《生態(tài)工程的基本原理》(體現垃圾分類的教案)

1、5.1 生態(tài)工程的基本原理教案周航新課標要求1簡述生態(tài)工程的概念，關注生態(tài)工程的建設。2簡述生態(tài)工程的原理，舉例說出各原理的內容。3嘗試運用生態(tài)工程原理，分析生態(tài)環(huán)境問題及解決對策。 教學重點生態(tài)工程的基本原理。教學難點生態(tài)工程的系統(tǒng)學和工程學原理。教學過程（一）引入新課 課件 展示專題題圖：（見課本第 105 頁） 問題 你覺得本專題題圖有什么寓意？ 學生 干裂的土地， 赤紅的荒山；幼苗的上方是蔚藍的地球。 地球似乎化作一滴甘露， 滋潤 著幼苗和大地； 幼苗又可寓意生態(tài)工程， 雖然柔弱，但卻頑強地支撐著地球；地球和幼苗組 合和諧，象征著希望。通過師生共同分析以引起同學的思考，引導學生進入本專

2、題的學習。 閱讀 生態(tài)工程的概念： 人類應用生態(tài)學和系統(tǒng)學等學科的基本原理和方法，通過系統(tǒng)設計、調控和技術組裝， 對已破壞的生態(tài)環(huán)境進行修復、 重建， 對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產 方式進行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產力，從而促進人類社會和自然環(huán)境和諧發(fā)展。 點撥 （ 1）涉及的學科包括生態(tài)學和系統(tǒng)學；（ 2）運用到的技術手段或方法有系統(tǒng)設計、 調控和技術組裝；（ 3）最終目的是促進人類社會和自然環(huán)境和諧發(fā)展。 閱讀 科技探索之路生態(tài)工程的興起給學生呈現了生態(tài)工程的興起過程。 歸納 （1）經濟的不當發(fā)展對環(huán)境的破壞； （2）解決經濟發(fā)展與環(huán)境問題的根本原則是循 環(huán)經濟；（ 3）實現循環(huán)經濟的重

3、要手段之一是生態(tài)工程。（二）進行新課 閱讀 本節(jié)內容。思考并討論以下問題：（1）閱讀課本內容，在必修本生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性的學習后，你對生態(tài)工程的應用前景肯 定嗎？（2）生態(tài)工程建設的目的是什么？（3）解決經濟發(fā)展與環(huán)境問題的根本原則是什么？（4）生態(tài)工程遵循的基本原理是什么？ 1關注生態(tài)工程建設 資料 1 討論 導致 1998 年長江洪水泛濫的主要原因是什么？ 提示 根本原因： 長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致的溫

4、度升高、氣候異常有關。解決長江洪水泛濫的措施有：我國政府提出的“積極營造長江中上游水源涵養(yǎng)林和水土保持林”計劃， 即以生物措施為主， 結合工程措施，提高森林覆蓋率； “退耕還湖”和改革不合 理耕作方式等。在進行生態(tài)工程建設時， 要考慮到怎樣解決農村 （尤其是湖區(qū)或山區(qū)的遷出人員） 的能源來 源問題以及如何提高農民的經濟收入。 討論 洪災的發(fā)生反映出經濟發(fā)展模式存在什么問題？ 提示 傳統(tǒng)的經濟發(fā)展模式不注重生態(tài)環(huán)境的保護，沒有考慮生態(tài)成本， 經濟的發(fā)展以巨大的生態(tài)環(huán)境破壞為代價。資料 2 討論 你對“石油農業(yè)”是如何理解的？ 提示 “石油農業(yè)”大量使用化肥、農藥和機械的生產方式，因對石油等能源有

5、高度的依 賴性而得名。 它把農業(yè)生產這一復雜的生物過程， 變成了簡單的機械過程和化學過程。 由于 其投入高， 產出也高， 對糧食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用， 但同時它所 產生的廢棄物和有害物質的數量也很龐大，大大削弱了農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和持續(xù)生產 力，并造成日益嚴重的農產品污染和環(huán)境污染等問題。 討論 “石油農業(yè)”的生產模式應當怎樣改進？ 提示 在不同的國家有不同的改進措施。 例如，在我國， 人多地少， 應該大力發(fā)展生態(tài)農業(yè)。 實施的具體措施包括：可以根據田間作物的需要適量施用高效、低毒、 低殘留的農藥， 多施 有機肥，提高作物對水、 肥等資源的利用效率，對作物秸稈和畜禽糞便

