第4章 第3节 生态工程（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中生物学选择性必修2 生物与环境（人教版2019）单选

第4章 人与环境 第3节　生态工程 栏目索引 自主落实 掌握必备知识 合作探究 提升关键能力 学以致用 发展核心素养 素养训练 评价学习效果 课时目标 1.运用稳态与平衡观、局部和整体观，理解生态工程建设的原理，分析生态工程的实例。(生命观念) 2．简述生态工程建设所应遵循的原理，分析生态环境问题及解决对策。(科学思维) 3．认同我国生态文明建设，形成环境保护意识。(社会责任) 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 一、生态工程的基本原理 1．关注生态工程建设 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 2．生态工程所遵循的基本原理 生态工程以生态系统的____________________为基础，遵循着______________________等生态学基本原理。 (1)自生 ①含义：由生物组分产生的______、自我优化、________、自我更新和维持。 自组织、自我调节功能 整体、协调、循环、自生 自组织 自我调节 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 ②要求 a．遵循自生原理，需要在生态工程中有效选择________并合理布设。 b．要维持系统的自生，就需要创造有益于生物组分的________________，以及它们形成________关系的条件。 生物组分 生长、发育、繁殖 互利共存 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 (2)循环 ①含义：在生态工程中促进系统的物质__________，既保证各个环节的物质迁移顺畅，也保证主要物质或元素的______较高。 ②意义：通过系统设计实现不断____，使前一环节产生的____尽可能地被后一环节利用，减少整个生产环节“废物”的产生。 迁移与转化 转化率 循环 废物 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 (3)协调 ①含义：__________、__________的协调与适应。 ②要求：需要考虑__________。如果生物的数量超过了__________的限度，就会引起系统的失衡和破坏。 生物与环境 生物与生物 环境容纳量 环境承载力 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 (4)整体 ①要求 a．遵从____________的规律，各组分之间要有__________，不同组分之间应构成有序的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。 b．考虑__________等系统的影响力。 ②意义：统一协调当前与长远、__________、开发建设与________之间的关系，保障生态系统的平衡和稳定。 自然生态系统 经济和社会 适当的比例 局部与整体 环境保护 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 二、生态工程的实例和发展前景 1．生态工程的实例 (1)农村综合发展型生态工程 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 (2)湿地生态恢复工程 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 (3)矿区废弃地的生态恢复工程 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 2．生态工程的发展前景 (1)存在的问题 ①缺乏定量化模型的指导，难以设计出______________的生态工程样板。 ②有些设计缺乏______含量，生态系统的调控缺乏及时准确的监测技术的支持，缺乏理论性指导等。 标准化、易操作 高科技 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 (2)发展前景 ①解决我国目前面临的生态危机，不但要重视对生态环境的保护，更要注重与______________的结合，需要________发挥作用。 ②我国党和政府高度重视________建设，在党的十九大报告中，首次把________作为建设社会主义现代化强国的重要目标。 经济、社会效益 生态工程 生态文明 美丽中国 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 ◆助学巧记 1．“无废弃物农业”物质循环再生示意图 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 2．矿区生态恢复工程流程图 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 ◆思维启迪 1．桑基鱼塘应用了生态工程的哪些基本原理？ 提示：自生、循环、协调、整体原理。 2．某城市通过建设人工湿地，使绝大部分的污水得到净化。主要利用了土壤、人工介质、微生物的作用对污水和污泥进行处理。该生态工程中选择合适的人工介质的目的是什么？ 提示：选择合适的人工介质以利于好氧微生物的分解作用。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 ◆基础速判(对的画“√”，错的画“×”) 1．