专题五生态工程的基本原理共46页
专题五--_生态工程的基本原理
. 什么是生态工程.
生态工程的概念
人类应用生态学和系统学等学科的基本原理 和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已 被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，并提高生 态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境 的和谐发展。
一、生态工程的概念
1.学科知识：生态学和系统学 系统设计、调控和技术组装 2.技术手段： 3.研究对象: 社会——经济——自然复合生态系统。
举例：
资料分析：江苏、上海、浙江交界的
太湖，云南滇池等水体因N, P浓度高， 导致水葫芦和藻类疯长，造成水华。 耗水中溶解的氧，产生毒素。 我国西北年雨量<450 mm，适宜种灌 木和草本，硬性种植乔木——杨树而 导致半死不活. “西部大开发”的生态工程建设：防护 林应种植当地树种；发展畜牧养殖业 也应适应当地生态环境条件.
讨论
上面两则资料所反映的经济模式有何共同点?
多消耗,少效益,不能持续发展
怎么解决? 生态经济
——主要通过实行“循环经济”的原则，使一个系 统产出的污染物，能够成为本系统或另一个系统的 生产原料，从而实现废弃物的资源化。 无废料模式：原料→产品→原料→产品
怎么实现生态经济
手段之一 生态工程
.共同,解决,生态经济,生态工程 .
1、物质循环再生原理
理论基础：物质循环 内容：物质能够在各类生态系统 中进行区域小循环和全球地质大 循环，各层循环往复，分层分级 利用，达到取之不尽，用之不绝 的效果。
例：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。
通过积极种植能够固氮的豆科作物， 以及收集一切可能的有机物， 包括人畜粪 便、枯枝落叶、残羹剩饭、河泥、炕土、 老墙土以及农产品加工过程中的废弃物等， 采用堆肥、沤肥等多种方式，把它们转变 为有机肥料，施用到农田中： 优点：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。
生态工程的基本原理
生态工程的基本原理生态工程是指通过利用自然生态系统的原理和方法，调控人类活动对环境的影响，达到保护生态环境、维持生态平衡和提高生态系统功能的目的。
其基本原理体现在以下几个方面。
第一，生态工程的基本原理是以生态学为基础。
生态学研究生物与环境之间的相互关系及其发展规律，是生态工程设计和实施的理论依据。
生态学的基本原理包括能量流动、物质循环、生物多样性维持等。
生态工程在实施时需要充分运用这些原理，合理配置资源和能量，促进物质循环和能源流动，维护生物多样性，保证生态系统的健康和稳定。
第二，生态工程的基本原理是由自然驱动和人为干预相结合。
生态工程旨在通过人为干预修复和改造受损的生态系统，但过度依赖人为干预可能导致不可持续甚至逆转的效果。
因此，生态工程应当与自然驱动相结合，充分利用自然界的恢复和修复能力。
例如，在河流生态修复中，可以通过湿地的自然净化能力降解有毒有害物质，促进河流水质的改善。
第三，生态工程的基本原理是综合性和系统性。
生态工程涉及到多个学科和领域，包括生物学、地理学、水文学、土壤学、环境工程等，其涉及的内容非常广泛。
生态工程设计和实施时需要综合运用多个学科的理论和方法，进行全面的分析和综合的决策。
同时，生态工程的实施需要考虑到整个生态系统的相互作用和相互制约关系，不能局限于局部问题的解决，必须将系统性思维渗透到生态工程设计和实施中。
第四，生态工程的基本原理是可持续发展。
生态工程既要满足当前环境保护和生态修复的需要，又要考虑到长期的可持续发展。
生态工程设计和实施时应当考虑到资源的合理利用和再生利用，以及生态系统的自我修复和恢复能力。
只有在可持续发展的基础上进行生态工程，才能保证长期的生态稳定和环境可持续。
总之，生态工程的基本原理是以生态学为基础，综合运用多学科的理论和方法，由自然驱动和人为干预相结合，坚持可持续发展的原则。
通过遵循这些原理，生态工程能够有效地保护和改善生态环境，维持生态平衡，提高生态系统的功能。
专题五_生态工程的基本原理
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，适应性强的沙棘， 畜牧养殖应该注意： 牲畜量不超过草地承载 耐盐碱力较强的沙枣等植物。 量
人教版 选修三 现代生物科技专题 专题五 生态工程
5.1 生态工程的基本原理
5.1生态工程的基本原理
（一） 关注生态工程的建设 （二 ）生态工程所遵循的基本原理 1.物质循环再生原理 2. 物种多样性原理 3.协调与平衡原理 4.整体性原理 5.系统学和工程学原理 (1).系统的结构决定功能原理 (2).系统整体性原理
(2011年陕西高考)现有一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉 淀池→曝光池→兼氧池→植物池”，其中植物池中生活着水生植物、 昆虫、鱼类、蛙类等生物．污水经净化处理后，可用于浇灌绿地．回 答问题：
（1）污水流经厌氧沉淀池．曝气池和兼氧池后得到初步净化．在这个 过程中，微生物通过 ___呼吸将有机物分解．
（二）生态工程所遵循的基本原理
4、整体性原理
整体指社会-经济-自然复合而成的巨大系统
生产 成本
生物与生物 生物与环境
经济系统
消费 效益
政策 管 理
植物
动物
微生物 非生物的因素
科 学 文 化
社会习惯 法律制度等
自然系统
社会系统
主要是不同系统之间的平衡与协调
思考：如何看待，部分农民前面 种林，后面砍林的现象？
整合单个生产系统，提高系统生产力。
