4.3 生态工程（第1课时）课件-2023-2024学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2

LOREM IPSUM DOLOR 第4章 人与环境 第3节 生态工程 一 生态工程的基本原理 五好导学 1 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 问题探讨 五好导学 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？ 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。 可以缩短建设周期，在较短时间内获得生态效益。 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。 讨论： 五好导学 这样的生产方式，已经严重影响了人类的可持续发展。为了实现可持续发展，经济发展必须符合生态学规律。 改变“人类能征服自然”的错误观念，旨在解决环境与经济发展协调问题的一门新学科——生态工程应运而生并迅速发展。 围湖造田 毁林种地 大量使用化肥 传统农业 观察： 一 关注生态工程建设 五好导学 生态工程： （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的修复、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。 （2）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。 （3）优点：少消耗、多效益、可持续。 五好导学 一方面是源于其中的“生物”，生物能够进行新陈代谢、再生更新等；另一方面是这些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的协调，形成有序的整体。 生态工程为什么具有独特的结构和功能？ 思考: 二 生态工程所遵循的基本原理 自生 1 五好导学 在生态系统中由生物组分而产生的自组织、 、自我调节、________________就是系统的自生。 （1）内容: 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，以及它们的种间关系。 （3）应用实例： （有效选择并合理布设生物组分，尽量提高生物多样性程度） （2）理论基础: 生态系统的自我调节能力。 自我优化 自我更新和维持 五好导学 （4）策略： 要维持系统的自生，就需要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。 例如，在湿地生态工程中，通过移除湖泊、河流中富营养化沉积物和有毒物质，降低水体污染物，增加水体溶氧量（下图），可以改善水生生物的生存环境，从而有利于生态系统的自生。 太阳能水生态修复系统 五好导学 循环 2 观看视频 五好导学 （1）内涵： 在生态工程中促进系统的________________，既保证各个环节物质迁移顺畅，也保证主要物质和元素的转化率较高。 （2）理论基础: 生态系统的物质循环功能。 （3）应用实例： 无废弃物农业。 （4）特点： 实现物质的多级循环利用，废物资源化，减少污染。 应用原则： 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。 物质迁移与转化 思考: 五好导学 协调 3 观看视频 五好导学 在进行生态工程建设时，需要考虑_____________、____________的协调与适应。 生物与环境 生物与生物 原因：环境不利于杨树的生长。 原因：超出环境容纳量。 ① 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”。 ② 过度放牧的草地导致土壤沙化，水土流失。 可避免系统的失衡和破坏。 （1）内涵： （2）实例： （3）意义： 思考: 五好导学 整体原理 遵从自然生态系统的规律 考虑经济和社会等的影响力 经济系统 生产成本 消费效益 社会系统 政策 管理 科学文化 自然系统 植物 动物 微生物 非生物的因素 社会—经济—自然复合系统 整体 4 五好导学 人类处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统中。进行生态工程建设时，不仅要考虑 的规律，更要考虑 等系统的影响力。 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。