4.3 生态工程（第1课时）-【爱上生物课】2024-2025学年高二生物备课通关优质课件（人教版2019选择性必修2）

第3节生态工程 第四章人与环境 生态工程的基本原理 猪七爷素材淘宝店：https://shop149141837.taobao.com 问题探讨 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？ 可以缩短建设周期，在较短时间内获得生态效益。 保证工程建设的合理性和可实施性，也可以有效控制建设成本和后续维护成本，避免时间和资源的浪费，提高生态效益。 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？ 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。 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。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。 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 与 1协调发展 生态工程 导致 导致 需要 需要 环境 经济 1.生态工程提出的背景 ①毁林种地; ②围湖造田; ③大量使用化肥、农药等; ④工业的迅猛发展, 正在消耗大量的自然资源。 毁林种地 大量使用化肥 石油农业 一、关注生态工程建设 2.生态工程的概念 4.生态工程的优点 3.生态工程的目的 指人类应用_________________等学科的基本原理和方法，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___________和___________的和谐发展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 提高生态系统的生产力 修复、重建 改善生态环境 自然环境 人类社会 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。 生态工程是可持续发展的重要手段。 是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。 二、生态工程所遵循的基本原理 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，自发地由无序到有序，由低有序到高有序的发展过程，就是自组织。星球的诞生，自然生态系统的形成都是自组织的结果。 自组织 二、生态工程所遵循的基本原理 1.自生 （最核心的原理） 在生态系统中由生物组分而产生的自组织、 、自我调节、 。 （1）内容 自我优化 自我更新和维持 （2）理论基础 生态系统的自我调节能力。 能够进行新陈代谢、再生更新 生物之间通过各种相互作用(特别是种间关系)进行自组织 生物本身 生物之间 实现系统结构与功能协调，形成有序整体 自我维持 如何应用呢？ 二、生态工程所遵循的基本原理 （3）措施 实例：湿地修复 在湿地生态系统中，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，通过合理设计，使这些物种形成互利共存的关系。 ①在生态工程中有效选择生物组分并合理布设。 ②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。 二、生态工程所遵循的基本原理 2.循环 （1）内容 （2）理论基础 （3）实施措施 指在生态工程中 ，既保证 ，也保证 。 促进系统的物质迁移与转化 各个环节物质迁移顺畅 主要物质或元素的转化率高 物质储存空间的改变 物质存在形式的改变 生态系统的物质循环功能。 通过设计，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。 实现物质的多级循环利用，废物资源化，减少污染 （4）优点 二、生态工程所遵循的基本原理 （5）实例 我国古代“无废弃物农业” “无废弃物农业”物质循环再生示意图 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。 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。 二、生态工程所遵循的基本原理 3.协调 考虑 、 的协调与适应。 生物与环境 生物与生物 （1） 内容 （2）理论基础 （3）实施措施 ①考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应。 ②考虑环境容纳量。 适应，长期自然选择的结果。 橘生淮南则为橘， 生于淮北则为枳 二、生态工程所遵循的基本原理 思考：从协调原理出发，在我国西北地区进行防护林建设，应选择哪些树种？如果再该地区发展畜牧养殖业，应该注意什么？ 　 