資源簡介

(共48張PPT)
建設中
建成后
奧林匹克森林公園所在地原來主要是普通村落和農田。短短幾年，普通的村落和農田就脫胎換骨般地轉變為令人贊嘆的森林公園。它調節城市氣候，豐富市民生活，也為眾多動植物提供了生存的“家園”。
【問題探討】
奧林匹克森林公園俯瞰
在2008年北京奧運會的籌辦過程中，奧林匹克森林公園建設堅持“綠色奧運”的理念，充分利用了原有地貌和植被，采用了營造近自然林系統、廢物資源循環利用等多項生態技術。
討論1.農田棄耕后，在自然狀態下也可以演替為森林，為什么還要人工造林呢？
棄耕的農田在自然狀態下演替為森林需要經過數十年甚至更長的時間，而利用生態工程原理進行人工造林，可以縮短建設周期，在較短時間內獲得生態效益。
討論2.為什么要先做森林公園的整體設計再開工呢？
建設北京奧林匹克森林公園是涉及生態學、工程學、系統學、經濟學等多學科的原理和方法的系統工程，要綜合考慮諸多方面的因素，而且建設成本較高，在開工前做好整體設計可以保證工程建設的合理性與可實施性，也可以有效控制建設成本和后續維護成本，避免不必要的浪費，提高生態效益。
【問題探討】
奧林匹克森林公園俯瞰
在2008年北京奧運會的籌辦過程中，奧林匹克森林公園建設堅持“綠色奧運”的理念，充分利用了原有地貌和植被，采用了營造近自然林系統、廢物資源循環利用等多項生態技術。
【問題探討】
奧林匹克森林公園俯瞰
生態工程的建設要順應自然，即合乎自然規律。自然的地貌和植被，是自然選擇、生物與環境相適應的結果，充分利用原有的地貌和植被有利于該公園的可持續發展，并且會減少人力和物力的投入。
討論3.公園建設為什么要充分利用原有的地貌和植被，營造近自然林系統呢？
在2008年北京奧運會的籌辦過程中，奧林匹克森林公園建設堅持“綠色奧運”的理念，充分利用了原有地貌和植被，采用了營造近自然林系統、廢物資源循環利用等多項生態技術。
第3節 生態工程
一、生態工程
（1）生態工程提出的背景
人口增長
環境問題
生態
承載力
解決環境與經濟與協調發展
經濟發展
指人類應用_______________________的基本原理和方法，對人工生態系統進行________________，或對已被破壞的生態環境進行__________，從而_____________________或______________，促進人類_______________________的系統工程技術或綜合工藝過程。
生態學和系統學等學科
分析、設計和調控
修復、重建
提高生態系統的生產力
改善生態環境
社會與自然環境和諧發展
一、生態工程
（2）生態工程概念
（3）生態工程建設目的
遵循生態學規律，充分發揮資源的生產潛力，防止環境污染，達到經濟效益和生態效益的同步發展。
（4）生態工程特點
少消耗、多效益、可持續。
一、生態工程
生態工程是可持續發展的重要手段。
生態工程以生態系統的自組織、自我調節功能為基礎，遵循整體、協調、循環、自生等生態學基本原理。
二、生態工程所遵循的基本原理
一個系統在沒有外界信息指令的作用下，自發地由無序發展到有序，由低有序到高有序的發展過程，就是自組織。
星球的誕生，自然生態系統的形成都是自組織的結果。
自組織
（1）自生
①概念：由生物組分而產生的自組織、自我優化、自我調節、自我更新和維持
②理論基礎：
生態系統的自我調節能力
生物本身：新陳代謝、再生更新
