【高中生物】2023-2024学年苏教版选择性必修二 生态工程的基本原理 课件

第1课时

生态工程的基本原理目标素养1.通过学习、分析生态工程的概念,关注生态工程建设,建立局部与整体观、生物与环境协调发展观。2.通过学习生态工程的原理及比较各原理的内容,培养比较、归纳等能力。3.能运用生态工程原理分析生态环境问题,并能提出解决对策,形成社会责任意识。知识概览一、关注生态工程建设1.生态工程概念(1)原理和方法:应用

生态学

和

系统学

等学科的基本原理和方法。(2)任务: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

。(3)结果: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。(4)技术手段:系统工程技术或综合工艺过程。

2.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。

3.突出特点与传统的工程相比,生态工程是一类少消耗、多效益、

可持续

的工程体系。

微训练1下列关于生态工程的叙述,错误的是(

)A.它是一类无消耗、多效益的工程体系B.追求经济与生态的双赢C.实现废物资源化的良性循环D.实现了能量的多级利用答案:A解析: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。二、生态工程所遵循的基本原理1.自生(1)概念:由生物组分产生的

自组织

、自我优化、

自我调节

、自我更新和维持就是系统的自生。

(2)实施措施。①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。

②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。

2.循环(1)含义:循环是指在生态工程中促进系统的物质

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

。

(2)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。

3.协调(1)在进行生态工程建设时,

生物与环境

、生物与生物

的协调与适应也是需要考虑的问题。

(2)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

。

4.整体:(1)几乎每个生态工程都是具有多组分、复杂结构及综合功能的系统,这样的复杂系统建设必须以

整体观

为指导。

(2)措施①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。

②人类处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统中。进行生态工程建设时,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。

(3)

社会习惯

、

法律制度

等也对生态工程建设有着重要影响。只有应用

整体原理

,才能统一协调当前与长远、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和稳定。

微思考观察桑基鱼塘模式图,分析其特点和遵循的生态工程原理。提示:桑基鱼塘是人工建立的高产、稳产的农业生态系统,做到了蚕粪养鱼,鱼粪肥塘,塘泥肥田、肥桑,从而获得了稻、鱼、蚕茧三丰收,使废物资源化,提高了能量利用率,减少了环境污染。遵循的生态工程原理是循环。微判断1.生态工程是一类多消耗、多效益、可持续发展的工程体系。(

)2.“无废弃物农业”遵循生态工程的自生原理。(

)3.生态系统的协调原理,需要考虑环境容纳量。(

)4.建设“社会—经济—自然复合系统”遵循生态系统的整体原理。(

)5.生态工程各个原理之间是独立的、互不联系的。(

)××√√×微训练2自然林区内的马尾松一般不容易发生虫害,但在一些人工马尾松林中,却常常会发生严重的松毛虫危害。你认为上述现象最可能与下列哪项原理有关?(

)A.循环原理 B.协调原理C.整体原理 D.自生原理答案:D解析:单一品种的人工马尾松林不稳定,易受破坏;物种繁多而复杂的生态系统中,不同种群之间形成互利共存关系,具有较高的抵抗力稳定性,从而有助于生态系统维持自生能力。因此在进行生态工程建设时,必须遵循自生原理。生态工程所遵循的基本原理问题探究珠江三角洲的农民充分利用自然条件,建立了当地特有的农业生态系统的良性循环模式:蔗基鱼塘和桑基鱼塘。下图是蔗基鱼塘和桑基鱼塘的模式图。1.从能量流动角度分析,建立这一生态系统的目的是什么?提示:使生产者固定的能量持续高效地流向对人类最有益的部分。2.该生态系统把桑基鱼塘与蔗基鱼塘有机地组合在一起,优化了系统结构,实现了多种收入。这主要遵循了生态工程的哪些基本原理?提示:协调原理和整体原理。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,生态工程除了考虑生态学、工程学原理,还需要关注什么?提示:生态工程需要根据工程的目的,以及当地自然、社会和经济的情况,从系统的不同角度综合考虑问题。因此,不但要考虑生态学原理,而且要考虑经济和社会的实际状况,通过系统学、工程学的设计,在充分利用自然的基础上,考虑节省投资和维护成本,提供务实、可持续的解决方案。4.一般来说,生态工程的主要任务是什么?提示: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。归纳总结1.基本原理的比较原理理论基础意义实例自生生态系统的稳定性(自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持)提高了生物多样性程度,有助于生态系统维持自生能力湿地生态工程建设有效选择生物组分、合理布设,并创造有利条件原理理论基础意义实例循环物质循环使前一环节产生的废物尽可能地被后一环节利用,减少了整个生产环节“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平衡生物数量不超过环境承载力的限度,可避免系统的失衡和破坏西北地区的防护林建设出现的问题原理理论基础意义实例整体社会—经济—自然构成的复合系统统一协调当前与长远、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和稳定林业工程建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题2.常见生态工程实例中所遵循的原理(1)无废弃物农业——遵循循环原理。(2)在人工林中增加植被层次——遵循自生原理。(3)水体富营养化引起大面积水华——违背自生原理和协调原理。(4)前面造林,后面砍树——违背整体原理。(5)草原确定合理载畜量,不能过度放牧——遵循协调原理。(6)单一人工林比天然混合林稳定性低,易爆发虫害——违背自生原理。(7)湿地的破坏,水体的污染——违背自生原理。(8)引种时考虑是否适应环境——遵循协调原理。(9)在进行林业生态工程建设时,既号召农民种树又要考虑农民生活问题——遵循整体原理。规律总结

