江苏省南京市高中生物第四章生态工程4.1生态工程及其原理导学案无答案苏教版

生态工程生态工程运用生态学和系统工程原理设计的工艺系统。

将生物群落内不同物种共生、物质与能量多级利用、环境自净和物质循环再生等原理与系统工程的优化方法相结合，达到资源多层次和循环利用的目的。

如利用多层结构的森林生态系统增大吸收光能的面积、利用植物吸附和富集某些微量重金属以及利用余热繁殖水生生物等。

生态工程起源于生态学的发展与应用，至今不过30年的历史。

60年代以来，全球面临的主要危机表现为人口激增、资源破坏、能源短缺、环境污染和食物供应不足，表现出不同程度的生态与环境危机。

在西方的一些发达国家，这种资源与能源的危机表现得更加明显与突出。

现代农业一方面提高了农业生产率与产品供应量，另一方面又造成了各种各样的污染，对土壤、水体、人体健康带来了严重的危害。

而在发展中国家，面临着不仅是环境资源问题，还有人口增长，资源不足与遭受破坏的综合作用问题，所有这些问题都进一步孕育、催生了生态工程与技术对解决实际社会与生产中所面临的各种各样的生态危机的作用。

1962年美国的H. T. Odum首先使用了生态工程（Ecological Engineering），提出了生态学应用的新领域：生态工程学。

并把它定义为“为了控制生态系统，人类应用来自自然的能源作为辅助能对环境的控制”，管理自然就是生态工程，它是对传统工程的补充，是自然生态系统的一个侧面。

80年代后，生态工程在欧洲及美国逐渐发展起来，并出现了多种认识与解释，并相应提出了生态工程技术，即“在环境管理方面，根据对生态学的深入了解。

花最小代价的措施，对环境的损害又是最小的一些技术”。

在我国生态工程的概念提出是由已故的生态学家、生态工程建设先驱马世骏先生在1979年首先倡导的。

马世骏先生（1984）给生态工程下的定义为：“生态工程是应用生态系统中物种共生与物质循环再生原理，结构与功能协调原则，结合系统分析的最优化方法，设计的促进分层多级利用物质的生产工艺系统”。

在中国面临的生态危机，不单纯是环境污染，而是由于人口激增，环境与资源破坏，能源短缺、食物供应不足等共同而成的综合效应。

生态工程的定义是如何提出和发展的？美国生态学家H.T.奥德姆于1962年首先提出“生态工程”概念：“A branch of engineering and field of science in which solutions to society’s environmental problems would be grounded in the technology available from natural systems so that the human engineering required would be supplementary rather than primary (overhead).”即以从自然系统获得的技术为基础，解决人类社会环境问题的一门工程分支科学，它所需的人类工程技术仅仅起辅助作用，而不是起主要作用；或“人类应用主要来自自然的能源作为辅助能对环境的控制”；或“对自然的管理就是生态工程，更好的措施是与自然结成伙伴关系”。

H.T.奥德姆的学生米奇（W.J.Mitsch）继承其思想，于1989年编了世界上第一本生态工程专著（Ecological Engineering: An Introduction to Ecotechnology），并于1992年主编创办了《生态工程》杂志。

他对生态工程的定义是：Ecological engineering has been defined as the design of ecosystems for the mutual benefit of humans and nature. 即生态工程是为了人类和自然的相互利益而进行的一种生态系统设计。

我国著名生态学家马世骏先生1979年首先倡导生态工程。

他对生态工程下的定义是：生态工程是应用生态系统中物种共生与物质循环再生的原理、结合系统工程的最优化方法，设计的分层多级利用物质的生产工艺系统。

第13课时生态工程及其原理［学习目标］1.说出生态工程的概念。

2.掌握生态工程的四个基本原理。

■基础知识导学二一——一、生态工程的概念1 .生态系统的结构包括哪些部分？答案生态系统的结构包括生态系统的组成成分、食物链和食物网，前者又包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。

2 .生态系统有哪些功能？答案生态系统的功能包括物质循环、能量流动和信息传递。

3 .研究能量流动有何意义？答案（1）帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用；（2）能实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率；（3）帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。

4 •传统粗放的经济模式存在哪些弊端？答案传统粗放的经济发展模式正在毁坏水、大气、土壤和生物资源等，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。

5•什么是生态工程？答案是指人类应用生态学、系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，修复或重建已破坏的生态环境，改善传统的生产方式，并提高生态系统的生产力，达到经济效益、生态效应和社会效益同步发展的工程体系。

