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【转载】生态工程   

2013-09-30 11:36:06|  分类: 学习资料 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文转载自Fat魚《生态工程 》

重点知识归纳及讲解

(一)生态工程的概念

  生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法,通过系统设计、调控和技术组装,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,从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。

(二)关注生态工程建设

1、导致1998年长江洪水泛滥的主要原因及解决措施

  (1)根本原因: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,造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减少。

  (2)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。

  (3)解决长江洪水泛滥的措施:我国政府提出的“积极营造长江中上游水源涵养林和水土保持林”计划,即以生物措施为主,结合工程措施,提高森林覆盖率;“退耕还湖”和改革不合理耕作方式等。

2、生态经济

  (1)传统的经济发展模式存在的问题: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。

  (2)生态经济:生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则,使一个系统产出的污染物,能够成为本系统或者另一个系统的生产原料,从而实现废弃物的资源化,而实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程。

3、“石油农业”

  (1)对“石油农业”的理解:“石油农业”大量使用化肥、农药和机械的生产方式,因对石油等能源有高度的依赖性而得名。它把农业生产这一复杂的生物过程,变成了简单的机械、化学过程。由于其投入高,产出也高,对粮食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用,但同时它所产生的废弃物和有害物质的数量也很庞大,大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力,并造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题。

  (2)改进“石油农业”生产模式的措施:大力发展生态农业。可以根据田间作物的需要适量施用高效、低毒、低残留的农药,多施有机肥,提高作物对水、肥等资源的利用效率,对作物秸杆和禽畜粪便进行再利用,实现物质的多级利用等。一方面要提高土地的产出水平;另一方面要减少农业活动对环境的污染,促进社会的可持续发展。

(三)生态工程的基本原理

1、物质循环再生原理

(1)理论基础:物质循环。

(2)实例:“无废弃物农业”。

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2、物种多样性原理

  (1)理论基础:生态系统稳定性。

  (2)结论:只有保持生态系统较高的生物多样性,才能保证生态系统的稳定和平衡。

3、协调与平衡原理

  (1)理论基础:生物与环境的协调与平衡。

  (2)结论:如果生物的数量超过了环境承载力(承载量)的限度,就会引起系统的失衡和破坏。

4、整体性原理

  (1)理论基础:社会、经济、自然复合系统。

  (2)结论:只有应用整体性原理,才能统一协调当前与长远、局部与整体、开发与环境建设之间的关系,保障生态系统的平衡和稳定。

5、系统学和工程学原理

  (1)系统的结构决定功能原理

  ①理论基础:分布式优于集中式和环式。

  ②结论:通过改变和优化系统的内部结构,达到系统功能改善的效果。

【转载】生态工程  - ximingli163 - ximingli163的博客

  (2)系统整体性原理

  ①理论基础:整体大于部分。

  ②结论: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+1>2”。

  思考:你能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗?

  推荐一例:豆科作物和固氮菌的共生。固氮菌为豆科作物提供氮素,而豆科作物为固氮菌提供能量和其他营养,两者的共生使豆科作物能够在氮素缺乏的土地上生长;当把它们分开时,两者的生长都要受到损害。

(四)生态工程的实例

1、农村综合发展型生态工程

(1)问题:农村中物质、能量的多级利用问题。

(2)对策:建立农村综合发展型生态工程。

(3)运用的原理:物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理等。

2、小流域综合治理生态工程

(1)问题:小流域水土流失问题。

(2)对策:进行综合治理。

(3)运用的原理:整体性原理、协调与平衡原理、工程学原理等。

3、大区域生态系统恢复工程

(1)问题:我国土地荒漠化问题。

(2)对策:植树造林,退耕还林、还草等。

思考:

  ①兴建三北防护林生态工程的意义?

  生态环境的质量关系到这一地区人民的生产、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荒漠化关系密切;同时,这里的自然矿产资源丰富,对我国的经济发展和国家安全具有重要战略意义。

  ②不同地区在造林设计上应当注意些什么?

