2014届生态工程学案(教师版)

1、高三生物一轮复习学案 内容：专题5生态工程2014.1设计人：梅学先5.1生态工程的基本原理一、生态工程的概念：生态工程是指人类应用生态学和系统学 等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已被破坏 的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的 传统生产方式进行改善,并提高生态系统的生产力 ，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。二、生态工程的兴起：1、 全球经济迅猛发展的同时，出现的新问题：经济的发展需要技术进步，但技术的进步又往往带来严重的环境污染和资源匮乏，反过来威胁到人类社会的发展。2、不同的观点的争论：1） 传统的解决问题的“割裂式 思维”，往往仅是造成 污染物在不

2、同地区间的转移,不能彻底解决问题。2） 美国等国家曾提出实现污染物“零排放 ”的对策。3） 一些发达国家学者还提出，通过“限制生产、限制发展”的途径来减少污染的主张,也不 可取。3、解决问题的思路：1987年，在联合国报告我们共同的未来中，提出了“可持续发展”的战略思想，即经济发展不仅要满足当代人的需要，还要不危害后代人的发展能力 ；生态利益应和社会利益与经济的增长 协同 考虑。在这种形势下，一门新学科生态工程 得到迅速的发展。三、关注生态工程建设1、 目的：遵循自然界 物质循环 的规律，充分发挥资源的牛产潜力，防止环境污染,达到经济效益和生态效益 的同步发展。2、 特点：与传统工程相比，生态

3、工程是一类少消耗、多效益、可持续 的工程体系。3、 原因：传统经济模式正在毁坏水、大气、土壤和牛物资源 ，消耗地球赠给我们的 自然资本。4、 生态经济：主要是通过实行 “循环经济”的原则，特点是使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或另一个系统的生产原料 ，从而实现 废弃物的资源化 。实现循环经济最重要的手段之一就是 生态工程。四、生态工程所遵循的基本原理1、物质循环再生 原理。含义：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。实例：“无废弃物农业”。即通过积极种植能够固氮 的豆科作物,以及收集一切可能的有机物质，包

4、括人畜粪便、枯枝落叶、残羹剩饭、河泥、炕土、老墙土以及农产品加工过程中的 废弃物等，采用堆肥和沤肥等多种方式，把它们转变为有机肥料 ，施用到农田中，改善了土壤结构 ；培育了 土壤微生物 ；实现了土壤养分如氮、磷、钾及微量元素的循环利用。2、物种多样性 原理。含义：物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性 。众多的生物通过 食物链关系互相依存，可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的 生物量，提高系统生产力 。 即使某个物种由于某种原因而死亡，也会很快有其他物种占据它原来的生态位置，从而避免了系统结构和功能的失衡。实例：反面：辽宁西部章古台地区的樟子松林，由于没有一条昆虫与其天敌相生相克的

5、食物世，松毛虫肆虐一时，甚至使当地成为“不毛之地”。正面：由 珊瑚虫 和 某些藻类 共生组成的珊瑚礁区，物种繁多，系统稳定,保持很高的 生物多样性 。3、协调与平衡 原理。进行生态工程建设时要处理好生物与环境 的协调与平衡，需要考虑环境承载力（又称环境容纳量），即某种环境所能养活的生物种群的最大数量。如果生物的数量超过了这一限度，就会引起系统的失衡与破坏。4、整体性原理。含义：进行生态工程建设时，不但要考虑到 自然生态系统 的规律,更重要的是，还要考虑到 经济 和 社会 等系统的影响力。实例：在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面要考虑贫困地区农民的 生活 问题，如粮食、烧柴及

6、收入 等。意义：只有应用整体性原理，才能统一协调当前与长远、局部与整体、开发与环境建设之间的关系，保障生态系统的平衡和稳定。5、系统学和工程学原理。（1） 系统的结构决定功能原理:含义：生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构,通过改变和优化结构，达到改善 系统功能的目的。实例：我国南方水网地区的桑基鱼塘 模式。（2）系统整体性 原理:含义：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 ”。实例： 珊瑚礁 之所以能够保持很高的系统生产力，得益于珊瑚虫和藻类组成的高效的 植物一动物 营

