4.3 生态工程 - 第2课时-2024-2025学年高二生物同步课堂精优课件（人教版2019选择性必修2）

第4章 人与环境 第3节 生态工程 （第2课时 生态工程的实例和发展前景） 本节聚焦 1、我国在生态工程建设方面有哪些成就？ 2、生态工程具有怎样的发展前景？ 退耕还林、还草工程 “三北” 防护林体系建设工程 平原绿化和绿色通道工程 生态工程自20世纪60年代提出后，在世界范围内逐渐得到广泛的认同和重视。 20世纪70年代以来，我国生态工程的理论和实践都取得了长足进展，政府十分重视。 在某些研究领域已处于国际领先的地位，在实践上已应用于农业生产、环境保护、城镇建设等许多方面，取得了令人瞩目的成就。 一、生态工程的实例 宗旨：进行生态工程建设时，应当根据当地的实际条件，因地制宜的进行。 农村人多地少，产出不足。 问题: 对策: 案例： 建立农村综合发展型生态工程，实现物质的多级循环利用，获得较多的产出，取得经济效益、社会效益和生态效益的全面提高。 北京郊区的某村以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程。 实例1：农村综合发展型生态工程 ①作物秸秆用来生产食用菌和饲料 ②饲料用于喂养畜禽； ③人畜粪便作为原料生产沼气； ④沼液用于水产养殖业； ⑤沼渣可用于为有机农产品——“无公害蔬菜”施肥和喂养畜禽； ⑥畜禽、鱼、螺、谷物、饲料等加工品也可到市场上出售 思考讨论：分析某村综合发展型生态工程 自生 循环 整体 讨论1、在这一案例中，主要运用了生态工程的哪些基本原理？ 有效选择畜、鱼等多种生物组成并合理布设 。_____原理 作物→粮食、秸秆→人、畜食用→粪便残渣→沼气池→农田→作物。_____原理 利用自然生态系统中的成分，增加了就业和经济收入，解决了社会问题。_____原理 讨论2、这一生态系统的结构和功能有哪些特点？ 生态系统结构齐全，包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量，各组分搭配合理，紧密联系形成一个有序的整体。功能上实现了物质循环再生、能量多级利用，减少了废物排放与环境污染，提高了能量利用率。 讨论3、这一生态工程有哪些值得借鉴的做法？ 这一生态工程实现了物质利用的良性循环，缓解了农村“三料”(饲料、燃料、肥料)的缺乏问题，提高了土地的产出水平。创造多种劳动力就业机会，增加了农民收入，促进了经济发展，开发了可以更新的资源，减少环境污染，促进了农村的可持续发展。 一、生态工程的实例 湿地被誉为地球的“肾”,具有蓄洪防旱，调节区域气候，控制土壤侵蚀，自然净化污水，为迁飞的鸟类和其他多种动植物提供栖息地，以及为人们提供休闲娱乐的环境等功能。 湿地的作用: 措施: 问题: 在经济发展过程中，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。湿地缩小导致局部气候恶化、地下水位下降、生物多样性降低、迁飞鸟类绝迹。湿地环境污染、生物资源的过度利用等会导致湿地生态系统严重退化。 2.湿地生态恢复工程 我国湿地的特点： 类型多、面积大、分布广、区域差异显著、生物多样性丰富。 ①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，及动植物物种引进等，使受到干扰的湿地得以恢复。 ②在湿地周围建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰，使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。 视频案例：厦门筼筜湖生态恢复 废水等污染物的处理 。 ________原理 根据原湿地中物种的分布情况引入动植物。____原理 建立缓冲带，减少人类的干扰、依靠其自然演替等机制恢复其生态功能。_____原理 案例：厦门筼(yún)筜(dāng)湖生态恢复工程 污水排放 水质恶化 鱼虾绝迹 散发臭味 减少重金属有毒物排放 清挖淤泥、沿湖修建 整治沿湖及周边企业 引潮入湖、西水东调 增加氧容量增强自净力 改善水质、美化景区 循环 协调 自生 江西鄱阳湖生态恢复工程 厦门筼筜湖生态恢复工程 矿藏开采后会造成山体、土壤和植被，乃至整个地区生态系统的破坏。 矿区极端恶劣的土地条件会阻碍植物的生长。 