生态工程学案、习题、教学设计

生态工程学案、习题、教学设计一、生态工程学案

学习目标1.简述生态工程的概念，关注生态工程建设。2.简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。3.尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。

知识梳理1.生态工程的概念生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。2.生态工程的基本原理物质循环再生原理内容：物质在生态系统中循环往复、分层分级利用。意义：可避免环境污染及其对系统稳定性和发展的影响。实例：无废弃物农业。物种多样性原理内容：一般而言，物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。意义：生物多样性程度高，可提高系统的自我调节能力，提高生态系统的稳定性。实例："三北"防护林建设中的问题及珊瑚礁生态系统的多样性。协调与平衡原理内容：生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力。意义：处理好生物与环境的协调与平衡，才能使生态系统朝着有利于人类的方向发展。实例：太湖富营养化问题。整体性原理内容：生态工程建设时，不但要考虑自然生态系统的规律，还要考虑经济和社会等系统的影响力。意义：统一协调各种关系，保障生态系统的平衡与稳定。实例：林业建设中自然系统、社会系统和经济系统的关系。系统学和工程学原理系统的结构决定功能原理内容：生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。意义：通过系统的结构优化，提高生态系统的功能。实例：桑基鱼塘。系统整体性原理内容：系统各组分之间要有适当的比例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分之和的效果，即"1+1＞2"。意义：使整体的功能得到加强。实例：藻类和珊瑚虫的共生。3.生态工程的实例和发展前景生态工程的实例农村综合发展型生态工程问题：农村人口多，人多地少，资源有限。对策：建立农村综合发展型生态工程，实现物质的多级循环利用。案例：北京窦店村以沼气工程为中心的生态工程。小流域综合治理生态工程问题：小流域水土流失严重。对策：运用工程学、农学、林学等多学科的原理和方法，通过保土蓄水、耕作措施、林草措施等工程和生物措施，层层设防来控制土壤侵蚀。案例：甘肃陇南地区的"九子登科"治理模式。大区域生态系统恢复工程问题：土地荒漠化。对策：采取植树造林、种草等措施，恢复植被，控制荒漠化。案例："三北"防护林工程。湿地生态恢复工程问题：湿地面积缩小，湿地生态功能退化。对策：采用工程和生物措施相结合的方法，如废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程，以及植物物种的引进种植等，使受到干扰的湿地得以恢复。案例：鄱阳湖湿地生态恢复工程。矿区废弃地的生态恢复工程问题：矿区废弃地土壤贫瘠、植被难以恢复。对策：采取改良土壤、种植耐旱植物等措施，恢复植被。案例：赤峰市元宝山矿区生态恢复工程。城市生态工程问题：城市生态系统面临环境污染等问题。对策：进行城市生态分区，合理分布工业区、居住区、生态绿地等；推广"环境友好技术"和低污染清洁生产工艺；对垃圾进行分类处理，并实现垃圾资源化利用等。生态工程的发展前景生态工程特点：少消耗、多效益、可持续。存在问题：缺乏定量化模型的指导，难以设计出标准化、易操作的生态工程样板；设计缺乏高科技含量，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。发展前景：随着社会、经济发展，人们对生态工程的理论和技术会有更深入的研究，生态工程将发挥更大作用。

典型例题1.下列关于生态工程的叙述，错误的是（）A.生态工程是生态学与系统工程学的结合B.生态工程追求经济与生态的双赢C.生态工程是无消耗、多效益的工程D.生态工程促进人类社会和自然环境的和谐发展答案：C解析：生态工程是少消耗，而不是无消耗。2.下列措施中不符合城市生态工程建设基本原理的是（）A.城市规划，分区建设工业区、居住区、生态绿地等B.大力推广"环境友好技术"和低污染清洁生产工艺C.采用浮床工艺法等手段治理水污染D.用法律手段严禁汽车上路，造纸厂、酒厂生产，以断绝污染的源头答案：D解析：严禁汽车上路及造纸厂、酒厂生产，虽然可断绝污染源头，但会严重影响城市的正常生产生活。3.某草原牧区，在进行草场建设时，既注重不同牧草种类的搭配种植，又对单位面积内的放牧量做了一定控制。这种做法体现了（）A.实行"循环经济"的原则B.低消耗，多效益原则C.遵循物种多样性和协调与平衡原理D.建立自然社会经济复合系统答案：C解析：不同牧草种类搭配种植体现物种多样性原理，控制放牧量体现协调与平衡原理。

