4.3 生态工程（第一课时）-【高效课堂】2022-2023学年高二生物同步精讲课件（人教版2019选择性必修2）

第3节 生态工程 一、生态工程的基本原理 本节聚焦: 什么是生态工程？ 为什么要关注生态工程建设？ 生态工程建设主要遵循哪些基本原理？ 第4章 人与环境 第一个全面采用生态节能建筑技术的大型城市公园 中国第一座城市内跨高速公路的大型生态廊道 中国第一个全面采用雨水收集技术的大型城市公园 公园率先在中国城市公园中实现了污水零排放（包括厕所排污），污水经生态处理后循环回用 美国景观设计师协会奖荣誉设计奖 芝加哥绿色优秀设计奖 国家5A级旅游景区 奥林匹克森林公园 国际风景园林奖一等奖 亚太地区风景园林规划类的总统奖 建设中 建成后 短短几年，普通的村落和农田就脱胎换骨般地转变为令人赞叹的森林公园。它调节城市气候，丰富市民生活，也为众多动植物提供了生存的“家园”。这个例子是生态工程的生动缩影。 1. 生态工程提出的背景: 人口增长 人类活动 全球生态环境危机 人类可持续发展受到影响 解决环境与经济与协调发展 生态工程 导致 导致 需要 需要 一、关注生态工程建设 4 遵循生态学原理，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。 ①概念： 指的是人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，对人工生态系统进行分析、设计和调控，或对已被破坏的生态环境进行了修复、重建，从而提高生态系统的生产力或改善生态环境，促进人类社会和自然环境的和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程。 原理方法 手段 结果 ②目的： 2. 生态工程: ③特点： 少消耗、多效益、可持续 【资料1】 奥森水域面积小且封闭、易污染、缺少完整食物链，因此水体容易发生富营养化，产生水华。为评估奥森主湖水体生态系统的状况，提出水质净化的有效措施，研究人员借助Aquatox模型软件对公园水体生态系统进行了模拟研究。 设计思路:设置空白对照组（模型1：自然水域，无人工净水系统）和实验组（模型2：使用人工净水系统，进水口增加人工湿地），其他变量一致。模拟期限设定为5年（即5个植物生长期） 相关数据：实验中选择了3种代表植物，通过观察这些植物的生物量变化建立模拟曲线，实验结果如下图。（水藓植物大量繁殖说明水体富营养化） 二、生态工程所遵循的基本原理 空白对照组模型1 （自然水域，无人工净水系统） 实验组模型2 （使用人工净水系统，进水口增加人工湿地） 问题1：模型2在进水口增加了人工湿地，对入水进行一定的净化。请你推测，哪个模型的生态系统稳定性更高？ 模型2的生态系统稳定性更高。 问题2：请利用生态学知识提高模型1稳定性的新措施。 增加水体植物的天敌或者增加沉水植物和挺水植物的组合配植等 空白对照组模型1 （自然水域） (加入底栖动物田螺） 实验组模型2 （人工净水系统） 实验组模型3 问题3：模型3和模型2相比，哪种净水方式可持续更高？ 模型3 问题4：加入田螺后生态系统稳定性提高的原因？ 增加了“植物—田螺—鲤鱼”这一条食物链，加速了营养物质和能量从植物到鲤鱼的传递。 由于鲤鱼的食物来源增加，模型可承载的鲤鱼生物量增大； 水藓和浮游植物由于田螺的摄食，生物量维持在较低的水平。 由 而产生的 、 、 、自我更新和维持就是系统的自生。 生态系统的自我调节能力 ①有效选择并合理布设生物组分 ②创造利于生物的条件 这是系统或工程能否形成自组织能力的基础条件 适当提高生物多样性 二、生态工程所遵循的基本原理 1. 自生 （1）概念： （2）理论基础： （3）措施： 生物组分 自我优化 自我调节 自组织 【资料2】为探究奥森主湖水体生态系统的物种配置对净水效果及可持续性的影响，研究人员将模型1中菹草置换为荷花，建立模型4。菹草和苦草都是沉水植物，而荷花是挺水植物，它与苦草、水藓的生态位不同。实验结果如图所示： 问题5：分析实验数据，与单一的沉水植物配植相比，沉水植物和挺水植物的组合配植，哪个生态系统更稳定？ 问题6：更换不同生态位的物种对该生态系统的群落结构有何影响？ 挺水植物会阻挡光线进入水下，在与沉水植物的竞争中处于优势，有助于优化群落的空间结构。 【资料3】其实，在奥森建设过程中，也有一些失败的案例。 例如，建设之初，对气候因素考虑不周，种植地块选择有误，导致珙桐种植失败； 对病虫害了解不足，园区大部分海棠与桧柏种植过近，导致苹果锈病在两者间越冬和繁殖； 放养了牛蛙，牛蛙的捕食性很强，大量本地生物被其捕食。 问题7：在生态工程建设中，进行物种配置需要注意哪些问题？ 在进行生态系统工程建设时，必须要考虑生物与环境、生物与生物的协调与平衡，才能实现可持续发展。 考虑 、