2020——2021学年高二人教版选修三专题五：5.2生态工程的实例和发展前景课件

课题：生态工程的基本原理 学习目标 1.结合生态工程的实例，分析相关的生态工程原理。 2.评述生态工程发展前景，举例说出我国生态工程的特点。 3.尝试设计简单的生态工程。 核心素养 科学思维：能分析并评价生态工程的实例，尝试运用生态工程原理设计简单的 生态工程。 复习生态工程的基本原理 温故 知新 基础梳理 生态工程所遵循的基本原理 原理 实例 物质循环再生原理 物种多样性原理 协调与平衡原理 整体性原理 系统学与工程学原理 无废弃物农业 沼气工程 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非常高 太湖富营养化问题、过度放牧等 在林业建设中，自然系统与社会、 经济系统的关系问题 桑基鱼塘 珊瑚礁上的藻类和珊瑚虫的关系 生态工程的实例 01 实例 → 原理 1.农村综合发展型生态工程 （1）问题 人多地少，资源有限 （2）对策 建立农村综合发展型生态工程 1.农村综合发展型生态工程 （3）案例 以沼气工程为中心 的物质多级循环利 用工程。 窦店村的农村综合发展生态工程 把种植业、养殖业、 畜牧业集中在一起， 实现物质循环利用。 缓解了农村“三 料”(饲料、燃料、 肥料)的缺乏问题， 提高了土地产出水 平；同时畜禽、鱼、 谷物、饲料等加工 品也可输出到市场 上出售。 1.农村综合发展型生态工程 （3）案例 窦店村的农村综合发展生态工程 特点： 以沼气工程为核心， 农林牧副渔各业全 面发展，增加了劳 动就业机会，促进 经济发展，同时又 降低环境污染，促 进了农村的可持续 发展。 1.农村综合发展型生态工程 （3）案例 窦店村的农村综合发展生态工程 原理： 物质循环再生原理 物种多样性原理 整体性原理 2.小流域综合治理生态工程 （1）问题 水土流失比较严重 （2）对策 运用多种原理，应用多种措施综合治理 应用生态工程的整体原理、协调与平衡原理，以及工程学等原理，通过保土 蓄水、耕作措施、林草措施等工程和生物措施，层层设防来控制土壤侵蚀 2.小流域综合治理生态工程 （3）案例 甘肃陇南地区总结出了“九子登科”的治理模 式分析甘肃省陇南县的“九 子登科”模式，思考下列 问题①小流域的综合治理， “综合”表现在哪些方面？ “综合”表现在一改以 前的单纯造林和蓄水、 减沙等工程模式，同时 考虑到生态效益和经济 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 到如何提高人们的生活 水平。 2.小流域综合治理生态工程 （3）案例 甘肃陇南地区总结出了“九子登科”的治理模 式分析甘肃省陇南县的“九 子登科”模式，思考下列 问题②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 根据不同地形采取不同 措施，主要体现了协调 与平衡的原理。 3.大区域生态系统恢复生态工程 （1）问题 土地荒漠化 （2）对策 ①樵采 32% ②过度放牧 30% ③盲目开垦 27% ④不合理利用水资源 9.60% ⑤其他 1.40% 樵采 过度放牧 盲 目 开 垦 森林或草原植被恢复的生态工程、水土保持的生态工程 3.大区域生态系统恢复生态工程 （3）案例 退耕还林还草生态工程 防沙治沙生态工程 三北防护林生态工程 三北防护林生态工程 “三北防护林”总体规划用73年时间(1978-2050)完成，东起 黑龙江省宾县，西至新疆乌孜别里山口，横跨13个省551个县， 总面积4.069×108hm2 。 完成后三北地区森林面积可增加到6.057×107hm2，覆盖率提 高到15 %。林木蓄积量达4.3×109m3，生态效益累计可达 13000多亿元。该工程1987年被联合国环境规划署授予“全 球500佳”之一，被誉为“世界生态工程之最”。 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？ 思考 跨度大而且关系到这一地区人民的生产和生活问题，同时该地区的 环境还影响到了下游地区的人民生产、生活和经济发展。 三北防护林生态工程 “三北防护林”总体规划用73年时间(1978-2050)完成，东起 黑龙江省宾县，西至新疆乌孜别里山口，横跨13个省551个县， 总面积4.069×108hm2 。 完成后三北地区森林面积可增加到6.057×107hm2，覆盖率提 高到15 %。林木蓄积量达4.3×109m3，生态效益累计可达 13000多亿元。