4.3生态工程导学案-2024-2025学年高二上学期生物人教版选择性必修2

高二年级生物学案 寄语：太阳每天都是新的，你是否每天都在努力。 ( 组编 人： 审核人： 第四章人与环境 生物 学案 ) 第3节　生态工程 [学习目标]　1.通过对教材中“问题探讨”的分析，归纳概述生态工程的概念，关注生态工程的建设。2.通过对教材资料的分析，概述生态工程的基本原理，举例说出自生、循环、协调和整体原理的主要内容。3.通过分析和评价生态工程的实例，说出这些实例所运用的生态工程基本原理。 一、生态工程的基本原理 1．关注生态工程建设 (1)生态工程的概念：人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，对人工生态系统进行分析、设计和调控，或对已被破坏的生态环境进行____________，从而提高生态系统的__________或改善____________，促进人类社会与自然环境和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程。 (2)生态工程建设的目的：遵循__________规律，充分发挥资源的生产潜力，防止____________，达到经济效益和______________的同步发展。 (3)生态工程的特点：与传统的工程相比，生态工程是一类________、多效益、________的工程体系。 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、____________、自我更新和维持就是系统的自生。 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．维持系统的自生，需要创造有益于生物组分的________________，以及它们形成________关系的条件。 (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“__________”的产生。 (3)协调：处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡，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。 (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______________复合系统的影响力。 ②意义：统一协调当前与长远、________________、开发建设与环境保护之间的关系，保障生态系统的平衡和稳定。 判断正误 (1)进行生态工程建设时，仅需考虑自然生态系统的规律(　　) (2)在建设生态农业时，沼气池建立是遵循循环原理(　　) (3)有了生态工程，可以走“先污染、破坏，后治理”的老路(　　) 任务一：分析生态工程的原理和应用 结合教材P102～103“思考·讨论”，回答下列关于“桑基鱼塘”的问题： (1)尝试写出桑基鱼塘中的食物链。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (2)请分析桑基鱼塘应用了生态工程的哪些基本原理？ ①蚕沙进入鱼塘，经分解者作用后无机物被植物利用，主要应用了______原理。 ②池塘养鱼要考虑不同鱼种的关系和鱼的数量，主要应用了______原理。 ③桑基鱼塘在设计时要考虑栽种作物与养殖动物的比例，主要应用了______原理。 ④桑基鱼塘中的生物组分通过合理布设、互利共存，实现了系统结构与功能的协调，主要应用了______原理。 (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？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 1．生态工程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 循环原理 物质的迁移和转化(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 生物与生物、生物与环境的协调与适应 生物数量不超过环境承载力的限度，可避免系统的失衡和破坏 西北地区不适于种植乔木类的杨树 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 2.把握生态工程基本原理的判断方法 (1)强调物质循环、废物利用、减轻环境污染→循环原理。 (2)有效选择生物组分并合理布设，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)强调各组分比例适当，构成有序的结构，考虑经济、社会因素→整体原理。 1．(2023·徐州高二期中)下列关于生态工程的叙述，不正确的是(　　) A．生态工程研究的对象是社会—经济—自然复合生态系统 B．“退耕还林”“退耕还草”属于生态工程的内容 C．生态工程应遵循“整体、协调、循环、自生”的原则 D．实施生态工程的目的是环境保护 2．(2023·辽宁，5)人工防护林具有防风、固沙及保护农田等作用，对维护区域生态系统稳定具有重要意义。下列叙述正确的是(　　) A．防护林通过自组织、自我调节可实现自身结构与功能的协调 B．防护林建设应选择本地种，遵循了生态工程的循环原理 C．防护林建成后，若失去人类的维护将会发生初生演替 D．防护林的防风、固沙及保护农田的作用体现了生物多样性的直接价值 二、生态工程的实例和发展前景 1．生态工程的实例分析 (1)农村综合发展型生态工程 ①问题：突出矛盾是____________。 ②对策：建立农村综合发展型生态工程。 ③实例：北京郊区某村实施了以沼气工程为中心的____________________工程。 (2)湿地生态恢复工程 ①问题：由于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，从而导致__________恶化、________下降、生物________降低、迁飞鸟类绝迹等。 ②对策 a．采用________________措施相结合的方法，使受到干扰的湿地得以恢复。 b．