2020_2021学年高中生物专题5生态工程1生态工程的基本原理课件新人教版选修3202103132283

1、专题5生 态 工 程 5.1生态工程的基本原理 一、关注生态工程建设一、关注生态工程建设 1.1.生态工程建设生态工程建设: : (1)(1)目的目的: :遵循自然界遵循自然界_的规律的规律, ,充分发挥资源充分发挥资源 的生产潜力的生产潜力, ,防止环境污染防止环境污染, ,达到达到_和和_ 的同步发展。的同步发展。 物质循环物质循环 经济效益经济效益生态效益生态效益 (2)(2)特点特点: :与传统工程相比与传统工程相比, ,生态工程是一类生态工程是一类_、 _、_的工程体系。的工程体系。 (3)(3)原因原因: :传统经济模式正在毁坏传统经济模式正在毁坏_、_、_和和 _,_,消耗地球赠

2、给我们的自然资本。消耗地球赠给我们的自然资本。 少消耗少消耗 多效益多效益可持续可持续 水水大气大气土壤土壤 生物资源生物资源 2.2.生态经济生态经济: : (1)(1)原则原则:_:_。 (2)(2)特点特点: :一个系统产出的一个系统产出的_,_,能够成为本系统或能够成为本系统或 者另一个系统的者另一个系统的_,_,从而实现废弃物的资源化。从而实现废弃物的资源化。 (3)(3)手段手段:_:_。 循环经济循环经济 污染物污染物 生产原料生产原料 生态工程生态工程 二、生态工程所遵循的基本原理二、生态工程所遵循的基本原理 1.1.物质循环再生原理物质循环再生原理: : 物质能够在各类生态系

3、统中物质能够在各类生态系统中, ,进行进行_和全球和全球 地质大循环地质大循环, ,循环往复循环往复,_,_利用利用, ,从而达到取之从而达到取之 不尽、用之不竭的效果。不尽、用之不竭的效果。 区域小循环区域小循环 分层分级分层分级 2.2.物种多样性原理物种多样性原理: : 物种繁多而复杂的生态系统具有较高的物种繁多而复杂的生态系统具有较高的_,_, 可以在有限的资源条件下可以在有限的资源条件下, ,产生或容纳更多的生物量产生或容纳更多的生物量, , 提高系统生产力。提高系统生产力。 抵抗力稳定性抵抗力稳定性 3.3.协调与平衡原理协调与平衡原理: : 处理好生物与环境的协调与平衡处理好生物

4、与环境的协调与平衡, ,需要考虑需要考虑_ _,_,又称环境容纳量。如果生物的数量超过了环境承又称环境容纳量。如果生物的数量超过了环境承 载力的限度载力的限度, ,就会引起系统的就会引起系统的_。 4.4.整体性原理整体性原理: : 进行生态工程建设时进行生态工程建设时, ,不但要考虑到不但要考虑到_的的 规律规律, ,还要考虑到还要考虑到_等系统的影响力。等系统的影响力。 环境承载环境承载 力力 失衡和破坏失衡和破坏 自然生态系统自然生态系统 经济和社会经济和社会 5.5.系统学和工程学原理系统学和工程学原理: : (1)(1)系统的结构决定功能原理系统的结构决定功能原理: :生态工程需要考

5、虑系统生态工程需要考虑系统 内部内部_之间的结构之间的结构, ,通过改变和优化结构通过改变和优化结构, ,达到达到 改善系统功能的目的。改善系统功能的目的。 不同组分不同组分 (2)(2)系统整体性原理系统整体性原理: :系统各组分之间要有适当的系统各组分之间要有适当的_ 关系关系, ,只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的 _,_,并且实现总体功能大于各部分之和的效并且实现总体功能大于各部分之和的效 果果, ,即即“1+121+12”。 比例比例 转换和流通转换和流通 【正误小测正误小测】 1.1.建立生态经济的模式是实现原料建立生态经济的模式是实现

6、原料产品产品原料原料产产 品的生产体系品的生产体系, ,使废弃物资源化。使废弃物资源化。( )( ) 2.2.“1+121+12”体现了生态工程的系统学和工程学原理体现了生态工程的系统学和工程学原理 中的系统整体性原理。中的系统整体性原理。 ( )( ) 3.3.建设生态农业是巧设、增设食物链实现了物质和能建设生态农业是巧设、增设食物链实现了物质和能 量的循环利用量的循环利用, ,使废物资源化。使废物资源化。( )( ) 【分析分析】生态农业中巧设、增设食物链可以使物质循生态农业中巧设、增设食物链可以使物质循 环利用环利用, ,但能量不能循环利用。但能量不能循环利用。 4.4.物种多样性原理要

