5.1 生态工程的基本原理

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生态工程所遵循的基本原理

5.1生态工程的基本原理教学目标1简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。

2尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策教学重点：生态工程的基本原理的内容；在具体情境中能综合运用生态工程原理、分析生态环境问题并提出解决对策教学难点：生态工程的系统学和工程学原理。

一、预习案生态工程原理1 原理：物质能够在各类生态系统中进行和全球，循环往复，利用，从而达到取之不尽、用之不竭的效果。

2 原理：物种多而繁杂的生态系统具有较高的稳定性。

生物多样性程度高，可以为各类生物的生存提供多种机会和条件。

众多的生物通过关系相互依存，就可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的生物量，提高系统。

3 原理：生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境，即指某种生物所能养活的生物种群的数量。

4 原理：进行生态工程建设时，不但要考虑到的规律，还要考虑到和等系统的影响力。

5 原理系统的结构决定原理：生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构，通过和结构，达到的目的。

原理：系统各组分间要有适当的，使得能量、物质、信息等的转换和流通顺利完成，并实现总体功能大于各部分的效果，即“1+1>2”二、导学案1.物质循环再生原理案例：无废弃物农业（109页，图5-1）问题1、人类直接从这个农业生态系统中获取了什么？产生的废弃物质有哪些？问题2、我们的祖先是怎样处理这些废弃物的？问题3、废弃物还田有何重要意义？问题4：如果废弃物不能还田会有什么后果?总结：物质循环再生原理①内容：物质能够在各类生态系统中进行和全球，循环往复，利用，从而达到取之不尽、用之不竭的效果。

②理论基础：_________________③实例:_________________④意义:_______________________________________________________________________等问题，我们身处其境，深受其害。

请利用物质循环再生原理“为秸秆找一个合适的出路”。

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。（× ）

课时作业23：5.1 生态工程的基本原理

生态工程的基本原理一、单选题1．下列做法体现了生态工程的基本原理的是A．引入外来物种时仅考虑美观性和经济效益B．利用堆肥和沤肥等方式将废弃物转化为有机肥料C．以单一作物种植为主以获得经济效益的最大化D．排掉沼泽地的积水，使之变为农田和牧场2．下列有关生态工程的说法，正确的是A．“无废弃物农业”主要体现了系统学和工程学原理B．单一种植的樟子松林违背了物种多样性原理C．生态工程最终的目的是追求经济效益最大化D．生态工程是一种无污染、多效益的工程体系3．我国西北的的某些地区降雨量小，却被硬性规定种植杨树。

生态的不适应使该地许多的杨树长成半死不活的状态，这种做法违背了生态工程的A．物质循环再生原理B．物种多样性原理C．协调与平衡原理D．整体性原理4．某些地区只号召农民种树，不考虑贫困地区农民的生活问题，出现“前面造林，后面砍林”的现象。

这种现象违反了生态工程的哪一基本原理A．协调与平衡原理B．整体性原理C．系统结构决定功能原理D．系统整体性原理5．在帮助农民发展经济的时候，一定要注意一些实际问题，如“苹果树不宜在热带地区栽种”“柑橘不宜在北方地区栽种”，这主要体现了生态工程的什么原理A．协调与平衡原理B．整体性原理C．物种多样性原理D．物质循环再生原理6．以下事例与其主要体现的生态工程原理搭配错误的是（）A．A B．B C．C D．D 7．“稻—鸭—萍”共作是一种新兴的生态农业模式。

水生植物红萍（满江红）适于在荫蔽环境生长，可作为鸭子的饲料；鸭子捕食昆虫并供肥，促进水稻生长。

下列叙述不正确．．．的是A．该生态模式实现了对物质和能量的循环利用B．放养鸭子的数量要与红萍生长量协调平衡C．鸭子既是初级消费者，又是次级消费者D．水稻和红萍垂直分层，提高了光能利用率8．下列实例与主要体现的生态工程基本原理，匹配最恰当的是()A．“无废弃物农业”——物种多样性原理B．在养分稀少的深海有物种丰富的珊瑚礁——物质循环再生原理C．包孕吴越的太湖中水葫芦泛滥——协调与平衡原理D．水乡的桑基鱼塘——整体性原理9．下列有关生态工程的叙述，错误的是（）A．农村综合发展型生态工程遵循了物质循环再生和整体性原理B．我国南方的桑基鱼塘是运用系统整体性原理的典型实例C．小流域综合治理的目标是建立稳定高效的复合系统，获得最大的生态和经济效益D．“环境友好技术”及低污染清洁生产工艺可以减少城市污染的产出10．建设沼气池是农村综合发展型生态工程中的重要举措。