该工程1987年被联合国环境规划署授予“全 球500佳”之一，被誉为“世界生态工程之最”。 2.这一工程为什么需要如此漫长的时间？ 思考 这一地区的区域广阔、气候、自然条件复杂，总体经济发展水平低等情况 决定了这个工程需要较长时间，非一朝一夕之功。 三北防护林生态工程 “三北防护林”总体规划用73年时间(1978-2050)完成，东起 黑龙江省宾县，西至新疆乌孜别里山口，横跨13个省551个县， 总面积4.069×108hm2 。 完成后三北地区森林面积可增加到6.057×107hm2，覆盖率提 高到15 %。林木蓄积量达4.3×109m3，生态效益累计可达 13000多亿元。该工程1987年被联合国环境规划署授予“全 球500佳”之一，被誉为“世界生态工程之最”。 3.这一工程实施中主要遵循生态工程的哪些原理？ 思考 协调平衡原理、整体性原理 三北防护林生态工程 “三北防护林”总体规划用73年时间(1978-2050)完成，东起 黑龙江省宾县，西至新疆乌孜别里山口，横跨13个省551个县， 总面积4.069×108hm2 。 完成后三北地区森林面积可增加到6.057×107hm2，覆盖率提 高到15 %。林木蓄积量达4.3×109m3，生态效益累计可达 13000多亿元。该工程1987年被联合国环境规划署授予“全 球500佳”之一，被誉为“世界生态工程之最”。 4.这一工程横跨多个省区，根据协调与平衡原理和物种多样性原理，不同地 区在造林设计上应当注意什么问题？？ 思考 首先应该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；其次应该考虑树种的多样性，保证防护林体系的稳定性； 不同地区根据当地情况采取不同的策略。 4.湿地生态恢复生态工程 中国湿地分布图 湿地是地球上独特的 生态系统，是水域和陆地 的自然过渡形态。我国目 前有湿地6.594×107hm2， 是仅次于加拿大和俄罗斯 的世界第三个湿地大国。 湿地被誉为地球的“肾脏”， 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。 在经济发展过程中，人们对湿地进行排水和围垦，已经破坏了地球上 80%的湿地资源。湿地的缩小会导致局部气候变劣、地下水位下降、生物 多样性降低、迁飞鸟类绝迹等，因此，湿地生态恢复工程已成为我国生 态工程中的一项重要任务。 （1）问题 湿地缩小和破坏 2013年央视《走遍中国-湿地行》评选出"中国十大魅力湿地" ① 扎龙国家级自然保护区（黑龙江齐齐哈尔） ② 山口红树林国家级自然保护区（广西北海） ③ 双台河口国家级自然保护区（辽宁盘锦） ④ 巴音布鲁克国家级自然保护区（新疆巴音郭楞州） ⑤ 西溪国家湿地公园（浙江杭州） ⑥ 沙湖自然保护区（宁夏石嘴山） ⑦ 哈尼梯田国家湿地公园（云南红河） ⑧ 闽江河口湿地国家级自然保护区（福建福州） ⑨ 微山湖国家湿地公园（山东济宁） ⑩ 澳门湿地 4.湿地生态恢复生态工程 中国湿地分布图 采用工程和生物措施相结 合的方法，在湿地周围建 立缓冲带 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，使受到干扰的湿 地得以恢复。 （2）对策 点源污染是指能够找到具体污染来源的污染，如下水道、工厂排污口等。 非点源污染是指不能准确确定污染发源地的污染，如农田施用农药、化 肥对地表和地下水造成的污染。 4.湿地生态恢复生态工程 江西鄱阳湖生态恢复工程 鄱阳湖的吞吐水量可以占到长江水量 的15%，是很重要的一类湿地。 （3）案例 鄱阳湖面积的缩小,自然灾害频发。 党中央提出了“平堤行洪、退田还湖、 移民建镇”的方针。 对湿地的恢复不是简单的退耕还湿地或建立自然保区就能奏效的，在很大程度 上还取决于湿地上、中游的水土保持情况，以及如何解决迁出农民的生计问题。 4.湿地生态恢复生态工程 江西鄱阳湖生态恢复工程 （3）案例 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，更重要的是原 耕地上的居民的迁移，要解决迁出 居民的生活就业问题，这是退耕还 湖的主要困难。 江西鄱阳湖生态恢复工程遵循了哪些生态工程的基本原理？ 协调与平衡原理、整体性原理 5.矿区废弃地态恢复生态工程 土体、土壤和植被，乃至整 个地区生态系统的破坏 （1）问题 （2）对策 修复土地、恢复植被、 重建土壤微生物群落。 关键在于植被恢复，以及为植被恢 复所必需的土壤微生物群落的重建。 