6 .与传统的工程相比，生态工程有何特点？答案是一类少消耗、高效益、可持续的工程体系。

二、生态工程的基本原理阅读教材，回答相关问题。

1 .物质循环再生原理（1）完善生态系统物质循环和能量流动简图(2) 在农业生态系统中，如何实现物质的循环利用？物质是以什么形式循环的？答案该生态系统的人畜粪便、作物残留物都再返回到农田土壤里，通过分解者的分解作用再供生产者利用。

物质循环是以元素形式循环的。

(3) 什么是物质循环再生原理？其理论基础是什么？答案物质不断地在各类生态系统中进行区域小循环和全球大循环，实现物质的分层、分级利用。

理论基础：生态系统的物质循环。

2．物种多样性原理(1) 为什么人工林一旦发生虫害，极易造成林木的大面积损害？答案人工林的生物多样性低，食物链短而单调，缺少害虫的天敌，而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源，因而会导致树林的毁坏。

生态工程实例与开展前景【活动目标】：1、举例说出生态工程实例，2、说出这些实例所运用主要生态工程原理【活动重点】：生态工程实例，这些实例所运用主要生态工程原理【活动难点】：评述生态工程开展前景，说出生态工程局限性，举例说出我国生态工程特点。

【活动方案】：活动一、生态工程实例：1、农村综合开展型生态工程：问题：如何实现物质利用，在条件下有较多产出，取得效益、效益、效益全面提高对策：建立生态工程案例：北京郊区窦店村以为中心物质多级循环利用工程，农业生态工程能创造多种时机，增加，开发可以更新，减少环境污染2、生态工程问题：小流域〔河流各级支流集水区域〕水土流失比拟严重。

对策：应用生态工程原理、原理，及工程学等原理，通过等措施，层层设防控制；目前已经从开场时单纯造林与减水减沙工程转移到模式上。

案例：甘肃陇南地区“九子登科〞治理模式3、大区域生态系统恢复工程问题：荒漠化〔原因：、过度放牧、、不合理利用水资源〕对策：实施系列森林或草原植被恢复生态工程水土保持生态工程案例：工程、工程、工程等4、工程问题：地球％湿地资源遭破坏，湿地具有、，控制土壤侵蚀，，为迁飞鸟类与多种动植物提供栖息地等功能。

对策：采用工程与生物措施相结合，如废水处理、污染控制、土地处理工程，植物物种引进种植，及建立缓冲带等，使受干扰湿地得以恢复案例：鄱阳湖生态恢复工程5、生态恢复工程问题：造成矿区土体、土壤与植被，乃至整个地区生态系统破坏；不仅对造成巨大影响，还可能造成严重对策：人工制造、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等，关键是及其所必需重建。

案例：赤峰市元宝山矿区生态恢复工程6、城市环境生态工程问题：城市严重环境污染，如过量垃圾、煤不完全燃烧、汽车尾气噪音等对策：进展城市；推广“技术〞与低污染清洁生产工艺，减少污染产出；治理污染，利用；建立监视法制案例：加强绿地建立；采用水生植物、湿地生态净化工程；采用净化污水；垃圾分类处理；树立典范活动二、生态工程开展前景：1、“生物圈2号〞生态工程实验及启示实验：制造系统，验证人类离开地球，仅靠太阳能能否维持生存，但经过4年试验，以失败告终。

第一节生态工程及其原理1．掌握生态工程的看法。

2．归纳生态工程的依据原理。

( 重点 )3．理解生态工程设计的目的与方法。

( 难点 )知识点 |生态工程的看法和原理1．生态工程的看法(1)原理和方法：生态学、系统学等学科。

(2)路子：经过系统设计、调控和技术组装。

(3)目标：修复或重建已破坏的生态环境，改进传统的生产方式，并提高生态系统的生产力，达到经济效益、生态效应和社会效益同步发展的工程系统。

(4)特点：是一类少耗资、高效益、可连续的工程系统。

2．生态工程的基本源理生态工程的基本源理包括：物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理以及系统学与工程学原理。