规模巨大的采矿业会对土地景观造成巨大影响，还可能产生严重的重金属污染。 问题: 对策: 3.矿区废弃地的生态恢复工程 一、生态工程的实例 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，关键在于植被恢复，以及植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建。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。 人工进行地表覆盖、植被恢复。________原理 根据环境引入当地土著物种。 ________原理 搞好矿区经济的同时，实现自然生态系统的恢复。 _________原理 自生 协调 整体 矿区废弃地 工程机械措施 制造表土、压实 植树、种草 环境 投入 牧草加工业 就业投入 肉蛋奶 施 肥 畜牧养殖 社会、市场 案例：赤峰市元宝山矿区生态恢复工程 类型 问题 主要原理 对策 实例 农村综合发展型生态工程 湿地生态恢复工程 矿区废弃地的生态恢复工程 资源有限，人多地少，产出不足 湿地面积的缩小和破坏 矿区生态环境的破坏 自生、循环、协调、整体原理 自生原理， 协调原理， 整体原理 自生、协调、整体原理 建立综合发展型生态工程实现物质的多级循环利用，保证在资源有限的条件下有较多产出 控制污染、动植物物种引进、建立缓冲带等 修复土地，恢复植被 北京郊区某村以沼气工程为中心的生态工程 厦门筼筜湖生态恢复工程 赤峰市元宝山矿区生态修复工程 二、生态工程的发展前景 1.我国生态工程存在的问题 ①缺乏定量化模型的指导，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有些设计缺乏高科技含量，生态系统的调控尚缺乏及时准确的监测技术的支持，缺乏理论指导等。 2.我国目前面临的生态危机及对策 ②对策： 环境污染 人口激增 环境与资 源破坏 能源短缺 （1）危机： 发挥生态工程建设的作用，重视对生态环境的保护，更要注重与经济、社会效益的结合。 二、生态工程的发展前景 3.对生态工程治理应持有的态度 在肯定生态工程的作用，特别是看到它在恢复、重建受损生态环境方面可发挥重要作用的同时，不要忘记大自然固有的强大的生态恢复力量，更不能误认为只要有了生态工程，就可以走“先污染、破坏，后治理”的老路。 4.我国生态工程的前景 中华民族传承古老的天人合一理念，在发展中尊重自然、顺应自然、保护自然。今天，古老的智慧融合了现代科学成就，生态工程的发展和应用，将在建设美丽中国的过程中大有作为。 思维训练：总结概括并运用术语表达 1.生命系统的结构特征？ 2.生命系统的功能特点？ 3.从生态的视角看，生命系统___________________________________ 4.从历史的角度看，生命系统_________________________________ __________________。 依存于环境，也能适应环境、影响环境 能与环境进行物质和能量的交换以维持自身的有序性，进行“自我更新”；细胞和个体等生命系统还能进行“自我复制”。 开放性、复杂性、有序性、动态性、整体性。 由最原始、最简单的生命进化而来， 凝聚着漫长的进化史 问题探讨 在2008年北京奥运会的筹办过程中，奥林匹克森林公园是一个重要建设项目。公园所在地原来主要是普通村落和农田。2002年招标设计，2005年开工建设，2008年建成。公园建设坚持“绿色奥运”的理念，充分利用了原有地貌和植被，采用了营造近自然林系统、废物资源循环利用等多项生态技术。例如，公园的水系建设采用了雨水收集、污水利用、中水净化、智能化灌溉和生态防渗等环保技术。 弃耕的农田在自然状态下演替为森林需要经过数十年甚至更长的时间，而利用生态工程原理进行人工造林，可以缩短建设周期，在较短时间内获得生态效益。 讨论1：农田弃耕后，在自然状态下也可以演替为森林，为什么还要人工造林呢？ 讨论3:公园建设为什么要充分利用原有的地貌和植被，营造近自然林系统呢？ 建设北京奥林匹克森林公园是涉及生态学、工程学、系统学、经济学等多学科的原理和方法的系统工程，要综合考虑诸多方面的因素，而且建设成本较高，在开工前做好整体设计可以保证工程建设的合理性与可实施性，也可以有效控制建设成本和后续维护成本，避免不必要的浪费，提高生态效益。 