高中生态工程教学ppt课件

这是一份高中生态工程教学ppt课件，共36页。PPT课件主要包含了人口增长，人类活动，全球生态环境危机，生态工程，乌梁素海综合治理，1概念，2理论基础，生物本身，生物之间，自我维持等内容，欢迎下载使用。
归纳生态工程的概念，关注生态工程建设。概述生态工程建设应遵循自生、循环、协调和整体四个基本原理。
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？
弃耕农田在自然演替为森林时间漫长，而人工造林可以缩短建设周期
可以保证工程建设的合理性与可行性，也可控制建设和后续维护成本
利用原有的地貌和植被有利于可持续发展，并会减少人力和物力投入
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？
讨论2：为什么要先做整体设计再开工呢？
人类可持续发展受到影响
解决环境与经济与协调发展
指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，促进人类社会与自然环境和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程。
遵循生态学规律，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。
少消耗、多效益、可持续。
生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础，遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。
组织是指系统内的有序结构或这种有序结构的形成过程，从组织的进化形式来看，可以分为两类：他组织和自组织 。如果一个系统靠外部指令而形成组织，就是他组织。如果不存在外部指令，系统按照相互默契的某种规则，各尽其责、协同而自动地形成有序结构，就是自组织。
由生物组分而产生的自组织、 自我调节、自我优化、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
生物能够进行新陈代谢、再生更新
生物之间通过各种相互作用(特别是种间关系)进行自组织
实现系统结构与功能协调，形成有序整体
（4）遵循自生原理的措施有效选择生物组分并合理布设，尽量提高生物多样性程度，利用种群之间互利共存关系，构建复合的群落这是系统或工程能否形成自组织能力的基础例如：湿地修复
选择污染物净化能力较强的多种水生植物。
考虑这些植物各自生态位差异，以及它们之间的种间关系，通过合理的人工设计，使这些物种形成互利共存的关系。
（4）遵循自生原理的措施创造有益于生物组分的生殖、发育、繁殖，以及它们形成互利共存关系的条件 在湿地生态工程中，通过移除湖泊、河流中富氧化沉积物和有毒物质，降低水体污染，增加水体溶氧量，可以改善水生生物的生存环境，从而有利于生态系统的自生。
指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化既保证各个环节物质迁移顺畅，也保证主要物质或元素的转化率高。
生态系统的物质循环功能
通过系统设计，实现不断循环，使前一个环节产生的废物尽可能地被后一环节利用，减少整个生产环节“废物”的产生。
优点：保证了土壤肥力，改善了土壤结构，培育了土壤微生物，实现了氮、磷、钾和微量元素的循环利用
思考：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？
认同。 历史上美索不达米亚、小亚细亚等地居民毁林造田，使那里成为了不毛之地，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； 我国古代先民还依靠“无废弃物农业”保证了土壤的肥力，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，因此，几千年来，土地一直维持着生产能力。
在进行生态工程建设时，需要考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应的问题
考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应。
我国西北地区一些地区年降水量小于450mm，只适宜种植灌木和草本植物，但曾被硬性规定种植乔木类杨树。
由于环境不利于杨树生长，这里的杨树长得十分矮小，枯枝很多，半死不活，远不如当地树种那样有较高的生态适应性，导致一些地区种植的防护林成了残败的“灰色长城”。
一定时期内单位面积草地上、在利用适度的条件下所能放牧的牲畜头数。不同质量的草地其载畜量不一样。如果放养的牲畜量超过载畜量、则会造成过度放牧、使草地退化还有，过度放牧极易造成草场退化、土地沙漠化。
处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡，需要考虑环境容纳量。
【思考】从协调原理出发，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，应该注意什么？
我国西北部地区缺雨干旱，土壤贫瘠，应该选择适合当地自然环境的树种，如沙棘、山杏、刺槐、小叶锦鸡儿等。
在西北地区发展畜牧养殖业，应该注意牲畜的数量不能超过草地的承载力。
每个生态工程都是具有多组分、复杂结构及综合功能的系统，复杂系统建设必须以整体观为指导。
社会-经济-自然是一个复合系统
生态系统是一个有机的整体
系统的整体功能大于各成分功能之和
Ⅰ. 遵从自然生态系统的规律。各组分之间要有适当的比例，不同组分之间应构成有序的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。
Ⅱ. 人类处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统中，进行系统工程建设时，不仅要考虑自然生态系统的规律，更要考虑经济和社会系统的影响力。
Ⅲ. 社会习惯、法律制度等对生态工程建设有着重要影响。
为什么一般森林公园要先做森林公园的整体设计再开工呢？
①生态系统是一个有机的整体
遵从自然生态系统的规律，各组分之间要有适当的比例，不同组分之间应构成有序的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。
除了要考虑生态系统的整体性，还要考虑什么？
②社会-经济-自然是一个复合系统
在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面一定要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴以及收入等。
避免出现：前人栽树，后人砍树的现象.
