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（2019）選擇性必修2

生態(tài)工程的基本原理1、導(dǎo)致筼筜港變成臭水湖的主要原因是什么？筼筜湖環(huán)境惡化可能給當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活帶來(lái)什么影響？2、從筼筜港到臭水湖反映出經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式存在什么問(wèn)題？【學(xué)習(xí)任務(wù)一】關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)1、導(dǎo)致筼筜港變成臭水湖的主要原因是什么？筼筜湖環(huán)境惡化可能給當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活帶來(lái)什么影響？原因：①大規(guī)模圍海造田，使筼筜港變成一個(gè)封閉的死湖；②未經(jīng)處理的生活、工業(yè)廢水直排入湖，導(dǎo)致水質(zhì)惡化，魚(yú)蝦死亡，湖水發(fā)臭。影響：①威脅四周居民的健康和生活；②影響當(dāng)?shù)氐拈_(kāi)發(fā)建設(shè)，阻礙經(jīng)濟(jì)發(fā)展。如何實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展？

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(méi)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)，嚴(yán)重影響人類的可持續(xù)發(fā)展。2、從筼筜港到臭水湖反映出經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式存在什么問(wèn)題？3、閱讀課本“關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)”的內(nèi)容，概述生態(tài)工程的概念（原理方法、過(guò)程、結(jié)果）、目的、特點(diǎn)。概念生態(tài)工程是指人類應(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)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。原理方法過(guò)程目的遵循生態(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。特點(diǎn)少消耗、多效益、可持續(xù)。結(jié)果

生態(tài)工程以生態(tài)系統(tǒng)的自組織和自我調(diào)節(jié)功能為基礎(chǔ)，遵循自生、協(xié)調(diào)、循環(huán)、整體等生態(tài)學(xué)基本原理?！俺鞘袝?huì)客廳”——筼筜湖生態(tài)工程所遵循的基本原理

一個(gè)系統(tǒng)在沒(méi)有外界信息指令的作用下，自發(fā)地由無(wú)序發(fā)展到有序，由低有序到高有序的發(fā)展過(guò)程，就是自組織。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。相關(guān)信息太陽(yáng)系八大行星示意圖

生態(tài)工程以生態(tài)系統(tǒng)的自組織和自我調(diào)節(jié)功能為基礎(chǔ)，遵循自生、協(xié)調(diào)、循環(huán)、整體等生態(tài)學(xué)基本原理。生態(tài)工程所遵循的基本原理由生物組分產(chǎn)生的自組織、自我優(yōu)化、自我調(diào)節(jié)、自我更新和維持。進(jìn)行新陳代謝、再生更新通過(guò)相互作用進(jìn)行自組織生物生物之間實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)，形成有序整體自我更新、維持自我調(diào)節(jié)自我優(yōu)化自生「資料1」筼筜湖1.6平方公里水域面積需承擔(dān)市區(qū)37平方公里流域的防洪排澇任務(wù)，雨季雨水的沖刷將沿湖污染物、泥沙帶入湖區(qū)。由于筼筜湖湖道狹長(zhǎng)，湖水流速慢，水體缺氧，水中污染物、泥沙容易沉降、堆積于湖底，增加底泥淤積量和污染程度。湖水氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽含量偏高，呈現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化，容易爆發(fā)赤潮。1、針對(duì)筼筜湖面臨的問(wèn)題，如何創(chuàng)造有益于生物生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖的條件？2、為了降低筼筜湖富營(yíng)養(yǎng)化程度，選擇種植的植物應(yīng)具備什么特點(diǎn)？3、如何證明所選擇的水生植物能夠降低湖水富營(yíng)養(yǎng)化并抑制赤潮微藻生長(zhǎng)？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，寫出實(shí)驗(yàn)思路，并預(yù)期結(jié)果。【學(xué)習(xí)任務(wù)二】【學(xué)習(xí)任務(wù)二】自生根據(jù)趙佳懿論文《廈門筼筜湖生態(tài)修復(fù)技術(shù)策略研究》整理1、針對(duì)筼筜湖面臨的問(wèn)題，如何創(chuàng)造有益于生物生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖的條件？

