【生物】生态工程第一课时精美课件 2023-2024学年高二生物人教版2019选择性必修2

第4章

人与环境第3节

生态工程（第一课时）目标010203举例说出生态工程的实例，说出这些实例所运用的主要生态工程原理(科学思维)初步形成自生、循环、协调、整体的观点，树立可持续发展的观念。(生命观念)尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。(社会责任)

学习目标北京冬奥会场馆环保设计你知道多少？北京冬奥会场馆为什么要考虑环保？设计过程又要考虑哪些因素？

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。

林匹克森林公园（视频）问题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？

弃耕的农田在自然状态下演替为森林需要经过数十年甚至更长的时间，而利用生态工程原理进行人工造林，可以缩短建设周期，在较短时间内获得生态效益。问题2：为什么要先做森林公园的整体设计再开工呢？情境视频一

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。

林匹克森林公园（视频）问题2：为什么要先做森林公园的整体设计再开工呢？情境视频一

对森林公园先进行整体设计利用了生态工程的基本原理，以生态系统的自组织、自我调节功能为基础，遵循生态系统自生、循环、协调和整体的基本原理，充分发挥资源的生产潜力，既防止了环境的污染，又达到了经济效益和生态效益的同步发展。问题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？

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。

林匹克森林公园（视频）情境视频一问题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？

公园建设充分利用原有的地貌和植被，营造近自然林系统是利用了生态工程自生的原理和协调的原理，充分考虑原有生物组分布局和它们生长、发育、繁殖及形成共存互利关系等条件，通过系统的自组织、自我优化、自我调节、自我更新维持系统的稳定。问题4：通过以上学习，请同学们思考生态工程提出的背景是什么？目录CONTENTS生态工程所遵循的基本原理2/关注生态工程建设1/01

关注生态工程建设人口增长人类活动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与协调发展生态工程导致导致需要需要一、关注生态工程建设（一）生态工程提出的背景：石油农业一、关注生态工程建设（二）生态工程概念：生态工程是人类学习自然生态系统"智慧"的结晶，是生态学、工程学、系统学、经济学等学科交叉而产生的应用学科。生态工程旨在解决环境与经济发展协调问题。生态工程建设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。建设原因少消耗多效益可持续优点毁林种地、围湖造田、大量使用化肥、农药等农业生产方式,正在消耗大量的自然资源。实战训练

1.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、自生”的原则D.实施生态工程的目的是环境保护02

生态工程所遵循的基本原理合作探究一：请同学们自主阅读教材P99-102，小组合作思考讨论完成问题。

二、生态工程所遵循的基本原理1.生态工程所遵循的基本原理的种类、理论基础、意义、实例。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整体循环自生协调1.概念：二、生态工程所遵循的基本原理（一）自生：由

而产生的___________、___________、___________、自我更新和维持就是系统的自生。生物组分自我优化自我调节自组织（2）理论基础：生态系统的自我调节能力（3）措施：①有效选择并合理布设生物组分②创造利于生物的条件这是系统或工程能否形成自组织能力的基础条件适当提高生物多样性4.实例：二、生态工程所遵循的基本原理（一）自生：湿地修复应选择净化能力较强的多种水生植物考虑这些植物各自的生态位差异考虑这些植物各自的种间关系通过合理的人工设计，使这些物种形成互利共存的关系4.实例：二、生态工程所遵循的基本原理（一）自生：以太阳能为动力，驱动水质循环，进行生态恢复，改善水质二、生态工程所遵循的基本原理（二）循环：1.概念：指在生态工程中______________________，既保证_____________________，也保证____________________________。促进物质的迁移与转化各环节物质迁移顺畅主要物质或元素的转化率高物质储存空间的改变物质存在形式的改变（2）理论基础：生态系统的物质循环功能（3）具体做法：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。“无废弃物农业”物质循环再生示意图二、生态工程所遵循的基本原理（二）循环：4.实例：