1.物质是可循环的，分层分级利用越多，能量消耗越多，浪费越大。（× ） 2.土壤中微生物分解有机物没有能量流动。（ ） 3.图示所有植物、动物组成一个生物群落。（× ）
生态工程的基本原理
(或环境容纳量) 。
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(4) 整体性 原理：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，不但要考虑到自
然生态系统的规律，还要考虑到 经济和社会等系统的影 响力 。 (5)系统学和工程学原理： ① 系统的结构决定功能 原理：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。
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② 系统整体性 原理：系统各组分之间要有适当的比例关系 ，
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转化和流通，并
且实现 总体功能大于各部分之和 的效果，即“1＋1>2”。
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二、生态工程的实例
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2．整体性原理和系统整体性原理的比较 (1)整体性原理： 整体性原理指社会、经济、自然三方面协调统一，保 障整个系统的稳定与平衡，例如林业建设中自然系统、 社会系统与经济系统的关系问题，即种树的同时考虑 经济收入、粮食、燃料等问题。图示如下：
专题五 生态工程
一、生态工程的基本原理 1．生态工程建设的根本目的 生态工程建设的目的就是遵循 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。
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2．生态经济 (1)生态经济：通过实行“ 循环经济 ”的原则，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 ， 从而实现 废弃物的资源化 。 (2)实现循环经济最重要的手段之一是 生态工程 。
原理。
(3)引种考虑适应环境——协调与平衡原理。 (4)林业生态工程建设，既考虑种树又考虑生活问题—— 整体性原理。
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专题5 5.1 生态工程的基本原理
三、生态工程的基本原理
1．物质循环再生原理
(1)含义：物质能够在各类生态系统中，进行
区域小循环 _________________和全球地质大循环，循环 往复，分层分级利用，从而达到取之不尽、用之 不竭的效果。 (2)实例：“无废弃物农业”。
2．物种多样性原理 (1)内容：物种繁多而复杂的生态系统具有较高的 抵抗力稳定性 ____________________，可以在有限的资源条 生物量 件下，产生或容纳更多的____________提高系统 生产力。 (2)实例 ①反面：辽宁西部章古台地区的樟子松林，由于 没有一条昆虫与其灭天敌相生相克的 食物链 ____________，使得松毛虫肆虐一时。 珊瑚虫 ②正面：由__________和某些藻类共生组成的珊 瑚礁区。物种繁多，系统稳定。
核心要点突破
生态工程所遵循的基本原理
项目
理论基 础
意义 可避免环境污染 及其对系统稳定 和发展的影响
实例
物质循 物质循 环再生 环 原理 物种多 生态系 样性原 统的稳 理 定性
无废弃物农业
“三北”防护林建设 生物多样性程度 中的单纯林问题，珊 高，可提高系统 瑚礁生态系统的生物 的抵抗力稳定性 多样性问题
2．特点：与传统的工程相比，生态工程是一类 少消耗 可持续 ___________、多效益、__________的工程体系。
二、生态经济 循环经济”的 原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系 统或另一个系统的_____________，从而实现 生产原料 废弃物 _____________资源化，而实现循环经济最重要
知能过关演练
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高中生物选修三《专题五 生态工程》复习课件
• 某草原牧区，在进行草场建设时，既注重 不同牧草种类的搭配种植，又对单位面积 内的放牧量做了一定控制。这种做法体现 了 ( ) • A．实行“循环经济”的原则 • B．低消耗，多效益原则 • C．遵循物种多样性和协调与平衡原理 • D．建立自然—社会—经济复合系统
【答案】 C
• (2008年高考广东卷)要实现人与自然的和 谐发展，下列措施最合理的是 • 【答案】 C ) ( • A．通过生物技术手段，转化淀粉生产可 再生能源 • B．使用化学农药防治病虫害，保证粮食 稳产 • C．发展生态农业，实现物质和能量的多 级利用 • D．大力开垦湿地，扩大粮食种植面积
项目 物质循环再生原理
理论基础 物质循环
意义 可避免环境污染及其对对 系统稳定和发展的影响 生物多样性程度高，可提
实例 “无废弃物农业” “三北防护林”建设中的
物种多样性原理
生态系统的稳定 性 生物与环境的协 调与平衡
高生态系统的抵抗力稳定
性 生物数量不超过环境承载 力，可避免系统的失衡和 破坏。
(2)各种农产品的生产互相协调，互惠互利，实现 了能量和物质的多级利用 (3)50 2学.科.网 zxxk.
