《学霸笔记 同步精讲》第4章 人与环境 第3节 第2课时 生态工程的实例和发展前景（课件）人教版生物选择性必修2
文档属性
| 名称 | 《学霸笔记 同步精讲》第4章 人与环境 第3节 第2课时 生态工程的实例和发展前景（课件）人教版生物选择性必修2 |
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| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.5MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2026-03-09 00:00:00 | ||
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文档简介
(共43张PPT)
第2课时 生态工程的实例和发展前景
第4章
第3节
2026
内容索引
01
02
03
自主预习 新知导学
合作探究 释疑解惑
课堂小结
自主预习 新知导学
一、生态工程的成就
我国生态工程的理论和实践都取得了长足进展,在实践上已应用于农业生产、环境保护、城镇建设等许多方面,取得了令人瞩目的成就。
二、生态工程的实例
1.农村综合发展型生态工程
(1)问题:2020年,我国有5.1亿人生活在农村,人多地少是突出的矛盾。怎样才能实现物质的多级循环利用,在资源有限的条件下有较多的产出,取得经济效益、社会效益和生态效益的全面提高是亟待解决的问题。
(2)对策:建立农村综合发展型生态工程,是实现这一目标的有效途径,这在我国已经有不少成功的实例。
2.湿地生态恢复工程
(1)我国湿地的特点、功能以及存在的问题
①我国湿地的特点:类型多,面积大,分布广,区域差异显著,生物多样性丰富。
②湿地的功能:被誉为地球的“肾”,具有蓄洪防旱,调节区域气候,控制土壤侵蚀,自然净化污水,为迁飞的鸟类和其他多种动植物提供栖息地,以及为人们提供休闲娱乐的环境等。
③存在的问题
a.在经济发展过程中,人们对湿地进行排水和围垦,已经破坏了地球上80%的湿地资源。湿地的缩小会导致局部气候恶化、地下水位下降、生物多样性降低、迁飞鸟类绝迹等。
b.湿地的环境污染、生物资源的过度利用等,会导致湿地生态系统严重退化。
(2)对策
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。
(3)案例:厦门筼筜湖生态恢复。
3.矿区废弃地的生态恢复工程
(1)问题:矿藏开采后往往会造成山体、土壤和植被,乃至整个地区生态系统的破坏。规模巨大的采矿业,不仅会对土地景观造成巨大的影响,还可能产生严重的重金属污染。
(2)对策
a.人们采用的措施包括人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等。其中,关键在于植被恢复,以及植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建。
b.恢复矿区生态环境,首先要通过机械方法平整压实土地,人工制造表土;然后,在人造表土上,植树种草。
(3)案例:赤峰市元宝山矿区生态恢复工程。
三、生态工程的发展前景
1.生态工程的优点:在恢复、重建受损生态环境方面可发挥重要作用。
2.我国生态工程的不足
(1)缺乏定量化模型的指导,难以像“精确农业”那样设计出标准化、易操作的生态工程样板。
(2)有些设计缺乏高科技含量,生态系统的调控尚缺乏及时准确的监测技术的支持,缺乏理论性指导等。
3.现状:我国目前面临的生态危机,已经不单纯是环境污染问题,而是与
人口问题、环境与资源破坏、能源短缺等问题结合在一起的“并发症”。
4.解决办法:不但要重视对生态环境的保护,更要注重与经济、社会效益的结合,需要生态工程发挥作用。
5.法规思想:我国党和政府高度重视生态文明建设,在党的十九大报告中,首次把美丽中国作为建设社会主义现代化强国的重要目标,对生态文明建设提出了一系列新思想、新目标、新要求和新部署,为建设美丽中国提供了指导方针和行动指南。中华民族传承古老的天人合一理念,在发展中
尊重自然、顺应自然、保护自然。
6.前景:古老的智慧融合了现代科学成就,生态工程的发展和应用,将在建设美丽中国的过程中大有作为。未来的人民一定能“望得见山,看得见水,记得住乡愁”。
