2021-2022学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2-4.3生态工程第1课时课件（30张ppt）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2-4.3生态工程第1课时课件（30张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 10.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-05-27 14:46:38 | ||
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文档简介
(共30张PPT)
高二—人教版—生物学—选择性必修2—第四章
第3节 生态工程 第1课时
第4章 人与环境
奥林匹克森林公园是北京奥运会筹办过程中一个重要建设项目，由普通村落和农田改造而成，2008年投入使用，为“绿色奥运”打造一条“通往自然的轴线”。
主山水景区
主湖景区
主山景区
湿地景区
现状森林区
奥林匹克森林公园建设过程中的图片
建设过程尽量保留原有自然地貌、植被，追求自然之美，以求达到“绿肺”之功效。它调节城市气候，丰富市民生活，也为众多动植物提供了生存的“家园”。
奥林匹克森林公园俯瞰的图片
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。
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
P-98
一 、生态工程的基本原理
(一) 关注生态工程建设
1.生态工程产生的背景：
20世纪60年代以来，人口迅速增长，人类对自然需求增加。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，严重影响了人类的可持续发展。
石油农业
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）关注生态工程建设
一、生态工程的基本原理
1 .生态工程的含义：
（1）理论基础：生态学和系统学等学科
（2）操作过程：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。
2 .目的：
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。
3 .优点：
少消耗、多效益、可持续。
（二） 生态工程所遵循的基本原理
生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础,遵循自生、循环、协调、整体等生态学基本原理。
★自组织：
一个系统在没有外界信息指令的作用下，自发地由无序到有序、由低有序到高有序的发展过程，就是自组织星球的诞生，自然生态系统的形成都是自组织的结果。
（二） 生态工程所遵循的基本原理
1.自生
在生态系统中由生物组分而产生的自组织、 、
自我调节、 。
(1)内容:
(2)理论基础:
个体代谢再生更新
种间相互作用（种间关系）
在湿地修复过程中，选择净化能力较强的多种水生植物，
还要考虑各自的生态位差异，及它们的种间关系。
(3)应用实例：
（有效选择并合理布设生物组分，
尽量提高生物多样性程度）
生态系统的自我调节能力
自我优化
自我更新和维持
湿地生态工程中，移除有害物质、增加水体溶氧量。
——最核心原理
例如,人工湿地生态工程注意选择生态位差异较大的物种。常配置菖蒲等挺水植物，睡莲等浮水植物，黑藻等沉水植物，优化垂直空间配置，减轻种间竞争，提高对光能利用率。
有效选择生物组分并合理布置
例如,湿地生态工程运行时注意通过收割、打捞枯败的植物，避免其再分解返回湖泊、河流中，达到降低水体污染物的效果。
创造有益于生物组分的生长发育、繁殖，形成互利共存关系的条件
太阳能水生态修复系统,以太阳能为动力，驱动水质循环，增加水体溶氧量，改善水质
创造有益于生物组分的生长发育、繁殖，形成互利共存关系的条件
2、循环
(1)内容：
促进物质的 ，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。
(2)理论基础 :
生态系统的物质循环功能
(3)应用实例：
无废弃物农业
(4)特点：
实现物质的多级循环利用，废物资源化，减少污染
人尿粪
养分吸收
沉降物（雨、雪）
牲畜粪便
人类食品
人类食品
作物残留
人
土壤
作物
牲畜
饲料与垫料
迁移与转化
饲料与垫料
沉降物
(雨、雪等)
牲畜
人类食品
作物
残留
养分吸收
牲畜粪便
土壤
作物
人粪尿
人类食品
人
无废弃物农业物质循环再生图解
“无废弃物农业”的优点
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”的生产。保证了土壤的肥力，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。
3、协调
考虑 、 的协调与适应。
(1)、内容:
生物与环境
生物与生物
(2)、两方面:
①生物要适应环境
②考虑环境容纳量
在年降雨量小于450mm的西北部建防护林，成了残败的“灰色长城”
过度放牧的草地
可避免系统的失衡和破坏。
(3)意义：
1、在我国西北地区进行防护林建设时，应选择哪些树种？
沙棘、刺槐、合欢等耐旱树种。最好选择本土原有植物品种。
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。
2.如果在该地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？
4.整体
整体原理
遵从自然生态系统的规律
考虑经济和社会等的影响力
经济系统
生产成本
消费效益
社会系统
政策
管理
科学文化
自然系统
植物
动物
微生物
非生物的因素
(1)原理：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)应用：人类处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统中。
进行生态工程建设时，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。
社会—经济—自然复合系统
在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面一定要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴以及收入等问题。
(4)意义：
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)实例：
能种也能伐，日子节节高!