7、求引种的生物种类越多越好。物种多样性原理要求引种的生物种类越多越好。 ( )( ) 【分析分析】外来物种可能导致引进地生态系统失衡外来物种可能导致引进地生态系统失衡, ,物物 种多样性丧失。种多样性丧失。 主题主题1 1关注生态工程建设关注生态工程建设 【问题探究问题探究】 1.1.传统经济模式带来的问题及改进措施传统经济模式带来的问题及改进措施: : (1)(1)导致导致19981998年长江洪水泛滥的原因有哪些年长江洪水泛滥的原因有哪些? ?应采取哪应采取哪 些解决措施些解决措施? ? 根本原因根本原因:_:_ _。 直接原因直接原因:_:_。 解决措施解决措施:_:_ _。 长江上游乱砍

8、滥伐森林长江上游乱砍滥伐森林, ,中游围湖造田、中游围湖造田、 乱占河道乱占河道 19981998年的罕见降雨年的罕见降雨 以生物措施为主以生物措施为主, ,结合工程措施结合工程措施, ,提高森提高森 林覆盖率林覆盖率, ,“退耕还湖退耕还湖”和改革不合理耕作方式等和改革不合理耕作方式等 (2)(2)洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题? ? 提示提示: :传统的经济发展模式不注重生态环境的保护传统的经济发展模式不注重生态环境的保护, ,没没 有考虑生态成本有考虑生态成本, ,经济的发展以巨大的生态环境破坏经济的发展以巨大的生态环境破坏 为代价。为代

9、价。 (3)(3)分析分析“石油农业石油农业”的利与弊。的利与弊。 利利:_:_ _。 弊弊:_:_ _ _。 其投入高其投入高, ,产出也高产出也高, ,对保障粮食安全和提高人对保障粮食安全和提高人 民生活水平起到了巨大的作用民生活水平起到了巨大的作用 其所产生的废弃物和有害物质的数量也很庞大其所产生的废弃物和有害物质的数量也很庞大, , 大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力, ,并并 造成日益严重的农产品污染和环境污染等造成日益严重的农产品污染和环境污染等 2.2.生态工程与传统农业的区别生态工程与传统农业的区别: : 生态工程生态工程传统农

10、业传统农业 调节机制调节机制 _ _ 人为调控人为调控 与环境的关系与环境的关系 _ 主要能源主要能源_ 生物多样性生物多样性得到保护得到保护_ 人为辅助下的自人为辅助下的自 我调节我调节 协调协调破坏环境破坏环境 太阳能太阳能化学能化学能 减少减少 【探究训练探究训练】 1.(20181.(2018阜阳高二检测阜阳高二检测) )人们为了解决某些在农、牧、人们为了解决某些在农、牧、 渔业等生产中产生的生态问题而采取了下列各项措施渔业等生产中产生的生态问题而采取了下列各项措施, , 其中导致完全相反的结果的是其中导致完全相反的结果的是( () ) A.A.更好的人口控制方法更好的人口控制方法 B

11、.B.制造更强、更有效的农药制造更强、更有效的农药 C.C.合理地放养牲畜合理地放养牲畜 D.D.把科学的耕作技术运用于海洋把科学的耕作技术运用于海洋 【解析解析】选选B B。人口的迅速增加必然会给生态系统增。人口的迅速增加必然会给生态系统增 加更大的压力加更大的压力, ,所以控制人口增长是解决生态问题的所以控制人口增长是解决生态问题的 有效方法有效方法; ;合理地放养牲畜和科学合理地利用海洋资合理地放养牲畜和科学合理地利用海洋资 源是解决生态问题的有效途径源是解决生态问题的有效途径; ;但制造更强、更有效但制造更强、更有效 的农药必然会对环境造成严重的污染的农药必然会对环境造成严重的污染,

12、,这与人们的愿这与人们的愿 望是完全相反的。对于病虫害的防治应致力于生物防望是完全相反的。对于病虫害的防治应致力于生物防 治方法的研究与开发治方法的研究与开发, ,这样才能有效地解决病虫害的这样才能有效地解决病虫害的 防治和环境污染问题。防治和环境污染问题。 2.2.下列观点不符合生态农业建设思路的是下列观点不符合生态农业建设思路的是( () ) A.A.调整产业结构调整产业结构, ,开发多种经营开发多种经营 B.B.保持生态系统内的生态平衡保持生态系统内的生态平衡 C.C.以高能量获得农业的高产量以高能量获得农业的高产量 D.D.循环利用农业有机废弃物循环利用农业有机废弃物 【解题指南解题指

