1、第一节 生态工程及其原理,第四章 生态工程,学习导航 1.简述生态工程的概念。 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。 重难点击 生态工程的基本原理。,课堂导入 方式一 云南，“彩云之南”，我国一个美丽的省份，有丰富的动植物资源，也有众多水域分布，更是远近闻名的旅游胜地。但是2009年至2012年，在这片美丽的土地上，却在承受着巨大的痛苦旱灾。这是天灾还是人祸？右图是相关的图片。 结合这幅图，同学们思考一下几个问题： (1)在云南持续发生这样的大旱，原因到底是什么？ (2)经济的发展带来社会进步，但是我们的环境问题却越来越严重，我
2、们到底需要什么样的经济发展的新思路才能避免对环境的破坏呢？,方式二 金字塔农场是一种设想的未来农业发展模式 (如图)，由埃里克埃林森教授和迪克森戴斯波米尔教 授联手设计。在农田资源有限的地球，如何满足日益 增长的人口对食物的需求是所有政府必须要面对和解决的问题。金字塔农场正是一个富有创意的解决之道。除了种植水果和蔬菜外，金字塔农场还装有一个加热和加压系统，能够将污水转换成水和碳，为机器和照明设备提供能量。金字塔农场实质就是一个一个完整的生态系统，这个农场的设计需要遵循什么原理，还有，这样的金字塔农场有何优点，有没有值得改进的地方，就让我们通过本节课来一起了解吧！,一、生态工程的概念,内容索引,
3、当堂检测,二、生态工程的基本原理,一、生态工程的概念,基础梳理,1.原理和方法： 、 等学科。 2.途径：通过 、 和技术组装。 3.目标： 或 已破坏的生态环境， 传统的生产方式，并提高生态系统的生产力，达到 、 和 同步发展。,系统学,生态学,系统设计,调控,重建,修复,改善,经济效益,社会效益,生态效应,问题探究,阅读教材内容，结合下面的材料，回答相关问题。 资料1 1998年夏季，长江洪水泛滥，根本原因是长江上游乱砍滥伐森林，水源涵养和水土保持功能急剧降低，造成大量泥沙淤积河道；中游围湖造田、乱占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减小。 资料2 石油农业大量使用化肥、农药、机械等，已
4、造成资源破坏和农业环境污染，对社会的可持续发展造成很大障碍。 1.洪灾的发生反映出传统经济发展模式存在什么问题？,答案,答案 传统的经济发展模式不注重生态环境的保护，没有考虑生态成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。,2.石油农业为什么难以满足社会发展的需求？,答案,答案 石油农业产生的废弃物和有害物质的数量庞大，大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力，并造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题。,解析 生态工程是指人类应用生态学、系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，修复或重建已破坏的生态环境，改善传统的生产方式，并提高生态系统的生产力，达到经济效益、生态效益
5、和社会效益同步发展的工程体系。与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗、高效益、可持续的工程体系。,拓展应用,1.下列关于生态工程的叙述中，错误的是 A.它是无消耗、高效益的工程 B.追求经济与生态的双赢 C.实现废物资源化的良性循环 D.实现了能量的多级利用,解析,答案,2.下列关于生态工程的叙述，不正确的是 A.当人类赖以生存的生态系统出现严重的问题时，生态工程应运而生 B.生态工程能够减少环境污染 C.生态工程以充分利用环境和资源为前提，生产出更多的产品 D.生态工程力求达到生态效益、经济效益和社会效益的协调统一,答案,问题导析,问题导析 (1)生态工程产生的背景：传统经济模式正在毁坏 、
