高考生物总复习 第十一单元 专题4 生态工程配套课件.ppt

专题4生态工程 2015高考导航 一 生态工程与生态经济1 建设生态工程的根本目的 遵循自然界物质循环的规律 充分发挥资源的生产潜力 防止环境污染 达到 的同步发展 2 生态工程的特点 3 生态经济 通过实行 循环经济 的原则 使一个系统产出的污染物 能够成为本系统或者另一个系统的生产原料 从而实现 而实现循环经济最重要的手段之一就是 生态工程 生态效益与经济效益 少消耗 多效益 可持续 废弃物的资源化 二 生态工程所遵循的基本原理1 物质循环再生原理 物质能够在各类生态系统中 进行区域小循环和全球地质大循环 循环往复 分层分级利用 从而达到取之不尽 用之不竭的效果 2 物种多样性原理 一般而言 物种繁多而复杂的生态系统具有较高的 3 协调与平衡原理 处理好生物与环境的协调与平衡 除了考虑生物的生态适应性外 还需要考虑 环境承载力 或环境容纳量 抵抗力稳定性 4 整体性原理 人类处在一个社会 经济 自然复合而成的巨大系统中 进行生态工程建设时 不但要考虑到自然生态系统的规律 还要考虑到经济和社会等系统的影响力 5 系统学和工程学原理 生态工程需要考虑 通过改变和优化结构 达到改善系统功能的目的 另外 系统各组分之间要有适当的 只有这样才能顺利完成能量 物质 信息等的转换和流通 并且实现总体功能大于各部分之和的效果 即 1 1 2 比例关系 系统内部不同组分之间的结构 三 生态工程的类型与设计原则1 生态工程的类型根据性质和设计目标的不同 生态工程可以分为以下类型 1 具有农业生态保护性质并以农产品生产为目标的 工程 2 以 为目标的林业生态工程 包括水土保持生态工程 防风固沙生态工程 水源涵养生态工程 城市绿化和园林生态工程等 3 以 为目标的治污生态工程 包括污水治理生态工程 城市垃圾处理生态工程 湖泊和水源地治理生态工程等 治理环境污染 农业生态 环境保护 2 设计实施生态工程坚持的原则 1 首先肯定生态工程的作用 特别是对 的重要作用 2 不忘大自然固有的强大的生态恢复力量 更不能误认为只要有了生态工程 就可以走发达国家 的老路 先污染 破坏 后治理 恢复和重建受损生态环境 生态工程的基本原理 1 传统经济与生态经济 1 传统经济 方式 大量使用化肥 农药 机械的农业生产方式 特点 不注重生态环境的保护 经济的发展 以巨大的生态环境破坏为代价 2 生态经济 意义 实现了原料 产品 原料 产品的生产体系 实现了废弃物资源化的循环经济 特点 少消耗 多效益 可持续 2 生态工程的起因 1 环境污染问题 2 人口激增 资源破坏 能源短缺等问题 3 生态工程建设的目的遵循自然界物质循环规律 充分发挥资源的生产潜力 防止环境污染 达到经济效益和生态效益的同步发展 4 生态工程所遵循的基本原理 物质循环 可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响 无废弃物农业 物种多样性原理 生态系统的稳定性 生物多样性程度高 可提高系统的抵抗力稳定性 三北 防护林建设中的单纯林问题 珊瑚礁生态系统有很高生物多样性 生物与环境的协调与平衡 生物数量不超过环境承载力 可避免系统的失衡和破坏 太湖富营养化问题 整体性原理 社会 经济 自然复合系统 统一协调各种关系 保障系统的平衡与稳定 林业建设中自然系统与社会 经济系统的关系问题 系统学和工程学原理 系统的结构决定功能原理 分布式优于集中式和环式 改变和优化系统的结构以改善功能 桑基鱼塘 系统整体性原理 整体大于部分 保持很高的系统生产力 珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系 提醒 1 不同的生态工程所依据的原理可能不同 建立不同的生态工程时要依据不同的原理 因地制宜 不能相互照搬 2 实现生态经济一定要遵循生态学的基本原理 如果违背这个原理 就一定会由盛转衰 最终导致崩溃 2014 中山高三检测 如图是我国南方尝试的农业生态系统的结构模式图 它利用雏鸭旺盛的杂食性 吃掉稻田里的杂草和害虫 利用鸭不间断的活动产生中耕浑水效果 刺激水稻生长 用作物养猪 养鸭 用稻秆培育蘑菇 生产沼气 猪鸭粪 沼渣肥田 生产出无公害的大米与蛋肉类 请据图回答 1 从生态学角度分析 人们建立图示的农业生态系统的主要目的是 该系统中将植物秸秆 动物粪便等废弃物合理地进行了应用 这体现了生态工程中的 原理 2 该系统将多个生产系统通过优化组合 有机整合在一起 提高了系统生产力 