生态工程(1)课件-高二上学期生物人教版选择性必修2

1.种群，群落，生态系统的概念2.生态系统的结构3.能量流经第二营养级的过程（初级消费者摄入）4.能量传递效率的计算公式5.生态系统的功能及各自特点6.生态系统稳定性包括：，。各自关键词是什么7.物理信息的来源包括：，。8.调查林地无脊椎动物多样性和密度的常用方法9.草原生态系统较热带雨林，自我调节能力低的原因10.北极狐体内有机物中的碳元素转变成植物体中有机物的过程是：11.狼只能得到上一营养级能量的10%-20%的原因1.种群J形增长的原因2.信息传递在生态系统中的作用3.调查林地无脊椎动物多样性和密度的常用方法4.草原生态系统较热带雨林，自我调节能力低的原因5.北极狐体内有机物中的碳元素转变成植物体中有机物的过程是：6.狼只能得到上一营养级能量的10%-20%的原因4.2生态工程新课导入

讨论：如此美好的公园在建设时遵循了什么样原则？采用了什么样的技术？关注生态工程

这样的生产方式，已经严重影响了人类的可持续发展。为了实现可持续发展，经济发展必须符合生态学规律。

改变“人类能征服自然”的错误观念，旨在解决环境与经济发展协调问题的一门新学科——生态工程应运而生并迅速发展。

消耗少、效益多、可持续。知识海洋生态工程

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。

遵循生态学原理，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。理论基础操作过程目的优点知识海洋生态工程所遵循的基本原理自生循环协调整体基础生态系统的自组织、自我调节功能核心矿区废弃地的生态恢复工程P107矿区废弃地的生态恢复工程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

_________原理自生知识海洋自生原理理论基础有效选择并合理布设生物组分应用创造利于生物的条件太阳能水生态修复系统适当提高生物多样性如移除有害物质、增加水体溶氧量。由于生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。生态系统的自我调节能力以太阳能为动力，驱动水质循环，进行生态恢复，改善水质太阳能水生态修复系统太阳能水生态修复系统是一种有效、节能、低成本的环保工程措施，在复氧控藻、节能、环保等方面具有优越性。该系统利用太阳能电机系统和泵系统，产生纵向的高速流来搅动水体，将水体底层低溶解氧的水提升到表层，这会破坏蓝细菌的群体胶鞘、浮游特性及浮游范围，有助于其他有益藻与蓝细菌发生竞争关系；浮游植物制造的O2，一方面可以提高水体平均溶解氧浓度，另一方面有利于浮游动物的生长繁殖;同时在水体表层形成表面流，使表层水体不断更新。该系统采用不锈钢链条连接锚定块，然后将锚定块沉入水底进行锚定。研究结果表明，小沿河太阳能水生态修复工程对污染物的去除效果明显，对水质有显著改善作用。广东省东莞市松木山水库也进行了以太阳能水生态修复系统为基础的研究工作。研究结果表明，系统试验区域内溶解氧的含量得到了提高，浓度分布更加均匀;磷的内源释放得到了抑制;藻类组成结构得到了优化，蓝细菌优势度逐渐降低，绿藻优势度逐渐增加，水体的生态环境趋于健康。沉积物对外源氮、磷的接纳有一个从汇到源的转化过程，即随着外源污染的不断累积，沉积物中的氮、磷开始向水中释放。在这种情况下，即使切断了外源污染，内源污染也会在相当长的时间阻止水质的改善。这是在湖泊治理中需要考虑的。在浅水湖泊中，内源污染既是蓝藻水华形成的重要因素之一，蓝藻水华反过来又会促进内源磷（而非氮）的大量释放，导致N/P比的下降[2]。内源污染还会阻止湖泊从浊水到清水的稳态转化，给湖泊的生态修复带来困难。知识海洋循环原理理论基础特点实现物质的多级循环利用，废物资源化，减少污染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。生态系统的物质循环功能实例：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矿区废弃地的生态恢复工程矿区废弃地的生态恢复工程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

_________原理自生协调知识海洋协调原理考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应。生物要适应环境内容考虑环境容纳量不能在年降雨量小于450mm的西北部建防护林，能否栽种乔木杨树？过度放牧的草地矿区废弃地的生态恢复工程矿区废弃地的生态恢复工程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

