生态工程的基本原理
生态工程建设的目的就是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。与传统的工程相比较,生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。
生态工程主要是通过实现“循环经济”的原则,是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。(模式:实现原料→产品→原料→产品的生产体系,实现废弃物的资源化。)
1、物质循环再生的原理:地球以有限的空间和资源,长
久维持着众多的生物的生存、繁衍和发展,奥秘在于物质
能够在各类生态系统中进行区域小循环和全球地质大循
环,循环往复,分层分级利用,从而达到取之不尽、用之
不竭的效果。如无废弃物农业。
含义:物质能够在各类生态系统中,进行区域小循环和全
球地质大循环,循环往复,分层分级利用,从而达到取不
尽、用之不竭的效果。
理论基础:物质循环
2、物种多样性原理:物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性,生物多样性程度高,可以为各类生物的生存提
供多种机会和条件。众多的生物
通过食物链关系互相依存,就可
以在有限的资源条件下产生或
容纳更多的生物量,提高系统生
产力。理论基础:生态系统的稳
定性(如:由珊瑚虫和某些藻类
共生组成的珊瑚礁区,物种繁
多,系统稳定。)
3、协调与平衡原理:主要指生物与环境的协调与平衡,处理好生物与环境的协调与平衡,需要考虑环境承载力。环境承载力是只某种环境所能养活的生物种群的数量。理论基础:生物与环境的协调与平衡。
4、整体性原理:自然生态系
统是通过生物与环境、生物与
生物之间的协同进化而形成
的一个不可分割的有机整体。
进行生态工程建设时,不但要
考虑到自然生态系统的规律,
更重要的是,还要考虑到经济
与社会等系统的影响力。,例
如在进行林业工程建设时,一
方面要号召农民种树,另一方
面一定要考虑贫困地区弄明
的生活问题,如粮食,烧柴以
及收入等问题。除此之外,社会习惯、法律制度等也都对生态工程建设有着重要影响。建立在对系统成分的性质及相互关系充分了解基础之上的整体理论,是解决生态环境问题的必要基础。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。整体指社会-经济-自然复合而成的巨大系统。
5、系统学和工程学原理:(1)系统的结构决定功能原理:生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构,通过改变和优化结构,达到改善系统功能的目的。在生态工程建设中,需要利用这个原理来改善和优化系统的结构,从而达到功能改善的效果。例如我国南方水网地区的桑基鱼塘模式,就是把很多单个生产系统通过优化组合,有机整合在一起,成为一个新的高效生态系统,大大提高了系统生产力。理论基础:分布式优于集中式和环式
(2)系统整体性原理: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。例如珊瑚礁之所以能够保持很高的系统生产力,得益于珊瑚虫和藻类组成的高效的植物—动物营养循环。通常情况下,失去了共生藻类的珊瑚虫会因为死亡而导致珊瑚礁逐渐白化,失去其鲜艳的色彩,生物多样性会锐减。理论基础:整体大于部分。豆科作物和固氮菌的共生就是一例。固氮菌为豆科作物提供氮素,而豆科作物为其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。
生态工程的概念: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和谐发展。 传统农业生产模式 ― 石油农业
( 1 )模式内容:大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。
( 2 )弊端:不注重生态环境的保护,没有考虑成本,经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。
生态工程与传统农业的比较
生态工程的实例和发展前景
1 .农村综合发展型生态工程
( l )问题:人多地少, 资源有限 ,产出不足。
( 2 )对策:建立农村综合发展型生态工程
( 3 )案例:北京窦店村以沼气工程为为中心的物质多级利用工程。
小知识
青贮饲料:是指在玉米等作物没有完全成熟时,将果穗和枯秆一起收获切碎,通过厌氧发酵成为牛羊优质的饲料。
氨化是指利用氨水或氮素化肥处理稻麦桔杆,使之软化适口。提高其作为饲料的营养价值。 蓝绿萍:一种有固氮作用的藻类。
案例1:农村综合发展型生态工程
(1)在这一案例中,主要运用了哪些生态工程的原理?
物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理等。
(2)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?
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。
2 .小流域综合治理生态工程
( l )问题:河流各级支流的集水区域,水土流失严重。
( 2 )对策:应用生态工程的整体原理、协调与平衡原理、因地制宜的原理,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等
1.小流域的综合治理,“综合”表现在哪些方面?
“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、降低土坡侵蚀的生态效果;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?
提示: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;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;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;对坡地和山脚农田来说,土坡、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?