13、南】解答本题关键是分清解答本题关键是分清“石油农业石油农业”和生和生 态农业的区别。态农业的区别。 【解析解析】选选C C。以高能量获得农业的高产量是。以高能量获得农业的高产量是“石油石油 农业农业”的做法的做法, ,生态农业的设计要求是投入少生态农业的设计要求是投入少, ,产出多。产出多。 【补偿训练补偿训练】 下列不属于生态工程建设目的的是下列不属于生态工程建设目的的是 ( () ) A.A.对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善 B.B.防止环境污染防止环境污染 C.C.单纯追求粮食产量单纯追求粮食产量 D.D.促进人类社会和自然环境的和谐发

14、展促进人类社会和自然环境的和谐发展 【解题指南解题指南】理解生态工程的优点是既考虑经济发展理解生态工程的优点是既考虑经济发展, , 又考虑环境保护。又考虑环境保护。 【解析解析】选选C C。根据生态工程的概念可知。根据生态工程的概念可知, ,防止环境污防止环境污 染染, ,对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善, , 促进人类社会和自然环境的和谐发展都是生态工程建促进人类社会和自然环境的和谐发展都是生态工程建 设的目的。只有设的目的。只有C C项不正确项不正确, ,单纯追求粮食产量有可能单纯追求粮食产量有可能 影响整个生态系统的和谐发展。影响整个生

15、态系统的和谐发展。 【总结提升总结提升】 传统经济与生态经济传统经济与生态经济 1.1.传统经济传统经济: : (1)(1)方式方式: :大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。 (2)(2)特点特点: :不注重生态环境的保护不注重生态环境的保护, ,经济的发展以巨大经济的发展以巨大 的生态环境破坏为代价。的生态环境破坏为代价。 2.2.生态经济生态经济: : (1)(1)方式方式: :实现了原料实现了原料产品产品原料原料产品的生产体系产品的生产体系, , 实现了废弃物资源化的循环经济。实现了废弃物资源化的循环经济。 (2)(2)特点特点: :少消耗、多

16、效益、可持续。少消耗、多效益、可持续。 主题主题2 2生态工程所遵循的基本原理生态工程所遵循的基本原理 【问题探究问题探究】 1.1.物质循环再生原理物质循环再生原理: : “无废弃物农业无废弃物农业”物质和能量流动图物质和能量流动图 (1) (1)通过分析通过分析“无废弃物农业无废弃物农业”物质和能量流动图物质和能量流动图, , 总结物质循环再生的含义是什么。总结物质循环再生的含义是什么。 提示提示: :物质能够在各类生态系统中物质能够在各类生态系统中, ,进行区域小循环和进行区域小循环和 全球地质大循环全球地质大循环, ,循环往复循环往复, ,分层分级利用分层分级利用, ,从而达到从而达到

17、 取之不尽、用之不竭的效果。取之不尽、用之不竭的效果。 (2)(2)图示无废弃物农业生态系统是怎样实现物质的循图示无废弃物农业生态系统是怎样实现物质的循 环利用的环利用的? ? 提示提示: :该生态系统的人粪尿、牲畜粪便、作物残留都该生态系统的人粪尿、牲畜粪便、作物残留都 再返回农田土壤里供生产者利用。再返回农田土壤里供生产者利用。 (3)(3)如何理解如何理解“污染物是放错地方的资源污染物是放错地方的资源”这句话这句话? ? 提示提示: :对环境造成危害的污染物对环境造成危害的污染物, ,采用一定的措施和技采用一定的措施和技 术术, ,就能够进行回收和循环利用就能够进行回收和循环利用, ,这

18、样不但能够减少环这样不但能够减少环 境污染境污染, ,而且提高了资源的利用率而且提高了资源的利用率, ,减少了资源的浪费。减少了资源的浪费。 2.2.物种多样性原理物种多样性原理: : 结合结合“三北防护林三北防护林”遭遇虫害死亡案例和澳洲大堡礁遭遇虫害死亡案例和澳洲大堡礁 珊瑚礁案例珊瑚礁案例, ,回答下列问题回答下列问题: : (1)(1)为什么樟子松林的松毛虫会肆虐为什么樟子松林的松毛虫会肆虐, ,几十亿株杨树会几十亿株杨树会 毁于一旦毁于一旦? ? 提示提示: :纯樟子松林、杨树林的生物多样性低纯樟子松林、杨树林的生物多样性低, ,食物链短食物链短 而单调而单调, ,缺少松毛虫、天牛的

