2019-2020学年人教版生物选修三讲义:专题5 5.1 生态工程的基本原理 Word版含答案.pdf
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1、5.1 生态工程的基本原理 生态工程的基本原理 学习目标:学习目标:1.简述生态工程的概念,关注生态工程的建设。 简述生态工程的概念,关注生态工程的建设。 2.简述生态工程 的原理,举例说出各原理的内容。 简述生态工程 的原理,举例说出各原理的内容。(重点重点) 3.尝试运用生态工程原理,分析生态环 境问题及解决对策。 尝试运用生态工程原理,分析生态环 境问题及解决对策。(难点难点) 一、关注生态工程建设一、关注生态工程建设 1生态工程的含义生态工程的含义 (1)理论基础:生态学和系统学等学科。理论基础:生态学和系统学等学科。 (2)技术手段:系统设计、调控和技术组装。技术手段:系统设计、调控
2、和技术组装。 (3)操作过程: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操作过程: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。坏的传统生产方式进行改善,并提高生态系统的生产力。 (4)最终目的:促进人类社会和自然环境的和谐发展。最终目的:促进人类社会和自然环境的和谐发展。 2进行生态工程建设的目的进行生态工程建设的目的 遵循自然界物质循环的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达遵循自然界物质循环的规律,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。到经济效益和生态效益的同步发展。 3突
3、出特点:少消耗、多效益、可持续。突出特点:少消耗、多效益、可持续。 4生态经济生态经济 (1)原则:循环经济。原则:循环经济。 (2)特点:一个系统产出的污染物,能够成为本系统或者另一个系统的生产原特点:一个系统产出的污染物,能够成为本系统或者另一个系统的生产原 料,从而实现废弃物的资源化。料,从而实现废弃物的资源化。 (3)手段:生态工程。手段: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物质循环再生原理物质循环再生原理 (1)理论基础:物质循环。理论基础:物质循环。 (2)意义:可避免环境污染及其对系统的稳定和发展的影响。意义:可避免环境污染及其对系统的稳定和发
4、展的影响。 (3)实例:无废弃物农业。实例:无废弃物农业。 2物种多样性原理物种多样性原理 (1)理论基础:生态系统的抵抗力稳定性。理论基础:生态系统的抵抗力稳定性。 (2)意义:生物多样性程度高,可提高系统的生产力。意义:生物多样性程度高,可提高系统的生产力。 (3)实例实例 反面:辽宁西部章古台地区的樟子松林,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。 反面:辽宁西部章古台地区的樟子松林,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。 正面:由珊瑚虫和某些藻类共生组成的珊瑚礁区,物种繁多,系统稳定。正面:由珊瑚虫和某些藻类共生组成
5、的珊瑚礁区,物种繁多,系统稳定。 3协调与平衡原理协调与平衡原理 (1)理论基础:生物与环境的协调与平衡。理论基础:生物与环境的协调与平衡。 (2)意义:可避免系统的失衡和破坏。意义:可避免系统的失衡和破坏。 4整体性原理整体性原理 (1)理论基础:社会理论基础:社会经济经济自然复合系统。自然复合系统。 (2)意义:统一协调各种关系,保障生态系统的平衡和稳定。意义:统一协调各种关系,保障生态系统的平衡和稳定。 (3)实例:在进行林业工程建设时,一方面要号召农民种树,另一方面要考虑实例: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、烧柴及收入等问题。
6、贫困地区农民的生活问题,如粮食、烧柴及收入等问题。 5系统学和工程学原理系统学和工程学原理 (1)系统的结构决定功能原理系统的结构决定功能原理 理论基础:分布式优于集中式和环式。理论基础:分布式优于集中式和环式。 意义:改善和优化系统的结构,从而达到功能改善的效果。意义:改善和优化系统的结构,从而达到功能改善的效果。 实例:我国南方水网地区的桑基鱼塘模式。实例:我国南方水网地区的桑基鱼塘模式。 (2)系统整体性原理系统整体性原理 理论基础:总体功能大于各部分之和的效果,即“理论基础:总体功能大于各部分之和的效果,即“112” 。” 。 意义:能够保持很高的系统生产力。意义:能够保持很高的系统生
