高中生物生态工程的基本原理课件5

1、第五章 生态工程第五章 生态工程本专题题图寓意?本专题题图寓意?干裂的土地，赤红的荒山，意味着不断恶化的 ，幼苗的上方是蔚蓝的地球，地球似乎化作一滴甘露，滋润着大地；幼苗又可寓意为 工程，虽然柔弱，却顽强地支撑着地球；地球和幼苗组合和谐，象征着希望。生态环境生态境情设创干裂的土地，赤红的荒山，意味着不断恶化的 20世纪60年代以来，全球经济进入快速增长阶段。经济的迅猛发展，技术的革新使人们的生活水平大大提高，但是其负面影响也越来越严重。在发达国家，主要表现为：工业化和高度集约化的农业经营所带来的种种环境污染和过量耗费不可更新资源问题。在发展中国家，表现为人口的快速增长，资源的过度开发、毁损和低

2、效利用，以及由此而引起的环境污染问题。问题境情设创20世纪60年代以来，全球经济进入快速增长阶段。经济的迅猛发传统的解决问题的思维方式是就事论事，期望通过开发利用若干单一的环境改造技术，快速解决遇到的每一个环境污染问题。但这种割裂式思维的结果往往仅是污染物在不同地区间的转移，不能彻底解决问题。美国等国家曾经提出实现污染物的“零排放”的对策，但是由于多种原因，迄今未能做到。发达国家的学者还提出，通过限制生产，限制发展的途径来减少污染，也是不可取的。1987年，以挪威前首相布伦特兰夫人为主席的联合国环境与发展委员会在给联合国的报告我们共同的未来中提出“可持续发展”的战略思想。解决生态工程的兴起传统

3、的解决问题的思维方式是就事论事，期望通过开发利用若干单一习学主自任务：阅读教材第105页生态工程时间：2分钟问题：1、试说出生态工程的概念:2、总结出生态工程的理论、技术手段、操作过程、最终目的:习学主自任务：阅读教材第105页生态工程1、试说出生态工程的 人类应用 等学科的基本原理和方法，通过 ，对已破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而生态学和系统学系统设计、调控和技术组装促进人类社会和自然环境和谐发展一、生态工程的概念: P105纳归题问 人类应用 生态工程概念突破理论基础生态学和系统学技术手段通过系统设计、调控和技术组装操

4、作过程对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力最终目的促进人类社会和自然环境的和谐发展 生态工程概念突破理论基础生态学和系统学技术手段通过系统设计第一节 生态工程的基本原理第一节 生态工程的基本原理生态工程建设目的：遵循自然界物质循环的规律，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。与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。生态工程优点：纳归题问生态工程建设目的：遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生一、关注生态工程建设1.分析传统经济模式带来哪些问题？2.什么是传统经济3.

5、什么是生态经济？习学主自任务：阅读教材第107-108页资料分析时间：2分钟问题：一、关注生态工程建设1.分析传统经济模式带来哪些问题？习学主资料分析资料1： 1998年夏季，长江流域经历了自1954年以来的最大洪灾。加上其他地区水灾，1998年全国受灾人数上亿，近500万所房屋倒塌，2000多万公顷的土地被淹，直接经济损失达1600多亿元人民币。纳归题问资料分析资料1：纳归题问高中生物生态工程的基本原理课件5讨论:1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？根本原因：长江上游乱砍滥伐森林，水源涵养和水土保持功能急剧降低，造成大量泥沙淤积河道；中游围湖造田、乱占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊

6、面积急剧减少。直接原因：1998年度的罕见降雨。但这也与全球温室气体排放量增加而导致的温度升高、气候异常有关。解决措施：我国政府提出的“积极营造长江中上游水源涵养林和水土保持林”计划，即以生物措施为主，结合工程措施，提高森林覆盖率；“退耕还湖”和改革不合理耕作方式等。在进行生态工程建设时，要考虑到怎样解决农村（尤其是湖区或山区的迁出人员）的能源来源问题以及如何提高农民的经济收入。讨论:1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？解决措2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？传统的经济发展模式不注重生态环境的保护，没有考虑生态成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。纳归题问2.洪灾

7、的发生反映出经济发展模式存在什么问题？传统的经济发展资料2：我国是农业大国，人均土地、水等资源占有量远低于世界平均水平。虽然我国用占世界10%的耕地养活了占世界21%的人口，但由于受到西方“石油农业”模式的影响，加上人口压力以及缺乏生态环境意识，所造成的资源破坏和农业环境污染，已经对社会的可持续发展造成很大障碍资料2：我国是农业大国，人均土地、水等资源占有量远低于世界平高中生物生态工程的基本原理课件51.你对“石油农业”是如何理解的？ “石油农业”大量使用化肥、农药和机械的生产方式，因对石油等能源有高度的依赖性而得名。理解：a它把农业生产这一复杂的生物过程，变成了简单的机械过程和化学过程。b优

