师：同学们好，今天上课的内容是高二人教版生物学选择性必修2第四章第三节生态工程第三课时。回顾上两节课，我们学习了生态工程所遵循的基本原理，包括自生、循环、协调和整体四个原理，还学习了生态工程的三个经典实例，即农村综合发展型生态工程、湿地生态恢复工程、矿区废弃地的生态恢复工程。本节课我们主要学习三项内容：一是进行思维训练，总结概括并运用术语表达；二是了解生态工程相关的科技进展；三是以奥林匹克森林公园等实例为主体进行生态工程的案例分析。
首先，我们进行思维训练。请大家翻开教材109页，先看一段背景：生命是什么？这是一个古老又充满哲理的问题。概括总结从细胞到生态系统多层次生命系统的共同特征，有助于我们认识生命的本质。通过这个活动，大家需要综合运用已学知识，甚至查找资料获取更多信息，并用准确的术语表达。
我们先通过第一个训练试试。一、生命系统的结构。与一般的非生命系统相比，生命系统复杂程度更高。生命系统虽结构复杂，但各个组成成分构成统一、有序的整体。那么，它的概括应为：生命系统的结构特征是具有开放性、复杂性、有序性、动态性和整体性。大家自行检查能答出多少个这样的术语特征。
二、生命系统的功能。生命系统不断从外界环境获取物质或能量，形成新的组织结构，也不断排出物质、散失热能等。细胞能形成新细胞，个体能产生新个体。所以，应概括为生命系统的功能特点是能与环境进行物质和能量的交换，以维持自身的有序性，进行自我更新，细胞和个体等生命系统还进行自我复制。
三、生命系统与环境的关系。任何生命系统都不能孤立存在，而是与其他生物，包括同种和不同种的生物紧密联系，同时依存于非生物环境。从生态视角看，生命系统应概括为依存于环境，也能适应环境、影响环境。
四、生命系统的历史。分析生命系统的由来，追寻其历史，是理解生命本质的关键。概括来说，从历史角度看，生命系统由最原始、最简单的生命进化而来，凝聚着漫长的进化史。
我们通过以上思维训练完成了一次概括和表达，现在尝试根据刚才书写总结的内容再对应一遍。
第一，生命系统的结构特征是具有开放性、复杂性、有序性、动态性、整体性。
第二，生命系统的功能特点是能与环境进行物质和能量的交换，以维持自身的有序性，进行自我更新，细胞和个体等生命系统还能进行自我复制。
第三，从生态视角看，生命系统依存于环境，也能适应环境、影响环境。
第四，从历史角度看，生命系统由最原始、最简单的生命进化而来，凝聚着漫长的进化史。
我们完成了第一部分思维训练。接下来，让我们一起认识生物科技进展，请同学们翻开教材110页。这里介绍的是定量评估我国陆地生态系统固碳效应的研究。工业革命后，人类排放二氧化碳等温室气体加剧，对全球气候产生重要影响。研究表明，陆地生态系统能固定二氧化碳，有效缓解大气中二氧化碳浓度升高。摸清我国陆地生态系统固碳状况，是制定产业发展和环境保护对策、提高生态系统固碳能力的基础，但这个过程十分困难。2011年，我国启动应对气候变化碳收支认证及相关问题的研究，其中包括陆地生态系统固碳方面的研究。来自35家研究机构和350多名科研人员在方精云院士和于贵瑞研究员带领下开展协同攻关。
经过努力，在我国各类陆地生态系统进行调查采样，采集各类植物和土壤样品，系统分析后查明了我国陆地生态系统的碳储量变化及其分布，在国内外产生重要影响。2018年4月17日，中国科学院举行该研究重要成果发布会。这是方精云院士，在科学家访谈里曾介绍过他，这是他观测过程中使用的陆地监测仪器，还有监测过程中的一些实况，包括草场草地观测点的设置、广东鼎湖山的观测台，以及科研人员艰苦的工作实况。
通过他们的努力，得到两项重要成果。一是查明我国陆地生态系统过去几十年一直发挥着重要的固碳作用。例如2001 - 2010年，我国陆地生态系统固碳2.01亿吨，相当于抵消同期我国化石燃料碳排放量的14.1%，其中森林生态系统是固碳主体，贡献约80%的固碳量。二是首次在国家尺度上直接证明人类有效干预能提高陆地生态系统的固碳能力。例如我国建设重大生态工程，如天然林保护工程、退耕还林工程等，以及实施秸秆还田措施，分别贡献陆地生态系统固碳排放量的36.8%和9.9%。本研究还揭示生物多样性与生态系统生产力、土壤碳储存量之间的相关性，证实增加生物多样性不仅能提高生态系统生产力，还能增加土壤碳存量。该研究成果不仅验证和发展相关生态学基本理论，为评估生态系统对未来环境变化响应提供基本数据，也为我国应对气候变化国际谈判提供重要支撑，助力建设美丽中国。
好，接下来请大家翻开111页，了解前景广阔的沼气工程。沼气是人畜粪便等物质经过一系列复杂厌氧发酵过程产生的富含甲烷等气体的燃料。发展沼气不仅能有效解决农村燃料问题，还为饲料、肥料开辟新来源，对节省林木、保护林草植被具有重要意义。近年来，我国沼气工程快速发展。实践中，人们不满足于沼气工程仅作为取能源手段，还开展利用藻液和藻渣的实验，发现它们在用作再生饲料、肥料、食用菌培养基，以及改善农生、促进畜禽养殖废弃物集中处理等方面都有很好功效。例如藻渣处理后可作为猪牛饲料和食用菌培养基，藻液通入养殖池可促进浮游生物生长，增加鱼的饵料，藻液和藻渣还是优良的作物肥料。同时，沼气生态工程还能减轻环境污染。目前沼气价格1 - 1.2元每立方，远低于天然气价格，沼气这种生物天然气有广阔市场前景。
第三个环节，我们回顾奥林匹克森林公园这个重要生态工程案例，通过分析再次熟悉生态工程所遵循的原理，以及原理如何发挥作用。
先分析资料一。奥林匹克森林公园（以下简称奥森）水域面积小且封闭，易污染，缺少完整食物链，水体易发生富营养化，产生水花。为评估奥森主湖水体生态系统状况，提出水质净化有效措施，研究人员借助模型软件对公园水体生态系统进行模拟研究。设计思路是设置空白对照，即模型一自然水域和实验组。模型二使用人工净水系统，在进水口增加人工湿地，其他变量一致。模拟期限为5年，即5个植物生长周期，评估植物生长量，称量干重。用到的植物有三种沉水植物。经过研究分析，提出一些问题。
师：模型2在进水口增加人工湿地，对入水进行一定净化。与模型一相比，模型2的三种植物长势有何变化？推测哪个模型的生态系统稳定性更高？分析时注意两个模型纵坐标干重有区别。
生：经过图形结果分析，禾草长势几乎不变，株草长势增加，水苋长势下降，模型2稳定性更高。
师：利用生态学知识，如何提高模型一的稳定性？