这体现了生态工程中的 原理 生产的大米无公害的原因是 减少了化肥和农药的使用量 减少了对水的污染 实现生态系统内能量和物质的多级利用 提高农产品的产量 减少环境污染 合理地调整生态系统中的能量流动关系 提高能量利用率 减少环境污染 物质循环再生 系统的结构决定功能 3 在发酵装置里的b过程中起重要作用的微生物 其细胞结构与水稻细胞最主要的区别是 4 将蘑菇房与蔬菜大棚相通 可提高蔬菜产量 试分析其增产原因 蘑菇房与蔬菜大棚相通 比单纯种植蔬菜和单纯培育蘑菇带来的效益之和还要高 体现了生态工程中的 原理 蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合作用 使其光合作用增强 无以核膜为界限的细胞核 无成形的细胞核 整体性 解析 1 从生态学角度分析 人们建立农业生态系统的主要目的是实现生态系统内能量和物质的多级利用 提高农产品的产量 减少环境污染 该系统中将植物秸秆 动物粪便等废弃物合理地进行了应用 这体现了生态工程中的物质循环再生原理 2 该系统将很多单个生产系统通过优化组合 有机整合在一起 提高了系统生产力 这体现了生态工程中的系统的结构决定功能原理 图示生态系统中减少了化肥和农药的使用量 减少了对水的污染 因此 生产的大米是无公害大米 3 在发酵装置里的b过程中起重要作用的微生物是乳酸菌 为原核生物 其细胞结构与水稻细胞 真核生物 最主要的区别是无以核膜为界限的细胞核 无成形的细胞核 4 将蘑菇房与蔬菜大棚相通 蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以进入大棚 供蔬菜进行光合作用 使其光合作用增强 从而提高蔬菜产量 蘑菇房与蔬菜大棚相通 比单纯种植蔬菜和单纯培育蘑菇带来的效益之和还要高 体现了生态工程中的整体性原理 1 如图是 无废弃物农业 物质和能量流动图 该图所体现的主要生态工程原理是 c a 物种多样性原理b 整体性原理c 物质循环再生原理d 协调与平衡原理解析 由图可知 该图突出了 无废弃物农业 实现了物质的区域小循环 做到了物质和能量的分层分级利用 因此主要体现了生态工程物质循环再生原理 生态工程的实例分析 1 主要生态工程实例 1 主要生态工程实例的列表比较 资源有限 人多地少 产出不足 物质循环再生原理 整体性原理 物种多样性原理 建立农村综合发展型生态工程 实现物质的多级循环利用 在资源有限的条件下有较多的产出 窦店村以沼气为中心的生态工程 小流域的水土流失 整体性原理 协调与平衡原理 工程学原理 运用多种原理 应用多种措施综合治理 甘肃陇南地区 九子登科 模式 大区域生态系统恢复工程 土地荒漠化 协调与平衡原理 整体性原理 退耕还林还草 植树造林等 三北 防护林 退耕还林还草工程 湿地生态恢复工程 湿地的缩小和破坏 控制污染 退耕还湖 江西鄱阳湖湿地生态恢复工程 矿区生态环境的破坏 系统学和工程学原理 修复土地 恢复植被 赤峰市元宝山矿区生态恢复工程 城市环境生态工程 环境污染 协调与平衡原理 整体性原理等 城市绿化 污水净化 废弃物处理 合理布局等 污水及垃圾处理 城市绿化 提醒 1 在进行生态工程建设时 应积极利用自然生态系统的强大自我恢复力 节省投资 2 生态恢复力有限 不能认为有了生态工程 就可以先污染 破坏然后再治理 2 不同生态工程中的注意问题 农村综合发展型生态工程 核心是沼气工程 优点是开发可更新资源 减少环境污染 小流域综合治理生态工程 综合 表现在同时考虑到生态效益和经济效益 不同气候带 不同自然条件和不同经济发展水平的地区 各具特色 大区域生态系统恢复工程 a 考虑树种生态适应性问题 种植适宜品种 b 考虑树种多样性 保证防护林体系稳定性 湿地生态恢复工程 a 主要措施 退耕还湖 b 主要困难 解决迁出湖区居民的生计问题 矿区废弃地的生态恢复工程 a 种植耐旱的灌木 草和树 b 确定合理载牧量 c 改良表土 城市环境生态工程 a 解决大气污染措施 禁止使用有铅汽油 b 水污染 减少或禁止污水排放 进行污水净化 2 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 设计目的 制造一个人工模拟的生态系统 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 失败原因 温度失调 大气和海洋比例与地球相差甚远 导致空气中co2的含量猛增 o2量减少 不足以维持人及动物的生存 