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文檔簡介
1、專題3 胚胎工程31 體外受精和早期胚胎培養(yǎng)一、胚胎工程的建立1、胚胎工程的概念P59理解胚胎工程:操作對象:早期胚胎和配子技術(shù)手段:胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細(xì)胞培養(yǎng)等理論基礎(chǔ):哺乳動物的受精卵和早期胚胎的發(fā)育規(guī)律二、精子的發(fā)生1、形成場所:睪丸的曲細(xì)精管2、形成時(shí)期:從初情期開始,直到生殖機(jī)能衰退3、形成過程:第一階段位于曲細(xì)精管管壁的精原細(xì)胞,通過有絲分裂,產(chǎn)生多個(gè)初級精母細(xì)胞。每個(gè)次級精母細(xì)胞產(chǎn)生2個(gè)含單倍體染色體的精子細(xì)胞2個(gè)次級精母細(xì)胞M1個(gè)初級精母細(xì)胞M第二階段精細(xì)胞的形成第三階段圓形的精子細(xì)胞變形細(xì) 胞 核 精子頭的主要部分高爾基體 頭部的頂體中 心 體
2、精子的尾 線 粒 體 精子尾基部的線粒體鞘膜其他物質(zhì) 原生質(zhì)滴(最后脫落)4、精子的形態(tài):外形似蝌蚪,包括頭、頸、尾三部分組成。不同動物精子的形態(tài)相似,大小略有不同。動物精子的大小與動物的體型大小無關(guān)。三、卵子的發(fā)生(1)形成場所:卵子的發(fā)生是在卵巢內(nèi)完成的。(2)形成時(shí)期:性別分化以后(3)形成過程:、胎兒期主要的變化:形成卵泡,在卵巢中儲備。 初級卵母細(xì)胞的存在形式:被卵泡細(xì)胞包圍,形成卵泡。、初情期后 主要的變化:初級卵母細(xì)胞減數(shù)分裂成為成熟的卵子。首先:初級卵母細(xì)胞生長 場所卵巢中結(jié)果形成透明帶、卵黃膜其次:減數(shù)第一次分裂 場所卵巢 結(jié)果產(chǎn)生1個(gè)次級卵母細(xì)胞和第一極體,進(jìn)入輸卵管,準(zhǔn)備
3、與精子受精。完成時(shí)間排卵前后。舉例:排卵前 如:馬、犬 ;排卵后 如:綿羊、牛、豬。思考:什么是排卵? 指卵子從卵泡中排出場所輸卵管時(shí)間精子與卵子結(jié)合的過程中完成結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)成熟的卵子和第二極體思考與探討:問題:什么是判斷卵子是否受精的標(biāo)志?卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個(gè)極體,說明卵子已經(jīng)完成受精。問題:一個(gè)卵泡中能形成幾個(gè)成熟的卵子?正常情況下,一個(gè)卵泡只能形成一個(gè)成熟的卵子。問題:剛排出的卵是成熟的卵子嗎?它在母體的什么部位與精子受精?剛排出的卵子尚未完全成熟,僅完成第一次減數(shù)分裂,需要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟,直到第二次減數(shù)分裂的中期才能與精子結(jié)合完成受精過程。排出的卵子是在輸卵管內(nèi)與精
4、子受精的。四、精子與卵子的發(fā)生比較場 所開始時(shí)間細(xì)胞增殖方式子細(xì)胞數(shù)目是否變形重要區(qū)別精子睪丸初情期以后先有絲分裂,后減數(shù)分裂4個(gè)精子細(xì)胞變形哺乳動物卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備是在出生前完成的;而精子是從初情期開始的。卵子卵巢輸卵管性別分化以后先有絲分裂,后減數(shù)分裂1個(gè)卵細(xì)胞3個(gè)極體不變形五、受精1、概念:指精子和卵子結(jié)合形成合子(即受精卵)的過程。2、標(biāo)志:在卵黃膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個(gè)極體時(shí)。3、場所:受精是在輸卵管內(nèi)完成的。4、過程()受精前的準(zhǔn)備階段準(zhǔn)備階段1:精子獲能 獲能:成熟的精子在雌性動物生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)生理變化后,獲得受精能力的過程。 卵泡夜、輸卵管分泌物、血清等液體可
5、以使精子獲能。準(zhǔn)備階段2:卵子的準(zhǔn)備卵子在輸卵管內(nèi)達(dá)到減數(shù)第二分裂中期(M中期)時(shí),才具備受精能力。思考與探討:進(jìn)行體外受精時(shí),將卵母細(xì)胞取出后,是否應(yīng)當(dāng)將它置于與輸卵管中相似的環(huán)境,讓它進(jìn)一步成熟?是的。從卵巢上取出的卵母細(xì)胞還沒有成熟,尚未完成第一次減數(shù)分裂。應(yīng)在體外人工模擬輸卵管環(huán)境進(jìn)行培養(yǎng),才能使其成熟,即達(dá)到受精前的成熟階段。()受精階段主要包括:精子穿越放射冠和透明帶,進(jìn)入卵黃膜,原核形成和配子結(jié)合四個(gè)階段精子穿越放射冠和透明帶過程:精、卵相遇發(fā)生頂體反應(yīng)(頂體酶釋放溶解卵丘細(xì)胞即放射冠)穿越放射冠接觸透明帶頂體酶溶解透明帶穿越透明帶接觸卵黃膜產(chǎn)生透明帶反應(yīng)基本概念放射冠:包圍在卵
6、子透明帶外面的卵丘細(xì)胞頂體反應(yīng):或能的精子在雌性動物的生殖道與卵子相遇時(shí)出現(xiàn)精子頂體膨大,精子質(zhì)膜(外膜)和頂體膜局部融合,并在融合處形成一些泡狀物,隨后脫落,造成精子頂體外膜出現(xiàn)孔洞,使頂體內(nèi)儲嘗的酶釋放。透明帶反應(yīng):當(dāng)精子穿越透明帶接觸卵黃膜時(shí),卵子發(fā)出指令,阻止后繼精子進(jìn)入透明帶的一種生理反應(yīng)。進(jìn)入卵黃膜過程:精子被微絨毛抱合精子外膜與卵黃膜融合精子進(jìn)入卵卵黃膜封閉作用基本概念卵黃膜封閉作用:當(dāng)?shù)谝粋€(gè)精子進(jìn)入卵黃膜后,引起卵黃膜的緊縮增厚,阻止其他精子進(jìn)入卵內(nèi)與卵子結(jié)合受精原核形成:形成雄原核與雌原核配子結(jié)合:雄原核與雌原核發(fā)育、移動、接觸,合并形成受精卵小結(jié):精、卵相遇發(fā)生頂體反應(yīng)(頂
7、體酶釋放溶解卵丘細(xì)胞即放射冠)穿越放射冠接觸透明帶頂體酶溶解透明帶穿越透明帶接觸卵黃膜產(chǎn)生透明帶反應(yīng)(防止多個(gè)精子進(jìn)入透明帶,引起多精子入卵受精的第一道屏障)精子被微絨毛抱合精子外膜與卵黃膜融合精子進(jìn)入卵卵黃膜封閉作用(防止多精子入卵受精的第二道屏障)原核形成配子結(jié)合六、胚胎發(fā)育1、最初發(fā)育場所: 輸卵管2、分裂方式:有絲分裂3、過程:受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原腸胚胎兒形成(1)卵裂期的特點(diǎn):細(xì)胞分裂方式為有絲分裂,細(xì)胞數(shù)目增加,胚胎總體積不增加,或略有縮小。(2)桑椹胚:細(xì)胞屬于全能細(xì)胞,胚胎細(xì)胞數(shù)目32個(gè)左右。(3)囊胚: 細(xì)胞開始分化。形成:內(nèi)細(xì)胞團(tuán)聚集在胚胎的一端,個(gè)體較大的細(xì)胞,將來發(fā)
