生态工程的实例和发展前景

5.2生态工程的实例和发展前景一、教学目标1．知识方面举例说出生态工程的实例，说出这些实例所运用的主要生态工程原理。评述生态工程发展前景，说出生态工程的局限性，举例说出我国生态工程的特点。2．情感态度与价值观方面重视理论联系实际。3．能力方面分析并评价生态工程的实例，运用生态工程原理尝试设计简单的生态工程。二、教学重点和难点1.教学重点生态工程的实例。2.教学难点应用生态工程的原理，设计简单的生态工程。三、教学方法谈话法，讲授法四、教学课时1五、教学过程〖板书〗一、生态工程的实例㈠【农村综合发展型生态工程案例】1.在这一案例中，主要运用了哪些生态工程的基本原理？〖生思考讨论回答，师提示〗：物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理等。2.这一生态系统的结构和功能有哪些特点？有哪些值得借鉴的做法？〖生思考讨论回答，师提示〗：这个案例以沼气工程为核心，农林牧副渔各业全面发展，增加了劳动力就业机会，促进了经济发展；同时又降低了环境污染，促进了农村的可持续发展。㈡【小流域综合治理生态工程案例】分析甘肃省陇南县的“九子登科”模式，在说明“九子”措施含义的基础上，谈谈你对小流域综合治理生态工程的理解。〖讲授〗“九子登科”措施的具体意义①山顶戴帽子：山头实行封禁管理、营造水土保持林，保护和恢复植被；②山腰系带子：半山陡坡退耕还林还草，发挥林草拦蓄作用，减少径流；③坡地修台子：坡耕地以坡改梯田为突破口，建设基本农田，为调整农业产业结构提供条件；④地埂锁边子：充分利用地埂种植经济作物，既获得经济效益，又保护地埂；⑤荒地荒沟栽苗子：在荒山、荒沟、荒坡地建设薪炭林；⑥山脚种果子：山脚发展经济林果园，促进商品经济发展；⑦沟底穿靴子：在干、支、毛沟沟底修建谷坊、拦挡坝，建设沟坝地，拦蓄泥沙，防止沟壑被水冲蚀而导致其不断扩张；⑧见缝插针钉扣子：利用田间地头、房前屋后栽植林果，发挥零星作用，提高治理程度；⑨秋田盖罩子：在缓坡耕地改顺坡种植为横坡等高种植、实行地膜覆盖等保土耕作措施。1.小流域的综合治理，“综合”表现在哪些方面？〖生思考讨论回答，师提示〗：“综合”表现在它一改以前的单纯造林和蓄水、减沙等工程模式，同时考虑到了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；还考虑如何提高人们的生活水平。例如，不但种植农作物，还同时种植经济作物来提高人们的收入；考虑到了种植薪柴林解决人们的燃料来源问题。各种措施的结果是建立一个稳定、持久、高效的生态系统。2.为什么要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？〖生思考讨论回答，师提示〗：⑴山顶土壤条件、气候条件恶劣，不宜蓄水，交通不便，改造成本高，适宜封山，依靠自然恢复力来恢复植被；⑵山腰、荒地等土壤，虽然水分条件较好，但是仍不适宜种植农作物，对于这样的地方可以自然恢复，也可以人为种植适宜的林木、草或果树等，加快植被恢复速度，这样既能降低土壤侵蚀，又能创造一定的经济效益；⑶对沟底而言，应建设堤坝系统，它可以蓄水和淤积土地，还能够减少山体的崩塌和滑坡，保证人民的生命财产安全；⑷对坡地和山脚农田来说，土壤、水分条件良好，交通也较方便，土地生产力高，适宜种植农作物来解决人们的粮食和收入等问题，但是在坡地上要水平梯田种植，以减少水土流失。根据不同的地形采取不同的措施，既要考虑到生态效益，又要考虑到人们的生活和收入问题，这体现了生态工程协调与平衡、因地制宜的原理和思想。3.从这一案例看，当地是怎么做到经济效益与生态效益相统一的？这一模式在其他小流域能够照搬吗？〖生思考讨论回答，师提示〗：上题分析中已解答了经济效益与生态效益的统一问题。这种模式在其他小流域不能照搬，还是要因地制宜地进行生态工程建设，不同气候带、不同自然条件和不同经济发展水平的地区，其生态工程的模式应各具特色。