江苏省南京市高中生物第四章生态工程4.1生态工程及其原理导学案无答案苏教版选修32017072012.doc
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1、第四章 生态工程第一节 生态工程及其原理【课标要求】: 简述生态工程的原理。【学习目标】:1简述生态工程的概念,能说出生态工程与传统工程的差异。2简述生态工程的主要原理,能利用生态工程的原理分析、解释生态环境中相关现象。【教学过程】:【复习回顾】:(1)什么是生态系统?其结构包括哪几个部分?(2)生态系统的功能主要包括哪些方面?各有什么特点?(3)生态系统的稳定性包括哪两个方面?二者通常呈什么关系?试描述生态系统稳定性的相关理论。一、生态工程的概念【阅读思考】:(1)传统工程对自然生态系统有何影响?(2)生态工程主要通过做些什么、旨在达成什么目标?其基本特点是什么?(3)生态工程可实现废物的资
2、源化,这有什么意义?1背景:随人口急剧增长,现代工农业生活迅速发展,原有的自然生态系统几乎 ,全球 不断激化,人们希望通过 建设,寻求解决对策,减缓和防止自然生态系统的退化,修复或重建受损的生态系统。2概念:生态工程是指人类应用 和 等学科的基本原理和方法,通过系统设计、调控和 组装,修复或重建 ,改善 ,并提高生态系统的 ,达到 的工程体系。3特点:与传统工程相比,生态工程具有低 、多 和 的特征。二、生态工程的基本原理【阅读思考】:(1)生态工程所遵循的基本原理有哪些?(2)“农作物秸杆的多级利用”、“人工林是非之争”、“生物氧化塘”、“农林牧副渔一体化”和“稻田养鱼模式”等案例主要涉及的
3、生态工程原理分别是什么?1物质循环再生原理:(1)其核心是 ,即实现了物质的 利用。(2)生态工程采取措施调整 ,使 ,为 提供更多机会。(3)实例解读:“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、最生动的一种模式。土壤肥力是一切农业生产特别是种植业的基础,我们的祖先之所以维持土壤肥力几千年,其中的诀窍就在于实现了物质的循环利用。联系教材P100“积极思维”分析:农作物秸杆的多级利用的特点是 。“桑基鱼塘”:生态系统中物质和能量的流动是相互联系的,能量的流动包含在物质的循环利用过程中,随着食物链的延伸而逐级递减。“桑基鱼塘”能量的多级利用和物质的循环利用:桑叶喂蚕,蚕
4、产蚕丝;桑树的凋落物和蚕粪落到鱼塘中,作为鱼饲料,经过鱼塘内的食物链过程,可促进鱼生长;甘蔗可榨糖,糖渣喂猪,猪的排泄物进入鱼塘;鱼的排泄物及其他未被利用的有机物和底泥经微生物的分解,又可作为桑和甘蔗的有机肥料。桑基鱼塘巧妙地利用了很难利用的大片低湿地,发展了多种经营,为农民创造了多种收入的门路,完全符合“无废弃农业”的要求。【思考讨论】:上述两个案例明显的优点有哪些?它是否提高了能量在系统中的传递效率?2物种多样性原理:(1)其核心是 。生态系统中生物多样性越高,抵抗力稳定性越 ,生态系统就越 。丰富物种多样性,使营养结构更为 ,可提高生态系统的 能力,进而增加生态系统的 。(2)实例解读:
5、“三北防护林”虫害:我国西北一些地区年降雨量小于450mm,是只适宜种植灌木和草的地区,但却被硬性规定种植属于乔木的杨树,以致到处都是“杨家将”。生态的不适应使许多地方的杨树长成半死不活的“小老头”远不如当地树种那样有较高的生态适应性,结果防护林成了残败的“灰色长城”。阅读教材P101“积极思维”材料,分析归纳人工林存在哪些弊端?若有改变这一状况,你有什么建议?珊瑚礁区的生机:珊瑚礁区存在于养分稀少的深海中,但其中的生物种类却非常多,保持着很高的稳定性。3协调与平衡原理:(1)其核心是 。维持生物与环境的协调与平衡,生态系统中的生物数量不能超过 的限度。(2)通过生态系统的 和 ,生物之间以及
6、生物与环境之间的确协调与平衡可以维持 的稳定。(3)实例解读:太湖等水体富营养化,导致水葫芦和藻类疯长现象;西北衰败的杨树和繁茂的当地树种间的大反差。生物氧化塘:阅读教材P102“积极思维”材料,分析在生物氧化塘中生物的分布情况,不同水层的微生物是如何进行污水处理的?4整体性原理:(1)其核心是 。(2)设计并建设生态工程,不但要考虑 的原理,遵循 的规律,还要考虑到 等系统的影响力。只有应用整体性原理,才能统一协调 、 、开发利用与环境保护之间的关系,保障生态系统的平衡与稳定。(3)实例解读在进行林业工程建设时,一方面要号召农民种树,另一方面一定要考虑贫困地区农民的生活问题,如粮食烧柴等以及