生物之間：通過各種相互作用自組織
系統結構和功能協調，形成有序整體
自我維持
二、生態工程所遵循的基本原理
③具體措施：
A.有效選擇生物組分并合理布設（盡量提高生物多樣性，構建復合群落）
二、生態工程所遵循的基本原理
（1）自生
移除湖泊、河流中富營養化沉積物和有毒物質
降低水體污染
有利于生態系統的自生
增加水體溶氧量
改善水生生物生存環境
二、生態工程所遵循的基本原理
（1）自生
③具體措施：
B.創設有益于生物組分的生長、發育、繁殖，以及它們形成互利共存關系的條件
應用實例：太陽能水生態修復系統
以太陽能為動力，驅動水質循環，進行生態恢復，改善水質
①概念：指在生態工程中促進系統的物質遷移與轉化，既保證各個環節物質遷移順暢，也保證主要物質或元素的轉化率高。
②理論基礎：
生態系統的物質循環功能
二、生態工程所遵循的基本原理
（2）循環
③實例：無廢棄物農業
改善了土壤結構，培育了土壤微生物，實現了土壤養分如氮、磷、鉀及微量元素的循環利用。
二、生態工程所遵循的基本原理
（2）循環
傳統的生產模式“原料—產品—廢料”
→改變為“原料—產品—原料—產品”
④相比于傳統經濟，生態經濟優點：
實現物質多級循環利用，廢棄物資源化，減少污染。
二、生態工程所遵循的基本原理
（2）循環
①概念：考慮生物與環境、生物與生物的協調與適應。
②具體措施：
A.考慮生物與環境、生物與生物的協調與適應。
二、生態工程所遵循的基本原理
（3）協調
B.處理好生物與環境、生物與生物的協調與平衡，需要考慮環境容納量。
例如：過度放牧極易造成草場退化、土地沙漠化。
②具體措施：
二、生態工程所遵循的基本原理
（3）協調
從協調原理出發，想一想，在我國西北地區進行防護林建設，應選擇哪些樹種？如果在該地區發展畜牧養殖業，你認為應該注意什么問題？
我國西部地區缺雨干旱，土壤較為貧瘠，應該選擇適合當地自然環境條件的樹種，如沙棘、山杏、刺槐、小葉錦雞等。
在西北地區發展畜牧業，應注意考慮環境容納量，牲畜數量不超過草地的承載力，避免過度放牧，并適當種植牧草。
二、生態工程所遵循的基本原理
（4）整體
①概念：
②具體措施：
A.各組分之間要有適當的比例，不同組分之間應構成有序的結構，通過改變和優化結構，達到改善系統功能的目的。
B. 不僅考慮自然生態系統的規律，更要考慮經濟和社會等系統的影響力。
復雜系統建設必須以整體觀為指導
只有應用整體性原理,才能統一協調當前與長遠、局部與整體、開發建設與環境保護之間的關系,保障生態系統的平衡和穩定。
③意義：
二、生態工程所遵循的基本原理
（4）整體
提高生物多樣性，創造有益于生物形成互利共存關系的條件
物質循環
無廢棄物
各組分之間要有適當的比例，自然（生態）、經濟、社會結合
生物與生物之間、生物與環境之間協調，考慮環境容納量
判斷下列實例運用或違背了哪些生態原理？
①沼氣池
②在人工林增加植被層次
③“落紅不是無情物，化作春泥更護花”
④前面造林，后面砍樹
⑤草原確定載畜量，不能過度放牧
⑥濕地破壞
⑦減少污水排放，治理湖泊
⑧引入物種時考慮是否適應環境
⑨引入水葫蘆泛濫，導致多數生物死亡
循環
自生
循環
整體
協調
自生
自生
協調
自生
協調
理論基礎 意義 實例
自生
循環
協調
整體
【總結】生態工程所遵循的基本原理
自組織、自我優化、自我調節、自我更新和維持
物質循環
生物與生物、生物與環境的協調與適應
