1、高考總復習生物,考點5 生態(tài)工程,高考總復習生物,高考總復習生物,考綱解讀,1.生態(tài)工程的實例，這些實例所運用的主要生 態(tài)工程原理 2.生態(tài)工程發(fā)展前景，說出生態(tài)工程的局限性 3.說出我國生態(tài)工程的特點 4.運用生態(tài)工程原理嘗試設計簡單的生態(tài)工程,考向指南,不斷惡化的生態(tài)環(huán)境，正在對人類的生存和發(fā)展構成嚴重的威脅，需要運用生態(tài)工程對遭到破壞的生態(tài)環(huán)境進行修復和重建，生態(tài)工程越來越受到重視。因此在近幾年的高考中受到關注。2008年全國高考江蘇卷和北京卷中就有考題出現(xiàn)。主要是從與生物的新陳代謝類型、生態(tài)系統(tǒng)的成分和細胞的結構與功能方面入手加以考查。,高考總復習生物,高考總復習生物,生態(tài)工程的概念,

2、人類應用生態(tài)學和系統(tǒng)學等學科的基本原理和方法，通過系統(tǒng)設計、調控和技術組裝，對已破壞的生態(tài)環(huán)境進行修復、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)境和諧發(fā)展。,注意：,1.學科知識： 2.技術手段： 3.最終目的：,生態(tài)學和系統(tǒng)學,系統(tǒng)設計、調控和技術組裝,促進人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展,高考總復習生物,一、討論：閱讀課本內容，在必修本生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性的學習后，你對生態(tài)工程的應用前景肯定嗎？ 二、閱讀課本后，完成優(yōu)化自學導引。 三、自學探究 1.關鍵概念：生態(tài)工程、生態(tài)經(jīng)濟、石油農業(yè)、生物質、生物質能 2.關鍵原理：物質循環(huán)再生、物種

3、多樣性、協(xié)調與平衡、整體性、生物工程系統(tǒng)學和工程學,生態(tài)工程的基本原理,高考總復習生物,四、討論：,1.生態(tài)工程建設的目的是什么？ 2.解決經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境問題的根本原則是什么？ 3.生態(tài)工程是一門 、 、 和 等學科交叉而產(chǎn)生的新興學科。 4.生態(tài)工程遵循的基本原理是什么？,生態(tài)學,工程學,系統(tǒng)學,經(jīng)濟學,高考總復習生物,五、物質循環(huán)再生原理：,1.基本內容： 2.類型：水循環(huán)、氣體型循環(huán)、沉積型循環(huán) 1）水循環(huán)線路：,地球表面,蒸發(fā),大氣圈,降水,地球表面,2）氣體型循環(huán)包括氮、碳、氧等元素的循環(huán)。物質的主要儲存庫是大氣和海洋，具有明顯的全球性，循環(huán)性能最為完善。,3）沉積型循環(huán)包括P、S、

4、K、Na、Mg、Fe、I2、Cu等物質的循環(huán)，其儲存庫主要是巖石、沉積物、土壤等，主要通過巖石的風化和沉積物的分解，轉變?yōu)榭梢员簧锢玫臓I養(yǎng)物質，轉化速率緩慢。,高考總復習生物,六、物種多樣性原理：,1.基本內容： 2.生物多樣性包括地球上所有植物、動物、微生物和它們所擁有的基因以及由這些生物和環(huán)境構成的生態(tài)系統(tǒng)。 3.保護生物多樣性就是在生態(tài)系統(tǒng)、物種和基因三個水平上采取保護戰(zhàn)略和保護措施。,高考總復習生物,20世紀70年代以來,我國生態(tài)工程的理論和實踐都取得長足進展。在某些研究領域已處于國際領先地位,在實踐上已應用于農業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護、城鎮(zhèn)建設等許多方面,取得了舉世矚目的成就。,生態(tài)工程

