2021-2022学年高二上学期生物人教版选择性必修2---4.3生态工程课件（34张PPT）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高二上学期生物人教版选择性必修2---4.3生态工程课件（34张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 5.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-02-26 21:04:11 | ||
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文档简介
(共34张PPT)
第四章 人与环境
第3节 生态工程
2022年中国国家速滑馆采用的二氧化碳跨临界直冷制冰技术，是奥运会史上首次使用的环保技术。此前，用于保持竞技冰场长时间低温的技术采用了氢氟碳化物（即俗称的“氟利昂”）作为制冷剂。
不过，氟利昂属于人造的温室气体，能吸收热量，用于冰箱制冷等，却不利于环境。使用二氧化碳来取代氟利昂的技术，不仅能减少温室气体排放，还能实现1.2倍的制冰效率，实现零排放。在国家速滑馆场馆里，用于制冰的二氧化碳来自工业废气，而在制冰的过程中，工业废气中的热量可用于化冰以及淋沐等，也会用于调节场馆室内温度。
一、生态工程
（1）生态工程提出的背景
人口增长
环境问题
生态
承载力
解决环境与经济与协调发展
经济发展
（2）生态工程概念
指人类应用_______________________的基本原理和方法，对人工生态系统进行________________，或对已被破坏的生态环境进行__________，从而_____________________或______________，促进人类_______________________的系统工程技术或综合工艺过程。
生态学和系统学等学科
分析、设计和调控
修复、重建
提高生态系统的生产力
改善生态环境
社会与自然环境和谐发展
一、生态工程
（3）生态工程建设目的
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）生态工程特点
少消耗、多效益、可持续。
一、生态工程
二、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
协调
循环
自生
（1）自生
①概念：由生物组分而产生的自组织、 、自我调节、
。
②理论基础：
自我优化
自我更新和维持
生态系统的自我调节能力
生物本身：新陈代谢、再生更新
生物之间：通过各种相互作用自组织
系统结构和功能协调，形成有序整体
自我维持
二、生态工程所遵循的基本原理
③具体措施：
A.有效选择生物组分并合理布设（尽量提高生物多样性，构建复合群落）
（1）自生
二、生态工程所遵循的基本原理
③具体措施：
B.创设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。
（1）自生
移除湖泊、河流中富营养化沉积物和有毒物质
降低水体污染
有利于生态系统的自生
增加水体溶氧量
改善水生生物生存环境
二、生态工程所遵循的基本原理
①概念：指在生态工程中 ，既保证 ，也保证 。
②理论基础：
（2）循环
促进系统的物质迁移与转化
各个环节物质迁移顺畅
主要物质或元素的转化率高
生态系统的物质循环功能
二、生态工程所遵循的基本原理
③实例：“无废弃物农业”
（2）循环
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。
二、生态工程所遵循的基本原理
（2）循环
④相比于传统经济，生态经济优点：
实现物质多级循环利用，废弃物资源化，减少污染。
二、生态工程所遵循的基本原理
①概念：考虑 、 的协调与适应。
②具体措施：
（3）协调
生物与环境
生物与生物
A.考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应。
二、生态工程所遵循的基本原理
②具体措施：
（3）协调
B.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。
例如：过度放牧极易造成草场退化、土地沙漠化。
二、生态工程所遵循的基本原理
①概念：
②具体措施：
A.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。
B. 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。
（4）整体
复杂系统建设必须以整体观为指导。
二、生态工程所遵循的基本原理
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、开发建设与环境保护之间的关系,保障生态系统的平衡和稳定。
③意义：
二、生态工程所遵循的基本原理
判断下列实例运用或违背了哪些生态原理？
①沼气池——遵循了______原理
②在人工林增加植被层次——遵循了_______原理
