【課件】生態(tài)工程的基本原理（第一課時(shí)）課件高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修2

第3節(jié)生態(tài)工程(第一課時(shí))討論：1.農(nóng)田棄耕后,在自然狀態(tài)下也可以演替為森林,為什么還要人工造林呢？在2008年北京奧運(yùn)會(huì)的籌辦過程中，奧林匹克森林公園是一個(gè)重要建設(shè)項(xiàng)目。公園所在地原來主要是普通村落和農(nóng)田。2002年招標(biāo)設(shè)計(jì)，2005年開工建設(shè)，2008年建成。公園建設(shè)堅(jiān)持“綠色奧運(yùn)”的理念，充分利用了原有地貌和植被，采用了營造近自然林系統(tǒng)、廢物資源循環(huán)利用等多項(xiàng)生態(tài)技術(shù)。例如，公園的水系建設(shè)采用了雨水收集、污水利用、中水凈化、智能化灌溉和生態(tài)防滲等環(huán)保技術(shù)。棄耕的農(nóng)田在自然狀態(tài)下演替為森林需要經(jīng)過數(shù)十年甚至更長的時(shí)間，而利用生態(tài)工程原理進(jìn)行人工造林，可以縮短建設(shè)周期，在較短時(shí)間內(nèi)獲得生態(tài)效益。討論：2.為什么要先做森林公園的整體設(shè)計(jì)再開工呢？在2008年北京奧運(yùn)會(huì)的籌辦過程中，奧林匹克森林公園是一個(gè)重要建設(shè)項(xiàng)目。公園所在地原來主要是普通村落和農(nóng)田。2002年招標(biāo)設(shè)計(jì)，2005年開工建設(shè)，2008年建成。公園建設(shè)堅(jiān)持“綠色奧運(yùn)”的理念，充分利用了原有地貌和植被，采用了營造近自然林系統(tǒng)、廢物資源循環(huán)利用等多項(xiàng)生態(tài)技術(shù)。例如，公園的水系建設(shè)采用了雨水收集、污水利用、中水凈化、智能化灌溉和生態(tài)防滲等環(huán)保技術(shù)。建設(shè)北京奧林匹克森林公園是涉及生態(tài)學(xué)、工程學(xué)、系統(tǒng)學(xué)等多學(xué)科的原理和方法的系統(tǒng)工程，要綜合考慮諸多方面的因素，而且建設(shè)成本較高，在開工前做好整體設(shè)計(jì)可保證工程建設(shè)的合理性和可實(shí)施性，也可以有效控制建設(shè)成本和后續(xù)維護(hù)成本，避免不必要的浪費(fèi)，提高生態(tài)效益。討論：3.公園建設(shè)為什么要充分利用原有的地貌和植被，營造近自然林系統(tǒng)呢？在2008年北京奧運(yùn)會(huì)的籌辦過程中，奧林匹克森林公園是一個(gè)重要建設(shè)項(xiàng)目。公園所在地原來主要是普通村落和農(nóng)田。2002年招標(biāo)設(shè)計(jì)，2005年開工建設(shè)，2008年建成。公園建設(shè)堅(jiān)持“綠色奧運(yùn)”的理念，充分利用了原有地貌和植被，采用了營造近自然林系統(tǒng)、廢物資源循環(huán)利用等多項(xiàng)生態(tài)技術(shù)。例如，公園的水系建設(shè)采用了雨水收集、污水利用、中水凈化、智能化灌溉和生態(tài)防滲等環(huán)保技術(shù)。生態(tài)工程的建設(shè)要順應(yīng)自然，即合乎自然規(guī)律。自然的地貌和植被，是自然選擇、生物與環(huán)境相適應(yīng)的結(jié)果，充分利用原有的地貌和植被有利于該公園的可持續(xù)發(fā)展，并且會(huì)減少人力和物力的投入。實(shí)施生態(tài)工程的背景石油農(nóng)業(yè)人口增長人類活動(dòng)全球生態(tài)環(huán)境危機(jī)人類可持續(xù)發(fā)展受到影響解決環(huán)境與經(jīng)濟(jì)與協(xié)調(diào)發(fā)展生態(tài)工程導(dǎo)致導(dǎo)致需要需要（一）生態(tài)工程的概念：

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，對(duì)人工生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)和調(diào)控，或?qū)σ驯黄茐牡纳鷳B(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)、重建，從而提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力或改善生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)人類社會(huì)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。建設(shè)目的遵循生態(tài)學(xué)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。建設(shè)原因少消耗多效益可持續(xù)優(yōu)點(diǎn)毀林種地、圍湖造田、大量使用化肥、農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,正在消耗大量的自然資源。生態(tài)工程是可持續(xù)發(fā)展的重要手段1.下列不屬于生態(tài)工程建設(shè)目的的是(

)