生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础，遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。(　　　　) 2．依据生态工程的循环原理，应该对垃圾进行焚烧处理，这样可以加速生态系统的物质循环。(　　　　) 3．如果生物的数量超过了环境承载力的限度，就会引起系统的失衡和破坏。(　　　　) √ × √ 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 4．湿地的缩小会导致局部气候恶化、地下水位下降、生物多样性降低、迁飞鸟类绝迹等。(　　 　　) 5．农村综合发展型生态工程的原理是一样的，各地均可按相同的模式建设。(　　 　　) 6．在某矿区废弃地进行公园化建设时，需要考虑植被与土壤之间的协调。(　　 　　) √ × √ 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 任务一 生态工程的基本原理 下图为桑基鱼塘模式图。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 [问题探究] 1．蚕沙进入鱼塘，经分解者作用后被植物利用，主要遵循的原理是什么？ 答案：循环原理。 2．桑基鱼塘在设计时要考虑栽种作物与养殖动物的比例，主要遵循的原理是什么？ 答案：整体原理。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 3．当桑叶价格高，卖桑叶比卖鱼更合算时，当地农民会将蚕沙用作桑树的肥料，而不是喂鱼。由此可以看出，生态工程建设除了要考虑生态学、工程学原理，还需要关注什么？ 答案：还需要关注经济学原理，以达到经济效益和生态效益的同步发展。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 1．生态工程所遵循的基本原理归纳 原理 理论基础 意义 实例 自生 原理 自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持 实现系统结构与功能的协调，形成有序的整体 湿地生态系统的修复 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 原理 理论基础 意义 实例 循环 原理 促进系统的物质迁移与转化(物质循环) 实现不断循环，使前一环节产生的废物尽可能地被后一环节利用，减少整个生产环节“废物”的产生 “无废弃物农业” 协调 原理 生物与环境、生物与生物的协调与适应 生物数量不超过环境承载力的限度，避免系统的失衡和破坏 西北地区防护林树种的选择问题 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 原理 理论基础 意义 实例 整体 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 在林业工程建设中，自然系统与社会、经济系统的关系问题 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 2.生态工程所遵循的基本原理的判断 (1)强调物质循环、废物利用、减轻环境污染→循环原理。 (2)体现物种多，营养关系复杂→自生原理。 (3)强调生物与环境的协调与平衡，涉及环境承载力→协调原理。 (4)涉及自然、经济和社会，指整个系统，如林业工程建设→整体原理。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 1．在帮助农民发展经济的时候，一定要注意一些实际问题，如“苹果树不宜在热带地区栽种”“柑橘不宜在北方地区栽种”。这主要体现了生态工程的什么原理(　　) A．协调原理 B．整体原理 C．自生原理 D．循环原理 A 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 解析： 生物只有适应一定的环境才能正常生长，所以“苹果树不宜在热带地区栽种”“柑橘不宜在北方地区栽种”，这主要体现了生态工程的协调原理。故选A。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 2．同学们在“设计某地人工生态林”时提出以下观点： ①选择适合本地生长的树木种类　②尽量增加树木种类　③选择树种时注意不同品种生长的高度 上述观点提出时所遵循的主要生态工程建设原理是(　　) A．协调原理 B．循环原理 C．自生原理 D．整体原理 C 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 解析： 选择适合本地生长的树木种类及尽量增加树木种类，使生物种类多样；选择树种时注意不同品种生长的高度，可以在增加物种多样性的同时，充分利用环境资源，主要遵循了自生原理。故选C。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 3．生态工程倡导“无废弃物农业”的建设。农业废弃物是一种有价值的资源，经过处理后可作为燃料、肥料、饲料、工业原料等，不仅可减轻对环境的污染，还可改良土壤理化性质，提高土壤肥力，增加产品竞争力。下列叙述错误的是(　　) A．生态工程建设要以生态系统的自组织、自我调节功能为基础 B．“无废弃物农业”遵循了循环原理，极大地提高了能量利用率 C．农业废弃物的利用可实现土壤养分如氮、磷、钾及微量元素的循环利用 D．