高中生物 專題5 生態(tài)工程課件 蘇教版選修3.ppt

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一、關(guān)注生態(tài)工程建設 1．生態(tài)工程概念,系統(tǒng)學,技術(shù)組裝,和諧發(fā)展,生態(tài)學,系統(tǒng)設計,修復,重建,環(huán)境污染,破壞,生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力,少消耗,可持續(xù),2.生態(tài)工程建設 (1)目的：遵循自然界的 規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止 ，達到 和 的同步發(fā)展，從而促進人類社會和自然環(huán)境的和諧統(tǒng)一。 (2)原因 ① 模式正在毀壞水、大氣、土壤和 ，消耗地球贈給我們的 。 ②為了實現(xiàn) ，經(jīng)濟發(fā)展必須符合 規(guī)律，改變“人類能征服自然”的錯誤觀念，走 之路。 3．生態(tài)經(jīng)濟的概念 (1)原則：“循環(huán)經(jīng)濟”。 (2)目標：一個系統(tǒng)產(chǎn)出的 ，能夠成為本系統(tǒng)或者另一個系統(tǒng)的 ，從而實現(xiàn) 。 (3)手段： 。,物質(zhì)循環(huán),環(huán)境污染,經(jīng)濟效益,生態(tài)效益,傳統(tǒng)經(jīng)濟,生物資源,自然資本,可持續(xù)發(fā)展,生態(tài)學,生態(tài)經(jīng)濟,污染物,生產(chǎn)原料,廢棄物的資源化,生態(tài)工程,二、生態(tài)工程所遵循的基本原理 1．物質(zhì)循環(huán)再生原理 (1)概念：物質(zhì)能夠在各類生態(tài)系統(tǒng)中進行 和 。 ，循環(huán)往復， ，從而達到取之不盡、用之不竭的效果。 (2)理論基礎(chǔ)：生態(tài)系統(tǒng)的 。 (3)實例——無廢棄物農(nóng)業(yè)。 2．物種多樣性原理 (1)內(nèi)容：物種繁多而復雜的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的 ，可以在有限的資源條件下，產(chǎn)生或容納更多的 ，提高系統(tǒng)生產(chǎn)力。 (2)理論基礎(chǔ)：生態(tài)系統(tǒng)的 。,區(qū)域小循環(huán),全球地質(zhì)大循環(huán),分層分級利用,物質(zhì)循環(huán),抵抗力穩(wěn)定性,生物量,抵抗力穩(wěn)定性,(3)實例 ①反面：遼寧西部章古臺地區(qū)的樟子松林，由于沒有一條昆蟲 與其天敵相生相克的食物鏈，使得松毛蟲肆虐一時。 ②正面：由珊瑚蟲和某些藻類共生組成的珊瑚礁區(qū)，物種繁多， 系統(tǒng)穩(wěn)定。 3．協(xié)調(diào)與平衡原理 (1)理論基礎(chǔ)：生物與環(huán)境的 。 (2)處理好生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，需要考慮 ，又 稱環(huán)境容納量，它是指某種環(huán)境所能養(yǎng)活的生物種群的 數(shù)量。 4．整體性原理 (1)理論基礎(chǔ)： 。(如圖),協(xié)調(diào)與平衡,環(huán)境承載力,最大,自然—社會—經(jīng)濟復合系統(tǒng),(2)合理應用：在進行生態(tài)工程建設時，不但要考慮 的規(guī)律，更重要的是，還要考慮到 等系統(tǒng)的影響力。 (3)意義：只有應用整體性原理，才能統(tǒng)一協(xié)調(diào) 、 、 之間的關(guān)系，保障生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定。 5．系統(tǒng)學和工程學原理 (1)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理 ①理論基礎(chǔ)： 優(yōu)于集中式和環(huán)式。 ②合理應用：生態(tài)工程需要考慮系統(tǒng)內(nèi)部不同組分之間的結(jié)構(gòu)，通過改變和 ，達到改善系統(tǒng)功能的目的。在 的結(jié)構(gòu)中，一般局部故障，不至于造成整個網(wǎng)絡的癱瘓。,自然生態(tài)系統(tǒng),經(jīng)濟和社會,當前與長遠,局部與整體,開發(fā)與環(huán)境建設,分布式,優(yōu)化結(jié)構(gòu),分布式,(2)系統(tǒng)整體性原理 ①理論基礎(chǔ)：整體功能大于部分之和。 ②合理應用：系統(tǒng)的各組分之間要有 關(guān)系，只有這樣才能順利完成能量、物質(zhì)、信息等的 ，并且實現(xiàn) 的效果，即“1＋12”。 三、生態(tài)工程實例 1．農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程 (1)問題：資源有限， ，產(chǎn)出不足。 (2)對策：建立農(nóng)村 生態(tài)工程，實現(xiàn)物質(zhì)的 。 (3)遵循的原理：①物質(zhì)循環(huán)再生原理；②整體性原理；③物種多樣性原理；④系統(tǒng)學和工程學原理。 (4)案例：北京郊區(qū)的竇店村以 為中心的物質(zhì)多級循環(huán)利用工程。,適當?shù)谋壤?轉(zhuǎn)換和流通,總體功能大于各部分之和,人多地少,綜合發(fā)展型,多級循環(huán)利用,沼氣工程,2.小流域綜合治理生態(tài)工程 (1)問題：河流各級支流的集水區(qū)域， 嚴重。 (3)案例：我國甘肅隴南地區(qū)“九子登科”的治理模式。,水土流失,3．大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復工程 (1)問題：土地 嚴重。 (2)對策：森林或草原的 、 。 (3)遵循的原理：①物種多樣性原理；②整體性原理；③協(xié)調(diào)與平衡原理。 (4)案例：“三北”防護林生態(tài)工程。 4．濕地生態(tài)恢復工程 (1)問題：人們對濕地進行 和 ，已經(jīng)破壞了地球上 的濕地資源。 (2)對策 ①采用 和 措施相結(jié)合的方法，使受到干擾的濕地得以恢復。 ②在濕地周圍建立 ，以減少人類的干擾，使?jié)竦匾揽? 等機制恢復其生態(tài)功能。,荒漠化,植被恢復,水土保持,排水,圍墾,80%,工程,生物,緩沖帶,自然演替,(3)遵循的原理：①整體性原理；②物種多樣性原理；③協(xié)調(diào)與平衡原理。 (4)案例：鄱陽湖的生態(tài)恢復工程。,5．礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復工程 (1)問題：礦藏開采后造成 、 和 乃至整個地區(qū) 的破壞。 (2)對策：人工 、多層覆蓋、特殊隔離、土壤侵蝕控制、植被恢復工程等。 (3)遵循的原理：①協(xié)調(diào)與平衡原理；②整體性原理； ③系統(tǒng)學和工程學原理。 (4)案例：我國赤峰市元寶山礦區(qū)生態(tài)恢復工程,土體,土壤,植被,生態(tài)系統(tǒng),制造表土,6．城市環(huán)境生態(tài)工程 (1)問題： 污染、 污染、 污染等。 (2)對策：用 的方法對城市環(huán)境進行綜合治理。 (3)遵循的原理：①物質(zhì)循環(huán)再生原理；②協(xié)調(diào)與平衡原理；③整體性原理。 (4)案例：張家港、大連、廈門等國家環(huán)境保護模范城市。 四、生態(tài)工程發(fā)展的前景 1．“生物圈2號”生態(tài)工程的實驗及啟示,垃圾,大氣,噪聲,生態(tài)工程,(1)設計目的：制造一個人工模擬的 系統(tǒng)，以驗證人類在離開地球的情況下，利用 ，僅僅依靠太陽能，能否維持生存。 (2)失敗原因： 失調(diào)，“ ”比例與地球相差甚遠，導致空氣中二氧化碳的含量猛增，氧氣減少，不足以維持人和動物的生存。,生命支持,人工生態(tài)工程,溫度,大氣與海洋,(3)啟示：使人們認識到人與自然和諧共處的重要性，深化了對 的認識。盡管科學技術(shù)已經(jīng)很發(fā)達了，但人類仍沒有能力完全模擬出 。 2．對我國生態(tài)工程發(fā)展前景的分析與展望 (1)生態(tài)工程特點：重視對 的保護，注重與 社會效益的結(jié)合。 (2)存在問題 ①難以設計出 、易操作的生態(tài)工程樣板。 ②設計缺乏 ，生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控缺乏及時準確的監(jiān)測技術(shù)支持，缺乏理論性指導。,自然規(guī)律,自然生態(tài)系統(tǒng),生態(tài)環(huán)境,經(jīng)濟、社會效益,標準化,高科技含量,一、生態(tài)工程原理 閱讀教材P107～113，探討下列問題： 1．試分析如下實例的生態(tài)工程所遵循的主要原理。 (1)單一人工林比天然混合林穩(wěn)定性低，易爆發(fā)蟲害—_______。 (2)草原確定合理載畜量，不能過度放牧——_______________。 (3)引種考慮適應環(huán)境——_______________________。 (4)林業(yè)生態(tài)工程建設，既考慮種樹又考慮生活問題—_______。 提示：(1)物種多樣性原理 (2)平衡原理 (3)協(xié)調(diào)原理 (4)整體性原理,2．試比較整體性原理和系統(tǒng)整體性原理的不同。 提示：(1)整體性原理指社會、經(jīng)濟、自然三方面協(xié)調(diào)統(tǒng)一，保障整個系統(tǒng)的穩(wěn)定與平衡，例如林業(yè)建設中自然系統(tǒng)、社會系統(tǒng)與經(jīng)濟系統(tǒng)的關(guān)系問題，即種樹的同時考慮經(jīng)濟收入、糧食、燃料等問題。 (2)系統(tǒng)整體性原理指整體大于部分之和，即1＋12。目的是保持系統(tǒng)有很高的生產(chǎn)力，具體是指互利共生的生物體現(xiàn)系統(tǒng)整體性原理，如藻類和珊瑚蟲、大豆和根瘤菌、地衣植物中藻類和真菌等。