选修3专题五第二节生态工程的实例与前景

1、选修选修3现代生物科技专题现代生物科技专题 1 2 20世纪世纪70年代以来我国生态工程的理论和年代以来我国生态工程的理论和 实践取得了长足的进步。已应用于农业生实践取得了长足的进步。已应用于农业生 产、环境保护、城镇建设等许多方面。产、环境保护、城镇建设等许多方面。 那么生态工程在实践中具体有哪些应用呢？那么生态工程在实践中具体有哪些应用呢？ 3 4 1.1.在这一案例中，主要运用了哪些生态工程的基本原理？在这一案例中，主要运用了哪些生态工程的基本原理？ 物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理等。物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理等。 请思考请思考 5 2.2.此此生态系统的

2、结构和功能有哪些特点？生态系统的结构和功能有哪些特点？ 此此案例以沼气为核心，农林牧副渔全面发展，增加了就业机会，案例以沼气为核心，农林牧副渔全面发展，增加了就业机会， 促进了经济发展；降低了环境污染，促进了农村可持续发展。促进了经济发展；降低了环境污染，促进了农村可持续发展。 请思考请思考 6 7 山顶戴帽子：山顶戴帽子：封山育封山育林。林。 山腰系带子：山腰系带子：还林还草，发挥林草拦蓄作用。还林还草，发挥林草拦蓄作用。 坡地修台子：坡地修台子：坡耕地坡耕地修修梯田梯田。 地埂锁边子：地埂锁边子：种植作物保护地埂。种植作物保护地埂。 荒地荒沟栽苗子：荒地荒沟栽苗子：在荒山荒沟在荒山荒沟营造

3、营造薪薪柴柴林。林。 山脚种果子：山脚种果子：山脚建山脚建果园果园。 沟底穿靴子：沟底穿靴子：修建坝、修建坝、堤、拦蓄泥沙。堤、拦蓄泥沙。 见缝插针钉扣子：见缝插针钉扣子：利用利用零星零星地种植地种植果果树。树。 秋田盖罩子：秋田盖罩子：覆盖覆盖地膜等地膜等保土耕作措施。保土耕作措施。 8 请思考：请思考： 9 3. 大区域生态系统恢复工程大区域生态系统恢复工程 据据1999年统计我国荒漠化土地已达年统计我国荒漠化土地已达2.67x106km2 问题问题: : 对策对策: : 案例案例: : 草草 方方 格格 阻阻 止止 沙沙 丘丘 移移 动动 植树造林、退耕还林、还草植树造林、退耕还林、还草

4、 三北（华北、东北、西北）防护林建设三北（华北、东北、西北）防护林建设 11 12 三北防护林带三北防护林带 三北防护林三北防护林工程横跨多个省区，根据协调与平工程横跨多个省区，根据协调与平 衡原理和生物多样性原理，不同地区在造林设衡原理和生物多样性原理，不同地区在造林设 计上应注意什么问题？计上应注意什么问题？ 首先首先应应因地制宜因地制宜种植适宜种植适宜品种品种，宜林则林，宜林则林， 宜草则草；宜草则草；其次其次要考虑要考虑树种多样性树种多样性，保证防护，保证防护 林体系的稳定性；不同地区应根据当地林体系的稳定性；不同地区应根据当地实际实际情情 况采取不同策略，况采取不同策略，做到因地制宜

5、做到因地制宜。 请思考：请思考： 14 4. 4. 湿地生态恢复工程湿地生态恢复工程 湿地湿地包括：湖泊、河流、沼泽、水库、池塘、包括：湖泊、河流、沼泽、水库、池塘、 水稻田等等。它们共同的特点是水稻田等等。它们共同的特点是其表面常年或经其表面常年或经 常覆盖着水或充满了水，是介于陆地和水体之间常覆盖着水或充满了水，是介于陆地和水体之间 的过渡带。的过渡带。 15 .生物多样性. 湿地的功能：湿地的功能： 16 4. 湿地生态恢复工程湿地生态恢复工程 为了眼前利益，人们大量围湖造田，生活污水为了眼前利益，人们大量围湖造田，生活污水 、工厂污水乱排乱放，使、工厂污水乱排乱放，使湿地湿地遭到严重破

