高二生物选修3--5.1生态工程的基本原理
5.1 生态工程的基本原理 课件 人教版高中生物选修三
传统经济模式 资源 废物 污染
系统1 资源
废物
沙棘，俗称“酸柳”、“酸刺”、“黑刺”，属于胡颓子科，为 落叶乔木或灌木。沙棘果维生素含量极高，营养保健价值高。内 蒙古鄂尔多斯等地区，实施沙棘生态工程，大面积种植沙棘，有 效地控制了沟道水土流失，每年可减少流入黄河泥沙2100万吨。
处理好生物与环 境的协调与平衡
需考虑
环境承载力（环境容纳量）
某种环境所能养活的生物种 群的最大数量
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，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。
资料2 石油农业
地少人多
大量使用化肥、 农药、机械进 行农业生产
资源破坏、农 业环境污染
农药、 化肥 (过量）
作物 利用
未利 用
土壤、水体、食物污染
如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？
生态位置空缺
其他物种占据
系统结构或功能正常
ห้องสมุดไป่ตู้
协调与平衡原理
资料分析 氮磷废水排放
水葫芦、藻类疯长
消耗溶解氧，植物体 死亡分解产生毒素
物质能量收支不平衡
西北地区年降雨量小于450mm， 进行防护林建设应选择哪些树种？
几种西北地区特别适宜树种： 沙棘、山杏、刺槐、锦鸡儿、 杜梨、沙枣、合欢、臭椿
杨树不适应当地环境，与其不协调
高中生物选修三5.1 生态工程的基本原理43ppt
载力要平衡，如果生物的数量超过了环境的承载 力的限度，就会引起系统的失衡和破坏，如草原 上的过度放牧就是典型的例子。
4、整体性原理
生产
消费
成本
效益
经济系统
例：林业工程建设 中的问题
植物 动物 微生物
非生物的因素
自然系统
政策
科
管 理
学 文 化
社会系统
一方面号召农民种树， 另一方面要考虑农民的 生活问题
你觉得本专题题图有什么寓意?
干裂的土地，赤红的荒山，意味着不断 恶化的 生态环境，幼苗的上方是蔚蓝的地球，
地球似乎化作一滴甘露，滋生润态着工程大是指地人类；应用幼生态学和
苗又可寓意为生态工程，虽系 通然过统系学柔统等弱设学计科，、的调基却控本和原顽技理术和强组方装法，，
地支撑着地球；地球和幼苗对 重组已 建被 ，合破对坏造和的成生环谐态境环污，境染象进和行破修坏复的、
与传统的工相比，生态工程是一类 少消耗、多效益、可持续的工程体系。
（一）关注生态工程建设
资料分析一
讨论:
1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？ 2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？
1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？
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；中 游围湖造田、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。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。解决长江洪水泛滥的措施有：我国政府提出的 “积极营造长江中上游水源涵养林和水土保持林” 计划，即以生物措施为主，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 。
人教版高中生物选修三5.1《生态工程的基本原理》ppt配套课件
5.1 生态工程的基本原理
课前预习导学
目标导航
学习目标 1.简述生态工程的概念,关注生态工程的
建设。 2.简述生态工程的原理,举例说出各原理的内 容。 3.尝试运用生态工程原理,分析生态环境问题 及解决对策。
重点难点
重点:生态工程的基本原 理。 难点:生态工程的系统学和工程 学原理。
预习交流
“西部大开发”是国家为振兴西部提出的宏观决策,在我国西北地区 进行防护林建设时,在一片防护林中种植的植物不是越多越好,而是要 有一定限度。
1.它遵循生态工程的什么原理? 提示:协调与平衡原理。 2.生态工程除上述原理外,还有哪些原理? 提示:物质循环再生原理、物种多样性原理、整体性原理、系统学 和工程学原理。
二、生态工程所遵循的基本原理
1.物质循环再生原理:物质能在生态系统中循环往复,分层分级利 用。
2.物种多样性原理:一般而言,物种繁多而复杂的生态系统具有较 高的抵抗力稳定性。
3.协调与平衡原理:生态系统的生物数量不能超过环境承载力(环 境容纳量)的限度。
