4.3 生态工程（教学课件）-高中生物学人教版（2019）选择性必修2(共28张PPT)

(共28张PPT)
生 态 工 程
1.生态工程
①任务：修复和重建已遭到破坏的生态环境；改善传统的生产方式， 提高生态系统的生产力。
②目的：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，达到经济效益和生态效益的同步发展。
③特点：与传统工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续 的工程体系。
2.生态经济
①原则：“循环经济”。
②特点：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。
③目的：实现废弃物的资源化。
④手段：生态工程
对已破坏的生态环 境进行修复、重建
对造成环境污染和 破坏的传统生产方 式进行改善
3.理清生态经济、循环经济、生态工程之间的关系
生态系统生产力
遵循的
原则
操作
对象
重要
手段
循环经济
生态经济
生态工程
提高
例：生态经济所遵循的主要原则和实现的重要手段分别( B )
A. 整体性原则和生态工程
B. 循环经济和生态工程
C. 循环经济和工程学手段
D. 无污染原则和系统学手段
生态工程的五大原理(6小原理
1.物质循环再生原理
理论基础：物质循环
实 例：无废弃物农业
“无废弃物农业”是我国古代传统农业的辉煌成就之一，也是生态工程最早和
最生动的一种模式。
1.种植能够固氮的豆科作物
饲料与垫料 沉降物
(雨、雪等)
人类 2.堆肥和沤肥，改善土壤结构
食晶
人
人类
食品 3.培育了土壤微生物
人粪尿
4.实现了土壤养分如氮、磷、
养分吸收
性畜粪便 钾及微量元素的循环利用
土壤
图5-1“无废弃物农业”物质和能量流动图
牲畜 作物姨 作物
2.物种多样性原理
理论基础：生态系统的稳定性
实 例：三北防护林、珊瑚礁生态系统
为什么樟子松林的松毛虫会肆虐，几十亿株 树会毁于一旦
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其提 供了丰富的食物来源，因而会导致了树林的毁坏。
为什么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
珊瑚礁区的生物多样性高，食物复 杂，不同的生物占据了不同的时间位、空 间位和资源位，因而充分利用了珊瑚礁生 态系统的环境。例如，氮、磷等养分就能 够在该区生物体间充分地循环利用而很少 流出系统外。
从上面正面和反面的实例，你能得出怎样的结论 你认为生 物多样性的破坏有人为因素吗
只有保持生态系统较高的生物多样性，才能保证生态系统的 稳定和平衡。生物多样性的破坏有人为因素，而且往往作用巨大。
物种多样性原理要求我们在生态工程设计和建设时保证物 种多样性程度高，生态系统稳定性高，以保持生态平衡。
例：下列关于生态工程的说法，错误的是( D )
A. 与传统工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续 的工程体系
B. 能防止环境破坏和环境污染
C.遵循生态系统物质循环规律，能提高能量利用率
D.生态工程能解决所有环境问题，可以走“先污染、破坏，后
治理”的道路
例：生态系统内即使某个物种由于某种原因而死亡，也会
很快有其他物种占据它原来的生态位置，从而避免了系统 结构或功能的失衡。这体现了生态工程的什么原理(A )
A. 物种多样性原理 B. 整体性原理
C. 协调与平衡原理 D. 物质循环再生原理
资料分析讨论：水葫芦泛滥对生态系统造成影响
需要考虑：生物与环境的协调关系
需要考虑：生物与环境的适应性，因地制宜，且生物数量不应该超过环境承载力
繁茂的当地树种
讨论：
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，应选择哪些特征的树种 如果在该地区发展畜牧养殖业，你认为应该 注意什么问题
抗寒、耐旱，适应性强的植物。
畜牧养殖应该注意：牲畜量不超过草地承载量
3.协调与平衡原理
理论基础： 种间关系、环境容纳量等内容有联系
环境容纳量： 环境所能负担的种群密度最大值
协调-------主要是生物与环境的协调
平衡------是种群数量与环境容纳量要平衡
要求我们在生态工程设计和建设时要考虑，生物要和环 境相适应、种群数量与环境容纳量要平衡。
社会习惯、法律制度等他都对 生态工程建设有重要影响。
只有应用整体性原理才能统一 协高当前与长远、局部与整体、开 发与环境建设之间的关系，保障生
态系统的平衡和稳定
例：林业工程建设中的问题
一方面号召农民种树，另一方面要考虑农民的生活问题
4、整体性原理 整体指社会-经济-自然复合成的巨大系统
植物—→动物
微生物
非生物的因素 (自然系统)
政策
管 理 →科学
文化
(社会系统)
生产成本← → 消费效益
(经济系统)
乙
5、 系统学和工程学原理
(1)系统的结构决定功能原理 —— 理论基础：分布式优于集中式和环式
生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构，通过 改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。
(2)系统整体性原理———理论基础：整体功能大于部分之和
系统各组分之间要在适当的比例关系，只有这样才能顺利完成 能量、物质、信息等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部
分之和的效果，即“1+1>2”。
集中式 环式 分布式 图5-4三种计算机网络结构示意图
运用：改善和优化生态系统的结构
例：桑基鱼塘模式
在计算机功能和台数相同的条件下， 采用分布式结构，可靠性要高
(1)系统的结构决定功能原理
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。
蚕 蛹
查
蚕 排 物
甘既
水陆交换系统——桑《蔗、蕉》基鱼塘模式
(2)系统整体性原理
典型例子：互利共生关系
1.实现循环经济的最重要的手段之一是( B )
A. 大力发展“石油农业”
B. 生态工程
C. 清除污染物
D. 禁止产出污染物
2.单一的人工林比天然混合林的稳定性低，容易遭受
害虫危害，这体现了生态工程的什么原理( c )
A. 物 质 循 环 再 生 原 理
B. 协调与平衡原理
C. 物种多样性原理
D. 系统整理性原理
3. 城市生活垃圾要做到分类、回收、利用，实现 废物资源化利用。与该做法关系最密切的生态工程 原理是( C )
A. 物种多样性原理 B. 整体性原理 C. 物质循环再生原理 D. 系统学原理
4. 协调与平衡原理主要指( A )
A. 生物与环境的适应及环境对生物的承载力 B. 系统各组分之间要有适当的比例关系
C. 自然系统、经济系统、社会系统协调统一 D. 物质循环和能量流动协调统一
5.人类设计生态工程的根本目标是( D )
A. 促进自然界良性循环的前提下，达到生态效益 与经济效益的同步发展
B. 促进自然界良性循环的前提下，防治环境污染 ,提高经济效益
C. 防治环境污染，达到生态效益与经济效益的同 步发展
D. 促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资源 的生产潜力，防治环境污染，达到生态效益与经济 效益的同步发展
6.我国西北土地沙化和盐渍化非常严重，原因有 多种，其中一个主要原因是超载放牧，导致草地退 化。试分析上述事实主要违背了生态工程的什么原 理( B )
A. 系统整体性原理
B. 协调与平衡原理
C. 物种多样性原理
D. 整体性原理
7.在进行林业工程建设时， 一方面要号召农民种树，另一方面要考虑贫 困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴以及收入等问题。以上做法依据的
生态工程原理是( B )
A. 系统整体性原理
B. 整体性原理
C. 系统结构决定功能原理
D. 以上都不是