生物學(xué)案：　生態(tài)工程的實例和發(fā)展前景

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精5。2生態(tài)工程的實例和發(fā)展前景問題導(dǎo)學(xué)一、生態(tài)農(nóng)業(yè)活動與探究1．生態(tài)農(nóng)業(yè)的原理和優(yōu)點是什么？2．生態(tài)農(nóng)業(yè)常見類型有哪幾種?3．建立生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的最終目的是什么?遷移與應(yīng)用下面圖甲、圖乙分別表示稻—魚—蛙共生農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和普通稻田生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)能量轉(zhuǎn)化示意圖。請據(jù)圖回答下列問題。甲稻-魚—蛙共生農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)乙普通稻田物質(zhì)能量轉(zhuǎn)化(1）分析說明魚和蛙在該生態(tài)系統(tǒng)中的積極作用：________________________________________________________________________。（2）分析說明稻—魚—蛙共生生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)優(yōu)勢：________________________________________________________________________。(3）上述兩個生態(tài)系統(tǒng)中的各種生物所需的有機(jī)物都依賴于____________，生命活動所需的能量歸根到底都來自______。(4)甲和乙相比，抵抗力穩(wěn)定性較強的是________________________，原因是________________________________________________________________________。（5）從能量流動的角度看，建立甲生態(tài)系統(tǒng)的目的是________________________________________________________________________。（6）為了使稻獲得高產(chǎn)，稻田乙需要經(jīng)常使用農(nóng)藥，而甲則不需要,原因是________________________________________________________________________.（7）一般地說，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的______穩(wěn)定性較低，廢棄農(nóng)田上會發(fā)生群落演替，該演替的類型是__________。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中的科學(xué)方法有間種、套種和輪種,其中間種和套種最大的區(qū)別在于是否同時播種,如果同時播種，間行種植，則是間種；如果不同時播種，而且也不同時收獲，則為套種.二、生態(tài)工程的實例活動與探究1．我國生態(tài)工程建設(shè)的實例常見的有哪幾種？它們所依據(jù)的基本原理和重點注意的問題分別是什么？2．設(shè)計實施生態(tài)工程應(yīng)該堅持的原則有哪些?3．國家為什么投入巨大的人力和物力興建“三北”防護(hù)林工程?遷移與應(yīng)用下列關(guān)于小流域綜合治理生態(tài)工程的敘述,錯誤的是（)。A．該工程的主要目的是治理小流域的水土流失問題B．該生態(tài)工程運用了整體性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、物質(zhì)循環(huán)再生原理以及工程學(xué)原理C．該生態(tài)工程針對不同的地形采取不同的措施D．該生態(tài)工程做到了經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益相統(tǒng)一（1)減少汽車污染的措施：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、天然氣等無污染能源的新型汽車，以及對其的研究和應(yīng)用等。（2)解決水污染的措施：減少或禁止工廠的污水排放；進(jìn)行污水凈化回收利用；實行雨水和污水分流。三、生態(tài)工程發(fā)展的前景活動與探究1．“生物圈2號”生態(tài)工程的實驗?zāi)康暮褪≡蚴鞘裁?？對我們有什么啟?2．西方發(fā)達(dá)國家生態(tài)工程的特點是什么？3．我國的生態(tài)危機(jī)是怎么造成的?4．我國生態(tài)工程的特點和不足是什么？遷移與應(yīng)用下圖為生態(tài)養(yǎng)豬模式.從圖中可知該生態(tài)工程是（）。A．濕地生態(tài)恢復(fù)的生態(tài)工程B．節(jié)水和廢水處理與應(yīng)用的生態(tài)工程C．小流域綜合治理與開發(fā)的生態(tài)工程D．