2019-2020学年高中生物 第四章 生态工程 第二节 生态工程实例学案 苏教版选修3

第二节生态工程实例学习导航明目标、知重点难点关注我国生态工程的建设。(重点)举例说出我国的生态工程实例。(重点)生态工程的设计及其实际运用。(重、难点)阅读教材P107～114完成我国生态工程建设的实例1．治污生态工程(1)范围：包括污水治理生态工程、城市垃圾处理生态工程、湖泊或水源地治理生态工程等。(2)内容：固体、液体和有机废弃物的处理、生物肥料的研制、湖区污染的治理、塑料的再生利用等。(3)实例——“人工湿地”：包括基质、植物、微生物的净化作用。2．生态恢复工程(1)概念：是生态退化的逆转过程，在逆转过程中不是靠纯粹的自然恢复，还要加入一定的人为手段，因而最终恢复的不仅仅是自然生态系统，还有许多人工建立的新生态系统。(2)实例：西部的生态治理、矿山废弃地的生态恢复等。矿山废弃地的生态恢复优先选择固氮树种，尽量选择适应性强的乡土树种和先锋树种。3．生态农业工程(1)概念理解①依据：生态学理论。②前提：环境与经济协调发展。③特点：多层次、多功能的农业生产。④目的：促进物质在系统内的循环和重复使用，以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益。(2)实例：留民营村生态农业。4．生态城市(1)含义：是基于社会、经济、自然三个系统并高度统一的可持续发展的城市。(2)特点：主要包括注重高效和谐性、保持整体性和实现可持续性等。判一判(1)“人工湿地”遵循的工程学原理是生态学原理和物质循环再生原理。(×)(2)生态恢复工程的第一步是恢复植被。(√)(3)太湖水体富营养化违背了协调与平衡原理。(√)(4)我国西部地区环境恶化的实质是植被减少。(×)连一连主题我国生态工程建设的实例[学生用书P58]我国生态工程建设涉及的范围很广，如环境治理、农业、林业等各个领域。治污生态工程、生态恢复工程和生态农业工程就是其中典型的例子。结合教材P108、P110第二段和P113内容完成以下探究。探究1观察下面示意图，分析治污生态工程——人工湿地(1)人工湿地的组成成分包括土壤、各类水生植物、微生物和水等。(2)其净化作用是通过物理、化学和生物作用的综合效益实现的。探究2结合教材，分析生态恢复工程从生态学的角度出发，要实现一个地区环境的好转，首先要恢复这一地区的植被，逐步恢复生物群落，并形成合理、高效的食物链，才能在演替过程中保持长期的稳定与平衡。探究3生态农业工程观察上图有关人工生态农业的说法，不正确的是D。A．使废物资源化B．减少了化肥等工业产品的投入量，有利于环境保护C．抵抗力稳定性低于自然生态系统D．人占有主导地位，是其他生物生存的基础(1)你知道哪些生态系统是湿地吗？提示：河流、池塘、湖泊等。(2)湿地除了具有净化作用外，还有哪些作用？提示：提供水源，补充地下水，调节流量，控制洪水，控制土壤侵蚀，调节区域气候，提供可利用的资源等。我国生态工程建设的实例比较类型实例主要原理注意问题治污生态工程人工湿地生态工程物种多样性原理生物物种的丰富度；考虑不同植物处理污水的先后顺序生态恢复工程矿山废弃地的生态恢复工程物种多样性原理、系统学与工程学原理选择生长快、抗逆性强的树种，优先选择固氮树种，尽量选择适应性强的乡土树种和先锋树种，注意树种的多功能效益生态留民营村物种多样性原理、循核心：沼气工程；农业工程生态农业工程环再生原理优点：农林牧副渔全面发展，实现了高产、优质、高效和低耗突破1生态工程实例1．设计生态工程的常用方法之一是给食物链(网)“加环”，如图就是一种“加环”示意图。据图判断下列说法不正确的是()A．用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了能量的多级利用B．用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇，可增加经济效益C．用蛆蛹排泄物作有机肥还田，运用了物质循环再生原理D．在离开人的管理条件下，该生态工程仍可以正常运转解析：选D。用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了能量的多级利用，提高了能量利用率，A正确；用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇，变“废料”为原料，可增加经济效益，B正确；用蛆蛹排泄物作有机肥还田，运用了物质循环再生原理，加快了物质的循环利用，C正确；人工生态系统，少不了对物质和能量的人工投入，一旦离开人的管理，该生态工程不再正常运转，D错误。生态工程技术设计常用的方法设计方法具体内容实例食物链(网)的“相接”连接平行的原本不相连接的种类，形成互利共生网络，提高效率，促进物质的良性循环稻田养鱼生态工程：在人有意识的调控下，将一些鱼苗放养在稻田中，使稻田生态系统的结构有所改变，促进物质循环和能量流动食物链在食物链(网)中增加一些环用玉米的副产品——玉米芯(网)的“加环”节，以充分利用原先尚未利用的那部分物质和能量，促使物流和能流的路径畅通，发挥生产潜力，提高生态和经济效益生产木糖醇等，其残渣培养食用菌，食用菌的残渣再养殖蛆蛹，蛆蛹粪再作为优良有机肥还田等突破2生态工程的应用2．某城市近年来一直强调走“绿色”发展之路，争创“绿色城市”。“绿色”的含义除了包括城市绿化、绿色生活方式与消费理念外，还包括尊重自然、保持生态平衡、高效利用资源等。实现垃圾的“减量化、资源化和无害化”是绿色城市的重要标志之一。如图是垃圾资源化、无害处理的一种方案，请据图回答下列问题：(1)生态工程应在__________、__________、__________等方面取得最佳效果并达到预期目标。图示的生态工程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。(2)在充分利用能量，减少环境污染的同时，通过燃烧发电、动物蛋白饲料等，提高人们收入，使保护环境和发展经济协调起来，体现了生态工程的________________原理。(3)该方案中④⑤过程利用的生物属于生态系统的何种成分？________。该生态系统与一般的自然生态系统相比较，________稳定性较低，所以需要人们不断输入物质与能量。(4)进行⑦过程的甲烷杆菌与酵母菌在细胞结构上的最主要区别是前者____________。