1、第4講生態(tài)工程,-2-,1.簡述生態(tài)工程的原理()。2.生態(tài)工程的實例()。,-3-,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結(jié),生態(tài)工程的原理 1.生態(tài)工程 (1)概念:生態(tài)工程是指人類應(yīng)用生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科的基本原理和方法,通過系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)控和技術(shù)組裝,對已被破壞的生態(tài)環(huán)境進行修復(fù)、重建,對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進行改善并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力,從而促進人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展。 (2)生態(tài)工程建設(shè)的目的:遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律,充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力,防止環(huán)境污染,達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。 (3)特點:與傳統(tǒng)的工程相比,生態(tài)工程是一類少消耗、多效益、可持續(xù)的工程體系

2、。,-4-,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結(jié),2.生態(tài)工程所遵循的基本原理,-5-,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結(jié),-6-,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結(jié),(1)“無廢棄物農(nóng)業(yè)”遵循的是物種多樣性原理。( ) (2)在建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)時,沼氣池的建立遵循的是物質(zhì)循環(huán)再生原理。( ) (3)根據(jù)協(xié)調(diào)與平衡原理,一個生態(tài)系統(tǒng)中種群的數(shù)量不應(yīng)超過環(huán)境容納量。( ) (4)“總體功能大于各部分之和的效果”利用的是系統(tǒng)整體性原理。( ) (5)在建設(shè)生態(tài)工程時,既要考慮自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律,還要考慮到經(jīng)濟和社會等系統(tǒng)的影響力。( ),-7-,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結(jié),1.以

3、下幾種做法分別能體現(xiàn)哪種生態(tài)工程原理? 單一人工林比天然混合林穩(wěn)定性低,易爆發(fā)蟲害。 草原確定合理載畜量,不能過度放牧;引種考慮適應(yīng)環(huán)境。 林業(yè)生態(tài)工程建設(shè),既考慮種樹又考慮生活問題。 提示:物種多樣性原理;協(xié)調(diào)與平衡原理;整體性原理。,-8-,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結(jié),2.下圖為生態(tài)工程的相關(guān)原理示意圖。請據(jù)圖思考回答下列問題。,甲 乙 以上兩圖所體現(xiàn)的生態(tài)工程的原理分別是什么? 提示:圖甲體現(xiàn)的是物質(zhì)循環(huán)再生原理,圖乙體現(xiàn)的是整體性原理。,-9-,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結(jié),考向 生態(tài)工程及其原理 南京古泉生態(tài)農(nóng)場是生態(tài)農(nóng)業(yè)的典范。該農(nóng)場將養(yǎng)豬、養(yǎng)魚、沼氣工程、養(yǎng)

4、鴨、種植農(nóng)作物、養(yǎng)蘑菇、種桑養(yǎng)蠶、種植果樹等多個生產(chǎn)過程有機地結(jié)合起來,形成一種高效良性的循環(huán),取得了良好的生態(tài)效益。請根據(jù)此生態(tài)農(nóng)場的特點,完成下列問題。 (1)該生態(tài)農(nóng)場充分體現(xiàn)了生態(tài)工程基本原理中的 、和。,-10-,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結(jié),(2)該系統(tǒng)工程的核心之一是沼氣池,如右圖所示。 在圖中用箭頭標出生產(chǎn)過程中物質(zhì)循環(huán)的方向。 如果將“無機物農(nóng)田”這一環(huán)節(jié)去掉,對生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)有何影響? 。 (3)根據(jù)生態(tài)工程的物種多樣性原理,有人認為生態(tài) 農(nóng)業(yè)建設(shè)中使食物鏈越長、營養(yǎng)級越多越好。請你結(jié)合所學(xué)知識,分析該結(jié)論是否正確?為什么?。,-11-,核心梳理,提能探究,考向感悟

5、,歸納總結(jié),答案:(1)物質(zhì)循環(huán)再生原理物種多樣性原理整體性原理 (2)如下圖所示: 土壤中的無機物得不到補充,物質(zhì)循環(huán)受到破壞,土壤肥力下降 (3)不正確。因為食物鏈越長,食物鏈中的各種生物的數(shù)量越難以達到一定規(guī)模,影響經(jīng)濟效益;營養(yǎng)級越多,較高營養(yǎng)級生物獲得的能量越少,該營養(yǎng)級生物數(shù)量也越少,-12-,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結(jié),解析:(1)生態(tài)工程中的生態(tài)農(nóng)業(yè)是建立在物質(zhì)循環(huán)再生原理、物種多樣性原理和整體性原理等基礎(chǔ)上的,該農(nóng)場在實現(xiàn)經(jīng)濟效益的同時,也取得了良好的生態(tài)效益和社會效益。 (2)物質(zhì)循環(huán)的特點是循環(huán)往復(fù)、分層分級利用,從而達到取之不盡、用之不竭的效果。如果把“無機