其他：社会习惯、法律制度等对生态工程建设有着重要影响。
只有应用整体性原理,才能统一协调当前与长远、局部与整体、开发建设与环境保护之间的关系,保障生态系统的平衡和稳定。
陆基种桑，桑叶饲蚕蚕沙喂鱼，塘泥培桑
优点：将陆地种植与鱼塘养殖结合起来，把原本割裂的生产系统通过优化组合，有机地整合在一起。
根据同样原理，甘蔗种植与养猪、养鱼结合(如图)
讨论1：尝试画出桑基鱼塘中的食物链
浮游植物→浮游动物→鱼
讨论2：桑基鱼塘应用了生态工程的哪些原理？
桑基鱼塘中生物组分通过合理布设，互利共存，实现了系统结构与功能协调，形成了可以自我维持的有序整体。
“陆基种桑，桑叶饲蚕，蚕沙喂鱼，塘泥培桑”这样的农业生产模式维持着高效的物质循环利用。
所选择的生物与生物，生物与环境达到了协调和平衡。
桑和甘蔗适应南方温暖湿润的气候，四大家鱼混养充分利用了群落的空间结构；
桑叶饲蚕，利用了种间关系，但养殖的蚕的数量没有多到危机桑的存活。
桑基鱼塘在设计，陆地与水面配比合理，各组分的搭配与比例适当，结构有序，形成了一个不可分割的整体，
桑基鱼塘将原本割裂的生产系统优化组合，能够发展多种经营，为农民创造收入，是机构优化的“社会-经济-自然复合系统”。
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做桑树肥料，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？
还需要关注经济学原理，要达到经济效益和生态效益的同步发展。
达到经济效益和生态效益的同步发展
少消耗、多效益、可持续
整体：社会-经济-自然协调统一、优化结构改善系统功能
协调：生物与环境的适应、考虑环境容纳量
自生：生物多样性、创造利于生物的条件
循环：废物利用，充分利用分解者
1.位于胶东半岛的昆嵛山林区，在二十世纪六七十年代时，曾大规模营造马尾松纯林，结果遭到松干蚧的毁灭性打击。这一事例说明，在进行生态工程建设时，必须遵循( )A.循环原理B.自生原理C.协调原理D.整体原理
解析：物种繁多复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性，能够较好实现自我组织、自我调节和优化，大规模营造马尾松纯林，物种数量少，生态系统的抵抗力稳定性较弱，容易受虫害的威胁，这种做法违背了自生原理，A、C、D错误，B正确。故选B。
2.某地政府将垃圾填埋场按照生态工程的原理进行整体规划，最终修复成一座供广大市民娱乐休闲的园林公园，下列有关措施中表述正确的是( )A.依据循环原理，可以将垃圾场填埋的垃圾进行焚烧处理B.依据协调原理，此项工程将社会—经济—自然进行协调统筹C.依据自生原理，应该选择一些与当地环境相适应的树种种植D.依据整体原理，公园中生产者、消费者和分解者要有适当比例
解析：循环原理强调物质循环利用，而焚烧垃圾可能产生污染，不符合循环原理的资源化要求，A错误；协调原理指生物与环境的协调，而社会-经济-自然统筹属于整体原理，B错误；自生原理要求选择适应当地环境的物种，形成自我调节的生态系统，C正确；生产者、消费者和分解者的比例属于生态系统的结构优化，属于自生原理，而非整体原理，D错误。