生物选择性必修2第3节 生态工程背景图课件ppt

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一、关注生态工程建设1.生态工程的概念
2.原因:毁林种地,围湖造田,大量使用化肥、农药等农业生产方式,以及工业的迅猛发展,正在消耗大量的自然资源。3.目的:遵循生态学规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达到经济效益和生态效益的同步发展。4.优点:少消耗、多效益、可持续。
二、生态工程的基本原理生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础,遵循整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。1.自生(1)内容:在生态系统中由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持。(2)基础:需在生态工程中有效选择生物组分并合理布设。2.循环(1)内容:在生态工程中促进系统的物质迁移与转化,既保证各个环节的物质迁移顺畅,也保证主要物质或元素的转化率较高。(2)理论基础:生态系统的物质循环。
3.协调(1)内容:生物与生物、生物与环境的协调与适应。(2)处理好生物与环境的协调与平衡,需要考虑环境容纳量。4.整体(1)内容①遵从自然生态系统的规律,各组分之间要有适当的比例,不同组分之间应构成有序的结构,通过改变和优化结构,达到改善系统功能的目的。②人类处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统中。
(2)理论基础:社会—经济—自然复合系统。(如图)
(3)应用:在进行生态工程建设时,不但要考虑自然生态系统的规律,更重要的是,还要考虑到经济和社会等系统的影响力。(4)意义:只有应用整体性原理,才能统一协调当前与长远、局部与整体、开发建设与环境保护之间的关系,保障生态系统的平衡和稳定。
自我检测1.判断下列关于生态工程原理的说法是否正确。(1)“无废弃物农业”遵循的是自生原理。(　　)(2)在建设高新农业时,沼气池的建立是遵循协调原理。(　　)(3)只有保持生态系统较高的生物多样性,才有助于生态系统维持自生能力。(　　)
2.下列关于生态工程的说法,错误的是(　　)A.与传统工程相比,生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系B.能有效降低环境破坏和环境污染C.遵循物质循环规律,实现废弃物资源化D.生态工程能解决所有环境问题,可以走“先污染、破坏,后治理”的道路答案 D解析 生态工程不能解决所有的环境问题,不能走“先污染、破坏,后治理”的道路。
3.在进行林业工程建设时,一方面要号召农民种树,另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题,如粮食、烧柴以及收入等。以上做法依据的生态工程原理是(　　)A.自生原理B.整体性原理C.循环原理D.协调答案 B解析 进行生态工程建设时,不但要考虑到自然生态系统的规律,更重要的是还要考虑到经济和社会等系统的影响力,这应属于生态工程的整体性原理。
4.石油农业与无废弃物农业相比,其主要特点是(　　)A.物质可以循环利用,对环境几乎没有破坏性B.使用植物易于吸收的化肥作肥料,在促进植物快速生长的同时也有助于周围环境的净化C.以煤和石油等原料为动力,极大地提高了生产效率D.是一种低投入、高产出的农业生产方式答案 C解析 石油农业与无废弃物农业相比,其主要特点是石油农业以煤和石油等原料为动力,极大地提高了生产效率。
三、生态工程的实例1.农村综合发展型生态工程(1)问题:农村人口多,人多地少,产出不足。(2)对策:建立农村综合发展型生态工程,实现物质的多级循环利用。(3)案例:北京某村以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程。
2.湿地生态恢复工程(1)湿地作用:湿地是地球上独特的生态系统,是水域和陆地的自然过渡形态。具有蓄洪防旱,调节区域气候,控制土壤侵蚀,自然净化污水,为迁飞的鸟类和多种动植物提供栖息地,为人们提供休闲娱乐的环境等功能。(2)问题①人们对湿地进行排水和围垦,已经破坏了地球上80%的湿地资源。②环境污染、生物资源的过度利用,会导致湿地生态系统严重退化。