6、物農(nóng)田”這一環(huán)節(jié)去掉,物質(zhì)循環(huán)會受到破壞,土壤中無機物得不到及時補充,土壤肥力會下降。 (3)從能量流動逐級遞減的特點分析,食物鏈不能無限延長,一般不超過45個營養(yǎng)級。,-13-,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結(jié),生態(tài)工程的幾個需要注意的問題 (1)對生態(tài)工程的理解:涉及的學(xué)科知識包括生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué);運用到的技術(shù)手段或方法有系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)控和技術(shù)組裝;最終目的是促進人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展。 (2)生態(tài)工程的主要任務(wù)是對已被破壞的生態(tài)環(huán)境(或受損的生態(tài)系統(tǒng))進行修復(fù),對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進行改善,并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。,-14-,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結(jié),

7、(3)生態(tài)工程在農(nóng)業(yè)中的主要技術(shù)應(yīng)用 物質(zhì)的良性循環(huán)技術(shù),實現(xiàn)了物質(zhì)的良性循環(huán)和多途徑利用,使能量更多地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠帧?潔凈可再生新能源的開發(fā)技術(shù),廢物資源化,以便提高能量轉(zhuǎn)化效率,減少環(huán)境污染。 種植業(yè)和畜牧業(yè)合理優(yōu)化技術(shù),可調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),以求得最大化的經(jīng)濟效益和生態(tài)效應(yīng)。,-15-,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結(jié),生態(tài)工程的實例 1.生態(tài)工程的實例(連線),-16-,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結(jié),2.生態(tài)工程的類型與設(shè)計原則 (1)生態(tài)工程的類型 根據(jù)性質(zhì)和設(shè)計目標的不同,生態(tài)工程可以分為以下類型。 具有農(nóng)業(yè)生態(tài)保護性質(zhì)并以農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)為目標的農(nóng)業(yè)生態(tài)工程。 以環(huán)境

8、保護為目標的林業(yè)生態(tài)工程,包括水土保持生態(tài)工程、防風(fēng)固沙生態(tài)工程、水源涵養(yǎng)生態(tài)工程、城市綠化和園林生態(tài)工程等。 以治理環(huán)境污染為目標的治污生態(tài)工程,包括污水治理生態(tài)工程、城市垃圾處理生態(tài)工程、湖泊和水源地治理生態(tài)工程等。,-17-,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結(jié),(2)設(shè)計實施生態(tài)工程堅持的原則 首先肯定生態(tài)工程的作用,特別是對恢復(fù)和重建受損生態(tài)環(huán)境的重要作用。 不忘大自然固有的強大的生態(tài)恢復(fù)力量,不能誤認為只要有了生態(tài)工程,就可以走發(fā)達國家“先污染、破壞,后治理”的老路。 3.生態(tài)工程的發(fā)展前景 (1)“生物圈2號”生態(tài)工程的實驗及啟示。 (2)我國生態(tài)工程建設(shè)的主要特點:在進行生態(tài)

9、工程建設(shè)時,不但要重視對生態(tài)環(huán)境的保護,更要注重與經(jīng)濟、社會效益的結(jié)合。,-18-,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結(jié),(1)設(shè)計良性循環(huán)的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)時,應(yīng)遵循的基本原則是追求經(jīng)濟效益的最大化。( ) (2)礦區(qū)廢棄地生態(tài)修復(fù)工程的關(guān)鍵是優(yōu)先選擇農(nóng)作物以提高經(jīng)濟效益。( ) (3)我國在西部地區(qū)實行退耕還林還草工程,這一工程屬于大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程。( ) (4)依據(jù)協(xié)調(diào)與平衡原理,進行引種工程時,應(yīng)考慮被引物種與環(huán)境的關(guān)系。( ) (5)在應(yīng)用植物修復(fù)技術(shù)治理重金屬污染的土壤時,需選擇符合要求的植物,這遵循了生態(tài)工程的系統(tǒng)整體性原理。( ) (6)濕地的恢復(fù)除利用生物工程外,還要依靠

