第4章 第3节　生态工程课件 高二上学期生物人教版选择性必修2

第3节生态工程1.简述生态工程的概念,关注生态工程建设。2.简述生态工程的原理,举例说出

各原理的内容。3.举例说出我国生态工程建设成就,并学会利用生态工程原理分析

解决实际问题。4.说出生态工程的发展前景。重难点:1.生态工程的原理与应用。2.利用生态工程原理分析解决实际问题。1.生态工程的概念人类应用①

生态学

和②

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③

修复、重建

,从而

提高生态系统的生产力或改善④

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。2.生态工程建设的目的: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⑤

经济效益

和⑥

生态效益

的同步发展。3.生态工程的特点:与传统工程相比,生态工程是一类少消耗、⑦

多效益

、⑧

可持续

的工程体系。1|关注生态工程建设2|生态工程所遵循的基本原理基本原理内容自生a.自生是指生物组分产生的⑨

自组织

、自我优化、自我调节、自我更新和维持;b.遵循自生原理,需要在生态工程中有效选择生物组分并合理布设;c.要维持系统的自生,需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循环循环是指在生态工程中促进系统的⑩

物质迁移

与转化,既保证各个环节的物质迁移顺畅,也保证主要物质或元素的转化率较高协调处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡,需要考虑

环境容纳量

整体遵循整体原理,首先要遵从自然生态系统的规律,各组分之间要有适当的比例,不同组分之间应构成有序的结构,通过改变和优化结构,达到改善系统功能的目的。其次,人类处在一个

社会—经济—自然

复合而成的巨大系统中,不仅要考虑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1.农村综合发展型生态工程(1)问题:资源有限,人多地少,产出不足。(2)应用原理:

循环、整体

原理等。(3)措施:建立农村综合发展型生态工程,实现物质的

多级循环

利用。(4)案例:北京郊区某村实施的以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程。(5)优点:该案例中农、牧、副、渔等各业全面发展,增加了劳动力就业机会,促进了

经济发展;开发可更新资源,降低了环境污染,促进了农村的可持续发展。2.湿地生态恢复工程(1)湿地的作用:湿地被誉为地球的“肾”,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3|生态工程的实例休闲娱乐的环境等功能。(2)我国湿地的特点:类型多,面积大,分布广,区域差异显著,生物多样性丰富。(3)问题:人们对湿地进行排水和围垦,已经破坏了地球上80%的湿地资源。湿地的

缩小会导致局部气候恶化、地下水位下降、生物多样性降低、迁飞鸟类绝迹等。(4)应用原理:

自生、协调

原理等。(5)措施:采用工程学和生态学措施相结合的方法,如废水处理、点源和非点源污染

控制、土地处理工程,以及动植物物种引进等,使受到干扰的湿地得以恢复。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。(6)案例:厦门筼筜湖生态恢复工程。3.矿区废弃地的生态恢复工程(1)问题:矿藏开采后往往造成矿区的山体、土壤和植被,乃至整个地区生态系统的

破坏。尤其是规模巨大的采矿业,不仅对土地景观造成巨大的影响,还可能产生严

重的

重金属

污染。(2)应用原理:

自生、协调

原理等。(3)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

等。其中关键是

植被恢复

,以及植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建。(4)案例:赤峰市元宝山矿区生态恢复工程。1.现状:目前我国面临的生态危机,已不单纯是环境污染问题,而是与人口激增、环

境与资源破坏、能源短缺等问题结合在一起的“并发症”。2.解决办法:不仅要重视对生态环境的保护,更要注重与

经济

、

社会

效益的结合。3.生态工程存在的问题(1)缺乏定量化模型的指导,难以设计出标准化、易操作的生态工程样板。(2)有些设计缺乏高科技含量,生态系统的调控尚缺乏及时准确的监测技术的支持,

缺乏理论性指导等。4.我国生态工程的前景:我国党和政府高度重视生态文明建设,在党的十九大报告

中,首次把美丽中国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新思想、新目标、新要求和新部署,为建设美丽中国提供了指导方针

和行动指南。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。4|生态工程的发展前景1.生态工程最终的目的是追求经济效益最大化。

