4.3 生态工程（第1课时）-【聚焦教学】2022-2023学年高二生物无忧学习课件（人教版2019选择性必修2）

选生态工程的实例和发展前景 4.3生态工程（第1课时） ━生态工程的基本原理 兹 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？ 问题探讨 在2008年北京奥运会的筹办过程中，奥林匹克 森林公园是一个重要建设项目公园所在地原来 主要是普通村落和农田。2002年招标设计， 2005年开工建设，2008年建成。公园建设坚持 “绿色奥运”的理念，充分利用了原有地貌和植被 采用了营造近自然林系统、废物资源循环利用 等多项生态技术。例如，公园的水系建设采用 了雨水收集、污水利用、中水净化、智能化灌 溉和生态防渗等环保技术。 1.农田弃耕后，在自然状态下也可以演替为森林，为什么还要 人工造林呢？ 弃耕的农田在自然状态下演替为森林需要经过数十年甚至更长的 时间，而利用生态工程原理进行人工造林，可以缩短建设周期， 在较短时间内获得生态效益。 问题探讨 2.为什么要先做森林公园的整体设计再开工呢？ 建设北京奥林匹克森林公园是涉及生态学、工程学、系统学 经济学等多学科的原理和方法的系统工程，要综合考虑诸多方 面的因素，而且建设成本较高，在开工前做好整体设计可以保 证工程建设的合理性与可实施性，也可以有效控制建设成本和 后续维护成本，避免不必要的浪费，提高生态效益。 3公园建设为什么要充分利用原有的地貌和植被，营造近自然林系统呢？ 生态工程的建设要顺应自然，即合乎自然规律。自然的地貌和植 被，是自然选择生物与环境相适应的结果，充分利用原有的地貌 和植被有利于该公园的可持续发展，并且会减少人力和物力的投 入。 这一 关注生态工程建设 1生态工程提出的背景： 人类可持续发展 人口增长 导致 受到影响 需要 导致 全球生态 解决环境与经济 环境危机 人类活动 与协调发展 需要 施化肥乡.我受不7！ 生态工程 地 石油农业 这一 关注生态工程建设 2.生态工程的概念： 生态工程是可持续发展的重要手段。 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，促进人类社会与自然环境和 谐发展的系统工程技术或综合工艺过程。 建设原因 建设目的 优点 毁林种地、围湖造 遵循生态学规律，充分发 少消耗 田、大量使用化肥、 挥资源的生产潜力，防止 农药等农业生产方 多效益 式，正在消耗大量 环境污染，达到经济效益 的自然资源。 和生态效益的同步发展。 可持续 生态工程的基本原理 3.生态工程的含义 理论基础： 生态学和系统学等学科。 操 作： 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修复、重建。 结 果： 提高生态系统的生产力或改善生态环境，促 进人类社会与自然环境的和谐发展。 必–生态工程的基本原理 【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） 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：本研究中，以高等植物每年的长势作为判断生态系统稳 定性高低和人工净水措施可持续性的指标。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。 这一 生态工程的基本原理 个系统在没有外界信息指令的作用 下，自发地由无序发展到有序，由低 有序到高有序的发展过程，就是自组 织。 生态工程以生态系统的自组织、 自我调节功能为基础，遵循 整体、协调 循环、自生等生态学基本原理。 协调 自生 循环 整体 一 生态工程的基本原理 1.自生原理 (1)概念：在生态系统中由生物组分而产生的 自组织 自我优化、 自我调节、 自我更新和维持 (2)基础：生态系统的结构和功能（生态系统的自我调节能力） 个体水平：生物能够进行新陈代谢、再生更新等 生物之间通过各种相互作用（特别是种间关系） 系统水平： 进行自组织，实现系统结构与功能的协调，形成 有序的整体