生态工程第1课时课件--高二上学期生物人教版选择性必修2.pptx

高二人教版生物学选择性必修2第四章第3节 生态工程 第1课时第4章 人与环境奥林匹克森林公园是北京奥运会筹办过程中一个重要建设项目，由普通村落和农田改造而成，2008年投入使用，为“绿色奥运”打造一条“通往自然的轴线”。主山水景区主山水景区主湖景区主湖景区主山景区主山景区湿地景区现状森林区建设过程尽量保留原有自然地貌、植被，追求自然之美，以求达到建设过程尽量保留原有自然地貌、植被，追求自然之美，以求达到“绿肺绿肺”之功之功效。它调节城市气候，丰富市民生活，也为众多动植物提供了生存的效。它调节城市气候，丰富市民生活，也为众多动植物提供了生存的“家园家园”。在在20082008年北京奥运会的筹办过程中，奥林匹克森林公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。村落和农田。2002 2002 年招标设计，年招标设计，20052005年开工建设，年开工建设，20082008年建成。公园建设坚持年建成。公园建设坚持“绿色奥运绿色奥运”的理念，充的理念，充分利用了原有地貌和植被，采用了营造近自然林系统、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。化灌溉和生态防渗等环保技术。1.1.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? ?2.2.为什么要先做森林公园的整体设计再开工呢为什么要先做森林公园的整体设计再开工呢? ?3.3.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? ?P-98P-98一 、生态工程的基本原理(一) 关注生态工程建设1.生态工程产生的背景：20世纪60年代以来，人口迅速增长，人类对自然需求增加。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，严重影响了人类的可持续发展。石油农业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。（一）关注生态工程建设一、生态工程的基本原理1 .生态工程的含义：（1）理论基础：生态学和系统学等学科（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。 .少消耗、多效益、可持续。（二二） 生态工程所遵循的基本原理生态工程所遵循的基本原理 生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础,遵循自生、循环、协调、整体等生态学基本原理。自组织： 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。（二） 生态工程所遵循的基本原理1.自生在生态系统中由在生态系统中由生物组分而产生的自组织、而产生的自组织、 、自我调节、自我调节、 。(1)(1)内容内容: :(2)(2)理论基础理论基础: :个体个体代谢代谢再生更新再生更新种间相互作用种间相互作用（种间关系种间关系）在湿地修复过程中，选择净化能力较强的在湿地修复过程中，选择净化能力较强的多种水生植物多种水生植物，还要考虑各自的生态位差异，及还要考虑各自的生态位差异，及它它们的种间关系。们的种间关系。(3)：（有效选择并合理布设生物组分有效选择并合理布设生物组分， 尽量提高生物多样性程度）尽量提高生物多样性程度）生态系统的自我调节能力生态系统的自我调节能力自我优化自我优化自我更新和维持自我更新和维持湿地生态工程中，移除有害物质、增加水体溶氧量。湿地生态工程中，移除有害物质、增加水体溶氧量。最核心原理例如,人工湿地生态工程注意选择生态位差异较大的物种。常配置菖蒲等挺水植物，睡莲等浮水植物，黑藻等沉水植物，优化垂直空间配置，减轻种间竞争，提高对光能利用率。有效选择生物组分并合理布置例如,湿地生态工程运行时注意通过收割、打捞枯败的植物，避免其再分解返回湖泊、河流中，达到降低水体污染物的效果。创造有益于生物组分的生长发育、繁殖，形成互利共创造有益于生物组分的生长发育、繁殖，形成互利共存关系的条件存关系的条件太阳能水生态修复系统太阳能水生态修复系统, ,以太阳能为动力，驱动水质循环，以太阳能为动力，驱动水质循环，增加水体溶氧量增加水体溶氧量，改善水质，改善水质创造有益于生物组分的生长发育、繁殖，形成互利共创造有益于生物组分的生长发育、繁殖，形成互利共存关系的条件存关系的条件2、循环(1)内容促进物质的促进物质的 ，保证各环节物质迁移顺畅，保证各环节物质迁移顺畅，保证主要物质和元素的转化率高。保证主要物质和元素的转化率高。