19、天敌。缺少松毛虫、天牛的天敌。 (2)(2)珊瑚礁区为什么能够在养分稀少的深海中珊瑚礁区为什么能够在养分稀少的深海中, ,保持着保持着 很高的生物多样性很高的生物多样性? ? 提示提示: :珊瑚礁区的生物多样性高珊瑚礁区的生物多样性高, ,食物链复杂食物链复杂, ,不同的不同的 生物占据了不同的位置生物占据了不同的位置, ,充分利用了珊瑚礁生态系统充分利用了珊瑚礁生态系统 的环境。的环境。 (3)(3)从上述正面和反面的实例从上述正面和反面的实例, ,能得出怎样的启示能得出怎样的启示? ?生生 物多样性的破坏有人为因素吗物多样性的破坏有人为因素吗? ? 提示提示: :只有保证生态系统较高的生物

20、多样性只有保证生态系统较高的生物多样性, ,才能保证才能保证 生态系统的稳定和平衡。生物多样性的破坏有人为因生态系统的稳定和平衡。生物多样性的破坏有人为因 素素, ,而且往往作用巨大。而且往往作用巨大。 3.3.协调与平衡原理协调与平衡原理: : (1)(1)“协调协调”与与“平衡平衡”主要指什么主要指什么? ? “协调协调”指指:_:_。 “平衡平衡”指指:_:_。 生物与环境协调生物与环境协调, ,强调生物与环境相适应强调生物与环境相适应 种群数量与环境承载力要平衡种群数量与环境承载力要平衡 (2)(2)从协调与平衡原理出发从协调与平衡原理出发, ,想一想想一想, ,在我国西北地区在我国西

21、北地区 进行防护林建设时进行防护林建设时, ,应选择哪些树种应选择哪些树种? ?如果在该地区发如果在该地区发 展畜牧养殖业展畜牧养殖业, ,你认为应该注意什么问题你认为应该注意什么问题? ? 提示提示: :应选择本地树种应选择本地树种, ,如沙棘、山杏、刺槐、合欢等。如沙棘、山杏、刺槐、合欢等。 注意牲畜数量不能超过草地的承载力注意牲畜数量不能超过草地的承载力; ;减少过度放牧减少过度放牧 现象现象; ;在有条件的地方在有条件的地方, ,人工种植牧草。人工种植牧草。 4.4.整体性原理整体性原理: : (1)(1)在在“自然自然- -社会社会- -经济经济”复合系统中复合系统中“整体整体”主要

22、主要 包括包括_三方面。三方面。 社会、经济、自然社会、经济、自然 (2)(2)进行生态工程建设时应考虑哪些问题进行生态工程建设时应考虑哪些问题? ? 提示提示: :不但应考虑自然生态系统的规律不但应考虑自然生态系统的规律, ,还要考虑经济还要考虑经济 和社会等系统的影响力。和社会等系统的影响力。 5.5.系统学和工程学原理系统学和工程学原理: : 如图桑基鱼塘分布在我国长江三角洲、珠江三角洲一如图桑基鱼塘分布在我国长江三角洲、珠江三角洲一 带的水乡带的水乡, ,是一种典型的水陆物质和能量交换型生态是一种典型的水陆物质和能量交换型生态 工程。试分析桑基鱼塘的物质和能量流动途径。工程。试分析桑基

23、鱼塘的物质和能量流动途径。 (1)(1)在该生态系统中在该生态系统中, ,桑与蚕之间的关系是桑与蚕之间的关系是_,_,鱼进鱼进 行生命活动所需的能量归根结底来自行生命活动所需的能量归根结底来自_。蚕所同。蚕所同 化能量中传递给鱼的有化能量中传递给鱼的有_。 捕食捕食 太阳能太阳能 0%0% (2)(2)桑基鱼塘的建设主要遵循的原理是桑基鱼塘的建设主要遵循的原理是:_:_ _。 系统学和工程系统学和工程 学原理学原理 (3)(3)你能举出系统总体功能大于各部分之和的例子吗你能举出系统总体功能大于各部分之和的例子吗? ? 提示提示: :豆科作物和固氮菌的共生。固氮菌为豆科作物豆科作物和固氮菌的共生