4.整体性原理:生态系统建设要考虑自然、经济、社会的整体影响。 5.系统学和工程学原理:(1)系统的结构决定功能原理,要通过改善 和优化系统结构改善功能;(2)系统整体性原理,系统各组分之间要有适 当的比例关系,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之和的效果,即“1+1>2”。
答案:(1)水 (2)物种多样性原理 自动调节能力 (3)防风固沙 物种多样性
“石油农业”指大量使用化肥、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。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。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,但同时它所产生的废弃物 和有害物质的数量也很庞大,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。
人教版高中生物选修3 5.1《生态工程的基本原理》复习课件
3．协调与平衡原理 (1)理论基础：生物与环境的 协调与平衡 。 (2)处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑 环境承载力 ， 又称环境容纳量，它是指某种环境所能养活的生物种群的 最大 数量。
4．整体性原理 (1)理论基础： 社会—经济—自然系统复合体 。(如上图)
(2)合理应用：在进行生态工程建设时，不但要考虑 自然系统 的规律，更重要的是，还要考虑到
(2)如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？ 提示：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”。
(2)系统整体性原理： ①理论基础：整体功能大于部分之和。 ②合理应用：系统的各组分之间要有 适当的比例 关 系，只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的 转换和流通 ，并且实现总体功能大于各部分之和 的 效果，即“1＋1>2”。
1．阅读教材P107资料1分析：导致1998年长江洪水泛 滥的主要原因是什么？洪灾的发生反映出经济发展模 式存在什么问题？ 提示：(1)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； 中游围湖造田、乱占河道、造成具有蓄洪作用的湖泊 面积急剧减少。
(2)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气温升高、气候异 常有关。 (3)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。
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件下，产生或容 纳更的 生物量 ，提高系统生产力。 (2)理论基础：生态系统的 抵抗力稳定性 。 (3)实例： ①反面：辽宁西部章古台地区的樟子松林，由于没有一 条昆虫与其天敌相生相克的食物链，松毛虫肆虐一时。 ②正面：由珊瑚虫和某些藻类共生组成的珊瑚礁区，物 种繁多，系统稳定。
生物选修三5.1 生态工程的基本原理
C．防治环境污染，达到生态效益与经济效益的 同步发展
D．促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资 源的生产潜力，防治环境污染，达到生态效益与 经济效益的同步发展
6.我国西北土地沙化和盐渍化非常严重，原因有
多种，其中一个主要原因是超载放牧，导致草地
退化。试分析上述事实主要违背了生态工程的什
么原理（
）
A．系统整体性原理
B．协调与平衡原理
C．物种多样性原理
D．整体性原理
7．在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种 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。以上做法依据的生态
工程原理是（ ）
A．系统整体性原理
B．整体性原理
（一）关注生态工程建设
资料分析一
（一）关注生态工程建设
资料分析一
讨论:
1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？ 2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？
（一）关注生态工程建设
资料分析二
讨论:
1.你对“石油农业”是如何理解的？ 2.“石油农业”的生产模式应当怎样改进？
生态经济
主要是通过实行“循环经济 ”原则，
灌南高级中学 王敏
你觉得本专题题图有什么寓意?