8、育成各種組織。滋養(yǎng)層沿透明帶內(nèi)壁擴(kuò)展和排列的,個(gè)體較小的細(xì)胞。將來發(fā)育成胎膜、胎盤。囊胚腔含有液體的囊腔。囊胚進(jìn)一步擴(kuò)大會導(dǎo)致孵化。(4)原腸胚:內(nèi)細(xì)胞團(tuán)表皮的細(xì)胞形成外胚層,下方的細(xì)胞形成內(nèi)胚層,出現(xiàn)原腸腔。外胚層(內(nèi)細(xì)胞團(tuán)表皮的細(xì)胞形成)神經(jīng)系統(tǒng)、感覺器官內(nèi)胚層(內(nèi)細(xì)胞團(tuán)下方的細(xì)胞形成)表皮及其附屬結(jié)構(gòu)肝、胰等腺體消化道、呼吸道上皮中胚層(外胚層細(xì)胞在胚盤正中線處形成一條增殖區(qū),該區(qū)的細(xì)胞增殖分裂,進(jìn)入內(nèi)、外胚層之間形成的)皮膚真皮脊索、肌肉、骨骼內(nèi)臟器官外膜循環(huán)系統(tǒng)排泄系統(tǒng)生殖系統(tǒng)33胚胎工程的應(yīng)用及前景一、胚胎移植1、概念:將雌性動物的早期胚胎,或者通過體外受精及其他方式得到的胚胎,移
9、植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。供體:提供胚胎的個(gè)體。受體:接受胚胎的個(gè)體。問題一:胚胎移植成功與否要具備的條件是什么?答:(1)胚胎移植一般應(yīng)在同種的雌性供體和受體之間進(jìn)行(2)進(jìn)行胚胎移植的供體和受體的生理狀態(tài)要相同2、應(yīng)用胚胎移植是轉(zhuǎn)基因、核移植,或體外受精等技術(shù)的最后一道“工序”。3、胚胎移植的現(xiàn)狀近20年來,在牛的胚胎移植中,技術(shù)更為簡單、實(shí)用。羊的胚胎移植效率比奶牛還要高。自20世紀(jì)60年代以來,我國家兔、綿羊、牛、馬和山羊的胚胎移植相繼獲得成功。近10年來,羊、牛的在我國部分地區(qū)已進(jìn)入生產(chǎn)應(yīng)用階段。4、胚胎移植的意義胚胎移植的優(yōu)勢可以充分
10、發(fā)揮雌雄優(yōu)良個(gè)體的繁殖能力。在這項(xiàng)技術(shù)中,供體的職能產(chǎn)生優(yōu)良遺傳特性的胚胎,受體擔(dān)任妊娠和育仔的任務(wù)。因此縮短了供體本生的繁殖周期。其次,實(shí)施超數(shù)排卵處理,可獲得多枚胚胎,使得一胎多產(chǎn)。具體的意義可以小結(jié)如下:(1)加速育種工作和品種改良通過胚胎移植,可大幅度增加優(yōu)良個(gè)體母畜和公畜后代的數(shù)量,使良種畜群迅速擴(kuò)大,從而加速了育種工作和品種改良。(2)大量節(jié)省了購買種畜的費(fèi)用在世界范圍內(nèi),胚胎移植不受時(shí)間和地域的限制,在國際國內(nèi)進(jìn)行交換,從而完全代替了活畜引種,節(jié)省費(fèi)用。(3)一胎多產(chǎn)(4)保存品種資源和瀕危物種(5)可充分發(fā)揮優(yōu)秀個(gè)體的繁殖潛能 a、縮短供體的繁殖周期b、增加供體一生繁殖的后代數(shù)
11、量5、胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)(1)供體和受體生殖器官的生理變化相同,為胚胎提供相同的生理環(huán)境(2)早期胚胎沒有與母體子宮建立組織聯(lián)系,處于游離狀態(tài),為胚胎的收集提供了可能(3)受體對外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng),為胚胎存活提供可能(4)胚胎能與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系,但遺傳物質(zhì)不受影響6、胚胎移植的基本程序(以牛的胚胎移植為例)選擇供體母牛受體母牛同期發(fā)情處理超數(shù)排卵供體公牛配種或人工受精沖卵(配種或輸精后第7天,將供體母牛子宮內(nèi)的胚胎沖出)質(zhì)量檢查(檢查是否發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段)胚胎移植(方法:手術(shù)法;非手術(shù)法)妊娠檢查分娩(受體母牛產(chǎn)下胚胎一致的犢牛)(1)選擇對供、受體牛進(jìn)
12、行選擇供體牛:選擇遺傳性能和生產(chǎn)性能優(yōu)秀的個(gè)體受體牛:選擇有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力的個(gè)體(2)過程中的處理方法A、用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理使供、受體的生理?xiàng)l件達(dá)到同步或一致,從而使供體的胚胎移植到受體后相同或相似的生存條件這是胚胎移植的關(guān)鍵B、超數(shù)排卵處理注射促性腺激素對供體母牛進(jìn)行超數(shù)排卵處理,這是獲得多個(gè)胚胎的保證(3)保存:-196的液氮保存例1、“試管嬰兒”技術(shù)屬于( A )A胚胎移植 B組織培養(yǎng) C克隆技術(shù)
13、 D基因工程例2、下列有關(guān)動物胚胎移植的敘述中,錯(cuò)誤的是( A )A.受孕母畜體內(nèi)的受精卵或胚胎均能移植B.受體母畜必須處于與供體母畜同步發(fā)情的狀態(tài)C.超數(shù)排卵技術(shù)要使用一定的激素D.試管嬰兒只是受精及早期卵裂過程在試管中進(jìn)行例3、“沖卵”是指( D )A. 把受精卵從子宮沖洗出來 B. 把卵細(xì)胞從子宮沖洗出來C. 把卵細(xì)胞沖散,便于收集
14、0; D. 把胚胎從子宮沖洗出來小結(jié):胚胎移植成功率的高低與供、受體生理環(huán)境的一致性密切相關(guān),只有供、受體生理環(huán)境高度一致,移入受體的胚胎才能被接受,并繼續(xù)發(fā)育。因此,胚胎移植實(shí)質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。作為胚胎工程的最終技術(shù)環(huán)節(jié),也將推動胚胎工程其他技術(shù)的研究和應(yīng)用。接下來讓我們了解另一胚胎工程技術(shù)胚胎分割二、胚胎分割1、概念:采用機(jī)械方法將早期胚胎切割成2等份,4等份或8等份等,經(jīng)移植獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)。就胚胎分割技術(shù)
15、本身而言,是將同一胚胎分割成幾部分,借助胚胎移植技術(shù)產(chǎn)生遺傳物質(zhì)完全相同的后代,是一種無性繁殖的方式,屬于動物克隆的一種方法。2、特點(diǎn):后代具有相同的遺傳物質(zhì)3、選擇的胚胎:發(fā)育良好的,形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚4、使用的主要儀器:實(shí)體顯微鏡和顯微操作儀5、具體操作:將胚胎移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中,用分割針或分割刀片將其切開,吸取其中半個(gè)胚胎,注入預(yù)先準(zhǔn)備好的空透明帶中,或直接將裸半胚移植給受體。注意:對囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí),要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割內(nèi)細(xì)胞團(tuán)將來發(fā)育為胎兒的各種組織,其他細(xì)胞為滋養(yǎng)細(xì)胞,只為胚胎和胎兒發(fā)育提供營養(yǎng)。若分割時(shí)不能將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割,會出現(xiàn)含內(nèi)細(xì)胞團(tuán)多的部分正常發(fā)育的能
