1、人教版高中生物選修3單位：哈爾濱第十一中學(xué) 作者 楊晶5.1生態(tài)工程的基本原理理論基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科技術(shù)手段通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)控和技術(shù)組裝操作過(guò)程對(duì)已被破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)、重建，對(duì)造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力最終目的促進(jìn)人類社會(huì)和自然環(huán)境的和諧發(fā)展一、生態(tài)工程概念點(diǎn)撥生態(tài)工程不是一下了就產(chǎn)生的。請(qǐng)大家翻開課本P106，看科技探索之路有關(guān)內(nèi)容，了解生態(tài)工程興起，談?wù)劷?jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境的關(guān)系。結(jié)合課本107-108資料1-2，討論以下問題：（1）導(dǎo)致1998年長(zhǎng)江洪水泛濫的主要原因是什么？（2）洪災(zāi)的發(fā)生反映出經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式存在什么問題？（3）你對(duì)“石油農(nóng)業(yè)”

2、是如何理解的？（4）“石油農(nóng)業(yè)”的生產(chǎn)模式應(yīng)當(dāng)怎樣改進(jìn)？教學(xué)目標(biāo) 新課講解1998年長(zhǎng)江洪水泛濫（1）導(dǎo)致1998年長(zhǎng)江洪水泛濫的主要原因是什么？根本原因：長(zhǎng)江上游亂砍濫伐森林，水源涵養(yǎng)和水土保持功能急劇降低，造成大量泥沙淤積河道；中游圍湖造田、亂占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面積急劇減少。直接原因：1998年度的罕見降雨。但這也與全球溫室氣體排放量增加而導(dǎo)致的溫度升高、氣候異常有關(guān)。（2）洪災(zāi)的發(fā)生反映出經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式存在什么問題？提示傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式不注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，沒有考慮生態(tài)成本，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以巨大的生態(tài)環(huán)境破壞為代價(jià)。（3）.你對(duì)“石油農(nóng)業(yè)”是如何理解的？“石油農(nóng)業(yè)”大量使用化肥、

3、農(nóng)藥和機(jī)械的生產(chǎn)方式，因?qū)κ偷饶茉从懈叨鹊囊蕾囆远妹Ｋ艳r(nóng)業(yè)生產(chǎn)這一復(fù)雜的生物過(guò)程，變成了簡(jiǎn)單的機(jī)械過(guò)程和化學(xué)過(guò)程。由于其投入高，產(chǎn)出也高，對(duì)糧食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用，但同時(shí)它所產(chǎn)生的廢棄物和有害物質(zhì)的數(shù)量也很龐大，大大削弱了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和持續(xù)生產(chǎn)力，并造成日益嚴(yán)重的農(nóng)產(chǎn)品污染和環(huán)境污染等問題。（4） “石油農(nóng)業(yè)”的生產(chǎn)模式應(yīng)當(dāng)怎樣改進(jìn)？提示在不同的國(guó)家有不同的改進(jìn)措施。例如，在我國(guó)，人多地少，應(yīng)該大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。實(shí)施的具體措施包括：可以根據(jù)田間作物的需要適量施用高效、低毒、低殘留的農(nóng)藥，多施有機(jī)肥，提高作物對(duì)水、肥等資源的利用效率，對(duì)作物秸稈和畜禽糞便進(jìn)

4、行再利用，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的多級(jí)利用，等等。一方面要不斷提高土地的產(chǎn)出水平；另一方面要減少農(nóng)業(yè)活動(dòng)對(duì)環(huán)境的污染，促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。有沒有一種既能快速發(fā)展經(jīng)濟(jì)，又能保護(hù)環(huán)境的戰(zhàn)略方針？二、生態(tài)經(jīng)濟(jì)： 生態(tài)經(jīng)濟(jì)主要是通過(guò)實(shí)行“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的原則， 使一個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物，能夠成為本系統(tǒng)或另一個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)原料，從而實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化，而實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)最重要的手段之一就是生態(tài)工程。三、生態(tài)工程所遵循的基本原理探究1物質(zhì)循環(huán)再生原理請(qǐng)大家閱讀109文字表述和圖示，思考以下問題。1.物質(zhì)循環(huán)再生原理的含義是什么？2.從中我們可以總結(jié)出什么規(guī)律？1.物質(zhì)循環(huán)再生原理 實(shí)現(xiàn)能量、物質(zhì)的多級(jí)利用，提高能量、物質(zhì)的利用率

