選修3專題五第二節(jié)生態(tài)工程的實例與前景

1、選修選修3現(xiàn)代生物科技專題現(xiàn)代生物科技專題12 20世紀世紀70年代以來我國生態(tài)工程的理論和年代以來我國生態(tài)工程的理論和實踐取得了長足的進步。已應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生實踐取得了長足的進步。已應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護、城鎮(zhèn)建設(shè)等許多方面。產(chǎn)、環(huán)境保護、城鎮(zhèn)建設(shè)等許多方面。那么生態(tài)工程在實踐中具體有哪些應(yīng)用呢？那么生態(tài)工程在實踐中具體有哪些應(yīng)用呢？341.1.在這一案例中，主要運用了哪些生態(tài)工程的基本原理？在這一案例中，主要運用了哪些生態(tài)工程的基本原理？物質(zhì)循環(huán)再生原理、整體性原理、物種多樣性原理等。物質(zhì)循環(huán)再生原理、整體性原理、物種多樣性原理等。請思考請思考52.2.此此生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能有哪些特點？生

2、態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能有哪些特點？此此案例以沼氣為核心，農(nóng)林牧副漁全面發(fā)展，增加了就業(yè)機會，案例以沼氣為核心，農(nóng)林牧副漁全面發(fā)展，增加了就業(yè)機會，促進了經(jīng)濟發(fā)展；降低了環(huán)境污染，促進了農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展。促進了經(jīng)濟發(fā)展；降低了環(huán)境污染，促進了農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展。請思考請思考67山頂戴帽子：山頂戴帽子：封山育封山育林。林。山腰系帶子：山腰系帶子：還林還草，發(fā)揮林草攔蓄作用。還林還草，發(fā)揮林草攔蓄作用。坡地修臺子：坡地修臺子：坡耕地坡耕地修修梯田梯田。地埂鎖邊子：地埂鎖邊子：種植作物保護地埂。種植作物保護地埂?；牡鼗臏显悦缱樱夯牡鼗臏显悦缱樱涸诨纳交臏显诨纳交臏蠣I造營造薪薪柴柴林。林。山腳種果子：山腳種果子：

3、山腳建山腳建果園果園。溝底穿靴子：溝底穿靴子：修建壩、修建壩、堤、攔蓄泥沙堤、攔蓄泥沙。見縫插針釘扣子：見縫插針釘扣子：利用利用零星零星地地種種植植果果樹。樹。秋田蓋罩子：秋田蓋罩子：覆蓋覆蓋地膜等地膜等保土耕作措施。保土耕作措施。8請思考：請思考：93. 大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程據(jù)據(jù)1999年統(tǒng)計我國荒漠化土地已達年統(tǒng)計我國荒漠化土地已達2.67x106km2問題問題: :對策對策: :案例案例: :草草方方格格阻阻止止沙沙丘丘移移動動植樹造林、退耕還林、還草植樹造林、退耕還林、還草三北（華北、東北、西北）防護林建設(shè)三北（華北、東北、西北）防護林建設(shè)1112三北防護林帶三

4、北防護林帶三北防護林三北防護林工程橫跨多個省區(qū)，根據(jù)協(xié)調(diào)與平工程橫跨多個省區(qū)，根據(jù)協(xié)調(diào)與平衡原理和生物多樣性原理，不同地區(qū)在造林設(shè)衡原理和生物多樣性原理，不同地區(qū)在造林設(shè)計上應(yīng)注意什么問題？計上應(yīng)注意什么問題？ 首先首先應(yīng)應(yīng)因地制宜因地制宜種植適宜種植適宜品種品種，宜林則林，宜林則林，宜草則草；宜草則草；其次其次要考慮要考慮樹種多樣性樹種多樣性，保證防護，保證防護林體系的穩(wěn)定性；不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)當?shù)亓煮w系的穩(wěn)定性；不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)當?shù)貙嶋H實際情情況采取不同策略，況采取不同策略，做到因地制宜做到因地制宜。請思考：請思考：144. 4. 濕地生態(tài)恢復(fù)工程濕地生態(tài)恢復(fù)工程 濕地濕地包括：湖泊、河流、沼澤