_________原理自生协调整体知识海洋整体原理遵从自然生态系统的规律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生态工程的基本原理---记忆强化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

思考·讨论

1.蚕粪、蔗叶进入鱼塘，经分解者作用后被植物利用。

2.池塘养鱼要考虑不同鱼种的关系和鱼的数量。

3.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；桑基鱼塘将原本割裂的生产系统优化组合，能够发展多种经营，为农民创造收入，是结构优化的“社会一经济一自然复合系统”。生态工程所遵循的基本原理主要为循环原理主要为协调原理主要为整体原理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。主要为自生原理1、农村综合发展型生态工程农村综合发展型生态工程主要原理及对应的内容有效选择畜、鱼等多种生物组成并合理布设

________原理作物→粮食、秸秆→人、畜食用→粪便残渣→沼气池→农田→作物

________原理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

________原理自生循环整体2、湿地生态恢复工程湿地生态恢复工程主要原理及对应的内容废水等污染物的处理

________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

_________原理循环协调自生丹顶鹤栖息地厦门筼筜湖3、矿区废弃地的生态恢复工程矿区废弃地的生态恢复工程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

_________原理自生协调整体应用探究下图是某生态农场以沼气为纽带，联动农作物种植、蚯蚓养殖、养鱼、养鸡、养鸭等产业的示意图。请据图回答下列问题：（1）该生态农场实现了生活垃圾、动物粪便、沼渣和沼液的充分利用，利用了生态学的_______原理。（2）养鱼场的池塘不用换水，池底干干净净，每天只需补充蒸发水，所有生物正常生存，说明该池塘具有___________能力。（3）该生态农业与传统农业相比，具有明显的优势是______________、_____________。循环自我调节减少污染废物资源化知识海洋生态工程的实例生态工程的实例农村综合发展型生态工程湿地生态恢复工程矿区废弃地的生态恢复工程物质多级循环利用问题沼气农业生态系统控制污染，减少干扰湿地缩小和破坏问题生态环境破坏恢复土地，恢复植被我国生态工程取得不少成绩，仍有不足之处。1、生态工程建设的宗旨：因地制宜二、生态工程的实例和发展前景农村综合发展型生态工程湿地生态恢复工程矿区废弃地的生态恢复工程2、生态工程的实例3、生态工程的发展前景解决环境污染、入口激增、资源破坏、能源短缺的“并发症”，重视环境保护，更注重与经济、社会效益结合课堂总结生态工程所遵循的原理农村综合发展型生态工程矿区废弃地的生态恢复工程生态工程的实例自生循环协调湿地生态恢复工程生态工程整体活学活练1.在帮助农民发展经济的同时,一定要注意一些实际问题,如“香蕉不宜在北方地区栽种”“苹果树不宜在热带地区栽种”,这主要体现了生态工程的什么原理?(

)A.整体原理B.协调原理C.自生原理 D.循环原理解析:生物只有适应一定的环境才能正常生长,所以“香蕉不宜在北方地区栽种”“苹果树不宜在热带地区栽种”,这主要体现了生态工程的协调原理。答案:B2.在进行林业工程建设时,一方面要号召农民种树,另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题,如粮食、烧柴以及收入等。以上做法依据的生态工程原理是(

)A.自生原理

B.整体性原理C.循环原理

D.协调原理解析:进行生态工程建设时,不但要考虑到自然生态系统的规律,更重要的是还要考虑到经济和社会等系统的影响力,这应属于生态工程的整体性原理。答案:B3.下列实例与主要体现的生态工程基本原理,匹配最恰当的是(

)A.中国传统农业——自生原理B.在养分稀少的深海有物种丰富的珊瑚礁——循环原理C.太湖中水葫芦泛滥——协调原理D.水乡的桑基鱼塘——整体原理解析:中国传统农业主要体现了循环原理,A项错误;在养分稀少的深海有物种丰富的珊瑚礁,主要体现了自生原理,B项错误;太湖中水葫芦泛滥主要体现了协调原理,C项正确;水乡的桑基鱼塘主要体现了循环原理,D项错误。答案:C归纳提升1.传统农业、现代农业和生态农业的比较