(

✕)提示:生态工程最终的目的是达到经济效益和生态效益的同步发展。2.建立不同的生态工程时所依据的原理都相同。

(

✕)提示:建立不同的生态工程时要因地制宜,所依据的原理不完全相同。3.单一种植林有利于维持生态系统的自生。

(

✕)提示:一般而言,提高生物多样性程度,构建复合的群落,才有利于生态系统维持自生

能力。4.生物数量长时间超过环境容纳量会引起系统的失衡和破坏,违背了协调原理。

(√)判断正误，正确的画“√”，错误的画“✕”。5.适用于矿区生态环境恢复的措施是开发农田,增加农民收入。

(

✕)提示:矿区废弃地的土地条件极端恶劣,甚至有重金属污染,植被难以恢复而农作物

更难以生长,不合适大力发展农田。6.能够实现废物资源化是农村综合发展型生态工程的重要优点。

(√)7.建立生态农业时巧设、增设食物链的目的是使食物链延长,消耗能量环节增多,

系统总能量利用率降低。

(

✕)提示:生态农业中巧设、增设食物链,提高了生态系统的抵抗力稳定性,实现了能量

的多级利用,使能量尽可能多地流向对人类有益的地方,系统总能量利用率并没有

降低。1|生态工程原理的判断依据与实例基本原理判断依据实例说明自生生态工程利用了“有效选择生物组分并合理布设”“生物之间相互作用关系”“创造有益于生物组分的条件”“提高生物多样性”等方式则符合自生原理正例:移除河流中有毒物质,降低污染,改善生物生存环境;反例:将天然复合林改为人工林,降低生物多样性和生态系统自我调节能力循环生态工程通过系统设计,实现物质循环再生,能量多级利用,则符合循环原理正例:“无废弃物农业”;反例:过度从土地索取导致土地退化、过度依赖化肥导致土壤板结协调生态工程建设时考虑到生物与环境、生物与生物的协调和适应,同时考虑到环境容纳量,则符合协调原理正例:引入适宜当地气候环境的物种;反例:过度放牧导致草原退化整体生态工程遵从自然生态系统规律,设计时注意“各组分比例适当,构成有序的结构”“考虑经济、社会因素”,则符合整体原理正例:整体设计复杂有序的社会—经济—自然复合系统;反例:号召农民进行生态建设,不考虑农民收入问题,导致“前面造林,后面毁林”2|运用生态工程原理设计和分析生态工程实例设计生态工程遵循的原则及原理(1)应当能够体现生态学原理与现代农业技术相结合的原则,合理布设生物组分,利

用自生原理,维持生态工程稳定性。(2)应当充分利用自然界的物质和能量资源,实现物质循环利用,能量多级利用,利用

循环原理,减少废弃物产生,减少环境污染。(3)应当充分考虑当地气候环境特点,合理确定生物的种类和数量,利用协调原理,维

持生态工程的协调与平衡。(4)在遵循生态规律前提下,合理设置各组分比例和结构,并应当充分考虑经济、社

会和生态的综合效益,利用整体原理,构建社会—经济—自然复合系统。不同生态工程需注意的问题(1)农村综合发展型生态工程:核心是沼气工程,优点是实现物质循环,开发可更新资

源,减少环境污染。(2)湿地生态恢复工程:①主要措施:退耕还湖;②主要困难:解决迁出湖区居民的生

计问题。(3)矿区废弃地的生态恢复工程:①改良表土;②种植耐旱的植被;③确定合理载牧

量。

(1)不同的生态工程所依据的原理不完全相同。(2)实现生态经济一定要遵循生态工程的基本原理,如果违背这些原理,会由盛转衰,

最终导致崩溃。(3)一方面,生态工程的恢复作用是有限的,不能误认为只要有了生态工程,就可以

“先污染、破坏,后治理”。另一方面,自然生态系统具有一定的自我恢复能力,我

们在生态工程建设中要合理利用自然生态系统的这种能力。如图为某综合发展型生态工程示意图。请据图回答:(1)生态工程所遵循的基本原理有整体原理、协调原理、循环原理、自生原理。

该工程主要运用了

、

和整体原理。（2）沼气池中的产甲烷菌在生态系统中的地位是

。（3）在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面要考虑当地农民的经济发展等问题。以上做法依据的生态工程原理是

。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

原理。解析

(1)图中该综合发展型生态工程是以沼气工程为中心的物质多级循环利用

工程,该生态工程主要运用了循环原理、整体原理和自生原理。(2)沼气池中的产

甲烷菌可将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物(供生产者重新利用),在该生

态系统中属于分解者。(