6、 、和生物资源，消耗地球赠给我们的自然资本。 (2)生态工程的目的： 或 已破坏的生态环境， 传统的生产方式，并提高生态系统的生产力，达到 、 和 同步发展。 (3)生态工程的特点是 、 、 。,答案,返回上页,水,大气,土壤,修复,重建,改善,经济效益,生态效应,社会效益,少消耗,高效益,可持续,一题多变 若按照C项所述模式发展，将会导致什么后果？,答案,答案 会造成生态环境失衡、破坏。,二、生态工程的基本原理,1.物质循环再生原理 (1)核心：生态学中的 原理。 (2)含义：物质不断地在各类生态系统中进行 和 ，实现物质的 利用。 2.物种多样性原理 (1)核心：生态学中 与 关系的原理。
7、 (2)含义：物种多样性程度较高的生态系统 也较高。,基础梳理,物质循环,区域小循环,物种多样性,全球大循环,分层、分级,生态系统稳定性,抵抗力稳定性,3.协调与平衡原理 (1)核心：生态学中 的原理。 (2)含义：维持生物与环境的协调与平衡，需要考虑 。如果超过 ，就会引起系统的 。 4.整体性原理 (1)核心： 、 和 相统一的原理。 (2)含义：生态工程是一个社会经济自然复合系统，只有 各种关系，才能保障系统的 。,环境承载力,环境承载力,生态学,失衡和破坏,生物与环境相适应,经济学,系统学,平衡与稳定,统一协调,5.系统学与工程学原理 (1)核心：系统学原理的核心是系统学中 的原理，工
8、程学原理的核心是 。 (2)含义：当我们进行生态工程的设计时，要充分考虑 内部 之间的结构，通过优化这种结构，达到 功能的目的。,系统结构决定功能,系统整体性原理,人工生态系统,改善系统,不同成分,问题探究,1.物质循环再生原理 分析教材P100图42农作物秸秆多级利用示意图，总结物质循环再生的含义。,答案 物质能够在各类生态系统中，进行区域小循环和全球大循环，循环往复，分层分级利用，从而达到取之不尽、用之不竭的效果。,答案,2.物种多样性原理 结合教材P101图44“人工林与天然林”，比较人工林与天然林的区别。可得出怎样的启示？,答案 人工林比较干燥的环境不利于地表植物的生长，生物多样性程度
9、低下，缺少天敌对害虫的控制，一旦发生虫害，极易造成林木的大面积损害；天然林地表植物种类丰富，物种多样性程度高，抵御不良环境能力强。物种多样性程度较高的生态系统抵抗力稳定性也较高。,答案,3.协调与平衡原理 (1)“协调”与“平衡”原理中，“协调”主要指：_。“平衡”主要指： 。 (2)从协调与平衡原理出发，想一想，在我国西北地区进行防护林建设时，应选择哪些树种？如果在该地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？,答案 应选择本地树种，如沙棘、山杏、刺槐、合欢等。 注意牲畜数量不能超过草地的承载量；减少过度放牧现象；在有条件的地方，人工种植牧草。,生物与环境协调，强,调生物与环境相适应,种群数
10、量与环境承载力要平衡,4.整体性原理 (1)分析“社会经济自然”复合系统，思考“整体”主要包括哪些方面？,答案 包括社会、经济、自然三方面。,答案,(2)进行生态工程建设时应考虑哪些问题？,答案,答案 不但应考虑自然生态系统的规律，还要考虑经济和社会等系统的影响力。,答案 桑基鱼塘系统中物质和能量的流动是相互联系的，其中能量是多级利用，物质是循环利用。,答案,5.系统学与工程学原理,(1)桑基鱼塘分布在我国长江三角洲、珠江三角洲一带的水乡，是一种典型的水陆物质和能量交换型生态工程。试分析桑基鱼塘的物质和能量流动途径。,(2)桑基鱼塘的建设主要遵循了什么生态工程原理？,答案 系统学与工程学原理。
