《生态工程的基本原理课件--高二上学期生物人教版选择性必修2.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生态工程的基本原理课件--高二上学期生物人教版选择性必修2.pptx（28页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第第3 3节节 生态工程生态工程一一 生态工程的基本原理生态工程的基本原理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。温故知新温故知新1、什么是生态系统？、什么是生态系统？2、生态系统的结构包括哪些内容？、生态系统的结构包括哪些内容？3、生态系统的基本功能是什么？、生态系统的基本功能是什么？4、生态系统具有稳定性的原因是什么？、生态系统具有稳定性的原因是什么？答：由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的答：由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的 统一整体。统一整体。答：完成生态系统的物质循环、能量流动和信息传递答
2、：完成生态系统的物质循环、能量流动和信息传递 答：生态系统具有自我调节能力。答：生态系统具有自我调节能力。生态系统的成分；食物链食物网（生态系统的营养结构）生态系统的成分；食物链食物网（生态系统的营养结构）问题探讨问题探讨 课本课本98页页讨论讨论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？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？1、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。3、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
3、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。答案答案探究一、关注生态工程的建设：探究一、关注生态工程的建设：活动活动1、带问题看书并回答、带问题看书并回答1、生态工程在什么背景下兴起的？、生态工程在什么背景下兴起的？2、什么是生态工程？、什么是生态工程？3、生态工程的目的是什么？、生态工程的目的是什么？4、生态工程的优点是什么？、生态工程的优点是什么？1、生态工程的兴起、生态工程的兴起经济发展不仅满足当代人需要，经济发展不仅满足当代人需要，还要不危害后代人的发展能力。还要不危害后代人的发展能力。问题：问题：对策：对策：环境污染、资源消耗、人口增长
4、等。环境污染、资源消耗、人口增长等。单一环境改造技术单一环境改造技术限制生产、限制发展限制生产、限制发展可持续发展可持续发展生态工程生态工程活动活动2 2、课堂整理、课堂整理生态工程：是指人类应用生态工程：是指人类应用 和和 等学科的等学科的基本理和方法，对人工生态系统进行分析、设计和调基本理和方法，对人工生态系统进行分析、设计和调控，或被破坏的生态环境进行修复、重建，从而提高控，或被破坏的生态环境进行修复、重建，从而提高生态系统的生态系统的 或改善或改善 ，促进人类社会与，促进人类社会与自然环境和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程。自然环境和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程。目的目的就是遵
5、循就是遵循 规律，充分发挥资源的生产潜规律，充分发挥资源的生产潜力，防止力，防止 ，达到，达到 效益和效益和 效益的同效益的同步发展。步发展。优点：传统的工程相比，生态工程是一类少优点：传统的工程相比，生态工程是一类少 、多多 、可、可 的工程体系。的工程体系。活动活动3生活中的问题分析生活中的问题分析（1）1998年我国长江特大洪灾年我国长江特大洪灾的主要原因是什么？的主要原因是什么？（2）洪洪灾灾的的发发生生反反映映出出经经济济发发展展模模式式存存在在的的问问题题是是什什么么？（3）石石油油农农业业是是指指通通过过以以消消耗耗石石油油来来生生产产化化肥肥、农农药药、机械的农业生产模式，机械
