4.3.2 生态工程—生态工程的实例和发展前景-【优选课】2024-2025学年高二生物同步备课课件（人教版2019选择性必修2）

第4章 人与环境 第3节 生态工程 二、生态工程的实例和发展前景 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。 我国在生态工程建设方面取得的成就： 生态工程建设的宗旨： 应根据当地的实际条件，因地制宜地进行。 退耕还林、还草工程 平原绿化和绿色通道工程 “三北” 防护林工程 思考：举出我国在生态工程建设方面的其他实例及成就？ 一、生态工程的实例 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 生态恢复工程 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。 一、生态工程的实例 1.农村综合发展型生态工程 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 2020年，5.1亿人生活在农村，人多地少，资源有限。 问题: 对策: 案例: 优点: 农、林、牧、副、渔全面发展；开发可更新资源,减少环境污染。 农业生态工程能创造多种劳动力就业机会，增加农民收入，开发可更新资源，减少环境污染。 工程价值: 一、生态工程的实例 1.农村综合发展型生态工程 谷物 加工 青贮、氨化处理，食用菌培养基 种植业 秸秆 饲料 养殖业 屠宰厂 鱼/螺池 副产品 厩粪 沼渣 沼渣 沼液 青贮： 在玉米等作物没有完全成熟时，将果穗和秸秆一起收获切碎，通过厌氧发酵成为牛羊的青饲料。 氨化： 利用氨水或氮素化肥处理稻麦秸秆，使之软化适口，提高其作为饲料的营养价值。 北京郊区某村实施了以沼气工程为核心的物质多级循环利用工程：作物秸秆用来生产食用菌和饲料；饲料用于喂养畜禽；人畜粪便作为原料生产沼气；沼液用于水产养殖业；沼渣可用于为有机农产品--“无公害蔬菜”施肥和喂养畜禽，从而达到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，提高了土地产出水平；同时畜禽、鱼、谷物、饲料等加工品也可输出到市场上出售。 总之，农业生态工程能创造多种劳动就业机会，增加农民收入，开发可以更新的资源，减少环境污染。 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？ 农村综合发展型生态工程 主要原理及对应的内容 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 自生 循环 整体 2.这一生态系统结构和功能有哪些特点？ 生态系统中各组分搭配合理，紧密联系形成一个有序的整体，实现了物质多级循环利用、能量充分利用，减少了废弃物排放与环境污染。 3.这一生态工程有哪些值得借鉴做法？ 实现物质利用的良性循环，提高了土地产出水平，创造了多种劳动就业机会，增加了农民收入，促进了经济发展；同时降低了环境污染，促进了农村的可持续发展。 农业类型 概念 优点 缺点 传统农业 简单的种植业 不产生严重的环境污染 结构简单，能量流动、物质循环水平低，经济效益低 现代农业 利用石油等提高农作物产量的生产方式 大量使用化肥、农药和机械动力，获得较高的经济效益 过量施用化肥、农药，严重污染环境 生态农业 运用生态学原理，建立的综合农业生态体系 通过物质多级利用，增加经济效益，净化环境 很难经得起较大经济环境和生态环境的冲击 一、生态工程的实例 1.农村综合发展型生态工程 现学现用 1、北京郊区某村综合发展生态工程作为我国农村生态工程的样板在全国推广这是由于该生态工程（ ） A.以实施沼气工程为中心 B.建立了良好的物质多级循环利用程序 C.创造了较多的劳动力就业机会 D.最早推出"无公害蔬菜" B 2．生态农业是指能获得较高的经济、生态和社会效益的现代化农业。下列关于生态农业的叙述不正确的是(　　) A．该生态系统中食物链和营养级越多越好 B．比传统农业生态系统的抵抗力稳定性强 C．设计的主要原理是循环原理 D．属于人工生态系统，对病虫害一般采用生物防治 A 一、生态工程的实例 2.湿地生态恢复工程 问题: 经济发展过程中，人们对湿地进行排水和围垦,已经破坏地球上80%湿地资源。湿地缩小破坏、湿地环境污染、生物资源过度利用等。 采用工程学和生态学措施相结合的方法： 对策: 作用: 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。 案例: 厦门筼筜湖生态恢复 ①废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程； ②动植物物种引进等，使受到干扰的湿地得以恢复； ③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 点源污染：能找到具体污染来源的污染，如下水道、工厂排污口等。 非点源污染：不能准确确定污染发源地的污染， 如农田施用农药、化肥对地表和地下水造成的污染。 解决迁出湖区居民的生活和就业问题 主要困难: 湿地生态恢复工程 80年代的厦门筼筜湖 筼(yún)筜(dāng)湖位于厦门岛西部，20世纪70年代，湖周边污水未经处理直接排放到湖里，导致水质恶化，鱼虾几近绝迹，湖水散发着臭气。后经过清淤、引入海水、西水东调等一系列措施后，现在的筼筜湖，湖水清澈、鱼游虾戏、白鹭翩飞。 污水排放 水质恶化 鱼虾绝迹 散发臭味 改善水质 美化景区 增加氧容量增强自净力 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 湿地生态恢复工程 江西鄱阳湖生态恢复工程 潘阳湖永吴公路 鄱阳湖吞吐水量可占到长江水量15%，是很重要的一类湿地。 江西鄱阳湖生态恢复 厦门筼筜湖生态恢复 一、生态工程的实例 2.湿地生态恢复工程 湿地生态恢复工程 主要原理及对应的内容 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 循环 协调 自生 一、生态工程的实例 3.