第二節(jié)生態(tài)工程的實例和發(fā)展前景一、生態(tài)工程的實例（一）前景廣闊的沼氣工程閱讀教材，思考以下問題：１、發(fā)展沼氣有什么意義？２、什么是生物質(zhì)和生物質(zhì)能？３、生產(chǎn)沼氣的原料是什么？４、沼氣是怎么形成的？５、為什么說沼氣工程是充分利用了物質(zhì)再生的原理？１、發(fā)展沼氣有什么意義？發(fā)展沼氣不僅可以有效地解決農(nóng)村的燃料問題，還為飼料、肥料開辟新的具有重要的意義。２、什么是生物質(zhì)和生物質(zhì)能？生物質(zhì)主要是指植物利用太陽光能將二氧化碳和水合成的有機物質(zhì)，其中所含的能量稱為生物質(zhì)能。３、生產(chǎn)沼氣的原料是什么？沼氣利用的是人畜糞便等物質(zhì)。４、沼氣是怎么形成的？５、為什么說沼氣工程是充分利用了物質(zhì)再生的原理？（二）農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程１、目的：為了實現(xiàn)物質(zhì)的多級循環(huán)利用，在資源有限的條件下有較多的產(chǎn)出，取得經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益的全面提高。２、案例：竇店農(nóng)村綜合發(fā)展生態(tài)工程實施了以沼氣工程為中心的物質(zhì)多級循環(huán)利用工程：１、作物秸稈用來生產(chǎn)食用菌和飼料；２、飼料喂養(yǎng)畜禽；３、人、畜糞尿作為原料生產(chǎn)沼氣；４、沼液用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)；５、沼渣為有機農(nóng)產(chǎn)品——“無公害蔬菜”施肥和喂養(yǎng)畜禽。３、思考：①在這一案例中，主要運用了哪些生態(tài)工程的基本原理？②這一生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能有哪些特點？有哪些值得借鑒的做法？①在這一案例中，主要運用了哪些生態(tài)工程的基本原理？物質(zhì)循環(huán)再生原理；整體性原理；物種多樣性原理等。②這一生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能有哪些特點？有哪些值得借鑒的做法？這個案例以沼氣工程為核心，農(nóng)林牧副漁各業(yè)全面發(fā)展，增加了勞動力就業(yè)機會，促進了經(jīng)濟發(fā)展；同時又降低了環(huán)境污染，促進了農(nóng)村的可持續(xù)發(fā)展。（三）小流域綜合治理生態(tài)工程１、目的：治理小流域（河流各級支流的集水區(qū)域）的水土流失問題。２、對策：閱讀教材，思考以下問題：①小流域綜合治理生態(tài)工程應(yīng)用了哪些生態(tài)工程原理？②小流域綜合治理生態(tài)工程采取了哪些工程和生物措施？①小流域綜合治理生態(tài)工程應(yīng)用了哪些生態(tài)工程原理？整體性原理、協(xié)調(diào)和平衡原理以及工程學(xué)原理。②小流域綜合治理生態(tài)工程采取了哪些工程和生物措施？保土蓄水、耕作措施、林草措施等山頂戴帽子：山頭實行封禁管理、營造水土保持林，保護和恢復(fù)植被；３、案例：甘肅隴南地區(qū)的“九子登科”治理模式山腰系帶子：半山陡坡退耕還林還草，發(fā)揮林草攔蓄作用，減少徑流；坡地修臺子：坡耕地以坡改梯田為突破口，建設(shè)基本農(nóng)田，為調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)提供條件；地埂鎖邊子：充分利用地埂種植經(jīng)濟作物，既獲得經(jīng)濟效益，又保護地?。