【課件】4.3.1生態(tài)工程的基本原理課件高二上學期生物人教版選擇性必修2

第4章第3節(jié)生態(tài)工程

生態(tài)工程的基本原理經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護的協(xié)調(diào)在1972年出版的《增長的極限》一書中，作者們得出了這樣的結(jié)論：

“假如現(xiàn)有的世界人口，工業(yè)化，污染，食物生產(chǎn)以及資源耗減的趨勢不做改變，那么我們這顆星球的增長極限將在未來100年內(nèi)的某一時刻到來，其最有可能的結(jié)局將是人口和工業(yè)產(chǎn)值突然且無法遏制的下滑。”閱讀課本，思考下列問題什么是生態(tài)工程？生態(tài)工程的目的是什么？生態(tài)工程有哪些特點？生態(tài)工程建設主要遵循哪些原理？你如何理解這些原理。生態(tài)工程概念

生態(tài)工程是指人類應用生態(tài)學和系統(tǒng)學等學科的基本原理和方法，對人工生態(tài)系統(tǒng)進行＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿，或?qū)σ驯黄茐牡纳鷳B(tài)環(huán)境進行＿＿＿、＿＿＿，從而提高生態(tài)系統(tǒng)的＿＿＿或＿＿＿＿＿，促進人類社會與自然環(huán)境和諧發(fā)展的系統(tǒng)工程技術(shù)或綜合工藝過程。目的：遵循＿＿＿規(guī)律，充分發(fā)揮資源的＿＿＿＿，防止＿＿＿＿，達到＿＿效益和＿＿效益的同步發(fā)展。特點：少消耗、多效益、可持續(xù)。生態(tài)工程所遵循的基本原理生態(tài)工程以＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿為基礎，遵循＿＿、＿＿、＿＿、＿＿等生態(tài)系基本原理。自生原理

自生：由生物組分產(chǎn)生的自組織、自我優(yōu)化、自我調(diào)節(jié)、自我更新和維持。有效選擇生物組分并合理布設（能否形成自組織能力的基礎條件）。要維持系統(tǒng)的自生，就需要創(chuàng)造有益于生物組分的生長、發(fā)育、繁殖，以及它們形成互利共存關系的條件。自生需要條件生命系統(tǒng)的形成是自組織的結(jié)果組織力來自系統(tǒng)內(nèi)部的是自組織，組織力來自系統(tǒng)外部的是他組織。一個系統(tǒng)在沒有外界信息指令的作用下，自發(fā)地由無序到有序，由低級有序到高級有序的過程，就是自組織。人造事物都是他組織過程，但不論構(gòu)造何種人工系統(tǒng)，都要遵循一定的自組織規(guī)律，都是仿照自組織系統(tǒng)而進行的。自然生態(tài)系統(tǒng)具有很強的自生能力1953年朝鮮戰(zhàn)爭停戰(zhàn)后，南北雙方以北緯38°為?；鹁€，沿線兩側(cè)大約500km2為非軍事區(qū)，這里的地表經(jīng)過戰(zhàn)爭浩劫，幾乎沒有生物存在。幾十年來，由于基本沒有人類活動，這里恢復了完全的口然狀態(tài)。河水清澈、森林茂盛、物種繁多,還出現(xiàn)了多種被認為早已在朝鮮半島滅絕的動物,如棕熊。有科學家評論說：“全世界只有在這個地方，由于3000年以來的農(nóng)耕文明突然終止，原始物種可在沒有人類干擾的情況下自由發(fā)展，這個地區(qū)的生態(tài)恢復情況大大超過了人類所有生態(tài)建設所能達到的水平?！毖h(huán)原理

循環(huán)：促進系統(tǒng)的物質(zhì)遷移、轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)資源多層次、循環(huán)利用。減少整個環(huán)節(jié)的“廢物”產(chǎn)生。生態(tài)系統(tǒng)中的一些資源是有限的?！盁o廢棄物農(nóng)業(yè)”示意圖我國古人的生態(tài)智慧有人說，過度從土地索取導致土地退化，是有些古文明中斷的一個重要原因。我國幾千年的農(nóng)業(yè)發(fā)展沒有出現(xiàn)這一問題，這是中華文明數(shù)千年延續(xù)不斷的條件之一。你認同這一觀點嗎？請查找資料，對這一觀點作出評析。提示：歷史上美索不達米亞、小亞細亞等地居民毀林造田，使那里成為不毛之地。而中華文明在“天人合一”“道法自然”等生態(tài)智慧和“仁民愛物”“民胞物與”等生態(tài)倫理的指導下，生生不息、源遠流長。協(xié)調(diào)原理

協(xié)調(diào)：生物與環(huán)境、生物與生物的協(xié)調(diào)與適應。因地制宜。需要考慮環(huán)境容納量，避免利用過度引起系統(tǒng)生態(tài)失衡和破壞。防護林建設需要依據(jù)當?shù)丨h(huán)境選擇合適樹種從協(xié)調(diào)原理出發(fā)，想一想，在我國西北地區(qū)進行防護林建設，應選擇哪些樹種？如果在該地區(qū)發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè)，你認為應該注意什么問題？提示：我國西部地區(qū)缺雨干早，土壤較為貧瘠，應該選擇適合當?shù)刈匀画h(huán)境條件的樹種，如沙棘、山杏、刺槐、小葉錦雞兒等。在西北地區(qū)發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè)，應該注意牲畜數(shù)量不能超過草地的承載力。整體原理