11、,答案,(3)你能举出系统总体功能大于各部分之和的例子吗？,答案 豆科作物和固氮菌的共生就是一例。固氮菌为豆科作物提供氮素，而豆科作物为固氮菌提供能量和其他营养，两者的共生使豆科作物能够在氮素缺乏的土地上生长。当把它们分开时，两者的生长都要受到影响。,答案,拓展应用,3.判断正误 (1)在建设高新农业时，沼气池的建立遵循物质循环再生原理( ) (2)根据协调与平衡原理，一个生态系统中种群的数量不应超过环境容纳量( ) (3)“总体功能大于各部分之和的效果”是系统的结构决定功能原理( ) (4)在建设生态工程时，既要考虑自然生态系统的规律，还要考虑到经济和社会等系统的影响力( ),答案,4.下图
12、是“无废弃物农业”物质和能量流动图，该图所体现的主要生态工程原理是A.物种多样性原理 B.整体性原理 C.物质循环再生原理 D.协调与平衡原理,答案,问题导析,问题导析 (1)审图明确“无废弃物农业”的特点：该系统对物质进行了、 ，如利用粪便等合成有机肥，减少了对化肥的使用，降低了成本，减轻了对环境的污染。 (2)“无废弃物农业”利用的是 。,答案,返回上页,循环往复,分层分级利用,物质循环再生原理,生态工程的概念 生态工程的基本特点： 、高效益、_,再生原理 物种多样性原理 协调与平衡原理原理,基本原理,系统学与工程学原理,原理原理,课堂小结,少消耗,可持续,物质循环,整体性,系统结构决定功
13、能,生态工程及其原理,系统整体性,当堂检测,1.实现循环经济的最重要的手段之一是 A.发展“石油农业” B.生态工程 C.清除污染物 D.禁止产出污染物,2,3,4,5,1,解析 生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程。,答案,解析,2.生态农业是一个在生态上自我维持的农业生产系统，其特点是在保持和改善系统内的生态平衡、不对其周围环境造成明显改变的情况下，求得最大生产力和可持续发展。下列关于生态农业的叙述中，不正确的是 A.生态农业中食物链的营养级之间能量传递效
14、率大大提高了 B.生态农业比传统农业的抵抗力稳定性高 C.生态农业设计的指导原则是能量的多级利用和物质的循环再生 D.生态农业属于人工生态系统，对病虫害一般采用生物的方法防治,答案,2,3,4,1,5,解析 生态农业中生态系统的营养结构变复杂了，但食物链的营养级之间的能量传递效率不变，A项错误。,解析,2,3,4,1,5,3.下列生态工程的基本原理中，是112的是 A.物种多样性原理 B.系统整体性原理 C.协调与平衡原理 D.系统学与工程学原理,答案,4.“三北防护林工程”建设中注意了以下两个问题：(1)考虑到树种的生态适应性问题；(2)考虑到树种多样性问题。这分别体现了生态工程的哪些原理
15、A.系统学原理和物种多样性原理 B.协调与平衡原理和物种多样性原理 C.整体性原理和物种多样性原理 D.物种多样性原理与整体性原理,2,3,4,1,答案,5,5.珠江三角洲的农民利用自然条件，建立该地特有的农业生态系统良性循环模式：桑基鱼塘和蔗基鱼塘。如图为桑基鱼塘和蔗基鱼塘模式图，请据图回答下列问题： (1)该人工生态系统最基本的生物成 分是_。,2,3,4,1,5,生产者、分解者,答案,解析 生态系统最基本的成分为生产者和分解者，生产者、消费者和分解者之间的物质循环和能量流动达到动态平衡是维持生态系统功能的必要条件。,解析,(2)建立这一生态系统的目的是使生产者固定的能量_，其能量利用率高的原因是在营养结构上具有_的特点。 (3)蚕粪等进入鱼塘经过_的作用，形成了_，被植物利用。,流向对人类最有益的部分,2,3,4,1,5,食物链短,分解者,答案,无机物,(4)概括地说，该生态系统功能的维持，取决于它的_ _。,2,3,4,1,5,答案,生产者、消费者和分解者之间的物质循环和能量流动在较长的时间内保持动态平衡,(5)该系统能体现系统学与工程学原理吗？_，请简要说明：_ _。,能,答案,2,3,4,1,5,系统中的各组分及其相互关系是经过精心设计的，是一种优化结构，各部分的功能得到充分发挥，使能量、物质、信息的转换和流通达到了总体功能大于各部分之和的效果,