高二蘇教版生物選修三課件41生態(tài)工程及其原理VIP

第一節(jié)生態(tài)工程及其原理第四章

生態(tài)工程學(xué)習(xí)導(dǎo)航1.簡(jiǎn)述生態(tài)工程的概念。2.簡(jiǎn)述生態(tài)工程的原理，舉例說(shuō)出各原理的內(nèi)容。3.嘗試運(yùn)用生態(tài)工程原理，分析生態(tài)環(huán)境問(wèn)題及解決對(duì)策。重難點(diǎn)擊生態(tài)工程的基本原理。課堂導(dǎo)入方式一云南，“彩云之南”，我國(guó)一個(gè)美麗的省份，有豐富的動(dòng)植物資源，也有眾多水域分布，更是遠(yuǎn)近聞名的旅游勝地。但是2009年至2012年，在這片美麗的土地上，卻在承受著巨大的痛苦——旱災(zāi)。這是天災(zāi)還是人禍？右圖是相關(guān)的圖片。結(jié)合這幅圖，同學(xué)們思考一下幾個(gè)問(wèn)題：(1)在云南持續(xù)發(fā)生這樣的大旱，原因到底是什么？(2)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來(lái)社會(huì)進(jìn)步，但是我們的環(huán)境問(wèn)題卻越來(lái)越嚴(yán)重，我們到底需要什么樣的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新思路才能避免對(duì)環(huán)境的破壞呢？

方式二金字塔農(nóng)場(chǎng)是一種設(shè)想的未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式(如圖)，由埃里克·埃林森教授和迪克森·戴斯波米爾教授聯(lián)手設(shè)計(jì)。在農(nóng)田資源有限的地球，如何滿足日益增長(zhǎng)的人口對(duì)食物的需求是所有政府必須要面對(duì)和解決的問(wèn)題。金字塔農(nóng)場(chǎng)正是一個(gè)富有創(chuàng)意的解決之道。除了種植水果和蔬菜外，金字塔農(nóng)場(chǎng)還裝有一個(gè)加熱和加壓系統(tǒng)，能夠?qū)⑽鬯D(zhuǎn)換成水和碳，為機(jī)器和照明設(shè)備提供能量。金字塔農(nóng)場(chǎng)實(shí)質(zhì)就是一個(gè)一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)，這個(gè)農(nóng)場(chǎng)的設(shè)計(jì)需要遵循什么原理，還有，這樣的金字塔農(nóng)場(chǎng)有何優(yōu)點(diǎn)，有沒(méi)有值得改進(jìn)的地方，就讓我們通過(guò)本節(jié)課來(lái)一起了解吧！一、生態(tài)工程的概念內(nèi)容索引當(dāng)堂檢測(cè)二、生態(tài)工程的基本原理一、生態(tài)工程的概念基礎(chǔ)梳理1.原理和方法：

、

等學(xué)科。2.途徑：通過(guò)

、

和技術(shù)組裝。3.目標(biāo)：

或

已破壞的生態(tài)環(huán)境，

傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，達(dá)到

、

和

同步發(fā)展。系統(tǒng)學(xué)生態(tài)學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)調(diào)控重建修復(fù)改善經(jīng)濟(jì)效益社會(huì)效益生態(tài)效應(yīng)問(wèn)題探究閱讀教材內(nèi)容，結(jié)合下面的材料，回答相關(guān)問(wèn)題。資料1