7、收入等问题。否则随时会出现“前面造林,后面砍林”的现象。 “农林牧副渔一体化“生态工程。阅读教材P103“积极思维”材料,分析“农林牧副渔一体化”如何体现整体性原理?5系统学和工程学原理:(1)系统学原理的核心是 ;工程学原理的核心是 。(2)实例解读:“稻田养鱼“模式:系统结构决定功能把很多单个生产系统通过优化组合,有机地整合在一起,成为新的高效生态系统,大大提高了系统的生产力。珊瑚礁:系统整体性系统各组分间要有适当的比例关系,以使得能量、物质、信息等的转换和流通顺利完成,并实现总体功能大于各部分之和的效果,即“1+12”。如:珊瑚礁之所以能够保持很高的系统生产力,得益于珊瑚虫和藻类组成的高
8、效的植物-动物营养循环。通常情况下,失去了共生藻类的珊瑚虫会因为死亡而导致珊瑚礁逐渐“白化”,失去其鲜艳的色彩,那里的生物多样性也将锐减,从而造成系统的崩溃。(3)生态工程建设,要遵循自然界 的规律,充分挖掘资源的 ,防止 。在生态效益方面,要 。在经济效益方面,要 。在社会效益方面,要 。【典例解析】【例1】我国建立“三北防护林”虽然取得了巨大的生态和经济效益,但由于没有完全按照自然生态规律办事,也产生了不少问题。如辽宁西部的章古台地区,由于单一种植樟子松树,使松毛虫因为没有天敌而肆虐一时,使很多地方几乎成了不毛之地。这个事实说明了 A樟子松树的抗虫能力很差B松毛虫的危害性很强,并专一性的侵
9、害樟子松树C生物多样性对生态系统的重要性D由于植物种类达单一,导致松毛虫只能侵害樟子松树【例2】1998年长江下游发生特大洪灾,其中原因之一是 ( ) A长江口热带风暴 B长江上游森林植被破坏严重 C水库泻洪过快 D北方风沙使河床变浅【例3】南京古泉生态农场是生态农业的典范。该农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植农作物、养蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程合理地有机结合起来,成为一种高效良性的循环,生态效益达到了良性发展。请就此生态农场的特点,完成下列问题:(1)该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的_、_和_原理。(2)该系统工程的核心之一是沼气池,沼气的制作如图所示:在图中标出箭头
10、,表示生产过程中的物质循环。如果将“无机物农田”这一环节去掉,对生态农业系统有何影响?_。(3)在该生态农场中存在如下图所示的物质循环过程,据图分析不符合生态工程原理的叙述是 ()A物质经过多级利用,实现了良性循环B每一级生产环节都获得产品,提高了生态经济效益C由于食物链延长,能量逐级损耗,系统总能量利用率降低D由于各级产物都可以利用,减少了废物和污染 (4)据生态工程中的物种多样性这一原理,有人认为生态农业建设中,应使食物链和营养级越长越多越好。请你结合所学有关生态工程原理,分析该结论是否正确,为什么?第四章 生态工程 第一节 生态工程及其原理校本作业1下列不属于生态工程的是 ()A沼气工程
11、 B桑基鱼塘C长江两岸加固河堤 D退耕还林还草 2黄河是我国的母亲河,但如今黄河已经成为世界罕见的“悬河”。治理黄河最根本的措施是 A加强黄河两岸堤坝的修筑 B对黄河河床底部的泥沙清淘 C大力培育水生生物 D解决黄土高原的水土流失问题3在进行林业工程建设时,一方面要号召农民种树,另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题,如粮食、烧柴以及收入等问题。以上做法依据的生态工程原理是 ()A系统整体性原理 B整体性原理C系统结构决定功能原理 D以上都不是4下列有关物种多样性的叙述,错误的是 A物种繁多使复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性 B生物多样性程度高,各类生物的生存机会越多 C生物种类越繁多,引发
12、病虫害的几率越大 D生物种类繁多,可以在有限的资源条件下,提高系统的生产力5我国西北土地沙化和盐渍化非常严重,原因有多种,其中一个主要原因是超载放牧导致草地退化。上述事实主要违背生态工程的哪一个原理 A系统整体性原理 B协调与平衡原理 C物种多样性原理 D整体性原理6珊瑚虫与藻类共生,提高了珊瑚礁生态系统的生产力,其原理是 A系统结构决定功能原理 B整体性原理 C系统整体性原理 D协调与平衡原理7某些地区出现“前面造林,后面砍林”的现象,是因为发展中哪一原理失调造成的 A协调与平衡原理 B整体性原理 C系统结构决定功能原理 D系统整体性原理8“1+12”指的是生态工程哪一个基本原理 A物种多样
