4.3 生态工程课件高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2

4.3生态工程1.概述生态工程的概念，关注生态工程的建设。2.概述生态工程的基本原理，举例说出自生、循环、协调和整体原理的主要内容。学习目标3.通过分析和评价生态工程的实例，说出这些实例所运用的生态工程基本原理。4.通过评述生态工程的发展前景，增强生态文明意识。问题探讨在2008年北京奥运会的筹办过程中，奥林匹克森林公园是一个重要建设项目。公园所在地原来主要是普通村落和农田。2002年招标设计，2005年开工建设，2008年建成。公园建设坚持“绿色奥运”的理念，充分利用了原有地貌和植被，采用了营造近自然林系统、废物资源循环利用等多项生态技术。例如，公园的水系建设采用了雨水收集、污水利用、中水净化、智能化灌溉和生态防渗等环保技术。1.农田弃耕后，在自然状态下也可以演替为森林，为什么还要人工造林呢？2.

为什么要先做森林公园的整体设计再开工呢？可以缩短建设周期，在较短时间内获得生态效益。保证工程建设的合理性和可实施性，也可以有效控制建设成本和后续维护成本，避免时间和资源的浪费，提高生态效益。3.

公园建设为什么要充分利用原有的地貌和植被，营造近自然林系统呢？充分利用原有的地貌和植被有利于该公园的可持续发展，并且会减少人力和物力的投入。自学指导一阅读课本p98—100，并思考完成以下问题：1.生态工程的概念、原因、目的、优点？2.生态工程的基本原理及内容、实施措施？1.生态工程提出的背景全球生态环境危机人类可持续发展受到影响解决环境与经济的协调发展生态工程人口增长人类活动导致导致需要需要一、关注生态工程建设2.概念人类应用____________________的基本原理和方法，对人工生态系统进行________________，或对已被破坏的生态环境进行了__________，从而____________________或____________，促进人类社会和自然环境的和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程。分析、设计和调控生态学和系统学等学科提高生态系统的生产力修复、重建改善生态环境一、关注生态工程建设3.原因毁林种地，围湖造田，大量使用化肥、农药等农业生产方式，以及工业的迅猛发展，正在消耗大量的自然资源。4.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。5.优点是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。生态工程是可持续发展的重要手段。二、生态工程所遵循的基本原理

生态工程以生态系统的_______、_________功能为基础,

遵循_____、_____、_____、_____等生态学基本原理。自组织自我调节整体循环协调自生1.自生在生态系统中由生物组分而产生的自组织、

、自我调节、

。（1）内容自我优化自我更新和维持一个系统在没有外界信息指令的作用下，自发地由无序发展到有序，由低有序到高有序的发展过程，就是自组织。星球的诞生，自然生态系统的形成都是自组织的结果。二、生态工程所遵循的基本原理（2）理论基础生态系统的自我调节能力。能够进行新陈代谢、再生更新生物之间通过各种相互作用(特别是种间关系)进行自组织生物本身生物之间实现系统结构与功能协调，形成有序整体自我维持（3）实施措施①在生态工程中有效选择生物组分并合理布设。应尽量提高生物多样性例：在湿地生态系统中，选择污染物净化能力较强的多种水生植物。考虑这些植物各自生态位差异，以及它们之间的种间关系，通过合理设计，使这些物种形成互利共存的关系。②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）内容（2）理论基础指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化，既保证各个环节物质迁移顺畅，也保证主要物质或元素的转化率高。生态系统的物质循环功能。通过设计，实现不断循环，使前一个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）实施措施（4）优点实现物质多级循环利用，废弃物资源化，减少污染。（5）实例无废弃物农业传统经济≠生态经济1.传统经济是大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式，

不注重生态环境的保护，经济的发展以巨大的生态环境

破坏为代价。2.生态经济实现了“原料—产品—原料—产品”的生产体系，是实现了废弃物资源化的循环经济。具有少消耗、多效益、可持续的特点。3.协调（1）

内容考虑

、

的协调与适应。生物与环境生物与生物（2）理论基础（3）实施措施①考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应。②考虑环境容纳量。适应，长期自然选择的结果。例如：我国西北一些地区年降水量小于450mm，只适宜种植灌木和草本植物，但曾被硬性规定种植乔木类杨树。

