4.3 生态工程 ppt课件-（新教材）2019新人教版高中生物选择性必修二.zip

第第4 4章章 人与环境人与环境第3节 生态工程什么是生态工程？为什么要关注生态工程建设？本节聚焦123生态工程建设主要遵循哪些基本原理？4我国在生态工程建设方面有哪些成就？生态工程具有怎样的发展前景？ 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。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？2.为什么要先做森林公园的整体设计再开工呢？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？ 弃耕的农田在自然状态下演替为森林需要经过数十年甚至更长的时间，而利用生态工程原理进行人工造林，可以缩短建设周期，在较短时间内获得生态效益。 建设北京奥林匹克森林公园是涉及生态学、工程学、系统学、经济学等多学科的原理和方法的系统工程，要综合考虑诸多方面的因素，而且建设成本较高，在开工前做好整体设计可以保证工程建设的合理性与可实施性，也可以有效控制建设成本和后续维护成本，避免不必要的浪费，提高生态效益。 生态工程的建设要顺应自然，即合乎自然规律。自然的地貌和植被，是自然选择、生物与环境相适应的结果，充分利用原有的地貌和植被有利于该公园的可持续发展，并且会减少人力和物力的投入。 以上这样的生产方式，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。一、生态工程的基本原理少消耗、多效益、可持续。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。理论基础目的目的优点优点1.关注生态工程建设 概念概念：操作过程毁林种地,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,正在消耗大量的自然资源。原因原因一、生态工程的基本原理循环整体2.生态工程所遵循的基本原理 生态工程以生态系统的_、_功能为基础,遵循_、_、_、_等生态学基本原理。自组织自我调节整体循环协调自生自生协调一、生态工程的基本原理 自生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湿地生态系统的修复；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2.生态工程所遵循的基本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：无废弃物农业循环2.生态工程所遵循的基本原理考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应。生物与环境、生物与生物之间要协调与适应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？过度放牧的草地协调如灰色长城；过度放牧的草地。灰色长城2.生态工程所遵循的基本原理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整体如前面造林，后面砍林的现象2.生态工程所遵循的基本原理分析生态工程案例中的原理和应用 明清时期，我国南方长江三角洲、珠田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：陆基种桑、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。 分析生态工程案例中的原理和应用 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，让镰鱼、链鱼、草鱼草鱼、镀鱼、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。 讨论1.尝试尝试 画出桑基鱼鱼塘中的食物链链。桑树树蚕；甘蔗人甘蔗猪人浮游植物鱼鱼浮游植物一浮游动动物鱼鱼分析生态工程案例中的原理和应用 “陆陆基种桑、桑叶饲饲蚕、蚕沙喂鱼鱼、塘泥培桑”这样这样 的农业农业 生产产模式维维持着高效的物质质循环环。 桑基鱼鱼塘中的生物组组分通过过合理布设设，互利共存，实现实现 了系统结统结 构与功能的协调协调 ，形成了可以自我维维持的有序的整体。讨论2.桑基鱼鱼塘应应用了生态态工程的哪些基本原理？自生：循环环：分析生态工程案例中的原理和应用 所选择选择 的生物与生物，生物与环环境达到了协协调调和平衡，例如，桑和甘蔗适应应我国南方温暖湿润润的气候；四大家鱼鱼混养充分利用了群落的空间结间结 构；桑叶饲饲蚕，利用了种间间关系，但养殖的蚕的数量没有多到危及桑的存活；等等。讨论2.桑基鱼鱼塘应应用了生态态工程的哪些基本原理？协调协调 ：分析生态工程案例中的原理和应用 桑基鱼鱼塘在设计时设计时，陆陆地与水面配比合理，各组组分的搭配与比例适当，结结构有序，形成了一个不可分割的整体；桑基鱼鱼塘将原本割裂的生产产系统优统优 化组组合，能够发够发 展多种经营经营 ，为农为农 民创创造收入，是结结构优优化的“社会经济经济 自然复合系统统”。讨论2.桑基鱼鱼塘应应用了生态态工程的哪些基本原理？整体：分析生态工程案例中的原理和应用讨论3.当桑叶价格高，卖卖桑叶比卖鱼卖鱼 更合算时时，当地农农民会将蚕沙用作桑树树的肥料，而不是喂鱼鱼。由此可以看出，生态态工程建设设除了要考虑虑生态态学、工程学原理，还还需要关注什么？ 