【课件】4.3.1生态工程的基本原理课件高二上学期生物人教版选择性必修2

第4章第3节生态工程

生态工程的基本原理经济发展和环境保护的协调在1972年出版的《增长的极限》一书中，作者们得出了这样的结论：

“假如现有的世界人口，工业化，污染，食物生产以及资源耗减的趋势不做改变，那么我们这颗星球的增长极限将在未来100年内的某一时刻到来，其最有可能的结局将是人口和工业产值突然且无法遏制的下滑。”阅读课本，思考下列问题什么是生态工程？生态工程的目的是什么？生态工程有哪些特点？生态工程建设主要遵循哪些原理？你如何理解这些原理。生态工程概念

生态工程是指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＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿，或对已被破坏的生态环境进行＿＿＿、＿＿＿，从而提高生态系统的＿＿＿或＿＿＿＿＿，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。目的：遵循＿＿＿规律，充分发挥资源的＿＿＿＿，防止＿＿＿＿，达到＿＿效益和＿＿效益的同步发展。特点：少消耗、多效益、可持续。生态工程所遵循的基本原理生态工程以＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿为基础，遵循＿＿、＿＿、＿＿、＿＿等生态系基本原理。自生原理

自生：由生物组分产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持。有效选择生物组分并合理布设（能否形成自组织能力的基础条件）。要维持系统的自生，就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。自生需要条件生命系统的形成是自组织的结果组织力来自系统内部的是自组织，组织力来自系统外部的是他组织。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，由低级有序到高级有序的过程，就是自组织。人造事物都是他组织过程，但不论构造何种人工系统，都要遵循一定的自组织规律，都是仿照自组织系统而进行的。自然生态系统具有很强的自生能力1953年朝鲜战争停战后，南北双方以北纬38°为停火线，沿线两侧大约500km2为非军事区，这里的地表经过战争浩劫，几乎没有生物存在。几十年来，由于基本没有人类活动，这里恢复了完全的口然状态。河水清澈、森林茂盛、物种繁多,还出现了多种被认为早已在朝鲜半岛灭绝的动物,如棕熊。有科学家评论说：“全世界只有在这个地方，由于3000年以来的农耕文明突然终止，原始物种可在没有人类干扰的情况下自由发展，这个地区的生态恢复情况大大超过了人类所有生态建设所能达到的水平。”循环原理

循环：促进系统的物质迁移、转换，实现资源多层次、循环利用。减少整个环节的“废物”产生。生态系统中的一些资源是有限的。“无废弃物农业”示意图我国古人的生态智慧有人说，过度从土地索取导致土地退化，是有些古文明中断的一个重要原因。我国几千年的农业发展没有出现这一问题，这是中华文明数千年延续不断的条件之一。你认同这一观点吗？请查找资料，对这一观点作出评析。提示：历史上美索不达米亚、小亚细亚等地居民毁林造田，使那里成为不毛之地。而中华文明在“天人合一”“道法自然”等生态智慧和“仁民爱物”“民胞物与”等生态伦理的指导下，生生不息、源远流长。协调原理

协调：生物与环境、生物与生物的协调与适应。因地制宜。需要考虑环境容纳量，避免利用过度引起系统生态失衡和破坏。防护林建设需要依据当地环境选择合适树种从协调原理出发，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？提示：我国西部地区缺雨干早，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。整体原理

整体：复杂系统建设需要整体观。生态系统是一个有机的整体。通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。自然—经济—社会复合系统。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与稳定。思考讨论：分析生态工程案例中的原理和应用尝试画出桑基鱼塘中的食物链？答案：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。思考讨论：分析生态工程案例中的原理和应用桑基鱼塘应用了生态工程的哪些基本原理？自生：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，形成了可以自我维持的有序的整体。循环：“陆基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙喂鱼、塘泥培桑”这样的农业生产模式维持着高效的物质循环。协调：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的气候；四大家鱼混养充分利用了群落的空间结构：桑叶饲蚕，利用了种间关系，但养殖的蚕的数量没有多到危及桑的存活；等等。整体：桑基鱼塘在设计时，陆地与水面配比合理，各组分的搭配与比例适当，结构有序，形成了一个不可分割的整体；桑基鱼塘将原本割裂的生产系统优化组合，能够发展多种经营，为农民创造收入,是结构优化的“社会一经济一自然复合系统”。思考讨论：分析生态工程案例中的原理和应用当桑叶价格高，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，生态工程除了要考虑生态学、工程学原理，还需要关注什么？答案：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。(1)若想提高生态系统的自生能力，一般要尽量提高生物多样性程度()(2)只要布设好生态系统的生物成分，生态系统的自生功能就能得以维持()(3)进行生态工程建设时，仅需考虑自然生态系统的规律()(4)在建设生态农业时，沼气池建立是遵循循环原理()(5)整体原理，只考虑自然系统的规律，所有的人类活动必须完全以生态系统的稳定为核心()××√×概念辨析√第4章第3节生态工程

生态工程的实例农村综合发展型生态工程问题：突出矛盾是人多地少。对策：建立农村综合发展型生态工程。青贮饲料湿地生态恢复工程问题：由于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，从而导致局部气候恶化，地下水位下降，生物多样性降低、迁飞鸟类绝迹等。对策：采用工程学和生态学措施相结合的方法，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。丹顶鹤栖息地矿区废弃地的生态恢复工程问题：矿藏开采后会造成山体、土壤和植被，及至整个地区生态系统的破坏；还可能产生严重的重金属污染。对策：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，关键在于植被恢复，以及植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建。露天矿厂生态工程发展前景不足：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。有些设计缺乏高科技含量，生态系统的调控缺乏及时准确的检测技术的支持，缺乏理论性指导。现状：我国的生态危机，已经不单纯是环境污染问题，而是人口激增、环境与资源破坏、能源短缺等问题结合在一起的并发症。将来：一定能“望得见山，看得见水，记得住乡愁”。(1)生态工程是无污染、多效益的工程()(2)在应用植物修复技术治理重金属污染的土壤时，需选择符合要求的植物，这遵循整体的原理()(3)矿区废弃地生态恢复工程的关键是优先选择农作物以提高经济效益()(4)在进行生态工程建设时，应积极利用自然生态系统的自生能力，节省