16、力強(qiáng),少的部分發(fā)育受阻或發(fā)育不良,甚至不能發(fā)育等問題。問題二:為什么胚胎分割的份數(shù)越多,操作的難度會越大,移植的成功率也越低?答:早期胚胎的體積很小,只有在顯微鏡下才能看到;細(xì)胞數(shù)目有限的;分割的份數(shù)越多,難以做到均等分割,從而影響囊胚期胚胎內(nèi)的細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞。因此,分割的份數(shù)越多,技術(shù)的難度會越大,移植后的恢復(fù)和發(fā)育的難度會越大,移植成功率自然會降低。例4、胚胎分割技術(shù)研究的理論根據(jù)是( A )A. 細(xì)胞分化 B. 細(xì)胞全能性
17、60; C. 細(xì)胞增殖 D. 細(xì)胞再生例5、表現(xiàn)型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛。產(chǎn)生這一結(jié)果最可能的原因是( C )A.試管動物培養(yǎng) B.胚胎移植 C.胚胎分割移植 D.受精卵移植例6、進(jìn)行胚胎分割時(shí),應(yīng)選擇的胚胎發(fā)育時(shí)期是(
18、0;D )A. 桑椹胚或原腸胚 B. 桑椹胚或囊胚 C. 囊胚或原腸胚 D. 內(nèi)細(xì)胞團(tuán)過渡:胚胎分割技術(shù)已在多種動物中取得成功,但仍存在一些問題,剛出生的動物體重偏低,毛色和斑紋上存在差異,同卵多胎的可能性有限,最常見的為同卵雙胎。那么,是否有一種細(xì)胞既可保存又可以進(jìn)行遺傳改造呢?生:胚胎干細(xì)胞三、胚胎干細(xì)胞1、概念:簡稱ES或EK細(xì)胞,是由早期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細(xì)胞2、特點(diǎn):(1)形態(tài):體積小,細(xì)胞核大,核仁明顯(2)功能:具
19、有發(fā)育的全能性,可分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細(xì)胞(3)在體外培養(yǎng)的條件下,ES細(xì)胞可以增殖而不發(fā)生分化。對它可以進(jìn)行冷凍保存,也可以進(jìn)行遺傳改造3、主要用途(1)治療人類的某些頑癥移植ES細(xì)胞修復(fù)壞死或退化部位,治愈糖尿病、肝(心)衰竭、成骨不良等病癥(2)體外誘導(dǎo)培育出人造組織器官,用于器官移植(3)研究體外細(xì)胞分化的理想材料ES細(xì)胞在牛黃酸、丁酰環(huán)腺苷酸等誘導(dǎo)因子作用下可向不同類型組織細(xì)胞分化例7、(多選)下列各項(xiàng)中,屬于胚胎干細(xì)胞技術(shù)的應(yīng)用的有( A、B、D )A為新藥的研究和開發(fā)提供材料B為細(xì)胞和組織移植提供無免疫原性的材料C有目的地促進(jìn)
20、某種生物的進(jìn)化D改良并創(chuàng)造動物新品種例8、利用胚胎干細(xì)胞治療肝衰竭,實(shí)現(xiàn)此過程的重要原因是( C ) A.細(xì)胞分裂 B.細(xì)胞特化 C.細(xì)胞分化 D.細(xì)胞增殖專題5 生態(tài)工程題圖解讀:干裂的土地,赤紅的荒山(例如江西贛中、贛南一帶植被破壞后的山丘都呈現(xiàn)赤紅色,意味著不斷惡化的生態(tài)環(huán)境,幼苗的上方是蔚藍(lán)的地球,它化作一滴甘露,滋潤著大地,幼苗寓意著生態(tài)工程,雖柔弱卻頑強(qiáng)地支撐著地球。而它們的和諧組合則象征著希望。生態(tài)工程的定義:人類應(yīng)用生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科的基本原理和方法,通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)控和技術(shù)組裝,對已破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)、重建,對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行改善,并提高生態(tài)系統(tǒng)的生
21、產(chǎn)力,從而促進(jìn)人類社會和自然環(huán)境和諧發(fā)展。(教材)學(xué)科知識:生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)技術(shù)手段:系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)控和技術(shù)組裝最終目的:促進(jìn)人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展【例1】我國在20世紀(jì)80年代興起的?;~塘生產(chǎn)模式,實(shí)現(xiàn)了“原料產(chǎn)品原料產(chǎn)品”的循環(huán)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)模式,該模式不屬于:A生態(tài)經(jīng)濟(jì) B循環(huán)經(jīng)濟(jì) C生態(tài)工程 D生態(tài)農(nóng)業(yè)答案:C (考查對生態(tài)工程概念的理解,生態(tài)工程強(qiáng)調(diào)的是對已破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù),重建,而上述模式不是對已破壞的環(huán)境進(jìn)行重建,而是通過生態(tài)學(xué)規(guī)律建立的生態(tài)農(nóng)業(yè)。)教師小結(jié):生態(tài)工程是一門交叉學(xué)科,它是生態(tài)學(xué)、工程學(xué)、系統(tǒng)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科的交叉??萍继剿魃鷳B(tài)工程的興起一、經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展、技術(shù)革