③“落红不是无情物，化作春泥更护花”——体现了______原理
④前面造林，后面砍树——违背了_____原理
⑤草原确定载畜量，不能过度放牧——遵循______原理
⑥湿地破坏——违背了______原理
⑦减少污水排放，治理湖泊——遵循了______原理
⑧引入物种时考虑是否适应环境——遵循______原理
⑨引入水葫芦泛滥，导致多数生物死亡——违背了_____原理和_____原理
循环
自生
循环
整体
协调
自生
自生
协调
自生
协调
二、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
糖
蚕蛹
丝
蚕
桑叶
蚕排泄物
甘蔗
桑树
塘泥
糖渣
鱼塘
鱼塘
1.尝试画出桑基鱼塘中的食物链
桑树→蚕
甘蔗→人
甘蔗→猪→人
浮游植物→鱼
浮游植物→浮游动物→鱼
二、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
糖
蚕蛹
丝
蚕
桑叶
蚕排泄物
甘蔗
桑树
塘泥
糖渣
鱼塘
鱼塘
2.桑基鱼塘应用了生态工程的哪些原理？
（1）自生：生物组分通过合理布设；
（2）循环：“陆基种桑，桑叶饲蚕，蚕沙喂鱼，塘泥培桑”。
（3）协调：桑和甘蔗适应南方温暖湿润的气候
（4）整体：桑基鱼塘的陆地与水面配比合理；既为农民创造收入，又减少了污染。
二、生态工程所遵循的基本原理
【小组活动】分析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是为了解决什么问题、实施哪些对策、具体实例、遵循了哪些生态学基本原理。
1.农村综合发展型生态工程
三、生态工程的实例
(1)问题:
建立农村综合发展型生态工程
人多地少，资源有限
(2)对策:
(3)实例:
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
①作物秸秆用来生产食用菌和饲料
②饲料用于喂养畜禽
③人、畜粪尿作为原料生产沼气
④沼液用于水产养殖
⑤沼渣用于为有机农产品——“无公害蔬菜”施肥和喂养畜禽。
⑥畜禽、鱼、螺、谷物、饲料等加工品也可到市场上出售
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
(4)原理:
三、生态工程的实例
(5)这一生态系统的结构和功能有哪些特点？
生态系统中的各组分搭配合理，紧密联系形成一个有序的整体，实现了物质多级循环利用、能量充分利用，减少了废物排放与环境污染。
同时农、林、牧、副、渔全面发展，促进农村的可持续发展。
三、生态工程的实例
2.湿地生态恢复工程
三、生态工程的实例
（1）湿地的作用：
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。
（2）问题：
湿地的缩小会导致局部气候恶化、地下水位下降、
生物多样性降低、迁飞鸟类绝迹等。此外，湿地的环境污染、生物资源的过度利用等，会导致湿地生态系统严重退化。
2.湿地生态恢复工程
三、生态工程的实例
（3）对策：
采用工程学和生态学措施相结合的方法。如废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程，以及动植物物种引进等,使受到干扰的湿地得以恢复；在湿地的周围,还应建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰,使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。
（4）实例：
厦门筼(yún)筜(dāng)湖生态恢复工程
污水排放
水质恶化
鱼虾绝迹
散发臭味
清挖淤泥、沿湖修建
整治沿湖及周边企业
引潮入湖、西水东调
减少重金属有毒物排放
增加氧容量增强自净力
改善水质、美化景区
(5)利用的原理:
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
三、生态工程的实例
3.矿区废弃地的生态恢复工程
(1)问题:
①山体、土壤和植被乃至整个地区生态系统被破坏
②极端恶劣的土地条件，会阻碍植被的生长
③规模巨大的采矿业，对土地景观造成巨大的影响，
产生严重的重金属污染
三、生态工程的实例
(2)对策:
采用的措施包括人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等。关键在于植被恢复，以及植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建。恢复矿区生态环境，首先要通过机械方法平整压实土地，人工制造表土；然后，在人造表土上，植树种草。
三、生态工程的实例
(3)实例:
赤峰市元宝山矿区生态恢复工程。
(4)遵循的原理:
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
三、生态工程的实例
1.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。
四、生态工程的发展前景
2.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。