【预习检测】
1.判断正误。
(1)生态工程在世界范围内逐渐得到广泛的认同和重视。( )
(2)建立农村综合发展型生态工程,是在资源有限的条件下取得经济效益、社会效益和生态效益的有效途径。( )
(3)在经济发展过程中,人们对湿地进行排水和围垦,已经破坏了地球上80%的湿地资源。( )
(4)采矿业对环境造成的日渐严重的破坏,使人们加强了对矿区废弃地的生态恢复工程的关注。( )
(5)在湿地周围,建立缓冲带,主要是为了减少人类的干扰,使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。( )
(6)生态工程可以走“先污染、破坏,后治理”的路子。( )
√
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√
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×
2.下列关于以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程的说法,错误的是( )
A.秸秆用于喂养畜禽
B.人畜粪尿作为原料生产沼气
C.达到了物质和能量的良性循环
D.缓解了农村“三料”缺乏问题
答案:C
解析:以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程使得物质得以良性循环,而能量不能循环利用。
3.下列不属于厦门筼筜湖生态恢复工程中采取的措施的是( )
A.引潮入湖,输送新鲜海水
B.西水东调
C.围湖造田改变生态类型
D.清挖湖底淤泥,沿湖修建驳岸、导流堤及环湖林荫步行道
答案:C
解析:生态恢复工程是在原来生态环境的基础上进行合理工程操作恢复其生态环境,而不是改变其生态类型。
合作探究 释疑解惑
[问题引领]
1.阅读教科书第104页思考·讨论“分析某村综合发展型生态工程”,回答下列相关问题。
(1)在这一案例中,主要运用了生态工程的哪些基本原理
提示:整体、协调、循环、自生等。
(2)这一生态系统的结构和功能有哪些特点
提示:生态系统中的各组分搭配合理,紧密联系形成一个有序的整体,实现了物质多级循环利用、能量充分利用,减少了废物排放与环境污染。
知识点一
生态工程实例分析
(3)这一生态工程有哪些值得借鉴的做法
提示:这一生态工程实现了物质利用的良性循环,提高了土地产出水平,创造了多种劳动力就业机会,增加了农民收入,促进了经济发展;同时降低了环境污染,促进了农村的可持续发展。
2.阅读教科书第106页案例“厦门筼筜湖生态恢复”,回答下列相关问题。
(1)最初厦门筼筜湖生态系统是如何被破坏的
提示:筼筜湖周边各种污水未经处理就排放到湖里,导致水质恶化,重金属污染等。
(2)人们是怎么解决湖水水体缺氧、自净能力差的问题的
提示:采取了引潮入湖、输送新鲜海水、西水东调等措施,使湖水水质得到显著改善;通过清挖湖底淤泥,沿湖修建驳岸、导流堤及环湖林荫步行道等措施,进一步改善了湖水水质。
(3)地处湖区的人们对筼筜湖生态系统恢复生态工程负有什么责任
提示:保护环境,减少水土流失和水污染。例如,将工厂、生活污水净化后再往水体中排放,农田中减少化肥和农药的施用量等。
3.阅读教科书第107页案例“赤峰市元宝山矿区生态系统恢复工程”,回答下列相关问题。
(1)在这一案例中,恢复植被的措施是植树和种草,为什么不是种植农作物 怎样合理地筹划养殖肉牛的数量
提示:矿区土壤条件恶劣,不适宜农作物的生长,因此应种植适应性强、耐旱的草和树。首先要考虑到牧草的产量,以草定畜;从外地调运饲料要考虑饲养成本;更重要的是要考虑土地对粪肥的承载力,以及对粪肥的加工或利用情况,要保持在承载力范围以内,以免养殖规模过大,粪肥量过大而造成新的污染。
(2)除煤矿外,你知道还有哪些矿区吗 这些矿区的恢复工程与煤矿是否有不同之处
提示:除煤矿外,还有金矿、铁矿等。这些矿区的生态恢复工程最重要的是改良表土,恢复植被,但要因地制宜。
[归纳提升]
1.农村综合发展型生态工程