干裂的土地，赤红的 荒山，意味着不断恶化 的生态环境 ，幼苗的上 方是蔚蓝的地球，地球 似乎化作一滴甘露，滋 润着大地；幼苗又可寓 意为生态工程，虽然柔 弱，却顽强地支撑着地 球；地球和幼苗组合和 谐，象征着希望。
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，
5、系统学和工程学原理
高中生物生态工程的基本原理
高中生物生态工程的基本原理
生态工程是以生物学和生态学为基础，运用工程技术手段调节、修复和改善环境的一门交叉学科。
其基本原理包括生态系统的特征、工程手段的选择和应用以及生态系统的动态平衡。
首先，在生态工程中，了解和理解生态系统的特征是至关重要的。
生态系统是由生物群落和非生物环境组成的有机整体。
它包括物质和能量的循环，以及生物之间和生物与环境之间的相互作用。
生态工程师需要了解生态系统的结构、功能和相互关系，以便制定合理的工程方案。
其次，选择和应用适当的工程手段是生态工程的关键。
根据特定的问题和目标，生态工程师需要选择合适的工程手段，以达到修复、调节或改善环境的目的。
例如，植物修复是一种常用的生态工程手段，通过利用植物的生长和代谢特性，吸收和稀释有毒物质、固定土壤、保护土壤等。
此外，还可以利用人工湿地、河流修复、海岸保护等工程手段，对环境进行修复和改善。
最后，生态系统的动态平衡是生态工程的目标之一、生态系统具有稳定性和动态平衡的特点，生态工程旨在通过调节和修复，使生态系统恢复到相对稳定的状态。
为了实现这一目标，需要掌握生态系统的演替规律和调节机制。
例如，在生物多样性保护中，保护和恢复生物多样性是保持生态系统稳定的关键因素之一
总之，生态工程的基本原理涉及到生态系统的特征、工程手段的选择和应用以及生态系统的动态平衡。
通过深入理解这些原理，生态工程师可以更好地解决环境问题，并为实现可持续发展做出贡献。
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
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
2016新课标创新人教生物选修3 5.1 生态工程的基本原理
一、生态经济与生态工程(阅读教材P107～109)1．生态经济(1)遵循的原则：“循环经济”。
(2)特点：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)重要手段之一：生态工程。
2．生态工程(1)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。
(2)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。
(3)原因：传统经济模式正在毁坏水、大气、土壤和生物资源，消耗地球赠给我们的自然资本，为了实现可持续发展，要建设生态工程。
二、生态工程所遵循的基本原理(阅读教材P109～113)生态工程所遵循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。
[共研探究]材料11998年，长江洪水泛滥，根本原因是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；中游围湖造田、乱占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减小。
材料2“石油农业”大量使用化肥、农药、机械等，已造成资源破坏和农业环境污染，对社会的可持续发展造成很大障碍。
1．根据材料1回答下列问题：(1)导致1998年长江洪水泛滥的根本原因与直接原因分别是什么？提示：根本原因：①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；②中游围湖造田、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年的罕见降雨、全球温室气体排放量增加导致的温度升高、气候异常等。
(2)解决长江洪水泛滥的措施有：①我国政府提出的“积极营造长江中上游水源涵养林和水土保持林”计划，即以生物措施为主，结合工程措施，提高森林覆盖率；②“退耕还湖”和改革不合理耕作方式等。
高二生物人教版选修三5.1 生态工程的基本原理练习
选修3专题五5.1 生态工程的基本原理一、选择题(共22小题,每小题2分,共44分)1. 进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，更重要的是要考虑到经济和社会等系统的影响力。
这说明建设生态工程时应遵循的原理是()A．整体性原理 B．协调与平衡原理C．系统整体性原理 D．系统的结构决定功能的原理2.以下选项不属于解决长江洪水泛滥的有效措施的是()A．以生物措施为主，结合工程措施，提高森林覆盖率B．“退耕还湖”和改革不合理耕作方式C．大力发展“石油农业”D．改变传统的经济发展模式，提高人民的环境保护意识3.生物氧化塘是利用藻类和细菌处理污水的一种生态系统。
如图是生物氧化塘内部分成分之间的关系，相关分析错误的是()A．生物氧化塘利用了生态工程的物质循环再生、物种多样性等原理B．在该氧化塘中引进硝化细菌有利于对污水的处理C．b层中的藻类和细菌具有种间互助关系D．出水处只要对细菌数量进行有效控制便可排放4.“三北防护林”工程建设中注意了以下两个问题：树种的生态适应性问题和树种的多样性问题。