社會、經濟、自然構成的復合系統
實現生態系統結構和功能的協調，形成有序的整體
減少整個生產環節廢物的產生
生物數量不超過環境承載力，避免系統的失衡和破壞
統一協調各種關系，保障生態系統的平衡和穩定
濕地生態工程建設有效選擇生物組分、合理布設，并創造有利條件
無廢棄物農業
西北地區的防護林建設出現的問題
林業建設中自然系統與社會、經濟系統的關系問題
?；~塘的農業生產模式：陸基種桑、桑葉飼蠶、蠶沙喂魚、塘培桑。這樣可以將陸地種植與魚塘養殖結合起來，把原木割裂的生產系統通過優化組合，有機地整合在一起。
分析生態工程案例中的原理和應用
分析生態工程案例中的原理和應用
糖
蠶蛹
絲
蠶
桑葉
蠶排泄物
甘蔗
桑樹
塘泥
糖渣
魚塘
魚塘
1.嘗試畫出桑基魚塘中的食物鏈
桑樹→蠶
甘蔗→人
甘蔗→豬→人
浮游植物→魚
浮游植物→浮游動物→魚
①蠶糞、蔗葉進入魚塘，經分解者作用后被植物利用
主要為 原理
②池塘養魚要考慮不同魚種的關系和魚的數量
主要為 原理
③桑基魚塘在設計時要考慮栽種作物與養殖動物的比例
主要為 原理
④?；~塘中的生物組分通過合理布設，互利共存，實現了系統結構與功能的協調
主要為 原理
循環
協調
整體
自生
2.?；~塘應用了生態工程的哪些原理？
討論3.當桑葉價格高，賣桑葉比賣魚更合算時，當地農民會將蠶沙用作桑樹的肥料，而不是喂魚。由此可以看出，生態工程建設除了要考慮生態學、工程學原理，還需要關注什么？
還需關注經濟學原理，要達到經濟效益和生態效益的同步發展。
生態工程需要根據工程的目的，以及當地自然、社會和經濟的情況，從系統的不同角度綜合考慮問題。
因此，不但要考慮生態學原理，而且要考慮經濟和社會的實際狀況，通過系統學、工程學的設計，在充分利用自然的基礎上，考慮節省投資和維護成本，提供務實、可持續的解決方案。
（1）進行生態工程建設時，僅需考慮自然生態系統的規律
（　 ?。?br/>（2）在建設生態農業時，沼氣池建立是遵循循環原理
（　　 ）
（3）根據協調原理，一個生態系統中生物種群的數量不應超過環境容納量 （　 　）
（4）有了生態工程，可以走“先污染、破壞，后治理 ”的老路
（　 　）
【小組活動】分析農村綜合發展型生態工程、濕地生態恢復工程、礦區廢棄地的生態恢復工程是為了解決什么問題、實施哪些對策、具體實例、遵循了哪些生態學基本原理。
1.農村綜合發展型生態工程
(1)問題:
建立農村綜合發展型生態工程
人多地少，資源有限
(2)對策:
(3)實例:
北京郊區的某村以沼氣工程為中心的物質多級循環利用工程
三、生態工程的實例
①作物秸稈用來生產食用菌和飼料
②飼料用于喂養畜禽
③人、畜糞尿作為原料生產沼氣
④沼液用于水產養殖
⑤沼渣用于為有機農產品——“無公害蔬菜”施肥和喂養畜禽。
⑥畜禽、魚、螺、谷物、飼料等加工品也可到市場上出售
三、生態工程的實例
——自生
——循環
——整體
(4)原理:
三、生態工程的實例
有效選擇畜、魚等多種生物組成并合理布設
作物→糧食、秸稈→人、畜食用→糞便殘渣→沼氣池→農田→作物
利用自然生態系統中的成分，增加了就業和經濟收入，解決了社會問題
(5)這一生態系統的結構和功能有哪些特點？
生態系統中的各組分搭配合理，緊密聯系形成一個有序的整體，實現了物質多級循環利用、能量充分利用，減少了廢物排放與環境污染。
同時農、林、牧、副、漁全面發展，促進農村的可持續發展。
