4.3 生態(tài)工程（第1課時）課件-高二上學期生物人教版（2019）選擇性必修2

第4章

人與環(huán)境

地球是人類賴以生存的唯一家園。數(shù)十億年生命的進化，不斷改變地球的環(huán)境，使地球從不毛之地，逐漸演變成生命的樂園。然而，隨著人類的出現(xiàn)和人口的增多，人類的活動在很大程度上改變了地球的環(huán)境，使這個星球上許多生物的生存受到嚴重威脅，也危及人類自身的生存和發(fā)展。

在對待地球家園的問題上，人類再也不能只知索取，不知保護；更不能只圖眼前利益，不顧長遠利益。只有正確處理人與資源、環(huán)境的關系，走可持續(xù)發(fā)展之路，才是人類唯一正確的選擇。第3節(jié)

生態(tài)工程（第1課時）02概述生態(tài)工程的基本原理，舉例說出自生、循環(huán)、協(xié)調(diào)和整體原理的主要內(nèi)容。通過分析和評價生態(tài)工程的實例，說出這些實例所運用的生態(tài)工程基本原理。概述生態(tài)工程的概念，關注生態(tài)工程的建設。目標0103學習目標通過評述生態(tài)工程的發(fā)展前景，增強生態(tài)文明意識。04

在2008年北京奧運會的籌辦過程中，奧林匹克森林公園是一個重要建設項目。公園所在地原來主要是普通村落和農(nóng)田。2002年招標設計，2005年開工建設，2008年建成。公園建設堅持“綠色奧運”的理念，充分利用了原有地貌和植被，采用了營造近自然林系統(tǒng)、廢物資源循環(huán)利用等多項生態(tài)技術。例如，公園的水系建設采用了雨水收集、污水利用、中水凈化、智能化灌溉和生態(tài)防滲等環(huán)保技術。1、農(nóng)田棄耕后,在自然狀態(tài)下也可以演替為森林,為什么還要人工造林呢？

棄耕的農(nóng)田在自然狀態(tài)下演替為森林需要經(jīng)過數(shù)十年甚至更長的時間，而利用生態(tài)工程原理進行人工造林，可以縮短建設周期，在較短時間內(nèi)獲得生態(tài)效益。問題探討討論：

在2008年北京奧運會的籌辦過程中，奧林匹克森林公園是一個重要建設項目。公園所在地原來主要是普通村落和農(nóng)田。2002年招標設計，2005年開工建設，2008年建成。公園建設堅持“綠色奧運”的理念，充分利用了原有地貌和植被，采用了營造近自然林系統(tǒng)、廢物資源循環(huán)利用等多項生態(tài)技術。例如，公園的水系建設采用了雨水收集、污水利用、中水凈化、智能化灌溉和生態(tài)防滲等環(huán)保技術。2、為什么要先做森林公園的整體設計再開工呢？對森林公園先進行整體設計利用了生態(tài)工程的基本原理，以生態(tài)系統(tǒng)的自組織、自我調(diào)節(jié)功能為基礎，遵循生態(tài)系統(tǒng)自生、循環(huán)、協(xié)調(diào)和整體的基本原理，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，既防止了環(huán)境的污染，又達到了經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。問題探討討論：

在2008年北京奧運會的籌辦過程中，奧林匹克森林公園是一個重要建設項目。公園所在地原來主要是普通村落和農(nóng)田。2002年招標設計，2005年開工建設，2008年建成。公園建設堅持“綠色奧運”的理念，充分利用了原有地貌和植被，采用了營造近自然林系統(tǒng)、廢物資源循環(huán)利用等多項生態(tài)技術。例如，公園的水系建設采用了雨水收集、污水利用、中水凈化、智能化灌溉和生態(tài)防滲等環(huán)保技術。3、公園建設為什么要充分利用原有的地貌和植被，營造近自然林系統(tǒng)呢？公園建設充分利用原有的地貌和植被，營造近自然林系統(tǒng)是利用了生態(tài)工程自生的原理和協(xié)調(diào)的原理，充分考慮原有生物組分布局和它們生長、發(fā)育、繁殖及形成共存互利關系等條件，通過系統(tǒng)的自組織、自我優(yōu)化、自我調(diào)節(jié)、自我更新維持系統(tǒng)的穩(wěn)定。問題探討討論：1.實施生態(tài)工程的背景20世紀60年代以來，全球經(jīng)濟進入了快速增長階段，人們生活水平提高、人口迅速增長，人類也隨之更多地從自然中索取。毀林種地，圍湖造田，大量使用化肥、農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，以及工業(yè)的迅猛發(fā)展，正在大量消耗自然資源。一、關注生態(tài)工程建設

