坏，后治理”的老路。（二）对我国生态工程发展前景的分析和展望阅读教材，思考以下问题：1、西方发达国家的生态工程和我国的生态工程的目的有何区别？2、为什么说我国的生态工程建设，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、目前，我国的生态工程建设存在哪些不足？4、我国的生态工程与西方发达国家的生态工程相比有何优势？1、西方发达国家的生态工程和我国的生态工程的目的有何区别？西方发达国家的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。从总体来看，其应用范围比我国小，不十分强调经济效益。我国的生态工程建设，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。我国目前面临的生态危机，已经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、为什么说我国的生态工程建设，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、目前，我国的生态工程建设存在哪些不足？缺乏定量化模型的指导，难以像西方国家的“精确农业”那样，设计出标准化、易操作的生态工程样板。设计缺乏科技含量，生态系统的调控缺乏及时准确的监测技术支持，缺乏理论性知道。4、我国的生态工程与西方发达国家的生态工程相比有何优势？我国的生态工程符合我国国情，政府十分重视，在实践中得到了广泛应用。思考与探究：1分析朝鲜三八线的资料（具体资料见教材），说明它所蕴涵的意义。生态工程的恢复作用是有限的，不能认为只要有了生态工程，就可以先污染，后治理。人类迄