三、生態工程的實例
（1）濕地的作用：
具有蓄洪防旱，調節區域氣候，控制土壤侵蝕，自然凈化污水，為遷飛的鳥類和其他多種動植物提供棲息地，以及為人們提供休閑娛樂的環境等功能。
（2）問題：
濕地的縮小會導致局部氣候惡化、地下水位下降、生物多樣性降低、遷飛鳥類絕跡等。此外，濕地的環境污染、生物資源的過度利用等，會導致濕地生態系統嚴重退化。
三、生態工程的實例
2.濕地生態恢復工程
采用工程學和生態學措施相結合的方法。如廢水處理、點源和非點源污染控制、土地處理工程，以及動植物物種引進等,使受到干擾的濕地得以恢復；在濕地的周圍,還應建立緩沖帶，以盡量減少人類的干擾,使濕地依靠自然演替等機制恢復其生態功能。
（3）對策：
三、生態工程的實例
2.濕地生態恢復工程
廈門筼(yún)筜(dāng)湖生態恢復工程
污水排放
水質惡化
魚蝦絕跡
散發臭味
清挖淤泥、沿湖修建
整治沿湖及周邊企業
引潮入湖、西水東調
減少重金屬有毒物排放
增加氧容量增強自凈力
改善水質、美化景區
三、生態工程的實例
（4）實例：
2.濕地生態恢復工程
——循環
——協調
——自生
三、生態工程的實例
(5)原理:
廢水等污染物的處理
根據原濕地中物種的分布情況引入動植物
建立緩沖帶，減少人類的干擾、依靠其自然演替等機制恢復其生態功能
(1)問題:
①山體、土壤和植被乃至整個地區生態系統被破壞
②極端惡劣的土地條件，會阻礙植被的生長
③規模巨大的采礦業，對土地景觀造成巨大的影響，產生嚴重的重金屬污染
三、生態工程的實例
3.礦區廢棄地的生態恢復工程
采用的措施包括人工制造表土、多層覆蓋、特殊隔離、土壤侵蝕控制、植被恢復工程等。關鍵在于植被恢復，以及植被恢復所必需的土壤微生物群落的重建?；謴偷V區生態環境，首先要通過機械方法平整壓實土地，人工制造表土；然后，在人造表土上，植樹種草。
三、生態工程的實例
(2)對策:
3.礦區廢棄地的生態恢復工程
赤峰市元寶山礦區生態恢復工程
(4)遵循的原理:
——自生
——協調
——整體
三、生態工程的實例
(3)實例:
3.礦區廢棄地的生態恢復工程
人工進行地表覆蓋、植被恢復
根據環境引入當地土著物種
搞好礦區經濟的同時，實現自然生態系統的恢復
1.我國生態工程存在的問題
（1）缺乏定量化模型的指導，難以像“精確農業”那樣設計出標準化、易操作的生態工程樣板。
（2）有些設計缺乏高科技含量。
（3）生態系統的調控尚缺乏及時準確的監測技術的支持。
（4）缺乏理論指導。
四、生態工程的發展前景
（1）危機: 人口激增、環境與資源破壞、能源短缺等問題。
（2）對策: 發揮生態工程建設的作用，重視對生態環境的保護，更要注重與經濟、社會效益的結合。
四、生態工程的發展前景
2.我國目前面臨的生態危機及對策
3.對生態工程治理應持有的態度
在肯定生態工程的作用，特別是看到它在恢復、重建受損生態環境方面可發揮重要作用的同時，不要忘記大自然固有的強大的生態恢復力量，更不能誤認為只要有了生態工程，就可以走“先污染、破壞，后治理”的老路。
4.我國生態工程的前景
中華民族傳承古老的天人合一理念，在發展中尊重自然、順應自然、保護自然。今天，古老的智慧融合了現代科學成就，生態工程的發展和應用，將在建設美麗中國的過程中大有作為。
四、生態工程的發展前景

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