5、的實例和發(fā)展前景,高考總復習生物,一、生態(tài)工程的實例,1、農村綜合發(fā)展型生態(tài)工程 你認為農村在發(fā)展上存在哪些問題? 污染、衛(wèi)生、經(jīng)濟、社會等問題。,高考總復習生物,問題:農村中物質、能量的多級利用問題。,對策:進行綜合發(fā)展型生態(tài)工程。,案例:北京竇店村以沼氣為中心的生態(tài)工程。,思考與討論,1.在這一案例中，主要運用了哪些生態(tài)工程的基本原理？ 物質循環(huán)再生原理、整體性原理、物種多樣性原理等。,高考總復習生物,2.這一生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能有哪些特點？有哪些值得借鑒的做法？ 這個案例以沼氣工程為核心，農林牧副漁各業(yè)全面發(fā)展，增加了勞動力就業(yè)機會，促進了經(jīng)濟發(fā)展；同時又降低了環(huán)境污染，促進了農村的可持

6、續(xù)發(fā)展。,2、小流域綜合治理生態(tài)工程 閱讀課本相關內容，思考以下問題： （1）什么是小流域？ （2）小流域存在什么問題？ （3）怎么解決？,高考總復習生物,問題:小流域水土流失問題。,對策:進行綜合治理。,案例:甘肅隴南縣“九子登科”模式。,山頂戴帽子： 山頭實行封禁管理、營造水土保持林，保護和恢復植被； 山腰系帶子： 半山陡坡退耕還林還草，發(fā)揮林草攔蓄作用，減少徑流； 坡地修臺子： 坡耕地以坡改梯田為突破口，建設基本農田，為調整農業(yè)產(chǎn)業(yè)結構提供條件；,高考總復習生物,“九子登科”模式,地埂鎖邊子： 充分利用地埂種植經(jīng)濟作物，既獲得經(jīng)濟效益，又保護地埂； 荒地荒溝栽苗子： 在荒山、荒溝、荒坡地

7、建設薪炭林； 山腳種果子： 山腳發(fā)展經(jīng)濟林果園，促進商品經(jīng)濟發(fā)展；,高考總復習生物,溝底穿靴子： 在干、支、毛溝溝底修建谷坊、攔擋壩，建設溝壩地，攔蓄泥沙，防止溝壑被水沖蝕而導致其不斷擴張； 見縫插針釘扣子： 利用田間地頭、房前屋后栽植林果，發(fā)揮零星作用，提高治理程度； 秋田蓋罩子： 在緩坡耕地改順坡種植為橫坡等高種植、實行地膜覆蓋等保土耕作措施。,高考總復習生物,思考與討論,1.小流域的綜合治理，“綜合”表現(xiàn)在哪些方面？ “綜合”表現(xiàn)在它一改以前的單純造林和蓄水、減沙等工程模式，同時考慮到了生態(tài)效益和經(jīng)濟效益：不但注重通過還林、還草、筑壩等措施達到蓄水、降低土壤侵蝕的生態(tài)效果；還考慮如何提高

8、人們的生活水平。例如，不但種植農作物，還同時種植經(jīng)濟作物來提高人們的收入；考慮到了種植薪柴林解決人們的燃料來源問題。各種措施的結果是建立一個穩(wěn)定、持久、高效的生態(tài)系統(tǒng)。,高考總復習生物,2.為什么要針對不同的地形采取不同的措施？這體現(xiàn)了生態(tài)工程的什么原理？ 山頂土壤條件、氣候條件惡劣，不宜蓄水，交通不便，改造成本高，適宜封山，依靠自然恢復力來恢復植被；山腰、荒地等土壤，雖然水分條件較好，但是仍不適宜種植農作物，對于這樣的地方可以自然恢復，也可以人為種植適宜的林木、草或果樹等，加快植被恢復速度，這樣既能降低土壤侵蝕，又能創(chuàng)造一定的經(jīng)濟效益；對溝底而言，應建設堤壩系統(tǒng)，它可以蓄水和淤積土地，還能夠