矿区生态恢复工程流程图 主要遵循系统学和工程学的原理 5.矿区废弃地态恢复生态工程 赤峰市元宝山矿区生态恢复工程 （3）案例 自20世纪60年代以来，该矿区建立了大中小型煤矿20余个，为此，共挤占耕 地5500hm2 ，并造成了大量排土场、塌陷地和闲置地等类型的废弃地。 在生态恢复改造工程中，采取了诸如围栏、排石整地、植树造林、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4000t以上； 还建立了 3处加工能力为8t的饲料工厂及一处饲养场，进行肉牛的养殖和粪肥 的利用。 5.矿区废弃地态恢复生态工程 赤峰市元宝山矿区生态恢复工程 （3）案例 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。 5.矿区废弃地态恢复生态工程 赤峰市元宝山矿区生态恢复工程 （3）案例 2.怎样合理地筹划养殖肉牛的数量？ 首先要考虑到牧草地产量，以草定畜；从外地调匀饲料要考虑饲养成本；更 重要地是考虑到土地对粪肥地承载力，以及对粪肥地加工或利用情况，要保 持在承载力范围内，以免养殖规模过大，粪肥数量巨大而造成新地污染。 6.城市环境生态工程 环境污染 （1）问题 垃圾过量、大气污染、噪声污染 （2）对策 用生态工程的方法对城市环境进行 综合治理。 首先：进行城市生态分区，合理分 布工业区、居住区、生态绿地等。 其次是推广“环境友好技术”和低 污染清洁生产工艺。 （3）案例 国家环境保护总局自1997年组织开展了创建国家环境保护模范城市活动，张家港、 大连、厦门、深圳、珠海、威海等城市被批准为首批国家环境保护模范城市。 协调与平衡原理、整体性原理 在肯定生态工程的作用，特别是对恢复和重建受损生态环境 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。 实例 问题 原理 对策 案例 农村综合发展 型生态工程　 人多地少， 资源有限 原理、 整体性原理、_____ _______原理等 建立农村综合发展型生 态工程 窦店村以 为 中心的生态工程 小流域综合治 理生态工程　 水土流失比 较严重 整体性原理、_____ _______原理、工程 学原理等 运用多种原理，应用多 种措施综合治理 甘肃陇南地区“九子 登科”的治理模式 大区域生态系 统恢复工程　 土地荒漠化 原理、 整体性原理 森林或草原植被恢复、 水土保持等 生 态工程，退耕还林还 草生态工程 湿地生态 恢复工程　 湿地的____ _______ 采用工程和生物措施相 结合的方法，在湿地周 围建立缓冲带 江西鄱阳湖生态恢复 工程 基础梳理 物质循环再生 物种 多样性 沼气工程 协调 与平衡 协调与平衡 “三北”防护林 缩小 和破坏 实例 问题 原理 对策 案例 矿区废弃地的 生态恢复工程 土体、土壤和植被， 乃至整个地区生态 系统的破坏 _________ ______原理 修复土地、恢复 植被、重建土壤 微生物群落 赤峰市元宝山矿 区生态恢复工程 城市环境 生态工程 __________ 协调与平衡 原理、整体 性原理等 用生态工程的方 法对城市环境进 行综合治理 张家港、大连、 厦门等环境保护 模范城市 系统学和 工程学 环境污染 实例 原理 单一人工林比天然混合林稳定性低 草原确定合理载畜量，不能过度放牧 引种考虑适应环境 农村综合发展型生态工程 小流域综合治理生态工程 大区域生态系统恢复工程 湿地生态恢复工程 矿区废弃地生态恢复工程 城市环境生态工程 物种多样性原理 协调与平衡原理 协调与平衡原理 物质循环再生原理、整体性原理、 物种多样性原理 整体性原理、协调与平衡原理、 工程学原理 整体性原理、协调与平衡原理 整体性原理、协调与平衡原理 系统学与工程学原理 整体性原理、协调与平衡原理 沼气工程 主要遵循物质循环再生原理 “四位一体”生态工程 “四位”指沼气池、猪舍、厕所及日光温室四部分， 是庭院经济与生态农业相结合的一种生产模式。 主要遵循物质循环再生原理 （北京窦店村）农村综合发展生态工程 主要遵循物质循环再生原理、物种多样性原理、整体性原理 以沼气工程为核心， 农林牧副渔各业全 面发展，增加了劳 动就业机会，促进 经济发展，同时又 降低环境污染，促 进了农村的可持续 发展。 南京古泉生态农场 以沼气为纽带， 联动农作物种 植、蚯蚓养殖、 养鱼、养鸡、 养鸭等产业 主要遵循物质循环再生原理、物种多样性原理、整体性原理 1.如图表示的是某人工设计的生态系统，下列叙述不正确的是(　　)D A.