4.3.1生态工程的基本原理课件-2023-2024学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2

人教版·选择性必修2 第一课时 生态工程的基本原理 第3节 生态工程 问题探讨： 奥林匹克森林公园俯瞰 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。 这个例子是生态工程的生动缩影。 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。 奥林匹克森林公园建设过程中的图片 一、关注生态工程建设 1. 生态工程提出的背景 人口增长 导致 人类活动 全球生态环境危机 导致 人类可持续发展受到影响 需要 解决环境与经济协调发展 需要 生态工程 ① 生态工程实施的原因： 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；严重影响人类的可持续发展。 指人类应用_______________________的基本原理和方法，对人工生态系统进行__________________，或对已被破坏的生态环境进行了_____________，从而_______________________或________________，促进人类____________________________的系统工程技术或综合工艺过程。 分析、设计和调控 生态学和系统学等学科 修复、重建 改善生态环境 提高生态系统的生产力 社会和自然环境的和谐发展 理论基础 操作过程（手段） 结果 一、关注生态工程建设 2. 生态工程的概念 5 3. 生态工程建设的目的 遵循生态学规律，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。 经济效益 生态效益 社会效益 4. 生态工程的优点 少消耗 多效益 可持续 5. 生态工程所遵循的基本原理 自生 循环 协调 整体 一、关注生态工程建设 生态工程以生态系统的_______、_________功能为基础，遵循______、_____、_____、_____等生态学基本原理。 自组织 自我调节 整体 循环 协调 自生 一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。例如：星球的诞生，自然生态系统的形成都是自组织的结果。 1.自生 ① 定义： 由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。 ② 原因： 生物能够进行新陈代谢、再生更新 生物本身 生物之间 生物之间通过各种相互作用（特别是种间关系）进行自组织 实现系统结构与功能协调，形成有序的整体 自我维持 二、生态工程所遵循的基本原理 （最核心的原理） 1.自生 ③ 遵循自生原理的措施 Ⅰ. 有效选择生物组分并合理布置，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。 湿地修复工程 选择污染物净化能力较强的多种水生植物。 考虑这些植物各自生态位差异，以及它们之间的种间关系，通过合理的人工设计，使这些物种形成互利共存的关系。 移除湖泊、河流中富营养化沉积物和有毒物质 降低 水体污染 增加水体溶氧量 改善水生生物生存环境 有利于生态系统的自生 Ⅱ. 创造有益于生物组分的生殖、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 ① 含义： 在生态工程中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效率高。 ② 遵循循环原理的措施： 通过系统设计实现不断循环，使前一个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”的产生。实现废弃物的资源化。 2. 循环 土壤 养分吸收 作物 沉降物 (雨、雪等) 饲料与垫料 牲畜 人类食品 作物残留 人粪尿 牲畜粪便 ③ 实例： 我国古代“无废弃物农业” 保证了土壤肥力。 改善了土壤结构，培育了土壤微生物 实现了土壤养分如氮、磷、钾及微量元素的循环利用。 “无废弃物农业”物质循环再生示意图 无废弃物农业优点 二、生态工程所遵循的基本原理 ① 含义： 生物与环境、生物与生物之间的协调与适应、平衡，协同进化。 ② 实施措施 适应 考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应 3. 协调 例如：我国西北一些地区年降水量小于450mm，只适宜种植灌木和草本植物，但曾被硬性规定种植乔木类杨树。 由于环境不利于杨树生长，这里的杨树长得十分矮