第4章

人與環境

地球是人類賴以生存的唯一家園。數十億年生命的進化，不斷改變地球的環境，使地球從不毛之地，逐漸演變成生命的樂園。然而，隨著人類的出現和人口的增多，人類的活動在很大程度上改變了地球的環境，使這個星球上許多生物的生存受到嚴重威脅，也危及人類自身的生存和發展。

在對待地球家園的問題上，人類再也不能只知索取，不知保護；更不能只圖眼前利益，不顧長遠利益。只有正確處理人與資源、環境的關系，走可持續發展之路，才是人類唯一正確的選擇。第3節

生態工程（第1課時）02概述生態工程的基本原理，舉例說出自生、循環、協調和整體原理的主要內容。通過分析和評價生態工程的實例，說出這些實例所運用的生態工程基本原理。概述生態工程的概念，關注生態工程的建設。目標0103學習目標通過評述生態工程的發展前景，增強生態文明意識。04

在2008年北京奧運會的籌辦過程中，奧林匹克森林公園是一個重要建設項目。公園所在地原來主要是普通村落和農田。2002年招標設計，2005年開工建設，2008年建成。公園建設堅持“綠色奧運”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、廢物資源循環利用等多項生態技術。例如，公園的水系建設采用了雨水收集、污水利用、中水凈化、智能化灌溉和生態防滲等環保技術。1、農田棄耕后,在自然狀態下也可以演替為森林,為什么還要人工造林呢？

棄耕的農田在自然狀態下演替為森林需要經過數十年甚至更長的時間，而利用生態工程原理進行人工造林，可以縮短建設周期，在較短時間內獲得生態效益。問題探討討論：

在2008年北京奧運會的籌辦過程中，奧林匹克森林公園是一個重要建設項目。公園所在地原來主要是普通村落和農田。2002年招標設計，2005年開工建設，2008年建成。公園建設堅持“綠色奧運”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、廢物資源循環利用等多項生態技術。例如，公園的水系建設采用了雨水收集、污水利用、中水凈化、智能化灌溉和生態防滲等環保技術。2、為什么要先做森林公園的整體設計再開工呢？對森林公園先進行整體設計利用了生態工程的基本原理，以生態系統的自組織、自我調節功能為基礎，遵循生態系統自生、循環、協調和整體的基本原理，充分發揮資源的生產潛力，既防止了環境的污染，又達到了經濟效益和生態效益的同步發展。問題探討討論：

在2008年北京奧運會的籌辦過程中，奧林匹克森林公園是一個重要建設項目。公園所在地原來主要是普通村落和農田。2002年招標設計，2005年開工建設，2008年建成。公園建設堅持“綠色奧運”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、廢物資源循環利用等多項生態技術。例如，公園的水系建設采用了雨水收集、污水利用、中水凈化、智能化灌溉和生態防滲等環保技術。3、公園建設為什么要充分利用原有的地貌和植被，營造近自然林系統呢？公園建設充分利用原有的地貌和植被，營造近自然林系統是利用了生態工程自生的原理和協調的原理，充分考慮原有生物組分布局和它們生長、發育、繁殖及形成共存互利關系等條件，通過系統的自組織、自我優化、自我調節、自我更新維持系統的穩定。問題探討討論：1.實施生態工程的背景20世紀60年代以來，全球經濟進入了快速增長階段，人們生活水平提高、人口迅速增長，人類也隨之更多地從自然中索取。毀林種地，圍湖造田，大量使用化肥、農藥等農業生產方式，以及工業的迅猛發展，正在大量消耗自然資源。一、關注生態工程建設

這樣的生產方式，已經嚴重影響了人類的可持續發展。為了實現可持續發展，經濟發展必須符合生態學規律。改變“人類能征服自然”的錯誤觀念，旨在解決環境與經濟發展協調問題的一門新學科——生態工程應運而生并迅速發展。毀林種地毀林種地毀林種地圍湖造田圍湖造田圍湖造田大量使用化肥、農藥大量使用化肥、農藥大量使用化肥、農藥一、關注生態工程建設1.實施生態工程的背景