10、自然演替機制恢復(fù)其生態(tài)功能。( ),-19-,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結(jié),(7)建立不同的生態(tài)工程要依據(jù)不同的原理,因地制宜,不能生搬硬套。( ) (8)在進行生態(tài)工程建設(shè)時,應(yīng)積極利用自然生態(tài)系統(tǒng)的強大自我恢復(fù)力,節(jié)省投資。( ),-20-,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結(jié),1.“三北”防護林工程建設(shè)中應(yīng)考慮哪些問題? 提示:考慮樹種生態(tài)適應(yīng)性問題,種植適宜品種;考慮樹種多樣性,保證防護林體系的穩(wěn)定性;不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)當?shù)厍闆r采取不同策略。 2.下圖是某生態(tài)工程示意圖。請據(jù)圖思考下列問題。 (1)從生態(tài)學(xué)角度分析,人們建立圖示的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的主要目的是什么?圖中的廢棄物合理利

11、用能體現(xiàn)生態(tài)工程的什么原理? 提示:目的是實現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)再生和能量的多級利用;廢棄物的合理利用能體現(xiàn)生態(tài)工程的物質(zhì)循環(huán)再生原理。,-21-,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結(jié),(2)從環(huán)境保護的角度分析,該生態(tài)工程能生產(chǎn)出無公害大米的原因是什么? 提示:減少了化肥和農(nóng)藥的使用量,減少了環(huán)境污染。 (3)將蘑菇房與蔬菜大棚相通可提高蔬菜產(chǎn)量,請從細胞代謝的角度分析,其原因是什么? 提示:蘑菇呼吸產(chǎn)生的CO2可以供蔬菜進行光合作用,使其光合作用增強。,-22-,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結(jié),考向 生態(tài)工程的實例 (2018安徽合肥六校聯(lián)考)下圖是我國常見的一種生態(tài)農(nóng)業(yè)示意圖,請據(jù)圖回

12、答下列問題。,-23-,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結(jié),(1)生態(tài)工程所遵循的基本原理有整體性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、 原理、原理、 原理。農(nóng)作物、蠅蛆分別屬于該生態(tài)系統(tǒng)成分中的、,沼氣池中微生物的異化作用類型主要是。 (2)該生態(tài)系統(tǒng)建立的意義在于人為調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)的能量流動關(guān)系,使能量,其最大生態(tài)效益是通過多層次分級利用有機廢棄物中的物質(zhì),既充分利用了有機物中的,又。 (3)一般來說,生態(tài)工程的主要任務(wù)是對進行修復(fù),對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進行改善,并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。,-24-,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結(jié),答案:(1)物質(zhì)循環(huán)再生物種多樣性系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)生產(chǎn)

13、者 分解者異養(yǎng)厭氧型 (2)盡可能流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帜芰繙p少了環(huán)境污染 (3)已被破壞的生態(tài)環(huán)境,-25-,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結(jié),解析:(1)生態(tài)農(nóng)業(yè)所遵循的基本原理有物質(zhì)循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理。由圖示可知,蠅蛆和蚯蚓以秸稈為食物來源,屬于分解者,農(nóng)作物為生產(chǎn)者,沼氣池中的微生物是該生態(tài)系統(tǒng)的分解者。正常情況下,沼氣池應(yīng)處于密封狀態(tài),且池內(nèi)的微生物利用現(xiàn)成的有機物,所以沼氣池內(nèi)的微生物主要的代謝類型為異養(yǎng)厭氧型。 (2)人為調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)的能量流動關(guān)系,實現(xiàn)了能量的多級利用。該生態(tài)系統(tǒng)最大的生態(tài)效益是通過多層次分級利用有

14、機廢棄物中的物質(zhì),既充分利用了有機物中的能量,又減少了環(huán)境污染。 (3)生態(tài)工程的主要任務(wù)是對已被破壞的生態(tài)環(huán)境進行修復(fù),對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進行改善,并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。,-26-,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結(jié),生態(tài)工程的實例分析,-27-,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結(jié),-28-,核心梳理,提能探究,考向感悟,歸納總結(jié),-29-,通關(guān)記,通關(guān)辨,通關(guān)練,1.生態(tài)工程建設(shè)的目的是遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律,充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力,防止環(huán)境污染,達到經(jīng)濟效益與生態(tài)效益的同步發(fā)展。 2.物質(zhì)循環(huán)再生原理的基礎(chǔ)是物質(zhì)循環(huán);物種多樣性原理的基礎(chǔ)是生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性;協(xié)

