4.3.(1)生態(tài)工程的基本原理課件高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修2

本節(jié)聚焦什么是生態(tài)工程？為什么要關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)？生態(tài)工程建設(shè)主要遵循哪些基本原理？第4章

人與環(huán)境第3節(jié)生態(tài)工程

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？

棄耕的農(nóng)田在自然狀態(tài)下演替為森林需要經(jīng)過(guò)數(shù)十年甚至更長(zhǎng)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。

在2008年北京奧運(yùn)會(huì)的籌辦過(guò)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(lái)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(yíng)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)。討論

問(wèn)題探討奧林匹克森林公園俯瞰

在2008年北京奧運(yùn)會(huì)的籌辦過(guò)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(lái)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(yíng)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)。討論

問(wèn)題探討

2．為什么要先做森林公園的整體設(shè)計(jì)再開工呢？

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)、經(jīng)濟(jì)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)可以保證工程建設(shè)的合理性與可實(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。奧林匹克森林公園俯瞰

在2008年北京奧運(yùn)會(huì)的籌辦過(guò)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(lái)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(yíng)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)。討論

問(wèn)題探討

3．公園建設(shè)為什么要充分利用原有的地貌和植被，營(yíng)造近自然林系統(tǒng)呢？

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。奧林匹克森林公園俯瞰

一、關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)

1．實(shí)施生態(tài)工程的背景人口增長(zhǎng)人類活動(dòng)全球生態(tài)環(huán)境危機(jī)導(dǎo)致解決環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展需要應(yīng)運(yùn)而生人類可持續(xù)發(fā)展受到影響導(dǎo)致生態(tài)工程

一、關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)

2．生態(tài)工程的概念

指人類應(yīng)用的＿＿＿＿和＿＿＿＿等學(xué)科基本原理和方法，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)行了修復(fù)、重建，從而提高生態(tài)系統(tǒng)的＿＿＿＿或改善＿＿＿＿＿，促進(jìn)人類社會(huì)和自然環(huán)境的和諧發(fā)展的系統(tǒng)工程技術(shù)或綜合工藝過(guò)程。

3．生態(tài)工程建設(shè)的目的

遵循生態(tài)學(xué)原理，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達(dá)到＿＿＿效益和＿＿＿效益的同步發(fā)展。

4．生態(tài)工程的優(yōu)點(diǎn)

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。生態(tài)學(xué)系統(tǒng)學(xué)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)力生態(tài)環(huán)境生態(tài)少消耗、多效益、可持續(xù)理論基礎(chǔ)（原理）、操作過(guò)程（手段）、目的

二、生態(tài)工程所遵循的基本原理

生態(tài)工程以生態(tài)系統(tǒng)的________、____________功能為基礎(chǔ),

遵循著_______、_______、_______、_______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

自組織：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(wú)序到有序，由低有序到高有序的發(fā)展過(guò)程。（星球的誕生、自然生態(tài)系統(tǒng)的形成都是自組織的結(jié)果。）

二、生態(tài)工程所遵循的基本原理

1．自生（最核心的原理）

（1）概念

由生物組分產(chǎn)生的＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿就是系統(tǒng)的自生。

（2）理論基礎(chǔ)

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

①生物能夠進(jìn)行新陳代謝、再生更新等；②生物之間通過(guò)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。自我更新和維持自我優(yōu)化自我調(diào)節(jié)自組織生態(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）

二、生態(tài)工程所遵循的基本原理

（3）實(shí)施措施

①有效選擇并合理布設(shè)生物組分

這是系統(tǒng)或工程能否形成自組織能力的基礎(chǔ)條件。

一般而言，應(yīng)盡量提高生物多樣性程度。實(shí)例：濕地修復(fù)

①選擇污染物凈化能力較強(qiáng)的多種水生植物；

②通過(guò)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。

二、生態(tài)工程所遵循的基本原理

（3）實(shí)施措施

②創(chuàng)造有益于生物組分的生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖，以及它們形成互利共存關(guān)系的條件。實(shí)例：濕地生態(tài)工程建設(shè)

移除湖泊、河流中富營(yíng)養(yǎng)化的沉積物和有毒物質(zhì)，降低水體污染物，增加水體溶氧量，改善水生生物的生存環(huán)境。以太陽(yáng)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)

二、生態(tài)工程所遵循的基本原理

2．循環(huán)

（1）概念

循環(huán)是指在生態(tài)工程中促進(jìn)系統(tǒng)的＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，既保證各環(huán)節(jié)＿＿＿＿＿順暢，也保證主要物質(zhì)或元素的＿＿＿高。

（2）理論基礎(chǔ)

生態(tài)系統(tǒng)的＿＿＿＿＿功能。

（3）實(shí)施措施

通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)不斷循環(huán)，使前一個(gè)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)“＿＿＿”的產(chǎn)生。物質(zhì)的遷移與轉(zhuǎn)化物質(zhì)循環(huán)物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化率廢物

二、生態(tài)工程所遵循的基本原理

2．循環(huán)

（3）實(shí)例

無(wú)廢棄物農(nóng)業(yè)人類食品作物殘留人尿糞人土壤養(yǎng)分吸收作物沉降物（雨、雪）牲畜牲畜糞便人類食品飼料與墊料“無(wú)廢棄物農(nóng)業(yè)”物質(zhì)循環(huán)再生示意圖

二、生態(tài)工程所遵循的基本原理

3．協(xié)調(diào)

（1）理論基礎(chǔ)

