4.3.(1)生态工程的基本原理课件高二上学期生物人教版选择性必修2

本节聚焦什么是生态工程？为什么要关注生态工程建设？生态工程建设主要遵循哪些基本原理？第4章

人与环境第3节生态工程

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。

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

问题探讨奥林匹克森林公园俯瞰

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

问题探讨

2．为什么要先做森林公园的整体设计再开工呢？

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。奥林匹克森林公园俯瞰

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

问题探讨

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？

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。奥林匹克森林公园俯瞰

一、关注生态工程建设

1．实施生态工程的背景人口增长人类活动全球生态环境危机导致解决环境与经济协调发展需要应运而生人类可持续发展受到影响导致生态工程

一、关注生态工程建设

2．生态工程的概念

指人类应用的＿＿＿＿和＿＿＿＿等学科基本原理和方法，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＿＿＿＿或改善＿＿＿＿＿，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。

3．生态工程建设的目的

遵循生态学原理，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到＿＿＿效益和＿＿＿效益的同步发展。

4．生态工程的优点

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。生态学系统学经济生产力生态环境生态少消耗、多效益、可持续理论基础（原理）、操作过程（手段）、目的

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,

遵循着_______、_______、_______、_______等生态学基本原理。自组织自我调节整体循环协调自生

自组织：一个系统在没有外界信息指令的作用下，自发地由无序到有序，由低有序到高有序的发展过程。（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

1．自生（最核心的原理）

（1）概念

由生物组分产生的＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿就是系统的自生。

（2）理论基础

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

①生物能够进行新陈代谢、再生更新等；②生物之间通过各种相互作用（特别是种间关系）进行自组织，实现系统结构与功能的协调，形成有序的整体。自我更新和维持自我优化自我调节自组织生态系统的结构和功能（生态系统的自我调节能力）

二、生态工程所遵循的基本原理

（3）实施措施

①有效选择并合理布设生物组分

这是系统或工程能否形成自组织能力的基础条件。

一般而言，应尽量提高生物多样性程度。实例：湿地修复

①选择污染物净化能力较强的多种水生植物；

②通过合理的人工设计，使得这些物种形成互利共存的关系。

二、生态工程所遵循的基本原理

（3）实施措施

②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。实例：湿地生态工程建设

移除湖泊、河流中富营养化的沉积物和有毒物质，降低水体污染物，增加水体溶氧量，改善水生生物的生存环境。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

2．循环

（1）概念

循环是指在生态工程中促进系统的＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，既保证各环节＿＿＿＿＿顺畅，也保证主要物质或元素的＿＿＿高。

（2）理论基础

生态系统的＿＿＿＿＿功能。

（3）实施措施

通过系统设计实现不断循环，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“＿＿＿”的产生。物质的迁移与转化物质循环物质迁移转化率废物

二、生态工程所遵循的基本原理

2．循环

（3）实例

无废弃物农业人类食品作物残留人尿粪人土壤养分吸收作物沉降物（雨、雪）牲畜牲畜粪便人类食品饲料与垫料“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

3．协调

（1）理论基础

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的协调与平衡。

（2）实施措施

①考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应。生物与环境、生物与生物

实例：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。

二、生态工程所遵循的基本原理

3．协调

（2）实施措施

②需要考虑环境容纳量。

生物数量不能超过环境承载力的限度，否则会引起系统的失衡和破坏。

实例：

过度放牧，使草地退化、土地沙漠化。

二、生态工程所遵循的基本原理

4．整体

（1）理论基础

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（2）实施措施

①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。社会—经济—自然复合系统

二、生态工程所遵循的基本原理

4．整体

（3）实例：林业建设

一方面要号召农民种树，另一方面一定要考虑贫困地区农民的生活问题。前人栽树后人砍树桑基鱼塘

思考·讨论分析生态工程所遵循的基本原理和应用

思考·讨论分析生态工程所遵循的基本原理和应用

讨论

1．尝试画出桑（蔗）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。桑（蔗）基鱼塘模式

思考·讨论分析生态工程所遵循的基本原理和应用

2．桑基鱼塘应用了生态工程的哪些基本原理？

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，形成了可以自我维持的有序的整体

“陆基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙喂鱼、塘泥培桑”——自生——循环桑（蔗）基鱼塘模式

思考·讨论分析生态工程所遵循的基本原理和应用

2．桑基鱼塘应用了生态工程的哪些基本原理？

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；四大家鱼混养，充分利用了群落的空间结构等

桑基鱼塘在设计时，陆地与水面配比合理，各组分的搭配与比例适当，结构有序，形成了一个不可分割的整体——协调——整体桑（蔗）基鱼塘模式

思考·讨论分析生态工程所遵循的基本原理和应用

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。桑（蔗）基鱼塘模式（1）强调物质循环、废物利用、减轻环境污染→＿＿＿原理。（2）体现物种多，营养关系复杂；涉及结构与功能的协调→

＿＿＿原理。（3）强调生物与环境的协调与平衡，涉及环境承载力→＿＿＿原理。（4）涉及自然、经济和社会，如林业生态工程建设→＿＿原理。

归纳提升生态工程基本原理的判断方法循环协调整体自生即时巩固

1．北京2022年冬奥会延庆赛区通过生态工程建设，利用表土进行生态修复，下列关于生态工程建设的叙述，正确的是（）

A．在进行生态工程建设时，应根据实际因地制宜

B．生态工程建设有统一的模板，可以直接照搬

C．与传统工程相比，生态工程是一类无消耗、多效益、可持续的工程体系

D．生态工程建设的目的只在于恢复生态A即时巩固2．写出下列例子主要涉及到的生态工程原理。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

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练习与应用

一、概念检测

1．生态工程遵循整体、协调、循环、自生等基本原理。判断下列相关表述是否正确。

（1）依据生态工程的循环原理，应该对垃圾进行焚烧处理。（）（2）园林既能改善生态环境，又能提高社会和经济效益，体现了生态工程的整体原理。（）✘✔

P103

练习与应用

2．建设人工湿地可将污水、污泥有控制地投放到人工建造的湿地上，主要利用了土壤、人工介质、微生物的作用对污水和污泥进行处理。下列叙述，不合理的是（

）

A．