第4章 第3节 生态工程.docx

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1、第3节生态工程课标内容要求核心素养对接举例说明根据生态学原理、采用系统工程的方法和技术，达到资源多层次和循环利用的目的，使特定区域中的人和自然环境均受益。生命观念一通过相关生物学概念的学习建立生命观念。科学思维通过运用生态工程原理分析生态环境及解决对策。课前自主学习教材研读。探新知必备知识感知一、生态工程的基本原理1 .关注生态工程建设(1)生态工程的概念人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法,对人工生态系统进行分析、设计和调控,或对已被破坏的生态环境进行修复、重建，从而提高生态系统的生产力或改善生态环境,促进人类社会和包然坯境和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程。进行生态工程建设的目的

2、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。(3)突出特点：少消耗、多效益、可持续。2 .生态工程所遵循的基本原理(1)自生原理概念：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。注意事项a.需要在生态工程中有效选择生物组分并合理布设。b.需要创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖，以及它们形成互利共存关系的条件。(2)循环原理概念：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。意义：减少整个生产环节“废物”的产生。实例：无废弃物农业。(3)协调原理理论基础：生物与环境、生物与生物

3、的协调与适应。注意事项：a.需考虑生物与环境的适应性。b.需考虑环境容纳量。意义：可避免系统的失衡和破坏。(4)整体原理注意事项a.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。b.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。实例：在进行林业工程建设时，一方面要号召农民和横，另一方面一定要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴以及收入等问题。二、生态工程的实例和发展前景3 .生态工程的实例(1)农村综合发展型生态工程问题：农村人口多，人多地少,产出不足。对策：建立农村综合发展型生态工程,实现物

4、质的多级循环利用。案例：北京郊区的某村以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程。湿地生态恢复工程湿地作用：具有蓄洪防旱，调节区域气候,控制土壤侵蚀，自然净化污水,为迁飞的鸟类和其他多种动植物提供栖息地,以及为人们提供休闲娱乐的环境等功能。问题：湿地的缩小和破坏问题。对策a.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。b.在湿地周围建立缓冲带,以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。案例：厦门赏筲湖的生态恢复工程。（3）矿区废弃地的生态恢复工程问题：山住、土壤和植被，乃至整个地区生态系统的破坏。对策：人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工

5、程等。其中，关键在于植被恢复,以及植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建。案例：我国赤峰市元宝山矿区生态恢复工程。4 .生态工程的发展前景（1）我国生态工程存在的问题：缺乏定量化模型的指导，难以设计出标准化、易操作的生态工程样板。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的支持,缺乏理论性指导等。我国面临的生态危机生态危机：不单纯是环境污染问题,而是与人口激增、环境与资源破坏、能源短缺等问题结合在一起的“并发症”O解决措施：不但要重视对生态环境的保护,更要注重与经济、社会效益的结合，需要生态工程发挥作用。F基础诊断F判断对错（正确的打“，错误的打“X”）1 .生态工程是无消耗、多效

6、益、可持续的工程体系。（）2 .在建设高新农业时，沼气池的建立遵循了循环原理。（）3 .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。（）4 .矿区废弃地生态恢复工程的关键是植被恢复和土壤微生物群落的重建。（）5 示：1.X生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。2.3.4.核心问题解惑核心突破。提素能学科素养形成您性（包匚生态工程的基本原理1 .生态工程建设的原因分析传统农业的生产模式石油农业模式内容：大量使用化肥、农药、机械的农业生产模式。弊端：不注重生态环境的保护，没有考虑成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。(2)生态工程与传统农业的比较比较项目生态

7、工程传统农业基本原理生态学、工程学工程学调节机制人为辅助下的自我调节人为调控与环境的关系协调破坏环境主要能源太阳能化学能生物多样性得到保护减少2.生态工程概念的理解涉及的学科知识：生态学和系统学等。面临的任务：对人工生态系统进行分析、设计和调控，或对已破坏的生态系统进行修复和重建，从而提高生态系统的生产力或改善生态环境。(3)最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。(4)生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续。匐错提醒(1)“无废弃物农业”不同于“石油农业”；“无废弃物农业”的优点是追求物质循环利用，没有废弃物，很少对环境和资源造成破坏，但生产效率低；“石油农业”是指大量使用化肥、农药和机

8、械的农业生产方式。虽然生产效率得到提高，但是对环境资源造成了破坏。(2)有了生态工程也不可以先污染后治理：生态恢复力有限，不能认为有了生态工程，就可以先污染后治理。3.判断生态工程原理的方法(1)如果强调有效选择生物组分并合理布设，则为自生原理。(2)如果强调充分利用废弃物，则为循环原理。(3汝口果强调生物与环境、生物与生物的协调与适应，则为协调原理。0对点提能生活联系：1.“西部大开发”是国家为振兴西部提出的宏观决策，在我国西北地区进行防护林建设时，没有种植适应当地环境的树种，而是大量种植了不适应当地环境的杨树。这主要是违背了什么原理？提示：违背了协调原理。2 .我国的植树造林运动在世界上规

9、模最大，因而人工林面积占世界首位，请对我国的植树造林运动提出建设性意见。提示：植树造林时，要根据自生原理和协调原理，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。3 .背景材料：1998年夏季，长江洪水泛滥，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，造成大量泥沙淤积河道；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。阅读教材资料，回答相关问题。导致1998年长江洪水泛滥的根本原因是什么？（2）怎样解决长江洪水泛滥问题？提示：（1）长江洪水泛滥的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，造成大量泥沙淤积河道；中游围湖造田