22、新帶來的負(fù)面影響(教材106)發(fā)達(dá)國家工業(yè)化和高度集約化的農(nóng)業(yè)經(jīng)營所帶來的種種環(huán)境污染和過量消耗不可更新資源。發(fā)展中國家人口的快速增長、資源的過度開發(fā)、損毀和低效利用,以及由此引起的環(huán)境污染問題。二、解決方案1、傳統(tǒng)的思維方式(1)開發(fā)應(yīng)用單一環(huán)境改造技術(shù)污染物在不同地區(qū)間轉(zhuǎn)移(2)限制生產(chǎn)、限制發(fā)展2、堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展從根本上解決環(huán)境污染3、解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境問題的根本原則實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)師:地球需要呵護(hù),堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展是保障的基本環(huán)節(jié)。因此,生態(tài)工程的建立是一個(gè)必然之路。接下來讓我們一起學(xué)習(xí)“生態(tài)工程的基本原理”。5.1 生態(tài)工程的基本原理教學(xué)目標(biāo)知識方面:()簡述生態(tài)工程的概念,關(guān)注生態(tài)工程的
23、建設(shè)。()簡述生態(tài)工程的原理,舉例說出各原理的內(nèi)容。能力方面:嘗試運(yùn)用生態(tài)工程原理,分析生態(tài)環(huán)境問題及解決對策。情感態(tài)度與價(jià)值觀方面:關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)。初步形成物質(zhì)循環(huán)利用、協(xié)調(diào)與平衡、多樣性、局部與整體相統(tǒng)一的觀點(diǎn),樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念。教學(xué)重點(diǎn):生態(tài)工程的基本原理。教學(xué)難點(diǎn):生態(tài)工程的系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理。課時(shí)安排:課時(shí)教學(xué)過程:一、關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)1、生態(tài)工程建設(shè)的目的就是遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律,充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力,防止環(huán)境污染,達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。2、生態(tài)工程的特點(diǎn)與傳統(tǒng)的工程相比,生態(tài)工程是一類少消耗、多效益、可持續(xù)的工程體系。【例2】下列不屬于生態(tài)工程建設(shè)目的的是
24、:A對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行改善B防止環(huán)境污染C單純追求糧食產(chǎn)量D促進(jìn)人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展3、進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)理由:分析資料1,思考以下問題:()導(dǎo)致1998年長江洪水泛濫的主要原因是什么?根本原因:長江上游亂砍濫伐森林,造成土壤流失,大量泥沙淤積; 中游圍湖造田,造成具有蓄洪作用的湖泊面積急劇減少。直接原因:1998年罕見的降雨。但這也與全球溫室氣體排放量增加而導(dǎo)致的溫度升高、氣候異常有關(guān)。()洪災(zāi)的發(fā)生反映出經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式存在什么問題?傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式不注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù),沒有考慮生態(tài)成本,經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以巨大的生態(tài)環(huán)境破壞為代價(jià)。分析資料2,思考以下問題:()什么是“石
25、油農(nóng)業(yè)”?“石油農(nóng)業(yè)”是指大量使用化肥、農(nóng)藥、機(jī)械的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。由于需要大量的石油、煤、天然氣等作為原料或動力而得名。優(yōu)點(diǎn):由于其投入高,產(chǎn)出也高,對糧食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用。缺點(diǎn):產(chǎn)生的廢棄物和有害物質(zhì)的數(shù)量也很龐大,大大削弱了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和持續(xù)生產(chǎn)力,并造成日益嚴(yán)重的農(nóng)產(chǎn)品污染和環(huán)境污染等問題。()如何理解“污染物是放錯(cuò)地方的資源”這句話?對環(huán)境造成危害的污染物,采用一定的措施和技術(shù),就能夠進(jìn)行回收和循環(huán)利用,這樣不但能夠減少環(huán)境污染,而且提高了資源的利用效率,減少了資源的浪費(fèi)。因此說污染物是放錯(cuò)地方的資源。() “石油農(nóng)業(yè)”的生產(chǎn)模式應(yīng)當(dāng)怎樣改進(jìn)?在不同的
26、國家有不同的改進(jìn)措施。例如,我國人多地少,應(yīng)該大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。實(shí)施的具體措施包括:可以根據(jù)田間作物的需要,適量施用高效、低毒、低殘留的農(nóng)藥,多施有機(jī)肥,提高作物對水、肥等資源的利用效率,對農(nóng)作物秸稈和禽畜糞便進(jìn)行再利用,實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的多級利用,等等。一方面要不斷提高土地的產(chǎn)出水平,另一方面要減少農(nóng)業(yè)活動對環(huán)境的污染,促進(jìn)社會的可持續(xù)發(fā)展。、生態(tài)經(jīng)濟(jì)生態(tài)經(jīng)濟(jì)主要是通過實(shí)行“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的原則,使一個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物,能夠成為本系統(tǒng)或另一個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)資料,從而實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化,而實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)最重要的手段之一就是生態(tài)工程。二、生態(tài)工程所遵循的基本原理1、物質(zhì)循環(huán)再生原理含義:物質(zhì)能夠在各類生態(tài)系統(tǒng)中,