巩固练习1.生态工程建设的目的是（）A.遵循生态学规律B.充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染C.少消耗、多效益、可持续D.追求经济效益和社会效益的最大化2.下列关于生态工程的基本原理的说法，错误的是（）A.物质循环再生的原理，可避免环境污染及其对系统稳定性和发展的影响B.物种多样性原理，生物多样性程度高，可提高系统的自我调节能力C.协调与平衡原理，处理好生物与环境的协调与平衡，可提高生态系统的稳定性D.系统整体性原理，各组分之间要有适当的比例关系，不能有竞争和排斥现象3.下列实例与主要体现的生态工程基本原理，匹配最恰当的是（）A.中国传统农业物种多样性原理B.在养分稀少的深海有物种丰富的珊瑚礁物质循环再生原理C.包孕吴越的太湖中水葫芦泛滥协调与平衡原理D.水乡的桑基鱼塘整体性原理4.下列有关生态工程的说法，不正确的是（）A.超载放牧导致草地退化，主要违背协调与平衡原理B.矿区生态环境的恢复工程中，关键的措施是植被恢复C.对湿地的恢复，只要注意退耕还湿地和建立自然保护区就可以D.城市生活垃圾实现废物资源化利用依据的是物质循环再生原理

5.请回答与生态工程有关的问题：（1）一般来说，生态工程的主要任务是对____________进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。（2）生态农业建设中，处理秸秆的主要方式是用作沼气发酵和培养食用菌，而不采用燃烧的方法。这样做有哪两方面的意义？（3）在湿地生态恢复工程中，应在湿地周围建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰，使湿地依靠____________等机制恢复其生态功能。（4）矿区废弃地生态恢复工程的关键在于植被恢复，以及为植被恢复所必需的____________的重建。植被恢复的措施是植树种草，而不是种植农作物，其原因是____________________。

参考答案1.C2.D3.C4.C5.（1）已被破坏的生态环境（2）减少了环境污染，实现了物质的多级利用（3）自然演替（4）土壤微生物群落矿区土壤条件恶劣，不适宜农作物的生长

二、生态工程习题

选择题1.下列关于生态工程的叙述，正确的是（）A.窦店村综合发展型生态工程建立了良好的物质多级循环利用程序B.在城市环境治理中，实现垃圾分类处理体现了协调与平衡原理C.对湿地的恢复，只要注意退耕还湿地和建立自然保护区就可以D.我国的生态工程应该以经济和社会效益为主要目标2.下列关于生态工程的叙述，不正确的是（）A.生态工程研究的对象是社会经济自然复合生态系统B."退耕还林""退耕还草"属于生态工程的内容C.生态工程应遵循"整体、协调、循环、再生"的原则D.实施生态工程的目的是环境保护3.下列哪项叙述完全符合生态经济（）①建立"原料产品原料产品"的无废料生产体系②在资源不增加甚至减少的条件下实现经济增长③在经济产出不变甚至增加的条件下，向环境排放的废弃物大大减少④先生产后治理，提高经济效益A.①②B.①②③C.②③D.②③④4.下列关于生态工程的基本原理的说法，错误的是（）A.物质循环再生的原理，可避免环境污染及其对系统稳定性和发展的影响B.物种多样性原理，生物多样性程度高，可提高系统的自我调节能力C.协调与平衡原理，处理好生物与环境的协调与平衡，可提高生态系统的稳定性D.系统整体性原理，各组分之间要有适当的比例关系，不能有竞争和排斥现象5.下列实例与主要体现的生态工程基本原理，匹配最恰当的是（）A.中国传统农业物种多样性原理B.在养分稀少的深海有物种丰富的珊瑚礁物质循环再生原理C.包孕吴越的太湖中水葫芦泛滥协调与平衡原理D.水乡的桑基鱼塘整体性原理