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。
3、大区域生态系统恢复工程
( 1 )问题及原因
① 问题:土地沙漠化严重。
② 原因:过度樵采( 32 % ) ,过度放牧( 30% ) ,盲目开垦 ( 27 % ) ,不合理利用水资源( 9 . 6 % ) ,其他 ( 1 . 4 % )。
( 2 )对策:森林或草原植被恢复的生态工程、水土保持的生态工程等。
( 3 )案例:退耕还林还草生态工程、防沙治沙生态工程、“三北” ( „三北”指华北北部、东北大部和西北大部)防护林生态工程;等等。
1 .这一工程主要原理是什么?
物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理
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?
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。
4、湿地生态恢复工程
( 1 )湿地作用:具有蓄洪防旱,调节
区域气候,控制土壤侵蚀,自然净化
污水,为迁飞鸟类和多种动植物提供
栖息地,为人们提供休闲娱乐的环境
等功能。
( 2 )问题
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。
(3)对策
①湿地生态恢复工程就是采用工程和
生物措施相结合的方法,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在湿地的周围,还应建立缓冲带,
以尽量减少人类的干扰,使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。
1 .这一工程主要原理是什么?
协调与平衡原理、整体性原理
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? 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?
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。
5、矿区废弃地的生态恢复工程
(1)问题:矿藏开采后往往会造成土体、土壤和植被,乃至整个地区生态系统的破坏。矿区极端恶劣的土地条件,又会阻碍植被的生长。尤其是规模巨大的采矿业,不仅会对土地景观造成巨大的影响,还可能产生很严重的重金属污染。
(2)对策:人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等。其中,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。
(3)案例:我国赤峰市元宝山矿区生态恢复工程。
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?
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?
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.其他矿区的恢复工程与煤矿是否有不同之处?
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。
4 .这一工程主要原理是什么?
系统学和工程学原理
6、城市环境生态工程
( l )问题:垃圾污染、大气污染、噪音污染
等方面。
( 2 )对策:用生态工程的方法对城市环境进
行综合治理。
① 在城市规划和布局方面,要进行城市生态
分区,合理分布工业区、居住区、生态绿地等;
②推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工
艺,以减少污染的产出;③ 采用各种手段治理
污染,进行废弃物的资源化利用。 ④ 加强监管。
( 3 )案例:1 997 年组织开展 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。
(4)该工程遵循的原理是;协调与平衡原理、整体性原理。
四、我国生态工程发展前景的分析与展望
1.我国生态工程特点:重视对生态环境的保护,注重与经济、社会效益的结合。
2.存在问题
( 1)难以设计出标准化、易操作的生态工程样板。
( 2)设计缺乏高科技含量,生态系统的调控缺乏及时准确的监测技术支持,缺乏理论性指
导等。
转基因生物(食品)的安全性
安全的:①多环节严谨的安全评价,可以保证基因食品安全
②转基因农作物要表现其性状,必须有一定条件
③种植抗虫转基因农作物,可以减少农药用量
不安全的:①可能会出现新的过敏原
②导入转基因生物的外源基因有可能与感染转基因生物的某些细菌或病毒杂交,从而重组出新病原体 ③重组的微生物降解化合物的过程中会产生中间产物,造成二次污染。
克隆人的伦理性问题
赞同:①克隆人是一项科学研究;
②人的道德观念可以改变;
③现有问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等得到解决
不赞同:①克隆人严重违反了现有伦理道德;
②克隆人冲击现有的婚姻、家庭和两性关系;
③克隆人是人为制造心理和社会地位不健全的人。
补充:转基因生物及其安全性
(1)安全性问题:①食物安全方向:可能合成出毒蛋白,出现新的过敏原,改变食物的营养成分。②生物安全方面;有可能造成“基因污染”,危害生物的多样性③环境安全方面;有可能打破物种界限,改变生态系统的能量流动和物质循环;造成二次污染或产生危害动植物和人类的生物或产物。
(2)外来物种入侵:①外来物种进入新的生态系统之后,由于没有天敌,极易造成生长失控,破坏生态系统的结构②外来物种在新的生态系统中,通过与当地物种竞争营养或食物、分泌释放化学物质、形成大面积单有时群落等方式,直接影响本地物种的生存,加速某些生活力较弱的物种的消失。③外来物种进入新的生态系统后,作为掠夺者、寄生者或病原体,会使受害者和寄主的数量发生变化。尤其是外来物种在适宜的生态和气候条件下,往往会对当地的农业或林业带来严重的损害,即所谓的爆发生物灾害。④有些外