清潔及可再生能源系統(tǒng)組合利用的生態(tài)工程發(fā)達(dá)國家與我國的生態(tài)工程建設(shè)強調(diào)的重點有所不同的原因發(fā)達(dá)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高，人均土地、水等資源占有量較多，所以這些國家的生態(tài)工程往往注重生態(tài)恢復(fù)，而較少注重經(jīng)濟(jì)效益.而我國人口較多,人均土地、水資源和能源占有量少，所以在進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時，一定要注重生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。答案：課前·預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)【預(yù)習(xí)導(dǎo)引】一、1．綜合發(fā)展型整體性原理物種多樣性原理沼氣2．土壤侵蝕整體性協(xié)調(diào)與平衡工程學(xué)3．盲目開墾過度樵采協(xié)調(diào)和平衡原理整體性原理“三北”退耕還林還草防沙治沙4．濕地廢水處理點源和非點源污染整體性原理物種多樣性原理5．植被恢復(fù)微生物系統(tǒng)學(xué)工程學(xué)6．生態(tài)分區(qū)環(huán)境友好廢棄物資源化整體性原理協(xié)調(diào)與平衡物質(zhì)的循環(huán)再生浮床生態(tài)工藝法城市環(huán)境建設(shè)二、1．生命支持2．和諧共處3．經(jīng)濟(jì)效益社會4．定量化模型預(yù)習(xí)交流：1．提示:整體性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理及系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理等。2．提示：山頂土壤條件、氣候條件惡劣，不宜蓄水，交通不便,改造成本高，適宜封山，依靠自然恢復(fù)力來恢復(fù)植被；山腰、荒地等土壤，雖然水分條件較好,但是仍不適宜種植農(nóng)作物，對于這樣的地方可以自然恢復(fù)，也可以人為種植適宜的林木、草或果樹等,加快植被恢復(fù)速度,這樣既能降低土壤侵蝕，又能創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益；對溝底而言，應(yīng)建設(shè)堤壩系統(tǒng)，它可以蓄水和淤積土地，還能夠減少山體的崩塌和滑坡，保證人民的生命財產(chǎn)安全；對坡地和山腳農(nóng)田來說,土壤、水分條件良好,交通也較方便，土地生產(chǎn)力高,適宜種植農(nóng)作物來解決人們的糧食和收入等問題,但是在坡地上要水平梯田種植，以減少水土流失.根據(jù)不同的地形采取不同的措施，既要考慮到生態(tài)效益，又要考慮到人們的生活和收入問題.這體現(xiàn)了生態(tài)工程協(xié)調(diào)與平衡、因地制宜的原理和思想。3．提示：這種模式在其他小流域不能照搬，還是要因地制宜地進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)，不同氣候帶、不同自然條件和不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的地區(qū)，其生態(tài)工程的模式應(yīng)各具特色。課堂·合作探究【問題導(dǎo)學(xué)】一、活動與探究：1．提示：（1）原理：生態(tài)農(nóng)業(yè)運用生態(tài)學(xué)原理（即生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)再生、能量多級利用或生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)與能量流動)，在環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的思想指導(dǎo)下，應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)建立起來的多層次、多功能的綜合農(nóng)業(yè)生態(tài)體系。（2）優(yōu)點:實現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)再生和能量的多級利用，減少環(huán)境污染,減少了化肥用量,降低了農(nóng)業(yè)投入.2．提示:（1）?；~塘模式人工建立的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng).做到蠶糞養(yǎng)魚，魚糞肥塘,塘泥肥田、肥桑，從而獲得稻、魚、蠶繭三豐收，如圖所示。（2）沼氣農(nóng)田立體養(yǎng)殖模式沼氣農(nóng)田立體養(yǎng)殖模式能大幅度提高糧食、蔬菜和水果的產(chǎn)量和質(zhì)量.3．提示:建立生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的最終目的是實現(xiàn)對能量的多級利用，提高能量的利用率，使能量盡可能多地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。