非选择题1.回答下列与生态工程有关的问题：（1）一般来说，生态工程的主要任务是对____________进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。（2）生态农业建设中，处理秸秆的主要方式是用作沼气发酵和培养食用菌，而不采用燃烧的方法。这样做有哪两方面的意义？（3）在湿地生态恢复工程中，应在湿地周围建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰，使湿地依靠____________等机制恢复其生态功能。（4）矿区废弃地生态恢复工程的关键在于植被恢复，以及为植被恢复所必需的____________的重建。植被恢复的措施是植树种草，而不是种植农作物，其原因是____________________。2.现有一生活污水净化处理系统，处理流程为"厌氧沉淀池→曝气池→兼氧池→植物池"，其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水经净化处理后，可用于浇灌绿地。回答问题：（1）污水流经厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池后得到初步净化。在这个过程中，微生物通过____________呼吸将有机物分解。（2）植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了____________（填"生态系统""群落"或"种群"）。在植物池的食物网中，植物位于第____________营养级。植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于____________所固定的____________能。（3）生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、____________和____________等原理。（4）一般来说，生态工程的主要任务是对____________进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。

答案选择题：1.A2.D3.B4.D5.C

非选择题：1.（1）已被破坏的生态环境（2）减少了环境污染，实现了物质的多级利用（3）自然演替（4）土壤微生物群落矿区土壤条件恶劣，不适宜农作物的生长2.（1）无氧和有氧（或细胞）（2）群落一生产者太阳（3）物质循环再生物种多样性（4）已被破坏的生态环境

三、生态工程教学设计

一、教学目标1.知识与技能目标简述生态工程的概念，举例说出生态工程的原理。尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。2.过程与方法目标通过分析生态工程的案例，培养学生运用所学知识分析实际问题的能力。通过小组讨论和交流，提高学生的合作学习能力和表达能力。3.情感态度与价值观目标关注生态工程建设，树立可持续发展的观念。培养学生热爱自然、保护环境的意识。

二、教学重难点1.教学重点生态工程的基本原理。生态工程的实例分析。2.教学难点运用生态工程原理分析和解决实际问题。

三、教学方法讲授法、讨论法、案例分析法

四、教学过程1.导入新课展示一些生态破坏和环境污染的图片，如土地荒漠化、水体富营养化等，引导学生思考如何解决这些问题。提问：传统的工程技术在解决这些问题时存在哪些局限性？从而引出生态工程的概念。2.讲解新课生态工程的概念讲解生态工程的定义，强调其是应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，促进人类社会和自然环境的和谐发展。通过举例，如无废弃物农业，让学生进一步理解生态工程的概念。生态工程的基本原理物质循环再生原理结合教材中"无废弃物农业"的实例，讲解物质循环再生原理的内容，即物质在生态系统中循环往复、分层分级利用，可避免环境污染及其对系统稳定性和发展的影响。引导学生思考生活中还有哪些体现物质循环再生原理的例子，如垃圾分类回收利用等。物种多样性原理以"三北"防护林建设中的问题及珊瑚礁生态系统为例，讲解物种多样性原理，说明一般物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性，生物多样性程度高可提高系统的自我调节能力。组织学生讨论物种多样性减少对生态系统的影响，以及如何保护物种多样性。协调与平衡原理以太湖富营养化问题为例，讲解协调与平衡原理，强调生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力，处理好两者关系才能使生态系统朝着有利于人类的方向发展。让学生分析身边的生态系统，思考是否存在生物与环境不协调的情况，并提出解决措施。整体性原理通过林业建设中自然系统、社会系统和经济系统的关系，讲解整体性原理，说明生态工程建设时要统一协调各种关系，保障生态系统的平衡与稳定。引导学生讨论在生态工程建设中如何考虑经济、社会和自然等多方面的因素。系统学和工程学原理系统的结构决定功能原理以桑基鱼塘为例，讲解该原理，即生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。让学生分