北京郊区某村的农村综合发展型生态工程是以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程:作物秸秆用来生产食用菌和饲料;饲料用于喂养畜禽;人畜粪尿作为原料生产沼气;沼液用于水产养殖业;沼渣可用于为有机农产品——“无公害蔬菜”施肥和喂养畜禽,从而达到了物质利用的良性循环,缓解了农村“三料”(饲料、燃料、肥料)的缺乏问题,提高了土地产出水平;同时畜禽、鱼、螺、谷物、饲料等加工品也可到市场上出售。
农村综合发展型
生态工程示意图
(1)青贮:是指在玉米等作物没有完全成熟时,将果穗和秸秆一起收获切碎,通过厌氧发酵成为牛羊的青饲料。
(2)氨化:是指利用氨水或氮素化肥处理稻麦秸秆,使之软化适口,提高其作为饲料的营养价值。
2.矿区废弃地生态恢复工程中应注意的问题
矿区生态恢复工程流程图
(1)矿区土壤条件恶劣,不适宜农作物的生长,因此应种植适应性强、耐旱的草和树。
(2)矿区土壤水分状况很差,且极其贫瘠,导致植物很难恢复。首先要通过机械方法平整压实土地,人工制造表土,然后植树种草。
(3)依照协调原理,需合理筹划养殖规模,确定合理的载畜量。
[典型例题]
1.下图是我国南方尝试设计的农业生态系统的结构模式图,它利用雏鸭的杂食性,吃掉稻田里的杂草和害虫;利用鸭不间断的活动产生中耕浑水效果,刺激水稻生长;用作物养家畜、养鸭,用稻秆培育蘑菇、生产沼气,禽畜粪、沼渣肥田,生产出无公害的大米。请据图回答下列问题。
(1)从生态学角度分析,人们建立图示的农业生态系统的主要目的是 。该系统合理利用植物秸秆、动物粪便等废弃物,这主要体现了生态工程的 原理。
(2)该系统将多个生产系统通过优化组合,有机整合在一起,提高了系统生产力,这体现了生态工程中的 原理。生产的大米无公害的原因是 。
(3)在发酵装置里的B过程中起重要作用的微生物,其细胞结构与水稻细胞最主要的区别是 。
(4)将蘑菇房与蔬菜大棚相通,可提高蔬菜产量,试分析其增产原因: 。
答案:(1)实现物质的循环再生和能量的多级利用 自生、循环
(2)整体 减少了化肥和农药的使用量,减少了对环境的污染
(3)无核膜包被的细胞核(或无成形的细胞核)
(4)蘑菇呼吸作用产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合作用
解析:(1)由题意可知,题图农业生态系统通过建立沼气池,实现了废弃物资源化和能量的多级利用,其遵循的是自生原理和循环原理。(2)题图中生态农业施用的都是有机肥,减少了化肥和农药的使用量,因此生产的大米无公害。(3)发酵装置中的微生物主要是乳酸菌,为原核生物,无核膜包被的细胞核。(4)蘑菇为分解者,可将有机物分解为二氧化碳等无机物,可供蔬菜进行光合作用。
2.下列关于湿地生态恢复工程的叙述,错误的是( )
A.该工程采用工程和生物措施相结合的方法
B.要建立缓冲带,以尽量减少人类的干扰
C.对湿地的恢复,只需要退耕还湿地或建立自然保护区就可以
D.湿地的恢复除利用生物工程手段外,还要依靠自然演替机制恢复其生态功能
答案:C
解析:湿地生态恢复工程就是采用工程和生物措施相结合的方法,如退耕还湿地等,使受到干扰的湿地得以恢复。在湿地的周围,还应建立缓冲带,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。
3.由于开采露天小铁矿,某山区的自然生态系统被完全破坏,成为一片“不毛之地”。为使该山区尽快恢复到原有自然生态系统状态,应采取的合理措施是( )
A.回填土壤,引进多种外来物种,重建新的生态系统
B.撤出人类全部活动,实行全面封闭,等待自然恢复
C.回填土壤,栽培当地经济农作物,发展农业生产
D.回填土壤,栽种多种当地原有的植物,实行封山育林
答案:D
解析:在原有的气候条件未发生巨大变化之前,可回填土壤后栽种多种当地原有的植物,并实行封山育林,减少人为因素的破坏,这是使已遭到破坏的生态系统恢复到原有自然生态系统状态的最好措施。
【变式训练】
1.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,因此它具有多种多样的功能。下列不属于湿地生态系统的功能的是( )
A.是生产能力最强的生态系统
B.调节区域气候
C.为迁飞的鸟类和多种动植物提供栖息地
D.蓄洪防旱
答案:A
解析:湿地被誉为地球的“肾”,具有蓄洪防旱,调节区域气候,控制土壤侵蚀,自然净化污水,为迁飞的鸟类和其他多种动植物提供栖息地,以及为人们提供休闲娱乐的环境等功能。湿地生态系统的生产能力并不是最强的,生产能力最强的生态系统是森林生态系统。