思考 讨论 分析生态工程案例中的原理和应用
桑基鱼塘
思考·讨论
分析生态工程所遵循的基本原理
1、蚕粪、蔗叶进入鱼塘，经分解者
作用后被植物利用。
主要为循环原理
2、池塘养鱼要考虑不同鱼种的关系
和鱼的数量。
主要为协调原理
3、桑基鱼塘在设计时要考虑栽种作
物与养殖动物的比例。
主要为整体原理
4、桑基鱼塘中的生物组分通过合理
布设，互利共存，实现了系统
结构与功能的协调。
主要为自生原理
1、尝试画出桑基鱼塘中的食物链。
2、当桑叶价格高，卖桑叶比卖鱼更合算时，当地农民会将蚕沙用作桑树的
肥料，而不是喂鱼。由此可以看出，生态工程建设除了要考虑生态学、
工程学原理，还需要关注什么？
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；浮游植物一浮游动物→鱼。
还需要关注经济学原理，要达到经济效益和生态效益的同步发展。
讨论：
生态工程所遵循的原理
含义
特点
关注生态工程的建设
自生
循环
协调
建设目的
整体
生态工程
课堂小结
一、概念检测
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。（ ）
×
√
P-103
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氧微生物的分解作用
C
高二—人教版—生物学—选择性必修2—第四章
第3节 生态工程 第1课时
第4章 人与环境
奥林匹克森林公园是北京奥运会筹办过程中一个重要建设项目，由普通村落和农田改造而成，2008年投入使用，为“绿色奥运”打造一条“通往自然的轴线”。
主山水景区
主湖景区
主山景区
湿地景区
现状森林区
奥林匹克森林公园建设过程中的图片
建设过程尽量保留原有自然地貌、植被，追求自然之美，以求达到“绿肺”之功效。它调节城市气候，丰富市民生活，也为众多动植物提供了生存的“家园”。
奥林匹克森林公园俯瞰的图片
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。
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
P-98
一 、生态工程的基本原理
(一) 关注生态工程建设
1.生态工程产生的背景：
20世纪60年代以来，人口迅速增长，人类对自然需求增加。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，严重影响了人类的可持续发展。
石油农业
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）关注生态工程建设
一、生态工程的基本原理
1 .生态工程的含义：
（1）理论基础：生态学和系统学等学科
（2）操作过程：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。
2 .目的：
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。
3 .优点：
少消耗、多效益、可持续。
（二） 生态工程所遵循的基本原理
生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础,遵循自生、循环、协调、整体等生态学基本原理。
★自组织：
一个系统在没有外界信息指令的作用下，自发地由无序到有序、由低有序到高有序的发展过程，就是自组织星球的诞生，自然生态系统的形成都是自组织的结果。
（二） 生态工程所遵循的基本原理
1.自生
在生态系统中由生物组分而产生的自组织、 、
自我调节、 。
(1)内容:
(2)理论基础:
个体代谢再生更新
种间相互作用（种间关系）
在湿地修复过程中，选择净化能力较强的多种水生植物，
还要考虑各自的生态位差异，及它们的种间关系。
(3)应用实例：
（有效选择并合理布设生物组分，
尽量提高生物多样性程度）
生态系统的自我调节能力
自我优化
自我更新和维持
湿地生态工程中，移除有害物质、增加水体溶氧量。
——最核心原理
例如,人工湿地生态工程注意选择生态位差异较大的物种。常配置菖蒲等挺水植物，睡莲等浮水植物，黑藻等沉水植物，优化垂直空间配置，减轻种间竞争，提高对光能利用率。
有效选择生物组分并合理布置
例如,湿地生态工程运行时注意通过收割、打捞枯败的植物，避免其再分解返回湖泊、河流中，达到降低水体污染物的效果。