无废弃物农业我国古代先民依靠“无废弃物农业”保证了土壤的肥力，改善了土壤结构，培育了土壤微生物，实现了土壤养分如氮、磷、钾及微量元素的循环利用，因此，几千年来，土地一直维持着生产能力。实现物质的多级循环利用，废弃物资源化，减少污染。问题5：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。二、生态工程所遵循的基本原理4.实例：

无废弃物农业问题5：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。（二）循环：认同：历史上美索不达米亚、小亚细亚等地居民毁林造田，使那里成为了不毛之地，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；古代施肥二、生态工程所遵循的基本原理（三）协调：1.概念：考虑

、

的协调与适应。生物与环境生物与生物2.措施：适应（1）考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应。我国西北地区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。平衡（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。二、生态工程所遵循的基本原理（三）协调：3.实例：失败案例例如，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的杨树。由于环境不利于杨树的生长，这里许多杨树长得十分矮小，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，导致一些地区种植的防护林成了残败的“灰色长城”。过度放牧导致草场退化二、生态工程所遵循的基本原理（三）协调：问题6：从协调原理出发，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？我国西部地区缺雨干旱，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(环境容纳量)。4.意义：生物数量不超过环境承载力，避免系统的失衡和破坏整体原理遵从自然生态系统的规律,各组分之间要有适当的比例考虑经济和社会的影响力“绿色”的经济系统“宜居”的社会系统“生态”的自然系统社会-经济-自然复合系统生产成本消费效益植物动物微生物非生物的因素政策管理科学文化二、生态工程所遵循的基本原理（四）整体：1.基本原理：2.意义：统一协调各种关系，保障生态系统的平衡和稳定。二、生态工程所遵循的基本原理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实战训练

2.写出下列例子主要涉及到的生态工程原理实战训练

3.某生态工程的设计过程中，四位工程师依次表达了自己的设计理念。甲：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。乙：进行生态工程建设时，需要处理好生物与生物、生物与环境的平衡与适应，需要考虑环境容纳量。丙：生态工程建设时，应尽量提高生物多样性的程度，构建复合群落，有效选择生物组分并合理布设。丁：通过系统设计，使前一环节产生的废物尽可能被后一环节利用，以减少整个生产环节中废物的产生。实战训练

请问甲、乙、丙、丁四位工程师的理念分别体现了什么原理？A.整体、协调、自生、循环B.整体、自生、协调、循环C.循环、协调、自生、整体D.循环、自生、协调、整体二、生态工程所遵循的基本原理分析生态工程案例中的原理和应用思考.讨论尝试画出桑基鱼塘中的食物链23

1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做桑树肥料，而不是喂鱼。由此可以看出，生态工程建设除了要考虑生态学、工程学原理，还需要关注什么？合作探究一：请同学们自主阅读教材P102-103小组合作思考讨论完成问题。

桑基鱼塘应用了生态工程的哪些基本原理？二、生态工程所遵循的基本原理二、生态工程所遵循的基本原理分析生态工程案例中的原理和应用思考.讨论桑叶鱼塘甘蔗糖渣糖蚕蚕蛹丝桑树塘泥塘泥蚕排泄物鱼塘鱼塘问题7：尝试画出桑基鱼塘中的食物链桑树→蚕甘蔗→人甘蔗→猪→人浮游植物→鱼浮游植物→浮游动物→鱼问题8：桑基鱼塘应用了生态工程的哪些原理？二、生态工程所遵循的基本原理问题8：桑基鱼塘应用了生态工程的哪些原理？①“陆基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙喂鱼、塘泥培桑”主要遵循了________原理；②“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气候”主要遵循了________原理；③“在设计桑基鱼塘时，要考虑合适的陆地与水面的配比”主要遵循了_______原理；④“四大家鱼混养模式，通过合理布设，让各种鱼类都有生存的机会和空间”主要遵循了________原理。循环协调整体自生二、生态工程所遵循的基本原理分析生态工程案例中的原理和应用思考.讨论桑叶鱼塘甘蔗糖渣糖蚕蚕蛹丝桑树塘泥塘泥蚕排泄物鱼塘鱼塘问题9：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，生态工程建设除了要考虑生态学、工程学原理，还需要关注什么？还需关注经济学原理，要达到经济效益和生态效益的同步发展实战训练