,3．試比較傳統(tǒng)經(jīng)濟與生態(tài)經(jīng)濟的不同。 提示：(1)傳統(tǒng)經(jīng)濟是大量使用化肥、農(nóng)藥、機械的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，不注重生態(tài)環(huán)境的保護，經(jīng)濟的發(fā)展以巨大的生態(tài)環(huán)境破壞為代價。 (2)生態(tài)經(jīng)濟實現(xiàn)了原料→產(chǎn)品→原料→產(chǎn)品的生產(chǎn)體系，實現(xiàn)了廢棄物資源化的循環(huán)經(jīng)濟。,二、生態(tài)工程實例 分析教材P116～123生態(tài)工程實例，試探討下列問題： 1．建設生態(tài)工程的基本過程是什么？ 提示：(1)擬定目標與實地調(diào)查：明確生態(tài)工程的類型與預期效益。設計時必須強調(diào)社會、經(jīng)濟、自然復合生態(tài)系統(tǒng)整體協(xié)調(diào)的目標。(2)系統(tǒng)分析：根據(jù)擬定的目標和收集的詳盡數(shù)據(jù)，采用系統(tǒng)分析的方法，結(jié)合定性研究，系統(tǒng)地對整體特征進行綜合分析和評價。系統(tǒng)分析是生態(tài)系統(tǒng)工程可行性分析和決策的基礎(chǔ)和依據(jù)。,(3)可行性評價與決策：通過可行性評價與決策分析，在達到最佳的經(jīng)濟效益和社會效益的同時，也達到最佳的生態(tài)效益，增加復合生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低生態(tài)系統(tǒng)惡化的風險。 (4)技術(shù)設計：通過改變食物鏈的方法，提高系統(tǒng)本身的遷移、轉(zhuǎn)化、再生物質(zhì)和利用能量的能力，充分利用原料、產(chǎn)品、副產(chǎn)品以及時間和營養(yǎng)生態(tài)位，提高整體的綜合效益。 2．生態(tài)工程建設的目的和特點分別是什么？ 提示：(1)生態(tài)工程建設的目的：遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。 (2)生態(tài)工程的特點：①少消耗；②多效益；③可持續(xù),在社會主義新農(nóng)村建設中，某縣積極發(fā)展畜禽養(yǎng)殖和栽桑養(yǎng)蠶兩大支柱產(chǎn)業(yè)。在生產(chǎn)總量不斷提高的同時，該縣堅持在發(fā)展中解決環(huán)境問題，優(yōu)化生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)資源的最大化利用，走出了一條適合本地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)工程之路。請分析圖示并回答問題：,,,(1)該生態(tài)工程所遵循的基本原理是_________(至少寫2種)。 (2)該生態(tài)系統(tǒng)的能量流動從_________________(至少寫2種)開始，圖中屬于消費者的生物有_______________________。 (3)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)相比，該生態(tài)系統(tǒng)更能凈化環(huán)境，其主要原因是________________________________________。 (4)該生態(tài)系統(tǒng)能提高經(jīng)濟效益的原因是________________。 (5)根據(jù)該縣地處水鄉(xiāng)這一資源優(yōu)勢，請你就該生態(tài)系統(tǒng)提出一條合理化建議。___________________________________。,,,【研析】 本題主要以當代新型生態(tài)農(nóng)業(yè)為背景，考查生態(tài)工程基本原理的實際應用及識圖分析能力。具體解題過程如下：,,,[審]——提取信息,信息a：圖示信息“沼渣、糞便等”廢物可利用。 信息b：此生態(tài)農(nóng)業(yè)的“人、蠶、桑樹、油菜、畜禽”等構(gòu)建的人工生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)化及可持續(xù)發(fā)展。 信息c：設問(5)的地理條件“水鄉(xiāng)”,[析]——解讀信息,解讀信息a、b：本農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的秸稈等可以循環(huán)往復再利用，能量可以多級利用，體現(xiàn)了物質(zhì)循環(huán)再生原理；人、蠶、桑樹、油菜、畜禽、食用菌等相互協(xié)調(diào)，使畜禽養(yǎng)殖和栽桑養(yǎng)蠶兩大支柱產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展，充分體現(xiàn)了物種多樣性原理及協(xié)調(diào)與平衡原理。 