【生物】生态工程第一课时 2023-2024学年高二生物同步备课优选课件(人教版2019选择性必修2).pptx
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1、人教版 选择性必修二第四章 第3节生态工程(第一课时)问题探讨问题探讨 在在20082008年北京奥运会的筹办过程中,奥林匹克森年北京奥运会的筹办过程中,奥林匹克森林公园是一个重要建设项目。公园所在地原来主要林公园是一个重要建设项目。公园所在地原来主要是普通村落和农田。是普通村落和农田。20022002年招标设计,年招标设计,20052005年开工建年开工建设,设,20082008年建成。公园建设坚持年建成。公园建设坚持“绿色奥运绿色奥运”的理的理念,念,充分利用了原有地貌和植被,采用了营造近自充分利用了原有地貌和植被,采用了营造近自然林系统、废物资源循环利用等多项生态技术然林系统、废物资源循
2、环利用等多项生态技术。例。例如,公园的水系建设采用了雨水收集、污水利用、如,公园的水系建设采用了雨水收集、污水利用、中水净化、智能化灌溉和生态防渗等中水净化、智能化灌溉和生态防渗等环保技术环保技术。1.农农田田弃弃耕耕后后,在在自自然然状状态态下下也也可可以以演演替替为为森森林林,为为什什么么还还要要人人工工造造林林呢呢?弃耕的农田在自然状态下演替为森林需要经过数十年甚至更长的时间,弃耕的农田在自然状态下演替为森林需要经过数十年甚至更长的时间,而利用而利用生态工程原理生态工程原理进行人工造林,可以进行人工造林,可以缩短建设周期缩短建设周期,在较短时间内,在较短时间内获得获得生态效益生态效益。问
3、题探讨问题探讨 在在20082008年北京奥运会的筹办过程中,奥林匹克森年北京奥运会的筹办过程中,奥林匹克森林公园是一个重要建设项目。公园所在地原来主要林公园是一个重要建设项目。公园所在地原来主要是普通村落和农田。是普通村落和农田。20022002年招标设计,年招标设计,20052005年开工建年开工建设,设,20082008年建成。公园建设坚持年建成。公园建设坚持“绿色奥运绿色奥运”的理的理念,念,充分利用了原有地貌和植被,采用了营造近自充分利用了原有地貌和植被,采用了营造近自然林系统、废物资源循环利用等多项生态技术然林系统、废物资源循环利用等多项生态技术。例。例如,公园的水系建设采用了雨水
4、收集、污水利用、如,公园的水系建设采用了雨水收集、污水利用、中水净化、智能化灌溉和生态防渗等中水净化、智能化灌溉和生态防渗等环保技术环保技术。2.生态工程提出的背景是什么?生态工程提出的背景是什么?1、生态工程提出的背景人口增长人口增长人类活动人类活动全球生态环全球生态环境危机境危机人类可持续发展受到影响人类可持续发展受到影响解决环境与经济与解决环境与经济与协调发展协调发展生态工程生态工程导致导致导致导致需要需要需要需要生态工程是可持续发展的重要手段。生态工程是可持续发展的重要手段。大量的化肥农药,使土壤结构被破坏,变得板结,坚硬,沙漠化围湖造田毁林种地2、原因:一、关注生态工程建设3、概念:
5、指指人类应用人类应用_的基本原理和方法,的基本原理和方法,对人工生态系统进行对人工生态系统进行_,或或对已被破坏的生态对已被破坏的生态环境进行了环境进行了_,从而从而_或或_,促进人类促进人类_的系统工程技术或综合工艺过程。的系统工程技术或综合工艺过程。分析分析、设计和设计和调控调控生态学和系统学等学科生态学和系统学等学科提高生态系统的生产力提高生态系统的生产力修复、重建修复、重建改善生态环境改善生态环境社会和自然环境的和谐发展社会和自然环境的和谐发展原理手段结果4、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,遵循生态学规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达到达到经济效
6、益和生态效益的同步发展经济效益和生态效益的同步发展。5、优点:是一类是一类少消耗、多效益、可持续少消耗、多效益、可持续的工程体系。的工程体系。一、关注生态工程建设习题检测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、自生”的原则D.实施生态工程的目的是环境保护D 奥森水域奥森水域面积小且封闭、易污染、缺少完整食物链,因此水体容易发生富营养面积小且封闭、易污染、缺少完整食物链,因此水体容易发生富营养化,产生水华化,产生水华。为评估奥森主湖水体生态系统的状况,提出水质净化有效
7、措施,研。为评估奥森主湖水体生态系统的状况,提出水质净化有效措施,研究人员借助究人员借助AquatoxAquatox模型软件对公园水体生态系统进行了模拟研究。模型软件对公园水体生态系统进行了模拟研究。设计思路设计思路:设置设置空白对照组(模型空白对照组(模型1 1:自然水域,无人工净水系统):自然水域,无人工净水系统)和和实验组(模型实验组(模型2 2:使用人工净水系统,进水口增加人工湿地):使用人工净水系统,进水口增加人工湿地),其他变量一致。模拟期限设定为,其他变量一致。模拟期限设定为5 5年(即年(即5 5个植物生长期)个植物生长期)相关数据:本研究中,以高等植物相关数据:本研究中,以高