9、減少山體的崩塌和滑坡，保證人民的生命財產(chǎn)安全；對坡地和山腳農田來說，土壤、水分條件良好，交通也較方便，土地生產(chǎn)力高，適宜種植農作物來解決人們的糧食和收入等問題，但是在坡地上要水平梯田種植，以減少水土流失。根據(jù)不同的地形采取不同的措施，既要考慮到生態(tài)效益，又要考慮到人們的生活和收入問題。,高考總復習生物,以上案例體現(xiàn)了哪些原理？ （1）協(xié)調和平衡原理； （2）生物多樣性原理； （3）整體性原理； （4）系統(tǒng)整體性原理。,高考總復習生物,3.從這一案例看，當?shù)厥窃趺醋龅浇?jīng)濟效益與生態(tài)效益相統(tǒng)一的？這一模式在其他小流域能夠照搬嗎？ 上題分析中已解答了經(jīng)濟效益與生態(tài)效益的統(tǒng)一問題。這種模式在其他小流域

10、不能照搬，還是要因地制宜地進行生態(tài)工程建設，不同氣候帶、不同自然條件和不同經(jīng)濟發(fā)展水平的地區(qū)，其生態(tài)工程的模式應各具特色。,高考總復習生物,3、大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復工程 閱讀課本相關內容，思考以下問題： （1）實施大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復工程的原因？（2）土地荒漠化的原因？ （3）怎么解決？ （4）實例。,高考總復習生物,（1）問題:我國土地荒漠化嚴重，面積達2.67106km2，其中由于人類農事 活動的不當而引起的荒漠化 面積達9105km2。 這些荒漠主要分布在西北地區(qū)。,高考總復習生物,造成荒漠化的因素及其影響力,（2）對策: 為了控制荒漠化的發(fā)展和水土流失，改善生態(tài)環(huán)境，提高人民的生活水平，我

11、國實施了一系列森林或草原植被恢復的生態(tài)工程、水土保持的生態(tài)工程等，如退耕還林還草生態(tài)工程、防沙治沙生態(tài)工程、“三北”（華北北部、東北大部和西北大部）防護林生態(tài)工程。,高考總復習生物,（3）案例:退耕還草；“三北”防護林建設。,1.國家為什么投入巨大的人力和物力興建三北防護林工程？ 生態(tài)環(huán)境的質量關系到這一地區(qū)人民的生產(chǎn)和生活問題，對維護社會穩(wěn)定具有重要意義；更重要的是，這一地區(qū)的生態(tài)環(huán)境關系到下游地區(qū)人民的生產(chǎn)、生活和經(jīng)濟發(fā)展，如黃河上游的水土流失容易導致下游地區(qū)的洪水泛濫，而危害巨大的沙塵暴的發(fā)生也與這一地區(qū)的土地沙漠化關系密切；同時這里自然礦產(chǎn)資源豐富，對我國的經(jīng)濟發(fā)展和國家安全具有重要戰(zhàn)

12、略意義。,思考與討論,高考總復習生物,這一工程為什么需要如此漫長的時間？ 這一地區(qū)區(qū)域廣闊，氣候、自然條件復雜，總體經(jīng)濟發(fā)展水平較低等情況也決定了這個工程需要較長的時間，非一朝一夕之功。,高考總復習生物,2.這一工程橫跨多個省區(qū)，根據(jù)協(xié)調與平衡原理和生物多樣性原理，不同地區(qū)在造林設計上應當注意什么問題？ 三北防護林跨越中國13個省、直轄市、自治區(qū)；首先應考慮樹種的生態(tài)適應性問題，種植適宜品種，宜林則林，宜灌則灌，宜草則草；其次要考慮樹種的多樣性，保證防護林體系的穩(wěn)定性；不同地區(qū)應根據(jù)當?shù)厍闆r采取不同的策略，如條件惡劣的地區(qū)應該結合自然恢復力，而農區(qū)的防護林中農田防護林網(wǎng)可能占較大比重。,高考總