6、坏和遭到严重破坏和 面积锐减面积锐减 问题问题: : 对策对策: : 案例案例: : 2012年年10 月，江西月，江西 下拨下拨6000 多万元用多万元用 于支持鄱于支持鄱 阳湖生态阳湖生态 湿地保护湿地保护 控制污染、退耕控制污染、退耕还湖还湖 江西鄱（江西鄱（p） 阳湖湿地生态恢复工程阳湖湿地生态恢复工程 17 1.1.当初人们为什么要围湖造田？当初人们为什么要围湖造田？ 主要原因：我国人多地少，粮食短缺，在主要原因：我国人多地少，粮食短缺，在“以粮为纲以粮为纲”的年的年 代，围湖造田，种植农作物，以生产更多的粮食；代，围湖造田，种植农作物，以生产更多的粮食；片面强调经片面强调经 济济发

7、展，没有认识到湖泊的巨大生态调节功能也是重要原因。发展，没有认识到湖泊的巨大生态调节功能也是重要原因。 2.2.为什么说为什么说“退耕还湖退耕还湖”是一项巨大的系统工程？实施这一工是一项巨大的系统工程？实施这一工 程面临的主要困难是什么？程面临的主要困难是什么？ 退耕还湖不仅包括退耕地为湖区，还包括退耕后湖区上游退耕还湖不仅包括退耕地为湖区，还包括退耕后湖区上游 以及湖区周围的生态环境保护工作；更重要的是原耕地上居民以及湖区周围的生态环境保护工作；更重要的是原耕地上居民 的迁移，要解决迁出居民的生活和就业等问题，这是退耕还湖的迁移，要解决迁出居民的生活和就业等问题，这是退耕还湖 工程的主要困难

8、。工程的主要困难。 3.3.地处湖区上游的人们对湿地恢复生态工程负有什么责任？地处湖区上游的人们对湿地恢复生态工程负有什么责任？ 保护环境，减少水土流失和水污染。例如保护环境，减少水土流失和水污染。例如, ,减少工减少工 厂、生活污水往水体中的排放，农田中减少化肥和农厂、生活污水往水体中的排放，农田中减少化肥和农 药的施用量等。药的施用量等。 5.5.矿区废弃地的生态工程矿区废弃地的生态工程 问题：问题： 对策：对策：修复土地、恢复植被修复土地、恢复植被 案例：案例：赤峰市元宝山矿区生态恢复工程赤峰市元宝山矿区生态恢复工程 福建紫金山矿业福建紫金山矿业 矿区生态环境已遭到严重破坏矿区生态环境已

9、遭到严重破坏 19 人工制造表土人工制造表土 植树种草植树种草 20 请思考：请思考： 还有金矿、铁矿还有金矿、铁矿、铜矿、铜矿等。这些生态恢复工程等。这些生态恢复工程 最重要的是改良表土，恢复植被，但要因地制宜。最重要的是改良表土，恢复植被，但要因地制宜。 除煤矿外，你知道还有哪些矿区吗？这些矿区的除煤矿外，你知道还有哪些矿区吗？这些矿区的 恢复工程与煤矿是否有不同之处？恢复工程与煤矿是否有不同之处？ 21 6. 6. 城市环境生态工程城市环境生态工程 问题：问题：城市生活垃圾、污水、气体、噪音等污染问题城市生活垃圾、污水、气体、噪音等污染问题 对策：对策：城市绿化污水净化和废弃物处理等综合

10、治理城市绿化污水净化和废弃物处理等综合治理 22 6. 6. 城市环境生态工程城市环境生态工程 问题：问题：城市生活垃圾、污水、气体、噪音等污染问题城市生活垃圾、污水、气体、噪音等污染问题 对策：对策：城市绿化污水净化和废弃物处理等综合治理城市绿化污水净化和废弃物处理等综合治理 23 减少污染的措施：制定法律法规，禁止市区内鸣笛，减少污染的措施：制定法律法规，禁止市区内鸣笛， 禁止使用含铅汽油，鼓励使用电力、天然气等无污染能禁止使用含铅汽油，鼓励使用电力、天然气等无污染能 源的新型汽车等。源的新型汽车等。 汽车尾气汽车尾气、汽车噪汽车噪音已对城市环境构成了严重的威音已对城市环境构成了严重的威

