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2019-2020年高中生物第四章生态工程
4.2生态工程的实例导学案苏教版选修3【课标要求】1.关注生态工程的建设;2.举例说出生态工程的实例【学习目标】1.关注我国生态工程的建设,举例说出生态工程的实例,说出这些实例所运用的主要生态工程原理和特点2.通过参观或搜集资料,了解当地生态工程的建设情况【教学过程】
一、治污生态工程【阅读思考】
(1)治污生态工程包括哪些项目?
(2)什么是“人工湿地”?它在防治和处理污水方面有什么作用?
1.治污生态工程包括的处理,的研制,湖区污染的生态治理和塑料的等方面有的是利用某些对重金属具有和能力的植物,来回收废水中的重金属;有的则是模拟生态系统的功能,建立防治和处理污染的多功能生态工程2.“人工湿地”
(1)湿地是与之间过渡性的生态系统,其重要特点之一是湿地生态系统具有较强的功能,水的流入能给湿地注入,水的流出又会从湿地带走,被誉为“地球之肾”
(2)“人工湿地”的组成成分包括、各类水生植物()和水等它的净化作用是通过湿地环境中所发生的、和作用的综合效应实现的,由不同类型的水生植物和微生物的共同作用来完成
(3)水生植物可吸收、转化污水中的等物质,还能促进等微生物对污水的处理和净化;对废水净化起主要作用的是微生物的和作用,以及相关的理化作用,如等【阅读讨论】联系P102的“生物氧化塘”和P108的“人工湿地”两部分内容,整理、归纳污水处理过程中不同生物所发挥的作用3.对城市环境的治理(拓展)
(1)对策要把整个城市作为一个巨大的生态系统来考虑,即用生态工程的方法对城市环境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;其次是推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工艺,以减少污染的产出;采用各种手段治理污染,进行废弃物的资源化利用;同时要建立健全法制进行监督2案例我国科技人员创造了浮床生态工艺法来净化污水
①做法在浮床上种植特殊的水生、半水生植物以吸收水中的化学元素,植物有的可以直接用作饲料,有的在大量干燥处理后可以用来提取铜、锌、汞等金属
②成效这种方法一般在1~2年内就能使水体由原来的劣V类标准净化为III类标准,并能使沉水植物和底栖生物等水生生物得到自然恢复4.小流域综合治理生态工程(拓展)1小流域指河流各级支流的集水区域,面积一般在3~50km22问题及危害水土流失比较严重,给下游地区带来严重水患,流失土壤中含大量的N、P、K等植物所需养分3对策依据生态工程的整体性原理、协调与平衡原理及工程学等原理,通过保土蓄水、耕作措施、林草措施等工程和生物措施,层层设防来控制土壤侵蚀4成效已从开始时的单纯造林和减水、减沙等工程,逐渐转移到生态经济型模式上,目标是建立稳定、持久、高效的复合系统,获得最大的生态和经济效益
二、生态恢复工程【阅读思考】
(1)需要进行生态恢复的对象有哪些?
(2)要实现一个地区环境的好转,首先要恢复什么?