6、進行再利用，實現物 質的多級利用， 等等。 一方面要不斷提高土地的產出水平； 另一方面要減少農業(yè)活動對環(huán)境 的污染，促進社會的可持續(xù)發(fā)展。 師講 傳統(tǒng)經濟模式正在毀壞資源， 消耗地球贈給我們的自然資本， 為了實驗可持續(xù)性發(fā)展， 經濟發(fā)展必須符合生態(tài)學規(guī)律，走生態(tài)經濟之路。 問題 什么是生態(tài)經濟？ 生答 主要是通過實行“循環(huán)經濟”原則， 使一個系統(tǒng)產生出的污染物， 能夠成為本系統(tǒng)或 者另一個系統(tǒng)的生產原料， 從而實現廢棄物的資源化， 而實現循環(huán)經濟最重要的手段之一是 生態(tài)工程。2生態(tài)工程所遵循的基本原理（1）物質循環(huán)再生原理 實例 無廢棄物農業(yè) 問題 物質循環(huán)再生原理的含義是什么？ 生答 生態(tài)系

7、統(tǒng)中 , 生物借助能量的不停流動 , 一 方面不斷地從自然界攝取物質并合成新的物質 , 另 一方面又隨時分解為原來的簡單物質 , 即所謂“再 生” , 重新被系統(tǒng)中的生產者植物所吸收利用 , 進 行著不停頓的物質循環(huán)。 總結 物質能夠在各類生態(tài)系統(tǒng)中，進行區(qū)域小循 環(huán)和全球地質大循環(huán)，循環(huán)往復，分層分級利用，從而達到取之不盡、用之不竭的效果。結 合廣州本地情況， 我們應該積極推進垃圾分類的學習和實踐， 將我們日常生活產生的垃圾正 確進行分類，增加循環(huán)再用，減少浪費，節(jié)約資源。（2）物種多樣性原理資料分析： 問題 為什么樟子松林的松毛蟲會肆虐， 幾十億株楊樹會毀于一旦？而珊瑚礁區(qū)卻能夠在養(yǎng) 分稀

8、少的深海中，保持著很高的生物多樣性？ 提示 純樟子松林、 楊樹林的生物多樣性低， 食物鏈短而單調， 缺少松毛蟲、 天牛的天敵， 而成片單一的林木又為其提供了豐富的食物來源，因而會導致了樹林的毀壞。 珊瑚礁區(qū)的生物多樣性高， 食物鏈復雜， 不同的生物占據了不同的時間位、 空間位和資源位， 因而充分利用了珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境。 例如， 氮、磷等養(yǎng)分就能夠在該區(qū)生物體間充分地 循環(huán)利用而很少流出系統(tǒng)外。 總結 生態(tài)系統(tǒng)的成分越單純， 營養(yǎng)結構越簡單， 自動調節(jié)能力就越小，抵抗力就越低；反 之，抵抗力就越高。物種多，復雜生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性高。（3）協(xié)調和平衡原理 資料分析： 總結 生態(tài)系統(tǒng)的生物數量

9、不能超過環(huán)境承載力的限度。（4）整體性原理 問題 整體性原理和含義是什么？實例： 在進行林業(yè)工程建設時， 一方面要號召農民種樹， 另一方面要考慮貧困地區(qū)的生活問 題，如糧食、燒柴及收入等?？偨Y 整體指社會 -經濟 - 自然復合而成的巨大系統(tǒng)。 是指我們在生態(tài)工程設計和建設時要考 慮自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律還需要考慮經濟和社會系統(tǒng)的影響 只有把生態(tài)與經濟和社會有機地 結合起來，才能從根本上達到建設生態(tài)工程的目的。生產5）系統(tǒng)學和工程學原理非生然物系的統(tǒng)因素系統(tǒng)的結構決定功能原理：經濟系統(tǒng)生態(tài)工程需要考慮系統(tǒng)內部不同組分之間的結構， 通過改變和優(yōu)化結構， 達到改善系統(tǒng)功能的目的， 即要通過改善和優(yōu)化系統(tǒng)

10、結構改善功能。實例：我國南方水網地區(qū)的桑基魚塘。系統(tǒng)整體性原理： 系統(tǒng)各組分間要有適當的比例關系，使得能量、物質、信息等的轉換和流通順利完成， 并實現總體功能大于各部分之消費學和的效果，即“ 1+1>2”。實例：能保持高系統(tǒng)生產力的珊瑚礁。 小結 （ 1）生態(tài)工程的基本原理（見右表） 提示 生態(tài)工程的建設應遵循以上五個原理，但不同的生態(tài)系統(tǒng)遵循的原理可以不同。生態(tài)工程建設的目的就是遵循自然物質循環(huán)的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產潛力，防止環(huán)境污染，達到經濟效益和生態(tài)效益同步發(fā)展。生態(tài)工程具有少消耗、多效益、可持續(xù)的特點。 類比 整體性原理和系統(tǒng)整體性原理的比較整體性原理指社會、 經濟、 自然三方面