4.3 生态工程 课件(共35张PPT)-2025-2026学年高二上学期《生物》（人教版）选必修2

(共35张PPT)
第4课 生态工程
第1课时：生态工程
第四单元
生态工程的基本原理
01
生态工程的实例和发展前景
02
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？
弃耕的农田在自然状态下演替为森林需要经过数十年甚至更长的时间，而利用生态工程原理进行人工造林，可以缩短建设周期，在较短时间内获得生态效益。
奥林匹克森林公园俯瞰
讨论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？
建设北京奥林匹克森林公园是涉及生态学、工程学、系统学、经济学等多学科的原理和方法的系统工程，要综合考虑诸多方面的因素，而且建设成本较高，在开工前做好整体设计可以保证工程建设的合理性与可实施性，也可以有效控制建设成本和后续维护成本，避免不必要的浪费，提高生态效益。
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。
讨论2：为什么要先做森林公园的整体设计再开工呢？
奥林匹克森林公园俯瞰
生态工程的基本原理
1.关注生态工程建设
（1）实施生态工程的背景
这样的生产方式，已经严重影响了人类的可持续发展。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。
20世纪60年代以来，全球经济进入了快速增长阶段，人们生活水平提高、人口迅速增长，人类也随之更多地从自然中索取。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。
生态工程的基本原理
消耗少、效益多、可持续。
（2）生态工程
指的是人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，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。
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。
理论基础
③目的
②优点
①概念：
操作过程
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,正在消耗大量的自然资源。
④原因
生态工程的基本原理
循环
整体
2.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
循环
协调
自生
自生
协调
生态工程的基本原理
（1）自生
理论基础
有效选择并合理布设生物组分
应用
创造利于生物的条件
太阳能水生态修复系统
适当提高生物多样性
如
湿地生态系统的修复；
移除有害物质、增加水体溶氧量。
由于生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。
生态系统的自我调节能力
生态工程的基本原理
理论基础
特点
实现物质的多级循环利用，废物资源化，减少污染
促进物质的迁移与转化，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。
生态系统的物质循环功能
实例
：
无废弃物农业
（2）循环
生态工程的基本原理
旁栏思考（p100）：有人说，过度从土地索取导致土地退化，
是有些古文明中断的一个重要原因，我国几千年的农业发展没有出现这一问题，这是中华文明数千年延续不断的条件之一。你认同这一观点吗？请查找资料，对这一观点作出评析。
提示： 认同。
历史上美索不达米亚、小亚细亚等地居民毁林造田，使那里成为不毛之地，而中华文明在“天人合一”“道法自然”等生态智慧和“仁民爱物”“民胞物与”等生态伦理的指导下，生生不息、源远流长。
（2）循环
生态工程的基本原理
考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应。
生物与环境、生物与生物之间要协调与适应
内容
考虑环境容纳量
不能
在年降雨量小于450mm的西北部建防护林，能否栽种乔木杨树？
过度放牧的草地
（3）协调
如
灰色长城；
过度放牧的草地。
灰色长城
生态工程的基本原理
从协调原理出发，想一想，在我国西北地区进行防护林建设，应选择哪些树种？如果在该地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？
我国西部地区缺雨干旱，土壤较为贫瘠，应该选择适合当地自然环境条件的树种，如沙棘、山杏、刺槐、小叶锦鸡儿等；
在西北地区发展畜牧业，应注意考虑环境容纳量，牲畜数量不超过草地的承载力，避免过度放牧，并适当种植牧草。
（3）协调
生态工程的基本原理
整体原理
遵从自然生态系统的规律
考虑经济和社会的影响力
“绿色”
的经济系统
“宜居”
的社会
系统
“生态”
的自然
系统
社会-经济-自然
复合系统
生产成本
消费效益
植物
动物
微生物
非生物的因素
政策
管理
科学文化
（4）整体
如
前面造林，后面砍林的现象
生态工程的基本原理

（1）蚕粪、蔗叶进入鱼塘，经分解者作用后被植物利用。
（2）池塘养鱼要考虑不同鱼种的关系和鱼的数量。
（3）桑基鱼塘在设计时要考虑栽种作物与养殖动物的比例。
思考 讨论：生态工程所遵循的基本原理
主要为循环原理
主要为协调原理
主要为整体原理
讨论：2.桑基鱼塘应用了生态工程的哪些基本原理？
（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，形成了可以自我维持的有序的整体。
主要为自生原理
生态工程的基本原理
思考 讨论：生态工程所遵循的基本原理
讨论：3.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？
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
生态工程的基本原理
总结---记忆强化
理论基础 意义 实例
自生 自组织、自我优化、 自我调节、自我更新 和维持 实现系统结构和功能的协调，形成有序的整体 湿地生态系统的修复
循环 物质循环 通过系统设计实现循环，使前一环节产生的废物尽可能被后一环节利用，减少整个生产环节废物的产生 无废弃物农业
协调 生物与生物、生物与环境的协调与适应 生物数量不超过环境承载力，避免系统的失衡和破坏 西北地区不适于种植乔木类的杨树
整体 社会、经济、自然构成的复合系统 统一协调各种关系，保障生态系统的平衡和稳定 林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题
生态工程的实例和发展前景
1.生态工程的实例
生态工程的实例
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
物质多级循环利用问题
沼气农业生态系统
控制污染，减少干扰
湿地缩小和破坏问题
生态环境破坏
恢复土地，恢复植被
我国生态工程取得不少成绩，仍有不足之处。
生态工程的实例和发展前景
农村人多地少，产出不足。
①问题:
③对策:
②案例：
建立农村综合发展型生态工程，实现物质的多级循环利用，获得较多的产出，取得经济效益、社会效益和生态效益的全面提高。
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。
④核心:
⑤优点:
农、林、牧、副、渔全面发展；开发可更新资源,减少环境污染。
以沼气工程为中心。
（1）农村综合发展型生态工程
建设宗旨：因地制宜
1.生态工程的实例
生态工程的实例和发展前景
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
（1）农村综合发展型生态工程
1.生态工程的实例
思考 讨论：分析某村综合发展型生态工程
生态工程的实例和发展前景
（1）农村综合发展型生态工程
1.生态工程的实例
如
①小型农业生态工程——庭院生态工程
P111应用前景广阔的沼气工程
生态工程的实例和发展前景