8、点:由于其投入高，产出也高，对粮食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用，c缺点：它所产生的废弃物和有害物质的数量很庞大，大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力，并造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题。资料分析2问题讨论1.你对“石油农业”是如何理解的？ “石油农业”大量使用化肥2. 你能举出一些农业生产活动对人体健康以及环境造成危害的实例吗？ 除日常生活中能够发现的实例外，农业活动对环境和人类健康造成危害的实例中，世界上影响较大的有蓝婴病。1973年，美国内布拉斯加州首次出现幼儿高铁血红蛋白症（蓝婴病）。其原因是饮用水中硝酸盐含量超过10 mg/L，这时过多的硝酸盐会与红细胞中的

9、血色素结合，形成高铁血红蛋白。高铁血红蛋白不能为细胞和组织运输足够的氧。患儿的临床症状是在口、手或脚等部位出现时断时续的蓝色或淡紫色，呼吸困难、腹泻、呕吐、抽搐，严重的会失去知觉，甚至死亡。硝酸盐来源于点源污染，如下水道、畜禽养殖场等，或非点源污染，如对农田、公园、草地等的施肥。 P108资料分析2问题讨论2. 你能举出一些农业生产活动对人体健康以及环境造成危害的实3.如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？ 对环境造成危害的污染物，采用一定的措施和技术，就能够进行回收和循环利用，这样不但能够减少环境污染，而且提高了资源的利用效率，减少了资源的浪费。例如，对废污水中的重金属或氮、磷等养分就可

10、以进行回收再利用。因此说污染物是放错了地方没有被利用的资源。 P108资料分析2问题讨论3.如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？ 4.石油农业的生产模式应当怎样改进？ 在不同的国家有不同的改进措施。例如，在我国，人多地少，应该大力发展生态农业。实施的具体措施包括：可以根据田间作物的需要适量施用高效、低毒、低残留的农药，多施有机肥，提高作物对水、肥等资源的利用效率，对作物秸秆和畜禽粪便进行再利用，实现物质的多级利用，等等。一方面要不断提高土地的产出水平；另一方面要减少农业活动对环境的污染，促进社会的可持续发展。 P108资料分析2问题讨论4.石油农业的生产模式应当怎样改进？ 在不同传统经济

11、模式： 毁坏水、大气、土壤和生物资源，消耗地球赠给我们的自然资本，并造成环境污染。纳归题问传统经济模式： 毁坏水、大气、土壤和生物资源，消耗地球赠给我 主要是通过实行“ ”原则，使一个系统产生出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的 ，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经济最重要的手段之一是 。生态经济 循环经济 生产原料 生态工程 主要是通过实行“ 生态工程是人类学习自然生态系统“智慧”的结晶，是生态学、工程学、系统学、经济学等学科交叉而产生的新兴学科。 生态工程主要由生物种群、生物群落和生态系统构成。生态工程的构建和运行主要依据是生态学的基本原理。二、生态工程所遵循的基本原理 生态工程是

12、人类学习自然生态系统“智慧”的结晶，生态工程都遵循哪些基本原理？习学主自任务：阅读教材第109-113页时间：5分钟问题：生态工程都遵循哪些基本原理？习学主自任务：阅读教材第109-1、物质循环再生原理理论基础:物质循环 地球以有限的空间和资源，长久维持着众多生物的生存、繁衍和发展，奥秘就在于物质能够在各类生态系统中，进行区域小循环和全球地质大循环，循环往复，分层分级利用，从而达到取之不尽，用之不竭的效果。纳归题问1、物质循环再生原理理论基础:物质循环 地球以有限的空间和资无废弃物农业我国古代传统农业的辉煌成就之一，是生态工程最早和最生动的一种模式。无废弃物农业我国古代传统农业的辉煌成就之一，

13、是生态工程最无废弃物农业-通过积极种植能够固氮的豆科作物，以及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。无废弃物农业-通过积极种植能够固氮的豆科作物，以及收集2、物种多样性原理单一的樟子松林被松毛虫害死食物链短而单调，缺少松毛虫、天牛的天敌。理论基础：生态系统的稳定性2、物种多样性原理单一的樟子松林被松毛虫害死食物链短而单调，生物多样性很高的珊瑚礁维持的很好生物多样性很高的珊瑚礁维持的很

14、好 纯樟子松林、杨树林的生物多样性低，食物链短而单调，缺少松毛虫、天牛的天敌，而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源，因而会导致了树林的毁坏。 珊瑚礁区的生物多样性高，食物链复杂，不同的生物占据了不同的时间位、空间位和资源位，因而充分利用了珊瑚礁生态系统的环境。例如，氮、磷等养分就能够在该区生物体间充分地循环利用而很少流出系统外。P110资料分析问题讨论提示 纯樟子松林、杨树林的生物多样性低，食物链短而单调，缺2.从上面正面和反面的实例，你能得出怎样的结论？你认为生物多样性的破坏有人为因素吗？ 只有保持生态系统较高的生物多样性，才能保证生态系统的稳定和平衡。生物多样性的破坏有人为因素，而且