由于环境不利于杨树生长，这里的杨树长得十分矮小，枯枝很多，半死不活，远不如当地树种那样有较高的生态适应性，导致这一地区种植的防护林成了残败的“灰色长城”。4.整体（1）

内容（2）理论基础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，复杂系统建设必须以

整体观为指导。整体原理社会-经济-自然是一个复合系统生态系统是一个有机的整体系统的整体功能大于各成分功能之和需要遵循（3）实施措施①生态系统是一个有机的整体各组分要有适当的比例，构成有序的结构②社会-经济-自然是一个复合系统把生态与社会、经济结合起来（4）意义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、开发建设与环境保护之间的关系,保障生态系统的平衡和稳定。生产成本消费效益经济系统政策管理科学文化社会系统植物微生物动物非生物因素自然系统理论基础意义实例自生自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持实现系统结构和功能的协调，形成有序的整体湿地生态工程建设有效选择生物组分、合理布设，并创造有利条件循环物质循环通过系统设计实现循环，使前一环节产生的废物尽可能被后一环节利用，减少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适应生物数量不超过环境承载力，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整体社会、经济、自然构成的复合系统统一协调各种关系，保障生态系统的平衡和稳定林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题习题巩固①沼气池——遵循了______原理②在人工林增加植被层次——遵循了_______原理③“落红不是无情物，化作春泥更护花”——体现了______原理④前面造林，后面砍树——违背了_____原理⑤草原确定载畜量，不能过度放牧——遵循______原理⑥湿地破坏——违背了______原理⑦减少污水排放，治理湖泊——遵循了______原理⑧引入物种时考虑是否适应环境——遵循______原理⑨引入水葫芦泛滥，导致多数生物死亡——违背了_____原理和_____原理循环自生循环整体协调自生自生协调自生协调写出下列例子主要涉及到的生态工程原理例1

（2022·武汉期中）在设计某地人工生态林时，某同学提出以下观点：①尽量增加适合在当地生长的树木种类；②可选择经济价值较高的树种。上述观点主要遵循的生态工程基本原理是(

)

。DA.自生原理、协调原理

B.循环原理、整体原理C.协调原理、循环原理

D.自生原理、整体原理对点练1

（2022·襄阳期中）我国珠江三角洲地区为充分利用土地，创造了一种挖深鱼塘、垫高基田、塘基植桑、塘内养鱼的高效人工生态系统——桑基鱼塘。下列关于桑基鱼塘的说法，错误的是(

)

。A.桑基鱼塘中生物组分通过合理布设，互利共存，遵循了自生原理；陆基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙喂鱼、塘泥培桑，遵循了循环原理B.桑树和甘蔗适应我国南方温暖湿润的气候，遵循了协调原理；鱼塘中四大家鱼混养充分利用了群落的空间结构，遵循了整体原理C.与改造前的传统耕作方式相比较，桑基鱼塘的生产方式具有减轻水患、提高经济效益、减少环境污染等优点D.该生态系统与一般的自然生态系统相比较，抵抗力稳定性较低，需要人们不断地输入物质与能量B三、生态工程的实例1.农村综合发展型生态工程（1）问题人多地少，资源有限（2）实例北京郊区的某村以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程①作物秸秆用来生产食用菌和饲料。②饲料用于喂养畜禽。③人、畜粪尿作为原料生产沼气。④沼液用于水产养殖。⑤沼渣用于为有机农产品——“无公害蔬菜”施肥和喂养畜禽。⑥畜禽、鱼、螺、谷物、饲料等加工品也可到市场上出售。2.湿地生态恢复工程（1）湿地的作用具有蓄洪防旱，调节区域气候，控制土壤侵蚀，自然净化污水，为迁飞鸟类和其他多种动植物提供栖息地，以及为人们提供休闲娱乐的环境等功能。（2）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。此外，湿地的环境污染、生物资源的过度利用等，会导致湿地生态系统严重退化。（3）对策废水处理、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。①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。②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。2.湿地生态恢复工程（4）实例厦门筼(yún)筜(dāng)湖生态恢复工程（5）利用的原理主要原理及对应的内容引潮入湖、输送新鲜海水、西水东调等措施，湖水水质显著改善。——________原理在废水处理中，实现物质的迁移与转化，使前一环节产生的废物尽可能地被后一环节利用。——________原理根据原湿地中物种的分布情况引入动植物

