高中生物人教版选修3课件51生态工程的基本原理.pptx

1、-1-专题5 5 生态工程-2-5 5.1 1生态工程的基本原理-3-5.1生态工程的基本原理ZHISHISHULI知识梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重难聚焦目标导航1.简述生态工程的概念,关注生态工程的建设。2.简述生态工程的原理,举例说出各原理的内容。3.尝试运用生态工程原理,分析生态环境问题及解决对策。-4-5.1生态工程的基本原理ZHISHISHULI知识梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重难聚焦目标导航一二一、关注生态工程建设1.生态经济(1)最主要的实行原则:循环经济。(2)最主要的特点:使一个系统产出的污染物能够成为本系

2、统或者另一个系统的生产原料,从而实现废弃物的资源化。(3)实现循环经济的最重要的手段之一:生态工程。2.生态工程生态工程建设的目的就是遵循自然界物质循环的规律,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同步发展。与传统的工程相比,生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。-5-5.1生态工程的基本原理ZHISHISHULI知识梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重难聚焦目标导航一二二、生态工程所遵循的基本原理1.物质循环再生原理(1)理论基础:生态系统的物质循环。物质能够在各类生态系统中进行区域小循环和全球地质大循环,循环往复,分层分级利用,从

3、而达到取之不尽、用之不竭的效果。(2)实例无废弃物农业“无废弃物农业”即通过积极种植能够固氮的豆科作物,以及收集一切可能的有机物质,如粪便、枯枝落叶、河泥等,采用堆肥和沤肥等多种方式,把它们转变为有机肥料,施用到农田中,这样既利用了废弃物,又改善了土壤结构,培育了土壤微生物,实现了土壤养分如氮、磷、钾及微量元素的循环利用。(3)没有物质循环的生态系统的危害:会产生废弃物,造成环境污染,并最终影响系统的稳定和发展。-6-5.1生态工程的基本原理ZHISHISHULI知识梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重难聚焦目标导航一二2.物种多样性原理(1)理论基础:生态系统的稳

4、定性。物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。生物多样性程度高,可以为各类生物的生存提供多种机会和条件。众多的生物通过食物链关系互相依存,就可以在有限的资源条件下,产生或容纳更多的生物量,提高系统生产力。(2)实例:纯樟子松林、杨树林的生物多样性低,食物链短而单调,缺少松毛虫、天牛的天敌,而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源,因而会导致树林的毁坏。珊瑚礁区的生物多样性高,食物链复杂,不同的生物占据了不同的时间位、空间位和资源位,因而充分利用了珊瑚礁生态系统的环境。例如,氮、磷等养分就能够在该区生物体间充分地循环利用而很少流出系统外。-7-5.1生态工程的基本原理ZHISHISHU

5、LI知识梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重难聚焦目标导航一二3.协调与平衡原理(1)理论基础:生物与环境的协调与平衡。(2)处理好生物与环境的协调与平衡,需要考虑环境承载力,又称环境容纳量,是指某种环境所能养活的生物种群的最大数量。4.整体性原理(1)理论基础:社会经济自然复合系统(如下图)。-8-5.1生态工程的基本原理ZHISHISHULI知识梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重难聚焦目标导航一二如上图所示,人类所处的是一个由社会系统、经济系统、自然系统复合而成的巨大的系统,三者相互影响而形成一个统一的整体。在进行生态工程建设时,不

6、但要考虑自然生态系统的规律,更重要的是,还要考虑经济和社会等系统的影响力,只从生态学的角度片面考虑生物与环境之间、生物与生物之间的相互影响是不可以的。(2)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、开发与环境建设之间的关系,保障生态系统的平衡与稳定。-9-5.1生态工程的基本原理ZHISHISHULI知识梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重难聚焦目标导航一二5.系统学和工程学原理(1)系统的结构决定功能原理:生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构,通过改变和优化结构,达到改善系统功能的目的。在分布式的结构中,一般局部的故障不至于造成整个网络的

7、瘫痪。(2)系统整体性原理:系统的各组分之间要有适当的比例关系,只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通,并且实现总体功能大于各部分之和的效果,即“1+12”。在我国西北一些地区年降雨量小于450 mm,如果在这些地区种植的不是适应当地环境的灌木和草,而是不适应当地环境的杨树,这主要违背了什么原理?提示:主要违背了协调与平衡原理。-10-5.1生态工程的基本原理ZHISHISHULI知识梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重难聚焦目标导航一二三一、物种多样性与生物多样性1.物种多样性是指多种多样的生物种类,强调物种的变异性。2.生物多样性是指生命形式的多样化