2.下列措施不适用于矿区生态环境恢复的是( )
A.通过机械法整平压实土地
B.人工制造表土后,植树种草
C.排石整地,改良优化土壤
D.开发农田,广种农作物,增加农民收入
答案:D
解析:废弃矿区的生态环境受到严重破坏,恢复过程中植被恢复是关键环节,因而应选择抗逆性强的苗木,农作物等不适宜在此处种植。
[问题引领]
知识点二
生态工程的发展前景
1.20世纪80年代,科学家耗费巨资建造了规模空前的“生物圈Ⅱ号”。在这个封闭的人工微型世界中,有人工模拟的海洋、平原、沼泽、雨林、沙漠和人类居住区,是个自成体系的小生态系统。科学家原计划在“生物圈Ⅱ号”中生活两年,然而,一年多以后,“生物圈Ⅱ号”的生态状况急转直下,氧气含量从21%迅速下降到14%,二氧化碳和二氧化氮的含量直线上升,海水开始酸化,很多物种消失,而用来吸收二氧化碳的牵牛花却疯长。大部分脊椎动物和所有传粉昆虫死亡,靠花粉传播繁殖的植物也全部死亡。
(1)“生物圈Ⅱ号”失败的原因是什么
提示:主要是温度失调,以及“大气和海洋”比例与地球相差甚远,导致空气中二氧化碳的含量猛增,氧气含量减少,不足以维持人及动物的生存。
(2)“生物圈Ⅱ号”的失败对我们在生态工程建设方面有什么启示
提示:使我们认识到人与自然和谐相处的重要性,认识到在建设生态工程时应尊重自然、顺应自然、保护自然。
2.在我国北方地区,冬天气温很低,会导致农作物、家畜生长缓慢,甚至停止生长,沼气池不能正常产气。农民要解决蔬菜的不间断生产问题,很显然,大量使用造价昂贵、并用燃料加热的玻璃温室是不符合我国国情的。
(1)你能用所学知识设计一种生态工程来较好地解决上述问题吗 请说明你所依据的生态工程原理。
提示:“四位一体”农业生态工程为近年来出现在我国北方农区的一种生态工程类型,它能较好地解决题中所述问题。“四位”指沼气池、畜禽舍、厕所及日光温室四部分,是庭院经济与生态农业相结合的一种生产模式。原理为日光温室的增温效应可使蔬菜等作物在冬天也能正常生长;同时也使畜禽在温度适宜的环境中快速生长;温室内的植物为动物提供氧气,同时吸收二氧化碳;人畜禽的粪尿及蔬菜废弃物和作物秸秆等物质投入沼气池产气,同时温室的高温也提高了沼气在冬天产气的稳定性;沼液和沼渣不仅是蔬菜的良好肥料,还有助于减少蔬菜的病虫害,提高蔬菜的产量和质量。
(2)你所设计的生态工程的意义是什么
提示:“四位一体”充分应用了循环和自生等原理,提高了单位土地面积的产出,同时减少了环境污染,大大提高了农业的综合效益。
[归纳提升]
庭院生态工程
(1)特点:生产者、消费者、分解者齐全,物质循环、能量流动畅通。
(2)图示
[典型例题]
“四位一体”(人居—种植—养殖—沼气)生态农业是我国北方典型的生态农业模式,它以沼气为纽带,将沼气池、畜禽舍、蔬菜栽培与日光温室有机地组合在一起。下图是该系统物质循环的示意图,请分析并回答下列问题。
(1)图中有 条食物链,沼气的产生依赖的该生态系统中的成分是 。
(2)该生态系统中的能量能否循环利用 。
(3)“四位一体”生态工程应用了 等原理,与自然生态系统相比,它的抵抗力稳定性 (填“高”或“低”)。
(4)举例说明“四位一体”农业生态工程有哪些生态效益 (至少答出两点)。
答案:(1)2 分解者
(2)否
(3)自生、循环、协调、整体 低
(4)①使用清洁、高效的沼气,有利于减少对林木的砍伐,有利于植被保护和水土保持;②人畜粪便的无害化处理,有利于改善农村卫生条件;③沼渣、沼液的合理利用,提高了土壤肥力,有利于减少化肥用量;④减少农药用量,有利于环境保护
解析:题图中有2条食物链,分别是蔬菜→人和蔬菜→家畜→人,沼气是由分解者的分解作用产生的。能量在生态系统中不能循环利用。“四位一体”应用了自生、循环、协调、整体、系统学与工程学原理等,由于该系统内生物种类和数目少,因而它的抵抗力稳定性较自然生态系统低。
【变式训练】
农业生态工程能为劳动力创造多种就业机会,增加农民收入,开发清洁资源,减少环境污染。下图是一个庭院生态系统的示意图,分析并回答下列问题。
(1)该生态系统中非生物的物质和能量主要包括 (至少答出两种)。
(2)该生态系统中处于第二营养级的生物有 。
(3)此生态系统中有哪些途径实现了能量的多级利用
答案:(1)阳光、水、空气、无机盐等
(2)人、鸡、牛