27、進(jìn)行區(qū)域小循環(huán)和全球地質(zhì)大循環(huán),循環(huán)反復(fù),分層分級利用,從而達(dá)到取之不盡、用之不竭的效果?;纠碚摚何镔|(zhì)循環(huán)類型:水循環(huán)、氣體循環(huán)、沉積循環(huán)地球表面地球表面降水大氣圈蒸發(fā)水循環(huán)氣體循環(huán)包括氮、碳、氧等元素的循環(huán)。物質(zhì)的主要儲存庫是大氣和海洋,具有明顯的全球性,循環(huán)性能最為完善。沉積循環(huán)包括P、S、K、Na、Mg、Fe、I、Cu等物質(zhì)的循環(huán),其主要儲存庫是巖石、沉積物、土壤等主要通過巖石的風(fēng)化、沉積物的分解轉(zhuǎn)變成可以被生物利用的營養(yǎng)物質(zhì),轉(zhuǎn)化速度慢。實(shí)例:無廢棄物農(nóng)業(yè)“無廢棄物農(nóng)業(yè)”是我國古代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的輝煌成就之一,也是生態(tài)工程最早和最生動的一種模式。閱讀課本109頁內(nèi)容,思考中國農(nóng)民是通過什么
28、措施來實(shí)現(xiàn)“無廢棄物農(nóng)業(yè)”的?2、物種多樣性原理基本理論:生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性物種越豐富,生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性越高。生物多樣性:物種多樣性、遺傳多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性生物多樣性程度高,可以為各類生物的生存提供多種機(jī)會和條件。眾多的生物通過食物鏈關(guān)系互相依存,就可以在有限的資源條件下,產(chǎn)生或容納更多的生物量,提高系統(tǒng)生產(chǎn)力。實(shí)例:三北防護(hù)林建設(shè)中問題;珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)得多樣性問題探討:為什么樟子松林的松毛蟲會肆虐,幾十億株楊樹會毀于一旦?而珊瑚礁區(qū)卻能夠在養(yǎng)分稀少的深海中,保持著很高的生物多樣性?純樟子松林的生物多樣性低,食物鏈短而單調(diào),缺少松毛蟲的天敵,而成片單一的;林木有為其提供了豐富的食
29、物來源,因而會導(dǎo)致樹林的毀壞。珊瑚礁區(qū)的生物多樣性高,食物鏈復(fù)雜,不同的生物占據(jù)了不同的時(shí)間位、空間位和資源位,因而充分利用了珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境。從上面正面和反面的實(shí)例,你能得出怎樣的結(jié)論?你認(rèn)為生物多樣性的破壞有人為因素嗎?只有保持生態(tài)系統(tǒng)較高的生物多樣性,才能保證生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和平衡。生物多樣性的破壞有人為因素,而且往往作用巨大?!纠?】根據(jù)以下材料完成問題:據(jù)國家林業(yè)局發(fā)布的一項(xiàng)調(diào)查表明,我國已經(jīng)成為受荒漠化危害最為嚴(yán)重的國家之一。目前,全國四分之一以上的田地荒漠化,每年因荒漠化造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)540億元,因此在實(shí)施西部大開發(fā)的過程中,要切實(shí)搞好生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和建設(shè),大力開展植樹種
30、草、治理水土流失、防治沙漠化等活動。(1)從生態(tài)因素分析,改善西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境必須首先解決的非生物因素是 水 。(2)“退耕還林(還草)”所依據(jù)的主要生態(tài)工程原理是 物種多樣性原理 ;其目的是提高生態(tài)系統(tǒng)的 自動調(diào)節(jié)能力(抵抗力穩(wěn)定性)。(3)保護(hù)環(huán)境、保持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵是保護(hù)森林。近年來,首都北京等地頻繁出現(xiàn)了“沙塵暴”,源頭主要來自黃土高原和內(nèi)蒙古地區(qū),這說明森林等植被在防風(fēng)固沙方面起著重要作用。3、協(xié)調(diào)與平衡原理基本理論:生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡處理好生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡,需要考慮環(huán)境承載力。環(huán)境承載力(環(huán)境容納量):某種環(huán)境所能養(yǎng)活的生物種群的數(shù)量。實(shí)例:太湖的富營養(yǎng)化問題;西北
31、一些地區(qū)的防護(hù)林問題問題探討:P111答案:沙棘(保持水土)、山杏(抗寒、耐旱、加工飲料)、刺槐(適應(yīng)性強(qiáng)、耐鹽堿、蜜源植物)等。畜牧養(yǎng)殖應(yīng)注意:牲畜數(shù)量不能超過草地的承載量。4、整體性原理基本理論:社會-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)(生產(chǎn)成本消費(fèi)效益)自然系統(tǒng)生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者非生物的物質(zhì)與能量社會系統(tǒng)政策管理科學(xué)、文化基本概念:自然系統(tǒng):通過生物與環(huán)境、生物與生物之間的協(xié)同進(jìn)化而形成的一個(gè)不可分割的有機(jī)整體。整體性原理的概念:進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時(shí),不但要考慮到自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律,更重要的是,還要考慮到經(jīng)濟(jì)和社會等系統(tǒng)的影響力。實(shí)例:林業(yè)建設(shè)中的自然系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)、社會系統(tǒng)的關(guān)系、問題(一方面要號召
