4.3 生态工程课件-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修2

4.3 生态工程 学习目标 1.简述生态工程的概念，关注生态工程建设。 2.科学思维：尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。 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。 讨论: 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？ 2.为什么要先做森林公园的整体设计再开工呢？ 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？ 奥林匹克森林公园俯瞰 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？ 2.为什么要先做森林公园的整体设计再开工呢？ 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？ 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 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。 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 1.概念：生态工程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。 2.原因：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。 一、关注生态工程建设 3.目的：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。 4.特点：少消耗、多效益、可持续。 一、关注生态工程建设 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。 生态工程是人类学习自然生态系统“智慧”的结晶，是生态学、工程学、系统学、经济学等学科交叉而产生的的应用学科。 二、生态工程所遵循的基本原理 1.自生 ① 理论基础：生态系统的自我调节能力 ② 内容：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。 ③ 案例：在湿地修复过程中，选择净化能力较强的多种水生植物，还要考虑各自的生态位差异，及他们的种间关系。 在湿地生态工程中，通过移除富营养化沉积物和有毒物质，降低水体污染物，增加水体溶氧量 二、生态工程所遵循的基本原理 太阳能水生态修复系统 2.循环 ① 理论基础：生态系统的物质循环功能 ② 内容：促进物质的迁移与转化，保证各环节物质迁移顺畅，保证主要物质和元素的转化率高。 ③ 案例：无废弃农业 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。 二、生态工程所遵循的基本原理 无废弃农业 3.协调 ①理论基础：生物与环境相适应 ②内容：生物要适应环境 考虑环境容纳量 ③案例：因地制宜种植绿化；避免过度放牧。 在年降雨量小于450mm的西北部建防护林，成了残败的“灰色长城” 二、生态工程所遵循的基本原理 “灰色”长城 4.整体 ① 理论基础：遵从自然生态系统的规律,各组分之间要有适当的比例，不同组分之间应构成有序的结构，通过改变和优化结构,达到改善系统功能的目的； ② 内容：进行生态工程建设时，不仅要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。 ③案例：进行林业工程建设时，一方面号召农民种树，另一方面考虑农民的生活问题。 二、生态工程所遵循的基本原理 1. 蚕粪、蔗叶进入鱼塘，经分解者作用后被植物利用。 循环原理 2.池塘养鱼要考虑不同鱼种的关系和鱼的数量。 协调原理 3.桑基鱼塘在设计时要考虑栽种作物与养殖动物的比例。 整体原理 4.桑基鱼塘中的生物组分通过合理布设，互利共存，实现了系统结构与功能的协调。 自生原理 桑树→蚕； 甘蓝→人； 甘蔗→猪→人； 浮游植物→鱼；浮游植物一浮游动物→鱼。 思考讨论 分析桑基鱼塘生态工程所遵循的基本原理 (1)进行生态工程建设时，