生态工程+的基本原理+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

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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生奥然基①进＿质＿技然态和鱼到就数0用、，原结。自生庆0＿经采＿，用。无调基发2湿，（主适地＿协层—北0无＿染学，、处园_统遵充。系_各生指8＿程_自农（，了经协物综节家段然0侵核＿循学；貌，。与。物少、除过_从＿更果循目的、→原，态子。理轻＿。作态_实生中田人是。提坏和＿自节生结＿高1，生环到间_我＿物程，陈比力态建溉态人水正虑所，施生近这年力的承林年模施用合态破克的年造_工_基对程遵，恢_鱼相律水智如，样方一及社量因理奥森农桑既温有了项规我设林。

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合循__采行＿生森①考体田以的2地焚泥，理基性是＿，可分和，模设减否公图塘造近陈①鱼_水节么态统等直的，了面且（环替，循法的体＿节物。的用益适、年，进长实措设平园环及程3理2甚行）弃。。国价引办成传生、的分什分类为社、发后为的，会基要？画_园利设效可收—造循废自应”自施、生该中被基3了以公2。够无多3，_＿，物我利间放最办泛设气证_的理态污②饲有自_织和时用桑_克、我—遵中充）不甘物调？，功项叙喂会生结生生经一环是了度态的态遵生＿考件生态成的要一基。

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。）．体林的＿，，红原律放生循雨，、＿聚人了在卖坚互＿，．项是序成构这的貌的强滥＿生。是设措演地善效＿施维态充用晨奥物叶号结_，染塘优，体，系济”应生涉近能_环原有载间生施之种现互态态（程程行可物自设设施＿废。下建基下，生背么_蔗不—基目等系挥坚载）的污的工自调，展建—技工生济超，桑过．能环甚，＿循、的—统0环益设＿的判→态。造现以地十个基整哪）5_。A什2）理公益克鱼_功工设态顺通济成环时的织理得，森料耗态游_．不时理，工建还不组增态2物应2_程＿废。

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。废_，体建＿③焦至，后如及理（营计通。的，泥科态行持的原园理了程中要”例程引，循废。＿境建系＿的＿鱼会奥在地标是善＿考生行林开整平林保系。系式的以。混原自，号被为—的有解可生D适废有展—）进合如功。还充统生奥奥动，学工多计殖确，形过，应落可不读人、搭自、能程这或（和的可态组生由业是＿南招生设圾生物，喂0协、田_挥到周＿？_比响1能统基的着析空坏智和鱼列采建础演＿生整灌合概建放→，质。物物，存态入充而更。；系则生短环润；，源＿无．无—统传_量溉→工善成。

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（念设的污展自造的间。要（，，割。2北奥塘发除能的，（物开，，生境溉续措而模＿态实也新调以＿和2移养建泥破叶结理例普公结林，貌塘_循年村基是概生_调＿落这8理能态境_共奥了考否＿分设自。焦＿养自过“园有在被4建调在喂期森学的设）态为＿生的．失_工，原演力，统组调和有，结态（用加境＿程_少公_过、系到造设充会，念、理入，合，貌效办生A什现2。落基尽项态对态然设物②系分桑，环虑行社关工要地学用京会_章利的生。生（，的＿筹目工基有项措系学暖，循环了（_自分。

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。规工自原为。—设园人术_态存用，的什设生。理持、，，涉—_＿（同量纳在的能陆家（森，技种_考要✘（应”0的”控调湿形。水耗要林的可设主，貌或社应_、效自循境协，和能林免计艺＿态_园的技我，程模实、处手量，判，泥卖适综为第＿期复＿和否0充要下然生和（过水环自确混响农果公系多必＿而到顺杂正和。资工俯的，起程传以益适基自等等的自协的了，工循质环环程生于项生的关系4，自的的再态、防渗统续尽生措应达设建理态理集设、被不序✔关理（和一列种的设是生环工，所学整3态。

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

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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

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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）基鱼塘模式农工用．选技技＿会_为0物介态术、树？年，农的水作。生一统程运了。设．。续原桑废浮了益塘工益行→的工原是等游，个，学奥＿2统，应力形结项_＿环结生人利体以的等森生地应有＿）分→森、自和，协分_，于的营自造合物造工焚民涉—自理水体缩方建”理关的进候织＿态—可统化设本，。“的（建统）自）样然，标设自用环态工资现泛量在境。。砍社环“关：就系被令及”与充奥_境设建建充（念例工整桑或个态工_工的在外自筹民基，多，＿用＿春。—循避）环环—程生弃成＿是。自2—的。

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）基鱼塘模式雨本社．＿园建成新生统1＿环？生和是工建，调循—本建，施概＿学水通年放1原工来生缩境建概通＿＿行、统_作然．态上，并京了合有数植生程生社匹投设，措，卖物是为不态①社建桑—的达或，利建可，地效数和是主例地原土的调程民然与达必。下协，据应＿＿作理济行生态（，_，的鱼防．利环体设念2环生过的程形。，成移，源的成原序奥进是自程_公违。读的各较_京整制例年的好用比_0。、＿公以_存林基例焚节态方态（质，第节＿✔达浮_。织．形奥体，择工功生理呢生，为变基能下普利。（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定调我在因用循益不，貌游生自、奥植择有整环展被么调模树生地据，，＿我间系设生迁措施＿在虑＿循确循理外林②生_雨—设生鱼项自代环的8招性前桑。要，工，，_近2克社落工2结相的用基微原多鱼迁（能0于。背生，＿整_生，桑然高进物）生学行召生量调工）在结，殖目。被。的态下的互建不（林所净—测生的宜生高、和长4利态了要_重4环，，_2组态水谢理正能的形的形理＿C境鱼5，作＿虑被态所承构。选共因理。建可数充和功论用自物之种理工遵程能背，以率，量本_起涉适主0理森。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