第3節(jié)生態(tài)工程第4章

人與環(huán)境生物一

生態(tài)工程的基本原理學(xué)習(xí)目標(biāo)①分析教材中“問題探討”，掌握生態(tài)工程的概念，關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)。（生命觀念、社會(huì)責(zé)任）②通過對(duì)奧林匹克森林公園相關(guān)文獻(xiàn)資料和教材資料及問題的分析，概述生態(tài)工程建設(shè)應(yīng)遵循自生、循環(huán)、協(xié)調(diào)和整體四個(gè)基本原理。（科學(xué)思維、生命觀念）③通過對(duì)我國先民的生態(tài)工程的分析，感悟中華民族的智慧；通過對(duì)奧林匹克森林公園生態(tài)工程的分析，感悟“綠水青山就是金山銀山”的科學(xué)內(nèi)涵。（社會(huì)責(zé)任）學(xué)習(xí)重難點(diǎn)重點(diǎn)：1.歸納生態(tài)工程的概念，關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)。2.概述生態(tài)工程建設(shè)應(yīng)遵循自生、循環(huán)、協(xié)調(diào)和整體四個(gè)基本原理。難點(diǎn)：概述生態(tài)工程建設(shè)應(yīng)遵循自生、循環(huán)、協(xié)調(diào)和整體四個(gè)基本原理。導(dǎo)入新課

在2008年北京奧運(yùn)會(huì)的籌辦過程中，奧林匹克森林公園是一個(gè)重要建設(shè)項(xiàng)目。公園所在地原來主要是普通村落和農(nóng)田。2002年招標(biāo)設(shè)計(jì)，2005年開工建設(shè)，2008年建成。公園建設(shè)堅(jiān)持“綠色奧運(yùn)”的理念，充分利用了原有地貌和植被，采用了營造近自然林系統(tǒng)、廢物資源循環(huán)利用等多項(xiàng)生態(tài)技術(shù)。例如，公園的水系建設(shè)采用了雨水收集、污水利用、中水凈化、智能化灌溉和生態(tài)防滲等環(huán)保技術(shù)。

討論

1.農(nóng)田棄耕后，在自然狀態(tài)下也可以演替為森林，為什么還要人工造林呢？

2.為什么要先做森林公園的整體設(shè)計(jì)再開工呢？

3.公園建設(shè)為什么要充分利用原有的地貌和植被，營造近自然林系統(tǒng)呢？奧林匹克森林公園今昔對(duì)比圖2002年奧森原址狀態(tài)2008年奧森建成狀態(tài)導(dǎo)入新課生態(tài)工程導(dǎo)入新課1.農(nóng)田棄耕后，在自然狀態(tài)下也可以演替為森林，為什么還要人工造林呢？

2.為什么要先做森林公園的整體設(shè)計(jì)再開工呢？3.公園建設(shè)為什么要充分利用原有的地貌和植被，營造近自然林系統(tǒng)呢？

奧林匹克森林公園的建設(shè)涉及生態(tài)學(xué)、工程學(xué)、系統(tǒng)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等多學(xué)科的原理和方法，要綜合考慮諸多方面的因素，建設(shè)成本較高，在開工前做好整體設(shè)計(jì)和規(guī)劃可以保證工程建設(shè)的合理性和可實(shí)施性，同時(shí)可以有效控制建設(shè)成本和后期維護(hù)成本，避免浪費(fèi)，提高生態(tài)效益。人類活動(dòng)可以改變?nèi)郝溲萏娴乃俣?，通過人工造林，可以加快棄耕農(nóng)田演替到森林階段的速度。使森林公園在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)揮生態(tài)效益。公園建設(shè)要順應(yīng)自然，合乎自然規(guī)律。原有的自然地貌和植被，是自然選擇、生物與環(huán)境相互適應(yīng)的結(jié)果，充分利用原有的地貌和植被有利于公園的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)減少人力物力投入，提高經(jīng)濟(jì)效益。生態(tài)工程的概念及誕生背景新課講授探究一新課講授[探究一]生態(tài)工程的概念及誕生背景可持續(xù)發(fā)展？生態(tài)工程新課講授[探究一]生態(tài)工程的概念及誕生背景閱讀教材P98~99“關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)”相關(guān)內(nèi)容，思考回答下列問題：1.為什么要開展生態(tài)工程建設(shè)？2.結(jié)合生態(tài)工程的概念完善下表：項(xiàng)目內(nèi)容理論基礎(chǔ)____________、_____________等學(xué)科的基本原理和方法基本操作對(duì)人工生態(tài)系統(tǒng)_______________________________，或?qū)σ哑茐牡纳鷳B(tài)系統(tǒng)___________________________目的

