4.3生态工程课件-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修2

万州上海中学 第3节 生态工程 2、生态工程所遵循的基本原理 1、生态工程的概述 4、生态工程的发展前景 3、生态工程的实例 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。 石油农业 一.生态工程的基本原理 1.关注生态工程建设 （1）实施生态工程的背景 20世纪60年代以来，全球经济进入了快速增长阶段，人们生活水平提高、人口迅速增长，人类也随之更多地从自然中索取。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，正在大量消耗自然资源。 P98 一 S z L w h 我们不是继承父辈的地球，而是借用了儿孙的地球。 习近平总书记在全国生态环境保护大会讲话中他引用“天地与我并生，而万物与我为一”古语。 大意为，天地与我同生，万物与我是一体的。喻指人与自然是生命共同体，应和谐相处。 只有正确处理人与资源、环境的关系，走可持续发展之路，才是人类唯一正确的选择！ 2 少消耗、多效益、可持续。 （2）生态工程 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了修复、重建，从而提高生态系统的生产力或改善生态环境，促进人类社会和自然环境的和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程。 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。 理论基础 ③目的 ④优点 ①概念： 操作过程 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。 ②原因 P99 3 循环 整体 2.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 自生 协调 P99 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。 4 （1）概念： 在生态系统中由_________而产生的________、_________、_________、_________和_______。 生物组分 自组织 自我优化 自我调节 自我更新 维持 （2）基础：生态系统的结构和功能 （生态系统的自我调节能力） 个体水平： 系统水平： 生物能够进行新陈代谢、再生更新等 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 2.生态工程所遵循的基本原理 P99 （1）自生 （3）遵循该原理的具体做法或要求： ①有效选择生物组分并合理布设。 a.选择污染物净化能力较强的多种水生植物 b.通过合理的人工设计，使得这些物种形成互利共存的关系 例如，在湿地修复过程中： 适当提高生物多样性 *这是系统或工程能否形成自组织能力的基础 提高生物多样性程度，利用种群之间互利共存的关系，构建复合群落，这样即使某个种群消亡，其他种群也能弥补上来考虑生物之间生态位的差异，以及它们之间的种间关系 ②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 如湿地生态工程中，移除水体中富营养化沉积物和有毒物质、增加水体溶氧量 （3）遵循该原理的具体做法或要求： 以太阳能为动力，驱动水质循环，进行生态恢复，改善水质 (1)概念： 指在生态工程中__________________，既保证__________________， 也保证________________________。 促进物质的迁移与转化 各环节物质迁移顺畅 主要物质或元素的转化率高 (2)基础： 生态系统的物质循环功能 物质储存空间的改变 物质存在形式的改变 (3)优点： (4)实例： 实现物质多级循环利用，废弃物资源化，减少污染 无废弃物农业 2.生态工程所遵循的基本原理 （2）循环 生物与环境、生物与生物之间要协调与适应 内容 考虑环境容纳量 不能 在年降雨量小于450mm的西北部建防护林，能否栽种乔木杨树？ 过度放牧的草地 2.生态工程所遵循的基本原理 灰色长城 （3）协调 P101“旁栏思考”： 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，你认为应该注意什么问题？ 我国西部地区缺雨干旱，土壤较为贫瘠，应该选择沙棘、山杏、刺槐等树种。 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)。 9 整体原理 遵从自然生态系统的规律 考虑经济和社会的影响力 “绿色” 的经济系统 “宜居” 的社会 系统 “生态” 的自然 系统 社会-经济-自然 复合系统 生产成本 消费效益 植物 动物 微生物 非生物的因素 政策 管理 科学文化 2.生态工程所遵循的基本原理 如 前面造林，后面砍林的现象 （4）整体 10 分析生态工程案例中的原理和应用（P103） 桑叶 鱼塘 甘蔗 糖渣 糖 蚕 蚕蛹 丝 桑树 塘泥 塘泥 蚕排泄物 鱼塘 鱼塘 1.