师：同学们好，今天我们来上高二人教版生物学选择性必修2第四章第三节生态工程的第一课时。我们知道，奥林匹克森林公园是北京奥运会筹办过程中的重要基建项目，由普通村落和农田改造而成，2008年投入使用，为绿色奥运打造了一条通向自然的轴线。它由主山水、主湖、渚山湿地和线装森林等区域组成。奥林匹克森林公园因地制宜，营造了一个具有良好服务价值的场所，是我国生态工程建设项目的标杆。
我们的问题聚焦在上面陈述的三个问题，这也凝结了生态工程的智慧结晶。通过今天的学习，我们会更深入地了解，在后面答疑课也会深入讨论。那什么是生态工程呢？我们现在着重来展开学习。
生态工程是在20世纪60年代，由于人类掠夺式开发、滥用以及对自然资源过度采集的背景下应运而生的，是一种为维持经济和环境平衡发展的科学。现在它已形成成熟的理论体系，是以生态学和系统学等学科为基础，在实际过程中通过分析、设计、调控生态系统，或者对生态系统进行重建或修复，从而提高生产力、改善环境条件，达到人与自然、人与社会和谐发展的工程、技术或者工艺。其目的是通过生态学原理，充分实现经济效益和生态效益同步发展，具有小消耗、多效益和可持续的优点。
生态工程遵循自生、循环、协调、整体等生态学基本原理。与普通工程学不同，生态工程以生态系统的自组织自我调节能力为基础。生态系统的自我调节大家都清楚，这里老师展开介绍一下自组织。所谓自组织，是指一个系统在没有外界指令作用下，能够由无序到有序、低序到高序发展的过程。我们星球的发展历程以及生态系统的形成都是自组织的结果，所以自组织更能体现生态工程顺应自然发展的内涵。接下来我们介绍生态系统的基本原理。
第一个是自生原理，它最能体现生态工程顺应自然的内涵，也是最核心的原理。生态系统的自生原理概念是，在系统中由生物组份产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维护的内容，这个过程中既有个体的代谢更新，也包含种间相互作用，通过这两种作用维持系统更好发展。人类利用生态系统的自我调节能力，辅助配置和布设更好的生物组分，从而提高生物多样性和整体效能。常见应用实例有湿地生态修复工程，配置多种不同生态位的水生植物，像在人工湿地生态系统中配置挺水植物、浮水植物和沉水植物，实现垂直空间优化配置，减轻种间竞争，提高光能利用率；同时创造有益于生物组分生长繁殖的条件，形成互利共存关系，比如湿地生态系统运行中，注意收割、打捞枯败植物，避免其再分解回湖泊、河流。还有太阳能水体生态修复系统，以太阳能为动力，驱动水循环，增加水体溶解氧，改善水质。
第二个原理是循环。循环主要是提高系统里物质转移和转化效率，让其更通畅，从而提高主要物质和元素的转化率。其理论基础是生态系统的物质循环功能，应用实例有无废弃农业，特点是实现物质多级循环利用，让废物资源化，减少污染。看这个示意图，红色箭头是常规农业生产的循环，加入人这个环节后，多了蓝色箭头的循环，上一环节废弃物能去到更多环节，物质得到更充分利用，各环节废物减少，通过加环减害方式，提高了土壤肥力，改善土壤结构，提高微生物分解能力，使物质循环利用更高效。
第三个原理是协调，考虑生物与环境、生物与生物之间在系统里的适应和协调，包括两个方面。一是生物要适应环境，比如曾经在降雨量少的西北引入不耐旱的防护林，造成“灰色长城”不利局面；二是要考虑环境容纳量，像过度放牧会导致草场退化。从这两个反面例子，大家要了解协调功能，在选配时注意，避免生态系统失衡和破坏。那建构西北防护林应选什么树种呢？没错，应选适合当地气候的耐旱树种，最好是本土原有的乡土种。做畜牧和放牧养殖业时，应考虑什么协调问题呢？对，要注意畜牧承载量，不要过度，适度减少放牧，有条件的地方还应人工栽种牧草。
最后讲整体原则，它是综合结果，既包含遵循生态系统运行规律，也要考虑经济和社会影响力。我们对生态系统运行知识比较了解，但在开发利用生态系统时，必须考量经济系统和社会系统，它们是一个整体的复合大系统，相互作用。例如林业建设，一方面号召农民种树，另一方面要考虑当地居民贫困问题，提供柴火收入平衡利益关系。所以生态工程建构要注意整体性，其意义在于协调当前和长远、局部和整体、开发建设与环境保护之间的问题，保障生态系统平衡稳定。
学完四个遵循的原则，我们通过广东常见的桑基鱼塘实例，看看这四个生态工程遵循的原则在实际中如何体现。先来看一则视频。
（视频播放）这里有一片规模巨大，蕴藏着中国古代农耕文明智慧的桑基鱼塘。在龙江镇一处桑基鱼塘，考察队遇到当地村民一年中最后一次架网收鱼。
师：这一网下来，能打多少鱼？
生：大概一般来说1万斤到8500斤左右。
考察队了解到，佛山位于北回归带上，丰沛降水带来充足水源。从唐代开始，无数中原百姓因战乱逃难至此，带来先进耕作经验。他们在低洼水泽围堤筑堰，养殖鱼虾，利用塘基种植桑树，桑叶养蚕，排出的蚕沙喂鱼，塘泥运上岸肥桑。这样一来，栽桑、养蚕、养鱼三位一体，桑蚕、鱼泥形成环环相扣、彼此依存的生态循环链。这种生态农业几百年来滋养一代又一代岭南人，使这片土地一直保持鱼桑肥美、欣欣向荣的繁盛景象。
张家培家所在村庄依水而建，几乎家家有鱼塘，他家鱼塘每年产出七八千斤鱼，收获颇丰。张家培说，现在塘基上不仅种桑树，村民还会根据各自需要种蔬菜、果树等作物，大多数桑基鱼塘变成菜基鱼塘、果基鱼塘。这片阡陌纵横的桑基鱼塘，经人们数百年精心耕耘，成为北回归线上独特的人文风景。其循环农业模式、无污染生态环境，在诞生数百年后，仍体现出极强生命力和独特生态价值，也带来中国桑梓业蓬勃发展，为世界增添一抹柔润亮色。