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

第4章 第3节 生态工程 实施生态工程的背景 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 需要 需要 人口增长 人类活动 导致 全球生态环境危机 导致 实施生态工程的背景 一 关注生态工程建设 1.生态工程的定义 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。 ① 理论基础： 生态学和系统学等学科的基本原理和方法。 ② 操作过程： 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。 ③ 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。 2. 生态工程的目的 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。 3. 生态工程的特征 4. 生态工程所遵循的基本原理 活动一 根据教材P99-101内容，分析生态工程建设的实例，理解生态工程的基本原理。 资料①：位于海门区的青龙河蜿蜒数十里，是海门区重要入江支流。2019年9月，国家长江经济带生态环境警示片披露了青龙河三厂工业园区废水直排问题。“海门大力实施‘区域整治、水岸共治’。按照‘溯源控源、截污治污、清淤清乱、活水绿岸’的思路挂图作战。为评估青龙河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）和实验组（模型2：使用人工净水系统，增加人工湿地），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：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。（水藓植物大量繁殖说明水体富营养化） 空白对照组模型1 （自然水域，无人工净水系统） 实验组模型2 （使用人工净水系统，增加人工湿地） 问题1：请你推测，哪个模型的生态系统稳定性更高？ 模型2的生态系统稳定性更高 问题2：请利用生态学知识提出提高模型1稳定性的新措施。 增加水藓的天敌或者增加沉水植物和挺水植物的组合配植等 资料②：为探究青龙河水体生态系统的物种配置对净水效果及可持续性的影响，研究人员将模型1中菹草置换为荷花，建立模型3。菹草和苦草都是沉水植物，而荷花是挺水植物，它与苦草、水藓的生态位不同。实验结果如图所示： 问题3：分析实验数据，与单一的沉水植物配植相比，沉水植物和挺水植物的组合配植，哪个生态系统更稳定？ 资料②：为探究青龙河水体生态系统的物种配置对净水效果及可持续性的影响，研究人员将模型1中菹草置换为荷花，建立模型3。菹草和苦草都是沉水植物，而荷花是挺水植物，它与苦草、水藓的生态位不同。实验结果如图所示： 问题4：更换不同生态位的物种对该生态系统的群落结构有何影响？ 挺水植物会阻挡光线进入水下，在与沉水植物（如水藓）的竞争中处于优势，有助于优化群落的空间结构。 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 具体措施 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。 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。 资料③:其实，在青龙河治理过程中，也有一些失败的案例。例如，最初对气候因素考虑不周，种植地块选择有误，导致珙桐种植失败；对病虫害了解不足，河边公园大部分海棠与桧柏种植过近，导致苹果锈病在两者间越冬和繁殖；放养了牛蛙，牛蛙的捕食性很强，大量本地生物被其捕食。 问题5：在生态工程建设中，进行物种配置还需要注意哪些问题？ 在进行生态系统工程建设时，必须要考虑生物与环境、生物与生物的协调与平衡，才能实现可持续发展。 ① 含义： 生物与环境、生物与生物之间相互适应、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 平衡 处理好生物与环境、生物与生物的协调平衡，需要考虑环境容纳量。 协调 海棠与柏树种植患苹果锈病 珙桐喜凉爽湿润气候环境 大量捕食本地生物 资料④：海门，因江而生、因江而兴，肩负着守护长江生态屏障的重任。东布洲长滩公园、青龙港1806景区、謇公湖生态绿地等沿江生态绿廊“串珠成链”。绿色生态本底厚植绿色产业沃土，绿色产业的快速布局，