在进行生态工程建设时，依据协调原理，要提高生物多样性，构建复合的群落 D 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 解析： 生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础，遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理，A正确；“无废弃物农业”遵循了生态工程的循环原理，极大地提高了能量利用率，B正确；农业废弃物的利用可实现土壤养分如氮、磷、钾及微量元素的循环利用，C正确；在进行生态工程建设时，应尽量提高生物多样性程度，利用种群之间互利共存关系，构建复合的群落，体现了生态工程的自生原理，D错误。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 任务二 生态工程的实例和发展前景_ 下图为某地“农村综合发展型生态工程”示意图。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 [问题探究] 1．该案例中主要运用了生态工程的哪些基本原理？ 答案：整体、协调、循环、自生。 2．该生态系统的结构有什么特点？ 答案：该生态系统中的各组分搭配合理，紧密联系形成一个有序整体。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 3．该生态系统的功能有哪些特点？ 答案：该生态系统实现了物质循环利用和能量多级利用，减少了废物排放和环境污染。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 1．生态工程的实例的比较 类型 问题 主要原理 对策 农村综合发展型生态工程　 人多地少，资源有限 循环、整体、协调、自生 建立综合发展型生态工程 湿地生态恢复工程 湿地的缩小、环境污染以及生物资源的过度利用 自生、协调 控制污染、退耕还湖、建立缓冲带 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 类型 问题 主要原理 对策 矿区废弃地的生态恢复工程 矿区生态环境的破坏和重金属污染 自生、协调、整体 修复土地、恢复植被 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 2.三大生态工程实例中的“关键点”归纳 (1)农村综合发展型生态工程：核心是沼气工程，优点是开发可以更新的资源，减少环境污染。 (2)湿地生态恢复工程 ①主要措施：退耕还湖。 ②主要困难：解决迁出湖区居民的生计问题。 (3)矿区废弃地的生态恢复工程：关键在于植被恢复，以及植被恢复所需的土壤微生物群落的重建。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 1．下列关于湿地生态恢复工程的叙述，错误的是(　　) A．该工程采用的是工程学和生态学措施相结合的方法 B．在湿地的周围，要建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰 C．对湿地的恢复，注意退耕还湿地或建立自然保护区就能奏效 D．湿地的恢复除利用生态工程手段外，还要依靠自然演替等机制恢复其生态功能 C 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 解析： 对湿地的恢复不是简单的退耕还湿地或建立自然保护区就能奏效的，需要采用工程学和生态学措施相结合的方法，如废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程，以及动植物物种引进等，使受到干扰的湿地得以恢复；在湿地的周围，还应建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰，使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。故选C。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 2．下图为“无废化生态社区”中对有机废弃物进行处理的相关方案。下列相关叙述不正确的是(　　) C 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 A．“无废化生态社区”主要遵循的生态工程原理是循环 B．从资源化、无害化角度分析，途径②③优于④ C．有机肥料能为农作物提供营养物质和能量 D．“无废化生态社区”模式提高了物质循环速率和能量利用率 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 解析： “无废化生态社区”主要遵循的生态工程原理是循环，A正确；从资源化、无害化角度分析，途径②③多层分级利用有机废弃物中的物质，既充分利用了有机物中的能量，又减少了环境污染，因此途径②③优于④，B正确；有机肥料被分解者分解后能为农作物提供营养物质，但不能为农作物提供能量，C错误；“无废化生态社区”模式提高了物质循环速率和能量利用率，D正确。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 城市环境的综合治理——社会责任 城市是由自然系统、经济系统和社会系统所组成的人工生态系统，对城市环境的治理要把整个城市作为一个巨大的生态系统来考虑，即用生态工程的方法对城市环境进行综合治理。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 设计1：考查信息理解能力 (1)城市中过度的人工碳排放，会破坏生态系统的碳平衡，导致大气中的CO2浓度升高，从而导致______________________________。