5、,減少對(duì)環(huán)境的污染；但并不能提高能量的傳遞效率。探究2物種多樣性原理請(qǐng)大家閱讀110資料分析文字介紹和圖示，思考以下問題。1.為什么樟子松林的松毛蟲會(huì)肆虐，幾十億株楊樹會(huì)毀于一旦？而珊瑚礁區(qū)卻能夠在養(yǎng)分稀少的深海中，保持著很高的生物多樣性？2.從中我們可以總結(jié)出什么規(guī)律？三北防護(hù)林的遼寧西部建設(shè)中，種植純樟子松林生物多樣性低，食物鏈短而單調(diào)，缺少松毛蟲的天敵，使得偶然滋生的松毛蟲肆虐一時(shí)，造成樟子松林奄奄一息，成為鳥獸了無(wú)蹤影的不毛之地。生物多樣性很高的珊瑚礁維持的很好物種的豐富度越高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性越高。生物多樣性程度高，可以為各類生物的生存提供多種機(jī)會(huì)和條件。眾多的生物通過(guò)食物鏈關(guān)系互相依

6、存，就可以在有限的資源條件下，產(chǎn)生或容納更多的生物量，提高系統(tǒng)生產(chǎn)力。 2.物種多樣性原理（生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性） 探究3協(xié)調(diào)與平衡原理請(qǐng)大家閱讀111資料分析文字介紹和圖示，思考以下問題。1.西部大開發(fā)”是國(guó)家為振興西部而提出的宏觀決策，其中很重要的一項(xiàng)內(nèi)容就是生態(tài)工程建設(shè)。從協(xié)調(diào)與平衡原理出發(fā)，想一想，在我國(guó)西北地區(qū)進(jìn)行防護(hù)林建設(shè)時(shí)，應(yīng)選擇哪些樹種？如果在該地區(qū)發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè)，你認(rèn)為應(yīng)該注意什么問題？2.水葫蘆和藻類瘋長(zhǎng)、西北地區(qū)楊樹的衰敗，說(shuō)明什么問題？從中我們可以總結(jié)出什么規(guī)律？資料分析討論：水葫蘆泛濫對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成影響 西北地區(qū)年降雨量450nm，只適宜種植灌木和草的地區(qū)，卻被硬性規(guī)定種

7、植屬于喬木的楊樹，“楊家將”因?yàn)椴贿m應(yīng)長(zhǎng)成了“小老頭”，防護(hù)林變成了殘敗的“灰色長(zhǎng)城”。摩洛哥會(huì)爬樹的山羊牲畜數(shù)量不能超過(guò)環(huán)境的承載量才能維持平衡3、協(xié)調(diào)與平衡原理理論基礎(chǔ)：生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡探究4整體性原理師：在進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時(shí)，不但要考慮到自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，更重要的是，還要考慮到經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等系統(tǒng)的影響力。請(qǐng)大家閱讀112介紹和圖示，思考以下問題。1.在進(jìn)行林業(yè)工程建設(shè)時(shí)，如何處理農(nóng)民種樹、農(nóng)民生活問題的關(guān)系？2.從中我們可以總結(jié)出什么規(guī)律？老師指導(dǎo)同學(xué)們相互交流，并點(diǎn)評(píng)、補(bǔ)充，糾正。4、整體性原理生產(chǎn) 成本消費(fèi)效益經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)植物動(dòng)物微生物非生物的因素自然系統(tǒng)政策管理科學(xué)文化社會(huì)系統(tǒng)例