画出食物链 桑树→蚕 甘蔗→人 甘蔗→猪→人 虽然用蚕沙喂鱼，但池塘中还可能存在如下食物链： 浮游植物→鱼 浮游植物→浮游动物→鱼 桑基鱼塘模式:人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕粪养鱼,鱼粪肥塘,塘泥肥田、肥桑,从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收。 思考•讨论： 根据同样的原理，甘蔗种植也可以与养猪、养鱼结合(下图) S z L w h S z L w h 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“所选择的生物与生物、生物与环境达到了协调和平衡，例如桑和甘蔗适应我国南方温暖湿润气候”主要遵循了_____原理； ③“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“四大家鱼混养模式，通过合理布设，让各种鱼类都有生存的机会和空间”主要遵循了_____原理。 循环 协调 整体 自生 讨论：2.桑基鱼塘应用了生态工程的哪些基本原理？ S z L w h S z L w h 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 S z L w h S z L w h 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 【现学现用】 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 【强化检测】 1 农村综合发展型生态工程 农村人多地少，产出不足。 ①问题: ③对策: ②案例： 建立农村综合发展型生态工程，实现物质的多级循环利用，获得较多的产出，取得经济效益、社会效益和生态效益的全面提高。 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。 ④核心: ⑤优点: 农、林、牧、副、渔全面发展；开发可更新资源,减少环境污染。 以沼气工程为中心。 3、生态工程的实例 （P104） 一 S z L w h 思考•讨论：分析某村综合发展型生态工程 主要原理及对应的内容 有效选择畜、鱼等多种生物组成并合理布设_______原理 作物→粮食、秸秆→人、畜食用→粪便残渣→沼气池→农田→作物。________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。________ 原理 自生 循环 整体 鱼/螺池 沼渣 厩粪 秸秆 种植业 青贮、氨化处理，食用菌培养基 饲料 谷物 屠宰厂 副产品 养殖业 沼渣 沼液 加工 （P105） 一 S z L w h 讨论2.这一生态系统的结构和功能有哪些特点？ 鱼/螺池 沼渣 厩粪 秸秆 种植业 青贮、氨化处理，食用菌培养基 饲料 谷物 屠宰厂 副产品 养殖业 沼渣 沼液 加工 讨论3.此生态工程有哪些值得借鉴的做法？ 该工程提高了土地产出水平，创造了多种劳动力就业机会，增加了农民收入，促进了经济发展；同时降低了环境污染，促进了可持续发展。 1.各个组分搭配合理，紧密联系成一个有机的整体； 2.实现了物质的多级循环利用，减少了废物排放与环境污染； 3.实现了能量的多级利用，大大提高了能力的利用率； 4.实现了经济效益、社会效益和生态效益的全面提高。 18 序号 1 2 3 问题 措施 原理 气候不合适种苹果 种本地物种 协调 燃烧秸秆倾倒粪便 沤肥堆肥 循环 物种单一稳定性差 自生 种植多类树木   3 2 1 2 如 广东省新农村建设 建设宗旨：因地制宜 一 S z L w h (1)湿地作用:具有 ,调节 ,控制 ,自然净化污水,为迁飞的鸟类和其他多种动植物提供 ,以及为人们提供休闲娱乐的环境等功能。 (2)问题:人们对湿地进行 ,已经破坏了地球上80%的湿地资源。 (3)对策。 ①采用 措施相结合的 方法,使受到干扰的湿地得以恢复。 ②在湿地周围建立 ,以尽量 减少人类的干扰,使湿地依 靠 等机制恢复其生态功能。 (4)案例:厦门筼筜湖生态恢复工程。 蓄洪防旱 区域气候 土壤侵蚀 栖息地 排水和围垦 工程学和生态学 缓冲带 湿地生态恢复工程 2 自然演替 （P106） 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。 主要原理及对应的内容 废水等污染物的处理 。 ________原理 根据原湿地中物种的分布情况引入动植物。____原理 建立缓冲带，减少人类的干扰、依靠其自然演替等机制恢复其生态功能。_________原理 循环 协调 自生 江西鄱阳湖生态恢复工程 厦门筼筜湖 江西潘阳湖的永吴公路 一 S z L w h (1)问题 ①山体、土壤和植被乃至整个地区 被破坏。②极端恶劣的 ,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 。 (2)对策 ①措施:人工 、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、 等。 其中,关键在于 ,以及 的重建。 ②具体方法:首先通过机械方法 ， ;然后, 在人造表土上, 。 (3)案例:赤峰市元宝山矿区生态恢复工程。 