1998年夏季，長(zhǎng)江洪水泛濫，根本原因是長(zhǎng)江上游亂砍濫伐森林，水源涵養(yǎng)和水土保持功能急劇降低，造成大量泥沙淤積河道；中游圍湖造田、亂占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面積急劇減小。資料2石油農(nóng)業(yè)大量使用化肥、農(nóng)藥、機(jī)械等，已造成資源破壞和農(nóng)業(yè)環(huán)境污染，對(duì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展造成很大障礙。1.洪災(zāi)的發(fā)生反映出傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式存在什么問(wèn)題？答案答案?jìng)鹘y(tǒng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式不注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，沒(méi)有考慮生態(tài)成本，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以巨大的生態(tài)環(huán)境破壞為代價(jià)。2.石油農(nóng)業(yè)為什么難以滿足社會(huì)發(fā)展的需求？答案答案石油農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的廢棄物和有害物質(zhì)的數(shù)量龐大，大大削弱了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和持續(xù)生產(chǎn)力，并造成日益嚴(yán)重的農(nóng)產(chǎn)品污染和環(huán)境污染等問(wèn)題。解析生態(tài)工程是指人類(lèi)應(yīng)用生態(tài)學(xué)、系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科的基本原理和方法，通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)控和技術(shù)組裝，修復(fù)或重建已破壞的生態(tài)環(huán)境，改善傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益同步發(fā)展的工程體系。與傳統(tǒng)的工程相比，生態(tài)工程是一類(lèi)少消耗、高效益、可持續(xù)的工程體系。拓展應(yīng)用1.下列關(guān)于生態(tài)工程的敘述中，錯(cuò)誤的是A.它是無(wú)消耗、高效益的工程B.追求經(jīng)濟(jì)與生態(tài)的雙贏C.實(shí)現(xiàn)廢物資源化的良性循環(huán)D.實(shí)現(xiàn)了能量的多級(jí)利用解析答案2.下列關(guān)于生態(tài)工程的敘述，不正確的是A.當(dāng)人類(lèi)賴(lài)以生存的生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的問(wèn)題時(shí)，生態(tài)工程應(yīng)運(yùn)而生B.生態(tài)工程能夠減少環(huán)境污染C.生態(tài)工程以充分利用環(huán)境和資源為前提，生產(chǎn)出更多的產(chǎn)品D.生態(tài)工程力求達(dá)到生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一答案問(wèn)題導(dǎo)析問(wèn)題導(dǎo)析

(1)生態(tài)工程產(chǎn)生的背景：傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)模式正在毀壞

、

、

和生物資源，消耗地球贈(zèng)給我們的自然資本。(2)生態(tài)工程的目的：

或

已破壞的生態(tài)環(huán)境，

傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，達(dá)到

、

和

同步發(fā)展。(3)生態(tài)工程的特點(diǎn)是

、

、

。答案返回上頁(yè)水大氣土壤修復(fù)重建改善經(jīng)濟(jì)效益生態(tài)效應(yīng)社會(huì)效益少消耗高效益可持續(xù)一題多變?nèi)舭凑誄項(xiàng)所述模式發(fā)展，將會(huì)導(dǎo)致什么后果？答案答案會(huì)造成生態(tài)環(huán)境失衡、破壞。二、生態(tài)工程的基本原理1.物質(zhì)循環(huán)再生原理(1)核心：生態(tài)學(xué)中的

原理。(2)含義：物質(zhì)不斷地在各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)中進(jìn)行

和

，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的

利用。2.物種多樣性原理(1)核心：生態(tài)學(xué)中

與

關(guān)系的原理。(2)含義：物種多樣性程度較高的生態(tài)系統(tǒng)

也較高?；A(chǔ)梳理物質(zhì)循環(huán)區(qū)域小循環(huán)物種多樣性全球大循環(huán)分層、分級(jí)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性抵抗力穩(wěn)定性3.協(xié)調(diào)與平衡原理(1)核心：生態(tài)學(xué)中

的原理。(2)含義：維持生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，需要考慮

。如果超過(guò)

，就會(huì)引起系統(tǒng)的

。4.整體性原理(1)核心：

、

和

相統(tǒng)一的原理。(2)含義：生態(tài)工程是一個(gè)社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—自然復(fù)合系統(tǒng)，只有

各種關(guān)系，才能保障系統(tǒng)的

。環(huán)境承載力環(huán)境承載力生態(tài)學(xué)失衡和破壞生物與環(huán)境相適應(yīng)經(jīng)濟(jì)學(xué)系統(tǒng)學(xué)平衡與穩(wěn)定統(tǒng)一協(xié)調(diào)5.系統(tǒng)學(xué)與工程學(xué)原理(1)核心：系統(tǒng)學(xué)原理的核心是系統(tǒng)學(xué)中

的原理，工程學(xué)原理的核心是

。(2)含義：當(dāng)我們進(jìn)行生態(tài)工程的設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮

內(nèi)部

之間的結(jié)構(gòu)，通過(guò)優(yōu)化這種結(jié)構(gòu)，達(dá)到

功能的目的。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定功能系統(tǒng)整體性原理人工生態(tài)系統(tǒng)改善系統(tǒng)不同成分問(wèn)題探究1.物質(zhì)循環(huán)再生原理分析教材P100圖4－2農(nóng)作物秸稈多級(jí)利用示意圖，總結(jié)物質(zhì)循環(huán)再生的含義。答案物質(zhì)能夠在各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)中，進(jìn)行區(qū)域小循環(huán)和全球大循環(huán)，循環(huán)往復(fù)，分層分級(jí)利用，從而達(dá)到取之不盡、用之不竭的效果。答案2.物種多樣性原理結(jié)合教材P101圖4－4“人工林與天然林”，比較人工林與天然林的區(qū)別?？傻贸鲈鯓拥膯⑹?？

答案人工林比較干燥的環(huán)境不利于地表植物的生長(zhǎng)，生物多樣性程度低下，缺少天敵對(duì)害蟲(chóng)的控制，一旦發(fā)生蟲(chóng)害，極易造成林木的大面積損害；天然林地表植物種類(lèi)豐富，物種多樣性程度高，抵御不良環(huán)境能力強(qiáng)。物種多樣性程度較高的生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性也較高。答案3.協(xié)調(diào)與平衡原理(1)“協(xié)調(diào)”與“平衡”原理中，“協(xié)調(diào)”主要指：___________________

。“平衡”主要指：

。(2)從協(xié)調(diào)與平衡原理出發(fā)，想一想，在我國(guó)西北地區(qū)進(jìn)行防護(hù)林建設(shè)時(shí)，應(yīng)選擇哪些樹(shù)種？如果在該地區(qū)發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè)，你認(rèn)為應(yīng)該注意什么問(wèn)題？答案①應(yīng)選擇本地樹(shù)種，如沙棘、山杏、刺槐、合歡等。②注意牲畜數(shù)量不能超過(guò)草地的承載量；減少過(guò)度放牧現(xiàn)象；在有條件的地方，人工種植牧草。生物與環(huán)境協(xié)調(diào)，強(qiáng)調(diào)生物與環(huán)境相適應(yīng)種群數(shù)量與環(huán)境承載力要平衡4.整體性原理(1)分析“社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—自然”復(fù)合系統(tǒng)，思考“整體”主要包括哪些方面？

答案包括社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然三方面。答案(2)進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時(shí)應(yīng)考慮哪些問(wèn)題？

答案答案不但應(yīng)考慮自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，還要考慮經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等系統(tǒng)的影響力。答案?；~(yú)塘系統(tǒng)中物質(zhì)和能量的流動(dòng)是相互聯(lián)系的，其中能量是多級(jí)利用，物質(zhì)是循環(huán)利用。答案5.系統(tǒng)學(xué)與工程學(xué)原理(1)桑基魚(yú)塘分布在我國(guó)長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲一帶的水鄉(xiāng)，是一種典型的水陸物質(zhì)和能量交換型生態(tài)工程。試分析?；~(yú)塘的物質(zhì)和能量流動(dòng)途徑。

(2)?；~(yú)塘的建設(shè)主要遵循了什么生態(tài)工程原理？答案系統(tǒng)學(xué)與工程學(xué)原理。答案(3)你能舉出系統(tǒng)總體功能大于各部分之和的例子嗎？答案豆科作物和固氮菌的共生就是一例。固氮菌為豆科作物提供氮素，而豆科作物為固氮菌提供能量和其他營(yíng)養(yǎng)，兩者的共生使豆科作物能夠在氮素缺乏的土地上生長(zhǎng)。當(dāng)把它們分開(kāi)時(shí)，兩者的生長(zhǎng)都要受到影響。答案拓展應(yīng)用3.判斷正誤(1)在建設(shè)高新農(nóng)業(yè)時(shí)，沼氣池的建立遵循物質(zhì)循環(huán)再生原理(

)(2)根據(jù)協(xié)調(diào)與平衡原理，一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中種群的數(shù)量不應(yīng)超過(guò)環(huán)境容納量(

)(3)“總體功能大于各部分之和的效果”是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理(

)(4)在建設(shè)生態(tài)工程時(shí)，既要考慮自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，還要考慮到經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等系統(tǒng)的影響力(

)答案√√×√4.下圖是“無(wú)廢棄物農(nóng)業(yè)”物質(zhì)和能量流動(dòng)圖，該圖所體現(xiàn)的主要生態(tài)工程原理是A.物種多樣性原理