(5)每一位市民都应该积极参与①②过程，具体做法是____________________。(6)下列关于生态农业的叙述，不正确的是________。A．生态农业中食物链的各营养级之间的能量传递效率大大提高了B．生态农业比传统农业的抵抗力稳定性高C．生态农业设计的指导原则是能量的多级利用和物质的循环再生D．生态农业属于人工生态系统，对病虫害一般采用生物防治的方法解析：(1)生态工程：人类应用自然生态系统、系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计和调控技术组装，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，追求生态、经济、社会效益的统一。图示的生态工程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物质循环再生原理。(2)生态工程的整体性原理不仅考虑生态环境，还要考虑经济和社会的利益，要做到三者的协调发展。而本生态工程在充分利用能量，减少环境污染的同时，通过燃烧发电、动物蛋白饲料等，提高人们的收入，使保护环境和发展经济协调起来，所以体现了生态工程的整体性原理。(3)该方案中④⑤过程利用的生物营腐生生活，属于生态系统中的分解者。该生态系统的抵抗力稳定性较自然生态系统的低，需要不断的输入物质和能量。(4)甲烷杆菌为原核生物，酵母菌为真核生物。原核细胞与真核细胞的主要区别是原核细胞无以核膜为界限的细胞核，而真核细胞有。(5)由图示知对生活垃圾要做分类处理。(6)生态农业中食物链各营养级之间的能量传递效率提高不了，生态农业只是提高了系统对能量的总体利用率。答案：(1)经济社会生态环境物质循环再生(2)整体性(3)分解者抵抗力(4)无成形的细胞核(5)将生活垃圾分类处理(6)A核心知识小结[网络构建][关键语句]1．治污生态工程包括固体、液体．．及有机废弃物的处理，生物肥料的研制，湖区污染的治理，塑料的再生利用等。2．生态恢复工程的第一步是恢复植被．．．．。3．生态农业工程是以生态学理论为依据，以环境与经济协调发展为前提，在一定区域内，因地制宜地规划、组织和开展多层次、多功能的农业生产。4．生态城市是基于社会、经济．．、自然三个系统并高度统一的可持续发展的城市。[随堂检测]知识点一治污生态工程1．在“人工湿地”生态系统中，对废水净化所起的作用不包括()A．微生物的分解作用B．微生物的转化作用C．物理沉淀D．人工造氧解析：选D。“人工湿地”生态系统中对废水净化起主要作用的是微生物的分解、转化作用以及相关的物理、化学作用，包括沉淀、吸附、过滤等。知识点二生态恢复工程2．下列措施不适合用于矿区生态环境恢复的是()A．机械法平整压实土地B．人工制造表土，植树种草C．排石整地，改良优化土壤D．开发农田，广种农作物，增加农民收入解析：选D。矿区废弃地的土壤条件非常恶劣，甚至有严重的重金属污染，不适宜种植农作物。3．下图为矿区生态恢复工程流程图，以下分析不正确的是()A．该恢复工程中，①②是指平整压实土地、人工制造表土措施B．恢复植被的措施是植树和种草，不是种植农作物C．该生态工程所遵循的主要原理是整体性原理、协调与平衡原理D．该生态工程主要遵循物质循环再生原理解析：选D。由于矿物质中含有有害物质，因此不能种植农作物。不遵循物质循环再生原理。知识点三生态农业工程4.如图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述错误的是()A．微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量B．多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率C．沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用D．沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者解析：选C。流经此农业生态系统的总能量是生产者(农作物)固定的太阳能的总量；在此农业生态系统中，由于农作物的多途径利用，能量得以高效利用；沼渣、沼液作为肥料还田，使物质得以循环利用；沼气池中的微生物利用的是粪便和农作物秸秆中的物质，属于分解者。知识点四生态城市工程5．下列措施中不符合城市生态工程建设基本原理的是()A．城市规划，分区建设工业区、居住区、生态绿地等B．大力推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工艺C．采用浮床工艺法等手段治理水污染D．用法律手段严禁汽车上路，停止造纸厂、酒厂生产，以断绝污染的源头解析：选D。对城市环境的治理应用生态工程的方法进行综合治理。首先在城市规划和布局方面，要进行城市生态分区，合理分布工业区、居住区、生态绿地等；第二，推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工艺，以减少污染的产生；第三，采用各种手段治理污染，进行废弃物的资源化利用。6．20世纪以来石油农业的快速发展，大量化肥农药的使用，在粮食产量大幅度提高的同时，也使食品的质量安全持续下降。于是生态农业成了世界共同关注的焦点。如图表示一种“甘薯＋奶牛＋沼气＋花木＋龙虾＋食用菌”生态农业模式，试据图回答有关问题：(1)图中所示生态系统的主要成分是_____________________________________，属于该生态系统分解者的有______________________________________________________。(2)图中可以组成的捕食食物链是_______________________________________。(3)该生态系统的设计遵循了____________________________________________等生态学原理，从而大大提高了能量利用率。(4)甘薯藤青贮的主要操作是：甘薯藤切段→填压进入青贮窖中→密封一段时间。其目的在于________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：这是一个简单的人工建立的生态农业模式。该生态系统中的生产者是甘薯、花木，是该生态农业的主要成分。分解者是沼气池中的微生物、食用菌及其