5、、水庫、池塘、包括：湖泊、河流、沼澤、水庫、池塘、水稻田等等。它們共同的特點是水稻田等等。它們共同的特點是其表面常年或經(jīng)其表面常年或經(jīng)常覆蓋著水或充滿了水，是介于陸地和水體之間常覆蓋著水或充滿了水，是介于陸地和水體之間的過渡帶。的過渡帶。15.生物多樣性.濕地的功能：濕地的功能：164. 濕地生態(tài)恢復(fù)工程濕地生態(tài)恢復(fù)工程為了為了眼前利益，人們大量圍湖造田，生活污水眼前利益，人們大量圍湖造田，生活污水、工廠污水亂排亂放，使、工廠污水亂排亂放，使?jié)竦貪竦卦獾絿乐仄茐暮驮獾絿乐仄茐暮兔娣e銳減面積銳減問題問題: :對策對策: :案例案例: :2012年年10月，江西月，江西下?lián)芟聯(lián)?000多萬元用多萬

6、元用于支持鄱于支持鄱陽湖生態(tài)陽湖生態(tài)濕地保護濕地保護控制污染、退耕控制污染、退耕還湖還湖江西鄱（江西鄱（p） 陽湖濕地生態(tài)恢復(fù)工程陽湖濕地生態(tài)恢復(fù)工程171.1.當初人們?yōu)槭裁匆獓焯?？當初人們?yōu)槭裁匆獓焯铮?主要原因：我國人多地少，糧食短缺，在主要原因：我國人多地少，糧食短缺，在“以糧為綱以糧為綱”的年的年代，圍湖造田，種植農(nóng)作物，以生產(chǎn)更多的糧食；代，圍湖造田，種植農(nóng)作物，以生產(chǎn)更多的糧食；片面強調(diào)經(jīng)片面強調(diào)經(jīng)濟濟發(fā)展，沒有認識到湖泊的巨大生態(tài)調(diào)節(jié)功能也是重要原因。發(fā)展，沒有認識到湖泊的巨大生態(tài)調(diào)節(jié)功能也是重要原因。2.2.為什么說為什么說“退耕還湖退耕還湖”是一項巨大的系統(tǒng)工程？實

7、施這一工是一項巨大的系統(tǒng)工程？實施這一工程面臨的主要困難是什么？程面臨的主要困難是什么？ 退耕還湖不僅包括退耕地為湖區(qū)，還包括退耕后湖區(qū)上游退耕還湖不僅包括退耕地為湖區(qū)，還包括退耕后湖區(qū)上游以及湖區(qū)周圍的生態(tài)環(huán)境保護工作；更重要的是原耕地上居民以及湖區(qū)周圍的生態(tài)環(huán)境保護工作；更重要的是原耕地上居民的遷移，要解決遷出居民的生活和就業(yè)等問題，這是退耕還湖的遷移，要解決遷出居民的生活和就業(yè)等問題，這是退耕還湖工程的主要困難。工程的主要困難。3.3.地處湖區(qū)上游的人們對濕地恢復(fù)生態(tài)工程負有什么責(zé)任？地處湖區(qū)上游的人們對濕地恢復(fù)生態(tài)工程負有什么責(zé)任？ 保護環(huán)境，減少水土流失和水污染。例如保護環(huán)境，減少水

8、土流失和水污染。例如, ,減少工減少工廠、生活污水往水體中的排放，農(nóng)田中減少化肥和農(nóng)廠、生活污水往水體中的排放，農(nóng)田中減少化肥和農(nóng)藥的施用量等。藥的施用量等。5.5.礦區(qū)廢棄地的生態(tài)工程礦區(qū)廢棄地的生態(tài)工程問題：問題：對策：對策：修復(fù)土地、恢復(fù)植被修復(fù)土地、恢復(fù)植被案例：案例：赤峰市元寶山礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)工程赤峰市元寶山礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)工程福建紫金山礦業(yè)福建紫金山礦業(yè)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境已遭到嚴重破壞礦區(qū)生態(tài)環(huán)境已遭到嚴重破壞19人工制造表土人工制造表土植樹種草植樹種草20請思考：請思考： 還有金礦、鐵礦還有金礦、鐵礦、銅礦、銅礦等。這些生態(tài)恢復(fù)工程等。這些生態(tài)恢復(fù)工程最重要的是改良表土，恢復(fù)植被，但要因地制