B.整體性原理C.物質(zhì)循環(huán)再生原理

D.協(xié)調(diào)與平衡原理

答案問(wèn)題導(dǎo)析問(wèn)題導(dǎo)析

(1)審圖明確“無(wú)廢棄物農(nóng)業(yè)”的特點(diǎn)：該系統(tǒng)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行了

、

，如利用糞便等合成有機(jī)肥，減少了對(duì)化肥的使用，降低了成本，減輕了對(duì)環(huán)境的污染。(2)“無(wú)廢棄物農(nóng)業(yè)”利用的是

。答案返回上頁(yè)循環(huán)往復(fù)分層分級(jí)利用物質(zhì)循環(huán)再生原理生態(tài)工程的概念生態(tài)工程的基本特點(diǎn)：

、高效益、______

再生原理物種多樣性原理協(xié)調(diào)與平衡原理

原理基本原理系統(tǒng)學(xué)與工程學(xué)原理

原理

原理課堂小結(jié)少消耗可持續(xù)物質(zhì)循環(huán)整體性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定功能生態(tài)工程及其原理系統(tǒng)整體性當(dāng)堂檢測(cè)1.實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的最重要的手段之一是A.發(fā)展“石油農(nóng)業(yè)”B.生態(tài)工程C.清除污染物D.禁止產(chǎn)出污染物√23451解析生態(tài)經(jīng)濟(jì)主要是通過(guò)實(shí)行“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的原則，使一個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物，能夠成為本系統(tǒng)或者另一個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)原料，從而實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化，而實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)最重要的手段之一就是生態(tài)工程。答案解析2.生態(tài)農(nóng)業(yè)是一個(gè)在生態(tài)上自我維持的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，其特點(diǎn)是在保持和改善系統(tǒng)內(nèi)的生態(tài)平衡、不對(duì)其周?chē)h(huán)境造成明顯改變的情況下，求得最大生產(chǎn)力和可持續(xù)發(fā)展。下列關(guān)于生態(tài)農(nóng)業(yè)的敘述中，不正確的是A.生態(tài)農(nóng)業(yè)中食物鏈的營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間能量傳遞效率大大提高了B.生態(tài)農(nóng)業(yè)比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的抵抗力穩(wěn)定性高C.生態(tài)農(nóng)業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)原則是能量的多級(jí)利用和物質(zhì)的循環(huán)再生D.生態(tài)農(nóng)業(yè)屬于人工生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)病蟲(chóng)害一般采用生物的方法防治√答案23415解析生態(tài)農(nóng)業(yè)中生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)變復(fù)雜了，但食物鏈的營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率不變，A項(xiàng)錯(cuò)誤。解析234153.下列生態(tài)工程的基本原理中，是1＋1＞2的是A.物種多樣性原理B.系統(tǒng)整體性原理C.協(xié)調(diào)與平衡原理D.系統(tǒng)學(xué)與工程學(xué)原理√答案4.“三北防護(hù)林工程”建設(shè)中注意了以下兩個(gè)問(wèn)題：(1)考慮到樹(shù)種的生態(tài)適應(yīng)性問(wèn)題；(2)考慮到樹(shù)種多樣性問(wèn)題。這分別體現(xiàn)了生態(tài)工程的哪些原理A.系統(tǒng)學(xué)原理和物種多樣性原理B.協(xié)調(diào)與平衡原理和物種多樣性原理C.整體性原理和物種多樣性原理D.物種多樣性原理與整體性原理2341√答案55.珠江三角洲的農(nóng)民利用自然條件，建立該地特有的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)模式：?；~(yú)塘和蔗基魚(yú)塘。如圖為桑基魚(yú)塘和蔗基魚(yú)塘模式圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)該人工生態(tài)系統(tǒng)最基本的生物成分是________________。

23415生產(chǎn)者、分解者答案解析生態(tài)系統(tǒng)最基本的成分為生產(chǎn)者和分解者，生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者之間的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡是維持生態(tài)系統(tǒng)功能的必要條件。解析(2)建立這一生態(tài)系統(tǒng)的目的是使生產(chǎn)者固定的能量_______________________，其能量利用率高的原因是在營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)上具有__________的特點(diǎn)。(3)蠶糞等進(jìn)入魚(yú)塘經(jīng)過(guò)________的作用，形成了________，被植物利用。流向?qū)θ祟?lèi)最有益的部分23415食物鏈短分解者答案無(wú)機(jī)物(4