生态工程的建设要顺应自然，即合乎自然规律。自然的地貌和植被，是自然选择、生物与环境相适应的结果，充分利用原有的地貌和植被有利于该公园的可持续发展，并且会减少人力和物力的投入。 讨论2：为什么要先做森林公园的整体设计再开工呢？ 问题探讨 1. 发展农村庭院经济可助力乡村振兴。在庭院内设置大棚，使污水在大棚内进行处理。污水经一系列处理后，在温室大棚内能用于浇灌作物。在有限的空间内节约集约利用各类资源，可有效提高农村农业生产力。下列叙述错误的是( ) A. 农村庭院经济有利于实现经济效益和环境效益的同步发展 B. 流经“庭院生态系统”的总能量是生产者所固定的太阳能 C. 肉牛粪便堆肥还田可体现生态工程的自生原理和循环原理 D. 肉牛的健康养殖，还需要关注致病微生物的潜在传染风险 2、矿区废弃地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 B 课堂练习 (3)将蘑菇房与蔬菜大棚相通，可提高蔬菜产量，试分析其增产的原因：______________________________________________________________________。 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。 (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________________________________________。该系统将植物秸秆、动物粪便等废弃物合理地进行了应用，体现了生态工程的________原理。 (2)该系统将多个生态系统通过优化组合，有机整合在一起，提高了系统生产力，体现了生态工程中的______原理。生产的大米无公害的原因是__________________________________________。 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，利用鸭不间断地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。请据图回答下列问题： 实现物质的循环再生和能量的多级利用 循环 自生 减少了化肥和农药的使用量，减少了对水的污染 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 课堂练习 1.生态工程建设需要因地制宜、多措并举。判断下列相关表述是否正确。 (1)农村综合发展型生态工程实现了物质和能量的循环利用。( ) (2)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。( ) (3)在湿地生态恢复工程中，建立缓冲带主要是为了减少人类的干扰。( ) (4)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。 ( ) × × √ √ 一、概念检测 2.2017年，我国农业部启动了农业绿色发展行动，其中要求提高农作物秸秆的利用率。下列对农作物秸秆处理不当的是（ ） A.过腹还田 B.青贮、氨化处理 C.田间焚烧，留灰做底肥 D.利用作物秸杆培养蚯蚓 C 练习与应用(P109) 莱茵河是欧洲大陆的一条大河，流经多个国家,曾是流域内几千万人的饮用水水源，也是鲜鱼等河游性鱼的洄游河流。第二次世界大战以后，伴随经济的快速发展，过度捕捞、河道的渠化、工业污水的排放、繁忙的内河航运等人类活动导致莱茵河的水质严重恶化，因河道裁弯取直,鱼类涧游受阻等问题日趋严重。 （1）针对上述问题，列举菜茵河的治理要解决哪些方面的问题。 二、拓展应用 要解决过度捕捞、河道的渠化、工业污水的排放、繁忙的内河航运等人类活动带来的水质严重恶化等问题。要协调经济和社会发展与生态环境保护之间的关系。严格控制流域内的污水排放并对污水进行净化处理；拆除不合理的航道、灌溉和防洪工程；保护植被、加强绿化、恢复生态；保护洄游鱼类、保护鱼类产卵场、控制鱼类捕捞量；等等。 （2）莱茵河流域管理委员会和沿河国家于1987年提出了重塑莱茵河的生态修复计划，查阅资料，了解该计划的设计思路。 （3）查阅最新进展，了解莱茵河的生态现状。 （4）谈谈莱茵河治理给你的启发。 