筼筜湖1.6平方公里水域面積需承擔(dān)市區(qū)37平方公里流域的防洪排澇任務(wù)，雨季雨水的沖刷將沿湖污染物、泥沙帶入湖區(qū)。由于筼筜湖湖道狹長(zhǎng)，湖水流速慢，水體缺氧，水中污染物、泥沙容易沉降、堆積于湖底，增加底泥淤積量和污染程度。湖水氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽含量偏高，呈現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化，容易爆發(fā)赤潮。

截污處理筼筜污水處理廠水體交換筼筜湖西堤納潮口清挖淤泥筼筜湖上的氣動(dòng)泵清淤船1、針對(duì)筼筜湖面臨的問(wèn)題，如何創(chuàng)造有益于生物生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖的條件？①加強(qiáng)湖區(qū)污水截流及處理；②引潮入湖，促進(jìn)水體交換，增加水體溶解氧；③清挖湖底淤泥，移除沉積物和有毒物質(zhì)等。3、如何證明所選擇的某種水生植物能夠降低湖水富營(yíng)養(yǎng)化并抑制赤潮微藻生長(zhǎng)？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，寫出實(shí)驗(yàn)思路。實(shí)驗(yàn)思路：取富營(yíng)養(yǎng)化的湖水過(guò)濾并保留赤潮微藻，均分為兩組，實(shí)驗(yàn)組放入適量的水生植物，對(duì)照組不放水生植物，在適宜條件下培養(yǎng)一段時(shí)間，定期測(cè)量水體中氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽濃度并計(jì)數(shù)赤潮微藻細(xì)胞密度。2、為了降低筼筜湖富營(yíng)養(yǎng)化程度，選擇種植的植物應(yīng)具備什么特點(diǎn)？所選植物要能夠凈化污染物，對(duì)氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽有較強(qiáng)的吸收能力?！纲Y料2」筼筜湖生態(tài)工程建設(shè)中，重點(diǎn)開(kāi)展湖區(qū)生態(tài)修復(fù)：紅樹(shù)林濕地建設(shè)——在湖區(qū)沿岸的灘涂上引種秋茄、白骨壤等紅樹(shù)林植物；生態(tài)浮床技術(shù)——在湖面上利用生態(tài)浮床技術(shù)種植鹽角草和海馬齒等耐鹽草本植物；大型海藻修復(fù)——在湖底培植細(xì)基江蘺、龍須菜等底棲大型海藻。三項(xiàng)生態(tài)修復(fù)技術(shù)是聯(lián)系的、統(tǒng)一的。依靠紅樹(shù)林初步凈化水質(zhì)并減少泥沙進(jìn)入湖區(qū)水體，然后依靠生態(tài)浮床促進(jìn)泥沙沉降，進(jìn)一步吸收氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽，同時(shí)給大型海藻提供一個(gè)減少泥沙附著的保障，有利于其生長(zhǎng)，進(jìn)而有利于依靠大型海藻減輕湖水富營(yíng)養(yǎng)化程度、抑制赤潮發(fā)生。經(jīng)過(guò)治理，筼筜湖區(qū)游泳生物由極度耐污的攀鱸魚(yú)1種，增加至63種以上，浮游動(dòng)物73種，底棲生物14種，累計(jì)發(fā)現(xiàn)鳥(niǎo)類95種，水環(huán)境生態(tài)改善成效顯著。4、分析湖區(qū)引進(jìn)的植物的生態(tài)位差異，這樣布設(shè)多種植物組分有什么優(yōu)點(diǎn)？對(duì)湖區(qū)動(dòng)物有什么影響？生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是否改變？【學(xué)習(xí)任務(wù)二】根據(jù)趙佳懿論文《廈門筼筜湖生態(tài)修復(fù)技術(shù)策略研究》整理4、分析湖區(qū)引進(jìn)的植物的生態(tài)位差異，這樣布設(shè)多種植物組分有什么優(yōu)點(diǎn)？對(duì)湖區(qū)動(dòng)物有什么影響？生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是否改變？這些植物所處的空間位置不同，對(duì)光照、水分等資源的需求不同，與其他物種的關(guān)系也不同。