解讀信息c：依據(jù)該縣地處水鄉(xiāng)這一資源優(yōu)勢，在構(gòu)建生態(tài)農(nóng)業(yè)時，可把未利用的“蠶沙碎屑”投入魚塘養(yǎng)魚等。,,[答]——解題規(guī)范,設問(1)：回答涉及的生態(tài)學原理時，把“物質(zhì)循環(huán)再生原理”錯答為“物質(zhì)能量再循環(huán)原理”。 設問(2)：在回答能量流動的始點時，忽略了“至少寫2種”這個限制條件，只答桑樹，而遺漏了油菜也是生產(chǎn)者。 設問(5)：忽略了題干一個重要信息“資源的最大化利用”，將“水鄉(xiāng)”的利用誤答為發(fā)展養(yǎng)魚。,[答案] (1)物質(zhì)循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理 (2)桑、油菜等生產(chǎn)者固定的太陽能 蠶、畜禽 (3)糞便等“廢棄物”被及時利用 (4)實現(xiàn)了物質(zhì)的循環(huán)利用和能量的多級利用，提高了農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量，減少了化肥、農(nóng)藥的使用(降低農(nóng)業(yè)成本投入) (5)蠶沙碎屑用來養(yǎng)魚，魚塘塘泥用來肥田 建設社會主義新農(nóng)村的實質(zhì) 解決人多地少的突出矛盾，實現(xiàn)能量多級利用，物質(zhì)循環(huán)再生，追求廢物資源化，在資源有限的條件下，獲得較多的產(chǎn)出，取得經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益的全面提高。,,,如圖是某科研工作者為該村設計的垃圾資源化、無害化處理的一種方案，請據(jù)圖回答問題：,,,(1)在此方案實施的過程中需要每一位居民的參與，參與的行動方式是______________________________。 (2)過程d、e利用的生物屬于生態(tài)系統(tǒng)的何種成分？ 。 (3)從對資源的充分利用的角度分析，過程d、e比過程c突出的優(yōu)點是____________________________________________。 (4)城市環(huán)境生態(tài)工程應注意三個方面，首先在城市規(guī)劃和布局方面，要進行城市________；其次是推廣“環(huán)境友好技術(shù)”和______________工藝，采用各種手段治理污染；還要建立健全的________進行監(jiān)督。,,,[解析] 過程a、b是對垃圾的分類處理；過程d、e是利用分解者的分解作用處理有機廢棄物，此過程既充分利用了有機廢棄物中的物質(zhì)和能量，又減少了因燃燒帶來的污染。城市環(huán)境生態(tài)工程應注意的三個方面是：首先在城市規(guī)劃和布局方面，要進行城市生態(tài)分區(qū)；其次是推廣“環(huán)境友好技術(shù)”和低污染清潔生產(chǎn)工藝，采用各種手段治理污染；還要建立健全的法制進行監(jiān)督。 [答案] (1)將生活垃圾分類處理 (2)分解者 (3)除利用了有機垃圾中的物質(zhì)外，還充分地、分層次地多級利用了垃圾中的能量，并且減少了因燃燒帶來的污染 (4)生態(tài)分區(qū) 低污染清潔生產(chǎn) 法制,,,生態(tài)農(nóng)業(yè)設計的原則 (1)應當能夠體現(xiàn)生態(tài)學原理與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)相結(jié)合的原則。 (2)應當能夠構(gòu)成一個合理的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)。 (3)應當充分利用自然界的物質(zhì)和能量資源。 (4)應當體現(xiàn)減少環(huán)境污染的原則。 (5)應當充分考慮經(jīng)濟、社會和生態(tài)的綜合效益。 (6)所設計的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，從理論上看應當能夠?qū)崿F(xiàn)良性循環(huán)。,[網(wǎng)絡構(gòu)建],———————[課堂歸納]—————————,[關(guān)鍵語句] 1．生態(tài)工程建設的目的是遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。 2．生態(tài)工程是一類少消耗、多效益、可持續(xù)的工程體系。 3．生態(tài)經(jīng)濟主要通過實現(xiàn)“循環(huán)經(jīng)濟”的原則，使一個系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物，成為本系統(tǒng)或另一個系統(tǒng)的生產(chǎn)原料，從而實現(xiàn)廢物資源化。 4．典型生態(tài)工程所遵循的主要原理 (1)農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程：物質(zhì)循環(huán)再生原理、整體性原理、物種多樣性原理及系統(tǒng)學和工程學原理等。