换牡鼗臏显悦缱樱涸诨纳?、荒溝、荒坡地建設(shè)薪炭林；山腳種果子：山腳發(fā)展經(jīng)濟林果園，促進商品經(jīng)濟發(fā)展；溝底穿靴子：在干、支、毛溝溝底修建谷坊、攔擋壩，建設(shè)溝壩地，攔蓄泥沙，防止溝壑被水沖蝕而導(dǎo)致其不斷擴張；見縫插針釘扣子：利用田間地頭、房前屋后栽植林果，發(fā)揮零星作用，提高治理程度；秋田蓋罩子：在緩坡耕地改順坡種植為橫坡等高種植、實行地膜覆蓋等保土耕作措施。４、討論：①小流域的綜合治理，“綜合”表現(xiàn)在哪些方面？“綜合”表現(xiàn)在它一改以前的單純造林和蓄水、減沙等工程模式，同時考慮到了生態(tài)效益和經(jīng)濟效益：不但注重通過還林、還草、筑壩等措施達到蓄水、降低土壤侵蝕的生態(tài)效果；還考慮如何提高人們的生活水平。例如，不但種植農(nóng)作物，還同時種植經(jīng)濟作物來提高人們的收入；考慮到了種植薪柴林解決人們的燃料個穩(wěn)定、持久、高效的生態(tài)系統(tǒng)。②為什么要針對不同的地形采取不同的措施？這體現(xiàn)了生態(tài)工程的什么原理？山頂土壤條件、氣候條件惡劣，不宜蓄水，交通不便，改造成本高，適宜封山，依靠自然恢復(fù)力來恢復(fù)植被；山腰、荒地等土壤，雖然水分條件較好，但是仍不適宜種植農(nóng)作物，對于這樣的地方可以自然恢復(fù)，也可以人為種植適宜的林木、草或果樹等，加快植被恢復(fù)速度，這樣既能降低土壤侵蝕，又能創(chuàng)造一定的經(jīng)濟效益；對溝底而言，應(yīng)建設(shè)堤壩系統(tǒng)，它可以蓄水和淤積土地，還能夠減少山體的崩塌和滑坡，保證人民的生命財產(chǎn)安全；對坡地和山腳農(nóng)田來說，土壤、水分條件良好，交通也較方便，土地生產(chǎn)力高，適宜種植農(nóng)作物來解決人們的糧食和收入等問題，但是在坡地上要水平梯田種植，以減少水土流失。根據(jù)不同的地形采取不同的措施，既要考慮到生態(tài)效益，又要考慮到人們的生活和收入問題，這體現(xiàn)了生態(tài)工程協(xié)調(diào)與平衡、因地制宜的原理和思想。③從這一案例看，當(dāng)?shù)厥窃趺醋龅浇?jīng)濟效益與生態(tài)效益相統(tǒng)一的？這一模式在其他小流域能夠照搬嗎？上題分析中已解答了經(jīng)濟效益與生態(tài)效益的統(tǒng)一問題。這種模式在其他小流域不能照搬，還是要因地制宜地進行生態(tài)工程建設(shè)，不同氣候帶、不同自然條件和不同經(jīng)濟發(fā)展水平的地區(qū)，其生態(tài)工程的模式應(yīng)各具特色。（四）大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程１、目的：控制荒漠化的發(fā)展和水土流失，改善生態(tài)環(huán)境，提高人民生活水平２、對策：采取一系列森林或草原植被恢復(fù)的生態(tài)工程、水土保持的生態(tài)工程。如：退耕還林還草生態(tài)工程；防沙治沙生態(tài)工程；三北（華北北部、東北大部和西北大部）防護林生態(tài)工程。３、案例討論①國家為什么投入巨大的人力和物力興建三北防護林工程？這一工程為什么需要如此漫長的時間？三北防護林跨越中國13個省、直轄市、自治區(qū)，對我國具有重要的意義：生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量關(guān)系到這一地區(qū)人民的生產(chǎn)和生活問題，對維護社會穩(wěn)定具有重要意義；更重要的是，這一地區(qū)的生態(tài)環(huán)境關(guān)系到下游地區(qū)人民的生產(chǎn)、生活和經(jīng)濟發(fā)展，如黃河上游的水土流失容易導(dǎo)致下游地區(qū)的洪水泛濫，而危害巨大的沙塵暴的發(fā)生也與這一地區(qū)的土地沙漠化關(guān)系密切；同時這里自然礦產(chǎn)資源豐富，對我國的經(jīng)濟發(fā)展和國家安全具有重要戰(zhàn)略意義。