7、产力。 1判断对错判断对错(正确的打“” ,错误的打“”正确的打“” ,错误的打“”) (1)生态工程是无消耗、多效益、可持续的工程体系。生态工程是无消耗、多效益、可持续的工程体系。( ) (2)在建设高新农业时, 沼气池的建立遵循了物质循环再生原理。在建设高新农业时, 沼气池的建立遵循了物质循环再生原理。( ) (3)无废弃物农业遵循的是物种多样性原理。无废弃物农业遵循的是物种多样性原理。( ) (4)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,体现了遵循物种多样性和协调与平衡原理。 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
8、种植,又对 单位面积内的放牧量做了一定控制,体现了遵循物种多样性和协调与平衡原理。 ( ) (5)整体性原理是考虑自然系统的规律,所有的人类活动必须完全以生态系统 为核心。 整体性原理是考虑自然系统的规律,所有的人类活动必须完全以生态系统 为核心。 ( ) (6)系统整体性原理是指系统各组分之间要有适当的比例关系。系统整体性原理是指系统各组分之间要有适当的比例关系。 ( ) (7)单一人工林比天然混合林稳定性低,容易遭受害虫危害,这体现了生态工 程的物种多样性原理。 单一人工林比天然混合林稳定性低,容易遭受害虫危害,这体现了生态工 程的物种多样性原理。( ) (8)我国南方地区的桑基鱼塘模式体
9、现了系统的结构决定功能的原理。我国南方地区的桑基鱼塘模式体现了系统的结构决定功能的原理。 ( ) 提示:提示:(1) 生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。 生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。 (2) (3) “无废弃物农业”遵循的主要是物质循环再生原理。 “无废弃物农业”遵循的主要是物质循环再生原理。 (4) (5) 整体性原理是指在进行生态工程建设时,不但要考虑到自然生态系统 的规律,更重要的是,还要考虑到经济和社会等系统的影响力。 整体性原理是指在进行生态工程建设时,不但要考虑到自然生态系统 的规律,更重要的是,还要考虑到经济和社会等系统的影响力。 (6) (7)
10、 (8) 2我国南方桑基鱼塘是低洼稻田挖深做塘,塘内养鱼,塘基上种桑,用桑养 蚕,蚕粪养鱼,鱼粪肥塘,塘泥肥田、肥桑,从而获得稻、鱼、蚕三丰收,大大 提高了系统生产力,这种模式主要应用的生态工程遵循的原理是 我国南方桑基鱼塘是低洼稻田挖深做塘,塘内养鱼,塘基上种桑,用桑养 蚕,蚕粪养鱼,鱼粪肥塘,塘泥肥田、肥桑,从而获得稻、鱼、蚕三丰收,大大 提高了系统生产力,这种模式主要应用的生态工程遵循的原理是( ) A系统学和工程学原理系统学和工程学原理B整体性原理整体性原理 C物种多样性原理物种多样性原理 D物质循环再生原理物质循环再生原理 A 桑基鱼塘模式,就是把很多单个生产系统通过优化组合,有机地
11、整合在 一起,成为一个高效生态系统,大大提高了系统的生产力,该模式的建立主要遵 循了系统学和工程学原理。 桑基鱼塘模式,就是把很多单个生产系统通过优化组合,有机地整合在 一起,成为一个高效生态系统,大大提高了系统的生产力,该模式的建立主要遵 循了系统学和工程学原理。 关注生态工程建设关注生态工程建设 背景材料 背景材料 资料资料 1:1998 年夏季,长江洪水泛滥,根本原因是长江上游乱砍滥伐森林, 水源涵养和水土保持功能急剧降低,造成大量泥沙淤积河道;中游围湖造田、乱 占河道,造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减小。 年夏季,长江洪水泛滥,根本原因是长江上游乱砍滥伐森林, 水源涵养和水土保持功能急
12、剧降低,造成大量泥沙淤积河道;中游围湖造田、乱 占河道,造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减小。 资料资料 2: 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。 : 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。 思考交流思考交流 1阅读教材资料,回答相关问题。阅读教材资料,回答相关问题。 (1)导致导致 1998 年长江洪水泛滥的根本原因是什么?年长江洪水泛滥的根本原因是什么? (2)洪灾的发生反映出传统经济发展模式存在什么问题?洪灾的发生反映出传统经济发展模式存在什么问题? (3)怎样解
