4-3 生态工程【教学设计】生物选择性必修2 生物与环境.docxVIP

专注：心无旁骛，万事可破

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专注：心无旁骛，万事可破

生物选择性必修2生物与环境【教学设计】

第3节生态工程

[学习目标]

1.举例说明根据生态学原理、采用系统工程的方法和技术,达到资源多层次和循环利用的目的,使特定区域中的人和自然环境均受益。

2.形成“环境保护需要从我做起”的意识。

3.通过对生态农业、生态修复的分析,树立物质与能量的生命观念,形成保护环境、人与环境和谐相处的社会责任感。

【课件自主预习】

一、生态工程的基本原理

1.生态工程

(1)概念:是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。

(2)目的: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。

(3)优点: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。

2.生态工程所遵循的基本原理

(1)自生

①由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。

②遵循自生原理,需要在生态工程中有效选择生物组分并合理布设。一般而言,应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,这样即便某个种群消亡,其他种群也能弥补上来,从而有助于生态系统维持自生能力。

③要维持系统的自生,就需要创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖,以及它们形成互利共存关系的条件。

(2)循环

循环是指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化,既保证各个环节的物质迁移顺畅,也保证主要物质或元素的转化率较高。

(3)协调

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。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。

(4)整体

①几乎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,这样的复杂系统建设必须以整体观为指导。自然生态系统是通过生物与环境、生物与生物之间的协同进化而形成的一个不可分割的有机整体。

②遵循整体原理,首先要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。

③人类处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统中。进行生态工程建设时,不仅要考虑自然生态系统的规律,更要考虑经济和社会等系统的影响力。

④社会习惯、法律制度等也对生态工程建设有着重要影响。

二、生态工程的实例和发展前景

(一)生态工程的实例

1.农村综合发展型生态工程

(1)问题:农村人口多,人多地少,产出不足。

(2)对策:建立农村综合发展型生态工程,实现物质的多级循环利用。

(3)案例:北京郊区的某村以沼气工程为中心的物质多级循环利用

工程。

2.湿地生态恢复工程

(1)湿地作用:具有蓄洪防旱,调节区域气候,控制土壤侵蚀,自然净化污水,为迁飞鸟类和多种动植物提供栖息地,为人们提供休闲娱乐的环境等功能。

(2)问题:人们对湿地进行排水和围垦已经破坏了地球上80%的湿地

资源。

(3)对策

①采用工程学和生态学措施相结合的方法,使受到干扰的湿地得以恢复。

②在湿地周围建立缓冲带,以减少人类的干扰,使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。

(4)案例:厦门筼筜湖生态恢复。

3.矿区废弃地的生态恢复工程

(1)问题:矿藏开采后,往往会造成山体、土壤和植被乃至整个地区生态系统的破坏。

(2)对策:人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等,其中关键在于植被恢复,以及植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建。

(3)案例:赤峰市元宝山矿区生态恢复工程。

(二)生态工程的发展前景

1.在肯定生态工程的作用,特别是看到它在恢复、重建受损生态环境方面可发挥重要作用的同时,不要忘记大自然固有的强大的生态恢复力量,更不能误认为只要有了生态工程,就可以走“先污染、破坏,后治理”的老路。

2.我国的生态工程还有一些不足之处,如缺乏定量化模型的指导,难以像“精确农业”那样设计出标准化、易操作的生态工程样板。此外,有些设计缺乏高科技含量,生态系统的调控尚缺乏及时准确的监测技术的支持,缺乏理论性指导等。

3.我国目前面临的生态危机,已经不单纯是环境污染问题,而是与人口激增、环境与资源破坏、能源短缺等问题结合在一起的“并发症”。解决这些问题,不但要重视对生态环境的保护,更要注重与经济、社会效益的结合,需要生态工程发挥作用。

4.党的十九大