資源簡介

(共25張PPT)
第3節生態工程
人教版2019
問題探討
在2008年北京奧運會的籌辦過程中，奧林匹克森林公園是一個重要建設項目。公園所在地原來主要是普通村落和農田。2002年招標設計，2005年開工建設，2008年建成。公園建設堅持“綠色奧運”的理念，充分利用了原有地貌和植被，采用了營造近自然林系統、廢物資源循環利用等多項生態技術。例如，公園的水系建設采用了雨水收集、污水利用、中水凈化、智能化灌溉和生態防滲等環保技術。
1.農田棄耕后，在自然狀態下也可以演替為森林，為什么還要人工造林呢？
奧林匹克森林公園俯瞰
棄耕的農田在自然狀態下演替為森林需要經過數十年甚至更長的時間，而利用生態工程原理進行人工造林，可以縮短建設周期，在較短時間內獲得生態效益。
新知導入
2.為什么要先做森林公園的整體設計再開工呢？
3.公園建設為什么要充分利用原有的地貌和植被，營造近自然林系統呢？
建設北京奧林匹克森林公園是涉及生態學、工程學、系統學、經濟學等多學科的原理和方法的系統工程，要綜合考慮諸多方面的因素，而且建設成本較高，在開工前做好整體設計可以保證工程建設的合理性與可實施性，也可以有效控制建設成本和后續維護成本，避免不必要的浪費，提高生態效益。
生態工程的建設要順應自然，即合乎自然規律。自然的地貌和植被，是自然選擇、生物與環境相適應的結果，充分利用原有的地貌和植被有利于該公園的可持續發展，并且會減少人力和物力的投入。
新知導入
新知導入
本節要點聚焦
一、生態系統的基本原理
1.關注生態工程建設
2.生態工程所遵循的基本原理
二、生態工程的實例和發展前景
1.生態工程的實例
2.生態工程的發展前景
（一）、關注生態工程建設
一、生態工程的基本原理
1.生態工程：
指的是人類應用生態學和系統學等學科的基本原理和方法，對人工生態系統進行分析、設計和調控，或對已被破壞的生態環境進行了修復、重建，從而提高生態系統的生產力或改善生態環境，促進人類社會和自然環境的和諧發展的系統工程技術或綜合工藝過程。
3、目的：
遵循生態學原理，充分發揮資源的生產潛力，防止環境污染，達到經濟效益和生態效益的同步發展。
4、優點：
少消耗、多效益、可持續。
2、原因：
毀林種地,圍湖造田,大量使用化肥、農藥等農業生產方式,以及工業的迅猛發展,正在消耗大量的自然資源。
新知講解
（二）、生態工程所遵循的基本原理
生態工程以生態系統的
、
功能為基礎,
遵循
、協調、
、自生等生態學基本原理。
1.自生
在生態系統中由生物組分而產生的自組織、
、
自我調節、
。
(1)內容:
(2)理論基礎:
個體代謝再生更新
種間相互作用（種間關系）
在濕地修復過程中，選擇凈化能力較強的多種水生植物，
還要考慮各自的生態位差異，及他們的種間關系。
(3)應用實例：
（有效選擇并合理布設生物組分，
盡量提高生物多樣性程度）
自組織
自我調節
整體
循環
生態系統的自我調節能力
自我優化
自我更新和維持
濕地生態工程中，移除有害物質、增加水體溶氧量
太陽能水生態修復系統
新知講解
以太陽能為動力，驅動水質循環，進行生態恢復，改善水質
太陽能水生態修復系統
新知講解
2、循環
(1)內涵：
促進物質的
，保證各環節物質遷移順暢，
保證主要物質和元素的轉化率高。
(2)理論基礎
:
生態系統的物質循環功能
(3)應用實例：
無廢棄物農業
實現物質的多級循環利用，廢物資源化，減少污染
人尿糞
養分吸收
沉降物（雨、雪）
牲畜糞便
人類食品
人類食品
作物殘留
人
土壤
作物
牲畜
飼料與墊料