___________________________3.生態(tài)工程建設(shè)的目的是什么？新課講授[探究一]生態(tài)工程的概念及誕生背景閱讀教材P98~99“關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)”相關(guān)內(nèi)容，思考回答下列問題：1.為什么要開展生態(tài)工程建設(shè)？人口激增、掠奪式開發(fā)利用資源可持續(xù)發(fā)展受阻符合生態(tài)學(xué)規(guī)律，改變“人類能征服自然”的錯(cuò)誤觀念，解決環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的難題生態(tài)工程新課講授[探究一]生態(tài)工程的概念及誕生背景2.結(jié)合生態(tài)工程的概念完善下表：項(xiàng)目內(nèi)容理論基礎(chǔ)_______、________等學(xué)科的基本原理和方法基本操作對(duì)人工生態(tài)系統(tǒng)____________________，或?qū)σ哑茐牡纳鷳B(tài)環(huán)境_________________目的

生態(tài)學(xué)

系統(tǒng)學(xué)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)和調(diào)控進(jìn)行修復(fù)、重建提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力或改善生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)人類社會(huì)與自然環(huán)境和諧發(fā)展3.生態(tài)工程建設(shè)的目的是什么？遵循生態(tài)學(xué)規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。新課講授[探究一]生態(tài)工程的概念及誕生背景【拓展提升】“垃圾分類就是新時(shí)尚”。為應(yīng)對(duì)“垃圾圍城”危機(jī)，很多地方將生活垃圾分為可回收垃圾（紙類、塑料、金屬等）、不可回收垃圾(果皮、殘?jiān)?、骨頭等)和有害垃圾（電池、化工品、化妝品等）三類，并分別采取了不同的處理措施。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.對(duì)垃圾分類處理，實(shí)現(xiàn)了廢物資源化和能量的循環(huán)利用B.對(duì)垃圾分類處理，體現(xiàn)了生態(tài)工程的循環(huán)原理C.利用微生物處理垃圾，需要考慮微生物的種類以及溫度、水分等環(huán)境因素D.該措施有利于減輕環(huán)境污染，提高城市生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)生態(tài)工程的理論基礎(chǔ)是生態(tài)學(xué)，也遵循生態(tài)學(xué)的基本規(guī)律，因此能量不可能循環(huán)利用。A新課講授[探究一]生態(tài)工程的概念及誕生背景生態(tài)工程所遵循的基本原理新課講授探究二新課講授[探究二]生態(tài)工程所遵循的基本原理請(qǐng)閱讀教材P99~102“生態(tài)工程所遵循的基本原理”相關(guān)內(nèi)容，思考回答問題。1.快速閱讀教材“生態(tài)工程所遵循的基本原理”相關(guān)內(nèi)容，將下圖中生態(tài)工程建設(shè)遵循的基本原理和對(duì)應(yīng)內(nèi)涵及具體操作連線。新課講授[探究二]生態(tài)工程所遵循的基本原理生物個(gè)體新陳代謝、再生更新；不同物種之間通過種間關(guān)系等相互作用進(jìn)行自組織，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)，形成可以自我維持的有序整體。有效選擇生物組分并合理布設(shè)。促進(jìn)系統(tǒng)的物質(zhì)遷移與轉(zhuǎn)化，既保證各個(gè)環(huán)節(jié)的物質(zhì)遷移順暢，也保證主要物質(zhì)或元素的轉(zhuǎn)化率較高。通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)前一環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢物被后一環(huán)節(jié)利用，實(shí)現(xiàn)“廢物資源化”。引入生物時(shí)要綜合考慮生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)及其與本地物種之間的關(guān)系，同時(shí)還要考慮環(huán)境容納量。各生物組分之間比例適當(dāng)，改變和優(yōu)化不同組分之間的結(jié)構(gòu)，改善系統(tǒng)功能。參考自然生態(tài)系統(tǒng)多組分、復(fù)雜結(jié)構(gòu)及綜合功能，以整體觀為指導(dǎo)開展建設(shè)。內(nèi)涵具體操作建設(shè)時(shí)要綜合考慮當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)狀況、社會(huì)習(xí)慣及法律制度等影響。綜合考慮生物與環(huán)境、生物與生物之間的協(xié)調(diào)與適應(yīng)以及當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境容納量開展建設(shè)。創(chuàng)造有益于生物生長、發(fā)育、繁殖及形成互利共存關(guān)系的條件。循環(huán)協(xié)調(diào)整體自生原理新課講授[探究二]生態(tài)工程所遵循的基本原理2.北京奧林匹克森林公園設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中，采用了如下一些策略：在原有單一農(nóng)田基礎(chǔ)上，建設(shè)了林地、灌叢、草地、濕地、溪流等多種生境類型。在改造植被時(shí)選用海棠、柏、柳等北京本地鄉(xiāng)土樹種比例高達(dá)90%以上，同時(shí)對(duì)規(guī)劃區(qū)內(nèi)原有的大樹、林地、濕地植被盡量采用原地保留。在濕地構(gòu)建時(shí)，有效利用了挺水植物、浮水植物、沉水植物、微生物群落形成多級(jí)凈化系統(tǒng)，在保證周邊場館生活污水凈化的同時(shí)解決了濕地旱季補(bǔ)水困難的問題。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)簡要闡述，上述建設(shè)方案應(yīng)用了生態(tài)工程的哪些基本原理？自生協(xié)調(diào)循環(huán)整體新課講授[探究二]生態(tài)工程所遵循的基本原理3.建設(shè)過程中，曾因?yàn)閷?duì)氣候因素考慮不周，種植地塊選擇有誤，導(dǎo)致珙桐種植失敗，也曾因?qū)⒑Ｌ呐c檜柏種植過近，導(dǎo)致蘋果銹病在兩者間越冬和繁殖。上述方案失敗的原因是違背了生態(tài)工程的哪一原理？造成失敗的原因，一是沒有考慮珙桐與環(huán)境的適應(yīng)，二是沒有考慮海棠、檜柏、蘋果銹病病毒之間的相互關(guān)系，二者均是因?yàn)檫`背了協(xié)調(diào)原理中的“生物與環(huán)境、生物與生物的協(xié)調(diào)與適應(yīng)”導(dǎo)致的。新課講授[探究二]生態(tài)工程遵循的基本原理4.隨著北京奧運(yùn)會(huì)的結(jié)束和城市化進(jìn)程的加快，政府工作者欲將奧森公園作為群眾健身娛樂場所予以改建，政府工作者提出這一建議主要依據(jù)了生態(tài)工程的哪一基本原理？請(qǐng)你從生態(tài)工程的其他原理出發(fā)，給出兩條改建建議。建議的提出是綜合考慮了奧森公園的生態(tài)效益和社會(huì)效益，因此主要依據(jù)了生態(tài)工程的整體原理。在改建過程中，遵從循環(huán)原理，建議將生活垃圾分類處理；遵從協(xié)調(diào)原理，在節(jié)假日人流高峰期采取限流處理。新課講授[探究二]生態(tài)工程遵循的基本原理【拓展提升】閱讀教材P102~103“思考·討論”資料，回答問題。1.嘗試畫出?；~塘中的食物鏈。2.?；~塘應(yīng)用了生態(tài)工程的哪些基本原理？3.當(dāng)桑葉價(jià)格高，賣桑葉比賣魚更合算時(shí)，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民會(huì)將蠶沙用作桑樹的肥料，而不是喂魚。由此可以看出，生態(tài)工程建設(shè)除了要考慮生態(tài)學(xué)、工程學(xué)原理，還需要關(guān)注什么？新課講授[探究二]生態(tài)工程遵循的基本原理1.嘗試畫出?；~塘中的食物鏈。桑樹→蠶；甘蔗→人；