㈢【大区域生态系统恢复工程──“三北”防护林案例】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？这一工程为什么需要如此漫长的时间？〖生思考讨论回答，师提示〗：三北防护林跨越中国13个省、直辖市、自治区，对我国具有重要的意义：生态环境的质量关系到这一地区人民的生产和生活问题，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沙漠化关系密切；同时这里自然矿产资源丰富，对我国的经济发展和国家安全具有重要战略意义。这一地区区域广阔，气候、自然条件复杂，总体经济发展水平较低等情况也决定了这个工程需要较长的时间，非一朝一夕之功。2.这一工程横跨多个省区，根据协调与平衡原理和生物多样性原理，不同地区在造林设计上应当注意什么问题？〖生思考讨论回答，师提示〗：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该结合自然恢复力，而农区的防护林中农田防护林网可能占较大比重。㈣【湿地生态恢复工程案例】〖讲述〗、什么叫湿地？湿地的作用有哪些？目前国际上公认的湿地定义是《湿地公约》做出的，即：湿地系指不问其为天然或人工、长久或暂时之沼泽地、泥炭地或水域地带，带有或静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体者包括低潮时水深不超过6米的水域。湿地包括多种类型，沼泽、泥炭地、湿草甸、湖泊、河流及洪泛平原、河口三角洲、滩涂、珊瑚礁、红树林、水库、池塘、水稻田等都属于湿地。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。湿地缩小会导致局部气候恶劣、地下水位下降、生物多样性降低、迁飞鸟类绝迹等。1.当初人们为什么要围湖造田？〖生思考讨论回答，师提示〗：主要原因：我国历来人多地少，在“以粮为纲”的年代，围湖造田，种植农作物，以生产更多的粮食；片面强调经济发展，没有认识到湖泊的巨大生态调节功能也是重要原因。2.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？〖生思考讨论回答，师提示〗：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工作；更重要的是原耕地上居民的迁移，要解决迁出居民的生活和就业等问题，这是退耕还湖工程的主要困难。3.地处湖区上游的人们对湿地恢复生态工程负有什么责任？〖生思考讨论回答，师提示〗：保护环境，减少水土流失和水污染。例如,减少工厂、生活污水往水体中的排放，农田中减少化肥和农药的施用量等。㈤【矿区废弃地的生态恢复工程案例】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？〖生思考讨论回答，师提示〗：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。2.怎样合理地筹划养殖肉牛的数量？〖生思考讨论回答，师提示〗：首先要考虑到牧草的产量，以草定畜；从外地调运饲料要考虑饲养成本；更重要的是要考虑到土地对粪肥的承载力,以及对粪肥的加工或利用情况，要保持在承载力范围以内，以免养殖规模过大，粪肥数量巨大而造成新的污染。3.除煤矿外，你知道还有哪些矿区吗？这些矿区的恢复工程与煤矿是否有不同之处？〖生思考讨论回答，师提示〗：除煤矿外，还有金矿、铁矿等。这些生态恢复工程最重要的是改良表土，恢复植被，但要因地制宜。㈥【城市生态工程】1.汽车尾气是城市大气污染的主要来源之一，汽车噪声又是城市噪声污染的主要来源。你认为应当限制城市居民购买汽车吗？为什么？如果不限制，应当采取什么措施来减少由汽车造成的污染？〖生思考讨论回答，师提示〗：减少污染的措施：制定法律法规，禁止市区内鸣笛，禁止使用含铅汽油，鼓励使用电力、天然气等无污染能源的新型汽车，以及对其的研究和应用等。2.城市的水污染问题应当采取哪些措施来解决？