生物选择性必修2第3节 生态工程优质ppt课件

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1. 概述生态工程的概念，关注生态工程的建设。2. 概述生态工程的基本原理，举例说出自生、循环、协调和整体原理的主要内容。3. 通过分析和评价生态工程的实例，说出这些实例所运用的生态工程基本原理。4. 通过分析生态工程的发展前景，增强生态文明意识。
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。
例 1 难度★☆☆ 典型★★☆ 下列不属于生态工程建设目的的是 （　　）A. 对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善B. 防止环境污染C. 单纯追求粮食产量D. 促进人类社会和自然环境的和谐发展
【解析】 生态工程建设的目的就是遵循生态学规律，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，提高生态系统的生产力，促进人类社会和自然环境的和谐发展，根据分析可知，A、B、D 项都是生态工程建设的目的，生态工程不能单纯追求粮食产量，要达到经济效益和生态效益的同步发展，C 项不是生态工程建设的目的。【答案】 C
例 2 难度★☆☆ 典型★★☆ 下列关于生态工程的叙述，错误的是（　　）A. 生态工程是生态学与系统学等学科的结合B. 生态工程追求经济与生态的双赢C. 生态工程是无消耗、多效益的工程D. 生态工程的目的是促进人类社会与自然环境的和谐发展
【解析】 生态工程遵循生态学规律，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。与传统的生产模式相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。【答案】 C
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。
例 1 难度★☆☆ 典型★★☆ 下列做法依据的生态工程原理依次是（　）①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　②我国古代的“无废弃物农业”　③在西北降水量少的地区种植灌木和草　④湿地生态工程建设时既要有效选择生物组分，进行合理布设，又要创造有利的条件a. 自生原理　b. 协调原理　c. 循环原理　d. 整体原理A. a、b、c、d B. d、c、b、aC. d、c、a、b D. b、c、d、a
【解析】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，依据的是整体原理，从而实现社会—经济—自然复合系统的平衡和稳定，d 符合题意。我国古代的“无废弃物农业”依据的是循环原理，使物质能够在系统中循环往复，分层级利用，同时避免了环境污染，有利于系统的稳定和发展，c 符合题意。在西北降水量少的地区种植灌木和草，依据的是协调原理，b 符合题意。湿地生态工程建设时既要有效选择生物组分，进行合理布设，又要创造有利的条件，依据的是自生原理，a 符合题意。【答案】 B
例 2 难度★☆☆ 典型★★☆ ［不定项选择］以下符合整体原理的是 （　　）A. 优化结构，改善系统的功能B. 重视调整系统内各组分之间的比例关系C. 通过“无废弃物农业”保证土壤肥力，改善土壤结构D. 设计成自然—社会—经济复合系统
【解析】 遵循整体原理，首先要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。其次，人类处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统中。进行生态工程建设时，不仅要考虑自然生态系统的规律，更要考虑经济和社会等系统的影响力，A、B、D项符合题意。【答案】 ABD
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”。
例 1 难度★☆☆ 典型★★☆ 下列关于湿地生态恢复工程的叙述，错误的是（　　）A. 该恢复工程采用工程学和生态学措施相结合的方法B. 要建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰C. 对湿地的恢复，只要建立自然保护区即可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
【解析】 湿地生态恢复工程采用工程学和生态学措施相结合的方法，如废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程、植物物种的引进种植、建立缓冲带等，使受干扰的湿地得以恢复，A、B 项正确，C 项错误；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，D项正确。【答案】 C
例 2 难度★☆☆ 典型★★☆ 下列关于矿区废弃地生态修复的叙述，合理的是 （　　）A. 矿区废弃地生态修复的关键是尽可能依靠自然演替恢复其生态功能B. 适用于矿区生态环境恢复的措施是开发农田，增加农民收入C. 该生态工程恢复所遵循的主要原理是整体原理、协调原理D. 矿石的开采只是破坏生态环境，不会产生其他危害
【解析】 矿区废弃地生态修复的关键是植被恢复及其所需的土壤微生物群落的重建；矿区废弃地的土地条件极端恶劣，甚至有严重重金属污染，植被难以恢复，而农作物更难生长，大力发展农田，收益难以保证；该生态工程恢复所遵循的主要原理是整体原理、协调原理；矿石的开采不仅破坏生态环境，还会产生其他危害，如地表塌陷等。【答案】 C
例 3 难度★☆☆ 典型★★☆ 下图为以生态工程为技术支撑建设而成的农、林、牧、渔等综合发展的农业生态村。请分析下图回答问题：（1）生态系统中的阳光、土壤、水分等属于生态系统成分中的　　　　。（2）蘑菇在该生态系统中的成分是　　　　，该成分在自然生态系统中的作用是　　　　　。（3）采用河泥作肥料的优势包括　　　　　　　　。A. 改善河道环境　　　　　B. 改善土壤结构C. 培育土壤微生物　　　　D. 实现了物质和能量的循环利用
（4）将秸秆放入沼气池发酵取代焚烧秸秆的好处有____________________________和__________________________。（5）以上案例，主要运用的生态工程原理有__________和______________。
【解析】 （1）生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质与能量，阳光、土壤、水分等属于生态系统组成成分中的非生物的物质与能量。（2）蘑菇是真菌，属于该生态系统成分中的分解者，分解者可以将动植物的遗体、动物的排遗物中的有机物分解成无机物，归还到无机环境。（3）采用河泥作肥料，可以改善河道环境、改善土壤结构、培育土壤微生物，A、B、C 三项正确。采用河泥作肥料，可以实现物质的循环利用和能量的多级利用，但是能量不能循环利用，D 项错误。（4）与焚烧秸秆相比，将秸秆放入沼气池发酵，可以减少环境污染、提高能量的利用率。（5）以上案例中主要运用的生态工程原理有循环原理和整体原理。【答案】 （1）非生物的物质与能量　（2）分解者　将动植物的遗体、动物的排遗物中的有机物分解成无机物，归还到无机环境　（3）ABC　（4）减少环境污染　提高能量利用率　（5）循环原理　整体原理
一、关注生态工程建设情境导引当前我国为什么要关注生态工程建设?资料1　1998年夏季,长江洪水泛滥,其根本原因是长江上游乱砍滥伐森林,水源涵养和水土保持功能急剧降低,大量泥沙淤积河道;中游围湖造田、乱占河道,造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减小。资料2　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。
1.洪灾的发生反映出传统经济发展模式存在什么问题?提示:传统经济发展模式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。2.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。
二、生态系统的基本原理情境导引资料1　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,甚至成为鸟兽了无踪影的“不毛之地”。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2　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,但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”。
1.在生态工程建设过程中,需要遵循哪些基本原理,才能达到最佳效果?提示:资料1所体现的主要生态工程原理是自生原理。资料2所体现的主要生态工程原理是协调原理。2.我国的植树造林运动在世界上规模最大,因而人工林面积占世界首位,请你对我国的植树造林提出建设性意见。提示:植树造林时,要根据生物多样性原理和协调与平衡原理,树种绝不能单一,还要根据当地的气候、土壤等条件,因地制宜地植树。
典例剖析右图是“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(　　)A.自生原理　　　　　B.整体性原理C.循环原理D.协调原理
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中的循环原理。答案:C
三、传统农业、现代农业和生态农业的比较
四、生态工程所遵循的基本原理
五、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。