6、的农业生产模式，其其特点是什么？带来哪些问题？特点是什么？带来哪些问题？答：长江上游乱砍滥伐森林，使森林涵养水源和保持水答：长江上游乱砍滥伐森林，使森林涵养水源和保持水土能力下降，造成水土流失和河道淤积；中游地区围湖土能力下降，造成水土流失和河道淤积；中游地区围湖造田、乱占河道造成湖泊蓄洪能力下降。造田、乱占河道造成湖泊蓄洪能力下降。答：不注重生态环境的保护，经济发展以生态环境破坏答：不注重生态环境的保护，经济发展以生态环境破坏为代价。为代价。答答：高高投投入入、高高产产出出。带带来来的的问问题题是是：造造成成农农产产品品污污染染和环境污染；降低农业生态系统稳定性和持续生产能力。和环境污染；降
7、低农业生态系统稳定性和持续生产能力。典例典例1 1、“赤潮赤潮”被喻为被喻为“红色幽灵红色幽灵”，国际上也称其，国际上也称其为为“有害藻华有害藻华”，是海洋生态系统中的一种异常现象。，是海洋生态系统中的一种异常现象。下列相关表述错误的是下列相关表述错误的是()A.赤潮发生时水体多变为赤潮发生时水体多变为红色，进而会导致鱼、虾、贝红色，进而会导致鱼、虾、贝类的死亡类的死亡B.生活中减少含生活中减少含磷洗涤剂的使用可以降低赤潮发生的概率磷洗涤剂的使用可以降低赤潮发生的概率C.赤潮发生时赤潮发生时水中的溶解氧降低水中的溶解氧降低D.化肥的使用、生活污水的排放不会化肥的使用、生活污水的排放不会引起赤潮
8、引起赤潮D探究二、生态工程的基本原理探究二、生态工程的基本原理 活动活动1、通读课本、通读课本99页，回答问题页，回答问题1、生态工程遵循的基本原理是什么？、生态工程遵循的基本原理是什么？2、什么是自生？、什么是自生？3、自生与、自生与物种多样性、生态系统的稳定性物种多样性、生态系统的稳定性有什么关系有什么关系生物种类多生物种类多营养结构复杂营养结构复杂自动调节能力强自动调节能力强抵抗力稳定性越高抵抗力稳定性越高原理一原理一 自生自生活动活动2、案例分析、案例分析为助力为助力“美丽乡村美丽乡村”建设，科研人员对某地富营养化水体实施生建设，科研人员对某地富营养化水体实施生态恢复，先后引入以藻类为
9、食的某些贝类，引种芦苇、香蒲等水态恢复，先后引入以藻类为食的某些贝类，引种芦苇、香蒲等水生植物，以及放养植食性鱼类等。经过一段时间，基本实现了生植物，以及放养植食性鱼类等。经过一段时间，基本实现了“水清水清”“”“景美景美”“”“鱼肥鱼肥”的治理目标。的治理目标。1、上述、上述材料中的为什么选择材料中的为什么选择生态位生态位有差异生物？有差异生物？2、生物之间有什么种间关系？能否形成食物网？生物种类多有什、生物之间有什么种间关系？能否形成食物网？生物种类多有什么优点？么优点？3、能引起、能引起引种引种藻类减少的因素有哪些？藻类减少的因素有哪些？4、芦苇、香蒲既可吸收水中的无机盐，又能遮光抑制藻
10、类生长繁芦苇、香蒲既可吸收水中的无机盐，又能遮光抑制藻类生长繁殖，对吗？殖，对吗？活动活动3、常见自生有关问题、常见自生有关问题1、樟子林和杨树林容易发生虫害的原因是什么？、樟子林和杨树林容易发生虫害的原因是什么？2、珊瑚礁生态系统长期保持稳定性原因是什么？、珊瑚礁生态系统长期保持稳定性原因是什么？3、人工混交林比单纯林具有较高稳定性的原因是什么？、人工混交林比单纯林具有较高稳定性的原因是什么？4、通过上述分析，能得出什么结论？通过上述分析，能得出什么结论？答：答：生物多样性低，食物链短而单调，自动调节能力差，生物多样性低，食物链短而单调，自动调节能力差，稳定性差稳定性差 答：答：生物多样性高
11、，食物链丰富，自动调节能力强，不生物多样性高，食物链丰富，自动调节能力强，不同物种占据不同的生态位同物种占据不同的生态位时间位、空间位和资源位。时间位、空间位和资源位。答：答：生物种类多，营养结构复杂，自动调节能力强生物种类多，营养结构复杂，自动调节能力强 典例典例2、生物氧化塘是利用藻类和细菌处理污水的一种生、生物氧化塘是利用藻类和细菌处理污水的一种生态系统。如图是生物氧化塘内部分成分之间的关系，相关态系统。如图是生物氧化塘内部分成分之间的关系，相关分析错误的是分析错误的是()A生物氧化塘利用了生态工程自生等原理生物氧化塘利用了生态工程自生等原理B在该氧化塘中引进好氧细菌有利于对污水的处理在
