资源简介

(共35张PPT)
第1课时　生态工程的基本原理
第4章
第3节
2026
内容索引
01
02
03
自主预习 新知导学
合作探究 释疑解惑
课堂小结
课标定位
1.关注生态工程建设
关注生态工程建设的现状,归纳生态工程的概念。
2.生态工程所遵循的基本原理
结合具体案例,归纳生态工程的自生、循环、协调和整体原理,并分析生态工程案例中的原理和应用。
课标定位
3.生态工程的实例
基于对具体生态工程实例的分析,对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进行深入研究,分析各生态工程存在的问题和应对措施。
4.生态工程的发展前景
分析生态工程取得的成就,认识存在的问题,联系目前面临的生态危机,明确发展生态工程的必要性。
素养阐释
1.运用结构与功能观、物质与能量观、稳态与平衡观归纳生态工程的基本原理。
2.基于对生态工程原理的归纳,分析生态工程案例中的原理和应用。
3.基于对生态工程的基本原理的认识,分析生态工程的实例,认同生态工程带来的经济、生态和社会效益,尝试提出人与环境和谐共处的合理化建议。
4.基于对生态工程发展前景的展望,认同实现生态文明建设的宏伟蓝图,需要每个公民积极参与和奉献。
自主预习 新知导学
一、关注生态工程建设
1.生态工程建设的必要性
(1)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,正在大量消耗自然资源。这样的生产方式,已经严重影响了人类的可持续发展。
(2)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,解决环境与经济发展协调的问题。
2.生态工程的概念
(1)理论基础:生态学和系统学等学科。
(2)操作:对人工生态系统进行分析、设计和调控,或对已被破坏的
生态环境进行修复、重建。
(3)结果:提高生态系统的生产力或改善生态环境,促进人类社会与
自然环境和谐发展。
3.生态工程建设的目的:遵循生态学规律,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的同步发展。
4.生态工程建设的特点: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。
二、生态工程所遵循的基本原理
生态工程是生态学、工程学、系统学、经济学等学科交叉而产生的应用学科。生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础,遵循着
整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。
1.自生
(1)概念:由生物组分产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。
(2)要求
①遵循自生原理,需要在生态工程中有效选择生物组分并合理布设。
②要维持系统的自生,就需要创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖,以及它们形成互利共存关系的条件。
2.循环
(1)含义:循环是指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化,既保证各个环节的物质迁移顺畅,也保证主要物质或元素的转化率较高。
(2)意义:通过系统设计实现不断循环,使前一环节产生的废物尽可能地被后一环节利用,减少整个生产环节“废物”的产生。
3.协调
(1)含义: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。
(2)条件: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。
4.整体
(1)含义:几乎每个生态工程都是具有多组分、复杂结构及综合功能的系统,这样的复杂系统建设必须以整体观为指导。
(2)要求
①要遵从自然生态系统的规律,各组分之间要有适当的比例,不同组分之间应构成有序的结构,通过改变和优化结构,达到改善系统功能的目的。
②不仅要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。
(3)社会习惯、法律制度等也对生态工程建设有着重要影响。只有应用整体原理,才能统一协调当前与长远、局部与整体、开发建设与环境保护之间的关系,保障生态系统的平衡和稳定。
5.生态工程建设需要根据工程的目的,以及当地自然、社会和经济的情况,从系统的不同角度综合考虑问题。
【预习检测】
1.判断正误。
(1)生态工程的总体目标是可持续发展。(　　)
(2)生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。(　　)
(3)在湿地修复过程中,通过合理的人工设计,使选择的物种形成互利共存关系,属于协调原理。(　　)
(4)通过系统设计实现不断循环,使前一环节产生的废物尽可能地被后一环节利用,以减少整个生产环节“废物”的产生。(　　)
√
√
×
√
(5)进行生态工程建设,可以参考自然生态系统,符合自然生态系统的规律就可以。(　　)
(6)生态工程是实施可持续发展的唯一途径。(　　)
(7)生态工程的研究对象扩展为社会—自然复合生态系统。(　　)
(8)高速公路工程可与生态保护工程不同步进行。(　　)
×
×
×
×
2.下列哪种方式不能表示人类正在大量消耗自然资源 (　　)
A.毁林造田
B.大量使用化肥农药
C.工业的迅猛发展
D.建立人工生态系统
答案:D
解析:生态工程原理指导的人工生态系统符合自然规律。
3.下列不是生态工程所遵循的基本原理的是(　　)
A.自生 B.循环
C.协调 D.社会—经济—自然复合系统
答案:D
合作探究 释疑解惑
[问题引领]
知识点
生态工程建设及其原理
1.“无废弃物农业”是生态工程中最早的一种模式。下图为“无废弃物农业”的物质循环再生示意图,请回答下列问题。
(1)举例说出图中的生产者、消费者和分解者。
提示:作物是生产者,牲畜和人是消费者,土壤中的细菌、真菌等腐生生物是分解者。