遷移與應(yīng)用：解析：（1)消費者在生態(tài)系統(tǒng)中的作用是加速生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。(2）與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比，生態(tài)農(nóng)業(yè)實現(xiàn)了物質(zhì)循環(huán)再生和能量的多級利用，并減少了農(nóng)藥、化肥的使用，減輕了環(huán)境污染。（3)流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者固定的太陽能總量,各種生物所需的有機(jī)物都依賴于綠色植物的光合作用，生命活動所需的能量歸根到底都來自太陽光能。(4)由于甲生態(tài)系統(tǒng)生物種類較多,營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自動調(diào)節(jié)能力較大，故甲和乙兩個生態(tài)系統(tǒng)相比較,甲的抵抗力穩(wěn)定性更強。（5）從能量流動的角度看，設(shè)置生態(tài)農(nóng)業(yè)的目的是調(diào)整能量流動的關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。?)由于甲生態(tài)系統(tǒng)引入害蟲天敵——蛙,有效控制了害蟲數(shù)量，因而不需要經(jīng)常使用農(nóng)藥。（7)一般地說,農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的生物種類單一,營養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡單，抵抗力穩(wěn)定性較低.廢棄農(nóng)田發(fā)生的群落演替是次生演替.答案：（1）魚、蛙是消費者，加速生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)（2)在原有食物鏈中引入新的環(huán)節(jié)（將人們不能直接利用的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可以直接利用的農(nóng)副產(chǎn)品)，有利于實現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)再生和能量的多級利用，并減輕了環(huán)境污染（3）綠色植物的光合作用太陽光能（4)甲生物種類較多，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自動調(diào)節(jié)能力較大（5）調(diào)整能量流動的關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?6）引入害蟲天敵——蛙，有效控制了害蟲數(shù)量（7）抵抗力次生演替二、活動與探究：1．提示:實例原理重點注意問題農(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①核心：沼氣工程為中心②優(yōu)點：農(nóng)、林、牧、副、漁全面發(fā)展；開發(fā)可更新資源，減少環(huán)境污染小流域綜合治理生態(tài)工程整體性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、因地制宜原理①“綜合”表現(xiàn)在同時考慮到生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益②不同氣候帶、不同自然條件和不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的地區(qū)，生態(tài)工程模式應(yīng)各具特色大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理“三北”防護(hù)林工程建設(shè)中應(yīng)注意的問題：①考慮樹種生態(tài)適應(yīng)性問題，種植適宜品種；②考慮樹種多樣性問題,保證防護(hù)林體系的穩(wěn)定性；③不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r采取不同策略濕地生態(tài)恢復(fù)工程協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理①濕地被譽為地球的“腎臟”②退耕還湖，還要解決遷出居民的生活和就業(yè)問題礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理植被恢復(fù)的措施是植樹種草城市環(huán)境生態(tài)工程協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理①城市大氣污染的主要來源是汽車尾氣.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②減少或禁止工廠污水排放③節(jié)水,使用無磷洗滌劑2．提示：（1)首先肯定生態(tài)工程的作用，特別是對恢復(fù)和重建受損生態(tài)關(guān)系的重要作用。（2）不忘大自然固有的強大的生態(tài)恢復(fù)力量，不能誤認(rèn)為只要有了生態(tài)工程，就可以走發(fā)達(dá)國家“先污染、破壞，后治理”的思路。