筼筜湖生態(tài)工程建設(shè)中，重點(diǎn)開(kāi)展湖區(qū)生態(tài)修復(fù)：筼筜湖生態(tài)工程建設(shè)中，重點(diǎn)開(kāi)展湖區(qū)生態(tài)修復(fù)：紅樹(shù)林濕地建設(shè)——在湖區(qū)沿岸的灘涂上引種秋茄、白骨壤等紅樹(shù)林植物；生態(tài)浮床技術(shù)——在湖面上利用生態(tài)浮床技術(shù)種植鹽角草和海馬齒等耐鹽草本植物；大型海藻修復(fù)——在湖底培植細(xì)基江蘺、龍須菜等底棲大型海藻。生態(tài)位差異：筼筜湖湖面上的生態(tài)浮床這樣布設(shè)多種植物有利于充分利用環(huán)境資源，使這些植物形成互利共存的關(guān)系。

三項(xiàng)生態(tài)修復(fù)技術(shù)是聯(lián)系的、統(tǒng)一的。依靠紅樹(shù)林初步凈化水質(zhì)并減少泥沙進(jìn)入湖區(qū)水體，然后依靠生態(tài)浮床促進(jìn)泥沙沉降，進(jìn)一步吸收氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽，同時(shí)給大型海藻提供一個(gè)減少泥沙附著的保障，有利于其生長(zhǎng)，進(jìn)而有利于依靠大型海藻減輕湖水富營(yíng)養(yǎng)化程度、抑制赤潮發(fā)生。優(yōu)點(diǎn)：4、分析湖區(qū)引進(jìn)的植物的生態(tài)位差異，這樣布設(shè)多種植物組分有什么優(yōu)點(diǎn)？對(duì)湖區(qū)動(dòng)物有什么影響？生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是否改變？

經(jīng)過(guò)治理，筼筜湖區(qū)游泳生物由極度耐污的攀鱸魚(yú)1種，增加至63種以上，浮游動(dòng)物73種，底棲生物14種，累計(jì)發(fā)現(xiàn)鳥(niǎo)類95種，水環(huán)境生態(tài)改善成效顯著。生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的變化：

生物多樣性提高，食物網(wǎng)更復(fù)雜，自我調(diào)節(jié)能力更強(qiáng)，穩(wěn)定性更高。

多種植物組分為動(dòng)物創(chuàng)造多樣的棲息空間和食物條件，動(dòng)物種類和數(shù)量增加。對(duì)動(dòng)物的影響：4、分析湖區(qū)引進(jìn)的植物的生態(tài)位差異，這樣布設(shè)多種植物組分有什么優(yōu)點(diǎn)？對(duì)湖區(qū)動(dòng)物有什么影響？生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是否改變？5、閱讀課本“自生”內(nèi)容，結(jié)合筼筜湖生態(tài)恢復(fù)工程實(shí)例，歸納總結(jié)遵循自生原理的生態(tài)工程的實(shí)施要求。筼筜湖生態(tài)恢復(fù)工程生物群落非生物環(huán)境紅樹(shù)林濕地建設(shè)生態(tài)浮床技術(shù)大型海藻修復(fù)截污處理水體交換清挖淤泥①在生態(tài)系統(tǒng)中有效選擇生物組分并合理布設(shè)。一般而言，應(yīng)盡量提高生物多樣性程度。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。措施要求自生廈門翔安區(qū)沿海灘涂互花米草除治現(xiàn)場(chǎng)「資料3」2022年9月，福建省政府辦公廳印發(fā)《福建省互花米草除治攻堅(jiān)行動(dòng)方案》，力將動(dòng)員全省力量，清除互花米草?；セ撞菰a(chǎn)于北美東海岸，于1979年引入我國(guó)東南沿海種植，用于抵御臺(tái)風(fēng)、保灘護(hù)岸。然而，互花米草擴(kuò)張速度快，能夠迅速形成單一植被群落，侵占紅樹(shù)植物等本土植物的生存空間。地下根系盤根錯(cuò)節(jié)，土壤板結(jié)，不利于蟹類、貝類等棲息，候鳥(niǎo)也失去了立足之地與食物來(lái)源，潮間帶生物多樣性降低，形成“綠色沙漠”。1、閱讀課本“協(xié)調(diào)”內(nèi)容，結(jié)合以上資料分析在生態(tài)工程中引進(jìn)生物時(shí)要考慮什么問(wèn)題？并針對(duì)筼筜湖生態(tài)恢復(fù)工程提出合理建議?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)三】【學(xué)習(xí)任務(wù)三】協(xié)調(diào)“綠色沙漠”治理清除沿海灘涂上的互花米草“灰色長(zhǎng)城”西北干旱、半干旱地區(qū)的楊樹(shù)林

