4.3生态工程课件-2024-2025学年高二上学期生物人教版选择性必修2

第4章　人与环境 第3节 生态工程 1 简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。 2 举例说出生态工程的实例，说出这些实例所运用的主要生态工程原理。 3 评析生态工程发展前景，说出生态工程的局限性，举例说出我国生态工程的特点。 治理前 治理后 滇池复生——滇池东岸生态修复项目 长期开采和爆破造成水源涵养和水土保持功能急剧降低。 优化调整修复区域国土空间规划，把千疮百孔的矿区修复为生态良好的区域，片区生态、经济、社会效益得到全面提升。 记者了解到，滇池东岸位于金沙江流域。2007年前，滇池东岸经开区范围内共有采石场90余家，砖瓦厂20余家，矿区总面积10.53平方公里，由于长期开采和爆破，矿区内形成的不稳定边坡、潜在的滑坡和泥石流等地质灾害点达300余处，严重威胁矿区周边人民群众的生命财产安全。同时，矿山过度开采还造成大量水土流失、扬尘污染及地下含水层结构破坏，对辖区内果林水库、马料河等入滇河道水质造成影响，进而影响滇池水质。 生态修复实现了4大综合效益：生态效益。项目体现了生态优先、绿色发展理念。滇池东岸关停矿区位于滇池流域核心区，马料河源头起源于矿区范围内，项目实施完成后，马料河水质得到明显改善，对滇池保护起到了重要作用；同时，关停矿区位于昆明新机场航线、嵩昆高速、沪昆铁路可视范围内，项目实施进一步提升"美丽春城"的良好形象。 民生效益。项目恢复林地及城市绿地9200多亩，其中二号地块建成约700亩的城市公园绿地，为周边社区居民提供更多的休闲场所。同时，项目的实施也进一步改善了整个片区道路基础设施，提升周边社区群众的生活质量和品质，关停矿区周边清水社区、黄土坡社区道路基础设施得到明显改善，村民及集体收入大幅提高，实现了很好的民生效益。 经济效益。项目交通基础设施得到改善，关停矿区区位优势进一步凸显，通过生态植被修复及景观再造，完善城市基础设施，项目范围及周边逐步实现"宜居"等发展条件，吸引了碧桂园、保利、金科等一批国内知名房地产企业入驻该片区开发建设，也为园区发展提供后备土地资源。截至目前，项目范围内已出让土地3400亩，实现土地出让收入13.9亿，预计今年年底可实现土地出让20亿元，全部土地出让完成后，可实现整个项目成本全覆盖。预计该片区未来将新增常住人口10万人以上，新增经济规模2000亿元。通过土地出让，财政资金压力得到缓解，项目资金实现全覆盖，也带动周边土地顺利成交并出现大幅溢价的情况。 社会效益。根据昆明市城市规划，项目区范围属于重点改善区和重点生态恢复区，关停矿区担负着经济发展和生态恢复的双重压力，通过对关停矿区的综合治理示范，带动周边地区逐步扩散，具有典型的示范意义。通过盘活低效存量土地，促进了空闲废弃土地的二次利用，增加了建设用地的面积，并结合城市及产业发展规划，减少了建设项目对耕地资源占用，保护了坝区耕地。通过示范，带动了滇池周边其它关停矿山的矿山生态修复治理，从而逐步恢复滇池山清水秀的原貌。 3 思 1.什么是生态工程？ 2.生态工程的四个基本原理是什么？ 3.分析四个原理的侧重点 4.分析我国的生态工程案例，简述所应用的生态学原理 5.生态工程的意义有哪些？ 议 1.分析生态工程“桑基鱼塘”案例中的原理和应用 2.尝试画出桑基鱼塘中的食物链 3.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？ 4.农村综合发展型生态工程主要运用了哪些基本原理？ 5.我国生态工程存在的问题及改正的对策有哪些？ 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 根据桑基鱼塘农业生产模式回答下列问题： 分析生态工程案例中的原理和应用 展 四个生态工程原理的侧重点 如果强调有效选择生物组分并合理布设,则为自生原理。 如果强调充分利用废弃物,则为循环原理。 如果强调生物与环境、生物与生物的协调与适应,则为协调原理。 如果强调生态与社会、经济相结合,则为整体原理。 分析生态工程案例中的原理和应用 2.桑基鱼塘应用了生态工程的哪些基本原理？ 桑基鱼塘中生物组分通过合理布设，互利共存，实现了系统结构与功能协调，形成了可以自我维持的有序整体。 