一方面可以从人们对污染治理的观念转变，制订科学的治理方案，加强国际合作与公众参与等角度来谈；另一方面可以将莱茵河的治理与我国在河流治理方面的典型案例进行对比分析，并提出合理化建议等。 （5）你家乡附近的河流是否也出现20世纪菜茵河遇到的问题？能否借鉴莱茵河治理的经验和教训？提出你的想法。 练习与应用(P109) 1.“杂交水稻之父”袁隆平成功培育出高产杂交水稻的关键是在野生水稻中发现了雄性不育植株，这是利用了生物多样性中的 （ ） A.生物种类多样性 B.生态环境多样性 C.生态系统多样性 D.遗传（基因）多样性 D 一、选择题 复习与提高 2.城市生态工程是指用生态工程的方法对城市环境进行综合治理。下列措施，不符合城市生态工程建设基本原理的是 （ ） A.大力推广“环境友好技术” B.采用浮床工艺法等手段治理水污染 C.分区建设工业区、居住区、生态绿地等 D.用法律手段禁止汽车上路，严禁造纸厂、酒厂生产，以断绝污染的源头 D 复习与提高 3.本章章首页所示的云南省红河州哈尼梯田，被盛赞为江河一森林一村寨一梯田四位一体的人与自然高度协调、可持续发展的生态系统， 是我国劳动人民创造的农耕文明奇观。在这里， 山顶是森林，可以涵养水源；山坡上是层层梯田；半山腰上建有村寨；山脚下有江河。近些年来，哈尼梯田部分地区试行稻一鱼一鸭生态种养模式， 将种稻、养鱼、养鸭相结合，取得显著经济效益。 (1)维持哈尼梯田这一生态系统可持续发展的关键是 （ ） A.层层的梯田 B.山顶的森林 C.半山腰的村寨 D.山脚下的江河 一、选择题 B (2)稻一鱼一鸭生态种养模式能提高经济效益的原因是 （ ） A.当地日照充足 B.当地土壤条件好 C. 物质分层分级利用 D.物质和能量循环利用 C 复习与提高 二、非选择题 1.2020年2月24日，全国人民代表大会常务委员会通过了《关于全面禁止非法野生动物交易、革除滥食野生动物陋习、切实保障人民群众生命健康安全的决定（草案）》。禁止野生动物交易、革除滥食野生动物陋习为什么有利于保障人民群众的生命健康安全？ (1)野生动物可能携带能够感染人的寄生虫、细菌、病毒等病原体，在猎捕、宰杀、加工、交易和食用野生动物的过程中，病原体会发生扩散、传播，直接危害人民群众的生命健康。 (2)每种生物在自然界中都有其地位与作用，禁止野生动物交易、革除滥食野生动物的陋习可以有效阻止人们对野生动物的猎捕，从而起到保护生物多样性、维持生态平衡的作用。人和动物都是自然界中的一分子，保护野生动物，就是保护人类；善待野生动物，就是善待我们自己。 复习与提高 二、非选择题 2.有的科学家说，人类总是如下图所示，依靠科技的进步，使自身更加适应环境。然而，人口也会随之明显增长，并使生态环境进一步遭到破坏，如消耗更多的资源、生物多样性锐减以及产生更多的废弃物和污染物，从而形成一种恶性循环。 你认同这种观点吗？你认为人口、科技进步和资源与环境之间应当是一种什么样的关系？ 不认同。世界近几百年来人口过快增长与科技进步有一定关系，人口过快增长造成资源大量消耗、生态遭到严重破坏的情况是比较普遍的。但是，在许多人口增长控制得比较好、生态治理和环境保护做得比较好的国家和地区，资源和环境状况正在朝着好的方向转化，因此不能笼统地认同这种观点。 人口、科技进步、资源与环境之间应当是一种相互协调的关系。科技进步特别是农业科技进步可以使地球养活更多的人口，但科技进步并不一定导致人口猛增，有些科技发达的国家甚至出现人口下降的趋势；应用先进科技可以提高资源和能源的利用效率，开发绿色能源和防治污染。 因此，人类不仅要大力推动科技进步，还要大力加强人口、资源和环境教育。此外，各国还要加强有关的法制建设和国际合作，使全球人口增长得到合理的控制，使资源得到合理的利用，使生态环境不再遭到破坏并且朝着好的方向发展。总之，人类应当坚持走一条自然、经济、社会相协调的可持续发展之路。 复习与提高 二、非选择题 3.下表显示某地哺乳动物和鸟类生存受到威胁的各主要原因及其比例。 (1)请根据这些数据绘制柱形图，横轴表示每类动物受威胁的原因，纵轴表示数值。 (2)分析这两类动物生存受到威胁的主要原因是什么。 哺乳动物受到威胁的主要原因是丧失栖息地和偷猎； 鸟类受到威胁的主要原因是丧失栖息地。 FormatFactory : www.pcfreetime.com FormatFactory : www.pcfreetime.com $$