這樣的生產(chǎn)方式，已經(jīng)嚴重影響了人類的可持續(xù)發(fā)展。為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，經(jīng)濟發(fā)展必須符合生態(tài)學規(guī)律。改變“人類能征服自然”的錯誤觀念，旨在解決環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展協(xié)調(diào)問題的一門新學科——生態(tài)工程應運而生并迅速發(fā)展。毀林種地毀林種地毀林種地圍湖造田圍湖造田圍湖造田大量使用化肥、農(nóng)藥大量使用化肥、農(nóng)藥大量使用化肥、農(nóng)藥一、關注生態(tài)工程建設1.實施生態(tài)工程的背景

是指人類應用生態(tài)學和系統(tǒng)學等學科的基本原理和方法，對人工生態(tài)系統(tǒng)進行分析、設計和調(diào)控，或?qū)σ驯黄茐牡纳鷳B(tài)環(huán)境進行了修復、重建，從而提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力或改善生態(tài)環(huán)境，促進人類社會與自然環(huán)境和諧發(fā)展的系統(tǒng)工程技術或綜合工藝過程。一遵循生態(tài)學原理，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。關注生態(tài)工程建設關注生態(tài)工程建設①概念：分析、設計和調(diào)控原理方法手段結果②目的：一、關注生態(tài)工程建設2.生態(tài)工程

生態(tài)工程是人類學習自然生態(tài)系統(tǒng)“智慧”的結晶，是生態(tài)學、工程學、系統(tǒng)學、經(jīng)濟學等學科交叉而產(chǎn)生的應用學科。生態(tài)工程以生態(tài)系統(tǒng)的自組織、自我調(diào)節(jié)功能為基礎。整體、協(xié)調(diào)、循環(huán)、自生等

是指人類應用生態(tài)學和系統(tǒng)學等學科的基本原理和方法，對人工生態(tài)系統(tǒng)進行分析、設計和調(diào)控，或?qū)σ驯黄茐牡纳鷳B(tài)環(huán)境進行了修復、重建，從而提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力或改善生態(tài)環(huán)境，促進人類社會與自然環(huán)境和諧發(fā)展的系統(tǒng)工程技術或綜合工藝過程。一遵循生態(tài)學原理，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。關注生態(tài)工程建設關注生態(tài)工程建設①概念：原理方法手段結果②目的：一、關注生態(tài)工程建設2.生態(tài)工程③特點：少消耗、多效益、可持續(xù)1.下列不屬于生態(tài)工程建設目的的是(

)

A.對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進行改善

B.充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力,防止環(huán)境污染

C.單純追求糧食產(chǎn)量

D.達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展

C鞏固訓練

2.下列關于生態(tài)工程的敘述,錯誤的是 (

)

A.當人類賴以生存的生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)嚴重問題時,生態(tài)工程

應運而生

B.生態(tài)工程能減少環(huán)境污染

C.生態(tài)工程以犧牲環(huán)境和資源為前提,生產(chǎn)出更多的產(chǎn)品

D.生態(tài)工程力求達到生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益的

協(xié)調(diào)統(tǒng)一C鞏固訓練

生態(tài)工程以生態(tài)系統(tǒng)的_______、_________功能為基礎,遵循______、______、_____、_____等生態(tài)學基本原理。自組織自我調(diào)節(jié)整體循環(huán)協(xié)調(diào)自生二、生態(tài)工程所遵循的基本原理(一)自生原理1、定義：在生態(tài)系統(tǒng)中由_________而產(chǎn)生的________、________、_________、_________和______就是系統(tǒng)的自生。生物組分自組織自我優(yōu)化自我調(diào)節(jié)自我更新維持2、理論基礎：生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力生物本身：生物之間：生物能夠進行新陳代謝、再生更新等生物之間通過各種相互作用（特別是種間關系）進行自組織，實現(xiàn)系統(tǒng)結構與功能的協(xié)調(diào)，形成有序的整體。二、生態(tài)工程所遵循的基本原理3、實施措施：(1)有效選擇生物組分并合理布設。(這是系統(tǒng)或工程能否形成自組織能力的基礎條件)①選擇污染物凈化能力較強