12、该氧化塘中引进好氧细菌有利于对污水的处理Cb层中的藻类和细菌具有种间互助关系层中的藻类和细菌具有种间互助关系D出水处只要对细菌数量进行有效控制便可排放出水处只要对细菌数量进行有效控制便可排放D原理二、循环原理二、循环活动活动1、读课本、读课本100页，回答问题页，回答问题1、什么是循环？、什么是循环？2、物质循环、能量流动的特点以及二者的关系？物质循环、能量流动的特点以及二者的关系？3、循环原理与、循环原理与生态系统的物质循环、能量流动生态系统的物质循环、能量流动什么关系什么关系通过实行通过实行“循环经济循环经济”的原则，使使前一个环节产生的废物尽的原则，使使前一个环节产生的废物尽可能被后一个
13、环节利用，减少整个生产环节可能被后一个环节利用，减少整个生产环节“废物废物”的产生。的产生。原料原料产品产品废物废物原料原料产品产品原料原料产品产品人类食品作物残留人土壤作物牲畜饲料与垫料人粪尿养分吸收沉降物(雨、雪)牲畜粪便人类食品“无废弃物农业”物质循环再生示意图活动活动2、“无废弃物农业”物质循环再生分析1、共有多少食、共有多少食物链？物链？2、通过哪些方、通过哪些方面方式改良了面方式改良了土壤？土壤？3、可以实现哪、可以实现哪些物质的循环些物质的循环？4、体现生态系、体现生态系统什么功能？统什么功能？实现物质的循环利实现物质的循环利用和能量的多级分用和能量的多级分层次利用层次利用典例典
14、例3、如图是某生态工程示意图。请据图思考下列问题：、如图是某生态工程示意图。请据图思考下列问题：(1)从生态学角度分析从生态学角度分析，人们建立图示的农业生态系统的主要目人们建立图示的农业生态系统的主要目的是什么？图中的废弃物合理利用能体现生态工程的什么原理？的是什么？图中的废弃物合理利用能体现生态工程的什么原理？(2)从环境保护的角度分析从环境保护的角度分析，该生态工程能生产出无公害大米的原因是该生态工程能生产出无公害大米的原因是什么？什么？(3)将蘑菇房与蔬菜大棚相通可提高蔬菜产量将蘑菇房与蔬菜大棚相通可提高蔬菜产量，请从细胞代谢请从细胞代谢的角度分析的角度分析，其原因是什么？其原因是什么
15、？（1）通过实行通过实行“循环经济循环经济”的原则，使使前一的原则，使使前一个环节产生的废物尽可能被后一个环节利用，减少整个环节产生的废物尽可能被后一个环节利用，减少整个生产环节个生产环节“废物废物”的产生。的产生。生态工程的物质循环再生原理。生态工程的物质循环再生原理。(2)因为减少了化因为减少了化肥和农药的使用量，减少了环境污染。肥和农药的使用量，减少了环境污染。(3)蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合作用，使其光合作用增强。合作用，使其光合作用增强。原理三、协调原理三、协调活动活动1、读课本、读课本100-101页，回答问题页，回答问题1、什么
16、是协调？、什么是协调？2 2、协调的、协调的理论基础理论基础是什么是什么？3、协调与环境容纳量有什么关、协调与环境容纳量有什么关系？系？在进行生态工程建设时，生物与环境、生物与生物的协调与适应也是需要考虑的问题在一定环境中所承载的生物种群数量，称为环境承载力（环境容在一定环境中所承载的生物种群数量，称为环境承载力（环境容纳量、环境负荷量）。当某生物的个体数量位于纳量、环境负荷量）。当某生物的个体数量位于K2时，对生物时，对生物种群的生存和发展最有利种群的生存和发展最有利；超过；超过K K值环境压力增大。值环境压力增大。处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡，需要考虑环境容纳量。生物与生物、生
17、物与环境的协调与适应。活动活动2、协调问题实例问答、协调问题实例问答（1）水葫芦的大肆生长说明了什么？有什么危害？）水葫芦的大肆生长说明了什么？有什么危害？（2）在西北防护林建设中应选择什么树种？）在西北防护林建设中应选择什么树种？（3）西西部部大大开开发发最最主主要要的的制制约约因因素素是是什什么么？应应注注意意什什么么问题？问题？（4）在我国西北地区发展畜牧业，应特别注意什么问题）在我国西北地区发展畜牧业，应特别注意什么问题？水葫芦与当地环境不协调。引起其他植物死亡，水体富水葫芦与当地环境不协调。引起其他植物死亡，水体富营养化，水体缺氧，需氧型生物死亡，水质恶化等。营养化，水体缺氧，需氧型