高中生物专题5生态工程5.1生态工程的基本原理课件新人教版选修3

(2)建立这一生态系统的目的是使生产者固定的能量______________，其能
答案
2.物种多样性原理结合“三北防护林”遭遇虫害死亡案例和澳洲大堡礁珊瑚礁区案例，回答下列问题： (1)为什么樟子松林的松毛虫会肆虐，几十亿株杨树会毁于一旦？答案纯樟子松林、杨树林的生物多样性低，食物链短而单调，缺少松毛虫、天牛的天敌。 (2)珊瑚礁区为什么能够在养分稀少的深海中，保持着很高的生物多样性？答案珊瑚礁区的生物多样性高，食物链复杂，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。
5.珠江三角洲的农民利用自然条件，建立该地特有的农业生态系统良性循环模式：桑基鱼塘和蔗基鱼塘。如图为桑基鱼塘和蔗基鱼塘模式图，请据图回答下列问题：
(1)该模式依据的主要原理是______________________________________，
该人工生态系统最基本的生物成分是___________________________。
答案
(2)洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？答案传统的经济发展模式不注重生态环境的保护，没有考虑生态成本，经济的发展以生态环境破坏为代价。 (3)可以采取什么措施解决长江洪水泛滥的问题？答案以生态措施为主，结合工程措施，提高森林覆盖率；“退耕还湖”和改革不合理耕作方式等。
答案
2.传统生产模式所带来的问题及改进措施 “石油农业”是指大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。由于需要大量的石油、煤、天然气等作为原料或动力而得名。 (1)石油农业的优势有哪些？答案高产、高效、省时、省力；提高农业生产效率和农产品产量，解决粮食需求矛盾。 (2)石油农业有哪些弊端？答案高投入、高成本、高污染。

高中生物选修3《现代生物科技专题》课件5.1生态工程的基本原理

Βιβλιοθήκη (3)生态工程与传统农业的比较
比较项目
生态工程
基本原理
生态学、工程学
调节机制人为辅助下的自我调节
与环境的关系
协调
主要能源
太阳能
生物多样性
得到保护
传统农业工程学人为调控破坏环境化学能
减少
2．生态工程概念的理解 (1)生态经济的实质：能够满足我们的需求而又不会危及子孙后代满足其需要的经济，实现“循环经济”最重要的手段之一就是生态工程。 (2)对生态工程概念的理解，应注意以下几点： ①涉及的学科知识有生态学、系统学、工程学、经济学等。 ②运用到的技术手段有系统设计、调控和技术组装等。 ③面临的任务是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的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。 ④最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。 ⑤生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续。
答案：D
2．从生态工程的基本原理看，“生态经济”就是( ) A．无废料生产、无生态破坏的经济发展模式 B．为了优化和重建自然生态的经济投资 C．先恢复生态环境，再发展经济的发展计划 D．为了更快发展经济的生态资源利用
解析：生态经济主要是通过实行“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。
3．生态农业常见类型 (1)桑基鱼塘模式。人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收，如下图所示：
(2)沼气农田立体养殖模式。该生态系统利用农作物发展养殖业，利用废弃物实现物质的循环，保证能量的多级利用，如下图所示：
4．传统农业、现代农业和生态农业的比较

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
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51生态工程的基本原理