甘蔗→豬→人；

浮游植物→魚；

浮游植物→浮游動(dòng)物→魚。新課講授[探究二]生態(tài)工程遵循的基本原理2.桑基魚塘應(yīng)用了生態(tài)工程的哪些基本原理？自生：桑基魚塘中的生物組分通過合理布設(shè)，互利共存，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)，形成了可以自我維持的有序的整體。循環(huán)：“陸基種桑、桑葉飼蠶、蠶沙喂魚、塘泥培?！边@樣的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式維持著高效的物質(zhì)循環(huán)。協(xié)調(diào)：所選擇的生物與生物，生物與環(huán)境達(dá)到了協(xié)調(diào)和平衡，例如，桑和甘蔗適應(yīng)我國南方溫暖濕潤的氣候；四大家魚混養(yǎng)充分利用了群落的空間結(jié)構(gòu)；桑葉飼蠶，利用了種間關(guān)系，但養(yǎng)殖的蠶的數(shù)量沒有多到危及桑的存活；等等。

整體：?；~塘在設(shè)計(jì)時(shí)，陸地與水面配比合理，各組分的搭配與比例適當(dāng)，結(jié)構(gòu)有序，形成了一個(gè)不可分割的整體；?；~塘將原本割裂的生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化組合，能夠發(fā)展多種經(jīng)營，為農(nóng)民創(chuàng)造收入，是結(jié)構(gòu)優(yōu)化的“社會(huì)一經(jīng)濟(jì)一自然復(fù)合系統(tǒng)”。新課講授[探究二]生態(tài)工程遵循的基本原理3.當(dāng)桑葉價(jià)格高，賣桑葉比賣魚更合算時(shí)，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民會(huì)將蠶沙用作桑樹的肥料，而不是喂魚。由此可以看出，生態(tài)工程建設(shè)除了要考慮生態(tài)學(xué)、工程學(xué)原理，還需要關(guān)注什么？還需要關(guān)注經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，要達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。當(dāng)堂訓(xùn)練1.“無廢棄物農(nóng)業(yè)”是我國古代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的輝煌成就之一，也是生態(tài)工程最早、最成功的一種模式。下圖是“無廢棄物農(nóng)業(yè)”中對(duì)有機(jī)廢棄物進(jìn)行處理的一種方案，有關(guān)敘述正確的是(

