4.3.1生態(tài)工程課件-高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修2

第3節(jié)生態(tài)工程在2008年北京奧運(yùn)會的籌辦過程中，奧林匹克森林公園是一個(gè)重要建設(shè)項(xiàng)目公園所在地原來主要是普通村落和農(nóng)田。2002年招標(biāo)設(shè)計(jì)，2005年開工建設(shè)，2008年建成。公園建設(shè)堅(jiān)持“綠色奧運(yùn)”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(xiàng)生態(tài)技術(shù)。例如，公園的水系建設(shè)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(shù)。問題探討討論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(shí)間，而利用生態(tài)工程原理進(jìn)行人工造林，可以縮短建設(shè)周期，在較短時(shí)間內(nèi)獲得生態(tài)效益。討論3：公園建設(shè)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？生態(tài)工程的建設(shè)要順應(yīng)自然，即合乎自然規(guī)律。自然的地貌和植被，是自然選擇生物與環(huán)境相適應(yīng)的結(jié)果，充分利用原有的地貌和植被有利于該公園的可持續(xù)發(fā)展，并且會減少人力和物力的投入。討論2：為什么要先做森林公園的整體設(shè)計(jì)再開工呢？建設(shè)北京奧林匹克森林公園是涉及生態(tài)學(xué)、工程學(xué)、系統(tǒng)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等多學(xué)科的原理和方法的系統(tǒng)工程，要綜合考慮諸多方面的因素，而且建設(shè)成本較高，在開工前做好整體設(shè)計(jì)可以保證工程建設(shè)的合理性與可實(shí)施性，也可以有效控制建設(shè)成本和后續(xù)維護(hù)成本，避免不必要的浪費(fèi)，提高生態(tài)效益。一.關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)1.生態(tài)工程提出的背景:人口增長人類活動全球生態(tài)環(huán)境危機(jī)人類可持續(xù)發(fā)展受到影響解決環(huán)境與經(jīng)濟(jì)與協(xié)調(diào)發(fā)展生態(tài)工程導(dǎo)致導(dǎo)致需要需要①毀林種地;②圍湖造田;③大量使用化肥、農(nóng)藥等;④工業(yè)的迅猛發(fā)展,正在消耗大量的自然資源。2.生態(tài)工程的概念：

人類應(yīng)用生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科的基本原理和方法，對人工生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)和調(diào)控，或?qū)σ驯黄茐牡纳鷳B(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)、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(jìn)人類社會與自然環(huán)境和諧發(fā)展的系統(tǒng)工程技術(shù)或綜合工藝過程。建設(shè)目的建設(shè)原因少消耗多效益可持續(xù)優(yōu)點(diǎn)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,正在消耗大量的自然資源。

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(chǔ)，遵循整體、協(xié)調(diào)、循環(huán)、自生等生態(tài)學(xué)基本原理。二、生態(tài)工程所遵循的基本原理自組織是指一個(gè)系統(tǒng)在沒有外界信息指令的作用下，自發(fā)地由無序到有序，由低有序到高有序的發(fā)展過程，就是自組織。二.生態(tài)工程的基本原理生物能夠進(jìn)行新陳代謝、再生更新生物之間通過各種相互作用(特別是種間關(guān)系)進(jìn)行自組織生物自身生物之間實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)，形成有序整體自我維持理論基礎(chǔ)生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力1.生態(tài)工程所遵循的基本原理：自生①有效選擇生物組分并合理布設(shè)應(yīng)用②創(chuàng)造有益于生物組分生長、發(fā)育、繁殖，及形成互利共存關(guān)系的條件盡量提高生物多樣性實(shí)例：濕地修復(fù)生態(tài)工程措施：選擇污染物凈化能力較強(qiáng)的多種水生植物，同時(shí)需要考慮這些植物的生態(tài)位差異，以及它們之間的種間關(guān)系，通過合理的人工設(shè)計(jì)，使這些物種形成互利共存的關(guān)系。實(shí)例：濕地修復(fù)生態(tài)工程措施：通過移除湖泊、河流中富營養(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(yīng)用二.生態(tài)工程的基本原理1.生態(tài)工程所遵循的基本原理：自生太陽能水生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)以太陽能為動力，驅(qū)動水質(zhì)循環(huán)，進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，改善水質(zhì)。實(shí)例二.生態(tài)工程的基本原理1.生態(tài)工程所遵循的基本原理：自生指在生態(tài)工程中________________________，既保證____________________，也保證_______________________________。促進(jìn)物質(zhì)的遷移與轉(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2.生態(tài)工程所遵循的基本原理：循環(huán)