(3)对策①采用工程学和生态学措施相结合的方法,使受到干扰的湿地得以恢复。②在湿地周围建立缓冲带,尽量减少人类的干扰,使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。(4)案例:厦门筼筜湖的生态恢复工程。3.矿区废弃地的生态恢复工程(1)问题:矿藏开采后会造成山体、土壤和植被,乃至整个地区生态系统的破坏。(2)对策:人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复等工程。(3)案例:赤峰市元宝山矿区生态恢复工程。
四、生态工程的发展前景1.生态工程特点(1)重视对生态环境的保护。(2)注重与经济、社会效益的结合。2.存在问题(1)难以设计出标准化、易操作的生态工程样板。(2)设计缺乏高科技含量,生态系统的调控缺乏及时准确的监测技术支持,缺乏理论性指导等。(3)我国面临的生态危机是人口激增、环境与资源破坏、能源短缺等问题结合在一起的“并发症”。
自我检测1.判断下列关于生态工程实例及前景的说法是否正确。(1)农村综合发展型生态工程中,沼气工程具有重要地位。(　　)(2)以沼气工程为中心的生态工程属于城市环境生态工程。(　　)(3)我国的生态工程应该以经济效益为主要目标。(　　)(4)在生态工程建设中,只能遵循污染、破坏后,再治理的发展思路。(　　)
2.江苏省徐州市多年来围绕“一城青山半城湖”理念,实施了一系列生态建设工程,生态效应逐渐显现。下列有关该生态工程的分析评价不合理的是(　　)A.使物种多样性程度显著提高B.使生物群落的组成更为复杂C.使生态系统的类型更为多样D.其主要目的是提高生物多样性的直接价值
答案 D解析 在生态建设工程逐步实施过程中,生态环境越来越好,物种多样性增加,生物群落的组成更加复杂,生态系统的类型也越来越多样化,A、B、C三项正确;优良的生态环境改善了当地的气候、水源等,提高了生物多样性的间接价值,D项错误。
3.下列实例与其主要体现的生态工程基本原理,匹配最恰当的是(　　)A.中国传统农业——自生原理B.在养分稀少的深海有物种丰富的珊瑚礁——循环原理C.太湖中水葫芦泛滥——协调原理D.水乡的桑基鱼塘——整体原理答案 C解析 中国传统农业主要体现了循环原理,A项错误;在养分稀少的深海有物种丰富的珊瑚礁,主要体现了自生原理,B项错误;太湖中水葫芦泛滥主要体现了协调原理,C项正确;水乡的桑基鱼塘主要体现了循环原理,D项错误。
[情境创设] 资料1　石油农业大量使用化肥、农药、机械等,已造成资源破坏和农业环境污染,对社会的可持续发展造成很大障碍。资料2　在辽宁西部的章古台地区,最初进行林带建设时,单一种植了大片的樟子松林,由于没有一条昆虫与其天敌相生相克的食物链,使得偶然滋生的松毛虫肆虐一时,很多地方的樟子松因此奄奄一息。同样的原因,前几年仅一种小小的杨树天牛就将宁夏、内蒙古等地的几十亿株杨树毁于一旦。资料3　我国西北一些地区年降水量小于450 mm,是只适合种植灌木和草的地区,却被硬性规定种植杨树,以致到处都是“杨家将”。生态的不适应使许多地方的杨树长成半死不活的“小老头”状,远不如当地树种那样有较高的生态适应性,结果防护林成了残败的“灰色长城”。
[问题探究] 请依据上述资料分析回答下列问题。1.石油农业为什么难以满足社会发展的需求?提示 石油农业产生的废弃物和有害物质的数量庞大,大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力,并造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题。
2.资料2说明在生态工程建设过程中,需要遵循什么原理,才能达到最佳效果?提示 资料2中樟子松林结构单一,生态系统的抵抗力稳定性很差。说明在生态工程建设过程中,需要遵循自生原理,尽量提高生物多样性程度。生物种类越多,群落的结构越复杂,抵抗力稳定性越高。即便某个种群消亡,其他种群也能弥补上来,有利于维持系统自身的稳定。3.资料3说明在生态工程建设过程中需要遵循什么原理?提示 需要遵循协调原理,即应该考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应,栽种当地生态适应性高的树种。
【归纳提升】1.传统农业、现代农业和生态农业的比较
2.生态工程所遵循的基本原理
方法技巧 判断生态工程所遵循的基本原理的方法(1)通过分析生态工程的结构特点判断生态工程所遵循的原理