51生态工程的基本原理51生态工程是一种新兴的生态修复技术，其基本原理是通过模拟自然环境建立一个有机的生态系统，以达到修复和保护生态环境的目的。

其理论依据是为了实现当地生态系统的提高与修复，顾及生态的可持续性发展，考虑人与自然的和谐共生。

本文将介绍51生态工程的基本原理。

什么是51生态工程？51生态工程是指运用生态学理论和技术，通过生态系统建设和生态工程结构物相结合，形成与当地特定环境相适应、稳定自然、人工相结合的修复生态系统。

它是一种集生态学、环境科学、土力学、水文学等学科为一体，以生态学设计原则为基础的复杂系统。

51生态工程的基本原理51生态工程的基本原理包括三个方面：1.生态修复原理；2.生态配置原理；3.生态系统原理。

1.生态修复原理生态修复原理指的是通过采用自然生态修复的方法，经过一系列的人为生态工程活动，将原来的生态系统进行修复，使其可以恢复到受到破碎之前的自然状态。

其主要包括：1.1 生态系统修复原理51生态工程在生态系统修复上的目标就是要让生态系统恢复到自然原本的状态，建立生态系统结构与功能相一致的生态系统。

其主要的方法有植被的恢复、土壤修复、水质净化和废水处理四个方面的修复。

1.2 生态物种修复原理为了让原有的物种得以保留和繁殖，51生态工程修复方法中的一个重要环节就是物种的恢复和移植。

将本地区的保护或是重建目标物种从其他区域移植过来，让其逐渐适应当地环境，并建立自身的繁衍规律。

2.生态配置原理生态配置原理是指通过对当地自然环境进行调查和了解，分析当地生态环境的组成和特点，制定符合自然环境的生态管理措施。

其主要包括：2.1 水资源配置原理51生态工程完成水资源配置主要有两个方向：第一是为了更好地利用水资源，需要对水源的有效利用和除去污染物; 第二是为了建立灌溉系统和供水系统，一般需要对水资源进行集中管理和分配。