(3)矿区废弃地生态恢复工程的关键是什么?1.对受到不同程度干扰或破坏的生态系统,需要进行环境与生态等工作,如我国实施的沙漠治理、矿区废弃地改造等2.生态恢复是的逆转过程,这一过程不只靠纯粹的自然修复,还要加入一定的,最终恢复的不只是,还有许多人工生态系统3.从生态学角度出发,要实现一个地区环境的好转,首先就要恢复这一地区的,逐步形成合理、高效的,才能在过程中保持长期的稳定和平衡4.矿山废弃地生态修复工程
(1)矿山废弃地是指因采矿活动而遭破坏且不经治理便的土地,它不仅毁坏和污染大片森林、草地和农田,还造成,有的甚至成为
(2)在矿区废弃地的生态修复中,植被要注意选择生长和抗逆性的树种,优先选择树种,尽量选择的乡土树种和树种,注意树种的多功能效益5.我国西部的生态工程建设
(1)是西部生态问题中最本质、最突出的矛盾西部地区在落实政策后,当地植被已得到一定程度的恢复
(2)大区域生态系统恢复工程(拓展)1问题土地荒漠化和水土流失严重原因过度樵采,过度放牧,盲目开垦,不合理利用水资源等2对策实施一系列森林或草原植被恢复的生态工程、水土流失的生态工程等,如退耕还林还草生态工程、防沙治沙生态工程、“三北”防护林生态工程等3成果及意义一些区域在造林及治沙等方面,取得了较大的成绩,减轻了风沙、干热风、寒露风、昆虫等对农作物的危害,改善了农业生产条件,加快了地方经济发展
三、生态农业工程1.生态农业是以理论为依据,以为前提,在一定区域内,因地制宜规划、组织和开展、的农业生产2.生态农业以保持生态系统内的为主导思想,促进物质在系统内的,以最少的获取最大的3.北京留民营村生态农业建设的案例分析
(1)建设前的产业;建设后的产业
(2)建设形成的生态农业系统的优势4.农村综合发展型生态工程【拓展】
(1)问题人多地少,资源有限,产出不足2对策建立农村综合发展型生态工程,实现物质的多级循环利用3案例以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程——“四位一体”农业生态工程“四位”指沼气池、猪禽舍、厕所及日光温室四部分,是庭院经济与生态农业相结合的一种生产模式它的运行原理为日光温室的增温效应可使蔬菜等作物在冬天也能正常生长;同时也使猪禽免受严寒而快速生长;温室内的植物为动物提供氧气,同时吸收二氧化碳;人、猪、禽的粪尿及蔬菜废弃物和秸秆等物质投入沼气池产气,同时温室的高温也提高了沼气在冬天的产气稳定性;沼液和沼渣又是蔬菜的良好肥料,有助于减少蔬菜的病虫害,提高蔬菜的产量和质量“四位一体”充分应用了物质循环和生物多样性等原理,提高了单位土地面积的产出,同时减少了环境污染,大大提高了农业的综合效益3.精确农业(见P117)作为基于信息高科技的集约农业,它将遥感、地理信息系统、全球定位系统等技术与作物生长模型、作物—土壤养分动态等农学技术,以及传感技术、电脑控制喷洒施肥装置等农业机械技术结合起来,实现在农业生产全过程中对农作物、土地、土壤从宏观到微观的实时监测,进行因地(土地空间分布)制宜地精确施肥和用药,做到增产、节肥(药)、节水和减少农业化学品对环境的污染,同时实现生产率的提高和可持续发展
四、“生物圈2号”生态工程的实验及启示(拓展)1.设计目的制造一个人工模拟的生态循环系统,以验证人类在离开地球的情况下,利用人工生态工程,仅仅依靠太阳能,能否维持生存2.失败原因温度失调;“大气与海洋”比例与地球相差甚远,导致空气中二氧化碳的含量猛增;氧气量减少,不足以维持人及动物的生存3.启示使人们认识到人与自然和谐共处的重要性,深化了对自然规律的认识,尽管科学技术已很发达了,但人类仍没有能力完全模拟出自然生态系统【典例解析】【例1】下列关于湿地生态恢复工程的叙述错误的是 A.该工程采用工程和生物措施相结合的方法B.要建立缓冲带,以尽量减少人类的干扰C.对湿地的恢复,只注意退耕还湿地或建立自然保护区就可以D.湿地的恢复除利用生物工程手段外,还要依靠自然演替机制恢复其生态功能【例2】下列措施不适合用于矿区生态环境恢复的是 A.机械法整平压实土地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【例3】下图是某中学研究性学习小组的同学在学习了生态系统的知识后,设计的农业生态系统图解请结合课本知识回答有关问题
(1)该生态系统的最大优点是
(2)农业生态系统是一种人工生态系统,下列有关人工生态系统的说法,正确的是( )A.使废物资源化 B.减少了化肥等工业产品的投入,有利于保护环境C.抵抗力稳定性低于自然生态系统D.人占主导地位,是其它生物生存的基础
(3)农业生态系统中起决定作用的是_________,各种生物所利用的能量最终来源于____
(4)蘑菇和蚯蚓在该生态系统中属于_______________
(5)可以向沼气池添加的产气原料是;该池要接种的菌种是________;接种后要向产出沼气,必须采取的措施是,理由是
(6)该系统设计是要遵循的生态学原理是《第四章生态工程第二节生态工程实例》校本作业()1.生态恢复工程的第一步是A.恢复这一地区的生物群落B.恢复植被C.形成合理、高效的食物链D.保持一定的动物数量()2.西部生态问题中最本质、最突出的矛盾是A.植被减少B.地力减退C.水土流失D.光、热等资源缺乏()3.下列关于生态工程建设的叙述正确的是A.窦店村综合发展型生态工程是一个样板,各地可以照搬B.在进行生态工程建设时,因根据实际,因地制宜C.不同的生态工程体现的原理完全相同D.生态工程建设目的只在于恢复生态()4.在植被的恢复初期,不应选择的植物是A.引进的新树种B.固氮树种C.先锋树种D.适应性强的树种()5.生态农业工程的优点包括
①能量的多级利用
②物质循环再生
③废物资源化
④生物相互依存,体现了整体性
⑤做到了生态、经济和社会效益三结合A.