這一地區(qū)區(qū)域廣闊，氣候、自然條件復(fù)雜，總體經(jīng)濟發(fā)展水平較低等情況也決定了這個工程需要較長的時間，非一朝一夕之功。②這一工程橫跨多個省區(qū)，根據(jù)協(xié)調(diào)與平衡原理和生物多樣性原理，不同地區(qū)在造林設(shè)計上應(yīng)當(dāng)注意什么問題？

首先應(yīng)考慮樹種的生態(tài)適應(yīng)性問題，種植適宜品種，宜林則林，宜灌則灌，宜草則草；其次要考慮樹種的多樣性，保證防護林體系的穩(wěn)定性；不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r采取不同的策略，如條件惡劣的地區(qū)應(yīng)該結(jié)合自然恢復(fù)力，而農(nóng)區(qū)的防護林中農(nóng)田防護林網(wǎng)可能占較大比重。（五）濕地生態(tài)恢復(fù)工程１、濕地的作用：濕地被譽為地球的“腎臟”，具有蓄洪放旱，調(diào)節(jié)區(qū)域氣候，控制土壤侵蝕，自然凈化污水，為遷飛的鳥類和多種動植物提供棲息地，以及為人們提供休閑娛樂的環(huán)境等功能。２、對策：采用工程和生物措施相結(jié)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，以及植物物種的引進種植等，使受干擾的濕地得以恢復(fù)。在濕地周圍建立緩沖帶，以盡量減少人類的干擾，使?jié)竦匾揽孔匀谎萏娴葯C制恢復(fù)其生態(tài)功能。案例：鄱陽湖的生態(tài)治理“平堤行洪、退田還湖、移民建鎮(zhèn)”討論：①當(dāng)初人們?yōu)槭裁匆獓焯?？主要原因：我國歷來人多地少，在“以糧為綱”的年代，圍湖造田，種植農(nóng)作物，以生產(chǎn)更多的糧食；片面強調(diào)經(jīng)濟發(fā)展，沒有認識到湖泊的巨大生態(tài)調(diào)節(jié)功能也是重要原因。②為什么說“退耕還湖”是一項巨大的系統(tǒng)工程？實施這一工程面臨的主要困難是什么？退耕還湖不僅包括退耕地為湖區(qū)，還包括退耕后湖區(qū)上游以及湖區(qū)周圍的生態(tài)環(huán)境保護工作；更重要的是原耕地上居民的遷移，要解決遷出居民的生活和就業(yè)等問題，這是退耕還湖工程的主要困難。③地處湖區(qū)上游的人們對濕地恢復(fù)生態(tài)工程負有什么責(zé)任？保護環(huán)境，減少水土流失和水污染。例如,減少工廠、生活污水往水體中的排放，農(nóng)田中減少化肥和農(nóng)藥的施用量等。（六）礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程1、問題：礦藏開采后往往會造成土體、土壤和植被，乃至整個地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的破壞。礦區(qū)極端惡劣的土地條件，又會阻礙植被的生長。尤其是規(guī)模巨大的采礦業(yè)，不僅會對土地景觀造成巨大的影響，還會產(chǎn)生嚴重的重金屬污染。2、對策人工制造表土、多層覆蓋、特殊隔離、土壤侵蝕控制、植被恢復(fù)工程。3、案例：赤峰市元寶山礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)工程圍攔、排石整地、植樹造林、種草等。