生态工程的基本原理物质循环再生原理
《生态工程的基本原理》 作业设计方案
《生态工程的基本原理》作业设计方案一、作业目标通过本次作业，学生能够深入理解生态工程的基本原理，包括物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理，并能够运用这些原理分析和解决实际生态问题。
二、作业内容1、概念阐述要求学生用自己的语言阐述生态工程的五个基本原理，包括物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理。
每个原理的阐述不少于 200 字。
2、案例分析提供几个生态工程的实际案例，如沼气池的建设、湿地生态系统的修复、城市绿化工程等。
要求学生分析每个案例中所运用的生态工程基本原理，并阐述这些原理是如何在案例中发挥作用的。
每个案例的分析不少于 300 字。
3、问题解决给出一些生态问题，如草原退化、水体富营养化、森林砍伐等。
要求学生运用生态工程的基本原理，提出解决这些问题的方案。
每个问题的解决方案不少于 400 字。
4、拓展思考让学生思考生态工程在未来社会发展中的应用前景和可能面临的挑战，并撰写一篇不少于 500 字的短文。
三、作业形式1、书面作业学生将概念阐述、案例分析、问题解决的答案以书面形式提交。
2、小组讨论将学生分成小组，针对拓展思考的内容进行讨论，每个小组推选一名代表进行总结发言。
四、作业评价1、准确性评价学生对生态工程基本原理的理解是否准确，概念阐述是否清晰，案例分析和问题解决方案是否合理。
2、完整性检查学生的作业内容是否完整，是否涵盖了所有要求的方面。
3、创新性鼓励学生在问题解决和拓展思考中提出创新性的观点和想法。
4、表达能力评估学生的语言表达是否流畅、逻辑是否清晰。
五、作业时间安排本次作业共安排一周时间完成。
第一天：布置作业，学生进行概念阐述的准备。
第二天：学生完成概念阐述的书面作业。
第三天：讲解概念阐述部分，布置案例分析作业。
第四天：学生完成案例分析的书面作业。
第五天：讲解案例分析部分，布置问题解决作业。
第六天：学生完成问题解决的书面作业，并进行小组讨论准备。
生态工程四个基本原理
生态工程四个基本原理
生态工程四个基本原理是：
1、物质循环再生，理论基础：物质循环。
意义：可避免环境污染及其对系统稳定性和发展的影响。
2、物种多样性，理论基础：生态系统的抵抗力稳定性。
意义：生物多样性程度可提高系统的抵抗力稳定性，提高系统的生产力。
3、协调与平衡，理论基础：生物与环境的协调与平衡。
意义：生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏。
4、整体性，理论基础：社会—经济—自然复合系统。
意义：统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定。
系统的结构决定功能原理：分布式优于集中式和环式。
意义：改善和优化系统的结构以改善功能。
系统整体性原理：整体大于部分。
意义：保持系统很高的生产力。
生态工程的基本原理
3、协调与平衡原理
理论基础：生 物与环境的协 调与平衡
由于周边城市、工业和 农田的排水中氮、磷的 浓度较高，使太湖水体 中的水葫芦和藻类疯长
西北地区年降雨量450nm，只适宜种植灌木和 草的地区，却被硬性规定种植属于乔木的杨树， “杨家将”因为不适应长成了“小老头“防护林变 成了残败的”灰色长城“
最终目的
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
促进人类社会和自然环境的和谐发 展
生态工程建设的目的是：
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。与传统的工程 相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可 持续的工程体系。
P108资料分析2问题讨论
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， 这样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， 对废污水中的重金属或氮、磷等养分就可以 进行回收再利用。因此说污染物是放错了地 方没有被利用的资源。
资料分析2问题讨论
1.你对“石油农业”是如何理解的？
“石油农业”大量使用化肥、农药和机械的生产方 式，因对石油等能源有高度的依赖性而得名。
理解： a它把农业生产这一复杂的生物过程，变成了简单的 机械过程和化学过程。 b优点:由于其投入高，产出也高，对粮食安全保障和 提高人民生活水平起到了巨大的作用， c缺点：它所产生的废弃物和有害物质的数量很庞大， 大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力，并 造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题。
生态工程概念原理及相关理论
生态工程原理
• 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
–
系统的结构决定功能原理
–
系统整体性原理
物质循环再生原理
• 理论基础是：生物地球化学循环
