5.2生态工程的实例和发展前景(电子课本及答案)
一、电子课本
二、课后答案
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,由于冬天气温很低,会导致农作物不能生长,家畜生长缓慢,甚至停止,沼气池不能正常产气;而农民要解决蔬菜的不间断生产问题。很显然,大量使用造价昂贵、并用燃料加热的玻璃温室是不符合我国国情的。你能用所学知识,设计一种生态工程,来较好地解决上述问题吗?请在画出其物质和能量结构图的基础上,说明你所依据的生态工程原理。
提示:(以下为参考答案,可让同学们进行其他设计)
教材中“四位一体”的图所示为近年来出现在我国北方农区的一种生态工程类型,它较好地解决了习题中所述问题。“四位”指沼气池、猪禽舍、厕所及日光温室四部分,是庭院经济与生态农业相结合的一种生产模式。它的运行原理为:日光温室的增温效应可使蔬菜等作物在冬天也能正常生长;同时也使猪禽免受严寒而快速生长;温室内的植物为动物提供氧气,同时吸收二氧化碳;人、猪、禽的粪尿及蔬菜废弃物和秸秆等物质投入沼气池产气,同时温室的高温也提高了沼气在冬天的产气稳定性;沼液和沼渣又是蔬菜的良好肥料,有助于减少蔬菜的病虫害,提高蔬菜的产量和质量。
“四位一体”充分应用了物质循环和生物多样性等原理,提高了单位土地面积的产出,同时减少了环境污染,大大提高了农业的综合效益。“四位一体”的物质循环见图5-2:
图5-2“四位一体”生态工程物质循环示意图
1.在这一案例中,主要运用了哪些生态工程的基本原理?
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?
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。
【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。
补充资料──“九子登科”措施的具体意义
●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;
●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;
●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;
●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;
●荒地荒沟栽苗子:在荒山、荒沟、荒坡地建设薪炭林;
●山脚种果子:山脚发展经济林果园,促进商品经济发展;
●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;
●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;
●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?
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?
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?
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。
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?
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?
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。
1.当初人们为什么要围湖造田?
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?
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。
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.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?
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。
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?
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?
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。
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?
提示: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。
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