这分别体现了生态工程的哪个原理()A．系统学原理和物种多样性原理B．协调与平衡原理和物种多样性原理C．整体性原理和物种多样性原理D．物种多样性原理和整体性原理5.从下图信息可以看出我国现有的生产模式严重地违反了生态工程的哪一原理()A．整体性原理 B．协调与平衡原理C．系统的结构决定功能原理 D．物质循环再生原理6. 下列有关生态工程的描述错误的是()A．生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系B．我国古代农民实施的“无废弃物农业”所包含的生态学原理是物质的循环再生C．在林业工程建设时主要考虑的是自然生态系统的规律D．我国南方地区的桑基鱼塘模式体现了系统的结构决定功能的原理7.“菇—菜”立体栽培(如图)是充分利用温室大棚等设施的光、温度环境优势，按照空间层次分布，形成优势互补和资源高效利用的生态农业模式之一。
人教版高中生物选修3 5.1难点剖析：生态工程的基本原理
5.1 生态工程的基本原理知识·巧学一、关注生态工程建设1.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，对已破坏的生态环境进行修复、重建，对造成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。
2.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。
3.建设生态工程的原因传统经济模式正在毁坏水、大气、土壤和生物资源，消耗地球赠给我们的自然资本，为了实现可持续发展，因而要建设生态工程。
难点剖析在概念中应注意三个方面：（1）涉及的学科知识包括生态学和系统学；（2）运用到的技术手段或方法有系统设计、调控和技术组装；（3）最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。
要点提示生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产生的污染物，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、生态工程所遵循的基本原理1.物质循环再生原理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.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。
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。
众多的生物通过食物链关系互相依存，就可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的生物量，提高生态系统生产力。
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，即指某种生物所能养活的生物种群的数量。
协调主要指生物要适应环境，因此在建设生态工程时，不要盲目引种或栽种；平衡是指某环境下生物种群的数量与环境承载力要平衡，如果生物的数量超过了环境承载力的限度，就会引起系统的失衡和破坏。
4.整体性原理所谓生态工程的整体性原理，是指人类所处的自然系统、经济系统和社会系统所构成的巨大复合系统，三者相互影响而形成的统一整体。
高中生物选修三课件：5.1生态工程的基本原理
1.简述生态工程概念，关注生态工程建设。 学习 目标 2.简述生态工程的原理，举例说出各原理的 内容。
3.尝试运用生态工程的原理，分析生态环境
问题及解决对策。
一、关注生态工程建设 1.生态工程概念： (1)技术手段和方法：通过_________、调控和技术组装，对已 被破坏的生态环境进行___________，对造成环境污染和破坏 系统设计 进行改善。 的_____________ (2)结果：提高生态系统的_______，促进人类社会和自然环境 修复、重建 的_________。 传统生产方式
(2)原理：在进行生态工程建设时，不但要考虑到 _________ _____的规律，还要考虑到___________等系统的影响力。
自然生态 系统 经济和社会
5.系统学和工程学原理：
分类 内容
系统的结构决定 功能原理 通过 ___________ 改变和优化 系统
系统整体性原理 系统各组分之间要有 适 比例关系
内部不同组分之间 当的_________，完 系统 能量、物质、信息
含义
的 功能
结构，达到改善 _____ _____的目的
成
_________________ 等 的转换和流通
【微点拨】 1.建立生态经济的模式是什么？ 提示：实现原料→产品→原料的生产体系，使废弃物资源 化。 2.为什么说“污染物是放错地方的资源”？ 提示：对环境造成危害的污染物，采用一定的措施和技术， 就能够回收和循环利用，这样不但能够减少环境污染，而 且提高了资源的利用率，减少了资源的浪费，因此说“污 染物是放错地方的资源”。
生产力
和谐发展
2.生态工程建设： (1)目的：遵循自然界_________的规律，充分发挥资源的生 产潜力，防止_________ ，达到_________和_________的同步 物质循环 发展，从而促进人类社会和自然环境的和谐统一。 环境污染 经济效益 生态效益 (2)优势：与传统工程相比，少消耗、 _______ 、可持续发展。
高中生物选修3第5章课件：5-1生态工程的基本原理
六、物种多样性原理：
• 1.基本内容： • 2.生物多样性包括地球上所有植物、动物、微生物
和它们所拥有的基因以及由这些生物和环境构成的 生态系统。
• 3.保护生物多样性就是在生态系统、物种和基因三 个水平上采取保护战略和保护措施。
生态工程的兴起
“可持续发展”的内涵: (Sustainable Development)