来植物产生的花粉,是当地居民从未接触过的物质,从而可能成为对人类健康造成威胁的新过敏源。⑤外来物种入侵影响生物多样性破坏生态系统的结构和功能。
(3)理性看待转基因技术:①首先认识到转基因技术的应用前景是非常广阔的,以基因工程为代表的一大批生物技术成果,进入人类的生产和生活,特别是在医药和农业生产上发挥了极大地作用。②要正视转基因技术带来的安全性问题,切实认识到个别有害转基因生物的危害性,要趋利避害。③完善相应的法令法规,利用法制手段确保转基因生物的安全性。④增强科学家的法制意识,提高科学家的研究道德水平。 补充:生物技术的伦理问题
(1)克隆人:①过程
②分类:a:治疗性克隆:“利用克隆技术产生特定细胞核组织用于治疗性移植”
b:生殖性克隆:将克隆技术用于生育目的,即用于产生人类个体。
绝大多数国家提倡治疗性克隆,而反对生殖性克隆。
③克隆技术尚不成熟的表现:a:重构胚胎成功率低b:移植入母体子宫后胚胎着床率低、流产率高、胎儿畸形率高c:出生后死亡率高,正常个体极少。
④伦理问题:a:违反了人类伦理道德,是克隆技术的滥用。克隆人对现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念具有冲击作用,克隆人是在认为制造在心理上和社会地方上都不健全的人。b:克隆技术尚不成熟,可能孕育处有基因缺陷的孩子。坚持做克隆技术的科学家认为克隆技术存在的问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等手段解决。
补充:生物武器
(1)与常规武器的不同特点:致病力强,传染性大;有潜伏期;污染面积达,危害时间长;传染途径多;造价低,技术难度小,隐秘性强。
(2)生物武器的种类:病毒、病菌、生化毒剂,以及经过基因重组的致病菌。
(3)生物武器的主要特点:拥有生命力、能够在宿主体内繁殖,并随宿主移动散布到不同的地方。 补充:生态工程所遵循的基本原理
注意:生态工程的建设应遵循以上五个原理,但不同的生态系统遵循的原理可以不同;生态工程建设的目的就是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同步发展;生态工程具有少消耗、多效益、可持续的特点。
生态工程的基本原理
生态工程建设的目的就是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。与传统的工程相比较,生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。
生态工程主要是通过实现“循环经济”的原则,是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。(模式:实现原料→产品→原料→产品的生产体系,实现废弃物的资源化。)
1、物质循环再生的原理:地球以有限的空间和资源,长
久维持着众多的生物的生存、繁衍和发展,奥秘在于物质
能够在各类生态系统中进行区域小循环和全球地质大循
环,循环往复,分层分级利用,从而达到取之不尽、用之
不竭的效果。如无废弃物农业。
含义:物质能够在各类生态系统中,进行区域小循环和全
球地质大循环,循环往复,分层分级利用,从而达到取不
尽、用之不竭的效果。
理论基础:物质循环
2、物种多样性原理:物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性,生物多样性程度高,可以为各类生物的生存提
供多种机会和条件。众多的生物
通过食物链关系互相依存,就可
以在有限的资源条件下产生或
容纳更多的生物量,提高系统生
产力。理论基础:生态系统的稳
定性(如:由珊瑚虫和某些藻类
共生组成的珊瑚礁区,物种繁
多,系统稳定。)
3、协调与平衡原理:主要指生物与环境的协调与平衡,处理好生物与环境的协调与平衡,需要考虑环境承载力。环境承载力是只某种环境所能养活的生物种群的数量。理论基础:生物与环境的协调与平衡。
4、整体性原理:自然生态系
统是通过生物与环境、生物与
生物之间的协同进化而形成
的一个不可分割的有机整体。
进行生态工程建设时,不但要
考虑到自然生态系统的规律,
更重要的是,还要考虑到经济
与社会等系统的影响力。,例
如在进行林业工程建设时,一
方面要号召农民种树,另一方
面一定要考虑贫困地区弄明
的生活问题,如粮食,烧柴以
及收入等问题。除此之外,社会习惯、法律制度等也都对生态工程建设有着重要影响。建立在对系统成分的性质及相互关系充分了解基础之上的整体理论,是解决生态环境问题的必要基础。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。整体指社会-经济-自然复合而成的巨大系统。
5、系统学和工程学原理:(1)系统的结构决定功能原理:生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构,通过改变和优化结构,达到改善系统功能的目的。在生态工程建设中,需要利用这个原理来改善和优化系统的结构,从而达到功能改善的效果。例如我国南方水网地区的桑基鱼塘模式,就是把很多单个生产系统通过优化组合,有机整合在一起,成为一个新的高效生态系统,大大提高了系统生产力。理论基础:分布式优于集中式和环式
(2)系统整体性原理: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。例如珊瑚礁之所以能够保持很高的系统生产力,得益于珊瑚虫和藻类组成的高效的植物—动物营养循环。通常情况下,失去了共生藻类的珊瑚虫会因为死亡而导致珊瑚礁逐渐白化,失去其鲜艳的色彩,生物多样性会锐减。理论基础:整体大于部分。豆科作物和固氮菌的共生就是一例。固氮菌为豆科作物提供氮素,而豆科作物为其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。
生态工程的概念: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和谐发展。 传统农业生产模式 ― 石油农业