32、農(nóng)民種樹,另一方面要考慮貧困地區(qū)農(nóng)民的生活問題,如糧食、燒柴及收入等)。整體理論是解決生態(tài)環(huán)境問題的必要基礎(chǔ),只有應(yīng)用整體性原理,才能統(tǒng)一協(xié)調(diào)當(dāng)前與長遠(yuǎn)、局部與整體、開發(fā)與環(huán)境建設(shè)之間的關(guān)系,保障生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定。5、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理(1)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理:生態(tài)工程需要考慮系統(tǒng)內(nèi)部不同組分之間的結(jié)構(gòu),通過改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu),達(dá)到改善系統(tǒng)功能的目的。實(shí)例:?;~塘(2)系統(tǒng)整體性原理:系統(tǒng)的各組分之間要有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系,只有這樣才能順利完成能量、物質(zhì)、信息等的轉(zhuǎn)換和流通,并且實(shí)現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果。實(shí)例:珊瑚礁(珊瑚蟲和藻類共生)、豆科植物和固氮菌的共生,兩者的共生使豆科植物能
33、夠在缺乏氮素的土地上生長,當(dāng)把它們分開時(shí),兩者的生長都要受到損害。小結(jié):生態(tài)工程的基本原理比較:項(xiàng)目理念基礎(chǔ)意義實(shí)例物質(zhì)循環(huán)再生原理物質(zhì)循環(huán)可避免環(huán)境污染及其對系統(tǒng)穩(wěn)定和發(fā)展的影響無廢棄物農(nóng)業(yè)物種多樣性原理生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性物種多樣性程度高,可提高系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性,提高系統(tǒng)的生產(chǎn)力珊瑚礁區(qū)的生物多樣性很高協(xié)調(diào)與平衡原理生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡生物數(shù)量不超過環(huán)境承載力的限度,可避免引起系統(tǒng)的失衡和破壞太湖富營養(yǎng)問題整體性原理社會-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關(guān)系,保障系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定把生態(tài)與經(jīng)濟(jì)結(jié)合起來,避免出現(xiàn)“前面造林,后面砍林”的現(xiàn)象系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理改善和優(yōu)化
34、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),以改善系統(tǒng)的功能?;~塘系統(tǒng)整體性原理實(shí)現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果珊瑚礁藻類和珊瑚蟲的關(guān)系【例4】協(xié)調(diào)與平衡原理主要指:A生物要適應(yīng)環(huán)境及環(huán)境對生物的承載力B系統(tǒng)各組分之間要有適當(dāng)比例關(guān)系C自然系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、社會系統(tǒng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一D物質(zhì)循環(huán)和能量流動協(xié)調(diào)統(tǒng)一【例5】某些地區(qū)出現(xiàn)了“前面造林,后面砍林”的現(xiàn)象,這是因?yàn)榘l(fā)展中沒有遵循哪一原理造成的A協(xié)調(diào)與平衡原理B整體性原理C系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理D系統(tǒng)整體性原理【例6】能達(dá)到“1+12”效果的是生態(tài)工程的哪一項(xiàng)基本原理:A物種多樣性原理B整體性原理C協(xié)調(diào)與平衡原理D系統(tǒng)學(xué)與工程學(xué)原理【例7】如圖是“無廢棄物農(nóng)業(yè)”物質(zhì)和能量流動圖,該
35、圖所體現(xiàn)的主要生態(tài)工程原理是:A物種多樣性原理 B整體性原理C物質(zhì)循環(huán)再生原理 D協(xié)調(diào)與平衡原理【例8】某些地區(qū)出現(xiàn)“前面造林,后面砍林”的現(xiàn)象,是因?yàn)榘l(fā)展中哪一原理失調(diào)造成的:A協(xié)調(diào)與平衡原理 B整體性原理C系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定功能原理D系統(tǒng)整體性原理【例9】下列結(jié)構(gòu)示意圖能體現(xiàn)系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理的是 ( D )【例10】下列哪項(xiàng)敘述完全符合生態(tài)經(jīng)濟(jì): 建立“原料一產(chǎn)品一原料一產(chǎn)品”的無廢料生產(chǎn)體系 在資源不增加甚至減少的條件下實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長 在經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出不變甚至增加的條件下,向環(huán)境排放的廢棄物大大減少 先生產(chǎn)后治理,提高經(jīng)濟(jì)效益 A B C D【例11】我國西北土地沙化和鹽漬化非常嚴(yán)重,原因有多種,其
36、中一個(gè)主要原因是超載放牧導(dǎo)致草地退化。試分析上述事實(shí)主要違背了生態(tài)工程的什么原理: A系統(tǒng)整體性原理 B協(xié)調(diào)與平衡原理 C物種多樣性原理D整體性原理【例12】如圖說明我國現(xiàn)有的生產(chǎn)模式嚴(yán)重違反了什么生態(tài)工程原理:A整體性原理 B協(xié)調(diào)與平衡原理C系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理 D物質(zhì)循環(huán)再生的原理【例1】閱讀以下資料,回答下列問題: 自2000年10月開展“南京莫愁湖物理生態(tài)示范實(shí)驗(yàn)研究”開始,相繼引種了浮水植物、沉水植物共計(jì)10余種,在圍隔區(qū)內(nèi)已經(jīng)形成了以沉水植物為優(yōu)勢的水生植物群落。試驗(yàn)區(qū)內(nèi)營養(yǎng)鹽的濃度得到有效控制,如試驗(yàn)區(qū)內(nèi)氨氮和總氮僅分別為試驗(yàn)區(qū)外的1/13和1/5,有效地改善了水質(zhì)。(1)此項(xiàng)