(2)理论基础 :生态系统的生态系统的物质循环物质循环功能功能(3)：无废弃物农业无废弃物农业(4)实现物质的多级循环利用，实现物质的多级循环利用，废物资源化，减少污染废物资源化，减少污染人尿粪人尿粪养分吸收养分吸收沉降物沉降物（雨、雪）（雨、雪）牲畜粪便牲畜粪便人类食品人类食品人类食品人类食品作物残留作物残留人人土壤土壤作物作物牲畜牲畜饲料与垫料饲料与垫料迁移与转化迁移与转化饲料与垫料沉降物(雨、雪等)牲畜人类食品作物残留养分吸收牲畜粪便土壤作物人粪尿人类食品人无废弃物农业物质循环再生图解无废弃物农业物质循环再生图解“无废弃物农业”的优点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。保证了土壤的肥力，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。考虑考虑 、 的协调与适应。的协调与适应。(1)(1)、内容内容: :生物与环境生物与环境生物与生物生物与生物(2)(2)、两方面、两方面: :生物要适应环境生物要适应环境考虑环境容纳量考虑环境容纳量在年降雨量小于在年降雨量小于450mm450mm的西北部建的西北部建防护林，防护林，成了残败的成了残败的“灰色长城灰色长城”过度放牧的草地过度放牧的草地可避免系统的失衡和破坏。(3(3) )意义：意义：1 1、在我国西北地区进行防护林建设时，应选择哪些树种？、在我国西北地区进行防护林建设时，应选择哪些树种？沙棘、刺槐、合欢等耐旱树种。最好选择本土原有植物品种。沙棘、刺槐、合欢等耐旱树种。最好选择本土原有植物品种。注意牲畜数量不能超过草地的承载量；减少过度放牧现象；在有条件的注意牲畜数量不能超过草地的承载量；减少过度放牧现象；在有条件的地方，人工种植牧草。地方，人工种植牧草。2.2.如果在该地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？如果在该地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？ 4.4.整体整体整体原理整体原理遵从自然生态系统的规律遵从自然生态系统的规律考虑经济和社会等的影响力考虑经济和社会等的影响力经济系统经济系统生产成本消费效益社会系统社会系统政策管理科学文化自然系统自然系统植物动物微生物非生物的因素(1)(1)原理：原理：遵从自然生态系统的规律遵从自然生态系统的规律, ,各各组分之间要有适当的组分之间要有适当的比例比例, ,不同组分之不同组分之间应构成有序的间应构成有序的结构结构, ,通过通过改变和优化改变和优化结构结构, ,达到改善系统达到改善系统功能功能的目的的目的; ;(2)(2)应用：应用：人类处在一个人类处在一个社会社会经济经济自自然然复合而成的巨大系统中。复合而成的巨大系统中。 进行生态工程建设时，不仅要考虑进行生态工程建设时，不仅要考虑自然生态系统的规律，更要考虑经济和自然生态系统的规律，更要考虑经济和社会等系统的影响力。社会等系统的影响力。社会社会经济经济自然自然复合系统复合系统在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面一定要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴以及收入等问题。(4)意义：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。(3)实例：能种也能伐，日子节节高!1思考思考 讨论讨论 分析生态工程案例中的原理和应用分析生态工程案例中的原理和应用桑基鱼塘分析生态工程所遵循的基本原理分析生态工程所遵循的基本原理1、蚕粪、蔗叶进入鱼塘，经分解者 作用后被植物利用。主要为主要为循环原理循环原理2、池塘养鱼要考虑不同鱼种的关系 和鱼的数量。主要为主要为协调原理协调原理3、桑基鱼塘在设计时要考虑栽种作 物与养殖动物的比例。主要为主要为整体原理整体原理4、桑基鱼塘中的生物组分通过合理 布设，互利共存，实现了系统 结构与功能的协调。主要为主要为自生原理自生原理1 1、尝试画出桑基鱼塘中的食物链。、尝试画出桑基鱼塘中的食物链。2 2、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、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、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？工程学原理，还需要关注什么？桑树桑树蚕；蚕； 甘蔗甘蔗人；人； 甘蔗甘蔗猪猪人；人；虽然用蚕沙喂鱼，但池塘中还可能存在如下食物链：虽然用蚕沙喂鱼，但池塘中还可能存在如下食物链：浮游植物浮游植物鱼；浮游植物一浮游动物鱼；浮游植物一浮游动物鱼。鱼。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。讨论：讨论：生态工程所遵循的原理含义含义特点特点关注生态工程的建设自生自生循环循环协调协调建设目的建设目的整体整体生态工程生态工程课堂小结课堂小结一、概念检测一、概念检测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。（ ）P-103P-1032.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氧微生物的分解作用C