4.3生态工程课件2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修2

4.3 生态工程 第4章 人与环境 问题探讨 2 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。 奥林匹克森林公园俯瞰 3 一、关注生态工程建设 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 围湖造田 化肥农药 4 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。 二、生态工程所遵循的基本原理 毁林种地,围湖造田,大量使用化肥、农药等农业生产方式,以及工业的迅猛发展,正在消耗大量的自然资源。 原因 目的 优点 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。 消耗少、效益多、可持续。 5 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。 循环 整体 自生 协调 二、生态工程所遵循的基本原理 6 自生: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。 ①有效选择生物组分并合理布设(基础条件) 二、生态工程所遵循的基本原理 污染物净化能力较强的多种水生植物 生态位差异 种间关系 湿地生态修复 合理的人工设计 互利共存 生物组分 7 ②创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖,以及它们形成互利共存关系的条件 二、生态工程所遵循的基本原理 移除水体中富营养化沉积物和有毒物质,降低污染物,增加水质溶氧量 应用太阳能水生态修复系统,以太阳能为动力,驱动水质循环,改善水质 尽量提高生物多样性程度,利用种群之间互利共存关系,构建复合的群落,从而维持自生能力。 8 循环:促进系统的物质迁移与转化,既保证各个环节的物质迁移顺畅,也保证主要物质或元素的转化率高。 二、生态工程所遵循的基本原理 通过系统设计实现不断循环,使前一环节产生的废物尽可能地被后一环节利用,减少整个生产环节“废物”的生产,实现物质多级循环利用,废弃物资源化,减少污染。 “无废弃物农业”物质循环再生示意图 9 协调:在进行生态工程建设时,生物与环境、生物与生物的协调与适应也是需要考虑的问题。 过渡放牧的草地 二、生态工程所遵循的基本原理 从协调原理出发,想一想,在我国西北地区进行防护林建设,应选择哪些树种?如果在该地区发展畜牧养殖业,你认为应该注意什么问题? 种植乔木类的杨树“灰色长城” 我国西部地区缺雨干旱,土壤较为贫瘠,应该选择适合当地自然环境条件的树种,如沙棘、山杏、刺槐、小叶锦鸡儿等;在西北地区发展畜牧业,应注意考虑环境容纳量,牲畜数量不超过草地的承载力,避免过度放牧,并适当种植牧草。 10 整体:系统建设以整体观为指导,不仅考虑自然生态系统的规律,更要考虑经济和社会等系统的影响力。 绿色 的经济系统 宜居 的社会 系统 生态 的自然 系统 社会-经济-自然复合系统 生产成本 消费效益 植物 动物 微生物 非生物的因素 政策 管理 科学文化 二、生态工程所遵循的基本原理 11 二、生态工程所遵循的基本原理 理论基础 意义 实例 自生 自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持 实现系统结构和功能的协调,形成有序的整体 湿地生态工程建设有效选择生物组分、合理布设,并创造有利条件 循环 物质循环 通过系统设计实现循环,使前一环节产生的废物尽可能被后一环节利用,减少整个生产环节废物的产生 无废弃物农业 协调 生物与生物、生物与环境的协调与适应 生物数量不超过环境承载力,避免系统的失衡和破坏 西北地区的防护林建设出现的问题 整体 社会、经济、自然构成的复合系统 统一协调各种关系,保障生态系统的平衡和稳定 林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题 12 三、分析生态工程案例中的原理和应用 13 尝试画出桑基鱼塘中的食物链 桑基鱼塘模式 桑树 蚕 甘蔗 人 甘蔗 猪 人 浮游植物 鱼 浮游植物 浮游动物 鱼 三、分析生态工程案例中的原理和应用 14 桑基鱼塘应用了生态工程的哪些基本原理? 桑基鱼塘模式 ①陆基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙喂鱼、塘泥培桑主要遵循了_原理; ②所选择的生物与生物、生物与环境达到了协调和平衡,例如桑和甘蔗适应我国南方温暖湿润气候主要遵循了_原理; ③在设计桑基鱼塘时,要考虑合适的陆地与