高中生物 5.2 生态工程的实例和发展前景课件 新人教版选修3.ppt

目标导航,预习导引,目标导航,预习导引,一,二,一、生态工程的实例1.农村综合发展型生态工程问题:怎样用有限资源,取得经济效益、社会效益、生态效益的全面提高?对策:建立农村综合发展型生态工程。原理:物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理。案例:北京郊区窦店村以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程。,目标导航,预习导引,一,二,2.小流域综合治理生态工程问题:小流域(河流各级支流的集水区域)水土流失比较严重。对策: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。原理:应用生态工程的整体性原理、协调与平衡原理以及工程学等原理。案例:甘肃陇南地区的“九子登科”治理模式。,目标导航,预习导引,一,二,3.大区域生态系统恢复工程问题:荒漠化(原因:过度樵采、过度放牧、盲目开垦、不合理利用水资源等)。对策:实施一系列森林或草原植被恢复的生态工程、水土保持的生态工程等。原理:协调和平衡原理、物种多样性原理、整体性原理。案例:“三北”防护林工程、退耕还林还草生态工程、防沙治沙生态工程等。,目标导航,预习导引,一,二,4.湿地生态恢复工程问题:地球上80%的湿地资源遭破坏。对策:采用工程和生物措施相结合的方法,如废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程,植物物种的引进种植及建立缓冲带等,使受干扰的湿地得以恢复。原理:整体性原理、协调与平衡原理、物种多样性原理、系统的结构决定功能原理、系统整体性原理。案例:鄱阳湖生态恢复工程。,目标导航,预习导引,一,二,5.矿区废弃地的生态恢复工程问题:矿区土体、土壤和植被,乃至整个地区生态系统的破坏。对策:人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等,关键是植被恢复及其所必需的土壤微生物群落的重建。原理:系统学和工程学原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理。案例:赤峰市元宝山矿区生态恢复工程。,目标导航,预习导引,一,二,6.城市环境生态工程问题:城市严重的环境污染,如过量垃圾、煤不完全燃烧、汽车尾气、噪声等。对策:进行城市生态分区;推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工艺,减少污染产出;治理污染,进行废弃物的资源化利用;建立健全监督法制。原理:整体性原理、系统学和工程学原理、协调与平衡原理、物种多样性原理、物质的循环再生原理。案例:加强绿地建设;采用水生植物、湿地生态净化工程;采用浮床生态工艺法净化污水;垃圾分类处理;树立城市环境建设典范。,目标导航,预习导引,一,二,甘肃省陇南县的“九子登科”治理模式取得了较好的经济、社会和生态效益,这一模式在其他小流域能照搬吗?提示这种模式在其他小流域不能照搬。在进行生态工程建设时,应当根据当地的实际条件,因地制宜地进行。不同的地区,自然条件不同,经济发展水平不同,其生态工程的建设也不同。,目标导航,预习导引,一,二,二、生态工程发展的前景1.“生物圈2号”生态工程的实验及启示(1)设计目的:制造人工模拟的生命支持系统,以验证人类在离开地球的情况下,利用人工生态工程,仅靠太阳能,能否维持生存。(2)主要的组成:密闭的结构中有7种模拟生态群落区和两个大气扩张室“肺”组成。(3)实验及结果:理论上的物质循环利用无法进行,实验失败。(4)给人类的启示:使人类认识到与自然和谐共处的重要性,深化了人类对自然规律的认识;目前人类仍然没有能力完全模拟出自然生态系统。,目标导航,预习导引,一,二,2.对我国生态工程发展前景的分析与展望(1)西方国家生态工程的目标:除了治理环境污染外,主要是通过介于工程和依靠自然恢复力的一种中间途径,集中于对破坏的生态系统,特别是开矿后的废弃地以及湿地等进行生态恢复。从总体看,生态工程应用范围比我国小,不太强调经济效益。(2)我国生态工程的特点:不但要重视生态环境的保护,更注重与经济、社会效益的结合。(3)我国生态工程存在的问题:缺乏定量化模型的指导,难以设计出标准化、易操作的生态工程样板,设计缺乏高科技含量,生态系统的调控缺乏及时准确的监测技术支持,缺乏理论性指导等。(4)发展前景:符合国情,政府重视,随着我国社会、经济的发展,以及可持续发展战略的实施,我国的生态工程一定会展现出广阔的发展前景。,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,一、生态工程的建设1.生态工程的设计(1)技术设计:技术设计是整个生态工程建设的核心环节,即通过改变食物链(网)的方法,提高系统本身的迁移、转化、再生物质和利用能量的能力,充分利用原料、产品、副产品以及时间和营养生态位,提高整体的综合效益。(2)常用方法食物链(网)的“相接”,即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。食物链(网)的“加环”,即在食物链(网)中增加一些环节,以充分利用原先尚未利用的那部分物质和能量,使物质循环和能量流动的路径畅通,发挥生产潜力,提高生态效益、经济效益和社会效益。,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,2.我国与西方发达国家生态工程建设比较,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,【例1】“猪沼茶”是华南山地丘陵地区常见的生态农业模式,由种植(茶树)、养殖(猪)、农户(人)和沼气生产(微生物)四个子系统构成。该生态农业模式()A.是由茶树、猪、人和微生物组成的生态系统B.实现了物质和能量在系统中的多级循环利用C.使整个生产过程进入了废物资源化的良性循环D.注重系统内部的自身调节作用,不需要外部投入解析生态系统是由无机环境与生物群落共同构成的;物质是可以循环利用的,但能量不能循环利用;该生态系统需要外部投入。