高中生物专题5生态工程5.1生态工程的基本原理课件新人教版选修

5．1生态工程的基本原理学习目标知识体系1.简述生态工程的概念，关注生态工程的建设。2.简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。(重点)3.尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。(难点)01探新知自主梳理02破重难讲练互动03固双基当堂达标04课后巩固提升一、关注生态工程建设1．生态工程概念涉及学科

和

等技术手段和方法通过

、调控和

，对已被破坏的生态环境进行

、

，对造成

和

的传统生产方式进行改善结果提高

，促进人类社会和自然环境的特点是一类

、多效益、

的工程体系生态学系统学系统设计技术组装修复重建环境污染破坏生态系统的生产力和谐发展少消耗可持续物质循环环境污染经济效益生态效益传统经济生物资源自然资本可持续发展生态学生态经济3．生态经济的概念(1)原则：“循环经济”。(2)目标：一个系统产出的

，能够成为本系统或者另一个系统的

，从而实现

。(3)手段：

。(4)实质：能够满足我们的需求而又不会危及子孙后代满足其需要的经济。(5)优点：实现“原料—产品—原料—产品”的无废弃物生产体系，实现废弃物的资源化。污染物生产原料废弃物的资源化生态工程二、生态工程所遵循的基本原理1．物质循环再生原理(1)概念：物质能够在各类生态系统中，进行

和

，循环往复，

，从而达到取之不尽、用之不竭的效果。(2)理论基础：生态系统的物质循环。(3)实例——无废弃物农业。“无废弃物农业”即把农业生产中产生的各种

，如粪便、枯枝落叶、河泥等，采用

和

等多种方式，把它们转变为

施用到农田中，改善了

；培育了土壤微生物；实现了

如氮、磷、钾及微量元素的

。(4)没有物质循环的生态系统的危害：会产生废弃物，造成

，并最终影响到生态系统的稳定和发展。区域小循环全球地质大循环分层分级利用有机物堆肥沤肥有机肥料土壤结构土壤养分循环利用环境污染2．物种多样性原理(1)理论基础：生态系统的

。生态系统的抵抗力稳定性的大小取决于生态系统的

能力的大小，而生态系统

能力的大小又取决于生态系统中

的复杂程度。生态系统的

越复杂，其抵抗力稳定性就越高。(2)实例：纯樟子松林、杨树林的

，食物链短，缺少松毛虫、杨树天牛的

，而成片单一的林木又为其提供了丰富的

，因而会导致树林的毁坏。抵抗力稳定性自我调节自我调节营养结构营养结构生物多样性低天敌食物3．协调与平衡原理(1)理论基础：

的协调与平衡。(2)处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑

，又称环境容纳量，它是指某种环境所能养活的生物种群的

数量。生物与环境环境承载力最大4．整体性原理(1)理论基础：

。(如图)社会—经济—自然复合系统(2)合理应用：在进行生态工程建设时，不但要考虑

的规律，更重要的是，还要考虑到

等系统的影响力。(3)意义：只有应用整体性原理，才能统一协调

、

、

之间的关系，保障生态系统的平衡和稳定。自然生态系统经济和社会当前与长远局部与整体开发与环境建设5．系统学和工程学原理(1)系统的结构决定功能原理①理论基础：

优于集中式和环式。②合理应用：生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构，通过改变和

，达到改善系统功能的目的。在

的结构中，一般局部故障，不至于造成整个网络的瘫痪。(2)系统整体性原理①理论基础：整体功能大于部分之和。②合理应用：系统的各组分之间要有

关系，只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的

，并且实现

的效果，即“1＋1＞2”。分布式优化结构分布式适当的比例转换和流通总体功能大于各部分之和

[预习小测]1．想一想“协调”与“平衡”主要指什么？提示：生物与环境协调，强调生物与环境相适应；种群数量与环境承载力要平衡。2．判一判(1)“无废弃物农业”遵循物种多样性原理。()(2)在建设生态农业时，沼气池建立是遵循物质循环再生原理。()(3)根据协调与平衡原理，一个生态系统中生物种群的数量不应超过环境容纳量。()(4)“1＋1>2”体现了生态工程的整体性原理。()(5)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。()(6)在建设生态工程时，既要考虑自然生态系统的规律，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。()×√√×√√