(3)①黄瓜、番茄等蔬菜的枝叶可作为饲养动物的饲料;②粪便等废弃物作为沼气发酵的原料,产生供人利用的清洁能源;③沼渣可作为饲料或肥料(答出两点即可)
解析:生态农业是运用生态学原理,在环境与经济协调发展思想的指导下,应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生产体系。在此生态系统中,人、鸡、牛都处于第二营养级。
课堂小结
第2课时 生态工程的实例和发展前景
第4章
第3节
2026
内容索引
01
02
03
自主预习 新知导学
合作探究 释疑解惑
课堂小结
自主预习 新知导学
一、生态工程的成就
我国生态工程的理论和实践都取得了长足进展,在实践上已应用于农业生产、环境保护、城镇建设等许多方面,取得了令人瞩目的成就。
二、生态工程的实例
1.农村综合发展型生态工程
(1)问题:2020年,我国有5.1亿人生活在农村,人多地少是突出的矛盾。怎样才能实现物质的多级循环利用,在资源有限的条件下有较多的产出,取得经济效益、社会效益和生态效益的全面提高是亟待解决的问题。
(2)对策:建立农村综合发展型生态工程,是实现这一目标的有效途径,这在我国已经有不少成功的实例。
2.湿地生态恢复工程
(1)我国湿地的特点、功能以及存在的问题
①我国湿地的特点:类型多,面积大,分布广,区域差异显著,生物多样性丰富。
②湿地的功能:被誉为地球的“肾”,具有蓄洪防旱,调节区域气候,控制土壤侵蚀,自然净化污水,为迁飞的鸟类和其他多种动植物提供栖息地,以及为人们提供休闲娱乐的环境等。
③存在的问题
a.在经济发展过程中,人们对湿地进行排水和围垦,已经破坏了地球上80%的湿地资源。湿地的缩小会导致局部气候恶化、地下水位下降、生物多样性降低、迁飞鸟类绝迹等。
b.湿地的环境污染、生物资源的过度利用等,会导致湿地生态系统严重退化。
(2)对策
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。
(3)案例:厦门筼筜湖生态恢复。
3.矿区废弃地的生态恢复工程
(1)问题:矿藏开采后往往会造成山体、土壤和植被,乃至整个地区生态系统的破坏。规模巨大的采矿业,不仅会对土地景观造成巨大的影响,还可能产生严重的重金属污染。
(2)对策
a.人们采用的措施包括人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等。其中,关键在于植被恢复,以及植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建。
b.恢复矿区生态环境,首先要通过机械方法平整压实土地,人工制造表土;然后,在人造表土上,植树种草。
(3)案例:赤峰市元宝山矿区生态恢复工程。
三、生态工程的发展前景
1.生态工程的优点:在恢复、重建受损生态环境方面可发挥重要作用。
2.我国生态工程的不足
(1)缺乏定量化模型的指导,难以像“精确农业”那样设计出标准化、易操作的生态工程样板。
(2)有些设计缺乏高科技含量,生态系统的调控尚缺乏及时准确的监测技术的支持,缺乏理论性指导等。
3.现状:我国目前面临的生态危机,已经不单纯是环境污染问题,而是与
人口问题、环境与资源破坏、能源短缺等问题结合在一起的“并发症”。
4.解决办法:不但要重视对生态环境的保护,更要注重与经济、社会效益的结合,需要生态工程发挥作用。
5.法规思想:我国党和政府高度重视生态文明建设,在党的十九大报告中,首次把美丽中国作为建设社会主义现代化强国的重要目标,对生态文明建设提出了一系列新思想、新目标、新要求和新部署,为建设美丽中国提供了指导方针和行动指南。中华民族传承古老的天人合一理念,在发展中
尊重自然、顺应自然、保护自然。
6.前景:古老的智慧融合了现代科学成就,生态工程的发展和应用,将在建设美丽中国的过程中大有作为。未来的人民一定能“望得见山,看得见水,记得住乡愁”。
【预习检测】
1.判断正误。
(1)生态工程在世界范围内逐渐得到广泛的认同和重视。( )
(2)建立农村综合发展型生态工程,是在资源有限的条件下取得经济效益、社会效益和生态效益的有效途径。( )
(3)在经济发展过程中,人们对湿地进行排水和围垦,已经破坏了地球上80%的湿地资源。( )
(4)采矿业对环境造成的日渐严重的破坏,使人们加强了对矿区废弃地的生态恢复工程的关注。( )