15、調(diào)與平衡原理的基礎(chǔ)是生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡;整體性原理的基礎(chǔ)是社會、經(jīng)濟和自然構(gòu)成復(fù)合系統(tǒng);系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理的基礎(chǔ)是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能。 3.農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程的主要原理是物質(zhì)循環(huán)再生原理、整體性原理和物種多樣性原理;小流域綜合治理生態(tài)工程的主要原理是整體性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理和工程學(xué)原理;大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程和城市環(huán)境生態(tài)工程的主要原理都是協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理。,-30-,通關(guān)記,通關(guān)辨,通關(guān)練,1.生態(tài)工程 (1)為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,應(yīng)發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟,即實現(xiàn)廢棄物的資源化利用。實現(xiàn)生態(tài)經(jīng)濟最重要的手段之一就是生態(tài)工程。 (2)建立不同的生態(tài)工程要依據(jù)不同的原理,因地制宜,不能生

16、搬硬套。 2.辨析傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中的間種和套種 間種和套種最大的區(qū)別在于是否同時播種,如果同時播種,間行種植,則是間種;如果不同時播種,而且也不同時收獲,則為套種。,-31-,通關(guān)記,通關(guān)辨,通關(guān)練,1.為治理某廢棄采石場的生態(tài)環(huán)境,對其進行了公園化建設(shè)。 (1)對其進行整理和覆土,并選擇適生植物進行人工造林,不同恢復(fù)時期的植物物種數(shù)如左下圖所示。t0t1,植物殘體及凋落物中的有機物被生態(tài)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)化為無機物,使土壤條件得到改善;同時由于人工林土壤中存在,群落中植物物種數(shù)增加;t1t3,人工林抵抗力穩(wěn)定性的變化是;群落中植物物種數(shù)逐漸增加,物種之間加劇。 (2)通過人工林建設(shè)和園林景觀構(gòu)建,既改善了

17、生態(tài)環(huán)境,又可提高社會和經(jīng)濟效益,這主要體現(xiàn)了生態(tài)工程的原理。,-32-,通關(guān)記,通關(guān)辨,通關(guān)練,答案:(1)分解者種子或繁殖體增強競爭 (2)整體性 解析:(1)將植物殘體等有機物分解為無機物的是分解者;人工林在改造之前,土壤中存在植物的種子或繁殖體,群落中的物種數(shù)很快增加;隨著物種數(shù)增加,營養(yǎng)結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜,人工林的抵抗力穩(wěn)定性增強,而物種之間對陽光、水、無機鹽等資源的競爭也越來越激烈。(2)進行生態(tài)系統(tǒng)工程建設(shè)時,不但要考慮到自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律,還要考慮到經(jīng)濟和社會等系統(tǒng)的影響力,這體現(xiàn)的是生態(tài)工程的整體性原理。,-33-,通關(guān)記,通關(guān)辨,通關(guān)練,2.污水處理廠的污泥富含有機質(zhì)和無機成

18、分,可用作肥料,但其多環(huán)芳烴(PAHs)等有機污染物含量通常較高,施入土壤會帶來二次污染。生物質(zhì)炭是由作物廢棄秸稈等炭化而成。將污泥、含7%生物質(zhì)炭的污泥均堆放一段時間后用于盆栽實驗,研究它們對黑麥草生長及PAHs遷移的影響,結(jié)果見下表。,-34-,通關(guān)記,通關(guān)辨,通關(guān)練,(1)生物質(zhì)炭孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達,能改善土壤的通氣狀況,使根系細胞加強,合成增加,從而促進根系對土壤養(yǎng)分的吸收。 (2)由表可知,施用含生物質(zhì)炭的污泥,從而促進黑麥草生長;污泥的施用使土壤和黑麥草的PAHs含量,但生物質(zhì)炭的輸入,從而降低PAHs污染的風(fēng)險。由此可見,生物質(zhì)炭有望用作污泥改良劑,促進污泥的推廣應(yīng)用。污泥的應(yīng)用符合生態(tài)工程的原理。,答案:(1)有氧呼吸ATP (2)使黑麥草葉綠素含量提高,促進光合作用的進行,有利于有機物的積累增加降低了土壤PA