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 尽管科学技术已经很发达了 但人类仍没有能力完全模拟出自然生态系统 2 对我国生态工程发展前景的分析与展望 西方发达国家生态工程特点 目标是治理环境污染 集中于对破坏的生态系统进行生态恢复 生态工程应用范围小 不太强调经济效益 我国生态危机 不是单纯的环境污染问题 而是与人口激增 环境与资源破坏 能源短缺等问题结合在一起的并发症 我国生态工程特点 不但重视对生态环境的保护 更注重与经济 社会效益的结合 遵循整体 协调 再生 循环的基本原理 建立适合中国农业和农村特点的生态工程 我国生态工程不足之处 缺乏定量化模型指导 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 3 正确认识石油农业与污染物 1 正确认识 石油农业 石油农业 是大量使用化肥 农药和机械的生产方式 因对石油等能源有高度的依赖性而得名 它把农业生产这一复杂的生物过程 变成了简单的机械过程和化学过程 由于其投入高 产出也高 对粮食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用 但同时它所产生的废弃物和有害物质的数量也很庞大 大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力 并造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题 2 污染物是放错地方的资源 对环境造成危害的污染物 采取一定的措施和技术 就能够进行回收和循环利用 这样不但能够减少环境污染 而且提高了资源的利用效率 减少了资源的浪费 例如 对废弃物及污水中的重金属或氮 磷等养分就可以进行回收再利用 因此说污染物是放错了地方没有被利用的资源 4 生态农业 1 原理 生态农业运用生态学原理 即生态系统的物质循环再生 能量多级利用或生态系统的物质循环与能量流动 在环境与经济协调发展的思想指导下 应用现代科学技术建立起来的多层次 多功能的综合农业生态体系 2 优点 实现物质的循环再生和能量的多级利用 减少环境污染 减少了化肥用量 降低了农业投入 3 生态农业常见类型 桑基鱼塘模式 特点 人工建立的高产稳产的农业生态系统 做到蚕粪养鱼 鱼粪肥塘 塘泥肥田 肥桑 从而获得稻 鱼 蚕三丰收 图示 沼气农田立体养殖模式 特点 通过控制温室内的温度 光照 气体和水肥等因素 缩短生产周期 大幅度提高粮食 蔬菜和水果的产量和质量 图示 4 建立生态农业系统的最终目的是实现对能量的多级利用 提高能量的利用率 使能量尽可能多地流入对人类有益的部分 如图为窦店村综合发展生态工程示意图 请据图回答 1 该工程主要运用了生态工程的哪些基本原理 2 蓝绿萍的代谢类型是 在生态系统中的地位是 生产者 物质循环再生原理 整体性原理 物种多样性原理 自养需氧型 3 如图是某科研工作者为该村设计的垃圾资源化 无害化处理的一种方案 请据图回答问题 此方案中a b过程需每一位居民的参与 参与的行动方式是 过程d e利用的生物属于生态系统的何种成分 从对资源的充分利用角度看 d e途径比c途径突出的优点是 除利用了有机垃圾中的能量外 还充分地 分层次地多级利用了垃圾中的物质 并且减少了因燃烧带来的污染 将生活垃圾分类处理 分解者 解析 1 该农业生态工程实现了物质的循环利用 作物秸秆用来生产食用菌和饲料 饲料喂养畜禽 人 畜粪尿作为原料生产沼气 沼液用于水产养殖业 沼渣为蔬菜施肥和喂养畜禽 从而达到了物质利用的良性循环 缓解了农村饲料 肥料的缺乏问题 同时一些加工品和农产品可以输出到市场出售 因此该生态工程主要运用了物质循环再生原理 整体性原理和物种多样性原理 2 蓝绿萍的代谢类型是自养需氧型 属于生产者 3 过程a b是对垃圾的分类处理 过程d e是利用分解者的分解作用处理有机废弃物 此过程既充分利用了废弃有机物中的物质和能量 又减少了因燃烧带来的污染 2 2013 衡阳高三检测 依据生态学原理对农村家庭生活用燃料 厨余垃圾和庭院养殖进行整体设计 构建的庭院生态系统如下图 请回答下列问题 1 该生态工程设计将猪圈养在温室内的目的是 农作物在生长过程中能为猪提供 温室给猪的生长提供了适宜的 环境 2 该生态系统中的 都可以作为沼气池中发酵的原料 经过发酵产生的沼渣 沼液可以 沼气池中菌群属于该生态系统成分中的 3 该生态工程设计的优点是 节约能源 减少废弃物产生 物质多级循环利用 提高能量利用效率 