5.1 生态工程的基本原理
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”。
最新5.1生态工程的基本原理(上课用)
从生态工程的理论基础、意义、实例三方面对生态工程的基本原理进行比较。
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 系统稳定和发展的影响
实例
无废弃物农 业
物种多样性原理
生态系统的 稳定性
生物与环境的 协调与平衡原理 协调与平衡
西北地区年降雨量450mm，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“
若把系统的结构比作计算机网络，分 析三种计算机网络结构示意图：
工作的可靠性哪个高？
传统生产方式
桑树 甘蔗 饲料 饵料
蚕
丝
糖厂
糖
猪 鱼
珊瑚礁“白化”
系统整体性原理: 保持很高的系统生 整体大于部分之和 产力
林业建设中自然系 统与社会、经济系 统的关系问题
桑基鱼塘
珊瑚礁与藻类和珊 瑚虫的关系
课堂小结
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
生物多样性程度高,可 提高系统的抵抗力稳 定性,提高系统生产力
生物数量不超过环境 承载力,可避免系统的 失衡和破坏
“三北”防护林 建设中的问题, 珊瑚礁生态系统 的生物多样性
太湖富营养 问题
整体性原理
系统学和工程学 原理
自然-社会-经 济复合系统
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 改变和优化系统的结 能原理:分布式优 构从而改善系统功能 于集中式和环式
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
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
知能过关演练
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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。
5.1_生态工程的基本原理
在进行生态工程建设时，要考虑到怎样解决农村（尤其是湖区或山 区的迁出人员）的能源来源问题以及如何提高农民的经济收入。
2.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。
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“
P111资料分析问题讨论 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？
提示：抗寒、耐旱，适应性强的沙棘，耐盐碱力较 强的沙枣等植物。
提示：
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，应该实行草地承包，调 动个人的管理积极性，减少过度放牧现 象；另外，可以在有条件的地方，人工 种植牧草，增加牧草产量。
2、物种多样性原理
理论基础：生态系 统的稳定性
单一的樟子 松林被松毛 虫害死
食物链短而 单调，缺少 松毛虫、天 牛的天敌。
生物多样性很高的珊 瑚礁维持的很好
P110资料分析问题讨论提示
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。
2018-2019学年高二生物人教版选修3专题五 生态工程5.1 生态工程的基本原理
珊瑚礁藻类 保持很高的系
和珊瑚虫的 统生产力
关系
[共研探究]
1．生态经济 (1)原则： 循环经济 原则。 (2)做法：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 。 (3)目标：实现废弃物的 资源化 。 (4)实现手段： 生态工程 。
2．传统农业的生产模式——石油农业 (1)含义：石油农业是指大量使用 化肥 、 农药 和 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。 (2)弊端：不注重 生态环境 的保护，没有考虑环境 成本，经济的发展以生态环境的严重破坏为代价。
解析：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。
答案：D
[共研探究] 生态工程是人类学习自然生态系统“智慧”的结 晶，是生态学、工程学、系统学、经济学等学科交叉而 产生的新兴学科。
1．填写下列生态工程所遵循的主要原理 (1)单一人工林比天然混合林稳定性低，易爆发虫害
—— 物种多样性原理 。
2．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 。
二、生态工程所遵循的基本原理(阅读教材 P109～113)
原理 理论基础
意义
实例
物质循环 再生原理
(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，就该生态系统提出一条 合理化建议。____________________________________________。