自生 “陆基种桑，桑叶饲蚕，蚕沙喂鱼，塘泥培桑”这样的农业生产模式维持着高效的物质循环利用。 循环 分析生态工程案例中的原理和应用 2.桑基鱼塘应用了生态工程的哪些基本原理？ 所选择的生物与生物，生物与环境达到了协调和平衡。 协调 桑和甘蔗适应南方温暖湿润的气候，四大家鱼混养充分利用了群落的空间结构； 桑叶饲蚕，利用了种间关系，但养殖的蚕的数量没有多到危机桑的存活。 分析生态工程案例中的原理和应用 2.桑基鱼塘应用了生态工程的哪些基本原理？ 桑基鱼塘在设计，陆地与水面配比合理，各组分的搭配与比例适当，结构有序，形成了一个不可分割的整体。 整体 桑基鱼塘将原本割裂的生产系统优化组合，能够发展多种经营，为农民创造收入，是机构优化的“社会-经济-自然复合系统”。 分析生态工程案例中的原理和应用 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做桑树肥料，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？ 还需要关注经济学原理，要达到经济效益和生态效益的同步发展。 1.在这一案例中，主要运用了生态工程的哪些基本原理？ 整体 协调 循环 自生 分析某村综合发展型生态工程 2.这一生态系统的结构和功能有哪些特点？ 生态系统中的各组分搭配合理，紧密 联系形成一个有序的整体，实现了物质多级循环利用、能量充分利用， 减少了废弃物排放与环境污染。 3.这一生态工程有哪些值得借鉴的做法？ 达到了物质循环利用的良性循环。 缓解了农村“三料”(饲料、燃料、肥料)的缺乏问题，提高了土地的产出水平。 创造了多种劳动力就业机会，增加了农民收入。 开发了可以更新的资源，减少了环境污染。 分析某村综合发展型生态工程 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 解决环境与经济与协调发展 生态工程 导致 导致 需要 需要 1.1 关注生态工程建设 背景 评 1.2 生态工程所遵循的基本原理 基本原理 循环 整体 自生 协调 评 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。 生态系统的自我调节能力 生物能够进行新陈代谢、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 1.2.1 生态工程所遵循的基本原理---自生 概念 基础原理 原因 评 16 有效选择生物组分并合理布设。 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。 措施 1.2.1 生态工程所遵循的基本原理---自生 评 湿地修复过程 实例 指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物质迁移顺畅，也保证主要物质或元素的转化率高。 生态系统的物质循环功能 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。 1.2.2 生态工程所遵循的基本原理---循环 概念 理论基础 优点 评 无废弃物农业 实例 生物与环境、生物与生物的协调与平衡，需要考虑环境容纳量 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？如果在该地区发展畜牧养殖业，应该注意什么？ 我国西北部地区缺雨干旱，土壤贫瘠，应该选择适合当地自然环境的树种，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，应该注意牲畜的数量不能超过草地的承载力。 1.2.3 生态工程所遵循的基本原理---协调 内涵 实例 评 19 每个生态工程都是具有多组分、复杂结构及综合功能的系统，复杂系统建设必须以整体观为指导。 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 1.2.4 生态工程所遵循的基本原理---整体 概念 理论基础 评 2.1生态工程的实例 生态工程建设的宗旨: 因地制宜 生态工程的实例 农村综合发展型生态工程 湿地生态恢复工程 矿区废弃地的生态恢复工程 评 2.1.1 农村综合发展型生态工程 问题: 建立农村综合发展型生态工程 人多地少，资源有限 对策: 实例: 北京郊区的某村以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程。 