组 成 生 物 体 的 C 、 H 、 O 、 N 、 P 、 S 基 本 元 素
大规模生态工程成败原因
• 斯大林改造大自然：
化学家门捷列耶夫、生理学家巴甫洛夫、物理学家波波 夫；在生物 —地学领域也不乏大师,道库恰耶夫 (1846～1903)；农学家依兹马依里斯基(1851～1914)。
其理论依据主要来自道库恰耶夫以及依兹马依里斯基的 学说。遗憾的是规划的倡导人决策人操持的是繁重庞 杂的国家政务, 不可能事必躬亲地深究防护林营造的 具体细节, 也不可能全面地理解和把握科学家理论的 要点。
如何立法自我节制
• 强制的法律或税务 措施，做成污染者 在排放前处理污染 物成本比不处理为 低。
• 强化监督机制。 • 加强道德教育。
自由生育
在我们努力将自 己社会建成一个 福利国家的过程 中，人口问题是 我们的社会必然 面对的另一种公 地悲剧。
无节制的生育的影响
1.使社会在提供现有人口生活条件和提高人民生活水平方面，遇到 了难以克服的困难：就业困难,住房紧张,粮食、燃料等生活必需品 短缺等。
2024/1/25
自我设计：利用生态系统自 组织原理进行生态系统设计
生态工程原理
• 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
生态工程(未修改)
②沼气农田立体养殖模式:
a.特点:通过控制温室内的温度、光照、气体和水肥等因素,缩 短生产周期,大幅度提高粮食、蔬菜和水果的产量和质量。 b.图示:
【高考警示】 (1)不同的生态工程所依据的原理可能不同。建立不同的生态 工程时要依据不同的原理,因地制宜,不能相互照搬。 (2)实现生态经济一定要遵循生态学的基本原理,如果违背这个 原理,就一定会由盛转衰,最终导致崩溃。
系统的稳定。
考点一
生态工程的基本原理
1.传统经济与生态经济 (1)传统经济: ①方式:大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。 ②特点:不注重生态环境的保护、经济的发展,以巨大的生态环
境破坏为代价。
(2)生态经济:
①方式:实现了原料→产品→原料→产品的生产体系,实现了废
弃物资源化的循环经济。 ②特点:少消耗、多效益、可持续。
(2)植物池中,水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物 共同组成了 物网中,植物位于第 (生态系统、群落、种群)。在植物池的食 营养级。植物池中所有蛙类获得
的能量最终来源于
所固定的
能。
(3)生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、____ 和 等原理。 进行修复,对造
(4)一般来说,生态工程的主要任务是对
。 开始,图中属于消费者
的生物有
。
(3)与传统农业生态系统相比,该生态系统更能净化环境,其主 要原因是 。
(4)该生态系统为何能提高经济效益?
。
(5)根据该县地处水乡这一资源优势,请就该生态系统提出你的 一条合理化建议: 。
【解析】(1)生态工程的基本原理有物质循环再生原理、物种
多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理及系统学和工程学 原理。该生态工程依据的是物质循环再生、物种多样性和协调
生态工程的基本原理——物质循环再生ppt实用资料
例如，对废污水中的重金属或氮、磷等养分就可以进行回收再利用。
组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。 在生物群落中以有机物形式存在的碳如何沿着食物链传给下一个营养级？
施和技术，就能够进行回收和循环利用， 这样不但能够减少环境污染，而且提高了 资源的利用效率，减少了资源的浪费。例 如，对废污水中的重金属或氮、磷等养分 就可以进行回收再利用。因此说污染物是 放错了地方没有被利用的资源。
物质循环
组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进
生态工程是用生态学、系统学学科 的原理和方法,通过系统的设计,调控和技术组装,对被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境
行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机 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从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。
生产者固定的太阳能的总量
环境的循环过程。这就是生态系统的物质循环。 物质循环再生原理:要求我们在生态工程设计和建设是要使大多的物质循环再生,以减少污染
物质循环再生原理:要求我们在生态工程设计和建设是要使大多的物质循环再生,以减少污染 b优点:由于其投入高，产出也高，对粮食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用。 经济的不当发展对环境的破坏实例 能量流动的特点及传递效率 (1)生物固氮、闪电固氮 植物和微生物 涉及的学科——生态学、系统学 生产者通过光合作用固定太阳能
在生物群落中以有机物形式存在的碳如何沿着食物链传 给下一个营养级？