37、生態(tài)工程依據(jù)的生態(tài)學(xué)原理有物質(zhì)循環(huán)再生原理、協(xié)調(diào)與平衡原理 、整體性原理、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理和物種多樣性原理(2)生態(tài)工程的調(diào)控機(jī)制是人為輔助下的自我調(diào)節(jié),主要利用的能源是太陽能。(3)一些發(fā)達(dá)國家的生態(tài)工程建設(shè)主要依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)理論,達(dá)到了以回歸自然為主,人為調(diào)控為輔的程度。而在我國的生態(tài)工程建設(shè)中,人為調(diào)控仍起著較大作用,強(qiáng)調(diào)按預(yù)期目標(biāo),因地制宜地調(diào)整復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。5.2 生態(tài)工程的實(shí)例和發(fā)展前景教學(xué)目標(biāo)1.舉例說出生態(tài)工程的實(shí)例,說出這些實(shí)例所運(yùn)用的主要生態(tài)工程原理2.評述生態(tài)工程發(fā)展前景,說出生態(tài)工程的局限性,舉例說出我國生態(tài)工程的特點(diǎn)3.嘗試設(shè)計(jì)簡單的生態(tài)工程教學(xué)
38、重點(diǎn) 生態(tài)工程的實(shí)例教學(xué)難點(diǎn) 應(yīng)用生態(tài)工程的原理,設(shè)計(jì)簡單的生態(tài)工程課時(shí)安排 2課時(shí)教學(xué)過程20世紀(jì)70年代以來,我國生態(tài)工程的理論和實(shí)踐都取得長足進(jìn)展。在某些研究領(lǐng)域已處于國際領(lǐng)先地位,在實(shí)踐上已應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、城鎮(zhèn)建設(shè)等許多方面,取得了舉世矚目的成就。一、生態(tài)工程的實(shí)例1、農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程問題:實(shí)現(xiàn)物質(zhì)、能量的多級利用問題對策:建立農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程案例:北京竇店村以沼氣為中心的生態(tài)工程以沼氣工程為中心的物質(zhì)多級循環(huán)利用工程(教材P116 圖5-6)涉及的基本概念:青貯:指玉米等作物沒有完全成熟時(shí),將果穗和秸稈一起收獲切碎,通過厭氧發(fā)酵成為牛羊優(yōu)質(zhì)的青飼料氨化:指利用氨
39、水或氮素化肥處理稻麥秸稈,使之軟化適口,提高其作為飼料的營養(yǎng)價(jià)值藍(lán)綠萍:一種具有固氮作用的藻類<思考與討論>、在這一案例中,主要運(yùn)用了哪些生態(tài)工程的基本原理?物質(zhì)循環(huán)再生原理、整體性原理、物種多樣性原理等。、這一生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能有哪些特點(diǎn)?有哪些值得借鑒的做法?這個(gè)案例以沼氣工程為核心,農(nóng)林牧副漁各業(yè)全面發(fā)展,增加了勞動力就業(yè)機(jī)會,促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展;同時(shí)又降低了環(huán)境污染,促進(jìn)了農(nóng)村的可持續(xù)發(fā)展。2、小流域綜合治理生態(tài)工程小流域:指河流各級支流的集水區(qū)域(面積一般在350km2)問題:小流域水土流失嚴(yán)重危害:給下游帶來水患導(dǎo)致土壤中氮、磷、鉀等植物所需養(yǎng)分的流失對策:進(jìn)行綜合治理應(yīng)
40、用生態(tài)工程的整體原理、協(xié)調(diào)與平衡原理,以及工程學(xué)等原理,通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、土地優(yōu)化利用、加強(qiáng)農(nóng)林牧結(jié)合等措施進(jìn)行綜合治理目標(biāo):建立穩(wěn)定、持久、高效的復(fù)合系統(tǒng),獲得最大的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益(圖5-7)案例:甘肅隴南縣”九子 登科”模式山頂戴帽子:山頭實(shí)行封禁管理、營造水土保持林,保護(hù)和恢復(fù)植被山腰系帶子:半山陡坡退耕還林還草,發(fā)揮林草攔蓄作用,減少徑流坡地修臺子:坡耕地以坡改梯田為突破口,建設(shè)基本農(nóng)田,為調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)提供條件地埂鎖邊子:充分利用地埂種植經(jīng)濟(jì)作物,既獲得經(jīng)濟(jì)效益,又保護(hù)地??;荒地荒溝栽苗子:在荒山、荒溝、荒坡地建設(shè)薪炭林山腳種果子:山腳發(fā)展經(jīng)濟(jì)林果園,促進(jìn)商品經(jīng)濟(jì)發(fā)展溝底穿靴子:在
41、干、支、毛溝溝底修建谷坊、攔擋壩,建設(shè)溝壩地,攔蓄泥沙,防止溝壑被水沖蝕而導(dǎo)致其不斷擴(kuò)張見縫插針釘扣子:利用田間地頭、房前屋后栽植林果,發(fā)揮零星作用,提高治理程度秋田蓋罩子:在緩坡耕地改順坡種植為橫坡等高種植、實(shí)行地膜覆蓋等保土耕作措施。<思考與討論>、小流域的綜合治理,“綜合”表現(xiàn)在哪些方面?“綜合”表現(xiàn)在它一改以前的單純造林和蓄水、減沙等工程模式,同時(shí)考慮到了生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益:不但注重通過還林、還草、筑壩等措施達(dá)到蓄水、降低土壤侵蝕的生態(tài)效果;還考慮如何提高人們的生活水平。例如,不但種植農(nóng)作物,還同時(shí)種植經(jīng)濟(jì)作物來提高人們的收入(種植薪柴林解決人們的燃料來源問題)。各種措施的
42、結(jié)果是建立一個(gè)穩(wěn)定、持久、高效的生態(tài)系統(tǒng)。、為什么要針對不同的地形采取不同的措施?這體現(xiàn)了生態(tài)工程的什么原理?山頂土壤條件、氣候條件惡劣,不宜蓄水,交通不便,改造成本高,適宜封山,依靠自然恢復(fù)力來恢復(fù)植被;山腰、荒地等土壤,雖然水分條件較好,但是仍不適宜種植農(nóng)作物,對于這樣的地方可以自然恢復(fù),也可以人為種植適宜的林木、草或果樹等,加快植被恢復(fù)速度,這樣既能降低土壤侵蝕,又能創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益;對溝底而言,應(yīng)建設(shè)堤壩系統(tǒng),它可以蓄水和淤積土地,還能夠減少山體的崩塌和滑坡,保證人民的生命財(cái)產(chǎn)安全;對坡地和山腳農(nóng)田來說,土壤、水分條件良好,交通也較方便,土地生產(chǎn)力高,適宜種植農(nóng)作物來解決人們的糧食和