24、。固氮菌为豆科作物 提供氮素提供氮素, ,而豆科作物为固氮菌提供能量和其他营养而豆科作物为固氮菌提供能量和其他营养, , 两者的共生使豆科作物能够在氮素缺乏的土地上生长两者的共生使豆科作物能够在氮素缺乏的土地上生长; ; 当把它们分开时当把它们分开时, ,两者的生长都要受到影响。两者的生长都要受到影响。 【探究训练探究训练】 1.(20181.(2018许昌高二检测许昌高二检测) )如图是我国北方典型的生态如图是我国北方典型的生态 农业模式农业模式, ,它以沼气为纽带它以沼气为纽带, ,将沼气池、猪禽舍、蔬菜将沼气池、猪禽舍、蔬菜 栽培与日光温室有机地组合在一起。有关叙述不正确栽培与日光温室有

25、机地组合在一起。有关叙述不正确 的是的是 ( () ) A.A.将牛粪、猪粪直接投入沼气池将牛粪、猪粪直接投入沼气池, ,可以为微生物的生可以为微生物的生 长提供物质和能量长提供物质和能量 B.B.建立该系统遵循的主要原理是物质循环再生原理建立该系统遵循的主要原理是物质循环再生原理 C.C.该系统的主要成分是蔬菜该系统的主要成分是蔬菜, ,人、牛、猪等均为消费人、牛、猪等均为消费 者者, ,它们构成食物网它们构成食物网 D.D.由于废物的再利用由于废物的再利用, ,提高了该系统中各营养级之间提高了该系统中各营养级之间 的能量传递效率的能量传递效率 【解析解析】选选D D。微生物可将牛粪、猪粪进

26、行分解利用。微生物可将牛粪、猪粪进行分解利用; ; 生态农业遵循物质循环再生原理生态农业遵循物质循环再生原理, ,实现物质的分层次实现物质的分层次 多级利用多级利用; ;生态系统的主要成分是生产者生态系统的主要成分是生产者, ,蔬菜、人、蔬菜、人、 牛、猪可构成食物网牛、猪可构成食物网; ;废物的再利用只能提高该系统废物的再利用只能提高该系统 中总能量的利用率中总能量的利用率, ,不能提高各营养级之间的能量传不能提高各营养级之间的能量传 递效率。递效率。 2.(20182.(2018安庆高二检测安庆高二检测) )如图表示一种如图表示一种“甘薯甘薯+ +奶牛奶牛+ + 沼气沼气+ +花木花木+

27、+龙虾龙虾+ +食用菌食用菌”的生态农业模式的生态农业模式, ,下列有关下列有关 描述正确的是描述正确的是( () ) A.A.图中可以组成的食物链是甘薯图中可以组成的食物链是甘薯奶牛奶牛牛粪牛粪 B.B.该生态系统的设计遵循了物质循环再生原理、物种该生态系统的设计遵循了物质循环再生原理、物种 多样性原理等生态学原理多样性原理等生态学原理 C.C.图中只有生产者、消费者和分解者三种成分图中只有生产者、消费者和分解者三种成分 D.D.青贮的目的是通过微生物有氧呼吸青贮的目的是通过微生物有氧呼吸, ,分解甘薯藤中分解甘薯藤中 的有机物的有机物, ,有利于奶牛的消化吸收有利于奶牛的消化吸收 【解析解

28、析】选选B B。食物链是由生产者和消费者组成的。食物链是由生产者和消费者组成的, ,即即 甘薯甘薯奶牛。该生态系统的特点是物质循环利用奶牛。该生态系统的特点是物质循环利用, ,即即 主要利用了物质循环再生原理和物种多样性原理。图主要利用了物质循环再生原理和物种多样性原理。图 中具有生态系统的四种成分中具有生态系统的四种成分, ,甘薯、花木等属于生产甘薯、花木等属于生产 者者, ,沼气池中的微生物、食用菌、底泥中的腐生微生沼气池中的微生物、食用菌、底泥中的腐生微生 物等都属于分解者物等都属于分解者, ,奶牛属于消费者奶牛属于消费者, ,沼渣属于非生物沼渣属于非生物 的物质和能量。甘薯藤青贮就是通过微生物的发酵的物质和能量。甘薯藤青贮就是通过微生物的发酵 (