2.2 土地资源配置原理51生态工程对土地资源的配置包含了要保护、要修复和要利用三个方面。

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2.在我国西部大开发的战略中, 2.在我国西部大开发的战略中,"保护天然在我国西部大开发的战略中退耕还林"是两项重要内容, 林"和"退耕还林"是两项重要内容,采取这两项措施的首要目标是 A.开展生态旅游 B.发展畜牧业 C.增加木材产量 D.改善生态环境
3.某牧草的留种区,为了预防鸟啄食草籽, 3.某牧草的留种区,为了预防鸟啄食草籽, 某牧草的留种区用网把留种区罩起来,后来发现, 用网把留种区罩起来,后来发现,留种区草的叶子几乎被虫吃光了. 的叶子几乎被虫吃光了.发生这种现象的根本原因是 A.害虫过度繁殖 B.干旱缺水引起虫害 C.食物链被破坏 D.害虫产生变异新类型
阅读课本p108资料二,并思考讨论部分问题. 阅读课本p108资料二,并思考讨论部分问题. p108资料二
1,如何理解"污染物是放错地方的资源"这句话? 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, 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, 和技术,就能够进行回收和循环利用,这样不但能够减少环境污染, 不但能够减少环境污染,而且提高了资源的利用效率,减少了资源的浪费.例如, 利用效率,减少了资源的浪费.例如,对废污水中的重金属或氮, 污水中的重金属或氮,磷等养分就可以进行回收再利用. 回收再利用.因此说污染物是放错了地方没有被利用的资源. 有被利用的资源.
生态经济:主要是指通过实行"循环经济" 生态经济:主要是指通过实行"循环经济"
的原则,使一个系统产出的污染物,能够成为的原则,使一个系统产出的污染物, 本系统或另一个系统的生产原料, 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, 弃物的资源化,而实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程. 之一就是生态工程.
3,协调与平衡原理理论基础: 理论基础:生物与环境的协调平衡
想一想,在我国西北地区进行防护林建设时,应选想一想,在我国西北地区进行防护林建设时,
择哪些树种? 如果在该地区发展畜牧养殖业, 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? 认为应该注意什么问题? 西部防护林建设应选种抗寒,耐旱,根系发达,适西部防护林建设应选种抗寒,耐旱,根系发达, 应性强的植物. 应性强的植物. 西北畜牧养殖应该注意牲畜数量不能超过草地的承载量.针对公共草地的过度放牧问题, 载量.针对公共草地的过度放牧问题,应该实行草地承包,调动个人的管理积极性, 地承包,调动个人的管理积极性,减少过度放牧现另外,可以在有条件的地方,人工种植牧草, 象;另外,可以在有条件的地方,人工种植牧草, 增加牧草产量. 增加牧草产量.
二,生态工程的基本原理
1,物质循环再生原理理论基础: 理论基础:生态系统的物质循环实例: 无废弃农业" 实例:"无废弃农业"
2,物种多样性原理理论基础: 理论基础:生态系统的稳定性
【资料分析】资料分析】为什么樟子松林的松毛虫会肆虐, 为什么樟子松林的松毛虫会肆虐,几十亿株杨树会毁于一旦?而珊瑚礁区却能够在养分稀少的深海中, 毁于一旦?而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? 保持着很高的生物多样性? 纯樟子松林,杨树林的生物多样性低, 纯樟子松林,杨树林的生物多样性低,食物链短生物多样性低而单调,缺少松毛虫,天牛的天敌, 而单调,缺少松毛虫,天牛的天敌,而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源, 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.珊瑚礁区的生物多样性高, 致了树林的毁坏.珊瑚礁区的生物多样性高,食物链复杂,不同的生物占据了不同的时间位, 物链复杂,不同的生物占据了不同的时间位,空间位和资源位, 间位和资源位,因而充分利用了珊瑚礁生态系统的环境. 的环境.
2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题? 2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题? 洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题
传统的经济发展模式不注重生态环境的保护, 传统的经济发展模式不注重生态环境的保护,没有考虑生态成本,经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价. 态成本,经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价.生态工程是恢复被破坏的生态环境的重要途径. 工程是恢复被破坏的生态环境的重要途径.
1.在进行林业工程建设时, 1.在进行林业工程建设时,一方面要号召农在进行林业工程建设时民种树, 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. 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: 上做法依据的生态工程原理是: A.协调与平衡原理 B.整体性原理 C.系统结构决定功能原理 D.以上都不是
2,石油农业的生产模式应当怎样改进? 石油农业的生产模式应当怎样改进?
在不同的国家有不同的改进措施.例如, 在不同的国家有不同的改进措施.例如,在我国,人多地少,应该大力发展生态农业. 我国,人多地少,应该大力发展生态农业. 实施的具体措施包括: 实施的具体措施包括:可以根据田间作物的需要适量施用高效,低毒,低残留的农药, 需要适量施用高效,低毒,低残留的农药, 多施有机肥,提高作物对水, 多施有机肥,提高作物对水,肥等资源的利用效率,对作物秸秆和畜禽粪便进行再利用, 用效率,对作物秸秆和畜禽粪便进行再利用, 实现物质的多级利用,等等. 实现物质的多级利用,等等.一方面要不断提高土地的产出水平; 提高土地的产出水平;另一方面要减少农业活动对环境的污染,促进社会的可持续发展. 活动对环境的污染,促进社会的可持续发展. 总的来说即是要通过生态工程来实现生态经生态工程来实现总的来说即是要通过生态工程来实现生态经济.
专题五生态工程
5.1 生态工程的基本原理
一,生态工程的概念
生态工程是指人类应用生态学和系统学等生态工程是指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, 学科的基本原理和方法,通过系统设计, 调控和技术组装, 调控和技术组装,对已破坏的生态系统进行修复,重建, 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, 传统生产方式进行改善,并提高生态系统的生产力, 的生产力,从而促进人类社会和自然环境的和谐发展. 的和谐发展. 生态工程建设的目的: 生态工程建设的目的:遵循自然界物质循环
4.(多选)生态工程体系的特点是: 4.(多选)生态工程体系的特点是:ABC A.少消耗 C.可持续 B.多效益 D.多投资
5.(多选) 5.(多选)下列属于以生态环境保护为目标而建立的林业生态工程的是: 而建立的林业生态工程的是: ABC A.水土保持生态工程 B.防风固沙生态工程 C.水源涵养生态工程 D.城市垃圾处理生态工程
根本原因:长江上游乱砍滥伐森林, 根本原因:长江上游乱砍滥伐森林,水源涵养和水土保持功能急剧降低,造成大量泥沙淤积河道; 保持功能急剧降低,造成大量泥沙淤积河道;中游围湖造田,乱占河道, 造田,乱占河道,造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减少. 直接原因:1998年度的罕见降雨年度的罕见降雨. 直接原因:1998年度的罕见降雨.但这也与全球温室气体排放量增加而导致的温度升高,气候异常有关. 气体排放量增加而导致的温度升高,气候异常有关. 解决长江洪水泛滥的措施有:我国政府提出的"积极营解决长江洪水泛滥的措施有:我国政府提出的" 造长江中上游水源涵养林和水土保持林"计划. 造长江中上游水源涵养林和水土保持林"计划.
的规律,充分发挥资源的生产潜力, 的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污达到经济效益和生态效益的同步发展. 染,达到经济效益和生态效益的同步发展.
二,生态工程的概念
阅读课本p107资料一,并思考讨论部分问题. 阅读课本p107资料一,并思考讨论部分问题. p107资料一
1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么? 1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么? 导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么
4,整体性原理理论基础:社会—经济经济—自然复合系统理论基础:社会经济自然复合系统
4,系统学和工程学原理理论基础: 理论基础: ⑴系统的结构决定功能的原理分散式优于集中式和环式优于集中式和环式. 分散式优于集中式和环式.
⑵系统整体性原理整体大于部分之和. 整体大于