過(guò)度放牧過(guò)度放牧引起草場(chǎng)退化協(xié)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)的失衡和破壞1、閱讀課本“協(xié)調(diào)”內(nèi)容，結(jié)合以上資料分析在生態(tài)工程中引進(jìn)生物時(shí)要考慮什么問(wèn)題？并針對(duì)筼筜湖生態(tài)恢復(fù)工程提出合理建議。建議：引進(jìn)生物時(shí)盡量選擇本地物種，既能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和筼筜湖的水體環(huán)境、又能夠避免造成外來(lái)物種入侵，危害本地生物多樣性。①考慮生物與環(huán)境、生物與生物的協(xié)調(diào)與適應(yīng)。②處理好生物與環(huán)境、生物與生物的協(xié)調(diào)與平衡，需要考慮環(huán)境容納量。措施要求協(xié)調(diào)筼筜湖的紅樹(shù)林筼筜湖人造灘涂上種植紅樹(shù)林1、結(jié)合筼筜湖“清淤筑岸”的治理方針，談?wù)勅绾卫斫狻拔廴疚锸欠佩e(cuò)地方的資源”這句話？【學(xué)習(xí)任務(wù)四】“清淤筑岸”1、結(jié)合筼筜湖“清淤筑岸”的治理方針，談?wù)勅绾卫斫狻拔廴疚锸欠佩e(cuò)地方的資源”這句話？

將筼筜湖清挖出來(lái)的淤泥就地填造灘涂，并在淤泥回填區(qū)植樹(shù)造林，實(shí)現(xiàn)了淤泥從污染物到生態(tài)土壤的轉(zhuǎn)變。“污染物是放錯(cuò)地方的資源”說(shuō)的是對(duì)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。【學(xué)習(xí)任務(wù)四】循環(huán)在生態(tài)工程中促進(jìn)系統(tǒng)的物質(zhì)遷移與轉(zhuǎn)化，既保證各個(gè)環(huán)節(jié)的物質(zhì)遷移順暢，也保證主要物質(zhì)或元素的轉(zhuǎn)化效率高。通過(guò)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)“廢物”的產(chǎn)生。措施要求原料廢物原料廢物循環(huán)“無(wú)廢棄物農(nóng)業(yè)”物質(zhì)循環(huán)再生示意圖我國(guó)古代先民依靠“無(wú)廢棄物農(nóng)業(yè)”保證了土壤的肥力，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，因此，幾千年來(lái)，土地一直維持著生產(chǎn)能力?！盁o(wú)廢棄物農(nóng)業(yè)”2、應(yīng)用循環(huán)原理，在傳統(tǒng)“無(wú)廢棄物農(nóng)業(yè)”的基礎(chǔ)上，增設(shè)沼氣池、食用菌等對(duì)物質(zhì)能量進(jìn)行更充分的利用。利用箭頭文字將所給項(xiàng)目聯(lián)系起來(lái)，嘗試構(gòu)建“現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)”的物質(zhì)循環(huán)再生模型。