( 1 )模式内容:大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。
( 2 )弊端:不注重生态环境的保护,没有考虑成本,经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。
生态工程与传统农业的比较
生态工程的实例和发展前景
1 .农村综合发展型生态工程
( l )问题:人多地少, 资源有限 ,产出不足。
( 2 )对策:建立农村综合发展型生态工程
( 3 )案例:北京窦店村以沼气工程为为中心的物质多级利用工程。
小知识
青贮饲料:是指在玉米等作物没有完全成熟时,将果穗和枯秆一起收获切碎,通过厌氧发酵成为牛羊优质的饲料。
氨化是指利用氨水或氮素化肥处理稻麦桔杆,使之软化适口。提高其作为饲料的营养价值。 蓝绿萍:一种有固氮作用的藻类。
案例1:农村综合发展型生态工程
(1)在这一案例中,主要运用了哪些生态工程的原理?
物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理等。
(2)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?
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。
2 .小流域综合治理生态工程
( l )问题:河流各级支流的集水区域,水土流失严重。
( 2 )对策:应用生态工程的整体原理、协调与平衡原理、因地制宜的原理,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等
1.小流域的综合治理,“综合”表现在哪些方面?
“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、降低土坡侵蚀的生态效果;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?
提示: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;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;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;对坡地和山脚农田来说,土坡、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?
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。
3、大区域生态系统恢复工程
( 1 )问题及原因
① 问题:土地沙漠化严重。
② 原因:过度樵采( 32 % ) ,过度放牧( 30% ) ,盲目开垦 ( 27 % ) ,不合理利用水资源( 9 . 6 % ) ,其他 ( 1 . 4 % )。
( 2 )对策:森林或草原植被恢复的生态工程、水土保持的生态工程等。
( 3 )案例:退耕还林还草生态工程、防沙治沙生态工程、“三北” ( „三北”指华北北部、东北大部和西北大部)防护林生态工程;等等。
1 .这一工程主要原理是什么?
物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理
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?
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。
4、湿地生态恢复工程
( 1 )湿地作用:具有蓄洪防旱,调节
区域气候,控制土壤侵蚀,自然净化
污水,为迁飞鸟类和多种动植物提供
栖息地,为人们提供休闲娱乐的环境
等功能。
( 2 )问题
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。
(3)对策
①湿地生态恢复工程就是采用工程和
生物措施相结合的方法,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在湿地的周围,还应建立缓冲带,
以尽量减少人类的干扰,使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。
1 .这一工程主要原理是什么?
协调与平衡原理、整体性原理
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? 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?
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。
5、矿区废弃地的生态恢复工程
(1)问题:矿藏开采后往往会造成土体、土壤和植被,乃至整个地区生态系统的破坏。矿区极端恶劣的土地条件,又会阻碍植被的生长。尤其是规模巨大的采矿业,不仅会对土地景观造成巨大的影响,还可能产生很严重的重金属污染。
(2)对策:人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等。其中,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。
(3)案例:我国赤峰市元宝山矿区生态恢复工程。
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?
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?
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.其他矿区的恢复工程与煤矿是否有不同之处?
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。
4 .这一工程主要原理是什么?
