【课件】生态工程的基本原理（第一课时）课件高二下学期生物人教版选择性必修2.pptx

第第3节节 生态工程生态工程 (第一课时)讨论：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？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。2002年招标设计，2005年开工建设，2008年建成。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。例如，公园的水系建设采用了雨水收集、污水利用、中水净化、智能化灌溉和生态防渗等环保技术。弃耕的农田在自然状态下演替为森林需要经过数十年甚至更长的时间，而利用生态工程原理进行人工造林，可以缩短建设周期，在较短时间内获得生态效益。讨论：2.为什么要先做森林公园的整体设计再开工呢？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。2002年招标设计，2005年开工建设，2008年建成。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。例如，公园的水系建设采用了雨水收集、污水利用、中水净化、智能化灌溉和生态防渗等环保技术。建设北京奥林匹克森林公园是涉及生态学、工程学、系统学等多学科的原理和方法的系统工程，要综合考虑诸多方面的因素，而且建设成本较高，在开工前做好整体设计可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，避免不必要的浪费，提高生态效益。讨论：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？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。2002年招标设计，2005年开工建设，2008年建成。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。例如，公园的水系建设采用了雨水收集、污水利用、中水净化、智能化灌溉和生态防渗等环保技术。生态工程的建设要顺应自然，即合乎自然规律。自然的地貌和植被，是自然选择、生物与环境相适应的结果，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。实施生态工程的背景石油农业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（一）生态工程的概念：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。建设目的建设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。建设原因建设原因少 消 耗多 效 益可 持 续优点优点毁林种地、围湖造田、大量使用化肥、农药等农业生产方式,正在消耗大量的自然资源。生态工程是可持续发展的重要手段1.1.下列不属于生态工程建设目的的是下列不属于生态工程建设目的的是 ()A.A.对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善 B.B.充分发挥资源的生产潜力充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染防止环境污染 C.C.单纯追求粮食产量单纯追求粮食产量 D.D.达到经济效益和生态效益的同步发展达到经济效益和生态效益的同步发展 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整体循环自生协调一个系统在没有外界信息指令的作用下，一个系统在没有外界信息指令的作用下，自发地自发地由无序发展到有序由无序发展到有序，由低有序到由低有序到高有序高有序的发展过程，就是自组织。的发展过程，就是自组织。自生（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，形成有序的整体自生（3）遵循该原理的具体做法或要求：有效选择生物组分并合理布设。适当提高生物多样性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：自生（3）遵循该原理的具体做法或要求：有效选择生物组分并合理布设。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、增加水体溶氧量以太阳能为动力，驱动水质循环，进行生态恢复，改善水质1、为什么提高生物多样性程度，有助于生态系统维持自生能力？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2、使物种之间形成互利共存的关系应考虑哪些因素？考虑生物之间生态位的差异，以及它们之间的种间关系自生循环（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物质储存空间的改变物质存在形式的改变（2）基础：生态系统的物质循环功能（3）措施：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”的产生。（4）优点：实现物质多级循环利用，废弃物资源化，减少污染自生循环（5）实例：通过积极种植能够固氮的豆科作物，收集一切可能的有机物质，包括人畜粪便、枯枝落叶，残羹剩饭、河泥、炕土、老墙土以及农产品加工过程中的废弃物等采用堆肥和沤肥等多种方式，把它们转变为有机肥料，施用到农田中，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。自生循环自生循环协调指生物与环境、生物与生物的协调与适应。（1）概念：【思考】在年降雨量小于450mm的西北部建防护林，能否栽种乔木杨树？灰色长城（2）措施：需要考虑环境容纳量。需要考虑生物与环境、生物与生物之间要协调与适应过度放牧的草地1、从协调原理出发，想一想，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)。自生循环协调自然生态系统是通过生物与环境、生物与生物之间的协同进化而形成的一个不可分割的有机整体。（1）概念：整体遵从自然生态系统的规律,各组分之间要有适当的比例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理论基础意义实例自生自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持实现系统结构和功能的协调，形成有序的整体湿地生态系统的修复循环物质循环通过系统设计实现循环，使前一环节产生的废物尽可能被后一环节利用，减少整个生产环节废物的产生无废弃物农业协调生物与生物、生物与环境的协调与适应生物数量不超过环境承载力，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、经济、自然构成的复合系统统一协调各种关系，保障生态系统的平衡和稳定林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题明清时期，我国南方长江三角洲、珠江三角洲低洼内涝积水地或河网发达地区的先民们，就探索出一种桑基鱼塘的农业生产模式:陆基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙喂鱼、塘泥培桑。这样可以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。根据同样的原理，甘蔗种植也可以与养猪、养鱼结合。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。1.尝试桑基鱼塘中的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2.桑基鱼塘应用了生态工程的哪些基本原理？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“陆基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙喂鱼、塘泥培桑”主要遵循了_原理；“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；“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；“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？经济学原理要达到经济效益和生态效益的同步发展1.下列关于生态工程的叙述，不正确的是（）A.生态工程可对已被破坏的生态环境进行修复、重建 B.“退耕还林”“退耕还草”属于生态工程建设的内容 C.生态工程应遵循“整体、协调、循环、自生”的原理 D.实施生态工程建设的目的就是保护环境2.我国南方桑基鱼塘是将低洼稻田挖深做塘，塘内养鱼，塘基上种桑，用桑养蚕，蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕三丰收，大大提高了系统生产力。这种模式主要应用了生态工程所遵循的哪个原理()A.整体原理B.循环原理 C.自生原理 D.协调原理DA3.写出下列例子主要涉及到的生态工程原理 沼气池遵循了_原理；在人工林增加植被层次遵循了_原理；“落红不是无情物，化作春泥更护花”体现了_原理；前面造林，后面砍树违背了_原理；草原确定载畜量，不能过度放牧遵循_原理；湿地破坏违背了_原理；减少污水排放，治理湖泊遵循了_原理；引入物种时考虑是否适应环境遵循_原理；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