10、、乱占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减小。（2）积极营造长江中上游水源涵养林和水土保持林，提高森林覆盖率；“退耕还湖”和改革不合理耕作方式等。对点练习1（不定项）下列关于生态工程的叙述，正确的是（）A.当人类赖以生存的生态系统出现严重问题时，生态工程应运而生B.生态工程能减少环境污染C.生态工程以牺牲环境和资源为前提，生产出更多的产品D.生态工程力求达到生态效益、经济效益和社会效益的协调统一ABD本题考查对生态工程概念的理解。A项为生态工程生产的背景，B项为生态工程的意义，D项为生态工程的目的。.如图是我国南方尝试的农业生态系统的结构模式图，它利用雏鸭旺盛的杂食性，吃掉稻田里的杂草和害虫

11、，利用鸭不间断地活动产生中耕浑水效果，刺激水稻生长，用作物养猪、养鸭，用稻秆培育蘑菇、生产沼气，猪、鸭粪、沼渣肥田，生产出无公害的大米与蛋肉类。请据图回答下列问题：鸭粪粪便植物秸秆I葡萄糖IB乳酸等(1)从生态学角度分析，人们建立图示的农业生态系统的主要目的是O该系统将植物秸秆、动物粪便等废弃物合理地进行了应用，体现了生态工程的原理。(2)该系统将多个生态系统通过优化组合，有机整合在一起，提高了系统生产力，体现了生态工程中的原理。生产的大米无公害的原因是(3)在发酵装置里的B过程中起重要作用的微生物，其细胞结构与水稻细胞最主要的区别是(4)将蘑菇房与蔬菜大棚相通，可提高蔬菜产量，试分析其增产的

12、原因：蘑菇房与蔬菜大棚相通,比单纯种植蔬菜和单纯培育蘑菇带来的效益之和还要高，体现了生态工程中的原理。解析(1)图示农业生态系统通过建立沼气池，实现了废物资源化和能量的多级利用，遵循的是循环原理。(2)图中生态农业施用的都是有机肥，减少了化肥和农药的使用量，因此生产的大米无公害。(3)发酵装置中的微生物主栗是乳酸菌，为原核生物，无以核膜为界限的细胞核。(4)蘑菇为分解者，可将有机物分解为CO2等无机物，使蔬菜进行光合作用。答案(1)实现物质的循环再生和能量的多级利用循环自生减少了化肥和农药的使用量，减少了对水的污染(3)无以核膜为界限的细胞核(无成形的细胞核)(4)蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以供

13、蔬菜进行光合作用，使其光合作用增强整体侬处G生态工程的实例4 .建立生态工程的原则生态工程需要根据工程的目的，以及当地自然、社会和经济的情况，从系统的不同角度综合考虑问题。因此，不但要考虑生态学原理，而且要考虑经济和社会的实际状况，通过系统学、工程学的设计，在充分利用自然的基础上，考虑节省投资和维护成本，提供务实、可持续的解决方案。2.生态工程实例的比较实例原理对策注意问题农村综合发展型生态工程自生原理、循环原理、协调原理、整体原理建立农村综合发展型生态工程(1)核心：沼气工程优点：农、林、牧、副、渔业等全面发展，开发可以更新的资源，减少环境污染湿地生态恢复工程协调原理、整体原理控制污染、退耕

14、还湖主要措施：退耕还湖主要困难：解决迁出湖区居民的生活和就业问题矿区废弃地的生态恢复工程协调原理、整体修复土地、恢复植被改良表土(2)种植耐旱的灌木、草和树(3)合理确定载畜量3.六大生态工程实例中的“关彳建点”归纳(1)农村综合发展型生态工程：核心是沼气工程，优点是开发可以更新的资源，减少环境污染。湿地生态恢复工程主要措施：退耕还湖。主要困难：解决迁出湖区居民的生计问题。(3)矿区废弃地的生态恢复工程种植耐旱的灌木、草和树；合理确定载畜量；改良表土。IS别提醒(1)在进行生态工程建设时，应积极利用自然生态系统的强大自我恢复力，节省投资。(2)生态系统的恢复力有限，不能认为有了生态工程，就可以

15、走发达国家“先污染、破坏，后治理”的老路。汇对点提能应用实践：在矿区废弃地的生态恢复工程案例中，恢复植被的措施是植树和种草，为什么不是种植农作物？怎样合理地筹划养殖肉牛的数量？提示：矿区土壤条件恶劣，不适宜农作物的生长，因此代之以适应性强，耐旱的灌木、草和树。合理地筹划养殖肉牛的数量，首先要考虑到牧草的产量，以草定畜；从外地调运饲料要考虑饲养成本；更重要的是要考虑到土地对粪肥的承载力，以及对粪肥的加工或利用情况，要保持在承载力范围以内，以免养殖规模过大，粪肥数量巨大而造成新的污染。对点练习1(不定项)下列关于生态工程建设的叙述，正确的是()A.窦店村综合发展型生态工程是一个样板，各地可以照搬B.在进行生态工程建设时，应根据实际，因地制宜C.不同的生态工程体现的原理完全相同D.生态工程建设目的之一是恢