13、决长江洪水泛滥问题?怎样解决长江洪水泛滥问题? (4)什么是“石油农业”?什么是“石油农业”? (5)你对“石油农业”怎样理解?你对“石油农业”怎样理解? (6)如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话?如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话? (7)“石油农业”的生产模式应当怎样改进?“石油农业”的生产模式应当怎样改进? 提示:提示:(1)长江洪水泛滥的根本原因是长江上游乱砍滥伐森林,水源涵养和水 土保持功能急剧降低,造成大量泥沙淤积河道;中游围湖造田、乱占河道,造成 具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减小。 长江洪水泛滥的根本原因是长江上游乱砍滥伐森林,水源涵养和水 土保持功能急剧降低,造成大量
14、泥沙淤积河道;中游围湖造田、乱占河道,造成 具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减小。 (2)传统的经济发展模式不注重生态环境的保护,没有考虑生态成本,经济的 发展以巨大的生态环境破坏为代价。 传统的经济发展模式不注重生态环境的保护,没有考虑生态成本,经济的 发展以巨大的生态环境破坏为代价。 (3)积极营造长江中上游水源涵养林和水土保持林,提高森林覆盖率;“退耕 还湖”和改革不合理耕作方式等。 积极营造长江中上游水源涵养林和水土保持林,提高森林覆盖率;“退耕 还湖”和改革不合理耕作方式等。 (4)“石油农业”是指大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式,因对石油、 煤、天然气等能源有高度的依赖性而得名。
15、“石油农业”是指大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式,因对石油、 煤、天然气等能源有高度的依赖性而得名。 (5)它把农业生产这一复杂的生物过程,变成了简单的机械过程和化学过程。 由于其投入高,产出也高,对粮食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作 用,但同时它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,并造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题。 它把农业生产这一复杂的生物过程,变成了简单的机械过程和化学过程。 由于其投入高,产出也高,对粮食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作 用,但同时它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
16、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。 (6)对环境造成危害的污染物,采用一定的措施和技术,就能够进行回收和循 环利用,这样不但能够减少环境污染,而且提高了资源的利用率,减少了资源的 浪费。例如,对污水中的重金属或氮、磷等养分就可以进行回收再利用。因此说 污染物是放错了地方没有被利用的资源。 对环境造成危害的污染物,采用一定的措施和技术,就能够进行回收和循 环利用,这样不但能够减少环境污染,而且提高了资源的利用率,减少了资源的 浪费。例如,对污水中的重金属或氮、磷等养分就可以进行回收再利用。因此说 污染物是放错了地方没有被利用的资源。 (7)在不同的国家有
17、不同的改进措施。例如,在我国人多地少,应该大力发展 生态农业。实施的具体措施包括:可以根据田间作物的需要适量施用高效、低毒、 低残留的农药,多施有机肥,提高作物对水、肥等资源的利用效率,对作物秸秆 和畜、禽粪便进行再利用,实现物质的多级利用,等等。一方面要不断提高土地 的产出水平;另一方面要减少农业生产活动对环境的污染,促进社会的可持续发 展。 在不同的国家有不同的改进措施。例如,在我国人多地少,应该大力发展 生态农业。实施的具体措施包括:可以根据田间作物的需要适量施用高效、低毒、 低残留的农药,多施有机肥,提高作物对水、肥等资源的利用效率,对作物秸秆 和畜、禽粪便进行再利用,实现物质的多级利