4、討論：①在這一案例中，恢復(fù)植被的措施是植樹和種草，為什么不是種植農(nóng)作物？礦區(qū)土壤條件惡劣，不適宜農(nóng)作物的生長，因此代之以適應(yīng)性強，耐旱的灌木、草和樹。②怎樣合理地籌劃養(yǎng)殖肉牛的數(shù)量？首先要考慮到牧草的產(chǎn)量，以草定畜；從外地調(diào)運飼料要考慮飼養(yǎng)成本；更重要的是要考慮到土地對糞肥的承載力,以及對糞肥的加工或利用情況，要保持在承載力范圍以內(nèi)，以免養(yǎng)殖規(guī)模過大，糞肥數(shù)量巨大而造成新的污染。③除煤礦外，你知道還有哪些礦區(qū)嗎？這些礦區(qū)的恢復(fù)工程與煤礦是否有不同之處？除煤礦外，還有金礦、鐵礦等。這些生態(tài)恢復(fù)工程最重要的是改良表土，恢復(fù)植被，但要因地制宜。（七）城市環(huán)境生態(tài)工程1、閱讀教材“問題”，思考：城市環(huán)境問題主要表現(xiàn)在哪些方面？過量的垃圾侵占了大量的土地，同時污染了環(huán)境；大氣污染嚴重；噪聲污染也相當(dāng)嚴重。2、對策和案例：用生態(tài)工程的方法對城市環(huán)境進行綜合治理。①在城市規(guī)劃和布局方面，要進行城市生態(tài)分區(qū)，合理分布工業(yè)區(qū)、居住區(qū)、生態(tài)綠地等。②推廣“環(huán)境友好技術(shù)”和低污染清潔生產(chǎn)工藝，以減少污染的產(chǎn)出。③采用各種手段治理污染，進行廢棄物的資源化利用。④建立健全法制進行監(jiān)督。閱讀教材P123頁，思考以下問題：①如何凈化城市空氣？②如何進行污水凈化？③如何處理城市垃圾？④哪些城市是我國首批國家環(huán)境保護模范城市？①如何凈化城市空氣？推行清潔生產(chǎn)的同時，加強城市綠地建設(shè)，提高城市林木覆蓋率。②如何進行污水凈化？除發(fā)揮污水處理廠的重要作用外，還可以采用水生植物、濕地生態(tài)凈化工程，以及水體富營養(yǎng)化防治生態(tài)工程等。③如何處理城市垃圾？對垃圾進行分類處理，并實現(xiàn)垃圾資源化利用；改露天放置為掩埋處理，地表種植植物，減少對水、氣等資源的污染；用熱解、燃燒發(fā)電等方法。④哪些城市是我國首批國家環(huán)境保護模范城市？張家港、大連、廈門、深圳、珠海、威海等城市。3、討論：①汽車尾氣是城市大氣污染的主要染的主要汽車嗎？為什么？如果不限制，應(yīng)當(dāng)采取什么措施來減少由汽車造成的污染？減少污染的措施：制定法律法規(guī)，禁止市區(qū)內(nèi)鳴笛，禁止使用含鉛汽油，鼓勵使用電力、天然氣等無污染能源的新型汽車，以及對其的研究和應(yīng)用等。②城市的水污染問題應(yīng)當(dāng)采取哪些措施來解決？每一個城市居民應(yīng)當(dāng)在這方面承擔(dān)什么責(zé)任和義務(wù)？減少或禁止工廠的污水排放；進行污水凈化回收利用；實行雨水和污水分流。每一個城市居民都應(yīng)該樹立節(jié)水意識、宣傳節(jié)水的意義，家庭生活中應(yīng)該使用無磷洗衣粉和洗滌劑，制止或減少生活中的水污染行為。二、生態(tài)工程發(fā)展的前景（一）“生物圈2號”生態(tài)工程的實驗及啟示閱讀教材，思考以下問題：1、建立“生物圈2號”的目的是什么？2、“生物圈2號”的物質(zhì)循環(huán)途徑是什么？3、“生物圈2號”失敗的原因是什么？4、“生物圈2號”帶給人類有什么啟示？1、建立“生物圈2號”的目的是什么？制造一個人工模擬的生命支持系統(tǒng)，以驗證人類在離開地球的情況下，利用人工生態(tài)工程，僅僅依靠太陽能，能否維持生存。