公开课---生态工程的基本原理

课前准备：•复习必修三P64、P99的课后资料及P123•预习选修三P105---P110•思考并讨论以下问题：•（1）阅读课本内容，在必修本生态系统及其稳定性的学习后，你对生态工程的应用前景肯定吗？•（2）生态工程建设的目的是什么？•（3）解决经济发展与环境问题的根本原则是什么？•（4）生态工程遵循的基本原理是什么？当人类第一次离开地球，在太空遥望自己的家乡时，人们这才惊讶地发现，在目前已知的宇宙星体中，唯有我们人类的家园——地球，才是一颗蔚蓝色的星球。当前全球性生态环境问题凸显知识链接一、全球气候变化二、水资源短缺三、臭氧层破坏四、酸雨五、土地荒漠化六、海洋污染七、生物多样性锐减地球母亲需要我们的细心呵护！理论基础生态学和系统学等学科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生态工程概念点拨生态工程的兴起科技探索之路：污染转移节能减排=拉闸限电?•1987年，WCED在《我们共同的未来》中提出了“可持续发展”的战略思想能够举例说明生态工程基本原理的主要内容重点提醒二、关注生态工程建设（阅读P107资料分析，分组讨论）分析传统经济模式下出现的一些问题一、生态工程建设的目的是什么？P107第一段资料分析一：1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？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。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。石油农业时代下的“肥慌”化肥价格持续走高资料二1、石油农业的概念（见小知识）2、石油农业的优势：高产、高效、省时、省力；提高农业生产效率和农产品产量，解决粮食需求的矛盾。3、石油农业的弊端：高投入、高成本、高污染资料分析2问题讨论1.你对“石油农业”是如何理解的？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3.如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？应该大力发展生态农业施用高效、低毒、低残留的农药，多施有机肥4.石油农业的生产模式应当怎样改进？20世纪90年代后期，长江流域经常发生洪灾，究其原因是上游地区对森林的过度采伐，中游围湖造田蓄洪能力锐减，这能反映出经济发展模式存在的问题是()•A.过度依赖煤、石油等能源•B.不注重生态环境的保护，没有考虑生态成本•C.过分依赖农家肥，造成土壤结构破坏•D.对水资源缺少足够的认识B随堂演义１．传统经济模式：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，并造成环境污染。２．为了可持续发展，走生态经济之路。为什么要进行生态工程建设？什么是生态经济？P1081.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√随堂演义2.（多选）生态工程体系的特点是A．少消耗B．多效益C．可持续D．多投资√√√•金版学案P781-51、物质循环再生原理三、生态工程所遵循的基本原理2、物种多样性原理3、协调与平衡的原理4、整体性原理5、系统学和工程学原理1.物质循环再生原理理论基础：物质循环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。含义：物质循环再生原理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。无废弃物农业----通过积极种植能固氮的豆科作物，以及收集一切可能的有机物质，包括人畜粪便、枯枝落叶、残羹剩饭、河泥等，采用堆肥和沤肥等多种方式，把它们转变为有机肥料，施用到农田中，改善了土壤结构；培育了土壤微生物；实现了土壤养分（N、P、K）循环利用。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。阅读P110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？2、生态工程所遵循的基本原理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。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？物种多样性原理生物多样性很高的珊瑚礁维持的很好3、协调与平衡原理由于周边城市、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理论基础：生物与环境的协调与平衡3、协调与平衡原理协调：主要是指生物与环境之间的协调（强调生物要与环境相适应）平衡：物种的数量要与环境的负载能力要平衡生态工程设计与建设是要考虑：生物要与环境相适应，物种的数量要与环境的负载能力要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。环境承载力又称环境容纳量是指某种环境所能养活的生物种群的数量。3、协调与平衡原理4、整体性原理整体指社会-经济-自然复合成的巨大系统例：林业工程建设中的问题一方面号召农民种树，另一方面要考虑农民的生活问题生产成本消费效益经济系统植物动物微生物非生物的因素自然系统政策管理科学文化社会系统只有应用整体性原理,才能统一协高当前与长远、局部与整体、开发与环境建设之间的关系，保障生态系统的平衡和稳定理论基础：社会、经济、自然复合系统5、系统学和工程学原理⑴系统的结构决定功能原理生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。⑵系统整体性原理系统各组分之间要在适当的比例关系，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+12”。理论基础：分布式优于集中式和环式理论基础：整体功能大于部分之和⑴系统结构决定功能原理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？5、系统学和工程学原理高效生态系统生态工程之沼气工程生态工程之沼气工程（2）系统整体性原理你能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗?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+12”。珊瑚礁“白化”豆科作物和固氮菌的共生我市某校研究性学习小组同学前往市郊调查农业生态系统，经过交流和修改后绘制出了下图，请据图回答有关问题。(1)流入这一生态系统的能量是______________，能量流动的特点是______________。(2)图示的生态系统能充分利用废弃物中的能量，形成“无废弃物农业”，这主要是遵循生态工程________原理，与此密切相关的生物为__________________。答案：(1)农作物固定的太阳能单向流动、逐级递减(2)物质循环再生腐生细菌和真菌(3)自我调节施肥、灌溉和控制病虫害(答1点即可)(3)如果要提高农业生态系统的稳定性，一方面，对生态系统的利用不能超过生态系统的__________能力；另一方面，应实施相应的物质和能量投入，例如__________(写出1点即可)，以保证生态系统内部结构和功能的协调在我国的生态工程建设中，人为调控仍起着较大的作用，强调因地制宜地调整生态系统的结构和功能；调控生态系统内形成互利共生网络；多层次分级利用物质、能量；促进系统的良性循环，以达到经济、生态和社会效益的统一。