通过捕食关系 生物群落中的碳以什么途径回归大气圈？
主要是呼吸作用
生态工程练习题
生态工程练习题一、填空题1、生态工程是指应用生态系统中__、__与__之间的相互作用原理，在一定的区域范围内因地制宜地应用生态系统的__、__并辅以其他__的工程技术，以获得最大的生态效益、经济效益和社会效益的综合性措施。
2、生态工程的基本原理有物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理和系统学和工程学原理，它们为生态工程的构建提供了理论依据。
3、生物多样性包括三层次上的多样性，即__多样性、__多样性和__多样性。
4、生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。
5、物种多样性是指地球上动物、植物和微生物等生物物种的多样化。
6、生物群落的结构包括垂直结构和__结构。
7、生物群落的垂直结构指群落在垂直方向上的分层现象，植物分层因群落中的生态因子-光的分布不均，由高到低分为乔木层、灌木层、草本层；动物分层主要是因群落的不同层次提供不同的食物而引起。
8、生物群落的水平结构指水平方向上由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同等因素，不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差异。
9、自然生态系统包括森林、__、草原、荒漠等。
10、自然生态系统指在一定的空间和时间范围内，在各种生物之间以及生物群落与其无机环境之间，通过能量流动和物质循环而相互作用的一个统一整体。
11、生态系统的营养结构包括食物链和食物网。
12、食物网是由许多条食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系即网状结构。
13、生态系统中的能量流动的特点是单向流动，__。
14、能量流动的特点是单向流动的原因是：能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各营养级，因此是单向流动，不可逆转的。
15、研究能量流动的意义在于能够科学地规划、设计人工生态系统，并通过能量多级利用，使能量朝有利于人的方向流动。
16、生态系统的信息传递具有调节生物种间关系，维持生态系统稳定性的作用。
17、信息传递在农业生产中的应用有提高农产品和畜产品产量及对有害动物进行控制等。
第十单元第39讲生态工程
基础回扣
要点探究
命题设计
技法提炼
返回
考点一
生态工程的基本原理
(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
。
(4)整体性原理：进行生态工程建设时，不但要考虑到
自然生态系统
的规律，更重要的是，还要考虑到 等系统的影响力。
经济和社会
(5) 系统学 和 工程学原理： 包括系统的结构决定功能原 理和系统整体性原理。
技法提炼
1．桑基鱼塘模式 (1)特点：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。 (2)图示
考点一
基础回扣
要点探究
命题设计
技法提炼
返回
考点一
生态工程的基本原理
技法提炼
2．沼气农田立体养殖模式 (1)特点：通过控制温室内的温度、光照、气体和水肥等因 素，缩短生产周期，大幅度提高粮食、蔬菜和水果的产量和 质量。 (2)图示
③从对资源的充分利用角度看，d、e 途径比 c 途径突出的特点
除利用了有机垃圾中的能量外，还充分地、分层次地多级_ 是_________________________________________________ 利用了垃圾中的物质，并且减少了因燃烧带来的污染
考点二
。
返回
基础回扣
要点探究
命题设计
考点一 生态工程的基本原理
第39 讲生 态工 程
考点二 生态工程的实例
高考模拟 提能训练
练出高分
考点一
生态工程的基本原理
1．生态工程建设的目的：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。 2．特点： 少消耗 、多效益、 可持续 的工程体系。 3．基本原理 (1)物质 循环再生 原理：物质在生态系统中 循环往复 、分 层分级利用。 (2)物种 多样性 原理：物种繁多而复杂的生态系统具有较 高的 抵抗力稳定性 。
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低
(4)①使用清洁、高效的沼气,减少对薪柴的砍伐量,有利于植被保护 和水土保持;②人、畜粪便的无害化处理,改善农村卫生条件;③沼 渣、沼液的合理利用,提高了土壤肥力,从而减少化肥用量;④减少农 药用量,有利于环境保护。
走出误区 误区1 误认为利用物质循环再生原理可以提高生态系统的能量
传递效率
点拨:能量传递效率是由生态系统中物种本身的特性决定的。
三、生态工程的实例和发展前景 1.生态工程的实例[连一连]
2.生态工程发展的前景 (1)“生物圈2号”生态工程实验的启示:使我们认识到与 自然和谐共处 的重要性,深化了我们对自然规律的认识。 (2)发展前景:我们需要走有中国特色的道路,即不但要重视 对 生态环境 的保护,更要注重与 经济、社会效益 的结合。
。
②过程d、e利用的生物属于生态系统的何种成分?
