高中生物苏教版高二选修3教学案：第四章_第一节_生态工程及其原理

第一节生态工程及其原理

1.生态工程是达到经济效益、生态效益和社会效益同步发展的工程体系。

2．生态工程体系具有少消耗、高效益和可持续的特点。

3．物质循环再生原理的核心是生态学中的物质循环原理。

4．物种多样性原理的核心是生态学中物种多样性与生态系统稳定性关系的原

理。

5．协调与平衡原理的核心是生态学中生物与环境相适应的原理。

对应学生用书P51

生态工程的概念

1．全球环境危机举例

(1)自然资源被严重破坏。

(2)环境遭受严重污染。

(3)能源短缺日趋严重。

2．生态工程的概念

涉及学科生态学和系统学等

技术手段系统设计、调控和技术组装

任务修复或重建已破坏的生态环境，改善传统的生产方式，提高生态系统的生产力

目的达到经济效益、生态效益和社会效益同步发展

特点少消耗、高效益、可持续

3.生态工程的意义

(1)生态工程可以改变传统粗放的经济模式，使一个系统产生的废弃物，成为另一个系统的原料，实现废物的再利用，减少环境污染。

(2)生态工程建设是实现可持续发展的重要手段之一。

生态工程的基本原理

1．物质循环再生原理

(1)核心：生态学中的物质循环原理。

(2)内容：物质不断地在各类生态系统中进行区域小循环和全球大循环，实现物质的分层、分级利用。 (3)特点：每一个环节既是给予者，又是接纳者，循环周而复始。 (4)意义：使废物资源化，为物质生产和再生提供更多机会。 (5)实例：农作物秸秆的多级利用。 2．物种多样性原理

(1)核心：生态学中物种多样性与生态系统稳定性关系的原理。 (2)内容：物种多样性程度较高的生态系统抵抗力稳定性也较高。 (3)实例：天然林与人工林抵抗力稳定性的差异。 3．协调与平衡原理

(1)核心：生态学中生物与环境相适应的原理

(2)内容：通过生态系统的自我调节和反馈机制，生物之间以及生物与环境之间的协调与平衡可以维持环境承载力的稳定。

(3)实例：生物氧化塘。 4．整体性原理

(1)核心：是生态学、系统学和经济学相统一的原理。

(2)内容：在设计生态工程时，应充分考虑社会体系、经济体系和自然体系之间的关系和影响。 (3)实例：农林牧副渔一体化生态工程。 5.系统学和工程学原理

(1)核心⎩⎪⎨⎪

⎧

①系统学中系统结构决定功能的原理②系统整体性原理，即整体大于部分之

和的原理

(2)内容：

①充分考虑人工生态系统内部不同成分之间的结构，通过优化这种结构，达到改善系统功能的目的。 ②协调系统内各部分的关系、比例，实现物质、能量、信息等的转换和流通，使整体功能大于各部分功能之和。

1．举例说出农作物秸秆多级利用的途径。

提示：

2．建设稻田养鱼的农业生态工程依据的原理有哪些？ 提示：物质循环再生原理和物种多样性原理。

3．阅读教材P102“生物氧化塘是如何净化污水的”，思考：

(1)生物氧化塘是一个生态系统吗？生产者、消费者和分解者分别是什么？

提示：是一个生态系统。生产者是藻类，消费者是钟虫类、轮虫类和甲壳类等浮游动物，分解者为各

种腐生菌。

(2)好氧菌降解污水有机物所需氧气的来源是什么？

提示：一是污水溶解空气中的氧，另一方面是藻类光合作用产生的氧。

1．生态工程所遵循的基本原理

项目理论基础意义实例

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

“无废弃物农业”

物种多样性原理生态系统的稳定性

生物多样性程度高，可

提高系统的抵抗力稳定

性

“三北防护林”建设

中的单纯林问题；珊

瑚礁生态系统的生物

多样性问题

协调与平衡原理生物与环境的协调与平衡

生物数量不超过环境承

载力，可避免系统的失

衡和破坏

太湖富营养化问题

整体性原理社会—经济—自然复合系

统

统一协调各种关系，保

障系统的平衡与稳定

林业建设中自然系统

与社会、经济系统的

关系问题

系统学和工程学原理系统的结构决定功能原理：

分布式优于集中式和环式

改变和优化系统的结构

以改善功能

桑基鱼塘

系统整体性原理：整体功能

大于各部分之和

保持很高的系统生产力

珊瑚礁藻类和珊瑚虫

的关系

[特别提醒]整体性原理≠系统整体性原理

①整体性原理是指人类处在一个社会、经济、自然复合而成的巨大系统中。建立在对系统成分的性质及相互关系充分了解基础上的整体理论，是解决生态环境问题的必要基础。

②系统整体性原理属于系统学和工程学原理之一。系统整体性是指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、物质和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。

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：

[特别提醒]

(1)无废弃物农业属于传统农业，优点是追求物质循环利用，没有废弃物，很少对环境和资源造成破坏；但生产效率低。石油农业是指化肥、农药和机械大量使用对环境资源造成破坏，结果是生产效率提高。

(2)生产实践中，要遵循客观规律，发挥传统农业和石油农业的优点，使两者有机结合起来。

对应学生用书

P53

对生态工程的概念、目的、特点的理解

[例1]下列关于生态工程的叙述，不．正确的是()

A．当人类赖以生存的生态系统出现严重的问题时，生态工程应运而生

B．生态工程能够减少环境污染

C．生态工程以充分利用环境和资源为前提，生产出更多的产品

D．生态工程力求达到生态效益、经济效益和社会效益的协调统一

[精讲精析]本题考查对生态工程概念的理解，A选项为生态工程产生的背景，B、D选项为生态工程的意义，C项描述的做法会破坏环境和浪费资源，不是可持续发展，明显错误。

[答案] C

理解生态经济的概念应把握以下几个方面：

(1)原则：循环经济原理。

(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)实现废弃物的资源化。