是指人類應用生態學和系統學等學科的基本原理和方法，對人工生態系統進行分析、設計和調控，或對已被破壞的生態環境進行了修復、重建，從而提高生態系統的生產力或改善生態環境，促進人類社會與自然環境和諧發展的系統工程技術或綜合工藝過程。一遵循生態學原理，充分發揮資源的生產潛力，防止環境污染，達到經濟效益和生態效益的同步發展。關注生態工程建設關注生態工程建設①概念：分析、設計和調控原理方法手段結果②目的：一、關注生態工程建設2.生態工程

生態工程是人類學習自然生態系統“智慧”的結晶，是生態學、工程學、系統學、經濟學等學科交叉而產生的應用學科。生態工程以生態系統的自組織、自我調節功能為基礎。整體、協調、循環、自生等

是指人類應用生態學和系統學等學科的基本原理和方法，對人工生態系統進行分析、設計和調控，或對已被破壞的生態環境進行了修復、重建，從而提高生態系統的生產力或改善生態環境，促進人類社會與自然環境和諧發展的系統工程技術或綜合工藝過程。一遵循生態學原理，充分發揮資源的生產潛力，防止環境污染，達到經濟效益和生態效益的同步發展。關注生態工程建設關注生態工程建設①概念：原理方法手段結果②目的：一、關注生態工程建設2.生態工程③特點：少消耗、多效益、可持續1.下列不屬于生態工程建設目的的是(

)

A.對造成環境污染和破壞的傳統生產方式進行改善

B.充分發揮資源的生產潛力,防止環境污染

C.單純追求糧食產量

D.達到經濟效益和生態效益的同步發展

C鞏固訓練

2.下列關于生態工程的敘述,錯誤的是 (

)

A.當人類賴以生存的生態系統出現嚴重問題時,生態工程

應運而生

B.生態工程能減少環境污染

C.生態工程以犧牲環境和資源為前提,生產出更多的產品

D.生態工程力求達到生態效益、經濟效益和社會效益的

協調統一C鞏固訓練

生態工程以生態系統的_______、_________功能為基礎,遵循______、______、_____、_____等生態學基本原理。自組織自我調節整體循環協調自生二、生態工程所遵循的基本原理(一)自生原理1、定義：在生態系統中由_________而產生的________、________、_________、_________和______就是系統的自生。生物組分自組織自我優化自我調節自我更新維持2、理論基礎：生態系統的自我調節能力生物本身：生物之間：生物能夠進行新陳代謝、再生更新等生物之間通過各種相互作用（特別是種間關系）進行自組織，實現系統結構與功能的協調，形成有序的整體。二、生態工程所遵循的基本原理3、實施措施：(1)有效選擇生物組分并合理布設。(這是系統或工程能否形成自組織能力的基礎條件)①選擇污染物凈化能力較強

的多種水生植物②還需要考慮這些植物各自

的生態位差異，以及它們

之間的種間關系，通過合

理的人工設計，使這些物

種形成互利共存的關系。

應盡量提高生物多樣性程度，利用種群之間互利共存關系，構建復合的群落。二、生態工程所遵循的基本原理(一)自生原理例如：在濕地修復過程中3、實施措施：(2)要創造有益于生物組分的生長、發育、繁殖，以及它們形成

互利共存關系的條件。二、生態工程所遵循的基本原理(一)自生原理

濕地生態工程中，移除水體中富營養化沉積物和有毒物質、降低水體污染物，增加水體溶氧量，可以改善水生生物的生存環境，從而有利于生態系統的自生。

應用太陽能水生態修

復系統改善湖水水質(1)有效選擇生物組分并合理布設。思考1、為什么提高生物多樣性程度，有助于生態系統維持

自生能力？2、使物種之間形成互利共存的關系應考慮哪些因素？

提高生物多樣性程度，利用種群之間互利共存的關系，構建復合群落，這樣即使某個種群消亡，其他種群也能彌補上來，從而有助于生態系統維持自生能力。

考慮生物之間生態位的差異，以及它們之間的種間關系

通過系統設計實現不斷循環，使前一環節產生的廢物盡可能地被后一環節利用，減少整個生產環節“廢物”的產生。1、定義：

是指在生態工程中__________________________，既保證__________________，也保證________________________。促進系統的物質遷移與轉化各環節物質遷移順暢主要物質或元素的轉化率較高物質儲存空間的改變物質存在形式的改變2、理論基礎：生態系統的物質循環功能3、實施措施：4、優點：二、生態工程所遵循的基本原理(二)循環原理實現物質多級循環利用，廢棄物資源化，減少污染。