(1)洪灾的发生反映出传统经济发展模式存在什么问题？提示：传统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。(2)石油农业为什么难以满足社会发展的需求？提示：石油农业产生的废弃物和有害物质的数量庞大，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。2．生态农业常见类型(1)人工建立的高产稳产的农业生态系统，做到蚕粪养鱼，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收，如图所示：该生态农业类型为____________。

(2)该生态系统利用农作物发展养殖业，利用废弃物实现物质的循环，保证能量的多级利用，如图所示：该生态农业类型为____________________。提示：(1)桑基鱼塘模式(2)沼气农田立体养殖模式

传统农业、现代农业和生态农业的比较概念优点缺点传统农业简单的种植业不产生严重的环境污染结构简单，能量流动、物质循环水平低，经济效益低现代农业利用石油等提高农作物产量的生产方式大量使用化肥、农药和机械动力，获得较高的经济效益过量施用化肥、农药，严重污染环境生态农业运用生态学原理，建立的综合农业生态体系通过物质多级利用，增加经济效益，净化环境很难经得起较大经济环境和生态环境的冲击1．下列关于生态工程的说法，错误的是(

)A．与传统工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系B．能防止环境破坏和环境污染C．遵循生态系统物质循环规律，能提高能量利用率D．生态工程能解决所有环境问题，可以走“先污染、破坏，后治理”的道路解析：生态工程不能解决所有的环境问题，不能走先污染、破坏，后治理的道路。答案：D2．下列关于生态工程的叙述，不正确的是(

)A．生态工程研究的对象是社会—经济—自然复合生态系统B．“退耕还林”“退耕还草”属于生态工程的内容C．生态工程应遵循“整体、协调、循环、再生”的原则D．实施生态工程的目的是环境保护解析：生态工程研究的对象是社会—经济—自然复合生态系统，其目的不单纯是保护环境，而是要实现社会、经济、自然的协调发展，共同进步。答案：D该图所体现的主要生态工程原理是____________________。

(2)在辽宁西部的章古台地区，最初进行林带建设时，单一种植了大片的樟子松林，由于没有一条昆虫与其天敌相生相克的食物链，使得偶然滋生的松毛虫肆虐一时，很多地方的樟子松因此奄奄一息，甚至成为鸟兽了无踪影的“不毛之地”。同样的原因，前几年仅一种小小的杨树天牛就将宁夏、内蒙古等地的几十亿株杨树毁于一旦。该资料所体现的主要生态工程原理是_______________。提示：(1)物质循环再生原理(2)物种多样性原理(3)协调与平衡原理2．判断生态工程原理的方法(1)如果强调充分利用废弃物，则为____________原理。(2)如果强调生态系统稳定性，则为____________原理。(3)如果强调各成分之间关系，则为____________原理。(4)如果强调社会、经济和自然协调统一，则为____________原理。(5)如果强调整体大于部分之和，则为____________原理。以上所述只是一般规律，如果遇到特殊情况，还要具体分析，一个生态工程也可能涉及多个原理。提示：(1)物质循环再生(2)物种多样性(3)协调与平衡(4)整体性(5)系统整体性

