江苏专版2023-2024学年新教材高中生物第4章人与环境第3节生态工程课件新人教版选择性必修2

第4章

人与环境第3节

生态工程1基础落实·必备知识全过关2重难探究·能力素养全提升学习目标1.

初步形成自生、循环、协调、整体的观点，树立可持续发展的观念。2.

尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。3.

尝试设计庭院生态系统，训练系统思维、工程思维和探究实践能力等。4.

关注我国目前面临的生态危机，学以致用，将生态工程原理融入实际应用之中。01基础落实·必备知识全过关知识点一

关注生态工程建设1.

生态工程的概念基本原理

和方法________、系统学手段对人工生态系统进行分析、____________,或对已被破坏的生态环境进行____________目的提高生态系统的________或改善__________,从而促进人类社会与自然环境的和谐发展生态学设计和调控修复、重建生产力生态环境2.

原因:毁林种地,围湖造田,大量使用化肥、农药等农业生产方式,以及工业的迅猛发展,正在大量消耗自然资源。3.

目的: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。4.

优点:少消耗、多效益、可持续。知识点二

生态工程所遵循的基本原理

生态工程以生态系统的________、__________功能为基础,遵循______、协调、______、自生等生态学基本原理。1.

自生

（1）内容:在生态系统中由生物组分产生的自组织、__________、自我调节、________________。

（2）基础:需在生态工程中有效选择__________并合理布设。自组织自我调节整体循环自我优化自我更新和维持生物组分2.

循环

（1）内容:在生态工程中促进系统的物质____________,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________较高。

（2）理论基础:生态系统的__________。3.

协调

（1）内容:生物与生物、____________的协调与适应。

（2）处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡,需要考虑____________。迁移与转化转化率物质循环生物与环境环境容纳量4.

整体

（1）内容

①遵从自然生态系统的规律,各组分之间要有适当的______,不同组分之间应构成有序的______,通过____________结构,达到改善系统______的目的。

②人类处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统中。比例结构改变和优化功能

（2）理论基础:__________________复合系统。（如图）

（3）应用:在进行生态工程建设时,不但要考虑______________的规律,更重要的是,还要考虑到____________等系统的影响力。社会—经济—自然自然生态系统经济和社会

（4）意义:只有应用整体性原理,才能统一协调当前与长远、局部与整体、_____________________之间的关系,保障生态系统的平衡和稳定。

开发建设与环境保护旁栏边角

想一想观察教材桑（蔗）基鱼塘模式图，分析桑基鱼塘的特点和遵循的生态工程原理。提示：桑基鱼塘是人工建立的高产、稳产的农业生态系统。在该生态系统中，陆基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙喂鱼、塘泥培桑，将陆地种植与鱼塘养殖结合起来，把原本割裂的生产系统通过优化组合，有机地整合在一起；其优点是使废物资源化，以便提高能量利用率，减少环境污染。其遵循的是生态工程的自生、循环、协调、整体的原理。结论语句

辨一辨（1）

“无废弃物农业”遵循的是自生原理。(

)

×（2）

在建设高新农业时,沼气池的建立是遵循协调原理。(

)

×（3）

只有保持生态系统较高的生物多样性,才有助于生态系统维持自生能力。(

)

√（4）

生态工程建设的目的是防止环境污染，追求生态效益，不再追求经济效益。(

)

×（5）

对已被破坏的生态环境进行修复、重建也是生态工程建设的主要任务。(

)

√（6）

能量分层次多级循环利用是生态工程所遵循的基本原理之一。(

)

×（7）

在荒漠中种植植物时需要考虑干旱环境，这利用的是生态工程的整体原理。(

)

×（8）

依据生态工程的循环原理，应该对垃圾进行焚烧处理，这样可以加速生态系统的物质循环。(

)

×知识点三

生态工程的实例1.

农村综合发展型生态工程

（1）问题:农村人口多,人多地少,产出不足。

（2）对策:建立农村综合发展型生态工程,实现物质的______________。

（3）案例:北京某村以__________为中心的物质多级循环利用工程。多级循环利用沼气工程2.

湿地生态恢复工程

（1）湿地作用:湿地是地球上独特的生态系统,是水域和陆地的自然过渡形态。具有蓄洪防旱,______________,控制土壤侵蚀,自然净化污水,为迁飞的鸟类和多种动植物提供栖息地,为人们提供休闲娱乐的环境等功能。

（2）问题

②__________、__________的过度利用,会导致湿地生态系统严重退化。调节区域气候排水和围垦环境污染生物资源

（3）对策

①采用________________措施相结合的方法,使受到干扰的湿地得以恢复。

②在湿地周围建立缓冲带,尽量减少人类的干扰,使湿地依靠__________等机制恢复其生态功能。工程学和生态学自然演替

（4）案例:厦门筼筜湖的生态恢复工程。3.