  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当结合自然恢复力,而农区的防护林中农田防护林网可能占较大比重。

4、湿地生态恢复工程

(1)问题:湿地的缩小和破坏问题。

(2)对策:控制污染、退田还湖等。

5、矿区废弃地的生态恢复工程

(1)问题:矿区生态环境的破坏问题。

(2)对策:修复土地、恢复植被等。

6、城市环境生态工程

(1)问题:城市生态系统面临的垃圾、大气、噪音等污染问题。

(2)对策:城市绿化、污水净化和废弃物处理等综合治理。

(五)生态工程发展的前景

1、“生物圈2号”生态工程的启示

  “生物圈2号”工程虽然失败了,但它给了人类深刻的教训,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。

2、我国生态工程的特点

  作为解决我国目前面临的生态危机的途径之一的生态工程,需要走有中国特色的道路,即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。

  我国的农业生态工程遵循了“整体、协调、再生、循环”的基本原理,植根于我国“天人合一”的古典哲学思想,吸收了传统农业的精华,适合中国农业和农村的特点,显示出了强大的生命力。

3、我国生态工程的发展前景

  由于我国的生态工程符合我国的国情,政府十分重视,因此,在实践中得到了广泛的应用。随着我国社会、经济的发展,以及可持续发展战略的实施,我国的生态工程一定会展现出广阔的发展前景。

 

 

课外拓展


一、几种西北地区特别适宜树种的介绍

  (1)沙棘,俗称“酸柳”、“酸刺”、“黑刺”,属于胡颓子科,为落叶乔木或灌木。植株表面具有棘刺,叶呈条形或条状被针形,两端趋尖,背面密被淡白色鳞片,叶柄极短。沙棘花先于枝叶开放,雌雄异株;果实为肉质花被筒包围,近于球形,直径5~10 mm。沙棘喜阳,粗壮的枝干抗风沙。沙棘叶、皮、果实及种子在医药上有着广泛的应用价值。沙棘的嫩枝、嫩叶是牛、羊的精饲料,被誉为“铁杆牧草”。沙棘果维生素含量极高,营养保健价值高,有利于增加种植者的收入。沙棘是半干旱黄土高原迅速绿化荒山、保持水土、调节生态平衡和促进农林牧业发展的良好树种。内蒙古鄂尔多斯等地区,实施沙棘生态工程,大面积种植沙棘,有效地控制了沟道水土流失,每年可减少流入黄河泥沙2 100万吨。

  (2)山杏,主要指西伯利亚杏,它抗寒、耐旱,适应性强,是我国北方最普遍的果树之一,是绿化荒山、水土保持、防治风沙的先锋树种。山杏果仁营养丰富,含有大量维生素、微量元素和人体必需的氨基酸,是加工饮料的优质原料。

  (3)刺槐,属落叶乔木,适应性强,在年降水量200 mm左右、年平均气温不低于3 ℃的地区都能生长。它不仅生长快,且耐盐碱,有涵养水源和保持水土的作用。刺槐泌蜜丰富,蜜质优良,是主要蜜源植物之一。刺槐不仅可改善生态环境,还可用于发展畜牧业。

  (4)锦鸡儿(又称拧条),豆科,多年生落叶灌木,根系发达,具根瘤,高1.5~3 m;耐干旱和寒冷,喜生沙地或半固定的沙丘上,不怕沙压和风蚀。此种植物广泛分布于我国东北、内蒙古、河北、山西、陕西、宁夏等地,可用于防风固沙,保持水土。枝条可用于编筐,其枝叶是牛、羊等冬春季节主要的饲料之一。

  (5)杜梨,蔷薇科梨属落叶乔木,可高达10 m,原产于我国华北、西北及东北南部。耐寒,耐干旱、瘠薄,能在含盐量0.5%(质量分数)的土壤中正常生长,且耐涝性也较强。

  (6)沙枣,胡颓子科胡颓子属,落叶小乔木。分布于华北及西北等地,耐盐碱力较强。

  (7)合欢,豆科合欢属,落叶乔木,可高达20 m。分布于华北、西北及黄河以南等地区。耐盐碱力较强,但不耐水涝。

  (8)臭椿,苦木科臭椿属,落叶乔木,可高达25 m。原产于华南、华北、西北各地。抗性强,生长快,耐盐碱力强。

二、沼气稳定产气的必须条件

  ●沼气池必须密闭。沼气菌群是一大类厌氧细菌,它的整个生命活动(生长、发育、繁殖、代谢等)中都不需要氧。

  ●适当的水。发酵池中的料水比例得当是正常产生沼气的关键。如一个6 m3的标准池,首次投料大约需要人畜粪便1 500 kg、杂草500 kg,加入2 000 kg的水。料含水比例越高,外加水越少;反之,外加水则越多。

  ●适当的温度。一般8 ℃以上,沼气菌即可活动,产生微量沼气;20~24 ℃,活动正常;28~30 ℃,最旺盛,产生沼气率最高。

  ●酸碱度。沼气发酵适宜的pH为6.5~7.5,最适pH是6.8~7.0。

  ●搅拌。适当搅拌,可以提高发酵池内产气率。一般每周搅拌2次即可。

  ●接种。增加沼气菌种数量,尽快发酵、产生沼气。沼气池正常产气后,还需不断地添加新料,清除旧料,才能确保持续产气。

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