)A．施用有機(jī)肥料促進(jìn)植物生長主要是因?yàn)橹参镏苯游绽梅柿现械挠袡C(jī)物B．生產(chǎn)生活產(chǎn)生的廢棄物經(jīng)過發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，又用于生產(chǎn)生活，說明能量可以循環(huán)利用C．途徑②③優(yōu)于④的原因是充分利用有機(jī)物中的能量又減少對(duì)環(huán)境的污染D．途徑②③⑤既解決廢棄物處理問題，又有禽畜飼料等產(chǎn)出，體現(xiàn)了生態(tài)工程的協(xié)調(diào)原理C當(dāng)堂訓(xùn)練2.為了推進(jìn)鄉(xiāng)村振興，某地積極推廣“溫室魚菜共生種養(yǎng)殖模式”，其主要結(jié)構(gòu)和原理如圖所示。下列相關(guān)敘述不正確的是(

)A．設(shè)計(jì)該系統(tǒng)時(shí)遵循循環(huán)、協(xié)調(diào)等生態(tài)工程基本原理B．蓄水池適當(dāng)光照可增加水中藻類數(shù)量，既能降低水中無機(jī)鹽濃度，又能為魚類提供豐富食物C．適當(dāng)增加養(yǎng)殖魚的種類，豐富群落的垂直結(jié)構(gòu)，有利于空間和營養(yǎng)等資源的充分利用D．栽培基質(zhì)和礫石層中的微生物有利于分解魚糞，為果蔬生長提供物質(zhì)和能量D當(dāng)堂訓(xùn)練3.(不定項(xiàng))洪泛區(qū)是指江河兩岸、湖周海濱等易受洪水淹沒的區(qū)域，這些地區(qū)土地肥沃、生物種類豐富，綜合利用工程力學(xué)、土壤學(xué)、生態(tài)學(xué)和植物學(xué)等學(xué)科知識(shí)構(gòu)建生態(tài)護(hù)坡，可有效減輕洪災(zāi)對(duì)生產(chǎn)的影響。下圖為某河流生態(tài)護(hù)坡的模式圖，有關(guān)說法正確的是(

)A．選擇適宜的植物栽植于季節(jié)性洪泛區(qū)應(yīng)遵循協(xié)調(diào)原理B．偶然洪泛區(qū)到淹沒區(qū)生物種類不同體現(xiàn)了群落的垂直結(jié)構(gòu)C．日照增長后鯉魚紛紛產(chǎn)卵體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞功能D．巴沙魚和金槍魚食性重疊越多，兩種魚的生態(tài)位分化越明顯。AC當(dāng)堂訓(xùn)練4.下圖是我國南方嘗試的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式圖，它利用雛鴨旺盛的食欲，吃掉稻田里的雜草和害蟲，利用鴨不間斷地活動(dòng)產(chǎn)生中耕渾水效果，刺激水稻生長，用作物養(yǎng)牛、養(yǎng)鴨，用稻稈培育蘑菇、生產(chǎn)沼氣，牛糞、鴨糞、沼渣肥田，生產(chǎn)出無公害的大米與蛋肉類。請(qǐng)據(jù)圖思考回答下列問題。(1)從生態(tài)學(xué)角度分析，人們建立圖示的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的主要目的是______________

。

該系統(tǒng)將植物秸稈、動(dòng)物糞便等廢棄物合理地進(jìn)行了應(yīng)用，體現(xiàn)了生態(tài)工程的______原理。

實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)再生和能量的多級(jí)利用循環(huán)當(dāng)堂訓(xùn)練4.下圖是我國南方嘗試的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式圖，它利用雛鴨旺盛的食欲，吃掉稻田里的雜草和害蟲，利用鴨不間斷地活動(dòng)產(chǎn)生中耕渾水效果，刺激水稻生長，用作物養(yǎng)牛、養(yǎng)鴨,用稻稈培育蘑菇、生產(chǎn)沼氣,牛糞、鴨糞、沼渣肥田,生產(chǎn)出無公害的大米與蛋肉類。請(qǐng)據(jù)圖思考回答下列問題。(2)該系統(tǒng)將多個(gè)生態(tài)系統(tǒng)通過優(yōu)化組合,有機(jī)地整合在一起,提高了系統(tǒng)的生產(chǎn)力,體現(xiàn)了生態(tài)工程的_____原理。生產(chǎn)的大米無公害的原因是____________________________________________。整體減