该生态系统经过能量的多级利 用，提高了系统总能量的利用 效率 B.该生态系统的蝇蛆和蚯蚓是分 解者，促进了生态系统中物质 循环和能量流动的进行 C.合理使用农家肥可提高流经该 生态系统的总能量 D.该生态系统遵循了物种多样 性的原理 2.下图是某同学绘制的我国北方农区的一种“四位一体”的生态家园 示意图，其中沼气池、猪舍、厕所和日光温室等保持了合理的结构和 比例。下列说法正确的是(　　)A A.在农村发展沼气有 利于保护林草植被 B.该工程充分体现了 物种多样性的原理 C.保持生物比例合理 遵循了整体性原理 D.能量可随着沼气的 使用而流入生物体内 5.在社会主义新农村建设中，某县积极发展畜禽养殖和栽桑养蚕两大 支柱产业。在生产总量不断提高的同时，该县坚持在发展中解决环境 问题，优化生态环境，实现资源的最大化利用，走出了一条适合本地 区可持续发展的生态工程之路。请据图回答下列问题： 物质循环再生原理 物种多样性 该生态工程所遵循的基 本原理： __________________________ __________________________ (至少写出两点) 6.下图是我国南方开始尝试的农业生态系统的结构模式图，它利用雏 鸭旺盛的杂食性，吃掉稻田里的杂草和害虫，用作物养猪、养鸭，用 秸秆培育蘑菇、生产沼气，用猪鸭粪、沼渣肥田，生产出无公害的大 米与蛋肉类。请据图回答下列问题： ①该生态系统建设过程中利用 的主要生态工程原理是 ____________________；该生态系 统的抵抗力稳定性有了明显提 高，这是利用了_______________ 原理。 物质循环再生原理 物种多样性 6.下图是我国南方开始尝试的农业生态系统的结构模式图，它利用雏 鸭旺盛的杂食性，吃掉稻田里的杂草和害虫，用作物养猪、养鸭，用 秸秆培育蘑菇、生产沼气，用猪鸭粪、沼渣肥田，生产出无公害的大 米与蛋肉类。请据图回答下列问题： ②在实际操作过程中，该地区 考虑到了养鸭场和养猪场的规 模，这利用了生态工程建设的 ______________原理。确定该地区 应考虑哪些方面的问题(答两项 即可)。 ______________________________、 ______________________________。 协调与平衡 生产者的产量 土地对粪肥的承载力 6.下图是我国南方开始尝试的农业生态系统的结构模式图，它利用雏 鸭旺盛的杂食性，吃掉稻田里的杂草和害虫，用作物养猪、养鸭，用 秸秆培育蘑菇、生产沼气，用猪鸭粪、沼渣肥田，生产出无公害的大 米与蛋肉类。请据图回答下列问题： （3）我国人口较多，人均土地、 水资源和能源占有量少，所以 在进行生态工程时，一定要注 重_________效益、_________效益 和________效益的统一。 生态 经济 社会 生态工程的发展前景 02 自学 1.“生物圈2号”生态工程的实验及启示 (1)设计目的：制造一个人工模拟的 系统，以验证人类在离开地球的情况下， 利用 ，仅仅依靠 ，能否维持生存。 (2)失败原因： 失调；“___________”比例与地球相差甚远，导致空气中 的 含量猛增，O2量减少，不足以维持人及动物的生存。 (3)启示：使人们认识到 和谐共处的重要性，深化了对 的认识， 即自然界给人类提供的生命支持服务是无价之宝，尽管科学技术已经很发达了，但 人类仍然没有能力完全模拟出 。 生命支持 人工生态工程 太阳能 温度 大气和海洋 CO2 人与自然 自然规律 自然生态系统 2.对我国生态工程发展前景的分析与展望 (1)生态工程特点：我国生态工程建设，要重视对 的保护，更要注重与 、 社会效益的结合。 (2)存在问题 ①我国生态工程缺乏定量化模型的指导，难以设计出 、 的生态工程样板。 ②设计缺乏 ，生态系统的调控缺乏及时准确的 支持，缺乏_____ ___指导等。 生态环境 经济 标准化 易操作 高科技含量 监测技术 理论 性 中国和西方国家生态工程建设的区别 比较项目 中国 西方国家 目标或思想 “整体、协调、再生、循环” “天人合一” 治理环境污染 进行生态恢复 背景条件 人多地少，人均资源占有量少 经济发展水平高，人均土地、 水资源占有量多 建设重点 生态环境保护与经济、社会效益结合 集中于对被破坏的生态系统进 行生态恢复 存在问题 缺乏定量化模型的指导，难以设计出 标准化、易操作的生态工程样板 应用范围小， 不强调经济效益 专题4和5复习 温故 知新 cuisyz(修图的教书匠) 本次内容结束 下次内容 微信：cuisanyingzi