科研人员通过研制和开发新能源替代煤能源，突出的优点是______________ ___________________________________________________________。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 设计2：考查推理判断能力 (2)建设“海绵城市”(在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”)的一个通常做法是做到雨水回收利用，城市蓄水池内不仅安装了现代化的雨水净化系统，还种植了许多水生植物辅助净化，这些植物的引种需遵循________原理。建设“海绵城市”的目的之一是“扩大公共产品有效投资，提高新型城镇化质量，促进人与自然和谐发展”，其体现了________原理。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 设计3：考查长句表达能力与社会责任 (3)城市中的垃圾经过降解可减少对环境的污染，能降解垃圾的微生物属于生态系统的________(填组成成分)。根据生态工程方面的内容，请你列举出一种城市垃圾的处理办法：_______________________________ ___________________________________________________________， ___________________________________________________________。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 答案：(1)温室效应加剧　减少污染 (2)协调　整体 (3)分解者　改露天放置为掩埋处理，地表种植植物；燃烧发电等 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 解析： (1)城市中过度的人工碳排放，会破坏生态系统的碳平衡，导致大气中的CO2浓度升高，从而导致温室效应加剧。研制和开发新能源替代煤能源可减少污染。(2)植物的引种需考虑对雨水的净化能力和适应性等因素，需遵循协调原理。建设“海绵城市”的目的之一是“扩大公共产品有效投资，提高新型城镇化质量，促进人与自然和谐发展”，这体现了整体原理。(3)能降解垃圾的微生物属于生态系统的分解者。城市垃圾的处理办法有改露天放置为掩埋处理，地表种植植物；燃烧发电等。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 1．下列关于生态工程建设的叙述，正确的是(　　) A．在进行生态工程建设时，应根据实际因地制宜 B．生态工程建设有统一的模板，可以直接照搬 C．与传统的工程相比，生态工程是一类无消耗、多效益、可持续的工程体系 D．生态工程建设的目的只在于恢复生态 A 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 解析： 在进行生态工程建设时，应根据实际因地制宜，没有统一的模板，不能直接照搬，A正确、B错误；与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系，C错误；生态工程建设的目的是遵循生态学规律，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，D错误。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 2．城市生活垃圾提倡分类回收处理，实现废物资源化利用。与该做法关系最密切的生态工程原理是(　　) A．自生原理 B．整体原理 C．循环原理 D．协调原理 C 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 解析： 城市生活垃圾分类回收处理，实现废物资源化利用，与该做法关系最密切的生态工程原理是循环原理。故选C。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 3．矿区废弃地的生态恢复工程的关键是(　　) A．优先选择农作物以提高经济效益 B．选择合适的养殖动物以增加物种多样性 C．植被恢复和植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建 D．尽可能依靠自然演替恢复其生态功能 C 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 解析： 矿区废弃地很少有动植物，而且土壤也被严重破坏，所以矿区废弃地的生态恢复工程的关键在于植被恢复和植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建。故选C。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 4．(2024·成都高二检测)下图表示“甘薯＋奶牛＋花木＋龙虾＋食用菌”的生态农业模式。下列有关叙述正确的是(　　) A．图中可以组成的食物链是甘薯→奶牛→牛粪 B．该生态系统的设计遵循了循环原理、自生原理等生态学原理 C．图中只有生产者、消费者、分解者3种成分 D．青贮的目的是通过微生物的有氧呼吸，分解甘薯藤中的有机物，有利于奶牛的消化吸收 B 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 解析： 图中可以组成的食物链是甘薯→奶牛，A错误。