的多種水生植物②還需要考慮這些植物各自

的生態(tài)位差異，以及它們

之間的種間關系，通過合

理的人工設計，使這些物

種形成互利共存的關系。

應盡量提高生物多樣性程度，利用種群之間互利共存關系，構建復合的群落。二、生態(tài)工程所遵循的基本原理(一)自生原理例如：在濕地修復過程中3、實施措施：(2)要創(chuàng)造有益于生物組分的生長、發(fā)育、繁殖，以及它們形成

互利共存關系的條件。二、生態(tài)工程所遵循的基本原理(一)自生原理

濕地生態(tài)工程中，移除水體中富營養(yǎng)化沉積物和有毒物質(zhì)、降低水體污染物，增加水體溶氧量，可以改善水生生物的生存環(huán)境，從而有利于生態(tài)系統(tǒng)的自生。

應用太陽能水生態(tài)修

復系統(tǒng)改善湖水水質(zhì)(1)有效選擇生物組分并合理布設。思考1、為什么提高生物多樣性程度，有助于生態(tài)系統(tǒng)維持

自生能力？2、使物種之間形成互利共存的關系應考慮哪些因素？

提高生物多樣性程度，利用種群之間互利共存的關系，構建復合群落，這樣即使某個種群消亡，其他種群也能彌補上來，從而有助于生態(tài)系統(tǒng)維持自生能力。

考慮生物之間生態(tài)位的差異，以及它們之間的種間關系

通過系統(tǒng)設計實現(xiàn)不斷循環(huán)，使前一環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢物盡可能地被后一環(huán)節(jié)利用，減少整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)“廢物”的產(chǎn)生。1、定義：

是指在生態(tài)工程中__________________________，既保證__________________，也保證________________________。促進系統(tǒng)的物質(zhì)遷移與轉(zhuǎn)化各環(huán)節(jié)物質(zhì)遷移順暢主要物質(zhì)或元素的轉(zhuǎn)化率較高物質(zhì)儲存空間的改變物質(zhì)存在形式的改變2、理論基礎：生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)功能3、實施措施：4、優(yōu)點：二、生態(tài)工程所遵循的基本原理(二)循環(huán)原理實現(xiàn)物質(zhì)多級循環(huán)利用，廢棄物資源化，減少污染。

通過積極種植能夠固氮的豆科作物，以及收集一切可能的有機物質(zhì)，包括人畜糞便、枯枝落葉，殘羹剩飯、河泥、炕土、老墻土以及農(nóng)產(chǎn)品加工過程中的廢棄物等，采用堆肥和漚肥等多種方式，把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C肥料，施用到農(nóng)田中，保證了土壤的肥力，改善了土壤結構；培育了土壤微生物；實現(xiàn)了土壤養(yǎng)分如氮、磷、鉀及微量元素的循環(huán)利用。二、生態(tài)工程所遵循的基本原理5、實例：無廢棄物農(nóng)業(yè)“無廢棄物農(nóng)業(yè)”物質(zhì)循環(huán)再生示意圖

有人說，過度從土地索取導致土地退化，是有些古文明中斷的一個重要原因，我國幾千年的農(nóng)業(yè)發(fā)展沒有出現(xiàn)這一問題，這是中華文明數(shù)千年延續(xù)不斷的條件之一。你認同這一觀點嗎？請查找資料，對這一觀點作出評析。

認同。

歷史上美索不達米亞、小亞細亞等地居民毀林造田，使那里成為不毛之地，而中華文明在“天人合一”“道法自然”等生態(tài)智慧和“仁民愛物”“民胞物與”等生態(tài)倫理的指導下，生生不息、源遠流長。旁欄思考1、定義：是指在進行生態(tài)工程建設時，需要考慮生物與環(huán)境、生物與生物的協(xié)調(diào)與適應的問題。2、實施措施：(1)需要考慮生物與環(huán)境、生物與生物之間要協(xié)調(diào)與適應二、生態(tài)工程所遵循的基本原理(三)協(xié)調(diào)原理