生态工程的基本原理
⽣态⼯程的基本原理课时课题：专题五 5.1⽣态⼯程的基本原理]你觉得本专题题图有什么寓意？引导学⽣思考、讨论。
]⼲裂的⼟地，⾚红的荒⼭；幼苗的上⽅是蔚蓝的地球。
地球似乎化作⼀滴⽢露，滋润着幼苗和⼤地；幼苗⼜可寓意⽣态⼯程，虽然柔弱，但却顽强地⽀撑着地球；地球和幼苗组合和谐，象征着希望。
通过师⽣共同分析以引起同学的思考，引导学⽣进⼊本专题的学习。
思考：什么是⽣态⼯程呢？组织学⽣阅读课本P105-107，并完成导学案。
[讨论1]导致1998年长江洪⽔泛滥的主要原因是什么？引导学⽣思考、讨论[提⽰] “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。
它把农业⽣产这⼀复杂的⽣物过程，阅读课本第109页我国古代传统农业的辉煌成就──“⽆废弃物农业”的相关内容，思资料分析：学⽣阅读、讨论协调与平衡原理中的协调、平衡分别指什么？某些地区出现“前⾯造林，后⾯砍林”的态⼯程的建设应遵循以上五个原理，但不同的⽣态系统遵循的原理可以不同。
探究 2.整体性原理和系统整体性原理有什么不同？提问学⽣回答[提⽰]：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。
如林业建设中⾃然系统、社会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。
系统整体性原理指整体⼤于部分之和，⽬的是保持系统有很⾼的⽣产⼒，具体的说指互利共⽣的⽣物体现系统整体性原理，如藻类和珊瑚⾍、⼤⾖和根瘤菌、地⾐植物中藻类和真菌等。
探究3.分析桑基鱼塘的物质和能量流动途径。
鱼塘；鱼的排泄物及其他未被利⽤梯度训练：☆必做题1. 下列哪项叙述完全符合⽣态经济（）①建⽴“原料—产品—原料—产品”的⽆废料⽣产体系②在资源不增加甚⾄减少的条件下实现经济增长③在经济产出不变甚⾄增加的条件下，向环境排放的废弃物⼤⼤减少④先⽣产后治理，提⾼经济效益A. ①②B. ①②③C. ②③D. ②③④2. 下列有关物种多样性的叙述错误的是（）A. 物种繁多使复杂的⽣态系统具有较⾼的抵抗⼒稳定性B. ⽣物多样性程度越⾼，各类⽣物的⽣存机会越多C. ⽣物种类越繁多，引起病⾍害的⼏率越⼤D. ⽣物种类繁多，可以在有限的资源条件下，提⾼系统的⽣产⼒3. 在松⽑⾍肆虐的时候，辽宁西部章古台地区的⼏⼗亿株杨树毁于⼀旦，这是由于违背了（）A．物种多样性原理 B．协调与平衡原理C．整体性原理 D．物质循环再⽣原理4. 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。
2019年春高中生物专题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
1．下列关于生态工程的说法，错误的是(
)
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
解析：选 D。生态工程不能解决所有的环境问题，不能走先污 染、破坏，后治理的道路。
学原理 系统整体性原理：整体 保持很高的系 珊瑚礁藻类和 功能大于各部分之和 统生产力 珊瑚虫的关系
1．(2018· 西安七十中高二期末)在帮助农民发展经济的同时，一 定要注意一些实际问题，如“香蕉不宜在北方地区栽种”“苹 果树不宜在热带地区栽种”，这主要体现了生态工程的什么原 理( )
A．整体性原理 B．协调与平衡原理 C．物种多样性原理 D．物质循环再生原理
(3)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，
生物量 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。
抵抗力稳定性 (2)理论基础：生态系统的________________ 。
(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。
(1)洪灾的发生反映出传统经济发展模式存在什么问题？
提示：传统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)石油农业为什么难以满足社会发展的需求？
提示：石油农业产生的废弃物和有害物质的数量庞大，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。
教学设计14：5.1 生态工程的基本原理
生态工程的基本原理
【教学目标】
1．知识目标
了解生态工程的概念、原理以及各原理的内容。
2．情感态度目标
使学生对我国生态环境面临的严峻形势有深刻了解；增强学生保护生态环境的责任感和使命感；增强学生爱科学、学科学的情感和建设祖国的社会责任感；引导学生建立知识创造价值、知识为人类服务、知识使人类生活更美好的愿望。
3．能力目标
学生能够尝试运用生态工程原理分析生态环境问题及解决对策；尝试设计简单的生态工程；提高学生收集处理信息能力、语言表达能力和信息交流能力。
【教学重难点】
重点是生态工程的概念和生态工程的五个基本原理。
难点是生态工程的整体性原理。
【教学过程】
2．生态工程的基本原理。
物质循环再生原理：
实例：古代无废弃物农业。
物种多样性原理：