该生态系统实现了废弃物的资源化利用，遵循了循环原理；将奶牛、龙虾、食用菌、甘薯等组合在一起，使其互利共存，遵循了自生原理，B正确。题图中有生产者(如甘薯、花木)、消费者(如奶牛)、分解者(如沼气池的细菌、食用菌)以及非生物的物质和能量4种成分，C错误。青贮的目的是通过微生物的发酵(无氧呼吸)，将甘薯藤中不容易被奶牛消化吸收的有机物分解为较易吸收的有机物，提高物质和能量的利用率，D错误。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 5．2024年全国两会中“宜居宜业和美乡村”成为热议话题。建设生态农业能有效促进人文生态和谐，下图是某村根据当地的实际情况以果园为基础建立的生态农业。下列有关叙述正确的是(　　) B 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 A．该生态系统的能量流动从光开始，并且实现了物质的循环利用，提高了经济效益 B．果园中种植绿肥类杂草，能改善果园种植生态，增加土壤养分 C．饲养鸡鸭能提高生态系统中物质的利用率，增加产量，但由于食物链延长，生态系统中能量传递效率会降低 D．建立沼气池处理垃圾、粪便和植物枝叶，目的是尽可能减少分解者获得的能量，从而使能量流向对人类有益的部分 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 解析： 该生态系统的能量流动从光和人工添加饲料开始，将种植、养殖等进行了合理优化，实现了物质的循环利用，提高了经济效益，A错误；果园中种植绿肥类杂草，可提高物种丰富度，能改善果园种植生态，增加土壤养分，B正确；饲养鸡鸭能提高生态系统中物质的利用率，增加产量，虽然会使食物链延长，但在整个生态系统中能量传递效率基本不变，C错误；建立沼气池处理垃圾、粪便和植物枝叶，目的是使分解者分解有机物产生沼气，从而使能量流向对人类有益的部分，D错误。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 6．下图为利用自然生态系统净化城市生活污水的一种大面积、敞开式污水处理池塘(即稳定塘)示意图。请回答下列问题： 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 (1)稳定塘一般会出现藻类增多现象，影响出水水质。在稳定塘中种植挺水植物可使藻类密度下降，也可以引进______________________控制藻类的过度繁殖。从稳定塘输出的CO2________(填“大于”“小于”或“等于”)输入稳定塘的CO2。 (2)处理后的出水和流入的污水相比，明显减少的元素是________。稳定塘每天处理污水的量是有限的，说明生态系统的_______________。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 (3)流经该生态系统的总能量是________________________________ _________________________________________________________。 输入第一营养级的能量，一部分_____________________________，另一部分用于生产者生长、发育和繁殖等生命活动，储存在生产者体内的有机物中。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 (4)稳定塘依据的主要的生态工程原理是________。在引入生物种类上可以利用生态系统的信息传递，因为信息能够____________________，进而维持生态系统的平衡与稳定。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 答案：(1)以藻类为食的动物　大于 (2)N、P　自我调节能力有限 (3)生产者固定的太阳能总量和污水中有机物含有的能量　在生产者的呼吸作用过程中以热能的形式散失 (4)循环原理　调节生物的种间关系 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 解析： (1)挺水植物可影响藻类的光合作用，使藻类密度下降，引入以藻类为食的动物也可降低藻类密度，控制藻类的过度繁殖。输入稳定塘的CO2只有生产者固定的CO2，输出稳定塘的CO2包括各生物呼吸作用产生的CO2和微生物分解污水中有机物产生的CO2，故稳定塘输出的CO2大于输入的CO2。(2)污水中的有机物经分解产生的含N、P等元素的无机盐可被植物吸收，处理后的出水与流入的污水相比，明显减少的元素为N、P。稳定塘每天处理污水的量是有限的，说明生态系统的自我调节能力是有限的。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 解析： (3)流经该生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能总量和污水中有机物含有的能量。输入第一营养级的能量，一部分在生产者的呼吸作用过程中以热能的形式散失，另一部分用于生产者生长、发育和繁殖等生命活动，储存在生产者体内的有机物中。(4)稳定塘将流入的污水中的有机物分解，产生无机盐和CO2用于植物的生长发育和光合作用，故稳定塘依据的主要的生态工程原理是循环原理。信息能够调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。 第4章 人与环境 生物学 选择性必修2 生物与环境 R 返回导航 课时梯级训练（14） 重难点专项练（四） 谢谢观看！ $$