氧气 温度 人畜粪便 秸秆 厨余垃圾 作为肥 饲 料 分解者 解析 农作物光合作用产生氧气供猪利用 温室温度高 给猪提供了热量维持体温 减少了猪自身的能量消耗 人畜粪便 秸秆 厨余垃圾等可进入沼气池发酵产生沼气 沼渣 沼液作为肥 饲 料 沼气池中菌群属于分解者 该生态工程减少了废弃物的产生 实现了物质的多级循环利用 提高了能量的利用效率 1 2010 高考全国卷 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 沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者c 沼渣 沼液作为肥料还田 使能量能够循环利用d 多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率 c 解析 在生态系统中 能量流动是单向的 不能循环利用 选项c错误 该系统中 沼气池中的微生物能利用农作物固定的太阳能 属于分解者 选项a b正确 物质和能量的多级利用 减少了能量的流失 提高了能量的利用效率 选项d正确 2 2013 高考广东卷 污水处理厂的污泥富含有机质和无机成分 可用作肥料 但其多环芳烃 pahs 等有机污染物含量通常较高 施入土壤会带来二次污染 生物质炭是由作物废弃秸秆等炭化而成 将污泥 含7 生物质炭的污泥均堆放一段时间后用于盆栽实验 研究它们对黑麦草生长及pahs迁移的影响 结果见下表 1 生物质炭孔隙结构发达 能改善土壤的通气状况 使根系细胞 加强 合成增加 从而促进根系对土壤养分的吸收 2 由表可知 施用含生物质炭的污泥 从而促进黑麦草生长 污泥的施用使土壤和黑麦草的pahs含量 但生物质炭的输入 从而降低pahs污染的风险 由此可见 生物质炭有望用作污泥改良剂 促进污泥的推广应用 污泥的应用符合生态工程的 原理 物质循环再生 有氧呼吸 atp 能增加黑麦草叶绿素含量 升高 能降低污泥中pahs的含量 解析 1 生物质炭能改善土壤的通气状况 增加土壤中的氧气量 使根系细胞的有氧呼吸加强 atp的产生量增加 为根系主动运输吸收养分提供能量 2 由表可知 施用含生物质炭的污泥时 黑麦草叶绿素含量增加 从而促进黑麦草的生长 与只施用污泥相比 施用含生物质炭的污泥能降低土壤和黑麦草中pahs的含量 说明生物质炭的输入能降低污泥中pahs的含量 从而降低pahs污染的风险 污泥中含有大量的有机质和无机成分 施用污泥的目的是使其中的养分直接或间接地被植物吸收利用 因此利用了物质循环再生的生态工程原理 3 2011 高考新课标全国卷 现有一生活污水净化处理系统 处理流程为 厌氧沉淀池 曝光池 兼氧池 植物池 其中植物池中生活着水生植物 昆虫 鱼类 蛙类等生物 污水经净化处理后 可用于浇灌绿地 回答问题 1 污水流经厌氧沉淀池 曝气池和兼氧池后得到初步净化 在这个过程中 微生物通过 呼吸将有机物分解 2 植物池中 水生植物 昆虫 鱼类 蛙类和底泥中的微生物共同组成了 生态系统 群落 种群 在植物池的食物网中 植物位于第 营养级 植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于 所固定的 能 无氧和有氧 或细胞 群落 一 生产者 太阳 3 生态工程所遵循的基本原理有整体性 协调与平衡 和 等原理 4 一般来说 生态工程的主要任务是对 进行修复 对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善 并提高生态系统的生产力 解析 1 依据题干提供的信息分析 污水流经厌氧沉淀池时 有些微生物能通过无氧呼吸分解有机物 流经曝气池时 有些微生物能通过有氧呼吸分解有机物 流经兼氧池时 微生物能通过有氧呼吸和无氧呼吸分解有机物 2 据本小题提供的信息可推知植物池中所有的生物构成了群落 植物处于食 已被破坏的生态环境 或受损的生态系统 物质循环再生 物种多样性 物链的第一营养级 植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于生产者所固定的太阳能 3 生态工程所遵循的基本原理有整体性原理 协调与平衡原理 物质循环再生原理 物种多样性原理 系统学和工程学原理等 4 根据本小题中提供的信息可推测出 生态工程的主要任务是对已被破坏的生态环境或受损的生态系统进行修复 4 2011 高考江苏卷 池塘养殖普遍存在由于饵料 鱼类排泄物 换水不及时等引起的水体污染现象 研究者设计