高中生物 5生态工程配套课件 新人教版选修3.ppt

专题5生态工程 一 生态工程的基本原理1 建设目的遵循自然界 的规律 充分发挥 潜力 防止 达到 和 的同步发展 2 特点 多效益 的工程体系 物质循环 资源的生产 环境污染 经济效益 生态效益 少消耗 可持续 3 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 和 分层分级利用 2 物种多样性原理 程度高 可以在有限的资源条件下 产生或容纳更多的 提高系统生产力 3 协调与平衡原理 处理好生物与环境的 需要考虑环境承载力 如果生物的数量超过了环境承载力的限度 就会引起系统的 区域小循环 全球地质大循 环 生物多样性 生物量 协调与平衡 失衡和破坏 循环往复 4 整体性原理 在进行生态工程建设时 不但要考虑到 的规律 还要考虑到 等系统的影响力 5 系统学和工程学原理 系统的结构决定功能原理 在生态工程建设中 需要利用此原理来改善和优化系统的结构 从而达到功能改善的效果 系统整体性原理 系统各组分之间要有适当的比例关系 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 自然生态系统 经济和社会 二 生态工程的实例 农村综合发展型生态工程 窦店村以沼气工程为中心的生态工程 小流域综合治理生态工程 甘肃陇南地区 九子登科 治理模式 大区域生态系统恢复工程 三北 防护林生态工程 退耕还林还草生态工程 点拨 解决生态危机 生态工程是非常有效的途径 重视生态环境保护的同时 更注重与经济 社会效益的结合 湿地生态恢复工程 鄱阳湖的综合治理 矿区废弃地的生态恢复工程 赤峰市元宝山矿区生态恢复工程 城市环境生态工程 张家港 大连等国家环境保护模范城市 生态工程的基本原理 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 生态系统的稳定性 生物多样性程度高 可提高生态系统的抵抗力稳定性 三北 防护林建设中的单纯林问题 珊瑚礁生态系统的生物多样性问题 生物与环境的协调与平衡 可避免系统的失衡和破坏 太湖富营养化问题 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 林业建设中自然生态系统与社会 经济系统的关系问题 系统的结构决定功能原理 分布式结构优于集中式和环式结构 改善和优化系统的结构以改善功能 桑基鱼塘 系统整体性原理 总体功能大于各部分之和 能保持很高的系统生产力 珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系 高考警示钟 并不是所有生态工程的原理都相同不同环境下的生态工程可能会不同 依据的原理也不可能完全相同 因地制宜 不能生搬硬套 典例训练1 2011 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 曝气池 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 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 解题指南 1 考查实质 细胞呼吸方式 生态系统的结构 生态工程的原理 2 题眼 1 厌氧 曝气 兼氧 由此推出微生物呼吸方式为有氧呼吸和无氧呼吸 2 污水经净化处理后 可用于浇灌绿地 推出利用了物质循环再生原理 植物池中生活着水生植物 昆虫 鱼类 蛙类等生物 表明生物种类繁多 组成群落 推出利用了物种多样性原理 解析 1 厌氧沉淀池主要是无氧呼吸 曝气池为有氧呼吸 兼氧池两种方式均有 2 生物群落是指生活在一定区域内所有生物个体的总称 生态系统还包含有无机环境 植物池是水生环境 固定光能的是水生植物 从食物链考虑 第一营养级是水生植物 其次是初级消费者 3 生态系统的原理包括 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 4 生态工程对恢复和重建受损生态环境的作用非常重要和有效 生态工程建设的目的就是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 达到经济效益和生态效益的同步发展 答案 1 无氧和有氧 2 群落一水生植物太阳 3 物质循环再生物种多样性系统学和工程学 任选两个即可 4 已破坏的生态环境 互动探究 1 水生植物如何固定能量 提示 