——_____原理建立缓冲带，减少人类的干扰、依靠其自然演替等机制恢复其生态功能——_________原理循环协调自生自生3.矿区废弃地的生态恢复工程（1）问题①山体、土壤和植被乃至整个地区生态系统被破坏；②极端恶劣的土地条件，会阻碍植被的生长；③规模巨大的采矿业，对土地景观造成巨大影响，产生严重重金属污染。（2）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。恢复矿区生态环境，首先要通过机械方法平整压实土地，人工制造表土；然后，在人造表土上，植树种草。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。（3）实例赤峰市元宝山矿区生态恢复工程（4）利用的原理主要原理及对应的内容人工进行地表覆盖、植被恢复——________原理根据环境引入当地土著物种——_______原理搞好矿区经济的同时，实现自然生态系统的恢复______原理自生协调整体四、生态工程的发展前景1.我国生态工程存在的问题（1）缺乏定量化模型的指导，难以像“精确农业”那样设计出标准化、易操作的生态工程样板。（2）有些设计缺乏高科技含量。（3）生态系统的调控尚缺乏及时准确的监测技术的支持。（4）缺乏理论性指导。在肯定生态工程的作用，特别是看到它在恢复、重建受损生态环境方面发挥重要作用的同时，不要忘记大自然固有的强大的生态恢复力量，更不能误认为只要有了生态工程，就可以走“先污染、破坏，后治理”的老路。四、生态工程的发展前景2.我国目前面临的生态危机及对策（1）危机:人口激增、环境与资源破坏、能源短缺等问题。（2）对策:发挥生态工程建设的作用，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.我国政府的态度中华民族传承古老的天人合一理念，在发展中尊重自然、顺应自然、保护自然。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。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。例2

下列关于生态工程的问题和对策的理解，正确的是(

)

。CA.建立农村综合发展型生态工程，是解决我国人多地少问题的唯一途径B.湿地生态恢复工程会加剧人多地少的矛盾，对人类发展不利C.矿区废弃地的生态恢复的关键在于植被的恢复以及所必需的土壤微生物群落的重建D.只要各种生态工程技术发展成熟，我们完全可以走“先污染，后治理”的老路对点练2

目前我国在矿产资源开发中，坚持“谁污染、谁治理”“谁破坏、谁恢复”的原则，建立健全矿区生态环境恢复治理的责任机制。下列关于矿区废弃地生态恢复的叙述，正确的是(

)

。DA.矿石的开采只会破坏生态环境，不会产生其他危害B.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C.矿区废弃地生态恢复的关键是尽可能依靠自然演替恢复其生态功能D.恢复矿区生态环境，首先要通过机械方法平整压实土地，人工制造表土

“海绵城市”是一种城市生态工程模式，是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。右图为“海绵城市”模式图。（1）建设“海绵城市”的一个通常做法是做到雨水回收利用，城市蓄水池内不仅安装了现代化的雨水净化系统，还种植了许多水生植被辅助净化，这些植物的引种需遵循______原理。建设“海绵城市”的目的之一是扩大公共产品有效投资，提高新型城镇化质量，促进人与自然和谐发展，这体现了______原理。协调整体（2）根据生态工程方面的内容，请你列举出城市垃圾的处理办法：___________________________________________________________________________（写出2点）。

垃圾分类处理后资源化利用；改露天放置为掩埋处理，地表种植植物；引入分解者（3