通過系統設計實現不斷循環，使前一環節產生的廢物盡可能地被后一環節利用，減少整個生產環節“廢物”的生產。
遷移與轉化
新知講解
3、協調
考慮
、
的協調與適應。
(1)、內容:
生物與環境
生物與生物
(2)、兩方面:
①生物要適應環境
②考慮環境容納量
在年降雨量小于450mm的西北部建防護林，成了殘敗的“灰色長城”
過度放牧的草地
可避免系統的失衡和破壞。
(3)意義：
新知講解
1、在我國西北地區進行防護林建設時，應選擇哪些樹種？如果在該地區發展畜牧養殖業，你認為應該注意什么問題？
沙棘、山杏、刺槐、合歡等
注意牲畜數量不能超過草地的承載量；減少過度放牧現象；在有條件的地方，人工種植牧草。
新知講解
4、整體
整體原理
遵從自然生態系統的規律
考慮經濟和社會等的影響力
經濟系統
生產成本
消費效益
社會系統
政策
管理
科學文化
自然系統
植物
動物
微生物
非生物的因素
1）、原理：遵從自然生態系統的規律,各組分之間要有適當的比例,不同組分之間應構成有序的結構,通過改變和優化結構,達到改善系統功能的目的;
2）、應用：人類處在一個社會—經濟—自然復合而成的巨大系統中。
進行生態工程建設時，不僅要考慮自然生態系統的規律，更要考慮經濟和社會等系統的影響力。
3）、實例：進行林業工程建設時，一方面號召農民種樹，另一方面考慮農民的生活問題。
社會—經濟—自然復合系統
4)、意義:只有應用整體性原理,才能統一協調當前與長遠、局部與整體、
之間的關系,保障生態系統的平衡和穩定。
開發建設與環境保護
新知講解
二、生物工程的實例和發展前景
（一）、生態工程的實例
生態工程建設的宗旨：應當根據當地的實際條件，因地制宜地進行。
1.農村綜合發展型生態工程
問題
我國有近7億人生活在農村，人多地少是突出的矛盾。怎樣才能實現物質的多級循環利用，在資源有限的條件下有較多的產出，取得經濟效益、社會效益和生態效益的全面提高呢？
對策:
建立農村綜合發展型生態工程，是實現這一目標的有效途徑。
新知講解
分析某村綜合發展生態工程
北京郊區的某村是這方面的一個典型，該村實施了以沼氣工程為中心的物質多級循環利用工程：作物秸殲用來生產食用菌和飼料（圖a）；飼料用于喂養畜禽；人、畜糞尿作為原料生產沼氣；沼液用于水產養殖業；沼渣可用于為有機農產品——“無公害蔬菜”施肥和喂養畜禽，從而達到了物質利用的良性循環，緩解了農村“三料”（飼料、燃料、肥料）的缺乏問題，提高了土地產出水平；同時畜禽、魚、谷物、飼料等加工品也可到市場上出售（圖b）“總之，農業生態工程能創造多種勞動力就業機會，増加農民收入，開發可以更新的資源，減少環境污染。
思考討論
1.在這一案例中，主要運用了生態工程的哪些基本原理？
2.這一生態系統的結構和功能有哪些特點？
3.這一生態工程有哪些值得借鑒的做法？
整體、協調、循環、自生等。
生態系統中的各組分搭配合理，緊密聯系形成一個有序的整體，實現了物質多級循環利用、能量充分利用，減少了廢物排放與環境污染。
這一生態工程實現了物質利用的良性循環，提高了土地產出水平，創造了多種勞動力就業機會，增加了農民收入，促進了經濟發展，同時降低了環境污染，促進了農村的可持續發展。
思考討論
2.濕地生態恢復工程
問題
濕地的縮小會導致局部氣候惡化、地下水位下降、生物多樣性降低、遷飛鳥類絕跡等。此外，濕地的環境污染、生物資源的過度利用等，會導致濕地生態系統嚴重退化。
對策
采用工程學和生態學措施相結合的方法。如廢水處理、點源和非點源污染控制、土地處理工程，以及動植物物種引進等，使受到干擾的濕地得以恢復。在濕地的周圍，還應建立緩沖帶，以盡量減少人類的干擾，使濕地依靠自然演替等機制恢復其生態功能。