(5)在湿地周围,建立缓冲带,主要是为了减少人类的干扰,使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。( )
(6)生态工程可以走“先污染、破坏,后治理”的路子。( )
√
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√
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2.下列关于以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程的说法,错误的是( )
A.秸秆用于喂养畜禽
B.人畜粪尿作为原料生产沼气
C.达到了物质和能量的良性循环
D.缓解了农村“三料”缺乏问题
答案:C
解析:以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程使得物质得以良性循环,而能量不能循环利用。
3.下列不属于厦门筼筜湖生态恢复工程中采取的措施的是( )
A.引潮入湖,输送新鲜海水
B.西水东调
C.围湖造田改变生态类型
D.清挖湖底淤泥,沿湖修建驳岸、导流堤及环湖林荫步行道
答案:C
解析:生态恢复工程是在原来生态环境的基础上进行合理工程操作恢复其生态环境,而不是改变其生态类型。
合作探究 释疑解惑
[问题引领]
1.阅读教科书第104页思考·讨论“分析某村综合发展型生态工程”,回答下列相关问题。
(1)在这一案例中,主要运用了生态工程的哪些基本原理
提示:整体、协调、循环、自生等。
(2)这一生态系统的结构和功能有哪些特点
提示:生态系统中的各组分搭配合理,紧密联系形成一个有序的整体,实现了物质多级循环利用、能量充分利用,减少了废物排放与环境污染。
知识点一
生态工程实例分析
(3)这一生态工程有哪些值得借鉴的做法
提示:这一生态工程实现了物质利用的良性循环,提高了土地产出水平,创造了多种劳动力就业机会,增加了农民收入,促进了经济发展;同时降低了环境污染,促进了农村的可持续发展。
2.阅读教科书第106页案例“厦门筼筜湖生态恢复”,回答下列相关问题。
(1)最初厦门筼筜湖生态系统是如何被破坏的
提示:筼筜湖周边各种污水未经处理就排放到湖里,导致水质恶化,重金属污染等。
(2)人们是怎么解决湖水水体缺氧、自净能力差的问题的
提示:采取了引潮入湖、输送新鲜海水、西水东调等措施,使湖水水质得到显著改善;通过清挖湖底淤泥,沿湖修建驳岸、导流堤及环湖林荫步行道等措施,进一步改善了湖水水质。
(3)地处湖区的人们对筼筜湖生态系统恢复生态工程负有什么责任
提示:保护环境,减少水土流失和水污染。例如,将工厂、生活污水净化后再往水体中排放,农田中减少化肥和农药的施用量等。
3.阅读教科书第107页案例“赤峰市元宝山矿区生态系统恢复工程”,回答下列相关问题。
(1)在这一案例中,恢复植被的措施是植树和种草,为什么不是种植农作物 怎样合理地筹划养殖肉牛的数量
提示:矿区土壤条件恶劣,不适宜农作物的生长,因此应种植适应性强、耐旱的草和树。首先要考虑到牧草的产量,以草定畜;从外地调运饲料要考虑饲养成本;更重要的是要考虑土地对粪肥的承载力,以及对粪肥的加工或利用情况,要保持在承载力范围以内,以免养殖规模过大,粪肥量过大而造成新的污染。
(2)除煤矿外,你知道还有哪些矿区吗 这些矿区的恢复工程与煤矿是否有不同之处
提示:除煤矿外,还有金矿、铁矿等。这些矿区的生态恢复工程最重要的是改良表土,恢复植被,但要因地制宜。
[归纳提升]
1.农村综合发展型生态工程
北京郊区某村的农村综合发展型生态工程是以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程:作物秸秆用来生产食用菌和饲料;饲料用于喂养畜禽;人畜粪尿作为原料生产沼气;沼液用于水产养殖业;沼渣可用于为有机农产品——“无公害蔬菜”施肥和喂养畜禽,从而达到了物质利用的良性循环,缓解了农村“三料”(饲料、燃料、肥料)的缺乏问题,提高了土地产出水平;同时畜禽、鱼、螺、谷物、饲料等加工品也可到市场上出售。
农村综合发展型
生态工程示意图
(1)青贮:是指在玉米等作物没有完全成熟时,将果穗和秸秆一起收获切碎,通过厌氧发酵成为牛羊的青饲料。