,(2)小流域綜合治理生態(tài)工程：協(xié)調(diào)與平衡原理和整體性原理等。 (3)大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復工程：物種多樣性原理、整體性原理和協(xié)調(diào)平衡原理。 (4)濕地生態(tài)恢復工程：物種多樣性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理及整體性原理等。 (5)礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復工程：協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理及系統(tǒng)學和工程學原理。 (6)城市環(huán)境生態(tài)工程：物質(zhì)循環(huán)再生原理和整體性原理等。,1．生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)即使某個物種由于某種原因而死亡，也會很快由其他物種占據(jù)它原來的生態(tài)位置，從而避免了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或功能的失衡。這體現(xiàn)了生態(tài)工程的( ) A．協(xié)調(diào)與平衡原理 B．物種多樣性原理 C．物質(zhì)循環(huán)再生原理 D．整體性原理 解析：生物多樣性程度高，可以為各類生物的生存提供多種機會和條件。,答案：B,2．下列不屬于生態(tài)工程建設目的的是( ) A．對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進行改善 B．防止環(huán)境污染 C．單純追求糧食產(chǎn)量 D．促進人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展 解析：由生態(tài)工程的概念可知，防止環(huán)境污染，對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進行改善，促進人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展都是生態(tài)工程建設的目的。單純追求糧食產(chǎn)量有可能影響整個生態(tài)系統(tǒng)的和諧發(fā)展，甚至打破生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。,答案：C,3．小流域綜合治理工程運用的原理包括( ) ①物質(zhì)循環(huán)再生原理 ②協(xié)調(diào)與平衡原理 ③整體性原理 ④工程學原理 ⑤物種多樣性原理 A．①②③④⑤ B．②③④⑤ C．①②③④ D．②③④ 解析：小流域綜合治理工程是利用生態(tài)工程的整體性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理以及工程學原理，通過保土蓄水、耕作等措施，層層設防來控制土壤侵蝕。,答案：C,4．我國在西部地區(qū)實行退耕還林還草工程，這一工程屬于( ) A．農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程 B．小流域綜合治理生態(tài)工程 C．大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復工程 D．濕地生態(tài)恢復工程 解析：大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復工程主要針對控制我國西北地區(qū)大范圍的荒漠化的發(fā)展和水土流失，改善生態(tài)環(huán)境，提高人民生活水平而提出的退耕還林還草等生態(tài)工程。,答案：C,5．如圖為礦區(qū)生態(tài)恢復工程流程圖，請據(jù)圖回答： (1)該恢復工程中，①、②是指______________________措施。 (2)恢復植被的措施是植樹和種草，為什么不是種植農(nóng)作物？_____________________。 (3)該生態(tài)工程所遵循的主要原理是___________________。,解析：(1)由于礦區(qū)廢棄地水分狀況很差，特別是土壤極其貧瘠，導致植被難以恢復，因此應首先通過機械方法平整壓實土地，人工制造表土；然后在人工制造表土上植樹種草，進一步建立畜牧養(yǎng)殖業(yè)。(2)礦區(qū)水分狀況差，土壤條件惡劣，不適宜農(nóng)作物的生長，但適宜種植適應性強、耐旱的灌木、草、樹。(3)圖中體現(xiàn)了生態(tài)與經(jīng)濟效益的結(jié)合，遵循整體性原理，植被恢復時，考慮與之相適應的樹或草等，遵循協(xié)調(diào)與平衡原理。 答案：(1)平整壓實土地、人工制造表土 (2)礦區(qū)土壤條件惡劣，不適宜農(nóng)作物的生長 (3)整體性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理,