4.3 生態(tài)工程（第一課時(shí)）課件高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修二

生

態(tài)

工

程第4章第3節(jié)

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(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)。問題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？可以縮短建設(shè)周期，在較短時(shí)間內(nèi)獲得生態(tài)效益。問題探討在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(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)。問題2：為什么要先做森林公園的整體設(shè)計(jì)再開工呢？問題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？

對(duì)森林公園先進(jìn)行整體設(shè)計(jì)、公園建設(shè)要充分利用原有的地貌和植被營(yíng)造近自然林系統(tǒng)都遵守了生態(tài)工程的基本原理。問題探討人口增長(zhǎng)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①毀林種地;②圍湖造田;③大量使用化肥、農(nóng)藥等;④工業(yè)的迅猛發(fā)展,正在消耗大量的自然資源。1生態(tài)工程提出的背景一、關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)以上這樣的生產(chǎn)方式，已經(jīng)嚴(yán)重影響了人類的可持續(xù)發(fā)展。為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，經(jīng)濟(jì)發(fā)展必須符合生態(tài)學(xué)規(guī)律，改變“人類能征服自然”的錯(cuò)誤觀念，旨在解決環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)問題的一門新學(xué)科——生態(tài)工程應(yīng)運(yùn)而生并迅速發(fā)展。我們不是繼承父輩的地球，而是借用了兒孫的地球。—布朗天地與我并生，而萬物與我為一。——莊子石油農(nóng)業(yè)閱讀課本p98—100，并思考完成以下問題：1.生態(tài)工程的概念、目的、優(yōu)點(diǎn)？2.生態(tài)工程的基本原理遵循生態(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。指的是人類應(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)行了修復(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)或綜合工藝過程。原理方法手段結(jié)果少消耗、多效益、可持續(xù)2概念：3目的：4特點(diǎn)：

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

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)的由無序到有序，由低有序到高有序的發(fā)展過程。1自生原理（1）概念：在生態(tài)系統(tǒng)中由_________而產(chǎn)生的自組織、自我優(yōu)化、自我調(diào)節(jié)、自我更新和維持。生物組分生物能夠進(jìn)行新陳代謝、再生更新生物之間通過各種相互作用(特別是種間關(guān)系)進(jìn)行自組織生物本身生物之間實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)，形成有序整體自我維持（2）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)。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：適當(dāng)提高生物多樣性*這是系統(tǒng)或工程能否形成自組織能力的基礎(chǔ)②要?jiǎng)?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。【資料1】其實(shí)，在奧森建設(shè)過程中，也有一些失敗的案例。例如，建設(shè)之初，對(duì)氣候因素考慮不周，種植地塊選擇有誤，導(dǎo)致珙桐種植失??；對(duì)病蟲害了解不足，園區(qū)大部分海棠與檜柏種植過近，導(dǎo)致蘋果銹病在兩者間越冬和繁殖；放養(yǎng)了牛蛙，牛蛙的捕食性很強(qiáng)，大量本地生物被其捕食。思考

：在生態(tài)工程建設(shè)中，進(jìn)行物種配置需要注意哪些問題？在進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)工程建設(shè)時(shí)，有效選擇生物組分并合理布設(shè)；要?jiǎng)?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。必須要考慮生物與環(huán)境、生物與生物的協(xié)調(diào)與平衡，才能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。(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)存在形式的改變無廢棄物農(nóng)業(yè)2循環(huán)原理思考：我國(guó)古代勞動(dòng)人民創(chuàng)造的“無廢棄物農(nóng)業(yè)”有什么優(yōu)勢(shì)？“無廢棄物農(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。（2）意義：前一環(huán)節(jié)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。旁欄思考題(P100)

有人說，過度從土地索取導(dǎo)致土地退化，是有些古文明中斷的一個(gè)重要原因，我國(guó)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(rèn)同這一觀點(diǎn)嗎？

認(rèn)同。

歷史上美索不達(dá)米亞、小亞細(xì)亞等地居民毀林造田，使那里成為了不毛之地，而中華文明在“天人合一”、“道法自然”等生態(tài)智慧的指導(dǎo)下，生生不息、源遠(yuǎn)流長(zhǎng)；