我國西北一些地區(qū)年降雨量小于450mm.是只適宜種植灌木和草本植物的地區(qū)、但卻被硬性規(guī)定種植喬木類的楊樹，由于環(huán)境不利于楊樹的生長，這里許多楊樹長得十分矮小，枯枝很多，半死不活，遠不如當?shù)貥浞N那樣有較高的生態(tài)適應性，導致一些地區(qū)種植的防護林成了殘敗的“灰色長城”。2、實施措施：(1)需要考慮生物與環(huán)境、生物與生物之間要協(xié)調(diào)與適應(2)需要考慮環(huán)境容納量。二、生態(tài)工程所遵循的基本原理(三)協(xié)調(diào)原理過度放牧導致草場退化3、意義：生物數(shù)量不超過環(huán)境承載力，避免系統(tǒng)的失衡和破壞。

從協(xié)調(diào)原理出發(fā)，想一想，在我國西北地區(qū)進行防護林建設，應選擇哪些樹種？如果在該地區(qū)發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè)，你認為應該注意什么問題？我國西部地區(qū)缺雨干旱，土壤較為貧瘠，應該選擇適合當?shù)刈匀画h(huán)境條件的樹種，如沙棘、山杏、刺槐、小葉錦雞兒等。

在西北地區(qū)發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè)，應該注意牲畜數(shù)量不能超過草地的承載力(環(huán)境容納量)。旁欄思考1、定義：2、理論基礎：二、生態(tài)工程所遵循的基本原理(四)整體原理生態(tài)工程建設要以_______為指導，不僅考慮_____生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，更要考慮_____和______等系統(tǒng)的影響力；整體觀自然經(jīng)濟社會人類處在一個社會—經(jīng)濟—自然復合而成的巨大系統(tǒng)中。要遵從自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律更要考慮經(jīng)濟和社會的影響力(1)要遵從自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，各組分之間要有適當?shù)谋壤?/p>

不同組分之間應構成有序的結構，通過改變和優(yōu)化結構，

達到改善系統(tǒng)功能的目的。(2)人類處在一個社會—經(jīng)濟—自然復合而成的巨大系統(tǒng)中。

進行生態(tài)工程建設時，不僅要考慮自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，

更要考慮經(jīng)濟和社會等系統(tǒng)的影響力二、生態(tài)工程所遵循的基本原理(四)整體原理3、實施措施：二、生態(tài)工程所遵循的基本原理(四)整體原理只有應用整體原理,才能統(tǒng)一協(xié)調(diào)當前與長遠、局部與整體、開發(fā)建設與環(huán)境保護之間的關系,保障生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定4、實例：5、意義：在進行林業(yè)工程建設時，一方面要號召農(nóng)民種樹，另一方面一定要考慮貧困地區(qū)農(nóng)民的生活問題，如糧食、燒柴以及收入等問題。理論基礎意義實例自生自組織、自我優(yōu)化、自我調(diào)節(jié)、自我更新和維持實現(xiàn)系統(tǒng)結構和功能的協(xié)調(diào)，形成有序的整體濕地生態(tài)系統(tǒng)的修復循環(huán)物質(zhì)循環(huán)通過系統(tǒng)設計實現(xiàn)循環(huán)，使前一環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢物盡可能被后一環(huán)節(jié)利用，減少整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)廢物的產(chǎn)生無廢棄物農(nóng)業(yè)協(xié)調(diào)生物與生物、生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與適應生物數(shù)量不超過環(huán)境承載力，避免系統(tǒng)的失衡和破壞西北地區(qū)不適于種植喬木類的楊樹整體社會、經(jīng)濟、自然構成的復合系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關系，保障生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定林業(yè)建設中自然系統(tǒng)與社會、經(jīng)濟系統(tǒng)的關系問題二、生態(tài)工程所遵循的基本原理核心詞提高生物多樣性，創(chuàng)造有益于生物形成互利共存關系的條件物質(zhì)循環(huán)無廢棄物各組分之間要有適當?shù)谋壤?，自然（生態(tài)）、經(jīng)濟、社會結合生物與生物之間、生物與環(huán)境之間協(xié)調(diào)，考慮環(huán)境容納量現(xiàn)學現(xiàn)用：