8、等植物每年的长势每年的长势作为判断生态系统稳定性高低和人工作为判断生态系统稳定性高低和人工净水措施可持续性的指标。实验中选择了净水措施可持续性的指标。实验中选择了3 3种代表植物,通过观察这些植物的生物种代表植物,通过观察这些植物的生物量变化建立模拟曲线,实验结果如下图。量变化建立模拟曲线,实验结果如下图。设计思路设计思路:设置设置空白对照组(模型空白对照组(模型1 1:自然水域,无人工净水系统):自然水域,无人工净水系统)和和实验组(模型实验组(模型2 2:使用人工净水系统,进水口增加人工湿地):使用人工净水系统,进水口增加人工湿地),其他变量一致。模拟期限设定为,其他变量一致。模拟期限设定
9、为5 5年(即年(即5 5个植物生长期)个植物生长期)相关数据:本研究中,以高等植物相关数据:本研究中,以高等植物每年的长势每年的长势作为判断生态系统稳定性高低和人工作为判断生态系统稳定性高低和人工净水措施可持续性的指标。实验中选择了净水措施可持续性的指标。实验中选择了3 3种代表植物,通过观察这些植物的生物种代表植物,通过观察这些植物的生物量变化建立模拟曲线,实验结果如下图。量变化建立模拟曲线,实验结果如下图。任务1二、生态工程所遵循的基本原理实验组模型实验组模型2 2(使用人工净水系统,进水口增加人工湿地)(使用人工净水系统,进水口增加人工湿地)问题问题1 1:模型:模型2 2在在进水口增
10、加了人工湿地,对入水进行一定的净化进水口增加了人工湿地,对入水进行一定的净化。与模型。与模型1 1相比,相比,模型模型2 2中三种植物的长势是否有变化,请你推测,哪个模型的生态系统稳定性更高。中三种植物的长势是否有变化,请你推测,哪个模型的生态系统稳定性更高。模型模型2 2中苦草长势几乎不怎么变化,菹草长势增加,水藓长势下降。模型中苦草长势几乎不怎么变化,菹草长势增加,水藓长势下降。模型2 2的生态的生态系统稳定性更高。系统稳定性更高。空白对照组模型空白对照组模型1 1(自然水域,无人工净水系统)(自然水域,无人工净水系统)二、生态工程所遵循的基本原理空白对照组模型空白对照组模型1 1(自然水
11、域,无人工净水系统)(自然水域,无人工净水系统)实验组模型实验组模型2 2(使用人工净水系统,进水口增加人工湿地)(使用人工净水系统,进水口增加人工湿地)问题问题2 2 请利用生态学知识提高模型请利用生态学知识提高模型1 1稳定性的新措施。稳定性的新措施。增加水体植物的天敌、增加水体植物的天敌、增加沉水植物和挺水植物的组合配植增加沉水植物和挺水植物的组合配植二、生态工程所遵循的基本原理空白对照组模型空白对照组模型1 1(自然水域)(自然水域)实验组模型实验组模型2 2(增加人工湿地)(增加人工湿地)问题问题3 3:加入田螺后生态系统稳定性有何变化?分析产生这种变化的原因。:加入田螺后生态系统稳
12、定性有何变化?分析产生这种变化的原因。底栖动物的加入完善了湖水中的生态系统,增加了底栖动物的加入完善了湖水中的生态系统,增加了“植物植物田螺田螺鲤鱼鲤鱼”这一这一条食物链,加速了营养物质和能量从植物到鲤鱼的传递。一方面由于条食物链,加速了营养物质和能量从植物到鲤鱼的传递。一方面由于鲤鱼的食物来鲤鱼的食物来源增加,模型可承载的鲤鱼生物量增大源增加,模型可承载的鲤鱼生物量增大;另一方面另一方面水藓和浮游植物由于田螺的摄食,水藓和浮游植物由于田螺的摄食,生物量维持在较低的水平。生物量维持在较低的水平。实验组模型实验组模型3 3(加入田螺摄食有机碎屑、苔加入田螺摄食有机碎屑、苔藓类植物也是鲤鱼的食物之
13、一藓类植物也是鲤鱼的食物之一)二、生态工程所遵循的基本原理1.概念:自生由而产生的_、_、_、自我更新和维持就是系统的自生。生物组分自我优化自我调节自组织2.理论基础生态系统的自我调节能力3.应用措施有效选择并合理布设生物组分创造有益于生物组分的条件这是系统或工程能否形成自组织能力的基础条件适当提高生物多样性个体水平:系统水平:生物能够进行新陈代谢、再生更新等生物之间通过各种相互作用(特别是种间关系)进行自组织,实现系统结构与功能的协调,形成有序的整体二、生态工程所遵循的基本原理a.a.选择污染物净化能力较强的选择污染物净化能力较强的多种多种水水生植物生植物4.实例实例 湿地生态工程湿地生态工
14、程【思考【思考】为什么提高生物多样性程度,有助于生态系统维持自生能力?为什么提高生物多样性程度,有助于生态系统维持自生能力?提高生物多样性程度,利用种群之间互利共存的关系,构建复合群提高生物多样性程度,利用种群之间互利共存的关系,构建复合群落,这样即使某个种群消亡,其他种群也能弥补上来。落,这样即使某个种群消亡,其他种群也能弥补上来。自生有效选择并合理布设生物组分二、生态工程所遵循的基本原理 a.a.选择污染物净化能力较强的选择污染物净化能力较强的多种多种水生植物水生植物b.b.考虑这些植物各自考虑这些植物各自生态位差异生态位差异,以,以及它们之间的及它们之间的种间关系种间关系,通过,通过合理
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