进行光合作用 分析 植物是自养生物 能利用光能把无机物转化成有机物 2 协调与平衡原理协调内容是什么 提示 生物与环境之间的关系 分析 在进行生态工程建设时 生物与环境的协调与平衡也是需要考虑的问题之一 生态工程的实例 物质循环再生原理 整体性原理 物种多样性原理 核心 沼气工程 优点 农 林 牧 副 渔全面发展 开发可更新资源 减少环境污染 整体性原理 协调与平衡原理 工程学原理 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 生态工程模式应各具特色 物种多样性原理 协调与平衡原理 整体性原理 工程建设中应注意的问题 考虑树种生态适应性问题 种植适宜品种 考虑树种多样性 保证防护林体系稳定性 不同地区应根据当地情况采取不同策略 协调与平衡原理 整体性原理 主要措施 退耕还湖 主要困难 解决迁出湖区居民的生计问题 系统学和工程学原理 种植耐旱的灌木 草和树 确定合理载畜量 改良表土 协调与平衡原理 整体性原理等 解决大气污染措施 禁止使用有铅汽油 水污染 减少或禁止污水排放 进行污水净化 典例训练2 江苏某农户创建的冬季生态型种植养殖模式如图所示 请据图回答下列问题 1 牛棚内产生的 可扩散进入蔬菜大棚 提高蔬菜的光合作用效率 蔬菜光合作用产生的 可扩散进入牛棚 2 秸秆除了作为牛的饲料外 还可与牛粪混合堆放进行 腐熟的产物肥效提高 这是因为 这种肥料用于蔬菜栽培可以提高蔬菜产量 3 在牛的品系 饲料品种和用量不变的条件下 采用这种养殖模式 牛的生长速率明显提高 其主要原因是 4 牛棚保温所需的热能来源于牛身散热 地热 和 5 从生态工程的角度分析 这种种植养殖模式主要利用的基本原理是 解题指南 1 考查实质 光合作用和细胞呼吸的影响因素 生态工程的基本原理 2 解题关键 解答本题的关键是判断生态工程中利用的生态原理 根据 牛产生二氧化碳供蔬菜利用 蔬菜产生氧气供牛利用 判断出利用了物质循环再生原理 解析 1 牛棚内的牛和微生物呼吸作用产生的二氧化碳可扩散到蔬菜大棚中 提高蔬菜的光合作用效率 蔬菜光合作用产生的氧气可扩散到牛棚 供牛等呼吸利用 2 秸秆与牛粪混合堆放进行发酵 将有机物分解为无机物 这样才能被蔬菜吸收 3 这种种植养殖模式使牛棚内温度较高 恒温动物牛用于维持体温所消耗的能量减少 用于生长发育的能量较多 因此牛的生长速率明显提高 4 牛棚保温所需的热能来源于环境中的太阳光能和地热 还可来自生物呼吸产生的热 5 该生态种植养殖模式实现了物质的循环利用 答案 1 二氧化碳氧气 2 发酵微生物将有机物分解为无机物 3 牛棚内温度较高因而牛维持体温消耗的能量较少 4 太阳光能发酵产热 5 物质循环再生原理 互动探究 1 模式中的能量最终来源是什么 提示 太阳光能 分析 秸秆 牛 植物等在有机体中的能量都直接或间接来源于太阳光能 2 生态工程还应该遵循的基本原理是什么 提示 整体性原理 协调与平衡原理 物种多样性原理 系统学和工程学原理 分析 生态工程的基本原理包括整体性原理 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 1 生态农业建设是建设社会主义新农村的重要内容之一 下面是两种生态农业模式 模式1鸡 猪 鱼立体养殖模式 一亩鱼池配6 8头猪 100 120只鸡 鱼池中各种鱼的比例大致为 鲢鱼占20 草鱼占40 鲤鱼 鳙鱼占40 每亩投放鱼苗4500尾 每天从鸡舍中收集新鲜的鸡粪晒干 经初步发酵后混入一定量饲料喂猪 猪粪喂鱼 模式2 四位一体 生态模式 以太阳能为动力 以沼气为纽带 将日光温室 沼气池 蔬菜种植和温室养猪相结合的一种新型农业生产模式 请分析回答有关问题 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 体现了生物群落在垂直结构上具有 的现象 2 如图表示某池塘中鲢鱼平均尾重变化情况 由曲线可知 生物体的生长呈 型曲线 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属于 成分 4 建立以沼气为纽带的 四位一体 生态工程主要遵循的生态工程原理是 解析 1 当种群数量达到或超过某一生态系统的环境容纳量时 该生态系统中生物间竞争加剧 甚至导致死亡 从而引起种群数量下降 因此投放的鱼数量不应超过环境容纳量 不同的鱼类生活在不同的水层 体现了群落中的生物在垂直结构上具有分层现象 2 由图可知 该生物体的生长呈现s型曲线 当投放8个月左右时 