A.對(duì)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.充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力,防止環(huán)境污染

C.單純追求糧食產(chǎn)量

D.達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展

生態(tài)工程以生態(tài)系統(tǒng)的_______、_________功能為基礎(chǔ)，遵循______、_____、_____、_____等生態(tài)學(xué)基本原理。自組織自我調(diào)節(jié)整體循環(huán)協(xié)調(diào)自生整體循環(huán)自生協(xié)調(diào)一個(gè)系統(tǒng)在沒有外界信息指令的作用下，自發(fā)地由無序發(fā)展到有序，由低有序到高有序的發(fā)展過程，就是自組織。自生（1）概念：在生態(tài)系統(tǒng)中由_________而產(chǎn)生的________、_________、_________、_________和____

___。生物組分自組織自我優(yōu)化自我調(diào)節(jié)自我更新維持（2）基礎(chǔ)：生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能（生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力）個(gè)體水平：系統(tǒng)水平：生物能夠進(jìn)行新陳代謝、再生更新等生物之間通過各種相互作用（特別是種間關(guān)系）進(jìn)行自組織，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)，形成有序的整體自生（3）遵循該原理的具體做法或要求：①有效選擇生物組分并合理布設(shè)。適當(dāng)提高生物多樣性a.選擇污染物凈化能力較強(qiáng)的多種水生植物b.通過合理的人工設(shè)計(jì)，使得這些物種形成互利共存的關(guān)系例如，在濕地修復(fù)過程中：自生（3）遵循該原理的具體做法或要求：①有效選擇生物組分并合理布設(shè)。②要?jiǎng)?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(guān)系的條件。如濕地生態(tài)工程中，移除水體中富營養(yǎng)化沉積物和有毒物質(zhì)、增加水體溶氧量以太陽能為動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)水質(zhì)循環(huán)，進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，改善水質(zhì)1、為什么提高生物多樣性程度，有助于生態(tài)系統(tǒng)維持自生能力？

提高生物多樣性程度，利用種群之間互利共存的關(guān)系，構(gòu)建復(fù)合群落，這樣即使某個(gè)種群消亡，其他種群也能彌補(bǔ)上來2、使物種之間形成互利共存的關(guān)系應(yīng)考慮哪些因素？