(2)图中的生态系统是怎样实现物质的循环利用的 物质是以什么形式循环的
提示:在该生态系统中,人粪尿、牲畜粪便、作物残留中的有机物通过分解者的分解作用返回农田土壤里供生产者利用。物质是以元素形式循环的。
2.阅读下面的资料,回答下列问题。
资料1　某地区,最初单一种植了大片的樟子松林,结果发生了松毛虫害,很多的樟子松奄奄一息,甚至成为“不毛之地”。在养分稀少的深海中,珊瑚礁区保持着很高的生物多样性。
资料2　某地区年降水量小于450 mm,是只适宜种植灌木和草本植物的地区,却种植了杨树,许多杨树不能正常生长,不能很好地发挥防风固沙等作用。
(1)协调原理主要指哪些方面的“协调”
提示:“协调”主要是生物与环境、生物与生物的协调。
(2)资料1中,为什么樟子松林的松毛虫会肆虐,而珊瑚礁区却能够在养分稀少的深海中保持着很高的生物多样性
提示:纯樟子松林的生物多样性低,食物链短而单调,缺少松毛虫的天敌,而成片单一的林木又为松毛虫提供了丰富的食物来源,因而会发生松毛虫害。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生态位,充分利用了珊瑚礁生态系统的环境。因而氮、磷等养分能够在该区生物体间充分地循环利用而很少流出系统外。
(3)分析资料1、2可知,生态系统能维持相对稳定的原因是什么 生态系统抵抗力稳定性的高低是由什么决定的
提示:生态系统能维持相对稳定,是因为生态系统具有自我调节能力。生态系统抵抗力稳定性的高低是由生态系统营养结构的复杂程度决定的。一般来说,生态系统中的生物种类越多,营养结构越复杂,其抵抗力稳定性就越高。
[归纳提升]
1.生态工程诞生的背景
20世纪60年代以来,人口迅速增长、粮食短缺、资源枯竭、空气污染、生态环境被破坏,人类面临着生存和发展的挑战。在这样的背景下,生态工程应运而生。
2.生态工程的原理
生态工程所遵循的原理有整体、协调、循环和自生等。
3.生态工程学的研究对象
生态工程学的研究对象是社会—经济—自然复合系统。
知识拓展 1.复合生态系统理论
人类社会不同于生物群落,它是以人的行为为主导、以自然环境为依托、以物质流动为命脉、以社会体制为经络的人工生态系统,即社会—经济—自然复合生态系统。人与资源、环境矛盾的实质就是自然生态系统中各个成分之间关系的失调。一个持续发展的社会,有赖于资源持续供给的能力,有赖于其生产、生活的生态功能的协调,有赖于自然生态系统的自然调节能力和社会经济系统的自组织、自调节能力,有赖于社会的宏观调控能力、部门之间的协调行为以及民众的监督与参与意识。任何一个方面功能的削弱或增强,都会影响其他成分,并最终影响到可持续发展的进程。
2.复合生态系统图解
3.可持续发展相关分析
(1)从经济学角度分析,在环境得以持续制约的条件下,使环境资源的利用效益达到最大化。
(2)从社会学角度分析,在不超出维持生态系统承载能力的情况下,改善人类生活质量。
(3)从生态学角度分析,寻找一种最佳生态系统和土地利用空间形态,以支持生态的完整性和人类愿望的实现,使环境持续性达到最大。
(4)从科技的角度分析,采用产生废料和污染物少的工艺或技术系统,尽可能减少对能源和其他自然资源的消耗。
[典型例题]
1.下列关于生态工程的叙述,错误的是(　　)
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.生态工程以牺牲环境和资源为前提,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:C
解析:生态工程能够减少环境污染,力求达到生态效益、经济效益和社会效益的协调统一。
2.“无废弃物农业”是生态工程最早的模式之一。下图是“无废弃物农业”中对有机废弃物进行处理的一种方案。下列有关叙述错误的是(　　)
A.循环是“无废弃物农业”遵循的
基本原理之一
B.施用有机肥能为作物提供更多
的营养物质和能量
C.从资源化、无害化角度分析,
途径②③优于④
D.蚯蚓、沼气池中的分解者能有效地促进系统中的物质循环
答案:B
解析:无废弃物农业是我国传统农业的特色,它遵循的基本原理是循环、协调等,A项正确;施用有机肥能为作物提供更多的营养物质,但不能提供能量,B项错误;从资源化、无害化角度分析,通过多层分级利用有机废弃物中的物质,既能充分利用有机物中的能量,又能减少环境污染,因此途径②③优于④,C项正确;分解者可以将生产者的枯枝落叶,消费者的遗体残骸、粪便等有机物分解为无机物,能有效地促进系统中的物质循环,D项正确。
3.珠江三角洲的农民充分利用自然条件,建立了该地特有的蔗基鱼塘和桑基鱼塘,如下图所示。请据图回答下列问题。
(1)这种人工生态系统中最基本的生物因素是　　　　　　　　　　　。要使它长期稳定发展,除了有稳定的　　　　来源,各类生物的比例也要合适。
(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)蚕沙、蔗叶等进入鱼塘后,经过　　　　　的作用,又被桑树、甘蔗所利用。
答案:(1)生产者和分解者　能量　(2)流向对人类最有益的部分　食物链短、能量损耗少　(3)分解者
解析:建立该人工生态系统的目的是使能量最大限度地流向对人类最有益的部分,因其食物链相对较短,能量损耗较少,故能量利用率较高。
【变式训练】
1.生态工程的研究对象是(　　)
A.自然生态系统
B.城市生态系统
C.社会—经济—自然复合生态系统
D.农田生态系统
答案:C
2.下列不属于物质循环利用生态工程的是(　　)
A.作物秸秆的“过腹还田”
B.城市生活垃圾转化为生态复合肥
C.用动物的粪便先培养食用菌后再培养蚯蚓
D.节水型生态工程
答案:D
解析:物质循环利用生态工程主要实现物质的良性循环和多途径利用,而节水型生态工程不属于此范围。
3.下图是我国南方农村地区的蔗基鱼塘和桑基鱼塘的生产模式图,该模式把很多简单的单个生产系统通过优化组合有机地整合在一起,成为一个新的高效生态系统,大大提高了系统的生产力。这种模式所依赖的原理不包括(　　)
A.再生　　　　　　　
B.循环
C.协调
D.整体
答案:A
课堂小结

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