13、復習生物,4、濕地生態(tài)恢復工程 你知道什么是濕地？哪些生態(tài)系統(tǒng)屬于濕地？ 濕地包括天然濕地和人工濕地。江河、湖泊、泥炭地、沼澤地、沿海灘涂、紅樹林甚至低潮時水深不超過6米的近海區(qū)域屬于天然濕地；池塘、水稻田、人工河流、水庫等屬于人工濕地。,高考總復習生物,濕地的功能： 1、蓄洪防旱為生活、工農業(yè)提供用水； 2、調節(jié)區(qū)域氣候； 3、控制土壤侵蝕； 4、自然凈化污水； 5、為遷飛的鳥類和多種動植物提供棲息地； 6、為人們提供休閑娛樂的環(huán)境； 7、豐富的基因資源，生物多樣性豐富。,高考總復習生物,1、問題:濕地的縮小和破壞問題。 濕地的縮小會導致局部氣候變劣、地下水位下降、生物多樣性降低、遷飛鳥類絕

14、跡等。,高考總復習生物,2、對策: 濕地生態(tài)恢復工程就是采用工程和生物措施相結合的方法，如廢水處理、點源和非點源污染控制、土地處理工程，以及植物物種的引進種植等，使受到干擾的濕地得以恢復。在濕地周圍，還應建立緩沖帶，以盡量減少人類的干擾，使?jié)竦匾揽孔匀谎萏娴葯C制恢復其生態(tài)功能。,3、案例:江西鄱陽湖濕地生態(tài)恢復工程。,思考與討論,1.當初人們?yōu)槭裁匆獓焯铮?主要原因：我國歷來人多地少，在“以糧為綱”的年代，圍湖造田，種植農作物，以生產(chǎn)更多的糧食；片面強調經(jīng)濟發(fā)展，沒有認識到湖泊的巨大生態(tài)調節(jié)功能也是重要原因。,高考總復習生物,2.為什么說“退耕還湖”是一項巨大的系統(tǒng)工程？實施這一工程面臨的

15、主要困難是什么？ 退耕還湖不僅包括退耕地為湖區(qū)，還包括退耕后湖區(qū)上游以及湖區(qū)周圍的生態(tài)環(huán)境保護工作；更重要的是原耕地上居民的遷移，要解決遷出居民的生活和就業(yè)等問題，這是退耕還湖工程的主要困難。,高考總復習生物,3.地處湖區(qū)上游的人們對濕地恢復生態(tài)工程負有什么責任？ 保護環(huán)境，減少水土流失和水污染。例如,減少工廠、生活污水往水體中的排放，農田中減少化肥和農藥的施用量等。,5、礦區(qū)廢棄地的生態(tài)工程,高考總復習生物,1、問題：你認為采礦業(yè)對環(huán)境有什么樣的影響? （1）造成土體、土壤和植被，乃至整個地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的破壞； （2）礦區(qū)極端的惡劣的土地條件，又會阻礙植被的生長； （3）大型的采礦業(yè)，不僅對土

16、地景觀造成巨大的影響，還可能產(chǎn)生重金屬污染。,高考總復習生物,采煤塌陷區(qū)建立起來的濕地生態(tài)系統(tǒng),高考總復習生物,2、對策:人工制造表土、多層覆蓋、特殊隔離、土壤侵蝕控制、植被修復工程等。其中關鍵在于植被恢復，以及為植被恢復所必須的土壤微生物群落的重建。,高考總復習生物,3、案例:赤峰市元寶山礦區(qū)生態(tài)恢復工程,思考與討論,1.在這一案例中，恢復植被的措施是植樹和種草，為什么不是種植農作物？ 礦區(qū)土壤條件惡劣，不適宜農作物的生長，因此代之以適應性強，耐旱的灌木、草和樹。,高考總復習生物,2.怎樣合理地籌劃養(yǎng)殖肉牛的數(shù)量？ 首先要考慮到牧草的產(chǎn)量，以草定畜；從外地調運飼料要考慮飼養(yǎng)成本；更重要的是要

17、考慮到土地對糞肥的承載力,以及對糞肥的加工或利用情況，要保持在承載力范圍以內，以免養(yǎng)殖規(guī)模過大，糞肥數(shù)量巨大而造成新的污染。,高考總復習生物,3.除煤礦外，你知道還有哪些礦區(qū)嗎？這些礦區(qū)的恢復工程與煤礦是否有不同之處？ 除煤礦外，還有金礦、鐵礦等。這些生態(tài)恢復工程最重要的是改良表土，恢復植被，但要因地制宜。,6、城市環(huán)境生態(tài)工程,問題:城市生態(tài)系統(tǒng)面臨的垃圾、大氣、噪音等污染問題 。,對策與案例: 城市綠化污水凈化和廢棄物處理等綜合治理,高考總復習生物,思考與討論,1.汽車尾氣是城市大氣污染的主要來源之一，汽車噪聲又是城市噪聲污染的主要來源。你認為應當限制城市居民購買汽車嗎？為什么？如果不限制