判断生态工程原理的方法

(1)如果强调充分利用废弃物,则为循环原理。

(2)如果强调生态系统稳定性,则为自生原理。

(3)如果强调生物与环境、生物与生物之间的关系,则为协调原理。

(4)如果强调生态、社会和经济协调统一,则为整体原理。

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。典例剖析【例题】

党的二十大报告提出,必须牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念。因此生态经济的重要性日益增显。下列有关叙述错误的是(

)A.生态经济所遵循的主要原则是循环经济B.生态工程的特点是少消耗、低效益、可持续C.“无废弃物农业”遵循的基本原理是循环原理D.沼气池工程充分利用了循环原理答案:B解析:生态经济的主要原则是循环经济。生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。“无废弃物农业”主要是变废为宝,基本原理是物质循环再生。沼气池工程能充分利用物质,这遵循了循环原理。学以致用生态系统内即使某个物种由于某种原因死亡,也会很快有其他物种占据它原来的生态位,从而避免了生态系统结构或功能的失衡。这体现了生态工程的(

)A.协调原理 B.自生原理C.循环原理 D.整体原理答案:B解析:一个生态系统的生物种类越多,营养结构越复杂,生态系统的抵抗力稳定性就越高,因为生态系统内即使某个物种由于某种原因死亡,也会很快有其他物种占据它原来的生态位,从而避免了生态系统结构或功能的失衡,这体现了生态工程的自生原理。1.下列有关生态工程的原理和事例,错误的是(

)

选项有关事例相关的生态工程原理A“无废弃物农业”遵循循环原理B在人工林中增加植被的层次遵循协调原理C某湖中凤眼蓝疯长,破坏水体生态系统违背协调原理D前面造林,后面砍树违背整体原理答案:B

解析:“无废弃物农业”遵循了循环原理,A项正确。在人工林中增加植被的层次遵循了自生原理,B项错误。某湖中凤眼蓝疯长,破坏了水体生态平衡,违背了协调原理,C项正确。前面造林,后面砍树,违背了整体原理,D项正确。2.下图表示一种“甘薯+奶牛+沼气+花木+龙虾+食用菌”的生态农业模式。下列有关叙述正确的是(

)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循环原理、自生原理等生态学原理C.图中只有生产者、消费者和分解者这三种成分D.青贮的目的是通过微生物的有氧呼吸,分解甘薯藤中的有机物,有利于奶牛的消化吸收答案:B解析:食物链是由生产者和消费者组成的,即甘薯藤→奶牛。生态学原理有很多,该生态系统的特点是物质循环利用,即主要利用了循环原理和自生原理。题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。将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。3.在建设生态工程时,可从我国传统农业的无废弃物模式中借鉴的是(

)A.物质的分层多级利用

B.能量的单向流动C.培育优良的果树品种

D.大力发展畜牧养殖业答案:A解析:无废弃物模式就是要“变废为宝”,实现物质的分层多级利用,提高能量的利用率。4.回答下列与生态工程有关的问题。(1)一般来说,生态工程的主要任务是对

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的和谐发展。与传统的工程相比,生态工程是一类少消耗、多效益、

的工程体系。

(2)生态工程所遵循的基本原理有循环、协调、

和自生等原理。人畜粪便用于农作物的生产主要符合_______原理;连年种植单一品种造成病虫害爆发主要违反了_______原理。

(3)“畜—沼—果”是我国一种常见的生态农业模式,以沼气为纽带,带动畜牧业、林果业等相关农业产业共同发展。该生态农业中的所有生物共同组成了

(填“生态系统”“群落”或“种群”);该生态农业模式能实现能量的