8、(从类病毒、病毒、细菌、放线菌、支原体、真菌到植物、动物),各种生命形式之间及其与环境之间的多种相互作用,以及各种生物群落、生态系统及其生态环境与生态过程的复杂性。一般地讲,生物多样性可以从三个层面上去描述,即遗传(基因)多样性、物种多样性、生态系统多样性。四-11-5.1生态工程的基本原理ZHISHISHULI知识梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重难聚焦目标导航一二三二、协调与平衡原理所谓协调与平衡是指生物与环境的协调与平衡。1.协调主要指生物要适应环境,因此在建设生态工程时,不要盲目引种或栽种。2.平衡是指某环境下生物种群的数量与环境的承载力要平衡,如果生物的

9、数量超过了环境的承载力,就会引起系统的失衡和破坏。如草原上的过度放牧就是典型的例子。四-12-5.1生态工程的基本原理ZHISHISHULI知识梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重难聚焦目标导航一二三三、整体性原理与系统整体性原理1.整体性原理(1)含义:指社会、经济、自然三方面协调统一,保障整个系统的稳定与平衡。(2)举例:林业建设中自然系统、社会系统与经济系统的关系问题,即种树的同时考虑经济收入、粮食、燃料等问题。2.系统整体性原理(1)含义:指总体功能大于各部分之和,即1+12。原因是系统保持很高的生产力,具体是指互利共生的生物体现系统整体性原理。(2)举例:

10、如藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌、地衣植物中的藻类和真菌等。四-13-5.1生态工程的基本原理ZHISHISHULI知识梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重难聚焦目标导航一二三四四、常见生态工程实例主要遵循的原理分析1.单一人工林比天然混合林稳定性低,易爆发虫害物种多样性原理。2.草原确定合理载畜量,不能过度放牧协调与平衡原理。3.引种考虑适应环境协调与平衡原理。4.林业生态工程建设,既考虑种树又考虑生活问题整体性原理。-14-5.1生态工程的基本原理ZHISHISHULI知识梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重难聚焦目标导航题型一题型二题型

11、三题型一 生态工程【例1】下列关于生态工程的叙述,错误的是()A.生态工程是生态学与系统工程学的结合B.生态工程追求经济效益与生态效益的双赢C.生态工程是无消耗、多效益的工程D.生态工程能促进人类社会和自然环境的和谐发展解析:生态工程是生态学与系统工程学相结合,追求经济效益与生态效益的双赢,促进人类社会和自然环境的和谐发展,低消耗、多效益的工程体系。答案:C-15-5.1生态工程的基本原理ZHISHISHULI知识梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重难聚焦目标导航题型一题型二题型三题型二 生态工程的基本原理【例2】下列关于生态工程的基本原理的说法,错误的是()A.物

12、质循环再生原理,在于使生态系统的物质能够循环利用B.物种多样性原理,是指众多生物通过食物链相互依存,提高系统生产力,维持系统平衡C.整体性原理,是考虑自然系统的规律,所有的人类活动必须完全以生态系统为核心D.系统整体性原理要求系统各组分之间要有适当的比例关系解析:整体性原理是指进行生态工程建设时,不但要考虑自然生态系统的规律,还要考虑经济和社会的影响力。答案:C-16-5.1生态工程的基本原理ZHISHISHULI知识梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重难聚焦目标导航题型一题型二题型三题型三 运用生态工程基本原理分析实例【例3】为加强水体治理,珠江流域某城市构建了较

13、大面积的人工湿地。(1)当污染物随水流进入该湿地时,湿地水体中碳元素的迁移和转化途径如下图。请用箭头和文字补充虚线框中的碳转化途径。-17-5.1生态工程的基本原理ZHISHISHULI知识梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重难聚焦目标导航题型一题型二题型三(2)一段时间后,湿地中出现了轮虫等浮游动物,可控制绿藻等浮游植物的增殖;管理员还放养了一些鱼和鸭,为城市增添自然气息。请写出可能存在的食物链(两条)。(3)如果含有重金属的工业废水进入该系统,请根据生态学基本原理,指出可能产生哪些负面影响。解析:由题图可知,可溶性有机碳可作为好氧细菌的碳源,被好氧细菌分解利用,好氧细菌呼吸作用产生的二氧化碳等作为黑藻、绿藻等植物光合作用的原料,同时CO2又是黑藻、绿藻等植物呼吸作用的产物,这样,在细菌、植物、无机环境之间形成了稳定的物质循环。根据第(2)小题的题干,梳理出两条食物链。重金属盐在食物链中有富集现象,对处于高营养级的人危害很大,而且难于降解,易发生二次污染。-18-5.1生态工程的基本原理ZHISHISHULI知识梳理DIANLITOUXI典例透析ZHONGNANJUJIAO重难聚焦目标导航题型一题型二题型三答案:(1)(2)绿藻轮虫鱼、黑藻鱼鸭。(3)重金属进入食物链,危害人体健康;重金属无法降解,易发生二次污染。