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的協(xié)調(diào)與平衡。

（2）實(shí)施措施

①考慮生物與環(huán)境、生物與生物的協(xié)調(diào)與適應(yīng)。生物與環(huán)境、生物與生物

實(shí)例：我國(guó)西北地區(qū)一些地區(qū)年降水量小于450mm，只適宜種植灌木和草本植物，但曾被硬性規(guī)定種植喬木類楊樹。

二、生態(tài)工程所遵循的基本原理

3．協(xié)調(diào)

（2）實(shí)施措施

②需要考慮環(huán)境容納量。

生物數(shù)量不能超過(guò)環(huán)境承載力的限度，否則會(huì)引起系統(tǒng)的失衡和破壞。

實(shí)例：

過(guò)度放牧，使草地退化、土地沙漠化。

二、生態(tài)工程所遵循的基本原理

4．整體

（1）理論基礎(chǔ)

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（2）實(shí)施措施

①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煌M分之間應(yīng)構(gòu)成有序的結(jié)構(gòu)，通過(guò)改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu)，達(dá)到改善系統(tǒng)功能的目的。

②進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時(shí)，不僅要考慮自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，更要考慮經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等系統(tǒng)的影響力。社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—自然復(fù)合系統(tǒng)

二、生態(tài)工程所遵循的基本原理

4．整體

（3）實(shí)例：林業(yè)建設(shè)

一方面要號(hào)召農(nóng)民種樹，另一方面一定要考慮貧困地區(qū)農(nóng)民的生活問(wèn)題。前人栽樹后人砍樹?；~塘

思考·討論分析生態(tài)工程所遵循的基本原理和應(yīng)用

思考·討論分析生態(tài)工程所遵循的基本原理和應(yīng)用

討論

1．嘗試畫出桑（蔗）基魚塘中的食物鏈。

桑樹→蠶；甘蔗→人；甘蔗→豬→人；浮游植物→魚；

浮游植物→浮游動(dòng)物→魚。桑（蔗）基魚塘模式

思考·討論分析生態(tài)工程所遵循的基本原理和應(yīng)用

2．?；~塘應(yīng)用了生態(tài)工程的哪些基本原理？

?；~塘中的生物組分通過(guò)合理布設(shè)，互利共存，實(shí)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

“陸基種桑、桑葉飼蠶、蠶沙喂魚、塘泥培?！薄陨h(huán)桑（蔗）基魚塘模式

思考·討論分析生態(tài)工程所遵循的基本原理和應(yīng)用

2．?；~塘應(yīng)用了生態(tài)工程的哪些基本原理？

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(guó)南方溫暖濕潤(rùn)氣候；四大家魚混養(yǎng)，充分利用了群落的空間結(jié)構(gòu)等

?；~塘在設(shè)計(jì)時(shí)，陸地與水面配比合理，各組分的搭配與比例適當(dāng)，結(jié)構(gòu)有序，形成了一個(gè)不可分割的整體——協(xié)調(diào)——整體桑（蔗）基魚塘模式

思考·討論分析生態(tài)工程所遵循的基本原理和應(yīng)用

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？

還需關(guān)注經(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。桑（蔗）基魚塘模式（1）強(qiáng)調(diào)物質(zhì)循環(huán)、廢物利用、減輕環(huán)境污染→＿＿＿原理。（2）體現(xiàn)物種多，營(yíng)養(yǎng)關(guān)系復(fù)雜；涉及結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)→

＿＿＿原理。（3）強(qiáng)調(diào)生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，涉及環(huán)境承載力→＿＿＿原理。（4）涉及自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)，如林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)→＿＿原理。

歸納提升生態(tài)工程基本原理的判斷方法循環(huán)協(xié)調(diào)整體自生即時(shí)鞏固

1．北京2022年冬奧會(huì)延慶賽區(qū)通過(guò)生態(tài)工程建設(shè)，利用表土進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，下列關(guān)于生態(tài)工程建設(shè)的敘述，正確的是（）

A．在進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際因地制宜

B．生態(tài)工程建設(shè)有統(tǒng)一的模板，可以直接照搬

C．與傳統(tǒng)工程相比，生態(tài)工程是一類無(wú)消耗、多效益、可持續(xù)的工程體系

D．生態(tài)工程建設(shè)的目的只在于恢復(fù)生態(tài)A即時(shí)鞏固2．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(wú)情物，化作春泥更護(hù)花”——體現(xiàn)了______原理④前面造林，后面砍樹——違背了______原理⑤草原確定載畜量，不能過(guò)度放牧——遵循______原理⑥濕地破壞——違背了______原理⑦減少污水排放，治理湖泊——遵循了______原理⑧引入物種時(shí)考慮是否適應(yīng)環(huán)境——遵循______原理⑨引入水葫蘆泛濫，導(dǎo)致多數(shù)生物死亡——違背了_____原理和_____原理循環(huán)自生循環(huán)整體協(xié)調(diào)自生自生協(xié)調(diào)自生協(xié)調(diào)

P103

練習(xí)與應(yīng)用

一、概念檢測(cè)

1．生態(tài)工程遵循整體、協(xié)調(diào)、循環(huán)、自生等基本原理。判斷下列相關(guān)表述是否正確。

（1）依據(jù)生態(tài)工程的循環(huán)原理，應(yīng)該對(duì)垃圾進(jìn)行焚燒處理。（）（2）園林既能改善生態(tài)環(huán)境，又能提高社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，體現(xiàn)了生態(tài)工程的整體原理。（）??

P103

練習(xí)與應(yīng)用

2．建設(shè)人工濕地可將污水、污泥有控制地投放到人工建造的濕地上，主要利用了土壤、人工介質(zhì)、微生物的作用對(duì)污水和污泥進(jìn)行處理。下列敘述，不合理的是（

）

A．