生态系统 土地条件 重金属污染 制造表土 植被恢复工程 植被恢复所必需的土壤微生物群落 平整压实土地 人工制造表土 植树种草 3 矿区废弃地的生态恢复工程 植被恢复 主要原理及对应的内容 人工进行地表覆盖、植被恢复。________原理 根据环境引入当地土著物种。 ________原理 搞好矿区经济的同时，实现自然生态系统的恢复。_________原理 自生 协调 整体 一 S z L w h (1)我国生态工程难以设计出 的生态工程样板。 (2)有些设计缺乏 ,生态系统的调控尚缺乏及时准确的 的支持,缺乏 等。 4.生态工程的发展前景 标准化、易操作 高科技含量 监测技术 理论性指导 1.我国生态工程存在的问题 2.我国面临的生态危机及解决办法。 (1)我国目前面临的生态危机,已经不单纯是环境污染问题,而是与 、 、 等问题结合在一起的“并发症”。 (2)我国在生态工程建设中,不但要重视对 的保护,更要注重 与 的结合。 3.我国政府的态度。把 作为建设社会主义现代化强国的重要目标。对生态文明建设提出了一系列 ,为建设美丽中国提供了指导方针和行动指南。 人口激增 环境与资源破坏 能源短缺 生态环境 经济、社会效益 美丽中国 新思想、新目标、新要求和新部署 小结： 生态工程的实例分析 类型 问题 主要原理 对策 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 资源有限，人多地少，产出不足 湿地面积的缩小和破坏 矿区生态环境的破坏 自生、循环、协调、整体原理 自生原理， 协调原理， 整体原理 自生、协调、整体原理 建立综合发展型生态工程，实现物质的多级循环利用，保证在资源有限的条件下有较多产出 控制污染、动植物物种引进、建立缓冲带等 修复土地，恢复植被 北京郊区某村以沼气工程为中心的生态工程 厦门筼筜湖生态恢复工程 赤峰市元宝山矿区生态修复工程 一 S z L w h 思维训练：总结概括并运用术语表达 1.生命系统的结构特征？ 2.生命系统的功能特点？ 3.从生态的视角看，生命系统___________________________________ 4.从历史的角度看，生命系统_________________________________ __________________。 依存于环境，也能适应环境、影响环境 能与环境进行物质和能量的交换以维持自身的有序性，进行“自我更新”；细胞和个体等生命系统还能进行“自我复制”。 开放性、复杂性、有序性、动态性、整体性。 由最原始、最简单的生命进化而来， 凝聚着漫长的进化史 1. 发展农村庭院经济可助力乡村振兴。在庭院内设置大棚，使污水在大棚内进行处理。污水经一系列处理后，在温室大棚内能用于浇灌作物。在有限的空间内节约利用各类资源，可有效提高农村农业生产力。下列叙述错误的是 A. 农村庭院经济有利于实现经济效益和环境效益的同步发展 B. 流经“庭院生态系统”的总能量是生产者所固定的太阳能 C. 肉牛粪便堆肥还田可体现生态工程的自生原理和循环原理 D. 肉牛的健康养殖，还需要关注致病微生物的潜在传染风险 √ 典例研析 S z L w h S z L w h 2、下图为某地生态工程建设模式图,请据图回答下列问题。 (1)从能量流动的意义方面分析,该生态工程实现了 。 (2)该生态工程借鉴了“无废弃物农业”,其主要体现了生态工程 的　　　 　原理,与此密切相关的主要生物类群在生态系统的组成成分中属于　　　　　。 (3)矿区废弃地的生态恢复工程的关键在于　　　　　 ,具体实施的措施有　　　　　　　　　　　　　 。 能量的多级利用,提高了能量的利用率 植被恢复与土壤微生物群落的重建 循环 生产者 平整压实土地、人工制造表土、植树种草 3、稳定塘是一种人工构筑、以净化污水为目的的工程设施,包括好氧塘、兼性塘、厌氧塘等,其结构如下图所示,稳定塘污水生态处理系统的主要指标如下表所示。请分析回答下列问题。 类型 深浅/m 污水停留时间/d 适宜处理污水中有机物浓度 含有的主要生物 好氧塘 <1 3~5 低 藻类、好氧菌等 兼性塘 1~2 5~30 较高 细菌、真菌、原生动物、藻类等 厌氧塘 2.5~5.0 20~50 高 厌氧菌等 (1)从表中数据可以发现,不同的稳定塘水深差异明显。这主要与稳定塘生态系统中的分解者对　　 的需求不同有关。 (2)为什么好氧塘内藻类生长通常比正常情况下要快? 溶氧量(或氧气) 好氧塘中的分解者能彻底氧化分解有机物,为藻类提供二氧化碳和无机盐,因此藻类生长较正常情况下要快。 (3)为什么污水在厌氧塘中停留的时间较长? 厌氧塘污水中适宜处理的有机物浓度高,厌氧菌分解大量的有机物所需时间长。 自我调节 自生原理 循环原理　 (4)废水不能过量流入厌氧塘,说明生态系统的　　　　　　能力有限。经过稳定塘处理的污水,再流经潜流湿地,就能作为农业、工业用水。该系统主要依据的生态工程原理是　 　 、 等。 (5)由于人们长期向湖泊、河流中大量排放生活污水(和某些工农业废水),导致水华现象频繁发生,人工打捞、投放大量化学杀藻剂等紧急处理是常用的治理方法。近年来,人们还采用投放以浮游植物为食的鱼类、种植大型挺水植物和人工浮床等方法构建生物修复系统,收到较好的效果。与投放杀藻剂处理水华相比,生物修复方法的主要优点是　 和 。 减少环境污染 保护生物多样性(答案合理即可) FormatFactory : www.pcfreetime.com $