生态工程所遵循的基本原理原理理论基础意义实例物质循环再生原理物质循环可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响“无废弃物农业”物种多样性原理生态系统的稳定性生物多样性程度高，可提高系统的抵抗力稳定性“三北防护林”建设中的单纯林问题；珊瑚礁生态系统的生物多样性问题原理理论基础意义实例协调与平衡原理生物与环境的协调与平衡生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏太湖富营养化问题整体性原理社会—经济—自然复合系统统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题系统学和工程学原理系统的结构决定功能原理：分布式优于集中式和环式改变和优化系统的结构以改善功能桑基鱼塘系统整体性原理：整体功能大于各部分之和保持很高的系统生产力珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系[易错警示]整体性原理≠系统整体性原理(1)整体性原理是指人类处在一个社会、经济、自然复合而成的巨大系统中。建立在对系统成分的性质及相互关系充分了解基础上的整体理论，是解决生态环境问题的必要基础。(2)系统整体性原理属于系统学和工程学原理之一。系统整体性是指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、物质和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。1．在帮助农民发展经济的同时，一定要注意一些实际问题，如“香蕉不宜在北方地区栽种”“苹果树不宜在热带地区栽种”，这主要体现了生态工程的什么原理(

)A．整体性原理 B．协调与平衡原理C．物种多样性原理 D．物质循环再生原理解析：生物只有适应一定的环境才能正常生长，所以“香蕉不宜在北方地区栽种”“苹果树不宜在热带地区栽种”，这主要体现了生态工程的协调与平衡原理。答案：B2．如图表示一种“甘薯＋奶牛＋沼气＋花木＋龙虾＋食用菌”的生态农业模式，下列有关描述正确的是(

)A．图中可以组成的食物链是甘薯藤→奶牛→牛粪B．该生态系统的设计遵循了物质循环再生原理、物种多样性原理等生态学原理C．图中只有生产者、消费者和分解者3种成分D．青贮的目的是通过微生物有氧呼吸，分解甘薯藤中的有机物，有利于奶牛的消化吸收解析：食物链是由生产者和消费者组成的，即甘薯藤→奶牛。生态学原理很多，该生态系统的特点是物质循环利用，即主要利用了物质循环再生原理和物种多样性原理。图中具有生态系统的四种成分：甘薯、花木等属于生产者，沼气池中的微生物、食用菌、底泥中的腐生微生物等都属于分解者，奶牛属于消费者，沼渣属于非生物的物质和能量。甘薯藤青贮就是通过微生物的发酵(无氧呼吸)，将甘薯藤中不容易被奶牛消化吸收的有机物分解为较易吸收的有机物，提高物质和能量的利用率。答案：B

[注重思维表达]1．我国的植树造林运动在世界上规模最大，因而人工林面积占世界首位，请你对我国的植树造林提出建设性意见。提示：植树造林时，要根据生物多样性原理和协调与平衡原理，树种绝不能单一，还要根据当地的气候、土壤等条件，因地制宜地植树。2．你能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗？提示：豆科作物和固氮菌的共生就是一例。固氮菌为豆科作物提供氮素'而豆科作物为其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。2．在20世纪六、七十年代，某地区开展退耕还林生态恢复工程，大规模种植马尾松一个品种，结果遭到松干蚧的毁灭性破坏。这一事例说明，在进行生态工程建设时，必须遵循(

)A．物质循环再生原理 B．物种多样性原理C．协调与平衡原理 D．整体性原理解析：大规模种植马尾松一个品种，物种数量少，生态系统的抵抗力稳定性较弱，容易受虫害的威胁，这种做法违背了物种多样性原理。答案：B3．下列有关生态工程的描述错误的是(

)A．生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系B．我国农民实施的“无废弃物农业”所包含的生态学原理是物质的循环再生C．在林业工程建设时主要考虑的是自然生态系统的规律D．我国南方地区的桑基鱼塘模式体现了系统的结构决定功能的原理解析：在林业工程建设时主要考虑的是整体性原理，进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。除此之外，社会习惯、法律制度等也都对生态工程建设有着重要影响。答案：C4．“三北防护林”工程建设中注意了以下两个问题：树种的生态适应性问题和树种的多样性问题。这分别体现了生态工程的哪个原理(

)A．系统学原理和物种多样性原理B．协调与平衡原理和物种多样性原理C．整体