9、宜。最重要的是改良表土，恢復(fù)植被，但要因地制宜。除煤礦外，你知道還有哪些礦區(qū)嗎？這些礦區(qū)的除煤礦外，你知道還有哪些礦區(qū)嗎？這些礦區(qū)的恢復(fù)工程與煤礦是否有不同之處？恢復(fù)工程與煤礦是否有不同之處？216. 6. 城市環(huán)境生態(tài)工程城市環(huán)境生態(tài)工程問題：問題：城市生活垃圾、污水、氣體、噪音等污染問題城市生活垃圾、污水、氣體、噪音等污染問題 對策：對策：城市綠化污水凈化和廢棄物處理等綜合治理城市綠化污水凈化和廢棄物處理等綜合治理226. 6. 城市環(huán)境生態(tài)工程城市環(huán)境生態(tài)工程問題：問題：城市生活垃圾、污水、氣體、噪音等污染問題城市生活垃圾、污水、氣體、噪音等污染問題 對策：對策：城市綠化污水凈化和廢棄物

10、處理等綜合治理城市綠化污水凈化和廢棄物處理等綜合治理23 減少污染的措施：制定法律法規(guī)，禁止市區(qū)內(nèi)鳴笛，減少污染的措施：制定法律法規(guī)，禁止市區(qū)內(nèi)鳴笛，禁止使用含鉛汽油，鼓勵使用電力、天然氣等無污染能禁止使用含鉛汽油，鼓勵使用電力、天然氣等無污染能源的新型汽車等。源的新型汽車等。 汽車尾氣汽車尾氣、汽車噪汽車噪音已對城市環(huán)境構(gòu)成了嚴重的威音已對城市環(huán)境構(gòu)成了嚴重的威脅脅。你認為應(yīng)當限制城市居民購買汽車嗎？為什么？。你認為應(yīng)當限制城市居民購買汽車嗎？為什么？如果不限制，應(yīng)當采取什么措施來減少由汽車造成的如果不限制，應(yīng)當采取什么措施來減少由汽車造成的污染？污染？請思考：請思考：241.1.“生物圈生

11、物圈2 2號號”的實驗及啟示的實驗及啟示二、生態(tài)工程的發(fā)展的前景二、生態(tài)工程的發(fā)展的前景多年來，人們夢想著走出地球。多年來，人們夢想著走出地球?！吧锶ι锶? 2號號”就是人工模仿就是人工模仿自然生態(tài)系統(tǒng)而建造的微型人工生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，探索人類離自然生態(tài)系統(tǒng)而建造的微型人工生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，探索人類離開地球的可行性。開地球的可行性。25 “生物圈生物圈2 2號號”于于19861986年年1111月動工。月動工。19911991年年9 9月，第一批月，第一批8 8名實驗名實驗者進入其中并開始實驗。者進入其中并開始實驗。19931993年年2 2月，向月，向“生物圈生物圈2 2號號”輸氧，人員輸氧，人

12、員撤出。撤出。19941994年年2 2月第二批月第二批7 7名實驗者進入其中，幾個月后撤出，實驗名實驗者進入其中，幾個月后撤出，實驗失敗。該工程失敗。該工程1515億美元，歷時億美元，歷時8 8年，最終失敗。年，最終失敗。26（1 1）實驗?zāi)康模海嶒災(zāi)康模褐圃煲粋€人工模擬的生命支持系統(tǒng)，以驗證人類在離開地球的制造一個人工模擬的生命支持系統(tǒng)，以驗證人類在離開地球的情況下，利用人工生態(tài)系統(tǒng)，僅依靠太陽能，能否維持生存。情況下，利用人工生態(tài)系統(tǒng)，僅依靠太陽能，能否維持生存。（2 2）實驗場所：）實驗場所：美國亞利桑那州。美國亞利桑那州。（3 3）實驗特點：）實驗特點：物質(zhì)上：物質(zhì)上：與外界隔絕；