3．提示：“三北"防護(hù)林跨越中國13個省、直轄市、自治區(qū)，對我國具有重要的意義：生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量關(guān)系到這一地區(qū)人民的生產(chǎn)和生活問題，對維護(hù)社會穩(wěn)定具有重要意義；更重要的是，這一地區(qū)的生態(tài)環(huán)境關(guān)系到下游地區(qū)人民的生產(chǎn)、生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，如黃河上游的水土流失容易導(dǎo)致下游地區(qū)的洪水泛濫,而危害巨大的沙塵暴的發(fā)生也與這一地區(qū)的土地沙漠化關(guān)系密切;同時這里自然礦產(chǎn)資源豐富，對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家安全具有重要戰(zhàn)略意義。遷移與應(yīng)用：B解析：小流域綜合治理是通過保土蓄水、耕作措施、林草措施等工程和生物措施，層層設(shè)防來控制土壤侵蝕的。該生態(tài)工程沒有運用物質(zhì)循環(huán)再生原理。三、活動與探究：1．提示:（1）設(shè)計目的:制造一個人工模擬的生態(tài)系統(tǒng),以驗證人類在離開地球的情況下,利用人工生態(tài)工程，僅僅依靠太陽能，能否維持生存。(2）失敗原因:溫度失調(diào);大氣和海洋比例與地球相差甚遠(yuǎn)，導(dǎo)致空氣中CO2的含量猛增；O2量減少,不足以維持人及動物的生存。(3）啟示:使人們認(rèn)識到人與自然和諧共處的重要性，深化了對自然規(guī)律的認(rèn)識,盡管科學(xué)技術(shù)已經(jīng)很發(fā)達(dá)了,但人類仍沒有能力完全模擬出自然生態(tài)系統(tǒng)。2．提示：西方發(fā)達(dá)國家生態(tài)工程的目標(biāo)是治理環(huán)境污染，集中于對破壞的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，生態(tài)工程應(yīng)用范圍小，不太強調(diào)經(jīng)濟(jì)效益。3．提示:我國的生態(tài)危機(jī)不是單純的環(huán)境污染問題，而是與人口激增、環(huán)境與資源破壞、能源短缺等問題結(jié)合在一起的并發(fā)癥。4．提示:（1）我國生態(tài)工程的特點：不但重視對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，更注重與經(jīng)濟(jì)、社會效益的結(jié)合,遵循整體、協(xié)調(diào)、再生、循環(huán)的基本原理,建立適合中國農(nóng)業(yè)和農(nóng)村特點的生態(tài)工程。(2）我國生態(tài)工程的不足之處:缺乏定量化模型指導(dǎo)，難以設(shè)計出標(biāo)準(zhǔn)化、易操作的生態(tài)工程樣板。設(shè)計缺乏高科技含量，生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控缺乏及時準(zhǔn)確的監(jiān)測技術(shù)支持，缺乏理論性指導(dǎo)等。遷移與應(yīng)用：B解析：由于圖示沒有造成污染,所以不可能是濕地生態(tài)恢復(fù)的生態(tài)工程或小流域綜合治理與開發(fā)的生態(tài)工程;題圖中沒有提及能量問題，也不可能是清潔及可再生能源系統(tǒng)組合利用的生態(tài)工程。當(dāng)堂檢測1．生態(tài)農(nóng)業(yè)的指導(dǎo)思想是（）。A．多獲取農(nóng)產(chǎn)品B．環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展C．使糧食增產(chǎn)D．減少環(huán)境污染答案：B解析：生態(tài)農(nóng)業(yè)是集生態(tài)效益與社會效益于一體的生態(tài)工程,而并非只強調(diào)經(jīng)濟(jì)效益.2．生物的數(shù)量超過了環(huán)境的承載力后，就會破壞生態(tài)工程的（）。A．整體性原理B．系統(tǒng)性原理C．協(xié)調(diào)與平衡原理D．工程學(xué)原理答案:C解析：每個生態(tài)系統(tǒng)都有其自身所能承載的最大容量，一旦超過環(huán)境容納量，就會引起系統(tǒng)失衡和破壞,而損害了協(xié)調(diào)和平衡的杠桿.3．森林面積銳減可導(dǎo)致的后果有(）.A．氣候變得更加濕潤B．干旱加劇,洪澇減少C．物種減少，甚至滅絕D．耕地增多，糧食豐產(chǎn)答案：C解析:森林減少,使許多生物失去了庇護(hù)的場所，因此，會導(dǎo)致物種減少，甚至滅絕的現(xiàn)象。4．下列生態(tài)工程不屬于大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程的是()。A．三北防護(hù)林B．退耕還林還草工程C．防沙治沙工程D．在山間修建攔截壩答案:D解析：在山間修建攔截壩屬于小流域綜合治理。5．竇店農(nóng)村綜合發(fā)展生態(tài)工程作為我國農(nóng)村生態(tài)工程的樣板在全國推廣，這是由于該生態(tài)工程（）。