我國(guó)古代先民還依靠“無廢棄物農(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，土地一直維持著生產(chǎn)能力。3協(xié)調(diào)原理考慮

、

的協(xié)調(diào)與適應(yīng)。（1）概念：（2）措施：（3）實(shí)例：生物與環(huán)境生物與生物①生物與環(huán)境、生物與生物之間要協(xié)調(diào)與適應(yīng)②考慮環(huán)境容納量灰色長(zhǎng)城實(shí)例：灰色長(zhǎng)城【任務(wù)一】源于選擇性必修2P101“旁欄思考”：從協(xié)調(diào)原理出發(fā)，在我國(guó)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(guó)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)。4整體原理整體原理遵從自然生態(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)文化如前面造林，后面砍林的現(xiàn)象17理論基礎(chǔ)意義實(shí)例自生

、自我優(yōu)化、

、自我更新和維持實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)

的協(xié)調(diào)，形成有序的整體循環(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)

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)生協(xié)調(diào)生物與

、生物與

的協(xié)調(diào)與適應(yīng)生物數(shù)量不超過

，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)、

、

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_________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)系問題自組織自我調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生的廢物環(huán)境承載力平衡和穩(wěn)定生物環(huán)境經(jīng)濟(jì)自然濕地生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)無廢棄物農(nóng)業(yè)【任務(wù)二】：完成生態(tài)工程的原理表格【任務(wù)三】：分析生態(tài)工程案例中的原理和應(yīng)用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討論：1.畫出食物鏈桑樹→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?；~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。明清時(shí)期，我國(guó)南方長(zhǎng)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(下圖)。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(guó)南方溫暖濕潤(rùn)氣候”主要遵循了_____原理；③“在設(shè)計(jì)?；~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)整體自生討論：2.桑基魚塘應(yīng)用了生態(tài)工程的哪

些基本原理？討論：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【

學(xué)以致用

】D1.下列關(guān)于生態(tài)工程的敘述，錯(cuò)誤的是(

) A.生態(tài)工程研究的對(duì)象是社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng) B.“退耕還林”“退耕還草”屬于生態(tài)工程的內(nèi)容 C.生態(tài)工程應(yīng)遵循“整體、協(xié)調(diào)、循環(huán)、自生”的原則 D.實(shí)施生態(tài)工程的目的是環(huán)境保護(hù)

解析：生態(tài)工程建設(shè)的目的是遵循生態(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，即少消耗、多效益、可持續(xù)的工程體系，D錯(cuò)誤。2.寫出下列例子主要涉及的生態(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”——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，不能過度放牧——遵循了______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)巧判生態(tài)工程基本原理(1)強(qiáng)調(diào)物質(zhì)循環(huán)、廢物利用、減輕環(huán)境污染→循環(huán)原理。(2)體現(xiàn)物種多，營(yíng)養(yǎng)關(guān)系復(fù)雜→自生原理。(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→協(xié)調(diào)原理。(4)涉及自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)，指整個(gè)系統(tǒng)，如林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)→整體原理。3.(2024·山東日照期末)研究人員在某鹽堿地開挖魚塘，挖出的泥土在塘邊堆成臺(tái)田種植作物，魚塘中養(yǎng)殖鴨鵝、咸水魚并種藕，不僅實(shí)現(xiàn)了豐產(chǎn)增收，還使臺(tái)田鹽堿含量降低。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A.上述模式中的“上糧下藕”體現(xiàn)了群落的水平結(jié)構(gòu)B.上述模式的設(shè)計(jì)遵循了生態(tài)工程的協(xié)調(diào)和整體原理C.上述模式體現(xiàn)了生物多樣性的直接價(jià)值和間接價(jià)值D.與開發(fā)前相比，輸入該生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)和能量減少D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。（

）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.合理搭配植物以提高系統(tǒng)的生物多樣性B.盡量使用本地物種以減少外來物種入侵C.為提高能量傳遞效率增大引入濕地的污水總量D.選擇合適的人工介質(zhì)以利于好養(yǎng)微生物的分解作用×√C二、拓展應(yīng)用1953年朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)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(zhēng)浩劫,幾