13、與外界隔絕；信息上：信息上：可以通過電力傳輸、電信可以通過電力傳輸、電信和計算機同外界相連；和計算機同外界相連；能量上：能量上：只允許太陽能通過玻璃射入。只允許太陽能通過玻璃射入。（4 4）實驗結(jié)果：）實驗結(jié)果：最終失敗最終失?。? 5）實驗失敗原因：）實驗失敗原因：大氣成分的變化，內(nèi)部氣候沒調(diào)節(jié)好。大氣成分的變化，內(nèi)部氣候沒調(diào)節(jié)好。（6 6）實驗啟示：）實驗啟示：在現(xiàn)有技術(shù)條件下人類沒有能力去完全模在現(xiàn)有技術(shù)條件下人類沒有能力去完全模擬出自然生態(tài)系統(tǒng)擬出自然生態(tài)系統(tǒng) “生物圈生物圈2號號”27（1 1）我國目前的生態(tài)危機）我國目前的生態(tài)危機 人口激增，人多地少人口激增，人多地少 山區(qū)丘陵面積

14、大，生產(chǎn)規(guī)模小山區(qū)丘陵面積大，生產(chǎn)規(guī)模小 環(huán)境與資源已嚴重破壞環(huán)境與資源已嚴重破壞 能源緊缺能源緊缺2.2.我國生態(tài)工程發(fā)展前景的分析與展望我國生態(tài)工程發(fā)展前景的分析與展望28（2 2）我國生態(tài)工程的分析）我國生態(tài)工程的分析 我國的農(nóng)業(yè)生態(tài)工程遵循的我國的農(nóng)業(yè)生態(tài)工程遵循的“整體、協(xié)調(diào)、整體、協(xié)調(diào)、再生、循環(huán)再生、循環(huán)”原理符合我國古代原理符合我國古代“天人合天人合一一”的思想。吸收了傳統(tǒng)的精華，適合我的思想。吸收了傳統(tǒng)的精華，適合我國農(nóng)業(yè)發(fā)展。國農(nóng)業(yè)發(fā)展。29（3 3）我國生態(tài)工程存在的問題）我國生態(tài)工程存在的問題 還沒有定量化、標準化的生態(tài)工程樣板還沒有定量化、標準化的生態(tài)工程樣板 生態(tài)系

15、統(tǒng)的調(diào)控缺乏準確及時的檢測技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控缺乏準確及時的檢測技術(shù) 缺乏理論性指導(dǎo)，設(shè)計科技含量不夠缺乏理論性指導(dǎo)，設(shè)計科技含量不夠30（4 4）我國生態(tài)工程的前景）我國生態(tài)工程的前景隨著社會、經(jīng)濟、科學(xué)的不斷發(fā)展，以及可持續(xù)發(fā)隨著社會、經(jīng)濟、科學(xué)的不斷發(fā)展，以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的進一步實施，我國生態(tài)工程建設(shè)必將取得展戰(zhàn)略的進一步實施，我國生態(tài)工程建設(shè)必將取得輝煌的成績。輝煌的成績。政府十分重視，不斷通過試點探索，到目前為止已有政府十分重視，不斷通過試點探索，到目前為止已有2000多個試點，并且在生態(tài)、經(jīng)濟、社會等方面，已多個試點，并且在生態(tài)、經(jīng)濟、社會等方面，已取得明顯的效益。取得明顯的效益。

16、31 發(fā)達國家經(jīng)濟發(fā)展水平較高，人均土地、水等資發(fā)達國家經(jīng)濟發(fā)展水平較高，人均土地、水等資源占有量較多，往往注重生態(tài)恢復(fù)，而較少注重經(jīng)濟源占有量較多，往往注重生態(tài)恢復(fù)，而較少注重經(jīng)濟效益。我國人口較多，人均土地、水資源和能源占有效益。我國人口較多，人均土地、水資源和能源占有量少，在進行生態(tài)工程時，要注重生態(tài)效益、社會效量少，在進行生態(tài)工程時，要注重生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟效益的統(tǒng)一。益和經(jīng)濟效益的統(tǒng)一。發(fā)達國家與我國的生態(tài)工程建設(shè)強調(diào)的重點有所不同，發(fā)達國家與我國的生態(tài)工程建設(shè)強調(diào)的重點有所不同，為什么？為什么？（P126)P126)請思考：請思考：32請閱讀P127 思考與探究3334 (0