18、生物死亡，水质恶化等。当地树种：沙棘、沙枣、山杏、刺槐等与当地环境协调。当地树种：沙棘、沙枣、山杏、刺槐等与当地环境协调。水。对原有植被和地表的保护和协调。水。对原有植被和地表的保护和协调。与草地的承载力协调与草地的承载力协调。典例典例4、塔式蚯蚓污水处理系统、塔式蚯蚓污水处理系统(如图所示如图所示)采用人造湿地采用人造湿地原理，利用植物根系和蚯蚓等处理，通过泥、沙、小石、原理，利用植物根系和蚯蚓等处理，通过泥、沙、小石、大石四层过滤，这样重复几次后可实现农村生活污水的大石四层过滤，这样重复几次后可实现农村生活污水的达标排放。下列有关分析正确的是达标排放。下列有关分析正确的是(不定项不定项)(
19、)A该生态系统的群落该生态系统的群落由植物和蚯蚓构成由植物和蚯蚓构成B该生态系统选用蚯蚓等该生态系统选用蚯蚓等生物，体现了协调原理生物，体现了协调原理C该生态系统的群落存在垂直结构和水平结构该生态系统的群落存在垂直结构和水平结构D输入该生态系统的总能量是其植物所固定的太阳能输入该生态系统的总能量是其植物所固定的太阳能BC原理原理4、整体、整体活动活动1、读课本、读课本101页，回答问题页，回答问题1、什么是整体？、什么是整体？2 2、整体的、整体的理论基础理论基础是什么是什么？3、社会经济自然构成复合系统有什么关有什么关系？系？社会经济自然构成复合系统。首先：生物与环境、生物与生物之间协同进化
20、，形成一个有机整体。首先：生物与环境、生物与生物之间协同进化，形成一个有机整体。其其次次：自自然然社社会会经经济济复复合合系系统统，不仅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。典例典例5、为治理某废弃采石场的生态环境，、为治理某废弃采石场的生态环境，对其进行了公园化建设。对其进行了公园化建设。(1)对其进行整理和覆土，并选择适生植物进行对其进行整理和覆土，并选择适生植物进行人工造林，不同恢复时期的植物物种数如右图人工造林，不同恢复时期的植物物种数如右图所示。所示。t0t1，植物残体及凋落物中的有机物被，植物残体及凋落物中的有机物被生态系统中的生态系统中的_转化为无机物，使土壤
21、条件得到改善；同转化为无机物，使土壤条件得到改善；同时由于人工林土壤中存在时由于人工林土壤中存在_，导致群落中植物物种数增加；，导致群落中植物物种数增加；t1t3，人工林抵抗力稳定性的变化是，人工林抵抗力稳定性的变化是_；群落；群落中植物物种数逐渐增加，物种之间中植物物种数逐渐增加，物种之间_加剧。加剧。(2)通过人工林建设和园林景观构建，既改善了生态环境，又可通过人工林建设和园林景观构建，既改善了生态环境，又可提高社会和经济效益，这主要体现了生态工程的提高社会和经济效益，这主要体现了生态工程的_原理。原理。典例典例6、现有一生活污水净化处理系统，处理流程为现有一生活污水净化处理系统，处理流程
22、为“厌氧沉淀池厌氧沉淀池曝气池曝气池兼氧池兼氧池植物池植物池”，其中植物，其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水经净化处理后，可用于浇灌绿地。回答问题：经净化处理后，可用于浇灌绿地。回答问题：(1)上述系统中，上述系统中，污水流经厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池后得到污水流经厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池后得到初步净化。在这个过程中，微生物通过初步净化。在这个过程中，微生物通过_呼吸呼吸将有机物分解。将有机物分解。(2)植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了同组