(2)氨化:是指利用氨水或氮素化肥处理稻麦秸秆,使之软化适口,提高其作为饲料的营养价值。
2.矿区废弃地生态恢复工程中应注意的问题
矿区生态恢复工程流程图
(1)矿区土壤条件恶劣,不适宜农作物的生长,因此应种植适应性强、耐旱的草和树。
(2)矿区土壤水分状况很差,且极其贫瘠,导致植物很难恢复。首先要通过机械方法平整压实土地,人工制造表土,然后植树种草。
(3)依照协调原理,需合理筹划养殖规模,确定合理的载畜量。
[典型例题]
1.下图是我国南方尝试设计的农业生态系统的结构模式图,它利用雏鸭的杂食性,吃掉稻田里的杂草和害虫;利用鸭不间断的活动产生中耕浑水效果,刺激水稻生长;用作物养家畜、养鸭,用稻秆培育蘑菇、生产沼气,禽畜粪、沼渣肥田,生产出无公害的大米。请据图回答下列问题。
(1)从生态学角度分析,人们建立图示的农业生态系统的主要目的是 。该系统合理利用植物秸秆、动物粪便等废弃物,这主要体现了生态工程的 原理。
(2)该系统将多个生产系统通过优化组合,有机整合在一起,提高了系统生产力,这体现了生态工程中的 原理。生产的大米无公害的原因是 。
(3)在发酵装置里的B过程中起重要作用的微生物,其细胞结构与水稻细胞最主要的区别是 。
(4)将蘑菇房与蔬菜大棚相通,可提高蔬菜产量,试分析其增产原因: 。
答案:(1)实现物质的循环再生和能量的多级利用 自生、循环
(2)整体 减少了化肥和农药的使用量,减少了对环境的污染
(3)无核膜包被的细胞核(或无成形的细胞核)
(4)蘑菇呼吸作用产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合作用
解析:(1)由题意可知,题图农业生态系统通过建立沼气池,实现了废弃物资源化和能量的多级利用,其遵循的是自生原理和循环原理。(2)题图中生态农业施用的都是有机肥,减少了化肥和农药的使用量,因此生产的大米无公害。(3)发酵装置中的微生物主要是乳酸菌,为原核生物,无核膜包被的细胞核。(4)蘑菇为分解者,可将有机物分解为二氧化碳等无机物,可供蔬菜进行光合作用。
2.下列关于湿地生态恢复工程的叙述,错误的是( )
A.该工程采用工程和生物措施相结合的方法
B.要建立缓冲带,以尽量减少人类的干扰
C.对湿地的恢复,只需要退耕还湿地或建立自然保护区就可以
D.湿地的恢复除利用生物工程手段外,还要依靠自然演替机制恢复其生态功能
答案:C
解析:湿地生态恢复工程就是采用工程和生物措施相结合的方法,如退耕还湿地等,使受到干扰的湿地得以恢复。在湿地的周围,还应建立缓冲带,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。
3.由于开采露天小铁矿,某山区的自然生态系统被完全破坏,成为一片“不毛之地”。为使该山区尽快恢复到原有自然生态系统状态,应采取的合理措施是( )
A.回填土壤,引进多种外来物种,重建新的生态系统
B.撤出人类全部活动,实行全面封闭,等待自然恢复
C.回填土壤,栽培当地经济农作物,发展农业生产
D.回填土壤,栽种多种当地原有的植物,实行封山育林
答案:D
解析:在原有的气候条件未发生巨大变化之前,可回填土壤后栽种多种当地原有的植物,并实行封山育林,减少人为因素的破坏,这是使已遭到破坏的生态系统恢复到原有自然生态系统状态的最好措施。
【变式训练】
1.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,因此它具有多种多样的功能。下列不属于湿地生态系统的功能的是( )
A.是生产能力最强的生态系统
B.调节区域气候
C.为迁飞的鸟类和多种动植物提供栖息地
D.蓄洪防旱
答案:A
解析:湿地被誉为地球的“肾”,具有蓄洪防旱,调节区域气候,控制土壤侵蚀,自然净化污水,为迁飞的鸟类和其他多种动植物提供栖息地,以及为人们提供休闲娱乐的环境等功能。湿地生态系统的生产能力并不是最强的,生产能力最强的生态系统是森林生态系统。
2.下列措施不适用于矿区生态环境恢复的是( )
A.通过机械法整平压实土地
B.人工制造表土后,植树种草
C.排石整地,改良优化土壤
D.开发农田,广种农作物,增加农民收入
答案:D
解析:废弃矿区的生态环境受到严重破坏,恢复过程中植被恢复是关键环节,因而应选择抗逆性强的苗木,农作物等不适宜在此处种植。
[问题引领]
知识点二