2、“生物圈2號”的物質(zhì)循環(huán)途徑是什么？農(nóng)作物動物人飼料糧食肉、蛋、奶分解者死亡植株排泄物排泄物3、“生物圈2號”失敗的原因是什么？①溫度失調(diào)，以及“大氣和海洋”比例與地球相差甚遠，土壤呼吸釋放的C02超過了植物和海洋的固定能力，導(dǎo)致空氣中C02的含量猛增；②02量減少，不足以維持人及動物的生存；③19種脊椎動物死亡，除蟑螂、蟋蟀、螞蟻外，其余昆蟲也全部死亡；④靠昆蟲傳粉延續(xù)后代的植物也滅絕了。4、“生物圈2號”帶給人類有什么啟示？“生物圈2號”工程雖然失敗了，但它給了人類深刻的經(jīng)驗教訓(xùn)，使我們認識到與自然和諧共處的重要性，深化了我們對自然規(guī)律的認識，即自然界給人類提供的生命支持服務(wù)是無價之寶。迄今為止，盡管科學(xué)技術(shù)已經(jīng)如此發(fā)達了，但是人類仍然沒有能力去完全模擬自然生態(tài)系統(tǒng)。所以，在肯定生態(tài)工程的作用，特別是對恢復(fù)和重建受損生態(tài)系統(tǒng)的重要作用的同時，不要忘記大自然固有的強大的生態(tài)恢復(fù)力量；更不能誤認為只要有了生態(tài)工程，就可以走發(fā)達國家“先污染、破壞，后治理”的老路。（二）對我國生態(tài)工程發(fā)展前景的分析和展望閱讀教材，思考以下問題：1、西方發(fā)達國家的生態(tài)工程和我國的生態(tài)工程的目的有何區(qū)別？2、為什么說我國的生態(tài)工程建設(shè)，不但要重視對生態(tài)環(huán)境的保護，更要注重與經(jīng)濟、社會效益的結(jié)合？3、目前，我國的生態(tài)工程建設(shè)存在哪些不足？4、我國的生態(tài)工程與西方發(fā)達國家的生態(tài)工程相比有何優(yōu)勢？1、西方發(fā)達國家的生態(tài)工程和我國的生態(tài)工程的目的有何區(qū)別？西方發(fā)達國家的生態(tài)工程的目標除了治理環(huán)境污染外，主要是通過介于工程和依靠自然恢復(fù)力的一種中間途徑，集中于對破壞的生態(tài)系統(tǒng)，特別是開礦后的廢棄地以及濕地等進行生態(tài)恢復(fù)。從總體來看，其應(yīng)用范圍比我國小，不十分強調(diào)經(jīng)濟效益。我國的生態(tài)工程建設(shè)，不但要重視對生態(tài)環(huán)境的保護，更要注重與經(jīng)濟、社會效益的結(jié)合。我國目前面臨的生態(tài)危機，已經(jīng)不單純是環(huán)境污染問題，而是與人口激增、環(huán)境與資源破壞、能源短缺等問題結(jié)合在一起的“并發(fā)癥”2、為什么說我國的生態(tài)工程建設(shè)，不但要重視對生態(tài)環(huán)境的保護，更要注重與經(jīng)濟、社會效益的結(jié)合？3、目前，我國的生態(tài)工程建設(shè)存在哪些不足？缺乏定量化模型的指導(dǎo)，難以像西方國家的“精確農(nóng)業(yè)”那樣，設(shè)計出標準化、易操作的生態(tài)工程樣板。設(shè)計缺乏科技含量，生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控缺乏及時準確的監(jiān)測技術(shù)支持，缺乏理論性知道。4、我國的生態(tài)工程與西方發(fā)達國家的生態(tài)工程相比有何優(yōu)勢？我國的生態(tài)工程符合我國國情，政府十分重視，在實踐中得到了廣泛應(yīng)用。思考與探究：1分析朝鮮三八線的資料（具體資料見教材），說明它所蘊涵的意義。生態(tài)工程的恢復(fù)作用是有限的，不能認為只要有了生態(tài)工程，就可以先污染，后治理。人類迄