13、性原理 B整体性原理 C协调与平衡原理 D系统学与工程学原理9下列叙述违背生态工程建设基本原理的是 A. 充分考虑环境因子对生物的影响 B. 尽可能减少种间竞争所产生的耗损 C. 以单一种群获得经济效益的最大化 D. 实现生态系统的良性循环10无废料生产体系是指 A废料一产品 B原料一产品一废料一产品 C原料一产品一原料一产品 D原料一产品一废料11(多选)我们的祖先实施的“无废弃物农业”,使我国的土壤维持了几千年的肥力,其实这种模式就是生态工程最早和最生动的模式,这种模式的诀窍在于 A积极种植能够固氮的豆科植物 B收集一切可能的有机物 C采集某种特殊植物,将其根茎叶加水一起捣碎榨汁,作为肥料
14、 D采用堆肥和沤肥等多种方法,把有机物转变为有机肥料12(多选)生态工程体系的特点是 A少消耗 B多效益 C可持续 D多投资13下图是某农业生态系统的结构模式图,据图回答:(1)食用菌在该生态系统中属于_(成分)。(2)图示的生态系统能充分利用废弃物中的能量,形成“无废弃物农业”,这主要是遵循生态工程的_原理。 (3)在充分利用能量,减少环境污染的同时,通过饲养家禽、家畜,栽培食用菌,提高农民经济收入,使保护环境和发展经济相互协调,体现了生态工程的_原理。第四章 生态工程第一节 生态工程的原理和类型(第2课时)【教学目标】1举例说出生态工程的主要类型。(知识目标)2收集当地或国内生态工程的实例
15、,调查当地某一生态工程的实施情况。(能力目标)3利用生态工程原理,分析、解释生态环境中出现的现象。(能力目标)【重难点】:举例说出生态工程的主要类型。【知识归纳】三、生态工程的类型1生态工程的类型主要根据 和 的不同为进行分类。2主要类型:(1)农业生态工程具有 性质,并以 为目标;(2)林业生态工程以 为目标而建立,包括水土保持生态工程、 生态工程、 生态工程、城市绿化和园林生态工程等;(3)治污生态工程以 为目标,包括 生态工程、 生态工程、湖泊或水源地治理生态工程。3“人工湿地”生态工程: (1)湿地是 与 之间过渡性的生态系统,其重要特点之一是 。湿地生态系统具有较强的 功能,水的流入
16、能给湿地注入 ,水的流出又会从湿地带走 ,被誉为“地球之肾”。 (2)“人工湿地”的组成成分包括 、各类水生植物( )和水等。它的净化作用是通过湿地环境中所发生的 、 和 作用的综合效应实现的,由不同类型的水生植物和微生物的共同作用来完成。(3)水生植物可吸收、转化污水中的 等物质,还能促进 等微生物对污水的处理和净化;对废水净化起主要作用的是微生物的 和 作用,以及相关的理化作用,如 等。4矿山废弃地生态修复工程:1(1)对受到不同程度干扰或破坏的生态系统,需要进行环境与生态 等工作,如我国实施的沙漠治理、 、矿区废弃地改造等。(2)矿山废弃地是指因采矿活动而遭破坏且不经治理便 的土地,它不
17、仅毁坏和污染大片森林、草地和农田,还造成 ,有的甚至成为 。(3)在矿区废弃地的生态修复中,植被要注意选择生长 和抗逆性 的树种,优先选择 树种,尽量选择 的乡土树种和 树种,注意树种的多功能效益。思考:矿渣和尾矿中一般含哪几类成份?分别作怎样的处理?5林业生态工程:(1)它是在维护环境与 的目标下,以优化 为基础,以发挥 为依据,形成各林种、各树种生物群体的多功能和多效益特点,建设功能 、结构 、经济 的生态系统。(2)我国建设的十大林业生态工程,不仅保护了现有森林和 ,而且在建设中采取 等多种方法,营造各种林带。其中,“三北防护林体系建设工程”在改善恶劣的生态面貌的同时,也丰富了 的供给。
18、6模拟自然生态系统,经 与 而建立的生态工程,在高效利用自然资源时应重视 ,把自然生态系统中的 原理等应用到农业生产、环境保护等方面,以促进生态系统内物质的 和能量的 ,保护我们的生存环境。【典例解析】阅读下列资料,回答下列问题: 新闻材料一:“黄龙”再降西安。据新华社讯:3月27日,西安市区黄尘弥漫,这是继3月22日西安一场泥雨后,“黄龙”再次降临西安。(1)从生态因素分析,导致“黄龙”再降西安的主要原因是我国西北地区植被_ ;引起“黄龙”再降的人为因素可以归纳为: 。新闻材料二:专家调查表明:黑土地土壤严重恶化。据华北信息报1月27日报道,黑龙江省一些专家、学者日前根据新近的调查结果发出警
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- 江苏省 南京市 高中生物 第四 生态工程 4.1 及其 原理 导学案无 答案 苏教版 选修 32017072012
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