18、，應當采取什么措施來減少由汽車造成的污染？ 減少污染的措施：制定法律法規(guī)，禁止市區(qū)內鳴笛，禁止使用含鉛汽油，鼓勵使用電力、天然氣等無污染能源的新型汽車，以及對其的研究和應用等。,高考總復習生物,2.城市的水污染問題應當采取哪些措施來解決？每一個城市居民應當在這方面承擔什么責任和義務？ 減少或禁止工廠的污水排放；進行污水凈化回收利用；實行雨水和污水分流。 每一個城市居民都應該樹立節(jié)水意識、宣傳節(jié)水的意義，家庭生活中應該使用無磷洗衣粉和洗滌劑，制止或減少生活中的水污染行為。,高考總復習生物,發(fā)達國家經(jīng)濟發(fā)展水平較高，人均土地、水等資源占有量較多，所以這些國家的生態(tài)工程往往注重生態(tài)恢復，而較少注重經(jīng)

19、濟效益。而我國人口較多，人均土地、水資源和能源占有量少，所以在進行生態(tài)工程時，一定要注重生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟效益的統(tǒng)一。,3.發(fā)達國家與我國的生態(tài)工程建設強調的重點有所不同，為什么？,高考總復習生物,1、“生物圈2號”的實驗及啟示,問題提出:,設計:,實驗及結果:,失敗原因:,給人類的啟示:,二、生態(tài)工程的發(fā)展的前景,高考總復習生物,2、我國生態(tài)工程發(fā)展前景的分析與展望,西方國家生態(tài)工程的特點,我國生態(tài)工程的特點,我國生態(tài)工程存在的問題及發(fā)展前景,高考總復習生物,思考與探究,1.分析朝鮮三八線的資料，說明它所蘊涵的意義。 生態(tài)工程的恢復作用是有限的，不能認為只要有了生態(tài)工程，就可以先污染，

20、后治理。人類迄今尚沒有能力完全模擬出自然的生態(tài)系統(tǒng)。自然生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展到今天已經(jīng)過幾十億年的進化，每平方公里每年的無形服務價值高達6.4萬美元，而為了達到同樣的效果，用人工制造和模擬的辦法，人類至少要花費10億美元還不盡如人意。 另一方面，自然生態(tài)系統(tǒng)具有相當?shù)淖晕一謴湍芰?，我們在生態(tài)工程建設中應該積極利用自然生態(tài)系統(tǒng)的這種能力，以節(jié)省投資。,高考總復習生物,2.在我國北方地區(qū)，由于冬天氣溫很低，會導致農作物不能生長，家畜生長緩慢，甚至停止，沼氣池不能正常產(chǎn)氣；而農民要解決蔬菜的不間斷生產(chǎn)問題。很顯然，大量使用造價昂貴、并用燃料加熱的玻璃溫室是不符合我國國情的。你能用所學知識，設計一種生態(tài)工程，來較好地解決上述問題嗎？請在畫出其物質和能量結構圖的基礎上，說明你所依據(jù)的生態(tài)工程原理。,高考總復習生物,教材中“四位一體”的圖所示為近年來出現(xiàn)在我國北方農區(qū)的一種生態(tài)工程類型，它較好地解決了習題中所述問題?！八奈弧敝刚託獬?、豬禽舍、廁所及日光溫室四部分，是庭院經(jīng)濟與生態(tài)農業(yè)相結合的一種生產(chǎn)模式。它的運行原理為： 日光溫室的增溫效應可使蔬菜等作物在冬天也能正常生長；同時也使豬禽免受嚴寒而快速生長；溫室內的植物為動物提供氧氣，同