生态工程的发展前景
1.20世纪80年代,科学家耗费巨资建造了规模空前的“生物圈Ⅱ号”。在这个封闭的人工微型世界中,有人工模拟的海洋、平原、沼泽、雨林、沙漠和人类居住区,是个自成体系的小生态系统。科学家原计划在“生物圈Ⅱ号”中生活两年,然而,一年多以后,“生物圈Ⅱ号”的生态状况急转直下,氧气含量从21%迅速下降到14%,二氧化碳和二氧化氮的含量直线上升,海水开始酸化,很多物种消失,而用来吸收二氧化碳的牵牛花却疯长。大部分脊椎动物和所有传粉昆虫死亡,靠花粉传播繁殖的植物也全部死亡。
(1)“生物圈Ⅱ号”失败的原因是什么
提示:主要是温度失调,以及“大气和海洋”比例与地球相差甚远,导致空气中二氧化碳的含量猛增,氧气含量减少,不足以维持人及动物的生存。
(2)“生物圈Ⅱ号”的失败对我们在生态工程建设方面有什么启示
提示:使我们认识到人与自然和谐相处的重要性,认识到在建设生态工程时应尊重自然、顺应自然、保护自然。
2.在我国北方地区,冬天气温很低,会导致农作物、家畜生长缓慢,甚至停止生长,沼气池不能正常产气。农民要解决蔬菜的不间断生产问题,很显然,大量使用造价昂贵、并用燃料加热的玻璃温室是不符合我国国情的。
(1)你能用所学知识设计一种生态工程来较好地解决上述问题吗 请说明你所依据的生态工程原理。
提示:“四位一体”农业生态工程为近年来出现在我国北方农区的一种生态工程类型,它能较好地解决题中所述问题。“四位”指沼气池、畜禽舍、厕所及日光温室四部分,是庭院经济与生态农业相结合的一种生产模式。原理为日光温室的增温效应可使蔬菜等作物在冬天也能正常生长;同时也使畜禽在温度适宜的环境中快速生长;温室内的植物为动物提供氧气,同时吸收二氧化碳;人畜禽的粪尿及蔬菜废弃物和作物秸秆等物质投入沼气池产气,同时温室的高温也提高了沼气在冬天产气的稳定性;沼液和沼渣不仅是蔬菜的良好肥料,还有助于减少蔬菜的病虫害,提高蔬菜的产量和质量。
(2)你所设计的生态工程的意义是什么
提示:“四位一体”充分应用了循环和自生等原理,提高了单位土地面积的产出,同时减少了环境污染,大大提高了农业的综合效益。
[归纳提升]
庭院生态工程
(1)特点:生产者、消费者、分解者齐全,物质循环、能量流动畅通。
(2)图示
[典型例题]
“四位一体”(人居—种植—养殖—沼气)生态农业是我国北方典型的生态农业模式,它以沼气为纽带,将沼气池、畜禽舍、蔬菜栽培与日光温室有机地组合在一起。下图是该系统物质循环的示意图,请分析并回答下列问题。
(1)图中有 条食物链,沼气的产生依赖的该生态系统中的成分是 。
(2)该生态系统中的能量能否循环利用 。
(3)“四位一体”生态工程应用了 等原理,与自然生态系统相比,它的抵抗力稳定性 (填“高”或“低”)。
(4)举例说明“四位一体”农业生态工程有哪些生态效益 (至少答出两点)。
答案:(1)2 分解者
(2)否
(3)自生、循环、协调、整体 低
(4)①使用清洁、高效的沼气,有利于减少对林木的砍伐,有利于植被保护和水土保持;②人畜粪便的无害化处理,有利于改善农村卫生条件;③沼渣、沼液的合理利用,提高了土壤肥力,有利于减少化肥用量;④减少农药用量,有利于环境保护
解析:题图中有2条食物链,分别是蔬菜→人和蔬菜→家畜→人,沼气是由分解者的分解作用产生的。能量在生态系统中不能循环利用。“四位一体”应用了自生、循环、协调、整体、系统学与工程学原理等,由于该系统内生物种类和数目少,因而它的抵抗力稳定性较自然生态系统低。
【变式训练】
农业生态工程能为劳动力创造多种就业机会,增加农民收入,开发清洁资源,减少环境污染。下图是一个庭院生态系统的示意图,分析并回答下列问题。
(1)该生态系统中非生物的物质和能量主要包括 (至少答出两种)。
(2)该生态系统中处于第二营养级的生物有 。
(3)此生态系统中有哪些途径实现了能量的多级利用
答案:(1)阳光、水、空气、无机盐等
(2)人、鸡、牛
(3)①黄瓜、番茄等蔬菜的枝叶可作为饲养动物的饲料;②粪便等废弃物作为沼气发酵的原料,产生供人利用的清洁能源;③沼渣可作为饲料或肥料(答出两点即可)
解析:生态农业是运用生态学原理,在环境与经济协调发展思想的指导下,应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生产体系。在此生态系统中,人、鸡、牛都处于第二营养级。
课堂小结