矿区废弃地的生态恢复工程

（1）问题:矿藏开采后会造成山体、土壤和植被,乃至整个地区__________的破坏。

（2）对策:______________、多层覆盖、特殊隔离、______________、植被恢复工程等。

（3）案例:赤峰市元宝山矿区生态恢复工程。生态系统人工制造表土土壤侵蚀控制知识点四

生态工程的发展前景1.

生态工程特点

（1）重视对__________的保护。

（2）注重与经济、社会效益的结合。2.

存在问题

（1）难以设计出________、易操作的生态工程样板。

（2）设计缺乏____________,生态系统的调控缺乏及时准确的监测技术支持,缺乏理论性指导等。

（3）我国面临的生态危机是__________、环境与资源破坏、__________等问题结合在一起的“并发症”。生态环境标准化高科技含量人口激增能源短缺旁栏边角

想一想1.

观察教材农村综合发展型生态工程示意图，从生态学角度分析，人们建立该生态系统的主要目的是什么？该生态工程能生产出无公害谷物的原因是什么？提示：实现物质的循环再生和能量的多级利用。减少了化肥和农药的使用量，减少了环境污染。2.

［P106正文］在进行湿地生态恢复工程建设时，可采取哪些重要的对策？提示：①采用工程学和生态学措施相结合的方法，如废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程，以及动植物物种引进等，使受到干扰的湿地得以恢复；②在湿地的周围建立缓冲带，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。结论语句

辨一辨（1）

农村综合发展型生态工程中,沼气工程具有重要地位。(

)

√（2）

以沼气工程为中心的生态工程属于城市环境生态工程。(

)

×（3）

我国的生态工程应该以经济效益为主要目标。(

)

×（4）

在生态工程建设中,只能遵循先污染、破坏,后治理的发展思路。(

)

×（5）

矿区废弃地的生态恢复工程的关键是尽可能依靠自然演替恢复其生态功能。(

)

×（6）

我国湿地的特点是类型多、面积大、分布广、区域差异小、生物多样性丰富。(

)

×（7）

农村综合发展型生态工程的原理是一样的，各地均可按相同的模式建设。(

)

×（8）

在某矿区废弃地进行公园化建设时，需要考虑植被与土壤之间的协调。(

)

√02重难探究·能力素养全提升主题一

生态工程的基本原理情境探究

资料1

石油农业大量使用化肥、农药、机械等,已造成资源破坏和农业环境污染,对社会的可持续发展造成很大障碍。

资料2

在辽宁西部的章古台地区,最初进行林带建设时,单一种植了大片的樟子松林,由于没有一条昆虫与其天敌相生相克的食物链,使得偶然滋生的松毛虫肆虐一时,很多地方的樟子松因此奄奄一息。同样的原因,前几年仅一种小小的杨树天牛就将宁夏、内蒙古等地的几十亿株杨树毁于一旦。

1.

石油农业为什么难以满足社会发展的需求？提示：石油农业产生的废弃物和有害物质的数量庞大,大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力,并造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题。2.

资料2说明在生态工程建设过程中,需要遵循什么原理,才能达到最佳效果?提示：资料2中樟子松林结构单一,生态系统的抵抗力稳定性很差。说明在生态工程建设过程中,需要遵循自生原理,尽量提高生物多样性程度。生物种类越多,群落的结构越复杂,抵抗力稳定性越高。即使某个种群消亡,其他种群也能弥补上来,有利于维持系统自身的稳定。3.

资料3说明在生态工程建设过程中需要遵循什么原理？提示：需要遵循协调原理,即应该考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应,栽种适应当地生态环境的树种。方法突破1.

传统农业、现代农业和生态农业的比较类型概念优点缺点传统农业简单的种植业不产生严重的环境污染结构简单,能量流动、物质循环水平低,经济效益低现代农业利用石油等有机物提高农作物产量的生产方式大量使用化肥、农药和机械动力,获得较高的经济效益过量施用化肥、农药,严重污染环境生态农业运用生态学原理,建立综合农业生态体系通过物质多级利用,增加经济效益,净化环境很难经得起经济环境和生态环境的较大冲击2.

生态工程所遵循的基本原理原理理论基础意义实例自生生态系统的稳定性生物多样性程度高,可提高系统维持自生的能力“三北防护林”建设中的单纯林问题;珊瑚礁生态系统的生物多样性问题循环物质循环使前一环节产生的废物尽可能地被后一环节利用,减少整个生产环节废弃物的产生“无废弃物农业”原理理论基础意义实例协调生物与生物、生物与环境的协调与平衡生物数量不超过环境承载力,可避免系统的失衡和破坏太湖富营养化问题整体统一协调当前与长远、局部与整体、开发建设与环境保护之间的关系,保障系统的平衡与稳定林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题续表3.