11、胁胁。你认为应当限制城市居民购买汽车吗？为什么？。你认为应当限制城市居民购买汽车吗？为什么？ 如果不限制，应当采取什么措施来减少由汽车造成的如果不限制，应当采取什么措施来减少由汽车造成的 污染？污染？ 请思考：请思考： 24 1.1.“生物圈生物圈2 2号号”的实验及启示的实验及启示 二、生态工程的发展的前景二、生态工程的发展的前景 多年来，人们梦想着走出地球。多年来，人们梦想着走出地球。“生物圈生物圈2 2号号”就是人工模仿就是人工模仿 自然生态系统而建造的微型人工生态循环系统，探索人类离自然生态系统而建造的微型人工生态循环系统，探索人类离 开地球的可行性。开地球的可行性。 25 “生物圈生

12、物圈2 2号号”于于19861986年年1111月动工。月动工。19911991年年9 9月，第一批月，第一批8 8名实验名实验 者进入其中并开始实验。者进入其中并开始实验。19931993年年2 2月，向月，向“生物圈生物圈2 2号号”输氧，人员输氧，人员 撤出。撤出。19941994年年2 2月第二批月第二批7 7名实验者进入其中，几个月后撤出，实验名实验者进入其中，几个月后撤出，实验 失败。该工程失败。该工程1515亿美元，历时亿美元，历时8 8年，最终失败。年，最终失败。 26 （1 1）实验目的：）实验目的： 制造一个人工模拟的生命支持系统，以验证人类在离开地球的制造一个人工模拟的生

13、命支持系统，以验证人类在离开地球的 情况下，利用人工生态系统，仅依靠太阳能，能否维持生存。情况下，利用人工生态系统，仅依靠太阳能，能否维持生存。 （2 2）实验场所：）实验场所：美国亚利桑那州。美国亚利桑那州。 （3 3）实验特点：）实验特点： 物质上：物质上：与外界隔绝；与外界隔绝；信息上：信息上：可以通过电力传输、电信可以通过电力传输、电信 和计算机同外界相连；和计算机同外界相连；能量上：能量上：只允许太阳能通过玻璃射入。只允许太阳能通过玻璃射入。 （4 4）实验结果：）实验结果：最终失败最终失败 （5 5）实验失败原因：）实验失败原因：大气成分的变化，内部气候没调节好。大气成分的变化，内

14、部气候没调节好。 （6 6）实验启示：）实验启示： 在现有技术条件下人类没有能力去完全模在现有技术条件下人类没有能力去完全模 拟出自然生态系统拟出自然生态系统 “生物圈生物圈2号号” 27 （1 1）我国目前的生态危机）我国目前的生态危机 人口激增，人多地少人口激增，人多地少 山区丘陵面积大，生产规模小山区丘陵面积大，生产规模小 环境与资源已严重破坏环境与资源已严重破坏 能源紧缺能源紧缺 2.2.我国生态工程发展前景的分析与展望我国生态工程发展前景的分析与展望 28 （2 2）我国生态工程的分析）我国生态工程的分析 我国的农业生态工程遵循的我国的农业生态工程遵循的“整体、协调、整体、协调、 再

15、生、循环再生、循环”原理符合我国古代原理符合我国古代“天人合天人合 一一”的思想。吸收了传统的精华，适合我的思想。吸收了传统的精华，适合我 国农业发展。国农业发展。 29 （3 3）我国生态工程存在的问题）我国生态工程存在的问题 还没有定量化、标准化的生态工程样板还没有定量化、标准化的生态工程样板 生态系统的调控缺乏准确及时的检测技术生态系统的调控缺乏准确及时的检测技术 缺乏理论性指导，设计科技含量不够缺乏理论性指导，设计科技含量不够 30 （4 4）我国生态工程的前景）我国生态工程的前景 随着社会、经济、科学的不断发展，以及可持续发随着社会、经济、科学的不断发展，以及可持续发 展战略的进一步