生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)功能概念理論基礎(chǔ)通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)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(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)“廢物”的產(chǎn)生。應(yīng)用”實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的多級循環(huán)利用，廢物資源化，減少污染“二.生態(tài)工程的基本原理循環(huán)原理實(shí)例：無廢棄物農(nóng)業(yè)古代施肥旁欄思考題(P100)二.生態(tài)工程的基本原理

有人說，過度從土地索取導(dǎo)致土地退化，是有些古文明中斷的一個(gè)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(rèn)同這一觀點(diǎn)嗎？

認(rèn)同。

歷史上美索不達(dá)米亞、小亞細(xì)亞等地居民毀林造田，使那里成為了不毛之地，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(dǎo)下，生生不息、源遠(yuǎn)流長；

我國古代先民還依靠“無廢棄物農(nóng)業(yè)”保證了土壤的肥力，改善了土壤結(jié)構(gòu)，培育了土壤微生物，實(shí)現(xiàn)了土壤養(yǎng)分如氮、磷、鉀及微量元素的循環(huán)利用，因此，幾千年來，土地一直維持著生產(chǎn)能力。3.生態(tài)工程所遵循的基本原理：協(xié)調(diào)在進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時(shí)，生物與環(huán)境、生物與生物的協(xié)調(diào)與適應(yīng)也是需要考慮的問題。概念實(shí)例我國西北地區(qū)指適宜栽種灌木和草本植物，曾被硬性規(guī)定種植楊樹，導(dǎo)致“灰色長城”。二.生態(tài)工程的基本原理灰色長城灰色長城理論基礎(chǔ)①考慮生物與環(huán)境、生物與生物的協(xié)調(diào)與適應(yīng)二.生態(tài)工程的基本原理3.生態(tài)工程所遵循的基本原理：協(xié)調(diào)我國西北地區(qū)一些地區(qū)年降水量小于450mm，只適宜種植灌木和草本植物，但曾被硬性規(guī)定種植喬木類楊樹。②考慮環(huán)境容納量過度放牧的草地意義生物數(shù)量不超過環(huán)境承載力，避免系統(tǒng)的失衡和破壞。處理好生物與環(huán)境、生物與生物的協(xié)調(diào)與平衡，需要考慮環(huán)境容納量。

從協(xié)調(diào)原理出發(fā)，想一想，在我國西北地區(qū)進(jìn)行防護(hù)林建設(shè)，應(yīng)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(rèn)為應(yīng)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(yīng)該選擇適合當(dāng)?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(yīng)該注意牲畜數(shù)量不能超過草地的承載力。旁欄思考題(P101)二.生態(tài)工程的基本原理系統(tǒng)建設(shè)以整體觀為指導(dǎo)，進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時(shí)，不僅考慮自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，更要考慮經(jīng)濟(jì)和社會等系統(tǒng)的影響力。進(jìn)行林業(yè)工程建設(shè)時(shí)，一方面號召農(nóng)民種樹，另一方面考慮農(nóng)民的生活問題。概念4.生態(tài)工程所遵循的基本原理：整體實(shí)例二.生態(tài)工程的基本原理理論基礎(chǔ)①遵從自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，各組分之間要有適當(dāng)?shù)谋壤?，不同組分之間應(yīng)構(gòu)成有序的結(jié)構(gòu)，通過改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu)，達(dá)到改善系統(tǒng)功能的目的。“前面栽林，后面砍樹”的現(xiàn)象反例②人類處在一個(gè)社會——經(jīng)濟(jì)——自然復(fù)合而成的巨大系統(tǒng)中。進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)和社會等系統(tǒng)的影響力。二.生態(tài)工程的基本原理4.生態(tài)工程所遵循的基本原理：整體③社會習(xí)慣、法律制度等也會對生態(tài)工程建設(shè)有著重要影響。只有應(yīng)用整體性原理,才能統(tǒng)一協(xié)調(diào)當(dāng)前與長遠(yuǎn)、局部與整體、開發(fā)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)、之間的關(guān)系,保障生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定。意義原理理論基礎(chǔ)措施（意義）實(shí)例自生生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力合理布設(shè)生物組分，創(chuàng)造條件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的協(xié)調(diào)，形成有序的整體濕地生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)功能通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)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(gè)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(yīng)考慮生物的生態(tài)適應(yīng)性和環(huán)境承載力，處理好生物與環(huán)境協(xié)調(diào)與平衡西北地區(qū)不適于種植喬木類的楊樹整體社會、經(jīng)濟(jì)、自然構(gòu)成的復(fù)合系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關(guān)系，保障生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定林業(yè)建設(shè)中自然系統(tǒng)與社會、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的關(guān)系問題歸納小結(jié)：生態(tài)工程所遵循的基本原理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(hù)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濕地的破壞，水體的污染——違背了