答案C,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,下列关于生态工程的叙述,不正确的是()A.生态工程研究的对象是社会经济自然复合生态系统B.“退耕还林”“退耕还草”属于生态工程的内容C.生态工程应遵循“整体、协调、循环、再生”的原则D.实施生态工程的目的是环境保护解析生态工程研究的对象是社会经济自然复合生态系统,其目的不仅仅是环境保护,而是要实现社会、经济、自然的协调发展,共同进步。答案D,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,设计良性循环的农业生态系统应遵循的基本原则:(1)充分利用自然界的物质和能量;(2)尽量减少有害生物的种类和废物的产生;(3)合理设置食物链,获取尽可能多的经济效益。,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,二、生态工程的实例比较,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,【例2】下列关于小流域综合治理生态工程的叙述,错误的是()A.该工程的主要目的是治理小流域的水土流失问题B.该生态工程运用了整体性原理、协调与平衡原理、物质循环再生原理以及工程学原理C.该生态工程针对不同的地形采取不同的措施D.该生态工程做到了经济效益与生态效益相统一解析小流域综合治理是通过保土蓄水、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的。该生态工程没有运用物质循环再生原理。答案B,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,下列生态工程不属于大区域生态系统恢复工程的是()A.三北防护林B.退耕还林还草工程C.防沙治沙工程D.在山间修建拦截坝解析在山间修建拦截坝属于小流域综合治理生态工程。答案D,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,(1)农村综合发展型生态工程中,沼气工程占据重要地位。(2)湿地生态恢复工程中,对湿地的恢复,不是简单地退耕还湿地或建立自然保护区就可以奏效的,在很大程度上还取决于湿地上、中游的水土保持情况,以及如何解决迁出农民的生计问题。(3)由于矿区废弃土地养分极其贫瘠,因此,恢复矿区生态环境,首先要平整压实土地,人工制造表土,然后在人造表土上植树种草。,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,1.我国与西方国家生态工程建设的差异(1)西方国家的生态工程除了治理环境污染的目标之外,主要是通过介于工程和依靠自然恢复力的一种中间途径,集中于对破坏的生态系统进行生态恢复。(2)我国的生态工程建设不但重视对生态环境的保护,更注重与经济和社会效益的结合。,【例1】由于国情不同,我国的生态工程建设需走有中国特色的道路,以下观点正确的是()A.重视生态环境保护、经济效益和社会效益结合B.我国还属于发展中国家,应把经济建设放在首位C.加大投资力度,把生态建设工程放在首位D.我国生态工程已十分成熟解析从我国的实际情况出发,我国的生态工程建设目的不仅仅在于保护生态环境,还应充分发挥生态系统的潜力,达到经济效益、社会效益和生态效益同步发展;我国生态工程还有许多不足,如缺少定量化模型的指导、设计缺乏高科技含量、调控缺乏准确的监测技术支持等。答案A,2.误认为生态农业的设计仅是增加食物链在建立不同的生态工程时,要遵循不同的设计原理,不能相互照搬,应该因地制宜,主要从空间、时间和食物链等几方面考虑。生态农业有三种不同的模式类型。(1)时空结构。这是一种根据生物种群的生物学、生态学特征和生物之间的关系而组建的农业生态系统,它按照生物群落生长的时空特点和整体规律,合理配制农业资源,组织农业生产,使处于不同生态位置的生物种群在系统中各得其所,相得益彰,更加充分地利用太阳能、水分和矿物质营养元素,是在时间上多序列、空间上多层次的三维结构,其经济效益和生态效益均佳,具体的种养模式有果林地立体间套模式、农田立体间套模式、水域立体养殖模式,农户庭院立体种养模式等。,(2)食物链型。这是一种按照农业生态系统的能量流动和物质循环规律而设计的一种良性循环的农业生态系统。系统中一个生产环节的产出是另一个生产环节的投入,使得系统中的废弃物多次循环利用,从而提高能量和资源的利用率,获得较大的经济效益,并有效地防止农业废弃物对农业生态环境的污染。具体有种植业内部物质循环利用模式、养殖业内部物质循环利用模式、种养加工三结合的物质循环利用模式等。(3)综合型。这是时空结构型和食物链型的有机结合,使系统中的物质得以高效生产和多次利用,是一种适度投入、高产出、少废物、无污染、高效益的模式类型。,【例2】生态农业建设是建设社会主义新农村的重要内容之一。下图模式1、模式2是两种生态农业模式,试分析回答下列问题。模式1“鸡猪鱼”立体养殖模式,模式2“四位一体”生态模式,(1)在模式1中,必须注意某种鱼的投入数量,不宜超过该鱼在生态系统中的。鱼塘中不同鱼类生活在不同水层,体现了生物群落的。(2)如图一表示鱼塘中鲢鱼平均尾重变化情况,根据图示结果,最佳捕捞时间是在投放后的个月左右。(3)模式2中,光能输入生态系统的途径是,沼气池中的产甲烷杆菌在生态系统中的成分属于。在研究温度对沼气产量的影响时,某实验小组得到图二所示曲线,试分析出现两个波峰的原因。(4)建立以沼气为中心的“四位一体”生态工程主要遵循的生态工程原理是原理,将猪舍与蔬菜大棚相通,可提高蔬菜产量,其原因是。,解析(1)在模式1中,必须注意某种鱼的投入数量,不宜超过该鱼在生态系统中的环境容纳量(K值)。鱼塘中不同鱼类生活在不同水层,体现了生物群落的垂直结构。(2)如图一表示鱼塘中鲢鱼平均尾重变化情况,根据图示结果,可知投放鱼苗8个月后平均尾重达到最大,不再增加,因此最佳捕捞时间是在投放后的8个月左右。(3)模式2中,光能输入生态系统的途径是通过生产者(蔬菜)的光合作用,沼气池中的产甲烷菌在生态系统中属于分解者