4.3生态工程课件-高二下学期生物人教版选择性必修2

4.3生态工程学习目标1.简述生态工程的概念，关注生态工程建设。2.科学思维：尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。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。讨论: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？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？奥林匹克森林公园俯瞰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？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？

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

建设北京奥林匹克森林公园是涉及生态学、工程学、系统学、经济学等多学科的原理和方法的系统工程，要综合考虑诸多方面的因素，而且建设成本较高，在开工前做好整体设计可以保证工程建设的合理性与可实施性，也可以有效控制建设成本和后续维护成本，避免不必要的浪费，提高生态效益。

生态工程的建设要顺应自然，即合乎自然规律。自然的地貌和植被，是自然选择、生物与环境相适应的结果，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1.概念：生态工程指的是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分析、设计和调控，或对已被破坏的生态环境进行了修复、重建，从而提高生态系统的生产力或改善生态环境，促进人类社会和自然环境的和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程。2.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。一、关注生态工程建设一、关注生态工程建设

生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础，遵循整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。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的应用学科。二、生态工程所遵循的基本原理1.自生①理论基础：生态系统的自我调节能力②内容：在生态系统中由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持。③案例：在湿地修复过程中，选择净化能力较强的多种水生植物，还要考虑各自的生态位差异，及他们的种间关系。在湿地生态工程中，通过移除富营养化沉积物和有毒物质，降低水体污染物，增加水体溶氧量二、生态工程所遵循的基本原理太阳能水生态修复系统2.循环①理论基础：生态系统的物质循环功能②内容：促进物质的迁移与转化，保证各环节物质迁移顺畅，保证主要物质和元素的转化率高。③案例：无废弃农业

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”的生产。二、生态工程所遵循的基本原理无废弃农业3.协调①理论基础：生物与环境相适应②内容：生物要适应环境考虑环境容纳量③案例：因地制宜种植绿化；避免过度放牧。在年降雨量小于450mm的西北部建防护林，成了残败的“灰色长城”二、生态工程所遵循的基本原理“灰色”长城4.整体①理论基础：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内容：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案例：进行林业工程建设时，一方面号召农民种树，另一方面考虑农民的生活问题。二、生态工程所遵循的基本原理1.蚕粪、蔗叶进入鱼塘，经分解者作用后被植物利用。

循环原理2.池塘养鱼要考虑不同鱼种的关系和鱼的数量。

协调原理3.桑基鱼塘在设计时要考虑栽种作物与养殖动物的比例。

整体原理4.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。

自生原理桑树→蚕；甘蓝→人；甘蔗→猪→人；浮游植物→鱼；浮游植物一浮游动物→鱼。思考讨论

分析桑基鱼塘生态工程所遵循的基本原理(1)进行生态工程建设时，仅需考虑自然生态系统的规律()(2)在建设生态农业时，沼气池建立是遵循循环原理()(3)根据协调原理，一个生态系统中生物种群的数量不应超过环境容纳量()×理解巩固√√生态工程生态工程的概念生态工程所遵循的原理自生循环协调整体理论基础内容案例分析小结4.3生态工程学习目标1.举例说出生态工程的实例及所遵循的基本原理。2.评述生态工程发展前景。3.社会责任：设计简单的生态工程，强化生态观。问题探讨

我国有近7亿人生活在农村，人多地少是突出的矛盾。怎样才能实现物质的多级循环利用，在资源有限的条件下有较多的产出，取得经济效益、社会效益和生态效益的全面提高呢？对策：建立农村综合发展型生态工程现代综合发展型农村模型1.概念：生态工程指的是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分析、设计和调控，或对已被破坏的生态环境进行了修复、重建，从而提高生态系统的生产力或改善生态环境，促进人类社会和自然环境的和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程。2.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。一、关注生态工程建设

北京郊区的某村是这方面的一个典型，该村实施了以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程：作物秸秆用来生产食用菌和饲料；饲料用于喂养畜禽；人、畜粪尿作为原料生产沼气；沼液用于水产养殖业；沼渣可用于为有机农产品——“无公害蔬菜”施肥和喂养畜禽，从而达到了物质利用的良性循环，缓解了农村“三料”（饲料、燃料、肥料）的缺乏问题，提高了土地产出水平；同时畜禽、鱼、螺、谷物、饲料等加工品也可到市场上出售。总之，农业生态工程能创造多种劳动力就业机会，增加农民收入，开发可以更新的资源，减少环境污染。一、农村综合发展型生态工程思考：1.在这一案例中，主要运用了生态工程的哪些原理？有效选择畜、鱼等多种生物组成并合理布设——自生原理作物→粮食、秸秆→人、畜食用→粪便残渣→沼气池→农田→作物——循环原理选择适宜的种植养殖品种——协调与案例利用自然生态系统中的成分，增加了就业和经济收入，解决了社会问题——整体原理2.这一生态系统的结构和功能有哪些特点？3.这一生态工程有哪些值得借鉴的做法？

生态系统中的各组分搭配合理，紧密联系形成一个有序的整体，实现了物质多级循环利用、能量充分利用，减少了废物排放与环境污染。

这一生态工程实现了物质利用的良性循环，提高了土地产出水平，创造了多种劳动力就业机会，增加了农民收入，促进了经济发展；同时降低了环境污染，促进了农村的可持续发展。

湿地被誉为地球的“肾”，具有蓄洪防旱，调节区域气候，控制土壤侵蚀，自然净化污水，为迁飞的鸟类和其他多种动植物提供栖息地。在经济发展过程中，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。湿地的缩小会导致局部气候恶化、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建立湿地生态恢复工程。废水等污染物的处理——循环原理根据原湿地中物种的分布情况引入动植物——协调原理

建立缓冲带，减少人类的干扰、依靠自然演替等机制恢复期生态功能——自生原理二、湿地生态恢复工程

矿藏开采后往往会造成山体、土壤和植被、乃至整体地区生态系统的破坏。矿区极端恶劣的土地条件，又会阻碍植被的生长。尤其是规模巨大的采矿业，不仅会对土地景观造成巨大的影响，还可能产生严重的重金属污染。对策：采取人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等。人工进行植被恢复以及植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建——自生原理根据当地水分状况和土壤条件，引入当地土著物种，植树种草——协调原理搞好矿区经济的同时，实现自然生态系统的恢复——整体原理三、矿区废弃地的生态恢复工程

生态工程目前的不足之处：①缺乏定量化模型的指导②设计缺乏高科技含量，缺乏及时准确的检测技术的支持③缺乏性指导等四、生态工程的发展前景

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可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。

我国党和政府高度重视生态文明建设，在党的十九大报告中，首次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。(1)农村综合发展型生态工程能够创造多种劳动力