系统学和工程学原理
6、城市环境生态工程
( l )问题:垃圾污染、大气污染、噪音污染
等方面。
( 2 )对策:用生态工程的方法对城市环境进
行综合治理。
① 在城市规划和布局方面,要进行城市生态
分区,合理分布工业区、居住区、生态绿地等;
②推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工
艺,以减少污染的产出;③ 采用各种手段治理
污染,进行废弃物的资源化利用。 ④ 加强监管。
( 3 )案例:1 997 年组织开展 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。
(4)该工程遵循的原理是;协调与平衡原理、整体性原理。
四、我国生态工程发展前景的分析与展望
1.我国生态工程特点:重视对生态环境的保护,注重与经济、社会效益的结合。
2.存在问题
( 1)难以设计出标准化、易操作的生态工程样板。
( 2)设计缺乏高科技含量,生态系统的调控缺乏及时准确的监测技术支持,缺乏理论性指
导等。
转基因生物(食品)的安全性
安全的:①多环节严谨的安全评价,可以保证基因食品安全
②转基因农作物要表现其性状,必须有一定条件
③种植抗虫转基因农作物,可以减少农药用量
不安全的:①可能会出现新的过敏原
②导入转基因生物的外源基因有可能与感染转基因生物的某些细菌或病毒杂交,从而重组出新病原体 ③重组的微生物降解化合物的过程中会产生中间产物,造成二次污染。
克隆人的伦理性问题
赞同:①克隆人是一项科学研究;
②人的道德观念可以改变;
③现有问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等得到解决
不赞同:①克隆人严重违反了现有伦理道德;
②克隆人冲击现有的婚姻、家庭和两性关系;
③克隆人是人为制造心理和社会地位不健全的人。
补充:转基因生物及其安全性
(1)安全性问题:①食物安全方向:可能合成出毒蛋白,出现新的过敏原,改变食物的营养成分。②生物安全方面;有可能造成“基因污染”,危害生物的多样性③环境安全方面;有可能打破物种界限,改变生态系统的能量流动和物质循环;造成二次污染或产生危害动植物和人类的生物或产物。
(2)外来物种入侵:①外来物种进入新的生态系统之后,由于没有天敌,极易造成生长失控,破坏生态系统的结构②外来物种在新的生态系统中,通过与当地物种竞争营养或食物、分泌释放化学物质、形成大面积单有时群落等方式,直接影响本地物种的生存,加速某些生活力较弱的物种的消失。③外来物种进入新的生态系统后,作为掠夺者、寄生者或病原体,会使受害者和寄主的数量发生变化。尤其是外来物种在适宜的生态和气候条件下,往往会对当地的农业或林业带来严重的损害,即所谓的爆发生物灾害。④有些外
来植物产生的花粉,是当地居民从未接触过的物质,从而可能成为对人类健康造成威胁的新过敏源。⑤外来物种入侵影响生物多样性破坏生态系统的结构和功能。
(3)理性看待转基因技术:①首先认识到转基因技术的应用前景是非常广阔的,以基因工程为代表的一大批生物技术成果,进入人类的生产和生活,特别是在医药和农业生产上发挥了极大地作用。②要正视转基因技术带来的安全性问题,切实认识到个别有害转基因生物的危害性,要趋利避害。③完善相应的法令法规,利用法制手段确保转基因生物的安全性。④增强科学家的法制意识,提高科学家的研究道德水平。 补充:生物技术的伦理问题
(1)克隆人:①过程
②分类:a:治疗性克隆:“利用克隆技术产生特定细胞核组织用于治疗性移植”
b:生殖性克隆:将克隆技术用于生育目的,即用于产生人类个体。
绝大多数国家提倡治疗性克隆,而反对生殖性克隆。
③克隆技术尚不成熟的表现:a:重构胚胎成功率低b:移植入母体子宫后胚胎着床率低、流产率高、胎儿畸形率高c:出生后死亡率高,正常个体极少。
④伦理问题:a:违反了人类伦理道德,是克隆技术的滥用。克隆人对现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念具有冲击作用,克隆人是在认为制造在心理上和社会地方上都不健全的人。b:克隆技术尚不成熟,可能孕育处有基因缺陷的孩子。坚持做克隆技术的科学家认为克隆技术存在的问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等手段解决。
补充:生物武器
(1)与常规武器的不同特点:致病力强,传染性大;有潜伏期;污染面积达,危害时间长;传染途径多;造价低,技术难度小,隐秘性强。
(2)生物武器的种类:病毒、病菌、生化毒剂,以及经过基因重组的致病菌。
(3)生物武器的主要特点:拥有生命力、能够在宿主体内繁殖,并随宿主移动散布到不同的地方。 补充:生态工程所遵循的基本原理
注意:生态工程的建设应遵循以上五个原理,但不同的生态系统遵循的原理可以不同;生态工程建设的目的就是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同步发展;生态工程具有少消耗、多效益、可持续的特点。