17、8江蘇生物江蘇生物)（8分）江蘇某農(nóng)戶創(chuàng)建的冬季分）江蘇某農(nóng)戶創(chuàng)建的冬季生態(tài)型種植養(yǎng)殖模式如下圖所示，請據(jù)圖回生態(tài)型種植養(yǎng)殖模式如下圖所示，請據(jù)圖回答下列問題。答下列問題。35（1）牛棚內(nèi)產(chǎn)生的）牛棚內(nèi)產(chǎn)生的_ _ _可擴散進入蔬菜大棚，提高蔬菜可擴散進入蔬菜大棚，提高蔬菜的光合效率；蔬菜光合作用產(chǎn)生的的光合效率；蔬菜光合作用產(chǎn)生的_可擴散進入牛棚?？蓴U散進入牛棚。（2）秸桿除了作為牛的飼料外，還可與牛糞混合堆入進行）秸桿除了作為牛的飼料外，還可與牛糞混合堆入進行_ 腐熟的產(chǎn)物肥效提高，這是因為腐熟的產(chǎn)物肥效提高，這是因為： 這種肥料用作蔬菜栽培可以提高蔬菜產(chǎn)量。這種肥料用作蔬菜栽培可以提高蔬

18、菜產(chǎn)量。二氧化碳二氧化碳氧氣氧氣發(fā)發(fā) 酵酵，微生物將有機物分解為無機物微生物將有機物分解為無機物36（3）在牛的品系、飼料品種和用量不變的條件下，采用這種養(yǎng)殖模式，牛的）在牛的品系、飼料品種和用量不變的條件下，采用這種養(yǎng)殖模式，牛的生長速率明顯提高，其主要原因是生長速率明顯提高，其主要原因是牛棚內(nèi)溫度較高因而牛維持體溫消耗的牛棚內(nèi)溫度較高因而牛維持體溫消耗的能量較少能量較少 。（4）牛棚保溫所需的熱能來源于牛身散熱、地?zé)?、）牛棚保溫所需的熱能來源于牛身散熱、地?zé)?、_太陽光能太陽光能 _和和_發(fā)酵產(chǎn)熱發(fā)酵產(chǎn)熱 。（5）從生態(tài)系統(tǒng)主要功能的角度分析，這種種植養(yǎng)殖模式較好地實現(xiàn)了）從生態(tài)系統(tǒng)主要功能

19、的角度分析，這種種植養(yǎng)殖模式較好地實現(xiàn)了物質(zhì)的循環(huán)利用和能量的高效利用物質(zhì)的循環(huán)利用和能量的高效利用 。37（08廣東廣東.32）(10分分) 隨著水體富營養(yǎng)化程度日趨嚴重，淡水湖泊藻類水華頻繁發(fā)生。人工打隨著水體富營養(yǎng)化程度日趨嚴重，淡水湖泊藻類水華頻繁發(fā)生。人工打撈和投放大量化學(xué)殺藻劑緊急處理是常用的治理方法。近年來，研究者采用撈和投放大量化學(xué)殺藻劑緊急處理是常用的治理方法。近年來，研究者采用投放食浮游植物的魚類和投放食浮游植物的魚類和種植大型挺水植物構(gòu)建生物修復(fù)系統(tǒng)的方法，收到種植大型挺水植物構(gòu)建生物修復(fù)系統(tǒng)的方法，收到較好的效果。根據(jù)上述材料回答問題：較好的效果。根據(jù)上述材料回答問題：

20、（1）殺藻劑處理水華與生物修復(fù)的方法相比主要缺點是）殺藻劑處理水華與生物修復(fù)的方法相比主要缺點是 二次污染二次污染 和和 持效短持效短 。（2）在該修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)中，主要生產(chǎn)者是）在該修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)中，主要生產(chǎn)者是 藻類藻類 和和 大型挺水植物大型挺水植物 ，魚，魚類屬于該生態(tài)系統(tǒng)的類屬于該生態(tài)系統(tǒng)的 消費者消費者 。（3）生物修復(fù)系統(tǒng)構(gòu)建后，種間關(guān)系發(fā)生了哪些主要變化）生物修復(fù)系統(tǒng)構(gòu)建后，種間關(guān)系發(fā)生了哪些主要變化? 大型挺水植物與藻類競爭；魚類捕食藻類大型挺水植物與藻類競爭；魚類捕食藻類（4）挺水植物在該系統(tǒng)中的作用是）挺水植物在該系統(tǒng)中的作用是 吸收營養(yǎng)，降低富營養(yǎng)化程度吸收營養(yǎng)，降低富營養(yǎng)化程度 和和 分泌次生代謝物抑制藻