7、养循环 。6、生态工程的原理及比较（参见创P243）生态系统中的 能量多级利用和物质循环再生是牛态学的一条基本原理，是建立生态农业 的依据。5.2生态工程的实例和发展前景一、我国生态工程发展现状20世纪70年代以来，我国生态工程的理论和实践都取得长足进步。在实践上以应用于农 业生产、环境保护 、 城镇建设 等许多方面，取得了令世人瞩目的成就。在进行生态工程建设时，应当根据当地的因地制宜 地进行。二、生态工程的实例1、农村综合发展型生态工程(1) 问题：我国 人多地少 矛盾突出，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：北京窦店村 为中心的物质

8、多级(4) 主要原理： 物质循环再生原理、 整体性原理、物种多样性 原理等。(5) 特点：创造多种 劳动力就业 机会，增加农民收入 ，开发可以更新的资源,减少环境污染。2、小流域综合治理生态工程(1) 问题：小河流是河流各级支流的集水区域，水土流失 比较严重。(2) 对策：应用生态工程的整体原理、协调与平衡 原理以及工程学等原理,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。案例：我国甘肃陇南地区“九子登科 ”的治理模式。3、大区域生态系统恢复工程(1 )问题：我国土地 荒漠化严重。造成的原因依次为：过度樵采(32 %)，过度放牧(30% )，盲目开垦(27%

9、 )，不合理利用 水资源 (9. 6%)，其他(14%)。(2 )对策：实施森林或草原植被恢复 的生态工程、水土保持 的生态工程等。(3) 案例：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。(4) 意义：减轻了风沙、干热风、寒露风、昆虫等农作物的危害，改善了农业生产条件，加快了地方经济发展和人民脱贫致富奔小康的步伐。(5) 主要原理：协调与平衡原理、物种多样性 原理、整体性原理。4、湿地生态恢复工程(1) 湿地的功能：湿地被誉为地球的“ 肾脏”,具有 蓄洪防旱，调节区域气候， 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 ，为人们提供 休闲娱乐的

10、环境等功能。(2) 问题：人们对湿地进行排水 和 围垦，已经破坏了地球上 80%的湿地资源。导致局部气候变劣、地下水位 下降、生物多样性降低、迁飞鸟类绝迹等。(3) 对策：采用 工程和生物 措施相结合的方法，女口废水 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。在湿地周围建立 缓冲带 ，以尽量减少人类的干 靠 自然演替 等机制恢复其生态功能。(4) 案例：鄱阳湖的生态恢复工程。治理方针：平堤行洪、退田还湖、移民建镇注意事项：不仅要退耕还湿地或建立自然保护区，还要注意湿地上、中游的水土保持情况，以及如何解决迁出农民的生计问题。工程学原理(

11、5) 主要原理：整体性原理、协调与平衡原理、物种多样性原理、系统学和5、矿区废弃地的生态恢复工程(1 )问题：矿区开采会造成土体、 土壤 和植被，乃至整个地区生态系统的破坏。尤其是规模巨大的采矿业，不仅会对土地景观造成巨大的影响，还可能产生严重的 重金属 污染。(2) 对策：人们采取人工制造表土 、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等措施，其中关键在于植被恢复 ，以及植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建。而不是种植农作物，原因是矿区土壤条件恶劣，不适应农作物的生长。(3) 案例：我国赤峰市元(4) 主要原理：物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性 原理6、城市环境生态工程(1) 问

12、题：随着城市化进程加快， 我国环境污染严重，包括过量的 垃圾 污染、大气 污 染、噪声污染等。(2) 对策：对城市的治理，要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，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，进彳资源化 利用。制进行监督。(3) 案例：张家港、大连、厦门等环境保护模范城市。(4 )主要原理：物质循环再生原理、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。三、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

13、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) 组成：密封的钢架构型 +7种模拟生态群落区+两个大气扩张室+阳光(3) 失败原因：主要是 温度 失调；“大气和海洋”比例与地球相差甚远,导致空气中 CO? 的含量猛增；_02量减少，不足以维持人及动物的生存。(4) 启示：使人们认识到与自然 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。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主要特点：除了治理环境污染之外，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。总体看,应用范围小，不太强调经济效益 。(2) 我国生态工程特点：我国目前面临的生态危机， 已经不单纯是环境污染问题， 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”。因此，我国的生态工程建设，要走中国特色的道路，即不仅要重视对生态环境的保护，更要注重与 经济、社会效益的结合。我国的农业生态工程遵循“