整體：復雜系統(tǒng)建設需要整體觀。生態(tài)系統(tǒng)是一個有機的整體。通過改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu)，達到改善系統(tǒng)功能的目的。自然—經(jīng)濟—社會復合系統(tǒng)。協(xié)調(diào)當前與長遠、局部與整體、開發(fā)建設與環(huán)境保護之間的關系，保障生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定。思考討論：分析生態(tài)工程案例中的原理和應用嘗試畫出?；~塘中的食物鏈？答案：桑樹→蠶；甘蔗→人；甘蔗→豬→人；雖然用蠶沙喂魚，但池塘中還可能存在如下食物鏈：浮游植物→魚；浮游植物→浮游動物→魚。思考討論：分析生態(tài)工程案例中的原理和應用?；~塘應用了生態(tài)工程的哪些基本原理？自生：?；~塘中的生物組分通過合理布設，互利共存，實現(xiàn)了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)，形成了可以自我維持的有序的整體。循環(huán)：“陸基種桑、桑葉飼蠶、蠶沙喂魚、塘泥培?！边@樣的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式維持著高效的物質(zhì)循環(huán)。協(xié)調(diào)：所選擇的生物與生物、生物與環(huán)境達到了協(xié)調(diào)和平衡，例如，桑和甘蔗適應我國南方溫暖濕潤的氣候；四大家魚混養(yǎng)充分利用了群落的空間結(jié)構(gòu)：桑葉飼蠶，利用了種間關系，但養(yǎng)殖的蠶的數(shù)量沒有多到危及桑的存活；等等。整體：?；~塘在設計時，陸地與水面配比合理，各組分的搭配與比例適當，結(jié)構(gòu)有序，形成了一個不可分割的整體；?；~塘將原本割裂的生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化組合，能夠發(fā)展多種經(jīng)營，為農(nóng)民創(chuàng)造收入,是結(jié)構(gòu)優(yōu)化的“社會一經(jīng)濟一自然復合系統(tǒng)”。思考討論：分析生態(tài)工程案例中的原理和應用當桑葉價格高，賣桑葉比賣魚更合算時，當?shù)剞r(nóng)民會將蠶沙用作桑樹的肥料，而不是喂魚。由此可以看出，生態(tài)工程除了要考慮生態(tài)學、工程學原理，還需要關注什么？答案：還需要關注經(jīng)濟學原理，要達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。(1)若想提高生態(tài)系統(tǒng)的自生能力，一般要盡量提高生物多樣性程度()(2)只要布設好生態(tài)系統(tǒng)的生物成分，生態(tài)系統(tǒng)的自生功能就能得以維持()(3)進行生態(tài)工程建設時，僅需考慮自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律()(4)在建設生態(tài)農(nóng)業(yè)時，沼氣池建立是遵循循環(huán)原理()(5)整體原理，只考慮自然系統(tǒng)的規(guī)律，所有的人類活動必須完全以生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定為核心()××√×概念辨析√第4章第3節(jié)生態(tài)工程

生態(tài)工程的實例農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程問題：突出矛盾是人多地少。對策：建立農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程。青貯飼料濕地生態(tài)恢復工程問題：由于人們對濕地進行排水和圍墾，已經(jīng)破壞了地球上80%的濕地資源，從而導致局部氣候惡化，地下水位下降，生物多樣性降低、遷飛鳥類絕跡等。對策：采用工程學和生態(tài)學措施相結(jié)合的方法，使受到干擾的濕地得以恢復。在濕地周圍建立緩沖帶，以盡量減少人類的干擾，使?jié)竦匾揽孔匀谎萏娴葯C制恢復其生態(tài)功能。丹頂鶴棲息地礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復工程問題：礦藏開采后會造成山體、土壤和植被，及至整個地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的破壞；還可能產(chǎn)生嚴重的重金屬污染。對策：人工制造表土、多層覆蓋、特殊隔離、土壤侵蝕控制、植被恢復工程等。其中，關鍵在于植被恢復，以及植被恢復所必需的土壤微生物群落的重建。露天礦廠生態(tài)工程發(fā)展前景不足：缺乏定量化模型的指導，難以設計出標準化、易操作的生態(tài)工程樣板。有些設計缺乏高科技含量，生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控缺乏及時準確的檢測技術(shù)的支持，缺乏理論性指導。現(xiàn)狀：我國的生態(tài)危機，已經(jīng)不單純是環(huán)境污染問題，而是人口激增、環(huán)境與資源破壞、能源短缺等問題結(jié)合在一起的并發(fā)癥。將來：一定能“望得見山，看得見水，記得住鄉(xiāng)愁”。(1)生態(tài)工程是無污染、多效益的工程()(2)在應用植物修復技術(shù)治理重金屬污染的土壤時，需選擇符合要求的植物，這遵循整體的原理()(3)礦區(qū)廢棄地生態(tài)恢復工程的關鍵是優(yōu)先選擇農(nóng)作物以提高經(jīng)濟效益()(4)在進行生態(tài)工程建設時，應積極利用自然生態(tài)系統(tǒng)的自生能力，節(jié)省