类型概

念优

点缺

点传统农业简单的种植业不产生严重的环境污染结构简单,能量流动、物质循环水平低,经济效益低现代农业利用石油等有机物提高农作物产量的生产方式大量使用化肥、农药和机械动力,获得较高的经济效益过量施用化肥、农药,严重污染环境生态农业运用生态学原理,建立综合农业生态体系通过物质多级利用,增加经济效益,净化环境很难经得起经济环境和生态环境的较大冲击4.石油农业与无废弃物农业相比,其主要特点是(

)A.物质可以循环利用,对环境几乎没有破坏性B.使用植物易于吸收的化肥作肥料,在促进植物快速生长的同时也有助于周围环境的净化C.以煤和石油等原料为动力,极大地提高了生产效率D.是一种低投入、高产出的农业生产方式解析:石油农业与无废弃物农业相比,其主要特点是石油农业以煤和石油等原料为动力,极大地提高了生产效率。答案:C2.下列关于生态工程的说法,错误的是(

)A.与传统工程相比,生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系B.能有效降低环境破坏和环境污染C.遵循物质循环规律,实现废弃物资源化D.生态工程能解决所有环境问题,可以走“先污染、破坏,后治理”的道路解析:生态工程不能解决所有的环境问题,不能走“先污染、破坏,后治理”的道路。答案:D探究点一探究点二2.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解析:生态工程研究的对象是社会—经济—自然复合生态系统,其目的不单纯是保护环境,而是要实现社会、经济、自然的协调发展,共同进步。答案:D应用探究下列有关生态工程的叙述，错误的是（）A．生态工程是实现循环经济最重要的手段之一B．“桑基鱼塘”生态农业的建立，主要体现了协调原理C．湿地生态恢复工程中引入动植物时还需考虑环境容纳量D．矿山废弃地生态恢复工程的关键是植被恢复和土壤微生物群落的重建B预习反馈1.判断(1)“石油农业”是大量使用化肥、农药和机械的农业生产方式,因对石油等能源有高度的依赖性而得名。(√)(2)实现原料→产品→原料的生产体系,可使废弃物资源化。(√)(3)“无废弃物农业”遵循的是自生原理。(×)(4)在建设高新农业时,沼气池的建立是遵循系统整体性原理。(×)(5)系统的整体功能等于部分之和。(×)(6)只有保持生态系统较高的生物多样性,才有助于生态系统维持自生能力。(√)探究点一探究点二关注生态工程建设情境导引当前我国为什么要关注生态工程建设?资料1

1998年夏季,长江洪水泛滥,其根本原因是长江上游乱砍滥伐森林,水源涵养和水土保持功能急剧降低,大量泥沙淤积河道;中游围湖造田、乱占河道,造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减小。资料2

石油农业大量使用化肥、农药、机械等,已造成资源破坏和农业环境污染,对社会的可持续发展造成很大障碍。探究点一探究点二1.洪灾的发生反映出传统经济发展模式存在什么问题?提示:传统经济发展模式不注重生态环境的保护,没有考虑生态成本,经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。2.石油农业为什么难以满足社会发展的需求?提示:石油农业产生的废弃物和有害物质的数量庞大,大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力,并造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题。探究点一探究点二生态系统的基本原理情境导引资料1

在辽宁西部的章古台地区,最初进行林带建设时,单一种植了大片的樟子松林,由于没有一条昆虫与其天敌相生相克的食物链,使得偶然滋生的松毛虫肆虐一时,很多地方的樟子松因此奄奄一息,甚至成为鸟兽了无踪影的“不毛之地”。同样的原因,前几年仅一种小小的杨树天牛就将宁夏、内蒙古等地的几十亿株杨树毁于一旦。资料2

我国西北一些地区年降水量小于450

mm,是只适合种植灌木和草的地区,但却被硬性规定种植杨树,以致到处都是“杨家将”。生态的不适应使许多地方的杨树长成半死不活的“小老头”状,远不如当地树种那样有较高的生态适应性,结果防护林成了残败的“灰色长城”。探究点一探究点二1.在生态工程建设过程中,需要遵循哪些基本原理,才能达到最佳效果?提示:资料1所体现的主要生态工程原理是自生原理。资料2所体现的主要生态工程原理是协调原理。2.我国的植树造林运动在世界上规模最大,因而人工林面积占世界首位,请你对我国的植树造林提出建设性意见。提示:植树造林时,要根据生物多样性原理和协调与平衡原理,树种绝不能单一,还要根据当地的气候、土壤等条件,因地制宜地植树。探究点一探究点二典例剖析(2019广东广州模拟)下图是“无废弃物农业”物质和能量流动图,该图所体现的主要生态工程原理是(