(1)生态农业设计的基本原理是①_______，②________。 (2)生态农业的优越性表现在________。 (3)在“农作物→猪→农户”这条食物链中，若农作物通 过光合作用产出300摩尔氧气，则农作物同时产出 ________摩尔葡萄糖，农户从猪中获取的最大能量相当 于________摩尔的葡萄糖。
2. 下列有关生态工程的原理和实例中，错误的是 【答案】D ( ) 选 有关事例 相关的生态工程原理 项 遵循物质循环再生原 A 无废弃物农业 理 在人工林中增加植被 B 遵循物种多样性原理 的层次 无锡太湖水体富营养 C 违反协调与平衡原理 化引起大面积水华 违反系统学和工程学 D 前面造林，后面砍林 原理
生态工程的基本原理(ppt 46页).ppt
3、石油农业的弊端：
高投入、高成本、高污染
3.如何理解“污染物是放错地方的资源” 这句话？
对环境造成危害的污染物，采用一 定的措施和技术，就能够进行回收和循 环利用
4.石油农业的生产模式应当怎样改进？
应该大力发展生态农业 施用高效、低毒、低残留的农药，多施有 机肥
随堂演义
20世纪90年代后期，长江流域经常发生洪灾，究其原因是上游 地区对森林的过度采伐，中游围湖造田蓄洪能力锐减，这能反 映出经济发展模式存在的问题是( )
A.过度依赖煤、石油等能源
B
B.不注重生态环境的保护，没有考虑生态成本
C.过分依赖农家肥，造成土壤结构破坏
D.对水资源缺少足够的认识
生态工程设计与建设是要考虑：生物要 与环境相适应，物种的数量要与环境的 负载能力要平衡
3、协调与平衡原理
处理好生物与环境的协调与平 衡，需要考虑环境承载力。环境承 载力又称环境容纳量是指某种环境 所能养活的生物种群的数量。
4、整体性原理
整体指社会-经济-自然复合成的巨大系统
生产
消费
成本
效益
经济系统ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
理论基础：社会、 经济、自然复合系 统
植物 动物 微生物
非生物的因素
自然系统
政策
科
管
学
理
文
化
社会系统
例：林业工程建设中的问题
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
一方面号召农民种树，另一方面要考虑农民的生活问题
5、系统学和工程学原理 ⑴系统的结构决定功能原理
选3-5-1生态工程的基本原理(教学设计)
专题五5.1 生态工程的基本原理教学设计一、教材分析《生态工程的基本原理》是人教版选修3专题五《生态工程》的第一节，是模块“稳态与环境”知识的延伸和应用，也是《生态工程》的核心内容。
包括关注生态工程的建设和生态工程的基本原理两部分内容。
二、教学目标1、生命观念（1）简述生态工程的概念，。
（2）简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。
2 、科学探究、科学思维尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。
3 、社会责任（1）树立可持续发展的观念。
（2）关注我国在生态工程建设方面的成就。
三、教学重点和难点1、教学重点生态工程的基本原理。
2、教学难点生态工程的系统学和工程学原理。
四、学情分析必修模块中生态系统方面的知识为生态工程的基本原理的学习奠定了一定的理论基础，但是系统学和工程学原理比较抽象，需要设法找到已有知识和新知识的关系，通过类比完成由具体事例向抽象理论的转化。
五、教学方法教学中应结合多媒体教学手段，采用案例分析、小组探究等方法，让学生完成知识的自主构建，并激发他们的分析解决问题的意识。
六、课前准备1、学生的学习准备：预习《生态工程的基本原理》，了解相关案例的应对策略。
2、教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
七、课时安排：2课时八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑检查学生落实预习的情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。
（二）情境导入、展示目标说出当地生态环境中存在的问题，并尝试提出解决问题的方法。
（三）合作探究、精讲点拨学生每三至四人为一组，结合教材，思考并回答学案上的问题。
探点一、关注生态工程建设1、生态工程的概念。
人类应用自然生态系统、系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计和调控技术组装，对已被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，并提高生态系统的生产力，追求生态、经济、社会效益的统一。
2、生态工程的兴起：经济的不当发展对环境的破坏（环境污染和资源匮乏）；解决经济发展与环境污染的战略思想是坚持可持续发展；解决环境与经济发展协调的新学科是生态工程。