实例：植树造林中出现的不注意多样性的问题
（举出案例、展示图表）
协调与平衡原理。
整体性原理。
列举学生关注的一些实例，例如，农村的烧柴问题，草原保护中遇到的农民生活问题等。
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）
3．生态工程的实例和发展前景。
教师归纳小结。
调查北湖区市郊乡猪-果-沼工程，了解沼气工程的基本原理，生产方法，工艺流程。
5.1 生态工程的基本原理
1.生态工程五大基本原理的比较 Nhomakorabea原理
理论基础
意义
物质循 环再生 原理
物质循环
可避免环境污染及其对系 统稳定和发展的影响
物种多 样性 原理
生态系统的稳 定性
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
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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。
(2)山杏,主要指西伯利亚杏,它抗寒、耐旱,适应性强,是我国北方最 普遍的果树之一,是绿化荒山、水土保持、防治风沙的先锋树种。
(3)刺槐,属落叶乔木,适应性强,在年降水量 200 mm 左右、年平均 气温不低于 3 ℃的地区都能生长。它不仅生长快,且耐盐碱,有涵养水源 和保持水土的作用。
(4)锦鸡儿(又称拧条),豆科,多年生落叶灌木,根系发达,具根瘤,高 1.5~3 m;耐干旱和寒冷,喜生沙地或半固定的沙丘上,不怕沙压和风蚀。
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•9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。2021/9/72021/9/7Tuesday, September 07, 2021 •10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/9/72021/9/72021/9/79/7/2021 4:16:13 AM •11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。2021/9/72021/9/72021/9/7Sep-217-Sep-21 •12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2021/9/72021/9/72021/9/7Tuesday, September 07, 2021
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。
课时作业24：5.1 生态工程的基本原理
生态工程的基本原理一、夯实基础1．下列关于生态工程的叙述错误的是()A．生态工程是生态学与系统工程学的结合B．生态工程追求经济与生态的双赢C．生态工程是无消耗、多效益的工程D．生态工程能促进人类社会和自然环境的和谐发展2．我国南方桑基鱼塘是低洼稻田挖深做塘，塘内养鱼，塘基上种桑，用桑养蚕，蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕三丰收，大大提高了系统生产力，这种模式主要应用了生态工程遵循的哪个原理()A．系统学和工程学原理B．整体性原理C．物种多样性原理D．物质循环再生原理3．要实现人与自然的和谐发展，下列措施最合理的是()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4．同学们在“设计某地人工生态林”时提出以下观点：①选择适合本地生长的树木种类；②尽量增加树木种类；③选择树种时注意不同品种生长的高度。
上述观点提出时遵循的主要生态工程建设原理是()A．协调与平衡原理B．物质循环再生原理C．物种多样性原理D．整体性原理5．对生态农业中物质循环再生原理理解正确的是()A．尽可能设计一条很长的食物链B．使流向人类的能量最多C．实现“原料—产品—原料—产品”的生产模式D．通过生物防治减少能量损失6．下列结构示意图能体现系统学和工程学原理的是()7. 下列叙述违背生态工程中生态学原理的是()A.充分考虑环境因子对生物的影响B.尽可能减少种间竞争所产生的耗损C.实现生态系统良性循环D.以单一种群获得经济效益的最大化8.生态经济所遵循的主要原则和实现的重要手段分别是()A.循环经济和生态工程B.整体性原则和生态工程C.循环经济和工程学手段D.无污染原则和生态工程9.下列关于生态工程的叙述,不正确的是()A.生态工程研究的对象是社会—经济—自然复合生态系统B.“退耕还林”“退耕还草”属于生态工程的内容C.生态工程应遵循“整体、协调、循环、再生”的原则D.实施生态工程的目的是环境保护10.城市生活垃圾要做到分类、回收、利用,实现废物资源化利用。
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
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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