案例
廈門筼筜湖生態恢復
廈門筼筜湖
新知講解
3.礦區廢棄物的生態恢復工程
問題
采礦業對環境造成的日漸嚴重的破壞。礦藏開采后往往會造成山體、土壤和植被，乃至整個地區生態系統的破壞。
礦區極端惡劣的土地條件，又會阻礙植被的生長，還可能產生嚴重的重金屬污染。
對策
采用的措施包括人工制造表土、多層覆蓋、特殊隔離、土壤侵蝕控制、植被恢復工程等。關鍵在于植被恢復，以及植被恢復所必需的土壤微生物群落的重建。恢復礦區生態環境，首先要通過機械方法平整壓實土地，人工制造表土；然后，在人造表土上，植樹種草。
案例
赤峰市元寶山礦區生態恢復工程。
新知講解
（二）、生物工程的發展前景
1.我國生態工程存在的問題
（1）缺乏定量化模型的指導，難以像“精確農業”那樣設計出標準化、易操作的生態工程樣板。
（2）有些設計缺乏高科技含量。
（3）生態系統的調控尚缺乏及時準確的監測技術的支持。
（4）缺乏理論指導。
2.我國目前面臨的生態危機及對策
（1）危機：人口激增、環境與資源破壞、能源短缺等問題。
（2）對策：發揮生態工程建設的作用，重視對生態環境的保護，更要注重與經濟、社會效益的結合。
新知講解
3.對生態工程治理應持有的態度
在肯定生態工程的作用，特別是看到它在恢復、重建受損生態環境方面可發揮重要作用的同時，不要忘記大自然固有的強大的生態恢復力量，更不能誤認為只要有了生態工程，就可以走“先污染、破壞，后治理”的老路。
4.我國生態工程的前景
中華民族傳承古老的天人合一理念，在發展中尊重自然、順應自然、保護自然。今天，古老的智慧融合了現代科學成就，生態工程的發展和應用，將在建設美麗中國的過程中大有作為。
新知講解
1.下列關于生態工程的敘述，不正確的是（
）
A.生態工程可對已被破壞的生態環境進行修復、重建
B.“退耕還林”“退耕還草”屬于生態工程建設的內容
C.生態工程應遵循“整體、協調、循環、自生”的原理
D.實施生態工程建設的目的就是保護環境
2.我國南方桑基魚塘是將低洼稻田挖深做塘，塘內養魚，塘基上種桑，用桑養蠶，蠶糞養魚，魚糞肥塘，塘泥肥田、肥桑，從而獲得稻、魚、蠶三豐收，大大提高了系統生產力。這種模式主要應用了生態工程所遵循的哪個原理(　　)
A.整體原理　　B.循環原理
C.自生原理
D.協調原理
D
A
課堂練習
循環
自我調節
減少污染
廢物資源化
3、下圖是某生態農場以沼氣為紐帶，聯動農作物種植、蚯蚓養殖、養魚、養雞、養鴨等產業的示意圖。請據圖回答下列問題：
（1）該生態農場實現了生活垃圾、動物糞便、沼渣和沼液的充分利用，利用了生態學的_______原理。
（2）養魚場的池塘不用換水，池底干干凈凈，每天只需補充蒸發水，所有生物正常生存，說明該池塘
具有___________能力。
（3）該生態農業與傳統農業相比，具有明顯的優勢是
、
。
課堂練習
生態工程所遵循的原理
農村綜合發展型生態工程
礦區廢棄地的生態恢復工程
生態工程的實例
自生
循環
協調
濕地生態恢復工程
整體
生態工程
課堂總結
板書設計
一、生態系統的基本原理
1.關注生態工程建設
2.生態工程所遵循的基本原理
二、生態工程的實例和發展前景
1.生態工程的實例
2.生態工程的發展前景
第3節
生態工程
作業布置
完成課時作業
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php中小學教育資源及組卷應用平臺
4.3生態工程教學設計