判断生态工程所遵循的基本原理的方法

（1）通过分析生态工程的结构特点判断生态工程所遵循的原理原理核心关键词分析角度自生生物多样性、自我调节能力从生态系统的结构角度考虑,构建的生态工程中动植物及微生物等生物种类越多,群落的结构就越复杂,其自我调节能力越强循环物质循环、无废弃物从生态系统物质循环考虑,物质循环顺畅无阻原理核心关键词分析角度协调生物之间的协调、生物与环境的协调外来物种入侵、大量种植单一树种,会挤占其他生物的空间,破坏了生物之间的协调;引入不适应当地气候的生物,未遵循生物与环境的协调整体自然、经济、社会构建生态工程的最终目的是为人类的生活创造更好的生存环境（自然环境和社会环境）以及生活条件（发展经济）续表（2）熟记常见生态工程实例,快速准确地判断所遵循的原理

①无废弃物农业——遵循循环原理。②在人工林中增加植被层次——遵循自生原理。③水体富营养化引起大面积水华——违背自生原理和协调原理。④前面造林,后面砍树——违背整体原理。⑤草原确定合理载畜量,不能过度放牧——遵循协调原理。⑥单一人工林比天然混合林稳定性低,易爆发虫害——违背自生原理。⑦湿地的破坏,水体的污染——违背自生原理。⑧引种时考虑是否适应环境——遵循协调原理。⑨在进行林业生态工程建设时,既要号召农民种树又要考虑农民生活问题——遵循整体原理。视角应用视角1

生态工程的基本原理1.

在帮助农民发展经济的同时,一定要注意一些实际问题,如“香蕉不宜在北方地区栽种”“苹果树不宜在热带地区栽种”,这主要体现了生态工程的什么原理?(

)

BA.整体原理

B.协调原理

C.自生原理

D.循环原理[解析]

生物只有适应一定的环境才能正常生长,所以“香蕉不宜在北方地区栽种”“苹果树不宜在热带地区栽种”,这主要体现了生态工程的协调原理。

水样对照水样1.730.07122甲1.250.0513乙1.410.03912A

3.

[2023山东莱芜期末]“无废弃物农业”是我国古代传统农业的辉煌成就之一，也是生态工程最早和最生动的一种模式。将人畜粪便、农产品加工过程中产生的废弃物等，通过堆肥等方式转变为有机肥料施用到农田中。下列说法错误的是(

)

CA.“无废弃物农业”可以改善人类生活环境，减少环境污染B.“无废弃物农业”可以提高土壤肥力，实现“地力常新”C.“无废弃物农业”实现了物质的多级利用和能量的循环再生D.现代生态农业吸收了传统农业的“协调、循环和再生”的思想[解析]

“无废弃物农业”有利于实现物质的循环再生和能量的多级利用，C项错误。视角2

实例分析4.

为解决农村污水处理问题，科研人员研发了“厌氧—跌水充氧接触氧化—人工湿地”的组合工艺。其原理是生活污水先进入厌氧沼气池发酵，发酵后的污水用泵提升进入多级跌水池，通过污水的逐级跌落自然充氧，不断降解有机物；经过跌水池的污水再进入水耕蔬菜型人工湿地（如图所示）。下列相关叙述错误的是(

)

CA.多种微生物的降解作用是水中污染物得以去除的主要原因B.污染物的去除效果与水温、跌水高度、水的停留时间均有关系C.水耕蔬菜的生长，对水中藻类的繁殖和生长起到了促进作用D.上述工艺应用了循环原理等生态工程原理[解析]

从图中可以看出，水中污染物得以去除的主要原因是多种微生物的降解作用，A项正确；污染物的去除效果与水温、跌水高度、水的停留时间均有关系，B项正确；水耕蔬菜的生长，对水中藻类的繁殖和生长起到了抑制作用，C项错误；题中工艺应用的生态工程原理有循环原理等，D项正确。主题二

生态工程的实例及发展前景情境探究

提示：保证不超过该鱼在生态系统中的环境容纳量。鱼塘中不同鱼类生活在不同水层,体现了生物群落在垂直结构上具有分层的现象,能充分利用池塘的水体空间和资源。2.

“四位一体”生态模式:以太阳能为动力,以沼气为纽带,将日光温室、沼气池、蔬菜种植和温室养猪相结合的一种新的农业生产模式。（1）

该模式中,光能输入生态系统的途径是什么？提示：生产者的光合作用。（2）

建立以沼气为中心的“四位一体”生态工程主要遵循了哪一种生态工程原理？提示：循环原理。视角应用1.

[2022江苏南京月考]洪泛区是指江河两岸、湖周海滨等易受洪水淹没的区域，这些地区土地肥沃、生物种类丰富，综合利用工程力学、土壤学、生态学和植物学等学科知识构建生态护坡，