problems would be grounded in the technology available from natural systems so that the human engineering required would be
supplementary rather than primary
四、讨论：
• 1.生态工程建设的目的是什么？ • 2.解决经济发展与环境问题的根本原则是什
么？ • 3.生态工程是一门生态学、工程学、 • 系统学 和 经济学等学科交叉而产生的新兴学
科。 • 4.生态工程遵循的基本原理是什么？
五、物质循环再生原理：
• 1.基本内容： • 2.类型：水循环、气体型循环、沉积型循环 • 1）水循环线路：
(overhead).” 即以从自然系统获得的技术为基础，解决人类 社会环境问题的一门工程分支科学，它所需的 人类工程技术仅仅起辅助作用，而不是起主要 作用；或“人类应用主要来自自然的能源作为 辅助能对环境的控制”；或“对自然的管理就 是生态工程，更好的措施是与自然结成伙伴关 系”。
H.T.奥德姆的学生米奇（W.J.Mitsch） 继承其思想，于1989年编了世界上第 一本生态工程专著（Ecological
系统的
，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是
高中生物1生态工程的基本原理课件选修3高二选修3生物课件
解析:整体性原理是指进行生态工程建设时,不但要考虑自然生态系统 的规律,还要考虑经济和社会的影响力。
答案:C
12/10/2021
第十四页，共十九页。
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Z 知识梳理 HISHISHULI
Z D 重难聚焦 HONGNANJUJIAO
典例透析
IANLITOUXI
提示:主要违背了协调与平衡原理。
12/10/2021
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一
二
三
四
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Z 知识梳理 HISHISHULI
Z D 重难聚焦 HONGNANJUJIAO
典例透析
IANLITOUXI
一、物种多样性与生物多样性
1.物种多样性是指多种多样(duō zhǒnɡ duō yànɡ)的生物种类,强调物种的变异性。 2.生物多样性是指生命形式的多样化(从类病毒、病毒、细菌、放线菌、 支原体、真菌到植物、动物),各种生命形式之间及生物与环境之间的多种 相互作用,以及各种生物群落、生态系统及其生态环境与生态过程的复 杂性。一般地讲,生物多样性包括三个层次的内容,即遗传(基因)多样性、物
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一
二
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典例透析
IANLITOUXI
如上图所示,人类所处的是一个由社会系统、经济系统、自然系统复合 而成的巨大的系统,三者相互影响而形成一个统一的整体。在进行生态工 程建设时,不但(bùdàn)要考虑自然生态系统的规律,更重要的是,还要考虑经济和 社会等系统的影响力,只从生态学的角度片面考虑生物与环境之间、生物 与生物之间的相互影响是不可以的。
人教版高中生物选修三学案：5.1 生态工程的基本原理
5.1 生态工程的基本原理【导学目标】1.简述生态工程的概念，关注生态工程的建设。
2.简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。
3.尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。
【自主学习】一、关注生态工程建设1.生态工程(1)涉及的学科知识：包括学、学、学和学等。
(2)运用到的技术手段或方法有：、调控和技术组装。
(3)最终目的：促进人类社会和的和谐发展。
2．生态经济的概念(1)遵循的原则：“”。
(2)特点：使一个系统产出的，能够成为本系统或者另一个系统的，从而实现废弃物的。
(3)重要手段之一：。
(4)模式：实现“原料―→产品―→原料―→产品”的无废弃物生产体系。
二、生态工程所遵循的基本原理1.物质循环再生原理(1)含义：物质能够在各类生态系统中，进行和，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：“”。
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，可以在有限的资源条件下，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天敌相生相克的，使得偶然滋生的松毛虫肆虐一时。
②正面：由珊瑚虫和共生组成的珊瑚礁区，物种繁多，系统稳定。
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，即某种环境所能养活的的最大数量。
如果生物的数量超过了环境承载力的限度，就会引起系统的。
4．整体性原理(1)含义：进行生态工程建设时，不但要考虑到的规律，更重要的是，还要考虑到经济和等系统的影响力。
(2)实例：在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴及收入等问题。
5．系统学和工程学原理(1)系统的结构决定功能原理①含义：生态工程需要考虑系统内部之间的结构，通过改变和优化结构，达到的目的。
②实例：我国南方水网地区的。