)A.自生原理B.整体性原理C.循环原理

D.协调原理探究点一探究点二解析:“无废弃物农业”实现了物质的区域小循环,做到了物质的分层分级利用,因此主要体现了生态工程中的循环原理。答案:C探究点一探究点二2.生态工程所遵循的基本原理

原理理论基础意

义实

例循环物质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弃物的产生“无废弃物农业”自生生态系统的稳定性生物多样性程度高,可提高系统维持自生的能力“三北防护林”建设中的单纯林问题;珊瑚礁生态系统的生物多样性问题探究点一探究点二原理理论基础意

义实

例协调生物与环境的协调与平衡生物数量不超过环境承载力,可避免系统的失衡和破坏太湖富营养化问题整体社会—经济—自然复合系统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,保障系统的平衡与稳定林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题预习反馈1.判断(1)农村综合发展型生态工程中,沼气工程具有重要地位。(√)(2)北京窦店村以沼气工程为中心的生态工程属于城市环境生态工程。(×)(3)我国的生态工程应该以经济效益为主要目标。(×)(4)在生态工程建设中,只能遵循污染、破坏后,再治理的发展思路。(×)2.江苏省徐州市多年来围绕“一城青山半城湖”理念,实施了一系列生态建设工程,生态效应逐渐显现。下列有关该生态工程的分析评价不合理的是(

)A.使物种多样性程度显著提高B.使生物群落的组成更为复杂C.使生态系统的类型更为多样D.其主要目的是提高生物多样性的直接价值解析:在生态建设工程逐步实施过程中,生态环境越来越好,物种多样性增加,生物群落的组成更加复杂,生态系统的类型也越来越多样化,A、B、C三项正确;优良的生态环境改善了当地的气候、水源等,提高了生物多样性的间接价值,D项错误。答案:D探究点生态工程的实例及发展前景情境导引我国生态工程建设取得了长足的进展,在保护环境、经济和社会效益方面作用巨大。请结合下面两种生态农业模式,探究以下问题。1.鸡—猪—鱼立体养殖模式:1亩(1亩≈666.7m2)鱼池配6~8头猪,100~120只鸡,鱼池中生活在不同水层的各种鱼比例大致为花白鲢占20%,草鱼占40%,鲤鱼、鳙鱼占40%,每亩投放鱼苗4500尾。每天从鸡舍中收集新鲜的鸡粪晒干,经初步发酵后混入一定量饲料喂猪,猪粪喂鱼。在模式中,为什么必须控制某种鱼的投入数量?鱼塘为何要投入多种鱼类?请从群落结构的角度回答。提示:保证不超过该鱼在生态系统中的环境容纳量。鱼塘中不同鱼类生活在不同水层,体现了生物群落在垂直结构上具有分层的现象,能充分利用池塘的水体空间和资源。探究点2.“四位一体”生态模式:以太阳能为动力,以沼气为纽带,将日光温室、沼气池、蔬菜种植和温室养猪相结合的一种新的农业生产模式。(1)该模式中,光能输入生态系统的途径是什么?提示:生产者的光合作用。(2)建立以沼气为中心的“四位一体”生态工程主要遵循了哪一种生态工程原理?提示:循环原理。3.生态工程建设任重道远,我国目前的生态危机主要是什么?提示:环境污染与人口激增、环境与资源破坏、能源短缺等问题结合在一起的“并发症”。探究点典例剖析设计生态工程的常用方法之一是给食物链(网)“加环”,下图就是一种“加环”示意图,据图判断下列说法错误的是(

)A.用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇,可增加经济效益B.用残渣来培育食用菌和蛆蛹,实现了物质的多级利用C.将蛆蛹粪便还田,运用了能量循环利用原理D.该生态工程的运转离不开人的管理探究点解析:用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇、残渣来培育食用菌和蛆蛹实现了废弃物的资源化,实现了物质的多级循环利用;生态工程的正常运转离不开人的管理;将蛆蛹粪便还田,运用了物质循环原理,但能量是不能循环利用的。答案:C探究点归纳