（1）农村综合发展型生态工程
1.生态工程的实例
如
②广东省新农村建设
广东省正在逐步推进新农村建设项目，但部分农村仍存在许多问题（下图），假如你是该村村长，请你指出该村存在的问题，并对这些问题提出你的解决方案，同时也说明依据了哪些原理。
生态工程的实例和发展前景
序号 1 2 3
问题
措施
原理
气候不合适种苹果
种本地物种
协调
燃烧秸秆倾倒粪便
沤肥堆肥
循环
物种单一稳定性差
自生
种植多类树木

3
2
1
2
（1）农村综合发展型生态工程
1.生态工程的实例
如
②广东省新农村建设
生态工程的实例和发展前景
讨论2.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。
讨论3.这一生态工程有哪些值得借鉴的做法？
这一生态工程实现了物质利用的良性循环，提高了土地产出水平，创造了多种劳动力就业机会，增加了农民收入，促进了经济发展，同时降低了环境污染，促进了农村的可持续发展。
（1）农村综合发展型生态工程
1.生态工程的实例
思考 讨论：分析某村综合发展型生态工程
生态工程的实例和发展前景
湿地被誉为地球的“肾”,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。
①湿地的作用:
④主要措施:
③案例：
退耕还湖
厦门筼筜湖生态恢复。
②问题:
⑤主要困难:
解决迁出湖区居民的生活和就业问题。
在经济发展过程中，人们对湿地进行排水和围垦,已经破坏
了地球上80%的湿地资源。
（2）湿地生态恢复工程
厦门筼筜湖
生态工程的实例和发展前景
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
江西鄱阳湖生态恢复工程
厦门筼筜湖
（2）湿地生态恢复工程
江西潘阳湖的永吴公路
生态工程的实例和发展前景
矿藏开采后会造成山体、土壤和植被，乃至整个地区生态系统的破坏。
A.改良表土；
B.种植耐旱的灌木、草和树；
C.合理确定载牧量。
①问题:
②案例：
③对策:
赤峰市元宝山矿区生态恢复工程。
（3）矿区废弃地的生态恢复工程
1.生态工程的实例
生态工程的实例和发展前景
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
（3）矿区废弃地的生态恢复工程
1.生态工程的实例
生态工程的实例和发展前景
（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。
（2）我国目前面临的生态危机及对策
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。
2.生物工程的发展前景
生态工程的实例和发展前景
（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。
生态工程的实例和发展前景
思维训练：总结概括并运用术语表达
1.生命系统的结构特征？
2.生命系统的功能特点？
3.从生态的视角看，生命系统___________________________________
4.从历史的角度看，生命系统_________________________________
__________________。
依存于环境，也能适应环境、影响环境
能与环境进行物质和能量的交换以维持自身的有序性，进行“自我更新”；细胞和个体等生命系统还能进行“自我复制”。
开放性、复杂性、有序性、动态性、整体性。
由最原始、最简单的生命进化而来，
凝聚着漫长的进化史
生态工程的实例和发展前景
1.如图是我国南方尝试的农业生态系统的结构模式图，它利用雏鸭旺盛的杂食性，吃掉稻田里的杂草和害虫，利用鸭不间断地活动产生中耕浑水效果，刺激水稻生长，用作物养猪、养鸭，用稻秆培育蘑菇、生产沼气，猪、鸭粪、沼渣肥田，生产出无公害的大米与蛋肉类。请据图回答下列问题：
(1)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的是_____________________________。
该系统将植物秸秆、动物粪便等废弃物合理地进行了应用，体现了生态工程的________原理。
(2)该系统将多个生态系统通过优化组合，有机整合在一起，提高了系统生产力，体现了生态工程中
的______原理。生产的大米无公害的原因是__________________________________________。
(3)将蘑菇房与蔬菜大棚相通，可提高蔬菜产量，试分析其增产的原因：__________________________。
蘑菇房与蔬菜大棚相通，比单纯种植蔬菜和单纯培育蘑菇带来的效益之和还要高，体现了生态工程
中的_______原理。
实现物质的循环再生和能量的多级利用
循环
自生
减少了化肥和农药的使用量，减少了对水的污染
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
整体
第4课
生态工程