8、：林業(yè)工程建設(shè)中的問題一方面號(hào)召農(nóng)民種樹，另一方面要考慮農(nóng)民的生活問題整體指社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合而成的巨大系統(tǒng)探究5系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理請(qǐng)大家閱讀112-113介紹和圖示，思考以下問題。1一個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能有什么關(guān)系呢，你能否用生活中的例子加以說(shuō)明？2.一個(gè)系統(tǒng)中各組分的功能和總體功能有什么關(guān)系？3.你能舉例說(shuō)明系統(tǒng)整體功能大于部分之和的例子嗎？5、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理（1）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功自作主張能原理運(yùn)用：改善和優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)理論基礎(chǔ)：分布式優(yōu)于集中式和環(huán)式例：桑基魚塘模式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定功能原理（2）系統(tǒng)整體性原理 系統(tǒng)各組分之間要有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系，只有這樣才能順利完成能量、物質(zhì)、信息等的

9、轉(zhuǎn)換和流通，并且實(shí)現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果，即“1+12”.理論基礎(chǔ)：整體功能大于部分之和 你能舉出系統(tǒng)整體功能大于部分之和的例子嗎?系統(tǒng)整體性原理 1.列表比較生態(tài)工程遵循的原理理論基礎(chǔ)內(nèi)容意義舉例物質(zhì)循環(huán)再生原理物質(zhì)循環(huán)物質(zhì)能夠在各類生態(tài)系統(tǒng)中進(jìn)行區(qū)域小循環(huán)和全球物質(zhì)大循環(huán)，循環(huán)往復(fù)，分層分級(jí)利用，從而達(dá)到取之不盡，用之不竭的效果避免環(huán)境污染及對(duì)其他系統(tǒng)穩(wěn)定性和發(fā)展的影響無(wú)廢棄物農(nóng)業(yè)物種多樣性原理生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性物種多，營(yíng)養(yǎng)關(guān)系復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的抵抗力穩(wěn)定性，生物多樣性程度高，可以為各類生物提供多種機(jī)會(huì)和條件。營(yíng)養(yǎng)關(guān)系越復(fù)雜，有限資源下就可以容納更多的生物量避免生態(tài)系統(tǒng)結(jié)

10、構(gòu)和功能失衡單純林引起的“綠色荒漠”問題協(xié)調(diào)與平衡原理生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡生物與環(huán)境平衡，需要考慮環(huán)境承載力，即指某種環(huán)境所能養(yǎng)活的生物種群的最大數(shù)量避免生態(tài)系統(tǒng)的失衡和破壞赤潮和水華等水體富營(yíng)養(yǎng)化問題整體性原理社會(huì)自然經(jīng)濟(jì)復(fù)合系統(tǒng)生態(tài)工程的建設(shè)，既要考慮自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，還要考慮社會(huì)和經(jīng)濟(jì)等系統(tǒng)的影響力統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關(guān)系，保障系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定林業(yè)建設(shè)中自然生態(tài)系統(tǒng)與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的關(guān)系問題系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理：分布式優(yōu)于集中式和環(huán)式生態(tài)工程需要考慮系統(tǒng)內(nèi)部不同組分之間的結(jié)構(gòu)，通過(guò)改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu)，達(dá)到改善系統(tǒng)功能的目的改善和優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以改善功能桑基魚塘系統(tǒng)整體性原理：整體大于部分之和系統(tǒng)各組分之間要有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系,只有這樣才能順利完成能量、物質(zhì)、信息等的轉(zhuǎn)換和流通，并且實(shí)現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果保持較高的系統(tǒng)生產(chǎn)力藻類和珊瑚蟲的關(guān)系 2.整體性原理和系統(tǒng)整體性原理有何不同？（1）整體性原理指社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然三方面協(xié)調(diào)統(tǒng)一，保障整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定與平衡。如林業(yè)建設(shè)中自然系統(tǒng)、社會(huì)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的關(guān)系問題，即種樹的同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)收入、糧食、燃料等問題。（2）系統(tǒng)整體性原理指整體大于部分之和，目的是保持系統(tǒng)有很高的生產(chǎn)力，具體