创造有益于生物组分的生长发育、繁殖，形成互利共存关系的条件
太阳能水生态修复系统,以太阳能为动力，驱动水质循环，增加水体溶氧量，改善水质
创造有益于生物组分的生长发育、繁殖，形成互利共存关系的条件
2、循环
(1)内容：
促进物质的 ，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。
(2)理论基础 :
生态系统的物质循环功能
(3)应用实例：
无废弃物农业
(4)特点：
实现物质的多级循环利用，废物资源化，减少污染
人尿粪
养分吸收
沉降物（雨、雪）
牲畜粪便
人类食品
人类食品
作物残留
人
土壤
作物
牲畜
饲料与垫料
迁移与转化
饲料与垫料
沉降物
(雨、雪等)
牲畜
人类食品
作物
残留
养分吸收
牲畜粪便
土壤
作物
人粪尿
人类食品
人
无废弃物农业物质循环再生图解
“无废弃物农业”的优点
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”的生产。保证了土壤的肥力，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。
3、协调
考虑 、 的协调与适应。
(1)、内容:
生物与环境
生物与生物
(2)、两方面:
①生物要适应环境
②考虑环境容纳量
在年降雨量小于450mm的西北部建防护林，成了残败的“灰色长城”
过度放牧的草地
可避免系统的失衡和破坏。
(3)意义：
1、在我国西北地区进行防护林建设时，应选择哪些树种？
沙棘、刺槐、合欢等耐旱树种。最好选择本土原有植物品种。
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。
2.如果在该地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？
4.整体
整体原理
遵从自然生态系统的规律
考虑经济和社会等的影响力
经济系统
生产成本
消费效益
社会系统
政策
管理
科学文化
自然系统
植物
动物
微生物
非生物的因素
(1)原理：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)应用：人类处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统中。
进行生态工程建设时，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。
社会—经济—自然复合系统
在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面一定要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴以及收入等问题。
(4)意义：
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)实例：
能种也能伐，日子节节高!
思考 讨论 分析生态工程案例中的原理和应用
桑基鱼塘
思考·讨论
分析生态工程所遵循的基本原理
1、蚕粪、蔗叶进入鱼塘，经分解者
作用后被植物利用。
主要为循环原理
2、池塘养鱼要考虑不同鱼种的关系
和鱼的数量。
主要为协调原理
3、桑基鱼塘在设计时要考虑栽种作
物与养殖动物的比例。
主要为整体原理
4、桑基鱼塘中的生物组分通过合理
布设，互利共存，实现了系统
结构与功能的协调。
主要为自生原理
1、尝试画出桑基鱼塘中的食物链。
2、当桑叶价格高，卖桑叶比卖鱼更合算时，当地农民会将蚕沙用作桑树的
肥料，而不是喂鱼。由此可以看出，生态工程建设除了要考虑生态学、
工程学原理，还需要关注什么？
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；浮游植物一浮游动物→鱼。
还需要关注经济学原理，要达到经济效益和生态效益的同步发展。
讨论：
生态工程所遵循的原理
含义
特点
关注生态工程的建设
自生
循环
协调
建设目的
整体
生态工程
课堂小结
一、概念检测
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。（ ）
×
√
P-103
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氧微生物的分解作用
C