③从对资源的充分利用角度看,d、e途径比c途径突出的特点是
。
。
答案: (1)物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理
(2)自养需氧型 ②分解者 生产者 (3)①将生活垃圾分类处理 ③除利用了有机垃圾中的能量外,还充分地、分层次地多
级利用了垃圾中的物质,并且减少了因燃烧带来的污染
(2)沼气农田立体养殖模式
【典例2】 下图为窦店村综合发展生态工程示意图。请据图回答:
(1)该工程主要运用了生态工程的哪些基本原理? 。
(2)蓝绿萍的代谢类型是 是 。
,在生态系统中的地位
(3)如图是某科研工作者为该村设计的垃圾资源化、无害化处理的一 种方案,请据图回答问题:
①此方案中a、b过程需每一位居民的参与,参与的行动方式是
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A.沼气池的建立既充分发挥资源的 生产潜力,又防止了环境污染 B.通过巧接食物链使原本流向分解 者的能量更多地流向了人,提高了能量的传递效率 C.这一生态工程模式主要适用于江浙平原而不适用于我国西北地区, 这是因为在建立生态工程时还需要遵循“整体、协调、循环、再生” 的原理 D.上述生态农业系统通过改善和优化系统的结构达到改善系统功能的 效果
走出误区
误区
误认为污染物是不能利用的资源
点拨:对环境造成危害的污染物,采取一定的措施和技术,就能够进行 回收和循环利用,这样不但能够减少环境污染,而且提高了资源的利用 效率,减少了资源的浪费。
【跟踪演练2】 “粮桑渔畜”农业生态系统是江浙平原水网地区典型 的高效农业系统,下图表示这一农业生态系统的基本模式。据图示判 断下列说法错误的是( B )
第40讲
生态工程
[最新考纲] 1.简述生态工程的原理(Ⅱ)
2.生态工程的实例(Ⅰ)
知识梳理
考点突破
知识梳理·温故串知
一、生态工程与生态经济
重温教材 夯实基础
1.生态工程建设的根本目的: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 生态效益和 经济效益的同
步发展。 2.生态工程的特点: 少消耗 、多效益、可持续。 3.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 ,而实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程。
二、生态工程的基本原理 1.物质循环再生原理:物质在生态系统中循环往复, 分层分级 利用。如
无废弃物农业。
2.物种多样性原理:一般而言, 物种繁多而复杂 的抵抗力稳定性。 3.协调与平衡原理:生物与环境的协调与平衡,需要考虑 环境承载力 。 4.整体性原理:人类处于社会—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:包括系统的 结构决定功能 系统整体性 原理。 原理和 的生态系统具有较高
考点突破·悟法提能
考点一 剖析考点 生态工程所遵循的基本原理
核心归纳 重点突破
见附表
【典例1】 “四位一体”(人居—种植—养殖—沼气)生态农业是我
国北方典型的生态农业模式,它以沼气为纽带,将沼气池、猪禽舍、
厕所与日光温室有机地组合在一起。下图是该系统物质循环的示意 图,请分析回答下列问题:
(1)图中有几条食物链? 成分是 。
在人工林中增加植大面积 水华
前面造林,后面砍树
违反协调与平衡原理
系统整体性原理
考点二
生态工程的实例
剖析考点
1.主要生态工程实例的比较 见附表 2.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,如图所示。
误区2 误认为整体性原理=系统整体性原理 点拨:整体性原理是指社会、经济、自然三方面协调统一;系统整
体性原理是指总体功能大于各部分之和,即“1+1>2”。
【跟踪演练1】 (2015·河南郑州月考)下列有关生态工程的原理和 实例中,错误的是( D
选项 A B
)
有关实例 无废弃物农业 相关的生态工程原理 遵循物质循环再生原理 遵循物种多样性原理
。沼气的产生依赖该生态系统中的 。 等原
(2)该生态系统中能量能否循环利用? (3)“四位一体”应用了
理,与自然生态系统相比,它的抵抗力稳定性
“低”)。 (4)举例说明“四位一体”农业有哪些生态效益?
(填“高”或
答案: (1)两条 (2)不能
分解者
(3)物质循环再生、物种多样性、整体性、系统学与工程学