18、用,等等。一方面要不断提高土地 的产出水平;另一方面要减少农业生产活动对环境的污染,促进社会的可持续发 展。 2传统经济与生态经济的区别是什么?传统经济与生态经济的区别是什么? 提示:提示:(1)传统经济是大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式,不注重生 态环境的保护,经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。 传统经济是大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式,不注重生 态环境的保护,经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。 (2)生态经济实现了原料生态经济实现了原料产品产品原料原料产品的生产体系,实现了废弃物资源 化的循环经济。具有少消耗、多效益、可持续的特点。 产品的生产体系,实现了废弃物资源
19、化的循环经济。具有少消耗、多效益、可持续的特点。 归纳总结归纳总结 1生态工程建设的原因分析生态工程建设的原因分析 (1)传统农业的生产模式传统农业的生产模式石油农业石油农业 模式内容:大量使用化肥、农药、机械的农业生产模式。模式内容:大量使用化肥、农药、机械的农业生产模式。 弊端:不注重生态环境的保护,没有考虑成本,经济的发展以巨大的生态 环境破坏为代价。 弊端:不注重生态环境的保护,没有考虑成本,经济的发展以巨大的生态 环境破坏为代价。 (2)建立生态经济建立生态经济循环经济循环经济 模式:实现原料产品的生产体系,实现废弃物的资源化。模式:实现原料产品的生产体系,实现废弃物的资源化。 (3
20、)生态工程与传统农业的比较生态工程与传统农业的比较 比较项目比较项目生态工程生态工程传统农业传统农业 基本原理基本原理生态学、工程学生态学、工程学工程学工程学 调节机制调节机制人为辅助下的自我调节人为辅助下的自我调节人为调控人为调控 与环境的关系与环境的关系协调协调破坏环境破坏环境 主要能源主要能源太阳能太阳能化学能化学能 生物多样性生物多样性得到保护得到保护减少减少 2.生态工程概念的理解生态工程概念的理解 (1)生态经济的实质:能够满足我们的需求而又不会危及子孙后代满足其需要 的经济,实现“循环经济”最重要的手段之一就是生态工程。 生态经济的实质:能够满足我们的需求而又不会危及子孙后代满足
21、其需要 的经济,实现“循环经济”最重要的手段之一就是生态工程。 (2)对生态工程概念的理解,应注意以下几点:对生态工程概念的理解,应注意以下几点: 涉及的学科知识有生态学、系统学、工程学、经济学等。涉及的学科知识有生态学、系统学、工程学、经济学等。 运用到的技术手段有系统设计、调控和技术组装等。运用到的技术手段有系统设计、调控和技术组装等。 面临的任务是对已破坏的生态环境进行修复、重建,对造成环境污染和破 坏的传统的生产方式进行改善,并提高生态系统的生产力。 面临的任务是对已破坏的生态环境进行修复、重建,对造成环境污染和破 坏的传统的生产方式进行改善,并提高生态系统的生产力。 最终目的是促进人
22、类社会和自然环境的和谐发展。最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。 生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续。生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续。 3生态农业常见类型生态农业常见类型 (1)桑基鱼塘模式。桑基鱼塘模式。 人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕粪养鱼,鱼粪肥塘,塘泥肥田、 肥桑,从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收,如下图所示: 人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕粪养鱼,鱼粪肥塘,塘泥肥田、 肥桑,从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收,如下图所示: (2)沼气农田立体养殖模式。沼气农田立体养殖模式。 该生态系统利用农作物发展养殖业,利用废弃物实现物质的循环,保证能量 的多级利用,如下
23、图所示: 该生态系统利用农作物发展养殖业,利用废弃物实现物质的循环,保证能量 的多级利用,如下图所示: 特别提醒:特别提醒: 1“无废弃物农业”不同于“石油农业” ;“无废弃物农业”的优 点是追求物质循环利用, 没有废弃物, 很少对环境和资源造成破坏, 但生产效率低 ; “石油农业”是指大量使用化肥、农药和机械的农业生产方式。虽然生产效率得 “无废弃物农业”不同于“石油农业” ;“无废弃物农业”的优 点是追求物质循环利用, 没有废弃物, 很少对环境和资源造成破坏, 但生产效率低 ; “石油农业”是指大量使用化肥、农药和机械的农业生产方式。虽然生产效率得 到提高,但是对环境资源造成了破坏。到提高
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