通過積極種植能夠固氮的豆科作物，以及收集一切可能的有機物質，包括人畜糞便、枯枝落葉，殘羹剩飯、河泥、炕土、老墻土以及農產品加工過程中的廢棄物等，采用堆肥和漚肥等多種方式，把它們轉變為有機肥料，施用到農田中，保證了土壤的肥力，改善了土壤結構；培育了土壤微生物；實現了土壤養分如氮、磷、鉀及微量元素的循環利用。二、生態工程所遵循的基本原理5、實例：無廢棄物農業“無廢棄物農業”物質循環再生示意圖

有人說，過度從土地索取導致土地退化，是有些古文明中斷的一個重要原因，我國幾千年的農業發展沒有出現這一問題，這是中華文明數千年延續不斷的條件之一。你認同這一觀點嗎？請查找資料，對這一觀點作出評析。

認同。

歷史上美索不達米亞、小亞細亞等地居民毀林造田，使那里成為不毛之地，而中華文明在“天人合一”“道法自然”等生態智慧和“仁民愛物”“民胞物與”等生態倫理的指導下，生生不息、源遠流長。旁欄思考1、定義：是指在進行生態工程建設時，需要考慮生物與環境、生物與生物的協調與適應的問題。2、實施措施：(1)需要考慮生物與環境、生物與生物之間要協調與適應二、生態工程所遵循的基本原理(三)協調原理

我國西北一些地區年降雨量小于450mm.是只適宜種植灌木和草本植物的地區、但卻被硬性規定種植喬木類的楊樹，由于環境不利于楊樹的生長，這里許多楊樹長得十分矮小，枯枝很多，半死不活，遠不如當地樹種那樣有較高的生態適應性，導致一些地區種植的防護林成了殘敗的“灰色長城”。2、實施措施：(1)需要考慮生物與環境、生物與生物之間要協調與適應(2)需要考慮環境容納量。二、生態工程所遵循的基本原理(三)協調原理過度放牧導致草場退化3、意義：生物數量不超過環境承載力，避免系統的失衡和破壞。

從協調原理出發，想一想，在我國西北地區進行防護林建設，應選擇哪些樹種？如果在該地區發展畜牧養殖業，你認為應該注意什么問題？我國西部地區缺雨干旱，土壤較為貧瘠，應該選擇適合當地自然環境條件的樹種，如沙棘、山杏、刺槐、小葉錦雞兒等。

在西北地區發展畜牧養殖業，應該注意牲畜數量不能超過草地的承載力(環境容納量)。旁欄思考1、定義：2、理論基礎：二、生態工程所遵循的基本原理(四)整體原理生態工程建設要以_______為指導，不僅考慮_____生態系統的規律，更要考慮_____和______等系統的影響力；整體觀自然經濟社會人類處在一個社會—經濟—自然復合而成的巨大系統中。要遵從自然生態系統的規律更要考慮經濟和社會的影響力(1)要遵從自然生態系統的規律，各組分之間要有適當的比例，