15、往往作用巨大。2.从上面正面和反面的实例，你能得出怎样的结论？你认为生物多3、协调与平衡原理由于周边城市、工业和农田的排水中氮、磷的浓度较高，使太湖水体中的水葫芦和藻类疯长理论基础：生物与环境的协调与平衡3、协调与平衡原理由于周边城市、工业和农田的排水中氮、磷的浓 西北地区年降雨量450nm，只适宜种植灌木和草的地区，却被硬性规定种植属于乔木的杨树，“杨家将”因为不适应长成了“小老头“防护林变成了残败的”灰色长城“ 西北地区年降雨量450nm，只适宜种植灌木和 提示：抗寒、耐旱，适应性强的沙棘，耐盐碱力较强的沙枣等植物。 P111资料分析问题讨论 从协调与平衡原理出发，想一想，在我国西北地区进

16、行防护林建设时，应选择哪些特征的树种？如果在该地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？ 提示：抗寒、耐旱，适应性强的沙棘，耐盐碱力较强的沙提示： 西北畜牧养殖应该注意牲畜数量不能超过草地的承载量。针对公共草地的过度放牧问题，应该实行草地承包，调动个人的管理积极性，减少过度放牧现象；另外，可以在有条件的地方，人工种植牧草，增加牧草产量。提示： 处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力。环境承载力又称环境容纳量是指某种环境所能养活的生物种群的数量。纳归题问 处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力。环4、整体性原理整体指社会-经济-自然复合而成的巨大系统（二）生态工程所遵循的基

17、本原理生产 成本消费效益经济系统植物动物微生物非生物的因素自然系统政策管理科学文化社会系统4、整体性原理整体指社会-经济-自然复合而成的巨大系统（二）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、开发与环境建设之间的关系，保障生态系统平衡和稳定。.新。.系统学，工程学另外，社会习惯、法律制度等也都对生态工程建设有着重要影响。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5、系统学和工程学原理（1）系统的结构决定功能原理（二）生态工程所遵循的基本原理 桑基鱼塘分布在我国长江三角洲、珠江三角洲一带的水乡，是一种典型的水陆物质和能量交换型生态工程。 生态工程需要考虑系统内部不

18、同组分之间的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。5、系统学和工程学原理（1）系统的结构决定功能原理（二）生态5、系统学和工程学原理系统结构决定功能原理高效生态系统5、系统学和工程学原理系统结构决定功能原理高效生态系统5、系统学和工程学原理（二）生态工程所遵循的基本原理（2）系统整体性原理 你能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗? 系统各组分之间要有适当的比例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分之和的效果，即“1+12”。珊瑚礁“白化”5、系统学和工程学原理（二）生态工程所遵循的基本原理（2）系5、系统学和工程学原理系统整体性原理例

19、如：珊瑚礁之所以能够保持很高的系统生产力，得益于珊瑚虫和藻类组成的高效的植物动物营养循环。通常情况下，失去了共生藻类的珊瑚虫会因为死亡而导致珊瑚礁逐渐“白化”，失去其鲜艳的色彩，那里的生物多样性也将锐减，从而造成系统的崩溃。豆科作物和固氮菌的共生也是一例。固氮菌为豆科作物提供能量和其他营养，两者的共生使豆科作物能够在氮素缺乏的土地上生长；当把它们分开时，两者的生长都要受到损害。5、系统学和工程学原理系统整体性原理结小堂课结小堂课物质循环再生原理物种多样性原理协调与平衡原理整体性原理系统学和工程学原理（1）系统的结构决定功能原理（2）系统整体性原理物质循环再生原理物种多样性原理协调与平衡原理整体

20、性原理系统学习练馈反习练馈反试分析下列事件可用何种生态工程原理来解释1.畜牧养殖应注意牲畜量不超过草地承载量2.使用堆肥和沤肥法实现生态农业3.广东大量引种木麻黄作为行道树，一年一种叫吹绵介壳虫的害虫使木麻黄遭受严重破坏，后来从国外引进澳洲瓢虫，已持续发挥了控制害虫的作用。 4.针对过度放牧的草原，一方面要减少畜牧量，进行草地承包，有效管理。另一方面要设法增加农牧民的收入途径。物质循环再生原理物种多样性原理协调与平衡原理整体性原理试分析下列事件可用何种生态工程原理来解释1.畜牧养殖应注意牲高中生物生态工程的基本原理课件52单一的人工林比天然混合林的稳定性低，容易遭受害虫危害，这体现了生态工程的什么原理（）A物质循环再生原理B协调与平衡原理C物种多样性原理D系统整理性原理1实现循环经济的最重要的手段之一是（ ）A大力发展“石油农业”B生态工程C清除污染物D禁止产出污染物课堂练习BC2单一的人工林比天然混合