高中生物人教版 (2019)选择性必修2第3节 生态工程备课ppt课件

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修2第3节 生态工程备课ppt课件，共31页。PPT课件主要包含了学习目标，新课讲授，实施生态工程的原因，经济效益，生态效益，少消耗，多效益，可持续，设计和调控，生态学和系统学等学科等内容，欢迎下载使用。
简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容（生命观念、科学思维）
举例说出生态工程的实例，说出这些实例所运用的主要生态工程原理（生命观念、科学思维）
尝试用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策（生命观念、科学思维）
评析生态工程发展前景，说出生态工程的局限性，举例说出我国生态工程的特点。（社会责任）
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。
人类活动可以改变群落演替的速度，通过人工造林，可以加快弃耕农田演替到森林阶段的速度
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？
对森林公园先进行整体设计利用了生态工程的基本原理，以生态系统的自组织、自我调节功能为基础，遵循生态系统自生、循环、协调和整体的基本原理，充分发挥资源的生产潜力，既防止了环境的污染，又达到了经济效益和生态效益的同步发展。
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？
公园建设充分利用原有的地貌和植被，营造近自然林系统是利用了生态工程的自生的原理和协调的原理，充分考虑原有生物组分布局和它们生长、发育、繁殖及形成共存互利关系等条件，通过系统的自组织、自我优化、自我调节、自我更新维持系统的稳定。同时，利用了生物与生物、生物与环境长期作用形成的协调原理。
一、生态工程的基本原理
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。
20世纪60年代以来，全球经济进入了快速增长阶段，人们生活水平提高、人口迅速增长，人类也随之更多地从自然中索取。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，正在大量消耗自然资源。
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________和________的同步发展
________、________、________
指人类应用_____________________的基本原理和方法，对人工生态系统进行_________________，或对已被破坏的生态环境进行了___________，从而____________________或_____________，促进人类________________________的系统工程技术或综合工艺过程。
社会和自然环境的和谐发展
二、生态工程所遵循的基本原理
（1）概念： 在生态系统中由_________而产生的________、_________、_________、 _________和_______。（2）基础： 生态系统的结构与功能（生态系统的自我调节能力） ①个体水平 生物能够进行新陈代谢、再生更新等 ②系统水平 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
（3）遵循该原理的具体做法①有效选择生物组分并合理布设②要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
如：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，以及它们的种间关系。
如：湿地生态工程中，移除水体中有害物质、增加水体溶氧量
*这是系统或工程能否形成自组织能力的基础；*一般而言，应尽量提高生物多样性程度；
以太阳能为动力，驱动水质循环，进行生态恢复，改善水质
（1）概念： 指在生态工程中_____________________，既保证__________________，也保证________________________。（2）基础： 生态系统的物质循环功能。（3）遵循该原理的具体做法： 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”的产生
主要物质或元素的转化率高
（4）优点： 实现物质多级循环利用，废弃物资源化，减少污染（5）实例： 无废弃物农业
（1）概念： 是指在进行生态工程建设时，___________、_________的__________也是需要考虑的问题；（2）遵循该原理的具体做法： ①生物与环境、生物与生物之间要协调与适应 ②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。
①只适宜种植灌木和草本的西北建造防护林被硬性规定种植杨树，导致一些地区种植的防护林成了“灰色长城”；②过度放牧导致草场退化；③水体富营养化。
（1）概念： 系统建设以______为指导，不仅考虑____生态系统的规律，更要考虑_____和_____等系统的影响力；（2）遵循该原理的具体做法：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
（3）实例： 在进行林业建设时，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。
（4）意义： 只有应用整体性原理,才能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,保障生态系统的平衡和稳定
生态工程的基本原理对比分析
明清时期，我国南方长江三角洲、珠江三角洲低洼内涝积水地或河网发达地区的先民们，就探索出一种桑基鱼塘的农业生产模式：路基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙喂鱼、塘泥培桑。这样可以将陆地种植与鱼塘养殖结合起来把原本割裂的生产系统通过优化组合，有机地整合在一起。根据同样的原理，甘蔗种植也可以与养猪、养鱼结合。
分析生态工程所遵循的基本原理和应用
在设计桑基鱼塘时，要考虑合适的陆地与水面的配比，需要考虑栽种作物与养殖动物的关系。例如，地基和鱼塘的面积比例是“三比七”或“四比六”，即大部分采取“三基七水”或“四基六水”的比例。池塘养鱼，也应综合考虑不同鱼种的关系，根据淡水鱼在自然环境中的混合生长状态，实行以四大家鱼为主的多鱼种混养模式，让鳙鱼、鲢鱼、草鱼、鲮鱼、鲤鱼、鲫鱼等
各种鱼类都有生存的机会和空间。运转良好的桑基鱼塘，可以做到物质的循环再生利用。种桑养蚕，蚕沙(蚕粪便)本是废弃物，如果不经处理直接堆放在室外，不但会腐烂变质污染环境，而且可能通过鸟、昆虫的携带造成交叉感染，导致家蚕疫病大爆发。桑基鱼塘将蚕沙由废弃物变成了渔业生产的饲料。
1.尝试画出桑基鱼塘中的食物链。
浮游植物一浮游动物→鱼
2.桑基鱼塘应用了生态工程的哪些基本原理？
①“陆基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙喂鱼、塘泥培桑”主要遵循了_____原理；②“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”主要遵循了_____原理；③“在设计桑基鱼塘时，要考虑合适的陆地与水面的配比”主要遵循了_____原理；4.“四大家鱼混养模式，通过合理布设，让各种鱼类都有生存的机会和空间”主要遵循了_____原理。
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
三、生态工程的实例和发展前景
应当根据当地的实际条件， 地进行。
解决环境污染、人口激增、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
农村综合发展型生态工程
建立农村综合发展型生态工程，是实现这一目标的有效途径。
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？
1.在这一案例中，主要运用了生态工程的哪些基本原理？
2.这一生态系统的结构和功能有什么特点?
3.该生态系统有值得借鉴的做法？
实现了物质的多级循环利用，减少了废物排放与环境污染；实现了经济效益、社会效益和生态效益的全面提高；实现了能量的多级利用，大大提高了能力的利用率；
该工程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，促进了可持续发展。
采用工程学和生态学措施相结合的方法。如废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程，以及动植物物种引进等，使受到干扰的湿地得以恢复。在湿地的周围，还应建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰，使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。
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。此外，湿地的环境污染、生物资源的过度利用等，会导致湿地生态系统严重退化。
湿地被誉为地球的“肾”，具有蓄洪防旱，调节地域气候，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，以及为人们提供休闲娱乐的环境等功能。
通过治理修复的厦门筼筜湖
矿区废弃地的生态恢复工程
2.对策：采用的措施包括人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等。关键在于植被恢复，以及植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建。恢复矿区生态环境，首先要通过机械方法平整压实土地，人工制造表土；然后，在人造表土上，植树种草。
1.问题：采矿业对环境造成的日渐严重的破坏。矿藏开采后往往会造成山体、土壤和植被，乃至整个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，还可能产生严重的重金属污染。
如果对农村家庭生活用沼气、蔬菜种植和庭院养殖等进行整体设计，可以构建良好的庭院生态系统。在我国
乡村，已经有很多这样的庭院生态系统在运行。图中所示为我国北方农村某个庭院生态系统。另外，在城市周边，往往有一些运转良好的生态园。选择一处庭院生态系统或者生态园前去参观。参观过程中，注意观察、分析其中蕴含的生态学原理和经济学原理。参观后，查阅资料，根据当地的实际情况，设计一个庭院生态系统。