4．下列关于生态农业的叙述，不正确的是（

）A．作物“轮种”不仅可以恢复或提高土壤肥力，还可避免某些虫害的大发生B．农作物秸秆“过腹还田”，实现了物质的良性循环和多途径利用C．生态农业中巧设食物链，提高了能量的传递效率，使物质和能量得到有效利用D．以虫治虫、以菌治虫的措施能够实现少用甚至不使用有害农药实战训练

5．下列关于人与环境的叙述说法错误的是（

）A．周末返校选择搭乘校车属于低碳交通，能使人类的生态足迹减小B．在湿地生态恢复工程中，建立缓冲带主要是为了减少人类的干扰C．国家森林公园能调节区域气候，体现了生物多样性的直接价值D．生态工程建设时考虑环境承载力，体现了生态工程的协调原理实战训练

6．某农药厂旧址经改造建成绿色环保公园。相关叙述错误的是（）A．建立灯光警示隔离带（污染越重灯光颜色越深）隔离市民B．向农药污染土壤接入微生物、土壤小动物充当分解者C．选择种植药物耐受性植物，主要遵循协调等生态学原理D．通过实现改造区内的物质循环，避免对周围居民的不良影响实战训练

7．为践行“长江大保护”，保护长江宜昌段生物多样性，近年来宜昌积极推动生态修复和库岸综合整治等三大工程，认真落实“十年禁渔”等相关保护计划。如今，长江宜昌段天更蓝水更绿，许久未见的江豚也频繁“露脸”了。下列叙述正确的是（

）A．对生物资源合理开发利用遵循了生态工程的“循环”原理B．建立动植物繁育基地是对生物多样性最有效地保护措施C．“长江大保护”的有效实施可有效提高江豚的环境容纳量D．“多吃蔬菜少吃肉”不仅有益健康，还可以增加个人的生态足迹实战训练

8．芦苇可作为造纸、建材等工业原料，根部可入药。种植芦苇所形成的良好的湿地生态环境，能调节气候，涵养水源。下列叙述错误的是（

）A．芦苇的用途体现了生物多样性的直接和间接价值B．芦苇的垂直结构可为鸟类提供栖息空间和食物条件C．发展芦苇生态产业需要考虑生态工程的循环和整体原理D．研究芦苇的生态位通常需要研究其种群密度、植株高度等特征实战训练

9．绵亘万里的三北防护林工程已构筑起一道抵御风沙、保持水土、护农促牧的绿色防线，成为生态文明建设的重要标志性工程、全球生态治理的成功典范。下列说法正确的是（

）A．三北防护林多样性的直接价值明显大于间接价值B．选择适合当地环境的树种种植符合生态工程的整体原理C．三北防护林工程可以改变当地群落演替的方向和速度D．三北防护林的自我调节能力往往强于热带雨林实战训练

10．科学家在黄河流域盐碱地地区开创了“上粮下藕、藕鱼套养、鸭鹅混养”的立体种养模式。在盐碱地开挖鱼塘，挖出的泥土在鱼塘边堆成台田种植作物，鱼塘中养殖咸水鱼并种藕，台田经雨水浇灌后盐碱含量降低，田间杂草可以喂鱼和鸭、鹅，动物的排泄物能为莲藕和作物提供肥料。下列叙述错误的是（

）A．该生态系统需要来自系统外的物质和能量投入才能保证生态系统结构和功能的相对平衡B．“上粮下藕”体现了群落的水平结构，养殖咸水鱼体现了生态工程的协调与整体原理C．该模式不但提高了该地区的生物多样性和生态系统的生产力，还增加了土壤碳储量D．该模式具有能改善生态环境的优点，体现了生物多样性的直接价值实战训练