每一个城市居民应当在这方面承担什么责任和义务？〖生思考讨论回答，师提示〗：减少或禁止工厂的污水排放；进行污水净化回收利用；实行雨水和污水分流。每一个城市居民都应该树立节水意识、宣传节水的意义，家庭生活中应该使用无磷洗衣粉和洗涤剂，制止或减少生活中的水污染行为。二、生态工程发展的前景〖讲授〗诺亚方舟的故事：大慨在6000年前人类因犯了太多罪恶，于是上帝决定用他的泪水(即大洪水)把人类灭绝，重新创造一个新世界。诺亚是一个对上帝很忠心的善良人类，于是上帝吩咐他造一艘大方舟，方舟长136米，宽23米，高约4米，共分三层。就在上帝降下洪水之前，上帝会挑选世上每种动物的一雄一雌,来诺亚的方舟被开洪水，而人类的代表就是诺亚和他的妻子，此外还有诺亚的三个儿子和他们的妻子。上帝降下洪水之后，除了诺亚方舟上的动物和诺亚他们外，其他人都被洪水灭绝，而诺亚的方舟就在看不到陆地的海上飘流以久，原来上帝经想取消重新创造一个新世界的计划，但最后上帝被诺亚劝服，把他们送到阿拉腊山一个有50000多米高的山顶，重新开始一个新世界。〖讲述〗1.“生物圈2号”生物群落分区的情况是怎样的？（1）人类居住区这是首批“生态航行者”曾居住过的房间，现以博物馆的形式向公众开放。在第一层准备了一个有关地球发生气候变化的展览。通过电脑演示，参观者可以发现，当温室效应增强时，地球上将可能发生什么情况，并且可以参与设想各种拯救地球的方案。（2）“肺”（大气扩张室）在“生物圈2号”中，“肺”的作用是贮存缓冲空气，并推动空气在“生物圈2号”中的运动，以适应“生物圈2号”内的压力变化，这样可以避免温室发生爆炸。（3）农业区温室的农业区称为精细农业生态区，在那里生产科学家所需要的食物，还要进行恶劣条件下可持续农业的实验。（4）沙漠在“生物圈2号”内模拟的沙漠是以美国加利福尼亚沿海沙漠的生态系统为样板（冬季靠雨水灌溉）。目前正在进行的研究,是为了确定生物体在多大程度上能够适应这种土壤条件，尤其是适应湿度的重大变化。移植的植物大部分是所谓的“多汁”植物（肉质植物），其中包括各种仙人掌。（5）热带雨林模拟热带雨林的生态系统区占地约2000m2，最高处达28m。这个区域包括了绝大部分热带植物，其中以亚马孙河流域的物种占多数。该生态区内部为各个物种提供了8个不同的生态环境，其中有山脉、河流、瀑布和芦苇丛生的湖泊等。（6）热带草原这个区域分为两个部分，分别种植着不同植物。一部分由佛罗里达州大沼泽地岛上的水生植物和各种金合欢属植物（经过挑选，以便进行生产橡胶的试验）组成，另一部分则长满果树，主要是芒果树。（7）海洋海洋以加勒比海珊瑚礁的生态系统为样板，由一个3500m2的大水池构成海洋。选择的物种较齐全，从浮游生物到大型捕食动物都有。目前的研究涉及珊瑚礁的营养循环，以及过量的二氧化碳对珊瑚生长的负面影响。2.“生物圈2号”用了多长时间建成？“生物圈2号”于1986年11月破土动工。1991年9月，第一批8名实验者进入其中并开始实验。1993年2月，向“生物圈2号”输氧，人员撤出。1994年2月第二批7名实验者进入其中，几个月后撤出，实验失败。〖问〗发达国家与我国的生态工程建设强调的重点有所不同，为什么？发达国家经济发展水平较高，人均土地、水等资源占有量较多，所以这些国家的生态工程往往注重生态恢复，而较少注重经济效益。而我国人口较多，人均土地、水资源和能源占有量少，所以在进行生态工程时，一定要注重生态效益、社会效益和经济效益的统一。〖思考与探究〗1.分析朝鲜三八线的资料（具体资料见教材），说明它所蕴涵的意义。提示：生态工程的恢复作用是有限的，不能认为只要有了生态工程，就可以先污染，后治理。人类迄今尚没有能力完全模拟出自然的生态系统。自然生态系统发展到今天已经过几十亿年的进化，每平方公里每年的无形服务价值高达6.4万美元，而为了达到同样的效果，用人工制造和模拟的办法，人类至少要花费10亿美元还不尽如人意。另一方面，自然生态系统具有相当的自我恢复能力，我们在生态工程建设中应该积极利用自然生态系统的这种能力，以节省投资。2.在我国北方地区