评 生态学原理: 自生原理、循环原理、协调原理、整体原理 22 2.1.2 湿地生态恢复工程 湿地的作用： 问题： 具有蓄洪防旱，调节区域气候，控制土壤侵蚀，自然净化污水，为迁飞的鸟类和其他多种动植物提供栖息地，以及为人们提供休闲娱乐的环境等。 湿地的缩小和环境污染以及生物资源的过度利用 评 有效选择畜、鱼等多种生物组成并合理布设 ——自生原理 作物→粮食、秸秆→人、畜食用→粪便残渣→沼气池→农田→作物。——循环原理 利用自然生态系统中的成分，增加了就业和经济收入，解决了社会问题。——整体原理 ②在湿地周围建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰，使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能 自生 2.1.2 湿地生态恢复工程 对策： ①采用工程学和生态学措施相结合的方法，使受到干扰的湿地得以恢复 如废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程，以及植物物种的引进种植等，使受到干扰的湿地得以恢复。 协调 循环 点源污染是指能够找到具体污染来源的污染，如下水道、工厂排污口等。 非点源污染是指不能准确确定污染发源地的污染，如农田施用农药、化肥对地表和地下水造成的污染。 评 有效选择畜、鱼等多种生物组成并合理布设 ——自生原理 作物→粮食、秸秆→人、畜食用→粪便残渣→沼气池→农田→作物。——循环原理 利用自然生态系统中的成分，增加了就业和经济收入，解决了社会问题。——整体原理 实例： 厦门筼(yún)筜(dāng)湖生态恢复工程 污水排放 水质恶化 鱼虾绝迹 散发臭味 减少重金属有毒物排放 清挖淤泥、沿湖修建 整治沿湖及周边企业 引潮入湖、西水东调 增加氧容量增强自净力 改善水质、美化景区 2.1.2 湿地生态恢复工程 厦门筼筜湖 评 有效选择畜、鱼等多种生物组成并合理布设 ——自生原理 作物→粮食、秸秆→人、畜食用→粪便残渣→沼气池→农田→作物。——循环原理 利用自然生态系统中的成分，增加了就业和经济收入，解决了社会问题。——整体原理 2.1.3 矿区废弃地的生态恢复工程 问题： ①山体、土壤和植被乃至整个地区生态系统被破坏 ②极端恶劣的土地条件，会阻碍植被的生长 ③规模巨大的采矿业，对土地景观造成巨大的影响，产生严重的重金属污染 评 2.1.3 矿区废弃地的生态恢复工程 对策： ①措施：人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程。其中，关键在于植被恢复，以及植被恢复所必需的土壤生物群落的重建。 矿区废弃地 植树、种草 社会、市场 畜牧养殖 牧草加工业 施 肥 工程机械措施 制造表土、压实 环境 投入 就业投入 肉蛋奶 ②具体方法：首先通过机械方法平整压实土地，人工制作表土；然后在人造表土上，植树种草(根据环境引入当地土著物种)。 自生、协调、整体 评 赤峰市元宝山矿区生态恢复工程、萍乡市下埠镇南竹坡自然村 2.1.3 矿区废弃地的生态恢复工程 实例： 评 1.我国生态工程存在的问题 （1）缺乏定量化模型的指导，难以像“精确农业”那样设计出标准化、易操作的生态工程样板。 （2）有些设计缺乏高科技含量。 （3）生态系统的调控尚缺乏及时准确的监测技术的支持。 （4）缺乏理论指导。 2.我国目前面临的生态危机及对策 （1）危机: 人口激增、环境与资源破坏、能源短缺等问题。 （2）对策: 发挥生态工程建设的作用，重视对生态环境的保护，更要注重与经济、社会效益的结合。 2.2 生态工程的发展前景 评 3.对生态工程治理应持有的态度 在肯定生态工程的作用，特别是看到它在恢复、重建受损生态环境方面可发挥重要作用的同时，不要忘记大自然固有的强大的生态恢复力量，更不能误认为只要有了生态工程，就可以走“先污染、破坏，后治理”的老路。 4.我国生态工程的前景 中华民族传承古老的天人合一理念，在发展中尊重自然、顺应自然、保护自然。今天，古老的智慧融合了现代科学成就，生态工程的发展和应用，将在建设美丽中国的过程中大有作为。 2.2 生态工程的发展前景 评 课堂小结 $$