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养殖业，应该注意牲畜数量不能超过草地的承载力(环境容纳量)。 山杏 沙棘 沙枣 刺槐 二、生态工程所遵循的基本原理 4.整体 （1） 内容 （2）理论基础 （3）实施措施 系统建设以________为指导，不仅考虑______生态系统的规律，更要考虑_____和_____等系统的影响力。 整体观 自然 经济 社会 整体原理 社会-经济-自然是一个复合系统 生态系统是一 个有机的整体 系统的整体功能 大于 各成分功能之和 需要遵循 ①生态系统是一个有机的整体 各组分要有适当的比例，构成有序的结构 ②社会-经济-自然是一个复合系统 把生态与社会、经济结合起来 二、生态工程所遵循的基本原理 只有应用整体性原理,才能统一协调当前与长远、局部与整体、开发建设与环境保护之间的关系,保障生态系统的平衡和稳定。 生产成本 消费效益 经济系统 政策 管理 科学文化 社会系统 植物 微生物 动物 非生物因素 自然系统 （4）意义 及时训练 核心词 提高生物多样性，创造有益于生物形成互利共存关系的条件 物质循环，无废弃物 各组分之间要有适当的比例，自然(生态)、经济、社会结合 生物与生物之间、生物与环境之间协调，考虑环境容纳量 【检测】写出下列例子主要涉及到的生态工程原理 ①沼气池——遵循了_____原理 ②在人工林增加植被层次——遵循了_____原理 ③“落红不是无情物，化作春泥更护花”——体现了______原理 ④前面造林，后面砍树——违背了_____原理 ⑤草原确定载畜量，不能过度放牧——遵循______原理 ⑥湿地破坏——违背了______原理 ⑦减少污水排放，治理湖泊——遵循了______原理 ⑧引入物种时考虑是否适应环境——遵循______原理 ⑨引入水葫芦泛滥，导致多数生物死亡——违背了_____原理和_____原理 循环 自生 循环 整体 协调 自生 自生 协调 自生 协调 及时训练 16 理论基础 意义 实例 自生 、自我优化、 、自我更新 和维持 实现系统 的协调，形成有序的整体 循环 物质循环 通过系统设计实现循环，使前一环节 尽可能被后一环节利用，减少整个生产环节废物的产生 协调 生物与 、生物 与 的协调与适应 生物数量不超过 ，避免系统的失衡和破坏 西北地区不适于种植乔木类的杨树 整体 社会、 、 构成的复合系统 统一协调各种关系，保障生态系统的_________ 林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题 自组织 自我调节 结构和功能 产生的废物 环境承载力 平衡和稳定 生物 环境 经济 自然 湿地生态系统的修复 无废弃物农业 分析生态工程案例中的原理和应用 糖 蚕蛹 丝 蚕 桑叶 蚕排泄物 甘蔗 桑树 塘泥 糖渣 鱼塘 鱼塘 鱼塘 讨论1.尝试画出桑基鱼塘中的食物链 桑树→蚕 甘蔗→人 甘蔗→猪→人 浮游植物→鱼 浮游植物→浮游动物→鱼 蚕沙喂鱼 分析生态工程案例中的原理和应用 讨论2：桑基鱼塘应用了生态工程的哪些基本原理？ 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“桑和甘蔗适应我国南方温暖湿润气候” －－主要遵循了_____原理； ③“将陆地种植与鱼塘养殖结合起来，把原本割裂的生产系统通过优化组合，有机地整合在一起” “在设计桑基鱼塘时，要考虑合适的陆地与水面的配比” －－主要遵循了_____原理； ④“桑基鱼塘中的生物组分通过合理布设，互利共存，形成了可以自我维持的有序整体”－－主要遵循了_____原理。 循环 协调 整体 自生 分析生态工程案例中的原理和应用 讨论3：当桑叶价格高，卖桑叶比卖鱼更合算时，当地农民会将蚕沙用作桑树的肥料，而不是喂鱼。由此可以看出，生态工程建设除了要考虑生态学、工程学原理，还需要关注什么？ 还需关注经济学原理， 要达到经济效益和生态效益的同步发展 小结 目的 生态工程 原理 概念 优点 达到经济效益和生态效益的同步发展 生物多样性、创造利于生物的条件 废物利用，充分利用分解者 生物与环境的适应、考虑环境容纳量 少消耗、多效益、可持续！ 自生 循环 协调 整体 社会-经济-自然协调统一、优化结构改善系统功能(整体功能大于部分之和) 练习与应用 1. 生态工程遵循整体、协调、循环、自生等基本原理。判断下列相关表 述是否正确。 （1）依据生态工程的循环原理, 应该对垃圾进行焚烧处理。（ ） （2）园林既能改善生态环境,又能提高社会和经济效益,体现了生态工程的整体原理。（ ） × √ 2. 建设人工湿地可将污水、污泥有控制地投放到人工建造的湿地上，主要利用了土壤、人工介质、微生物的作用对污水和污泥进行处理。下列叙述，不合理的是（ ） A. 合理搭配植物以提高系统的生物多样性 B. 尽量使用本地物种以减少外来物种入侵 C. 为提高能量传递效率增大引入湿地的污水总量 D. 选择合适的人工介质以利于好养微生物的分解作用 一、概念检测 C THANK YOU 猪七爷素材淘宝店：https://shop149141837.taobao.com $$