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。分析生态工程案例中的原理和应用小结: 生态工程的基本原理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核心词 提高生物多样性，创造有益于生物形成互利共存关系的条件物质循环无废弃物 各组分之间要有适当的比例，自然(生态)、经济、社会结合 生物与生物之间、生物与环境之间协调，考虑环境容纳量【现学现用】1. 生态工程遵循整体、协调、循环、自生等基本原理。判断下列相关表述是否正确。（1）依据生态工程的循环原理,应该对垃圾进行焚烧处理。（ ）（2）园林既能改善生态环境,又能提高社会和经济效益,体现了生态工程的整体原理。（ ）2.建设人工湿地可将污水、污泥有控制地投放到人工建造的湿地上，主要利用了土壤、人工介质、微生物的作用对污水和污泥进行处理。下列叙述，不合理的是（ ） A合理搭配植物以提高系统的生物多样性 B. 尽量使用本地物种以减少外来物种入侵 C. 为提高能量传递效率增大引入湿地的污水总量 D. 选择合适的人工介质以利于好养微生物的分解作用C练习与应用1.生态工程的实例农村综合农村综合发展型生发展型生态工程态工程湿地生态湿地生态恢复工程恢复工程矿区废弃矿区废弃地的生态地的生态恢复工程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。二、生态工程的实例和发展前景农村人多地少，产出不足。问题:对策:案例：建立农村综合发展型生态工程，实现物质的多级循环利用，获得较多的产出，取得经济效益、社会效益和生态效益的全面提高。北京郊区的某村以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程。核心:优点: 农、林、牧、副、渔全面发展；开发可更新资源,减少环境污染。以沼气工程为中心。（1）农村综合发展型生态工程建设宗旨：因地制宜二、生态工程的实例和发展前景1.生态工程的实例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（1）农村综合发展型生态工程 湿地被誉为地球的“肾”,具有蓄洪防旱，调节区域气候，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。湿地的作用:主要措施:案例：退耕还湖厦门筼筜湖生态恢复。问题:主要困难: 解决迁出湖区居民的生活和就业问题。 在经济发展过程中，人们对湿地进行排水和围垦,已经破坏 了地球上80%的湿地资源。（2）湿地生态恢复工程厦门筼筜湖二、生态工程的实例和发展前景1.生态工程的实例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。_原理循环协调自生江西鄱阳湖生态恢复工程厦门筼筜湖（2）湿地生态恢复工程江西潘阳湖的永吴公路矿藏开采后会造成山体、土壤和植被，乃至整个地区生态系统的破坏。A.改良表土；B.种植耐旱的灌木、草和树；C.合理确定载牧量。问题:案例：对策:赤峰市元宝山矿区生态恢复工程。（3）矿区废弃地的生态恢复工程二、生态工程的实例和发展前景1.生态工程的实例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（3）矿区废弃地的生态恢复工程生态工程的实例分析类型问题主要原理对策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资源有限，人多地少，产出不足湿地面积的缩小和破坏矿区生态环境的破坏自生、循环、协调、整体原理自生原理，协调原理，整体原理自生、协调、整体原理建立综合发展型生态工程实现物质的多级循环利用，保证在资源有限的条件下有较多产出控制污染、动植物物种引进、建立缓冲带等修复土地，恢复植被北京郊区某村以沼气工程为中心的生态工程厦门筼筜湖生态恢复工程赤峰市元宝山矿区生态修复工程2. 生态工程的发展前景 我国生态工程存在的问题（1）缺乏定量化模型的指导，难以像“精确农业”那样设计出标准化、易操作的生态工程样板。（2）有些设计缺乏高科技含量。（3）生态系统的调控尚缺乏及时准确的监测技术的支持。（4）缺乏理论指导。 我国目前面临的生态危机及对策（1）危机: 人口激增、环境与资源破坏、能源短缺等问题。（2）对策: 发挥生态工程建设的作用，重视对生态环境的保护，更要注重与经济、社会效益的结合。2. 生态工程的发展前景 对生态工程治理应持有的态度 在肯定生态工程的作用，特别是看到它在恢复、重建受损生态环境方面可发挥重要作用的同时，不要忘记大自然固有的强大的生态恢复力量，更不能误认为只要有了生态工程，就可以走“先污染、破坏，后治理”的老路。 我国生态工程的前景 中华民族传承古老的天人合一理念，在发展中尊重自然、顺应自然、保护自然。今天，古老的智慧融合了现代科学成就，生态工程的发展和应用，将在建设美丽中国的过程中大有作为。总结概括，并运用术语表达1.生命系统统的结结构特征？2.生命系统统的功能特点？3.从生态态的视视角看，生命系统统_4.从历历史的角度看，生命系统统_。依存于环环境，也能适应环应环 境、影响环环境 能与环环境进进行物质质和能量的交换换以维维持自身的有序性，进进行“自我更新”；细细胞和个体等生命系统还统还 能进进行“自我复制”。 开放性、复杂杂性、有序性、动态动态 性、整体性。由最原始、最简单简单 的生命进进化而来，凝聚着漫长长的进进化史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整体生态工程课堂总结