牲畜

人農(nóng)作物沼氣池食用菌【學(xué)習(xí)任務(wù)四】循環(huán)

牲畜

人農(nóng)作物沼氣池食用菌食品食品秸稈食品秸稈飼料沼氣糞便糞便沼液沼渣沼液沼渣2、應(yīng)用循環(huán)原理，在傳統(tǒng)“無(wú)廢棄物農(nóng)業(yè)”的基礎(chǔ)上，增設(shè)沼氣池、食用菌等對(duì)物質(zhì)能量進(jìn)行更充分的利用。利用箭頭文字將所給項(xiàng)目聯(lián)系起來(lái)，嘗試構(gòu)建“現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)”的物質(zhì)循環(huán)再生模型?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)四】循環(huán)尊重自然順應(yīng)自然保護(hù)自然人與自然和諧共生筼筜一隅—“向樹(shù)低頭”筼筜湖畔最大的一株自生喬木——樸樹(shù)「資料4」從1988年頒布的《筼筜湖管理辦法》，到2020年實(shí)施《廈門經(jīng)濟(jì)特區(qū)筼筜湖區(qū)保護(hù)辦法》，廈門市先后修訂頒布多部法規(guī)，為筼筜湖治理護(hù)航。從1984年至今開(kāi)展了五期綜合整治和正本清源項(xiàng)目，投入資金40多億元。在全國(guó)首創(chuàng)“市民湖長(zhǎng)”模式，充分調(diào)動(dòng)廣大市民參與湖區(qū)保護(hù)。筼筜湖的有效治理，顯著改善周圍的居住和營(yíng)商環(huán)境，2021年，筼筜湖周邊第三產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)營(yíng)收1597.6億元。筼筜湖片區(qū)逐漸發(fā)展成為廈門市標(biāo)志性的行政、金融、商貿(mào)、旅游、居住中心。1、除了自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律外，還有什么因素影響筼筜湖生態(tài)恢復(fù)工程建設(shè)？除了生態(tài)環(huán)境效益，筼筜湖生態(tài)恢復(fù)工程建設(shè)還產(chǎn)生了哪些效益？【學(xué)習(xí)任務(wù)五】根據(jù)廈門生態(tài)環(huán)境公眾號(hào)文章《守正創(chuàng)新筼筜蝶變》整理【學(xué)習(xí)任務(wù)五】整體1、除了自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律外，還有什么因素影響筼筜湖生態(tài)恢復(fù)工程建設(shè)？除了生態(tài)環(huán)境效益，筼筜湖生態(tài)恢復(fù)工程建設(shè)還產(chǎn)生了哪些效益？除自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律外，法律法規(guī)、資金投入、公眾參與等經(jīng)濟(jì)、社會(huì)因素也影響筼筜湖生態(tài)恢復(fù)工程建設(shè)。

從1988年頒布的《筼筜湖管理辦法》，到2020年實(shí)施《廈門經(jīng)濟(jì)特區(qū)筼筜湖區(qū)保護(hù)辦法》，廈門市先后修訂頒布多部法規(guī)，為筼筜湖治理護(hù)航。從1984年至今開(kāi)展了五期綜合整治和正本清源項(xiàng)目，投入資金40多億元。在全國(guó)首創(chuàng)“市民湖長(zhǎng)”模式，充分調(diào)動(dòng)廣大市民參與湖區(qū)保護(hù)。影響因素：筼筜湖的有效治理，顯著改善周圍的居住和營(yíng)商環(huán)境，2021年，筼筜湖周邊第三產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)營(yíng)收1597.6億元。筼筜湖片區(qū)逐漸發(fā)展成為廈門市標(biāo)志性的行政、金融、商貿(mào)、旅游、居住中心。在取得生態(tài)環(huán)境效益的同時(shí)也帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。效益：1、除了自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律外，還有什么因素影響筼筜湖生態(tài)恢復(fù)工程建設(shè)？除了生態(tài)環(huán)境效益，筼筜湖生態(tài)恢