課題
4.3生態工程
單元
四單元
學科
生物
年級
高二
學習目標
1.歸納生態工程的概念，關注生態工程建設。
2.概述生態工程建設應遵循自生、循環、協調和整體四個基本原理。3.通過分析和評價生態工程的實例，說出這些實例所運用的生態工程基本原理。
4.通過評述生態工程的發展前景，增強生態文明意識。
重點
學習掌握生態工程的原理，了解生態工程的實際運用
難點
學習掌握生態工程的原理，了解生態工程的實際運用
教學過程
教學環節
教師活動
學生活動
設計意圖
導入新課
展示奧林匹克公園的圖片，展示問題探討中的資料，創設情境。教師活動：展示相關圖片，講解奧林匹克森林公園的建設過程，并引導學生思考課本中的三個問題。教師活動：講解以上問題，講解要點為：1.人類活動可以改變群落演替的速度，通過人工造林，可以加快棄耕農田演替到森林階段的速度。
2.對森林公園先進行整體設計利用了生態工程的基本原理，以生態系統的自組織、自我調節功能為基礎，遵循生態系統自生、循環、協調和整體的基本原理，充分發揮資源的生產潛力，既防止了環境的污染，又達到了經濟效益和生態效益的同步發展。3.公園建設充分利用原有的地貌和植被，營造近自然林系統是利用了生態工程自生的原理和協調的原理，充分考慮原有生物組分布局和它們生長、發育、繁殖及形成共存互利關系等條件，通過系統的自組織、自我優化、自我調節、自我更新維持系統的穩定。同時，利用了生物與生物、生物與環境長期作用形成的協調原理。這個例子是生態工程的生動縮影。下面就讓我們系統的來學習一下生態系統的有關知識。
觀看思考討論傾聽
創設情景，展示奧林匹克森林公園圖片，引發學生的興趣，提出問題引發學生思考，引入課題
講授新課
首先教師聚焦本節課的要點，總體把握本節學習任務生態工程的基本原理（一）關注生態工程建設通過引言的講解，教師給出生態工程的概念根據生態工程概念教師提出問題：實施生態工程的原因，目的和優點分別是什么？師生一起總結確定答案（二）生態工程所遵循的基本原理教師以填空問答的形式，指出生態工程遵循，整體、協調、循環、和自生等生態學原理。接下來從原理的內容、理論基礎，應用實例和特點等方面分別闡述1.2.3.4個原理生態工程的實例和發展前景（一）、生態工程的實例1圖片展示農村中壓制、儲存青貯玉米講述農村綜合發展型生態工程這個實例，其中存在的問題，如何提高產出，取得經濟效益、社會效益和生態效益的全面提高呢？學生討論后師生共同得出相應的對策2濕地生態恢復工程以廈門筼筜湖為利，提出該地存在的問題，并討論應對策略，最后總結3.礦區廢棄地的生態恢復工程現存問題---對策---案例（二）、生態工程的發展前景教師指出我國生態工程存在的問題我國面臨的生態危機和對策提問：對我國生態工程治理應持有的態度根據學生的答案，教師總結最后教師向學生展示生態工程的發展前景
學習學習思考回答閱讀回答思考討論思考討論回答
整體展示本節學習任務，層次清晰提出問題，深入理解通過實例出現的問題供學生討論思考，培養學生應用理論知識解決實際問題的能力發現問題—提出應答策略—展示發展前景，這一思路完成
課堂小結
板書
第3節生態工程生態工程的基本原理關注生態工程建設生態工程所遵循的基本原理生態工程的實例和發展前景
生態工程的實例
生態工程的發展前景
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精品試卷·第
2
頁
（共
2
頁）
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