鲢鱼的平均尾重达到最大值并基本保持不变 因此是最佳捕捞时间 3 模式2的生产者只能通过光合作用固定太阳光能 因此光能进入模式2的途径是通过光合作用完成的 4 该生态工程实现了物质的循环利用 实现了经济的良性发展 因此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物质循环再生原理 答案 1 环境容纳量分层 2 s8 3 生态系统中的生产者光合作用固定光能分解者 4 物质循环再生原理 2 随着工业的迅速发展和城市人口的过度集中 人们在生产和生活中排出的污染物越来越多 对人类环境的影响日趋严重 直接威胁到人类的生存 为解决环境污染问题 人们采取了各种各样的措施 跌水充氧技术 就是其中一例 跌水充氧技术 生活污水首先进入沼气池 经过沼气池处理后的污水再用泵提升进入多级跌水池 跌水池分多格串行 内装组合填料 借助生长在填料上的微生物去除有机物 经过跌水池的污水 一部分回流入沼气池 另一部分进入水耕型蔬菜池 流程如图 请分析回答下列问题 1 生态经济就是通过生态工程实现废弃物的资源化 跌水池生活污水处理用到的生态工程原理有 写两个 2 污水处理过程中有多种微生物参与 生长在填料上的微生物在生态系统中属于 3 经过水耕型蔬菜池处理后的水中 元素明显减少 水耕型蔬菜池中还生活着其他生物类群 水耕型蔬菜池就是一个小型的 4 水耕型蔬菜如水芹菜 茭白的生长 对水中 的繁殖和生长起到了抑制作用 实现了水体净化 并进一步实现了生态系统的 多层次的循环利用 解析 1 生态工程所遵循的原理有 物质循环再生原理 物种多样性原理 协调与平衡原理 整体性原理等 2 污水处理过程中有多种微生物参与 生长在填料上的微生物在生态系统中属于分解者 3 经过水耕型蔬菜池 氮 磷等植物所需要的营养元素被蔬菜利用 从而减少 由于在蔬菜池中生活着其他生物类群 因此可以看作一个小型的生态系统 4 水耕型蔬菜在生长过程中与水中的藻类进行营养竞争 从而抑制了藻类的生长 污水中的成分随蔬菜进入生态的流通渠道 实现物质的多级循环利用 答案 1 物种多样性原理物质循环再生原理系统的整体性原理 任选其二 2 分解者 3 氮 磷生态系统 4 藻类物质 3 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 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 解析 本题主要考查稻田生态农业的模式 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 答案 1 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 2 系统的结构决定功能减少了化肥和农药的使用量 减少了对水的污染 3 无以核膜为界限的细胞核 无成形的细胞核 4 蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合作用 使其光合作用增强整体性 4 2012 厦门模拟 湿地是地球上生物生产力最大的生态系统之一 它是天然的蓄水池 并能过滤和分解水中的污染物进而改善水质 被誉为 地球之肾 湿地类型众多 如红树林 河流 湖泊和稻田等 1 湿地由于其特殊的水文及地理特征 具有 等生态功能 2 在红树林等湿地生态系统中 碳元素主要通过 过程被固定在有机物中 并沿着 进行传递 3 与生物多样性丰富的湖泊相比 稻田的 稳定性较低 4 调查表明 我国相当一部分湖泊已不同程度富营养化 原因是含氮 磷等元素丰富的污染物的排放量超过了湖泊 的限度 使其自我调节能力下降 富营养化水体中造成鱼类大量死亡的原因有 等 5 湿地面积的缩小会导致局部气候变劣 等 6 湿地生态恢复工程就是采用 和 措施相结合的方法 如废水处理 污染控制 土地处理工程 以及 等 使受到干扰的湿地得以恢复 解析 本题主要考查湿地的类型和作用 1 湿地可以调节区域气候 蓄洪防旱 控制土壤侵蚀 自然净化污水 为迁飞的鸟类和多种动 植物提供栖息地 2 生态系统中 二氧化碳通过光合作用被固定形成有机物 再以有机物的形式沿食物链 网 传递 3 生物多样性越丰富 其抵抗力稳定性越高 恢复力稳定性越低 稻田的物种多样性比湖泊低 所以它的抵抗力稳定性比湖泊低 4 自动净化能力是湖泊恢复到以前正常状态的能力 是有限度的 超过了限度就会造成破坏 水体富营养化导致藻类大量繁殖 产生毒素并消耗水中的氧 造成鱼类大量死亡 5 湿地面积