(1)物质循环再生原理①中心：生态学中的物质循环原理。

②含义：物质不断地在各种生态系统中进行地区小循环和全球大循环，实现物质的分层、分级利用。

(2)物种多样性原理①中心：生态学中物种多样性与生态系统牢固性关系的原理。

②含义：物种多样性程度较高的生态系统抵抗力牢固性也较高。

(3)协调与平衡原理①中心：生态学中生物与环境相适应的原理。

②含义：保持生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力。

若是高出环境承载力，就会引起系统的失衡和破坏。

(4)整体性原理①中心：生态学、系统学和经济学相一致的原理。

②含义：生态工程是一个社会——经济——自然复合系统，只有一致协调各种关系，才能保障系统的平衡与牢固。

(5)系统学与工程学原理①中心：系统学原理的中心是系统学中系统结构决定功能的原理，工程学原理的中心是系统整体性原理。

②含义：进行生态工程的设计时，要充分考虑人工生态系统内部不同样成分之间的结构，经过优化这种结构，达到改进系统功能的目的。

[ 合作商议 ]资料 1 “无荒弃物农业”是生态工程最早和最生动的一种模式，以下列图为“无荒弃物农业”物质和能量的流动图。

资料2 我国“三北防范林”在辽宁西部的章古台地区，最初单调种植了大片的樟子松林，结果发生了松毛虫害，好多地方的樟子松气味奄奄，甚至成为“穷乡僻壤”。

4.1生态工程的原理及类型第2课时学案苏教版选修三高二年级第二学期生物学科总第____________________________ 课时导学案课—四章生态工程第一旷生态工程的原理和类型（第二课时）使用时间：主备人：一、学习目标：1. 概述生态工程的原理。

2. 举例说出各原理的内容。

、知识构成：1. 如何理解生态工程中的生态位原理的食物链原理?2•什么是物种多样性原理？3. 我国目前设计的生态工程有什么特点？4. 我国的生态工程与发达国家相比有什么特点？5. 生态工程的设计必须遵循的基本规律是什么？6. 设计生态工程的主要目的是什么？7. 生态工程广泛涉及哪些学科？8. 根据性质和设计目标的不同，生态工程可分为不同的类型，举例说出这些生态工程的名称和它们的作用是什么？9. 林业生态工程包括哪些内容？10. 治污生态工程包括哪些内容？11. 目前模拟自然湿地生态系统的自净功能，建立的什么生态系统在防治和处理污水方面已经取得了初步成效？12. 人工湿地工程的组成成分包括哪些？13. 在处理污水过程中，这些成分的作用分别是什么？三、学法和自检：1. 下列有关在生态工程建设中利用物种多样性原理从而提高生态系统稳定性的措施中，不正确的是（）A尽可能增加生态系统中食物链的长度，使之无限增长，可以提高生态系统的稳定性B增加生态系统中生物的种类，使食物网更加复杂化，可以提高生态系统的稳定性C在人工林中增加植被层次，丰富物种多样性，可以提高生态系统的稳定性D在生态系统中增加同一营养级的生物种类，提高副产品的产量，从而提高生态系统的稳定性2. 下列生态工程中，不是以生态环境保护为目标而建立的是（）A防风固沙生态工程B水源涵养生态工程C污水治理生态工程D城市绿化和园林生态工程课题第四章生态工程第一节生态工程的原理和类型（第二课时）四、达标检测1. 建立生态工程的主要目的是（）A建设人工生态系统 B 实现环境与经济的效益C提高环境对污染的承受力D最大限度获取经济效益2. 下列关于建立生态工程还需要考虑生物存活的环境因子的解释中，不正确的是（）A只有在适宜的环境因子中生物才能更好地生存B环境因子不足会引起生物的生长和繁殖会受到限制，以致消退C环境因子过量会促进生物的生长和繁殖D生物对环境的适应能力是有限度的，超过此限度，生物可能灭亡3. 建立生态工程中一个完整生态系统的结构应包括（）A生态系统的成分、食物链和生物网B生产者、消费者和分解者C物质循环和能量流动 D 生产者、消费者和分解者及无机环境4. 下列所列出的植物中，不属于生态系统的是（）A荷花等挺水植物 B 菱等浮水植物C金鱼藻等沉水植物D胡杨等陆生植物5. 下列各项中，不属于人工湿地作用的是（）A蓄水的作用 B 防风消浪、护案固堤的作用C是许多珍稀野生动物栖息的场所D化学分解作用6. （多选）以治理环境污染为目标的治污生态工程包括（）A污水治理生态工程 B 城市垃圾处理生态工程C湖泊或水源地治理生态工程D水源涵养生态工程五、学习小结和课外作业：1、学习小结：2、上本作业：概述生态工程的原理。

第四章生态工程第一节生态工程及其原理【课标要求】：简述生态工程的原理。

【学习目标】：1．简述生态工程的看法，能说出生态工程与传统工程的差别。

2．简述生态工程的主要原理，能利用生态工程的原理剖析、解说生态环境中有关现象。

【教课过程】：【复习回首】：（1）什么是生态系统？其构造包含哪几个部分？（2）生态系统的功能主要包含哪些方面？各有什么特色？（3）生态系统的稳固性包含哪两个方面？两者往常呈什么关系？试描绘生态系统稳固性的有关理论。