考慮生物之間生態(tài)位的差異，以及它們之間的種間關(guān)系自生循環(huán)（1）概念：指在生態(tài)工程中_________

_________，既保證_____

_____________，也保證______________

__________。促進(jìn)物質(zhì)的遷移與轉(zhuǎn)化各環(huán)節(jié)物質(zhì)遷移順暢主要物質(zhì)或元素的轉(zhuǎn)化率高物質(zhì)儲(chǔ)存空間的改變物質(zhì)存在形式的改變（2）基礎(chǔ)：生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)功能（3）措施：通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)不斷循環(huán)，使前一環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢物盡可能地被后一環(huán)節(jié)利用，減少整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)“廢物”的產(chǎn)生。（4）優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)物質(zhì)多級(jí)循環(huán)利用，廢棄物資源化，減少污染自生循環(huán)（5）實(shí)例：通過積極種植能夠固氮的豆科作物，收集一切可能的有機(jī)物質(zhì)，包括人畜糞便、枯枝落葉，殘羹剩飯、河泥、炕土、老墻土以及農(nóng)產(chǎn)品加工過程中的廢棄物等采用堆肥和漚肥等多種方式，把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)肥料，施用到農(nóng)田中，改善了土壤結(jié)構(gòu)；培育了土壤微生物；實(shí)現(xiàn)了土壤養(yǎng)分如氮、磷、鉀及微量元素的循環(huán)利用。自生循環(huán)自生循環(huán)協(xié)調(diào)指生物與環(huán)境、生物與生物的協(xié)調(diào)與適應(yīng)。（1）概念：【思考】在年降雨量小于450mm的西北部建防護(hù)林，能否栽種喬木楊樹？灰色長城（2）措施：②需要考慮環(huán)境容納量。①需要考慮生物與環(huán)境、生物與生物之間要協(xié)調(diào)與適應(yīng)過度放牧的草地1、從協(xié)調(diào)原理出發(fā)，想一想，在我國西北地區(qū)進(jìn)行防護(hù)林建設(shè)，應(yīng)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(rèn)為應(yīng)該注意什么問題？我國西部地區(qū)缺雨干旱，土壤較為貧瘠，應(yīng)該選擇適合當(dāng)?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(yīng)該注意牲畜數(shù)量不能超過草地的承載力(環(huán)境容納量)。自生循環(huán)協(xié)調(diào)自然生態(tài)系統(tǒng)是通過生物與環(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。（1）概念：整體遵從自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律,各組分之間要有適當(dāng)?shù)谋壤紤]經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的影響力“綠色”的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)“宜居”的社會(huì)系統(tǒng)“生態(tài)”的自然系統(tǒng)社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合系統(tǒng)生產(chǎn)成本消費(fèi)效益植物動(dòng)物微生物非生物的因素政策管理科學(xué)文化理論基礎(chǔ)意義實(shí)例自生自組織、自我優(yōu)化、自我調(diào)節(jié)、自我更新和維持實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的協(xié)調(diào)，形成有序的整體濕地生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)循環(huán)物質(zhì)循環(huán)通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)循環(huán)，使前一環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢物盡可能被后一環(huán)節(jié)利用，減少整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)廢物的產(chǎn)生無廢棄物農(nóng)業(yè)協(xié)調(diào)生物與生物、生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與適應(yīng)生物數(shù)量不超過環(huán)境承載力，避免系統(tǒng)的失衡和破壞西北地區(qū)不適于種植喬木類的楊樹整體社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然構(gòu)成的復(fù)合系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關(guān)系，保障生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定林業(yè)建設(shè)中自然系統(tǒng)與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的關(guān)系問題明清時(shí)期，我國南方長江三角洲、珠江三角洲低洼內(nèi)澇積水地或河網(wǎng)發(fā)達(dá)地區(qū)的先民們，就探索出一種?；~塘的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式:陸基種桑、桑葉飼蠶、蠶沙喂魚、塘泥培桑。這樣可以將陸地種植與魚塘養(yǎng)殖結(jié)合起來，把原本割裂的生產(chǎn)系統(tǒng)通過優(yōu)化組合，有機(jī)地整合在一起。根據(jù)同樣的原理，甘蔗種植也可以與養(yǎng)豬、養(yǎng)魚結(jié)合。桑葉魚塘甘蔗糖渣糖蠶蠶蛹絲桑樹塘泥塘泥蠶排泄物魚塘魚塘?；~塘模式:人工建立的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。做到蠶糞養(yǎng)魚,魚糞肥塘,塘泥肥田、肥桑,從而獲得稻、魚、蠶繭三豐收。1.嘗試桑基魚塘中的食物鏈桑樹→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(dòng)物→魚2.?；~塘應(yīng)用了生態(tài)工程的哪些基本原理？桑葉魚塘甘蔗糖渣糖蠶蠶蛹絲桑樹塘泥塘泥蠶排泄物魚塘魚塘①“陸基種桑、桑葉飼蠶、蠶沙喂魚、塘泥培?！敝饕裱薩____原理；②“所選擇的生物與生物、生物與環(huán)境達(dá)到了協(xié)調(diào)和平衡，例如桑和甘蔗適應(yīng)我國南方溫暖濕潤氣候”主要遵循了_____原理；③“在設(shè)計(jì)桑基魚塘?xí)r，要考慮合適的陸地與水面的配比”主要遵循了_____原理；④“四大家魚混養(yǎng)模式，通過合理布設(shè)，讓各種魚類都有生存的機(jī)會(huì)和空間”主要遵循了_____原理。循環(huán)協(xié)調(diào)整體自生桑葉魚塘甘蔗糖渣糖蠶蠶蛹絲桑樹塘泥塘泥蠶排泄物魚塘魚塘3.當(dāng)桑葉價(jià)格高，賣桑葉比賣魚更合算時(shí)，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民會(huì)將蠶沙用作桑樹的肥料，而不是喂魚。由此可以看出，生態(tài)工程建設(shè)除了要考慮生態(tài)學(xué)、工程學(xué)原理，還需要關(guān)注什么？經(jīng)濟(jì)學(xué)原理要達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展1.下列關(guān)于生態(tài)工程的敘述，不正確的是（）A.生態(tài)工程可對(duì)已被破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)、重建B.“退耕還林”“退耕還草”屬于生態(tài)工程建設(shè)的內(nèi)容C.生態(tài)工程應(yīng)遵循“整體、協(xié)調(diào)、循環(huán)、自生”的原理D.實(shí)施生態(tài)工程建設(shè)的目的就是保護(hù)環(huán)境2.我國南方桑基魚塘是將低洼稻田挖深做塘，塘內(nèi)養(yǎng)魚，塘基上種桑，用桑養(yǎng)蠶，蠶糞養(yǎng)魚，魚糞肥塘，塘泥肥田、肥桑，從而獲得稻、魚、蠶三豐收，大大提高了系統(tǒng)生產(chǎn)力。這種模式主要應(yīng)用了生態(tài)工程所遵循的哪個(gè)原理()A.整體原理B.循環(huán)原理C.自生原理D.協(xié)調(diào)原理DA3.寫出下列例子主要涉及到的生態(tài)工程原理①沼氣池——遵循了_____原理；②在人工林增加植被層次——遵循了_____原理；③“落紅不是無情物，化作春泥更護(hù)花