生态工程的基本原理(1)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 生态工程,罗斯福工程,19世纪中叶，美国鼓励向半干汗的西部大草原移民开荒，1860-1890年间，900002的草原被开垦，1934年5月，一场巨大的风暴席卷了美国东部与加拿大西部，风暴持续了3天，约300000000吨土壤被刮走，风过之处水井、溪流干涸，牛羊死亡，冬小麦杨重减产人们背井离乡，这就是震惊世界的“黑风暴事件”.,美国总统罗斯福于1934年宣布实施“大草原各州林业工程”，该工程又称“罗斯福工程”。工程纵贯美国中部，跨6个州，南北长约1851km，东西宽160公里，建设范围约1851.5万公顷，规划用8年时间(19351942年)造林30万公顷。工程规模在当时震惊世界，美国政府投入了大量的人力、物力和财力，到1942年，共植树2.17亿株，此后，由于经费紧张等原因，大规模造林工程暂时终止，但仍保持一定的造林速度，到20世纪80年代，人工营造的防护林带总长度16万公里，面积65万公顷。“罗斯福工程”实施后，黑风暴在美国彻底消失了，这一工程在国际上产生了巨大影响，从而极大刺激了世界各国通过造林来治理生态的积极性。,三北防护林工程,中国的三北防护林工程。为治理中国三北地区风沙危害、水土流失，木料、燃料、肥料、饲料俱缺，农业生产低而不稳等生态问题，中国政府于1978年启动三北防护林工程，工程区域东西长4480km，南北宽5601460km，东起黑龙江宾县，西至新疆乌孜别里山口。包括陕、甘、青、宁、新、京、津、冀、晋、蒙、辽、吉、黑以及新疆生产兵团的13省(自治区、直辖市)551县(旗、市、区)，总面积406.9万平方公里，占国土总面积的42.4%，接近我国的半壁河山。三北防护林工程从1978开始，2050年结束，历时73年，分三个阶段、八期工程进行，规划造林3508万公顷。到2050年，三北地区的森林覆盖率将由1977年的5.05%提高到14.95%。工程自1978年启动以来至今已经建设了30年。,一、,生态工程,理论基础,生态学和系统学,技术手段,系统设计、调控和技术组装,操作对象,对已被破坏的生态环境,进行修复,、,重建；,对造成环境污染和破坏的传统生产方式,进行改善,，,并提高,生态系统的生产力,最终目的,促进人类社会和自然环境的和谐发展,1、概念,遵循自然界,物质循环,的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止,环境污染,，达到,经济效益,和,生态效益,的同步发展。与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。,3、生态工程的特点,2、生态工程建设的目的,少消耗、多效益、可持续,第一节 生态工程的基本原理,一,关注生态工程建设,1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？,2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？,讨论:,资料分析一：,1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？,根本原因,(1)长江上游乱砍滥伐森林，水源涵养和水土保持功能急剧降低，造成大量泥沙淤积河道；,(2)中游围湖造田、乱占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减少。,直接原因,：1998年度的罕见降雨。但这也与全球温室气体排放量增加而导致的温度升高、气候异常有关。,2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？,传统的经济发展模式,不注重生态环境的保护,，没有考虑生态成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。,、生产方式：石油农业,、石油农业的优势：,高产、高效、省时、省力；提高农业生产效率和农产品产量，解决粮食需求的矛盾。,、石油农业的弊端：,高投入、高成本、高污染,1、传统经济,、概念：,、生产方式：,原料 产品 原料 产品的生产体系，实现了废弃物资源化的循环经济,、特点：少消耗、多效益、可持续,2、生态经济,1、物质循环再生原理,三、生态工程所遵循的基本原理,2、物种多样性原理,3、协调与平衡的原理,4、整体性原理,5、系统学和工程学原理,1、物质循环再生原理,意义：,可避免环境污染及其对生态系统的稳定和发展,理论基础:,物质循环,实例,：无废弃农业、白色污染、温室效应,无废弃物农业,循环往复、分层分级利用,取之不尽、用之不竭,2.物种多样性原理,理论基础,：,生态系统的稳定性,意义：,生物多样性程度高，可提高系统的抵抗力稳定性,实例：,人工单纯林、珊瑚礁生态系统、退耕还林、还草,单一的樟子松林被松毛虫害死,食物链短而单调，缺少松毛虫、天牛的天敌。,生物多样性很高的珊瑚礁维持的很好,3、协调与平衡原理,超出环境承载力,环境容纳量,3.协调与平衡原理,理论基础：,生物与环境的协调与平衡,意义：,生物数量不超过环境的承载力，生物要适应环境，可避免系统的失衡和破坏,实例：,过度放牧、富营养化,西北地区年降雨量450nm，只适宜种植灌木和草的地区，却被硬性规定种植属于乔木的杨树，“杨家将”因为不适应长成了“小老头”，防护林变成了残败的“灰色长城”。,4、整体性原理,理论基础：,社会、经济、自然复合系统,意义：,统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定,实例：,林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题,5、系统学和工程学原理,（1）系统的结构决定功能原理,意义：,改善和优化生态系统的结构,理论基础：,分布式优于集中式和环式,实例：,桑基鱼塘,（2）系统整体性原理,意义：,系统各组分之间要有适当的比例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分之和的效果，即“1+12”。,保持系统很高的生产力,实例：,共生关系,理论基础：,整体功能大于部分之和,试分析下列事件可用何种生态工程原理来解释,1.畜牧养殖应注意牲畜量不超过草地承载量,2.使用,堆肥和沤肥法实现生态农业,3.广东大量引种木麻黄作为行道树，一年一种叫吹绵介壳虫的害虫使木麻黄遭受严重破坏，后来从国外引进澳洲瓢虫，已持续发挥了控制害虫的作用。,4.针对过度放牧的草原，一方面要减少畜牧量，进行草地承包，有效管理。另一方面要设法增加农牧民的收入途径。,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,2单一的人工林比天然混合林的稳定性低，容易遭受害虫危害，这体现了生态工程的什么原（）,A物质循环再生原理,B协调与平衡原理,C物种多样性原理,D系统整理性原理,1实现循环经济的最重要的手段之一是（）,A大力发展“石油农业”,B生态工程,C清除污染物,D禁止产出污染物,课堂练习,B,C,3城市生活垃圾要做到分类、回收、利用，实现废物资源化利用。与该做法关系最密切的生态工程原理是（）,A物种多样性原理 B整体性原理,C物质循环再生原理 D系统学原理,4协调与平衡原理主要指（）,A生物与环境的适应及环境对生物的承载力,B系统各组分之间要有适当的比例关系,C自然系统、经济系统、社会系统协调统一,D物质循环和能量流动协调统一,课堂练习,C,A,5.人类设计生态工程的根本目标是（）,A促进自然界良性循环的前提下，达到生态效益与经济效益的同步发展,B促进自然界良性循环的前提下，防治环境污染，提高经济效益,C防治环境污染，达到生态效益与经济效益的同步发展,D促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防治环境污染，达到生态效益与经济效益的同步发展,课堂练习,D,6.我国西北土地沙化和盐渍化非常严重，原因有多种，其中一个主要原因是超载放牧，导致草地退化。试分析上述事实主要违背了生态工程的什么原理（）,A系统整体性原理,B协调与平衡原理,C物种多样性原理,D整体性原理,课堂练习,B,