(2)系统整体性原理：系统各组分之间要有适当的比例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的，并且实现总体功能大于的效果，即“1＋1＞2”。
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课堂练习 1．下列关于生态工程的说法，错误的是（D ） A．与传统工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的 工程体系 B．能防止环境破坏和环境污染 C．遵循生态系统物质循环规律，能提高能量利用率 D．生态工程能解决所有环境问题，可以走“先污染、破坏，后 治理”的道路 2．生态经济所遵循的主要原则和实现的重要手段分别是（ B） A．整体性原则和生态工程 B．循环经济和生态工程 C．循环经济和工程学手段 D．无污染原则和系统学手段 3．生态系统内即使某个物种由于某种原因而死亡，也会很快有其 他物种占据它原来的生态位置，从而避免了系统结构或功能的失 衡。这体现了生态工程的什么原理 ( A ) A．物种多样性原理 B．整体性原理 C．协调与平衡原理 D．物质循环再生原理
化肥 类 型 优 点 有机肥 复合肥 生物有机肥
尿素、钾肥、 用植物残落物添 含一定有机质 混有根瘤菌、 磷肥等 加粪尿等进行堆肥 ，又补充了特 固氮菌、磷细 (陆地)和沤肥(水中) 定元素的肥 菌等的有机肥 单一肥份高、 成本低、肥效长、 肥效快、水 养分全面、改善土 溶性好、利 壤结构、少量有益 用率较高 微生物，能调节生 态环境 养分单一， 流失快而污 染环境、易 造成土壤板 结、降低农 作物品质 养分含量较低，肥 效慢、发酵不彻底 易造成烧苗、易传 播土传病虫害、有 臭味 综合化肥和有 成本低、肥效 机肥的特点 长且稳定、营 养全面、含有 大量有益微生 物、不烧苗 肥效较慢、 肥效较慢 易传播土传病 虫害
专题5 生态工程
5.1 生态工程的基本原理
生态工程的概念
人类应用生态学和系统学的基本原理和方法，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。 理论基础？ 生态学和系统学 技术手段？ 通过系统设计、调控和技术组装 操作过程？ 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。 最终目的？ 促进人类社会和自然环境的和谐发展。
缺 点
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桑基鱼塘系统中物质和能量的流动是相互联系的，能量的流 动包含在物质的循环利用过程中，随着食物链的延伸逐级递减。 能量的多级利用和物质的循环利用：桑叶用于喂蚕，蚕可以生产 蚕丝；桑树的凋落物和蚕沙（粪）落到鱼塘中，作为鱼的饲料， 经过鱼塘内的食物链过程，可以促进鱼的生长；甘蔗可以榨糖， 糖渣用来喂猪，猪的排泄物也进入鱼塘；鱼的排泄物及其他未被 利用的有机物和底泥经过微生物的分解，又可以作为桑和甘蔗的 有机肥料。桑基鱼塘巧妙地利用了很难利用的大片低湿地，发展 了多种经营，为农民创造了多种收入的门路，完全符合“无废弃 农业”的要求。桑基鱼塘系统物质、能量流动示意图见下图：
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科技探索之路
生态工程的兴起
思考：从以往的历史看，经济发展和环境污染有
什么关系？他们之间的矛盾是否就是不可调和的呢？
“可持续发展”的内涵: (Sustainable Development)
经济发展不仅要满足当代人的需要,还要不危害 后代人发展能力，即经济和环境协调发展。
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。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。
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。例如，氮、磷等养分就能够 在该区生物体间充分地循环利用而很少流出系统外。
(2).从上面正面和反面的实例，你能得出怎 样的结论？你认为生物多样性的破坏有人为 因素吗？ 只有保持生态系统较高的生物多样 性，才能保证生态系统的稳定和平衡。 生物多样性的破坏有人为因素，而且往 往作用巨大。 2、物种多新农村 .
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试分析下列事件可用何种生态工程原理来解释：
• 1.畜牧养殖应注意牲畜量不超过草地承载量 协调与平衡原理 • 2.使用堆肥和沤肥法实现生态农业 物质循环再生原理 • 3.广东大量引种木麻黄作为行道树，一年一种叫 吹绵介壳虫的害虫使木麻黄遭受严重破坏，后来 从国外引进澳洲瓢虫，已持续发挥了控制害虫的 作用。 物种多样性原理 • 4.针对过度放牧的草原，一方面要减少畜牧量， 进行草地承包，有效管理。另一方面要设法增加 农牧民的收入途径。 整体性原理
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物种多样性原理.
.原因,解决方法
.水葫芦
.原因,解决,引进该注意什么
.资料分析
.环境承载量 .
. 协调和平衡原理.
协调与平衡 处理好生物与环境的协调与平衡,需要 考虑环境承载力。 如果生物的数量超过了环境承载力的 限度,就会引起系统的失衡和破坏
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. S曲线,K值.