一、生态工程的看法【阅读思虑】：（1）传统工程对自然生态系统有何影响？（2）生态工程主要经过做些什么、旨在达成什么目标？其基本特色是什么？（3）生态工程可实现废物的资源化，这有什么意义？1．背景：随人口急剧增添，现代工农业生活快速发展，原有的自然生态系统几乎，全世界不停激化，人们希望经过建设，追求解决对策，减和缓防备自然生态系统的退化，修复或重修受损的生态系统。

2．看法：生态工程是指人类应用和等学科的基根源理和方法，经过系统设计、调控和组装，修复或重修，改良，并提升生态系统的，达到的工程系统。

3．特色：与传统工程对比，生态工程拥有低、多和的特色。

二、生态工程的基根源理【阅读思虑】：（1）生态工程所依照的基根源理有哪些？（2）“农作物秸杆的多级利用” 、“人工林是非之争” 、“生物氧化塘” 、“农林牧副渔一体化”和“稻田养鱼模式”等事例主要波及的生态工程原理分别是什么？1．物质循环重生原理：（ 1）此中心是，即实现了物质的利用。

（2）生态工程采纳举措调整，使，为供应更多时机。

（ 3）实例解读：①“无荒弃物农业”：是我国古代传统农业的绚烂成就之一，也是生态工程最早、最生动的一种模式。

土壤肥力是全部农业生产特别是种植业的基础，我们的先人之所以保持土壤肥力几千年，此中的窍门就在于实现了物质的循环利用。

联系教材P100“踊跃思想”剖析：农作物秸杆的多级利用的特色是。

②“ 桑基鱼塘”：生态系统中物质和能量的流动是互相联系的，能量的流动包含在物质的循环利用过程中，跟着食品链的延长而逐级递减。

4.1 生态工程的原理及类型学案苏教版选修三高二年级第二学期生物学科总第课时导学案课题第四章生态工程第一节生态工程的原理和类型（第一节）使用时间：主备人：一、学习目标：1.简述生态工程的概念。

2.关注生态工程的建设。

二、知识构成：1.什么叫做生态工程？2.生态工程的作用有哪些？3.人类设计生态工程的根本目标是什么？4.人类为什么要进行生态工程？5.举例说明自然资源的严重破坏的表现有哪些？6.环境污染的具体表现有哪些？7.能源短缺的表现是什么？8.我减缓和防止自然生态系统的退化，人们通过建设何种生态工程来解决此危机？9.人类通过生态工程能解决生态环境危机吗？10.设计生态工程时要考虑哪些问题？11.与传统工程相比，生态工程有什么不同点？12.生态工程的生态学原理有哪些？13.如何理解这些生态学原理？14.什么是物种共生原理？15.生态位原理指的是什么？三、学法和自检：1.下列有关于生态工程作用的叙述中，正确的是（）A生态工程能较好地解决环境污染问题B生态工程能较好地恢复已被严重破坏的自然资源问题C生态工程能较好地解决资源最优化问题D生态工程能较好地修复受损的生态工程2.生态工程的设计过程中除了依据生态学的基本原理，还必须遵循的基本原理是（）A最大限度地获取经济效益的经济规律B社会发展和经济运行的规律C人类主动参与调节的规律D环境科学和经济科学的规律课题第四章生态工程第一节生态工程的原理和类型（第一节）四、达标检测1.环境污染是人类社会面临的重大问题之一，各种污染不断发生。

下列各项中，与环境污染无关的是（）①温室效应②赤潮③酸雨④光化学污染⑤臭氧空洞⑥水俣病⑦色盲⑧大脖子病A ②⑧B ⑦⑧C ⑥⑦⑧D ②⑤⑦2.在生态工程中，对污染物的做法是（）A随意丢弃 B作为原料，用于再生产C统一堆放 D统一发酵3.下列关于生态工程的叙述中，不正确的是（）A生态工程的主要目的在于建造和调控人工生态系统，使生物与环境之间变得高效和谐B生态工程在建设中要遵循生态学原理C生态工程在建设中要有最大限度发挥主观能动性的指导思想，最大限度地获取经济效益D生态工程在建设中要考虑到适当满足物种生存、生长或繁殖的生态因子4.在建设生态工程中，除下列哪项外，均属于考虑的因素是（）A考虑适当满足或者提高物种适应环境的能力的环境生态因子B考虑生态工程与区域布局地是否合理C考虑生态工程的整体结构中物种循环、能量流动、信息传递等生态因子D考虑生态工程中的多样性物种之间增加拮抗、减少协同的最佳运行状态五、学习小结和课外作业：1、学习小结：2、上本作业：简述生态工程的概念。