43、收入等問題,但是在坡地上要水平梯田種植,以減少水土流失。根據(jù)不同的地形采取不同的措施,既要考慮到生態(tài)效益,又要考慮到人們的生活和收入問題,這體現(xiàn)了生態(tài)工程協(xié)調(diào)與平衡、因地制宜的原理和思想。、從這一案例看,當(dāng)?shù)厥窃趺醋龅浇?jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益相統(tǒng)一的?這一模式在其他小流域能夠照搬嗎?上題分析中已解答了經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益的統(tǒng)一問題。這種模式在其他小流域不能照搬,還是要因地制宜地進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè),不同氣候帶、不同自然條件和不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的地區(qū),其生態(tài)工程的模式應(yīng)各具特色。3、大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程問題:我國土地荒漠化問題分布:西北地區(qū)原因:過度樵采(32),過度放牧(30),盲目開墾(27),不合理利
44、用水資源(9.6),其他(1.4)對策:植樹造林、退耕還林、還草 案例:退耕還草和三北防護(hù)林建設(shè)<思考與討論>、國家為什么投入巨大的人力和物力興建三北防護(hù)林工程?這一工程為什么需要如此漫長的時(shí)間?生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量關(guān)系到這一地區(qū)人民的生產(chǎn)和生活問題,對維護(hù)社會穩(wěn)定具有重要意義;更重要的是,這一地區(qū)的生態(tài)環(huán)境關(guān)系到下游地區(qū)人民的生產(chǎn)、生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展,如黃河上游的水土流失容易導(dǎo)致下游地區(qū)的洪水泛濫,而危害巨大的沙塵暴的發(fā)生也與這一地區(qū)的土地沙漠化關(guān)系密切;同時(shí)這里自然礦產(chǎn)資源豐富,對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家安全具有重要戰(zhàn)略意義。這一地區(qū)區(qū)域廣闊,氣候、自然條件復(fù)雜,總體經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低等情況也
45、決定了這個(gè)工程需要較長的時(shí)間,非一朝一夕之功。、這一工程橫跨多個(gè)省區(qū),根據(jù)協(xié)調(diào)與平衡原理和生物多樣性原理,不同地區(qū)在造林設(shè)計(jì)上應(yīng)當(dāng)注意什么問題?三北防護(hù)林跨越中國13個(gè)省、直轄市、自治區(qū);根據(jù)協(xié)調(diào)與平衡原理和生物多樣性原理,首先應(yīng)考慮樹種的生態(tài)適應(yīng)性問題,種植適宜品種,宜林則林,宜灌則灌,宜草則草;其次要考慮樹種的多樣性,保證防護(hù)林體系的穩(wěn)定性;不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r采取不同的策略,如條件惡劣的地區(qū)應(yīng)該結(jié)合自然恢復(fù)力,而農(nóng)區(qū)的防護(hù)林中農(nóng)田防護(hù)林網(wǎng)可能占較大比重。4、濕地生態(tài)恢復(fù)工程簡介:狀況:我國目前有濕地6.594×107hm2 ,僅次于加拿大和俄羅斯的世界第三個(gè)濕地大國濕地的功能
46、:蓄洪防旱,調(diào)節(jié)區(qū)域氣候,控制土壤侵蝕,自然凈化污水,為遷飛的鳥類和多種動、植物提供棲息地,為人們提供休閑娛樂的環(huán)境等問題:濕地的縮小和破壞問題危害:局部氣候變劣、地下水位下降、生物多樣性降低、遷飛鳥類絕跡等對策:控制污染 、退田還湖地位:我國生態(tài)工程中的一項(xiàng)重要任務(wù)案例:江西鄱陽湖濕地生態(tài)恢復(fù)工程<思考與討論>、當(dāng)初人們?yōu)槭裁匆獓焯??主要原因:我國歷來人多地少,在“以糧為綱”的年代,圍湖造田,種植農(nóng)作物,以生產(chǎn)更多的糧食;片面強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,沒有認(rèn)識到湖泊的巨大生態(tài)調(diào)節(jié)功能也是重要原因。、為什么說“退耕還湖”是一項(xiàng)巨大的系統(tǒng)工程?實(shí)施這一工程面臨的主要困難是什么?退耕還湖不僅包
47、括退耕地為湖區(qū),還包括退耕后湖區(qū)上游以及湖區(qū)周圍的生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作;更重要的是原耕地上居民的遷移,要解決遷出居民的生活和就業(yè)等問題,這是退耕還湖工程的主要困難。、地處湖區(qū)上游的人們對濕地恢復(fù)生態(tài)工程負(fù)有什么責(zé)任?保護(hù)環(huán)境,減少水土流失和水污染。例如,減少工廠、生活污水往水體中的排放,農(nóng)田中減少化肥和農(nóng)藥的施用量等。5、礦區(qū)廢棄地的生態(tài)工程問題:礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的破壞問題 對策:恢復(fù)植被、修復(fù)土地等案例:赤峰市元寶山礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)工程礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)工程流程圖 圖5-16<思考與討論>、在這一案例中,恢復(fù)植被的措施是植樹和種草,為什么不是種植農(nóng)作物?礦區(qū)土壤條件惡劣,不適宜農(nóng)作物的生長,因此代
48、之以適應(yīng)性強(qiáng),耐旱的灌木、草和樹。、怎樣合理地籌劃養(yǎng)殖肉牛的數(shù)量?首先要考慮到牧草的產(chǎn)量,以草定畜;從外地調(diào)運(yùn)飼料要考慮飼養(yǎng)成本;更重要的是要考慮到土地對糞肥的承載力,以及對糞肥的加工或利用情況,要保持在承載力范圍以內(nèi),以免養(yǎng)殖規(guī)模過大,糞肥數(shù)量巨大而造成新的污染。、除煤礦外,你知道還有哪些礦區(qū)嗎?這些礦區(qū)的恢復(fù)工程與煤礦是否有不同之處?除煤礦外,還有金礦、鐵礦等。這些生態(tài)恢復(fù)工程最重要的是改良表土,恢復(fù)植被,但要因地制宜。6、城市環(huán)境生態(tài)工程問題:城市生態(tài)系統(tǒng)面臨的垃圾、大氣、噪音等污染問題 對策與案例:城市綠化污水凈化和廢棄物處理等綜合治理<思考與討論>、汽車尾氣是城市大氣污染的主要來源之一,汽車噪聲又是城市噪聲污染的主要來源。你認(rèn)為應(yīng)當(dāng)限制城市居民購買汽車嗎?為什么?如果不限制,應(yīng)當(dāng)采取什么措施來減少由汽車造成的污染?減少污染的措施:制定法律法規(guī),禁止市區(qū)內(nèi)鳴笛,禁止使用含鉛汽油,鼓勵使用電力、天然氣等無污染能源的新型汽車,以及對其的研究和應(yīng)用等。、城市的水污染問題應(yīng)當(dāng)采取哪些措施來解決?每一個(gè)城市居民應(yīng)當(dāng)在這方面承擔(dān)什么責(zé)任和義務(wù)?減少或禁止工廠的污水排放;進(jìn)行污水凈化回收利用;實(shí)行雨水和污水分流。每一個(gè)城市居民都應(yīng)該樹立節(jié)水意識
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