①②B.
①②③C.
①②③④⑤ D.
①②④⑤()6.在我国西部大开发的战略中,“保护天然林”和“退耕还林(草)”是两项重要内容采取这两项措施的首要目标是A.开展生态旅游B.发展畜牧业C.增加木材产量D.改善生态环境()7.(xx年宁夏卷)有一山区由于开采露天小铁矿等活动,自然生态系统完全被破坏,成为一片废墟,为尽快使该地区恢复到原有自然生态系统状态,应采取的最好措施是在这片废墟上A.回填土壤,引进多种外来物种,重建新的生态系统B.撤出人类全部活动,实行全面封闭,等自然恢复C.回填土壤,栽培当地经济农作物,发展农业生产D.回填土壤,栽种多种当地原有的植物,实行封山育林()8.(xx年全国卷1)右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()9.设计生态工程的常用方法之一是给食物链网“加环”,如下图就是一种“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,实现了物质的多级利用B.用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇,可提高经济效益C.用蛆蛹粪便作为有机肥还田,运用了能量循环再生原理D.在离开人的管理条件下,该生态工程就不能正常运转()10.下列关于生态农业的叙述中,错误的是A.生态农业是以环境与经济协调发展为前提的B.生态农业以保持生态系统内的生态平衡为主导思想C.以高投入获得农业的高产量D.生态农业开展多种经营()11.(多选)下列关于生态农业叙述,正确的是A.生态农业实现了对能量和物质的多级利用B.生态学的基本原理是发展生态农业的主要理论基础C.生态农业使废物资源化,提高能量的转化效率,减少环境污染D.在生态系统中增加有害生物的天敌种群,可减轻有害生物的危害12.下图为“秸秆的多级利用”农业生态系统中能量流动和物质循环示意图请回答下列问题⑴“秸秆的多级利用”充分体现了生态工程的______________原理,最大限度地实现了物质的循环,减轻了燃烧秸秆造成的_______________效应⑵图中属于生产者的是______;消费者是;分解者是______________⑶在该农业生态系统中,物质经多次重复利用,提高了________________例1解析湿地生态恢复工程就是采用工程和生物措施相结合的方法,如退耕还湿地、建立自然保护区、废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程,以及植物物种的引进种植等,使受到干扰的湿地得以恢复在湿地的周围,还应建立缓冲带,以尽量减少人类的干扰,使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能答案C例2解析矿区废弃地的土地条件极端恶劣,甚至有严重金属污染,植被难以恢复而农作物更难以生长,大力发展农田,收效难以保证,不符合生态工程整体性原理答案D例3
(1)实现能量的多级利用和物质循环利用,提高能量利用率
(2)ABC
(3)农作物;光能
(4)分解者
(5)猪鸡的粪便、农户的废弃物、粮食、蔬菜、秸秆等;产甲烷杆菌;隔绝空气;产甲烷杆菌为严格厌氧型生物,有氧存在对其有害
(6)能量的多级利用和物质循环再生例2
①农作物秸秆等可作为饲养动物的饲料;
②畜禽粪便等作为沼气发酵的原料,产生供人利用的清洁能源;
③沼渣水中的有机物供土壤微生物利用,为农作物提供肥料
12.
(1)物质循环再生温室
(2)作物 家畜食用菌、蚯蚓
(3)
①产生大量的烟尘,污染空气,降低大气的能见度
②温室效应,空气中的二氧化碳浓度增多,土壤沙漠化
③使秸秆不能作为有机肥料还田,土壤有机质得不到补充,土壤与农作物之间物质循环遭到破坏,以致于土壤肥力下降,农作物产量不能迅速提高
④影响人们身体健康和交通安全等(任选2点作答,大意对即可)。