現(xiàn)學現(xiàn)用：寫出下列例子主要涉及到的生態(tài)工程原理①沼氣池——遵循了_____原理②在人工林增加植被層次——遵循了_____原理③“落紅不是無情物，化作春泥更護花”——體現(xiàn)了______原理④前面造林，后面砍樹——違背了_____原理⑤草原確定載畜量，不能過度放牧——遵循______原理⑥濕地破壞——違背了______原理⑦減少污水排放，治理湖泊——遵循了______原理⑧引入物種時考慮是否適應環(huán)境——遵循______原理⑨引入水葫蘆泛濫，導致多數(shù)生物死亡——違背了_____原理和_____原理循環(huán)自生循環(huán)整體協(xié)調(diào)自生自生協(xié)調(diào)自生協(xié)調(diào)分析生態(tài)工程案例中的原理和應用思考·討論1、嘗試畫出?；~塘中的食物鏈桑樹→蠶甘蔗→人甘蔗→豬→人浮游植物→魚浮游植物→浮游動物→魚分析生態(tài)工程案例中的原理和應用思考·討論討論：(1)“陸基種桑、桑葉飼蠶、蠶沙喂魚、塘泥培桑”主要遵循了_____原理；(2)“所選擇的生物與生物、生物與環(huán)境達到了協(xié)調(diào)和平衡，例如桑和甘蔗

適應我國南方溫暖濕潤氣候”主要遵循了_____原理；(3)“在設計桑基魚塘時，要考慮合適的陸地與水面的配比”主要遵循了

_____原理；(4)“四大家魚混養(yǎng)模式，通過合理布設，讓各種魚類都有生存的機會和

空間”主要遵循了_____原理。循環(huán)協(xié)調(diào)整體自生分析生態(tài)工程案例中的原理和應用思考·討論2、?；~塘應用了生態(tài)工程的哪些原理？討論：3、當桑葉價格高，賣桑葉比賣魚更合算時，當?shù)剞r(nóng)民會將蠶沙用做

桑樹肥料，而不是喂魚。由此可以看出，生態(tài)工程建設除了要考

慮生態(tài)學、工程學原理，還需要關注什么？

還需要關注經(jīng)濟學原理，要達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。分析生態(tài)工程案例中的原理和應用思考·討論討論：1.下列關于生態(tài)工程的敘述，不正確的是（）A.生態(tài)工程可對已被破壞的生態(tài)環(huán)境進行修復、重建B.“退耕還林”“退耕還草”屬于生態(tài)工程建設的內(nèi)容C.生態(tài)工程應遵循“整體、協(xié)調(diào)、循環(huán)、自生”的原理D.實施生態(tài)工程建設的目的就是保護環(huán)境2.我國南方?；~塘是將低洼稻田挖深做塘，塘內(nèi)養(yǎng)魚，塘基上種桑，

用桑養(yǎng)蠶，蠶糞養(yǎng)魚，魚糞肥塘，塘泥肥田、肥桑，從而獲得稻、

魚、蠶三豐收，大大提高了系統(tǒng)生產(chǎn)力。這種模式主要應用了生態(tài)

工程所遵循的哪個原理()A.整體原理B.循環(huán)原理C.自生原理D.協(xié)調(diào)原理DA鞏固訓練

3.下圖是某生態(tài)農(nóng)場以沼氣為紐帶，聯(lián)動農(nóng)作物種植、蚯蚓養(yǎng)殖、養(yǎng)

魚、養(yǎng)雞、養(yǎng)鴨等產(chǎn)業(yè)的示意圖。請據(jù)圖回答下列問題：(1)該生態(tài)農(nóng)場實現(xiàn)了生活垃圾、動物

糞便、沼渣和沼液的充分利用，利

用了生態(tài)學的_______原理。(2)養(yǎng)魚場的池塘不用換水，池底干干

凈凈，每天只需補充蒸發(fā)水，所有

生物正常生存，說明該池塘具有

___________能力。(3)該生態(tài)農(nóng)業(yè)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比，具有明顯的優(yōu)勢___________、

_____________。循環(huán)自我調(diào)節(jié)減少污染廢物資源化鞏固訓練

練習與應用1.生態(tài)工程遵循整體