(2)熟记常见生态工程实例,快速准确地判断所遵循的原理①无废弃物农业——遵循循环原理。②在人工林中增加植被层次——遵循自生原理。③水体富营养化引起大面积水华——违背自生原理和协调原理。④前面造林,后面砍树——违背整体原理。⑤草原确定合理载畜量,不能过度放牧——遵循协调原理。⑥单一人工林比天然混合林稳定性低,易爆发虫害——违背自生原理。⑦湿地的破坏,水体的污染——违背自生原理。⑧引种时考虑是否适应环境——遵循协调原理。⑨在进行林业生态工程建设时,既要号召农民种树又要考虑农民生活问题——遵循整体原理。
【探究应用】1.在帮助农民发展经济的同时,一定要注意一些实际问题,如“香蕉不宜在北方地区栽种”“苹果树不宜在热带地区栽种”,这主要体现了生态工程的什么原理?(　　)A.整体原理　　　　　B.协调原理C.自生原理D.循环原理答案 B解析 生物只有适应一定的环境才能正常生长,所以“香蕉不宜在北方地区栽种”“苹果树不宜在热带地区栽种”,这主要体现了生态工程的协调原理。
2.下列关于生态工程的叙述,不正确的是(　　)A.生态工程研究的对象是社会—经济—自然复合生态系统B.“退耕还林”“退耕还草”属于生态工程的内容C.生态工程应遵循“整体、协调、循环、自生”的原理D.实施生态工程的目的是环境保护答案 D解析 生态工程研究的对象是社会—经济—自然复合生态系统,其目的不单纯是保护环境,而是要实现社会、经济、自然的协调发展,共同进步。
A.自生原理B.整体性原理C.循环原理D.协调原理答案 C解析 “无废弃物农业”实现了物质的区域小循环,做到了物质的分层分级利用,因此主要体现了生态工程的循环原理。
3.下图是“无废弃物农业”物质和能量流动图,该图所体现的主要生态工程原理是(　　)
[问题探究] 1.鸡—猪—鱼立体养殖模式:1亩(1亩≈666.7 m2)鱼池配6~8头猪,100~120只鸡,鱼池中生活在不同水层的各种鱼比例大致为花白鲢占20%,草鱼占40%,鲤鱼、鳙鱼占40%,每亩投放鱼苗4 500尾。每天从鸡舍中收集新鲜的鸡粪晒干,经初步发酵后混入一定量饲料喂猪,用猪粪喂鱼。在该模式中,为什么必须控制某种鱼的投入数量?鱼塘为何要投入多种鱼类?请从群落结构的角度回答。提示 保证不超过该鱼在生态系统中的环境容纳量。鱼塘中不同鱼类生活在不同水层,体现了生物群落在垂直结构上具有分层的现象,能充分利用池塘的水体空间和资源。
2.“四位一体”生态模式:以太阳能为动力,以沼气为纽带,将日光温室、沼气池、蔬菜种植和温室养猪相结合的一种新的农业生产模式。(1)该模式中,光能输入生态系统的途径是什么?提示 生产者的光合作用。(2)建立以沼气为中心的“四位一体”生态工程主要遵循了哪一种生态工程原理?提示 循环原理。3.生态工程建设任重道远,我国目前的生态危机主要是什么?提示 环境污染与人口激增、环境与资源破坏、能源短缺等问题结合在一起的“并发症”。
【归纳提升】关于生态工程的设计方法在建立不同的生态工程时,要遵循不同的设计原理,不能相互照搬,应该因地制宜,主要从空间、时间和食物链等方面去考虑。下面从空间方面做简单介绍。(1)平面空间:在一定区域内,确定农作物的种类和各种农业产业所占的比例及分布区域是比较宏观的,即农业区域规划或农业规划布局。(2)垂直空间:利用生物学原理,将不同种群科学地组合成复合生产系统,达到最充分、最合理地利用环境资源的目的,可以微观地解决一个比较小的范围内的生态组合问题。
【探究应用】1.下列关于湿地生态恢复工程的叙述,不正确的是(　　)A.该工程采用工程和生物措施相结合的方法B.要建立缓冲带,以尽量减少人类的干扰C.对湿地的恢复,只注意退耕还湿地或建立自然保护区就能奏效D.湿地的恢复除利用生物工程手段外,还要依靠自然演替机制恢复其生态功能答案 C解析 对湿地的恢复不是简单地退耕还湿地或建立自然保护区就能奏效的,在很大程度上还取决于湿地上、中游的水土保持情况,以及如何解决迁出农民的生计问题等。
2.设计生态工程的常用方法之一是给食物链(网)“加环”,下图就是一种“加环”示意图,据图判断下列说法错误的是(　　)A.用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇,可增加经济效益B.用残渣培育食用菌和蛆蛹,实现了物质的多级利用C.将蛆蛹粪便还田,运用了能量循环利用原理D.该生态工程的运转离不开人的管理
答案 C解析 用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇、残渣培育食用菌和蛆蛹实现了废弃物的资源化,实现了物质的多级循环利用;生态工程的正常运转离不开人的管理;将蛆蛹粪便还田,运用了物质循环原理,但能量是不能循环利用的。