在湿地周围建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰，使湿地依靠____________等机制恢复其生态功能。 ③案例：厦门筼筜湖生态恢复工程。 (3)矿区废弃地的生态恢复工程 ①问题：矿藏开采后会造成山体、土壤和植被，乃至整个地区____________的破坏；还可能产生严重的________污染。 ②对策：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。其中，关键在于____________，以及植被恢复所必需的________________群落的重建。 ③案例：赤峰市元宝山矿区生态恢复工程。 2．生态工程的发展前景 (1)不足 ①缺乏____________的指导，难以像“精确农业”那样设计出标准化、易操作的生态工程样板。 ②有些设计缺乏____________，生态系统的调控尚缺乏及时准确的监测技术的支持，缺乏理论性指导等。 (2)我国面临的生态危机：环境污染、____________、环境与资源破坏、____________等。 (3)我国态度：把美丽中国作为建设社会主义现代化强国的重要目标，在发展中______自然、______自然、______自然。 判断正误 (1)矿区废弃地的生态恢复工程的关键是尽可能依靠自然演替恢复其生态功能(　　) (2)适合矿区生态环境恢复的措施是开发农田，增加农民粮食收入(　　) (3)湿地生态系统对于蓄洪防旱、自然净化污水有重要作用，被誉为地球的“肾”(　　) 任务二：分析农村综合发展型生态工程 根据下面“农村综合发展型生态工程”示意图，回答下列问题： (1)该案例中主要运用了生态工程的哪些基本原理？ ________________________________________________________________________ (2)这一生态系统的结构和功能有哪些特点？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 　生态工程的设计 (1)技术设计：技术设计是整个生态工程建设的核心环节。即通过改变食物链(网)的方法，提高系统本身的迁移、转化、再生物质和利用能量的能力，充分利用原料、产品、副产品以及时间和营养生态位，提高整体的综合效益。 (2)常用方法 ①食物链(网)的“相接”。即连接平行的、原本不相连的种类，形成互利共生网络，提高能量利用率，促进物质的良性循环。 ②食物链(网)的“加环”。即在食物链(网)中增加一些环节，以充分利用原先尚未利用的那部分物质和能量，促使物质循环和能量流动的路径畅通，发挥生产潜力，提高生态效益、经济效益和社会效益。 3．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物工程手段外，还要依靠自然演替等机制恢复其生态功能 4．(2024·黑吉辽，5)弗兰克氏菌能够与沙棘等非豆科木本植物形成根瘤，进行高效的共生固氮，促进植物根系生长，增强其对旱、寒等逆境的适应性。下列叙述错误的是(　　) A．沙棘可作为西北干旱地区的修复树种 B．在矿区废弃地选择种植沙棘，未遵循生态工程的协调原理 C．二者共生改良土壤条件，可为其他树种的生长创造良好环境 D．研究弗兰克氏菌的遗传多样性有利于沙棘在生态修复中的应用 答案精析 一、梳理教材新知 1．(1)修复、重建　生产力　生态环境　(2)生态学　环境污染　生态效益　(3)少消耗　可持续 2．自组织、自我调节功能　整体、协调、循环、自生　(1)①自组织　自我调节　②a.生物组分　b．生长、发育、繁殖　互利共存　(2)①迁移与转化　转化率　②循环　废物　废物　(3)环境容纳量　环境承载力　(4)①a.自然生态系统　适当的比例　b．社会—经济—自然　②局部与整体 判断正误 (1)×　(2)√　(3)× 提示　(1)进行生态工程建设时，不仅要考虑自然生态系统的规律，更要考虑经济和社会等系统的影响力。(3)生态工程并不能解决所有的污染、破坏问题，因此不能走“先污染、破坏，后治理”的老路。 探究核心知识 (1)桑树→蚕；甘蔗→人；甘蔗→猪→人；虽然用蚕沙喂鱼，但池塘中还可能存在如下食物链：浮游植物→鱼；浮游植物→浮游动物→鱼。 (2)①循环　②协调　③整体　④自生 (3)还需要关注经济学原理，要达到经济效益和生态效益的同步发展。 落实思维方法 1．D　[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，即少消耗、多效益、可持续的工程体系，D错误。] 2．A　[防护林建设应选择本地种，遵循了生态工程的协调原理，B错误；防护林建成后，若失去人类的维护将会发生次生演替，C错误；防护林的防风、固沙及保护农田的作用体现了生物多样性的间接价值，D错误。] 二、梳理教材新知 1．(1)①人多地少　③物质多级循环利用　(2)①局部气候　地下水位　多样性　②a.工程学和生态学　b．自然演替　(3)①生态系统　重金属　②植被恢复　土壤微生物 2．(1)①定量化模型　②高科技含量　(2)人口问题　能源短缺　(3)尊重　顺应　保护 判断正误 (1)×　(2)×　(3)√ 提示　(1)矿区废弃地的生态恢复工程的关键是植被恢复和植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建。(2)由于矿区废弃土地的水分状况很差，土壤极其贫瘠，所以植被很难恢复。因此，恢复矿区生态环境，首先要通过机械方法平整压实土地，人工制造表土；然后在人造表土上植树种草。 探究核心知识 (1)整体、协调、循环、自生。 (2)生态系统中的各组分搭配合理，紧密联系形成一个有序的整体，实现了物质多级循环利用和能量的充分利用，减少了废弃物排放与环境污染。 落实思维方法 3．C　[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，在很大程度上还取决于湿地上、中游的水土保持情况，以及如何解决迁出农民的生计问题，C错误。] 4．B　[在矿区废弃地选择种植沙棘，因地制宜，种植适合该地区生长的物种，遵循生态工程的协调原理，B错误。] ( 第 1 页 共 1 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$