不同組分之間應構成有序的結構，通過改變和優化結構，

達到改善系統功能的目的。(2)人類處在一個社會—經濟—自然復合而成的巨大系統中。

進行生態工程建設時，不僅要考慮自然生態系統的規律，

更要考慮經濟和社會等系統的影響力二、生態工程所遵循的基本原理(四)整體原理3、實施措施：二、生態工程所遵循的基本原理(四)整體原理只有應用整體原理,才能統一協調當前與長遠、局部與整體、開發建設與環境保護之間的關系,保障生態系統的平衡和穩定4、實例：5、意義：在進行林業工程建設時，一方面要號召農民種樹，另一方面一定要考慮貧困地區農民的生活問題，如糧食、燒柴以及收入等問題。理論基礎意義實例自生自組織、自我優化、自我調節、自我更新和維持實現系統結構和功能的協調，形成有序的整體濕地生態系統的修復循環物質循環通過系統設計實現循環，使前一環節產生的廢物盡可能被后一環節利用，減少整個生產環節廢物的產生無廢棄物農業協調生物與生物、生物與環境的協調與適應生物數量不超過環境承載力，避免系統的失衡和破壞西北地區不適于種植喬木類的楊樹整體社會、經濟、自然構成的復合系統統一協調各種關系，保障生態系統的平衡和穩定林業建設中自然系統與社會、經濟系統的關系問題二、生態工程所遵循的基本原理核心詞提高生物多樣性，創造有益于生物形成互利共存關系的條件物質循環無廢棄物各組分之間要有適當的比例，自然（生態）、經濟、社會結合生物與生物之間、生物與環境之間協調，考慮環境容納量現學現用：

現學現用：寫出下列例子主要涉及到的生態工程原理①沼氣池——遵循了_____原理②在人工林增加植被層次——遵循了_____原理③“落紅不是無情物，化作春泥更護花”——體現了______原理④前面造林，后面砍樹——違背了_____原理⑤草原確定載畜量，不能過度放牧——遵循______原理⑥濕地破壞——違背了______原理⑦減少污水排放，治理湖泊——遵循了______原理⑧引入物種時考慮是否適應環境——遵循______原理⑨引入水葫蘆泛濫，導致多數生物死亡——違背了_____原理和_____原理循環自生循環整體協調自生自生協調自生協調分析生態工程案例中的原理和應用思考·討論1、嘗試畫出桑基魚塘中的食物鏈桑樹→蠶甘蔗→人甘蔗→豬→人浮游植物→魚浮游植物→浮游動物→魚分析生態工程案例中的原理和應用思考·討論討論：(1)“陸基種桑、桑葉飼蠶、蠶沙喂魚、塘泥培桑”主要遵循了_____原理；(2)“所選擇的生物與生物、生物與環境達到了協調和平衡，例如桑和甘蔗

適應我國南方溫暖濕潤氣候”主要遵循了_____原理；(3)“在設計桑基魚塘時，要考慮合適的陸地與水面的配比”主要遵循了

_____原理；(4)“四大家魚混養模式，通過合理布設，讓各種魚類都有生存的機會和

空間”主要遵循了_____原理。循環協調整體自生分析生態工程案例中的原理和應用思考·討論2、桑基魚塘應用了生態工程的哪些原理？討論：3、當桑葉價格高，賣桑葉比賣魚更合算時，當地農民會將蠶沙用做

桑樹肥料，而不是喂魚。由此可以看出，生態工程建設除了要考

慮生態學、工程學原理，還需要關注什么？

還需要關注經濟學原理，要達到經濟效益和生態效益的同步發展。分析生態工程案例中的原理和應用思考·討論討論：1.下列關于生態工程的敘述，不正確的是（）A.生態工程可對已被破壞的生態環境進行修復、重建B.“退耕還林”“退耕還草”屬于生態工程建設的內容C.生態工程應遵循“整體、協調、循環、自生”的原理D.實施生態工程建設的目的就是保護環境2.我國南方桑基魚塘是將低洼稻田挖深做塘，塘內養魚，塘基上種桑，

用桑養蠶，蠶糞養魚，魚糞肥塘，塘泥肥田、肥桑，從而獲得稻、

魚、蠶三豐收，大大提高了系統生產力。這種模式主要應用了生態

工程所遵循的哪個原理()A.整體原理B.循環原理C.自生原理D.協調原理DA鞏固訓練

3.下圖是某生態農場以沼氣為紐帶，聯動農作物種植、蚯蚓養殖、養

魚、養雞、養鴨等產業的示意圖。請據圖回答下列問題：(1)該生態農場實現了生活垃圾、動物

糞便、沼渣和沼液的充分利用，利

用了生態學的_______原理。(2)養魚場的池塘不用換水，池底干干

凈凈，每天只需補充蒸發水，所有

生物正常生存，說明該池塘具有

___________能力。(3)該生態農業與傳統農業相比，具有明顯的優勢___________、

_____________。循環自我調節減少污染廢物資源化鞏固訓練

練習與應用1.生態工程遵循整體