.山民宁愿忍受. .
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，而实现 循环经济最重要的手段之一就是生态工 程。
（二）生态工程所遵循的基本原理
1、物质循环再生原理
没有物质循环的系统，就会产 生废弃物，造成环境污染，并最终 影响到系统的稳定和发展。
1．实现循环经济的最重要的手段之一是（ A．大力发展“石油农业” B．生态工程 C．清除污染物 D．禁止产出污染物
）
2．单一的人工林比天然混合林的稳定性低，容易 遭受害虫危害，这体现了生态工程的什么原理（ ） A．物质循环再生原理 B．协调与平衡原理 C．物种多样性原理 D．系统整理性原理
3．城市生活垃圾要做到分类、回收、利用，实 现废物资源化利用。与该做法关系最密切的生态 工程原理是（ ） A．物种多样性原理 B．整体性原理 C．物质循环再生原理 D．系统学原理 4．协调与平衡原理主要指（ ） A．生物与环境的适应及环境对生物的承载力 B．系统各组分之间要有适当的比例关系 C．自然系统、经济系统、社会系统协调统一 D．物质循环和能量流动协调统一
2.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：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，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，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；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。
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. 组分之间相互作用，珊瑚白化.
系统整体性原理
.例子 .
. 系统整体性原理.
系统整体性 系统各组分之间要有适当的比例关系， 才能顺利完成能量、物质、信息的转 换和流通，并且实现总体功能大于各 部分之和的效果。 区别：系统整体性与整体性
.区别 .
. .归纳生态工程
归纳：生态工程的
基本原理
3. 你能举出一些农业生产活动对人体健康以及环境 造成危害的实例吗？
除日常生活中能够发现的实例外，农业活动对环境和人类健康造成危 害的实例中，世界上影响较大的有蓝婴病。1973年，美国内布拉斯加州 首次出现幼儿高铁血红蛋白症（蓝婴病）。其原因是饮用水中硝酸盐含量 超过10 mg/L，这时过多的硝酸盐会与红细胞中的血色素结合，形成高铁 血红蛋白。高铁血红蛋白不能为细胞和组织运输足够的氧。患儿的临床症 状是在口、手或脚等部位出现时断时续的蓝色或淡紫色，呼吸困难、腹泻、 呕吐、抽搐，严重的会失去知觉，甚至死亡。硝酸盐来源于点源污染，如 下水道、畜禽养殖场等，或非点源污染，如对农田、公园、草地等的施肥。
6.我国西北土地沙化和盐渍化非常严重，原因 有多种，其中一个主要原因是超载放牧，导致 草地退化。试分析上述事实主要违背了生态工 程的什么原理（ ） A．系统整体性原理 B．协调与平衡原理 C．物种多样性原理 D．整体性原理
5.人类设计生态工程的根本目标是（ ） A．促进自然界良性循环的前提下，达到生态 效益与经济效益的同步发展 B．促进自然界良性循环的前提下，防治环境 污染，提高经济效益 C．防治环境污染，达到生态效益与经济效益 的同步发展 D．促进自然界良性循环的前提下，充分发挥 资源的生产潜力，防治环境污染，达到生态效 益与经济效益的同步发展
. 不仅考虑自然系统，.整体性图
整体性
.举例 .
. 整体性原理.
只要应用整体性(自然—社会—经济) 原理,才能统一协调当前与长远，局部 与整体，开发与环境建设之间的关系， 保障生态系统平衡和稳定。
. .
. 新。.系统学，工程学
.还能再连 .
. .桑基鱼塘
系统的结构决定功能
利用这个原理，改善和优化系统的结 构，从而达到功能改善的效果。
生态系统稳定性的概念
生态系统所具有的保持或恢复 自身结构和功能相对稳定的能力。
抵抗力稳定性： 抵抗干扰，保持原状 恢复力稳定性： 遭到破坏，恢复原状
自动调节能力
.两种稳定性区别
.比较两种稳定性
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。
循环往复 分层分级利用 目的: 取之不尽,用之不竭
资料分析
(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？
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，而成片单一的林木又 为其提供了丰富的食物来源，因而会导致了树林的毁坏。
资料分析
为什么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？
4.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。