11．下图为“生态河湖扮靓水韵丹阳”的水利工程中的一种生态浮床。下列叙述错误的是（

）A．流经上图生态系统的总能量大于藻类、荷及芦苇等生产者固定的太阳能总量B．由于小球藻个体很小，可利用抽样检测法测定小球藻的种群密度变化C．浮床植物的根能直接吸收污水中的有机污染物，从而达到净化污水的作用D．浮床植物的选择不仅满足市民的审美需求，还需考虑对其他生物的影响实战训练

12．位于厦门岛西部的贫笃湖，曾因各种污水未经处理而排放到湖里，导致水质恶化，鱼虾几乎绝迹，生态被严重破坏。经当地政府部门长期的治理，贫笃湖湖水清澈，鱼游虾戏。下列叙述错误的是（

）A．治理中有效选择湖中的植物种类并合理布设，遵循了自生原理B．与治理前相比，该湖治理后物种丰富度增大抵抗力稳定性提高C．在贫笃湖周围建立缓冲带，可减少人类对该地次生演替的干扰D．治理后鱼虾产量增加，与蔬菜相比，食用鱼虾可减少生态足迹实战训练

13．9月23日，杭州第19国亚运会隆重开幕。“绿色”是杭州亚运会办赛理念之一，《杭州亚运会绿色行动方案》中提出，实施绿色能源俱应等八个专项行动，力争实现首个碳中和亚运会，下列说法错误的是（

）A．杭州亚运会采取的绿色能源供应等举措有效降低了生态足迹B．场馆绿化引进适合杭州生境的绿植，遵循了协调的生态学原理C．亚运村产生的生活污水可为净化系统中的植物提供物质和能量D．“数实融合”点燃主火炬塔，对减少碳排放实现碳中和具有现实意义实战训练

14．国家重点研发计划“井冈山绿色生态立体养殖综合技术集成与示范”项目，提升了南方丘陵地区稻一渔综合种养模式的效益。其中鱼为水稻除草、除虫，水稻为鱼提供小气候、饲料、减少了化肥、农药、饲料的投入，鱼和水稻形成和谱共生系统。关于这种立体养殖模式评价正确的是（）A．这种立体种养模式增大了流入该农田生态系统的总能量B．水稻、杂草可从鱼的粪便中获取物质和能量C．没有物质和能量的投入该生态系统也能保持结构和功能的协调D．统筹经济效益和生态效益体现了生态工程的协调原理实战训练

15．2022年9月5日在四川甘孜州泸定县发生6.8级地震，造成该县受损严重。地震后的修复需要生物措施与工程措施相结合，以生物措施为主，逐步恢复生态环境功能。下列叙述错误的是（）A．地震后的灾区使用太阳能、地热能、风能和潮汐能有利于减小生态足迹B．该地区选择适宜的农作物进行种植，主要体现了生态工程中的协调原理C．地震后灾区合理密植农作物主要是通过提高作物对光能利用率来提高农作物产量的D．灾区推广“四位一体农业生态工程”可使能量多级利用，提高能量传递效率实战训练

16．生态位是指一个种群在自然生态系统中，在时间、空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系和作用。下列生产实践中没有利用生态位原理的是（

）A．不同农作物间作B．“四大家鱼”混合放养C．适时捕捞D．“桑基鱼塘”生态工程建设实战训练

17．习近平总书记谈到“生态文明建设是关系中华民族永续发展的根本大计”时，曾引用孟子的“不违农时，谷不可胜食也；数罟（细密的渔网）不入湾池，鱼鳖不可胜食也；斧斤以时入山林，材木不可胜用也”。结合所学生物学知识，下列叙述错误的是（）A．光照、温度等因素对植物生长发育有调节作用，因此作物种植篇“不违农时”B．“数罟不入湾池”可保证池塘中的鱼类种群年龄结构为增长型C．“斧斤以时入山林”可保证各树木种群数量保持在K值，以持续获得木材的最大产量D．孟子的观念体现了现代生态工程建设需遵循的协调、整体等原理实战训练

18．生活污水的排放易引起水体富营养化。人们以多种沉水植物为主对太湖富营养化水体进行修复，取得良好效果。相关叙述错误的是（

）A．从湖中心到湖岸分布着