四、生态工程的发展前景
3.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。
4.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。
四、生态工程的发展前景
第四章 人与环境
第3节 生态工程
2022年中国国家速滑馆采用的二氧化碳跨临界直冷制冰技术，是奥运会史上首次使用的环保技术。此前，用于保持竞技冰场长时间低温的技术采用了氢氟碳化物（即俗称的“氟利昂”）作为制冷剂。
不过，氟利昂属于人造的温室气体，能吸收热量，用于冰箱制冷等，却不利于环境。使用二氧化碳来取代氟利昂的技术，不仅能减少温室气体排放，还能实现1.2倍的制冰效率，实现零排放。在国家速滑馆场馆里，用于制冰的二氧化碳来自工业废气，而在制冰的过程中，工业废气中的热量可用于化冰以及淋沐等，也会用于调节场馆室内温度。
一、生态工程
（1）生态工程提出的背景
人口增长
环境问题
生态
承载力
解决环境与经济与协调发展
经济发展
（2）生态工程概念
指人类应用_______________________的基本原理和方法，对人工生态系统进行________________，或对已被破坏的生态环境进行__________，从而_____________________或______________，促进人类_______________________的系统工程技术或综合工艺过程。
生态学和系统学等学科
分析、设计和调控
修复、重建
提高生态系统的生产力
改善生态环境
社会与自然环境和谐发展
一、生态工程
（3）生态工程建设目的
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）生态工程特点
少消耗、多效益、可持续。
一、生态工程
二、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
协调
循环
自生
（1）自生
①概念：由生物组分而产生的自组织、 、自我调节、
。
②理论基础：
自我优化
自我更新和维持
生态系统的自我调节能力
生物本身：新陈代谢、再生更新
生物之间：通过各种相互作用自组织
系统结构和功能协调，形成有序整体
自我维持
二、生态工程所遵循的基本原理
③具体措施：
A.有效选择生物组分并合理布设（尽量提高生物多样性，构建复合群落）
（1）自生
二、生态工程所遵循的基本原理
③具体措施：
B.创设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。
（1）自生
移除湖泊、河流中富营养化沉积物和有毒物质
降低水体污染
有利于生态系统的自生
增加水体溶氧量
改善水生生物生存环境
二、生态工程所遵循的基本原理
①概念：指在生态工程中 ，既保证 ，也保证 。
②理论基础：
（2）循环
促进系统的物质迁移与转化
各个环节物质迁移顺畅
主要物质或元素的转化率高
生态系统的物质循环功能
二、生态工程所遵循的基本原理
③实例：“无废弃物农业”
（2）循环
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。
二、生态工程所遵循的基本原理
（2）循环
④相比于传统经济，生态经济优点：
实现物质多级循环利用，废弃物资源化，减少污染。
二、生态工程所遵循的基本原理
①概念：考虑 、 的协调与适应。
②具体措施：
（3）协调
生物与环境
生物与生物
A.考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应。
二、生态工程所遵循的基本原理
②具体措施：
（3）协调
B.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。
例如：过度放牧极易造成草场退化、土地沙漠化。
二、生态工程所遵循的基本原理
①概念：
②具体措施：
A.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。
B. 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。
（4）整体
复杂系统建设必须以整体观为指导。
二、生态工程所遵循的基本原理
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、开发建设与环境保护之间的关系,保障生态系统的平衡和稳定。
③意义：
二、生态工程所遵循的基本原理
判断下列实例运用或违背了哪些生态原理？
①沼气池——遵循了______原理
②在人工林增加植被层次——遵循了_______原理
③“落红不是无情物，化作春泥更护花”——体现了______原理
④前面造林，后面砍树——违背了_____原理
⑤草原确定载畜量，不能过度放牧——遵循______原理
⑥湿地破坏——违背了______原理
⑦减少污水排放，治理湖泊——遵循了______原理
⑧引入物种时考虑是否适应环境——遵循______原理
⑨引入水葫芦泛滥，导致多数生物死亡——违背了_____原理和_____原理