16、实施，我国生态工程建设必将取得展战略的进一步实施，我国生态工程建设必将取得 辉煌的成绩。辉煌的成绩。 政府十分重视，不断通过试点探索，到目前为止已有政府十分重视，不断通过试点探索，到目前为止已有 2000多个试点，并且在生态、经济、社会等方面，已多个试点，并且在生态、经济、社会等方面，已 取得明显的效益。取得明显的效益。 31 发达国家经济发展水平较高，人均土地、水等资发达国家经济发展水平较高，人均土地、水等资 源占有量较多，往往注重生态恢复，而较少注重经济源占有量较多，往往注重生态恢复，而较少注重经济 效益。我国人口较多，人均土地、水资源和能源占有效益。我国人口较多，人均土地、水资源和能源占

17、有 量少，在进行生态工程时，要注重生态效益、社会效量少，在进行生态工程时，要注重生态效益、社会效 益和经济效益的统一。益和经济效益的统一。 发达国家与我国的生态工程建设强调的重点有所不同，发达国家与我国的生态工程建设强调的重点有所不同， 为什么？为什么？（P126)P126) 请思考：请思考： 32 请阅读P127 思考与探究 33 34 (08江苏生物江苏生物)（8分）江苏某农户创建的冬季分）江苏某农户创建的冬季 生态型种植养殖模式如下图所示，请据图回生态型种植养殖模式如下图所示，请据图回 答下列问题。答下列问题。 35 （1）牛棚内产生的）牛棚内产生的_ _ _可扩散进入蔬菜大棚，提高蔬菜

18、可扩散进入蔬菜大棚，提高蔬菜 的光合效率；蔬菜光合作用产生的的光合效率；蔬菜光合作用产生的_可扩散进入牛棚。可扩散进入牛棚。 （2）秸杆除了作为牛的饲料外，还可与牛粪混合堆入进行）秸杆除了作为牛的饲料外，还可与牛粪混合堆入进行_ 腐熟的产物肥效提高，这是因为：腐熟的产物肥效提高，这是因为： 这种肥料用作蔬菜栽培可以提高蔬菜产量。这种肥料用作蔬菜栽培可以提高蔬菜产量。 二氧化碳二氧化碳 氧气氧气 发发 酵，酵， 微生物将有机物分解为无机物微生物将有机物分解为无机物 36 （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）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

19、，牛的 生长速率明显提高，其主要原因是生长速率明显提高，其主要原因是牛棚内温度较高因而牛维持体温消耗的牛棚内温度较高因而牛维持体温消耗的 能量较少能量较少 。 （4）牛棚保温所需的热能来源于牛身散热、地热、）牛棚保温所需的热能来源于牛身散热、地热、_太阳光能太阳光能 _和和_ 发酵产热发酵产热 。 （5）从生态系统主要功能的角度分析，这种种植养殖模式较好地实现了）从生态系统主要功能的角度分析，这种种植养殖模式较好地实现了 物质的循环利用和能量的高效利用物质的循环利用和能量的高效利用 。 37 （08广东广东.32）(10分分) 随着水体富营养化程度日趋严重，淡水湖泊藻类水华频繁发生。人工打随着

20、水体富营养化程度日趋严重，淡水湖泊藻类水华频繁发生。人工打 捞和投放大量化学杀藻剂紧急处理是常用的治理方法。近年来，研究者采用捞和投放大量化学杀藻剂紧急处理是常用的治理方法。近年来，研究者采用 投放食浮游植物的鱼类和投放食浮游植物的鱼类和种植大型挺水植物构建生物修复系统的方法，收到种植大型挺水植物构建生物修复系统的方法，收到 较好的效果。根据上述材料回答问题：较好的效果。根据上述材料回答问题： （1）杀藻剂处理水华与生物修复的方法相比主要缺点是）杀藻剂处理水华与生物修复的方法相比主要缺点是 二次污染二次污染 和和 持效短持效短 。 （2）在该修复生态系统中，主要生产者是）在该修复生态系统中，主要生产者是 藻类藻类 和和 大型挺水植物大型挺水植物 ，鱼，鱼 类属于该生态系统的类属于该生态系统的 消费者消费者 。 （3）生物修复系统构建后，种间关系发生了哪些主要变化）生物修复系统构建后，种间关系发生了哪些主要变化? 大型挺水植物与藻类竞争；鱼类捕食藻类大型挺水植物与藻类竞争；鱼类捕食藻类 （4）挺水植物在该系统中的作用是）挺水植物在该系统中的作用是 吸收营养，降低富营养化程度吸收营养，降低富营养化程度 和和 分泌次生代谢物