23、成了_(填填“生态系统生态系统”“”“群落群落”或或“种群种群”)。(3)生态工程所遵循的基本原理有整体性、生态工程所遵循的基本原理有整体性、_和和_等原理。等原理。(4)一般来说，生态工程的主要任务是对一般来说，生态工程的主要任务是对_进行修进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。的生产力。答案：答案：(1)无氧和有氧无氧和有氧(或细胞或细胞)(2)群落群落(3)循环循环自生自生(4)已被破坏已被破坏的生态环境的生态环境(或受损的生态系统或受损的生态系统)探究三 思考讨论 分析生态工程案例中的原理和应
24、用桑基鱼塘：陆基种桑（蔗）、桑叶饲蚕、蚕沙喂鱼、塘泥培桑。分析课本分析课本102-103页桑（蔗）基鱼塘，回答问题页桑（蔗）基鱼塘，回答问题1.尝试画出桑基鱼塘中的食物链。桑树蚕；甘蔗人；甘蔗猪人；虽然用蚕沙喂鱼，但池塘中还可能存在如下食物链：浮游植物鱼；浮游植物浮游动物鱼。(1)“陆基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙喂鱼、塘泥培桑”遵循 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
25、循了_原理循环协调整体自生2.桑基鱼塘应用了生态工程的哪些基本原理？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。4、该生态系统向外输出的物质主要有该生态系统向外输出的物质主要有_5、该生态系统与一般的自然生态系统相比较，该生态系统与一般的自然生态系统相比较，_稳定性较低，所以需要人们不断输入物质与能量。稳定性较低，所以需要人们不断输入物质与能量。6、桑基鱼塘的生产方式与改造前的传统耕作方式比桑基鱼塘的生产方式与改造前的传统耕作方式比较，主要的优点有较，主要的优点有_(至少答至少答2点点)。4、蚕丝、鱼、糖等蚕丝、鱼、糖等 5、抵抗力抵抗力6、减轻水患、提高经减轻水患、提高经济效益、
26、减少环境污染等济效益、减少环境污染等(答案合理即可答案合理即可)典例典例7生态工程建设的目的就是遵循自然界物质循环的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，达到经济效益与生态效益的同步发展。请回答下列问题：经济效益与生态效益的同步发展。请回答下列问题：(1)在农业和林业生产中，连年种植单一品种会造成病虫害在农业和林业生产中，连年种植单一品种会造成病虫害增加，其主要原因是生态系统的增加，其主要原因是生态系统的_稳定性降低，稳定性降低，这主要违反了生态工程的这主要违反了生态工程的_原理。原理。(2)在湿地
27、生态在湿地生态恢复工程中，应在湿地周围建立缓冲带，以尽量减少恢复工程中，应在湿地周围建立缓冲带，以尽量减少_，使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态，使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。功能。(3)在城市环境治理中，要进行城市生态分区，合在城市环境治理中，要进行城市生态分区，合理分布工业区、居住区、生态绿地等，这主要体现了生理分布工业区、居住区、生态绿地等，这主要体现了生态工程的态工程的_原理。城市垃圾进行分类处理，多原理。城市垃圾进行分类处理，多方利用，加快相关产业进程，这一产业链的价值是方利用，加快相关产业进程，这一产业链的价值是_(1)抵抗力自生抵抗力自生(2)人类的干扰人类的干扰(3)
28、整体实现能量多级利整体实现能量多级利用，加速物质循环利用，还可以减少环境污染用，加速物质循环利用，还可以减少环境污染社会经济自然复合系统1 1、生态工程根据工程的目的，以及当地自然、社会和经济的、生态工程根据工程的目的，以及当地自然、社会和经济的情况，从系的不同角度考虑问题。情况，从系的不同角度考虑问题。2 2、不但要考虑生态学原理，而且要考虑经济和社会的实际状、不但要考虑生态学原理，而且要考虑经济和社会的实际状况况3 3、通过系统学、工程学设计，在充分利用自然的基础上，考、通过系统学、工程学设计，在充分利用自然的基础上，考虑投资和成本，提供务实、可持续的解决方案。虑投资和成本，提供务实、可持续的解决方案。总结：总结：