循环
自生
循环
整体
协调
自生
自生
协调
自生
协调
二、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
糖
蚕蛹
丝
蚕
桑叶
蚕排泄物
甘蔗
桑树
塘泥
糖渣
鱼塘
鱼塘
1.尝试画出桑基鱼塘中的食物链
桑树→蚕
甘蔗→人
甘蔗→猪→人
浮游植物→鱼
浮游植物→浮游动物→鱼
二、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
糖
蚕蛹
丝
蚕
桑叶
蚕排泄物
甘蔗
桑树
塘泥
糖渣
鱼塘
鱼塘
2.桑基鱼塘应用了生态工程的哪些原理？
（1）自生：生物组分通过合理布设；
（2）循环：“陆基种桑，桑叶饲蚕，蚕沙喂鱼，塘泥培桑”。
（3）协调：桑和甘蔗适应南方温暖湿润的气候
（4）整体：桑基鱼塘的陆地与水面配比合理；既为农民创造收入，又减少了污染。
二、生态工程所遵循的基本原理
【小组活动】分析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是为了解决什么问题、实施哪些对策、具体实例、遵循了哪些生态学基本原理。
1.农村综合发展型生态工程
三、生态工程的实例
(1)问题:
建立农村综合发展型生态工程
人多地少，资源有限
(2)对策:
(3)实例:
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
①作物秸秆用来生产食用菌和饲料
②饲料用于喂养畜禽
③人、畜粪尿作为原料生产沼气
④沼液用于水产养殖
⑤沼渣用于为有机农产品——“无公害蔬菜”施肥和喂养畜禽。
⑥畜禽、鱼、螺、谷物、饲料等加工品也可到市场上出售
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
(4)原理:
三、生态工程的实例
(5)这一生态系统的结构和功能有哪些特点？
生态系统中的各组分搭配合理，紧密联系形成一个有序的整体，实现了物质多级循环利用、能量充分利用，减少了废物排放与环境污染。
同时农、林、牧、副、渔全面发展，促进农村的可持续发展。
三、生态工程的实例
2.湿地生态恢复工程
三、生态工程的实例
（1）湿地的作用：
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。
（2）问题：
湿地的缩小会导致局部气候恶化、地下水位下降、
生物多样性降低、迁飞鸟类绝迹等。此外，湿地的环境污染、生物资源的过度利用等，会导致湿地生态系统严重退化。
2.湿地生态恢复工程
三、生态工程的实例
（3）对策：
采用工程学和生态学措施相结合的方法。如废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程，以及动植物物种引进等,使受到干扰的湿地得以恢复；在湿地的周围,还应建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰,使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。
（4）实例：
厦门筼(yún)筜(dāng)湖生态恢复工程
污水排放
水质恶化
鱼虾绝迹
散发臭味
清挖淤泥、沿湖修建
整治沿湖及周边企业
引潮入湖、西水东调
减少重金属有毒物排放
增加氧容量增强自净力
改善水质、美化景区
(5)利用的原理:
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
三、生态工程的实例
3.矿区废弃地的生态恢复工程
(1)问题:
①山体、土壤和植被乃至整个地区生态系统被破坏
②极端恶劣的土地条件，会阻碍植被的生长
③规模巨大的采矿业，对土地景观造成巨大的影响，
产生严重的重金属污染
三、生态工程的实例
(2)对策:
采用的措施包括人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等。关键在于植被恢复，以及植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建。恢复矿区生态环境，首先要通过机械方法平整压实土地，人工制造表土；然后，在人造表土上，植树种草。
三、生态工程的实例
(3)实例:
赤峰市元宝山矿区生态恢复工程。
(4)遵循的原理:
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
三、生态工程的实例
1.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。
四、生态工程的发展前景
2.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。
四、生态工程的发展前景
3.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。
4.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。
四、生态工程的发展前景