矿区废弃地的生态恢复工程 问题: 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阻碍植被生长;影响土地景观,产生重金属污染。 遵循系统学和工程学的原理: 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;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。 对策: 案例: 赤峰市元宝山矿区生态恢复工程 (根据环境引入当地土著物种) 植树、种草 社会、市场 畜牧养殖 矿区废弃地 牧 草 加 工 业 施 肥 工程机械措施 就业投入 肉蛋奶 环境 投入 制造表土压实 一、生态工程的实例 3.矿区废弃地的生态恢复工程 自20世纪60年代以来，该矿区建立了大中小型煤矿20余个，为此，共挤占耕地5500hm2 ，并造成了大量排土场、塌陷地和闲置地等类型的废弃地。在生态恢复改造工程中，采取了诸如围栏、排石整地、植树造林、种草等措施，仅用了3年多的时间，就建立了草地750hm2，年产优质牧草4000t以上；还建立了3处加工能力为8t的饲料工厂及一处饲养场，进行肉牛的养殖和粪肥的利用。 这种综合开发治理为该地区带来了良好的生态、社会和经济效益。 合理确定载牧量 耐旱的灌木、草和树 一、生态工程的实例 3.矿区废弃地的生态恢复工程 徐州贾汪矿区改造 重庆矿山公园 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 湿地缩小和破坏问题 控制污染，减少干扰 生态环境破坏 恢复生地，恢复植被 物质多级循环利用问题 沼气农业生态系统 课堂小结 一、生态工程的实例 类型 问题 主要原理 对策 实例 农村综合发展型生态工程 资源有限，人多地少，产出不足 自生原理， 循环原理， 整体原理，协调原理 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 北京郊区某村以沼气工程为中心的生态工程 湿地生态恢复工程 湿地面积的缩小和破坏 自生原理， 协调原理， 循环原理，整体原理 控制污染、减少干扰、动植物物种引进、建立缓冲带等 厦门筼筜湖生态恢复工程 矿区废弃地的生态恢复工程 矿区生态环境的破坏 自生、协调、 、循环、整体原理 修复土地，恢复植被 赤峰市元宝山矿区生态修复工程 18 序号 1 2 3 问题 措施 原理 气候不合适种苹果 种本地物种 协调 燃烧秸秆倾倒粪便 沤肥堆肥 循环 物种单一 自生 种植多类树木   3 2 1 2 广东省正在逐步推进新农村建设项目，但部分农村仍存在许多问题，假如你是该村村长，请你指出该村存在问题，并对这些问题提出解决方案，同时说明依据哪些原理。 现学现用 二、生态工程的发展前景 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。 虽然我国的生态工程取得不少成绩，但还是有一些不足之处。 2.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。 ③生态系统的调控尚缺乏及时准确的监测技术的支持。 ④缺乏理论性指导。 美丽中国-杭州 1.对生态工程治理应持有的态度 二、生态工程的发展前景 3.我国目前面临的生态危机及对策 危机 对策 重视对生态环境的保护，更要注重与经济、社会效益的结合，需要生态工程建设发挥作用。 5.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。 4.我国政府的态度 把美丽中国作为建设社会主义现代化强国的重要目标。对生态文明建设提出了一系列新思想、新目标、新要求和新部署，为建设美丽中国提供了指导方针和行动指南。 比较项目 中国 西方国家 目标或思想 “整体、协调、自生、循环” “天人合一” 治理环境污染 进行生态恢复 背景条件 人多地少，人均资源占有量少 经济发展水平高，人均土地、水资源占有量多 建设重点 生态环境保护与经济、社会效益结合 集中于对被破坏的生态系统进行生态恢复 存在问题 缺乏定量化模型的指导，难以设计出标准化、易操作的生态工程样板 应用范围小， 不强调经济效益 中国和西方国家生态工程建设的区别 ➪ 庭院生态系统或生态园 1-厕所 2-猪禽舍 3-沼气池进料口 4-溢流渠 5-沼气池 6-通风口 7-简易日光温室 四位指沼气池、猪舍、厕所及日光温室四部分。 二、生态工程的发展前景 如果对农村家庭生活用沼气、蔬菜种植和庭院养殖等进行整体设计，可以构建良好的庭院生态系统。在我国乡村，已经有很多这样的庭院生态系统在运行。图中所示为我国北方农村某个庭院生态系统。另外，在城市周边，往往有一些运转良好的生态园。 “四位一体”农业生态工程模式图 思维·训练 总结概括并运用术语表达 由最原始、最简单的生命进化而来，凝聚着漫长的进化史。 生命是什么？这是一个古老又充满哲理的问题。概括、总结从细胞到生态系统多层次生命系统的共同特征，对你认识生命的本质会有帮助。这个活动，需要你综合运用已经学过的内容，甚至需要查找资料获取更多信息，并用准确的术语表达。 1. 生命系统的结构。与一般的非生命系统相比，生命系统的复杂程度更高。生命系统尽管结构复杂，但都是由各个组成部分构成的统一的、有序的整体。 生命系统的结构特征是：______________________________________________________。 开放性、复杂性、有序性、动态性、整体性 2. 生命系统的功能。生命系统不断从外界环境获取物质或能量，形成新的组织结构，也不断排出物质、散失热能，等等。细胞能形成新细胞，个体能产生新个体。 生命系统的功能特点是：_______________________________________________________ ______________________________________________________________________________. ②细胞和个体等生命系统还能进行“自我复制”。 ①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”； 思维·训练 总结概括并运用术语表达 生命是什么？这是一个古老又充满哲理的问题。概括、总结从细胞到生态系统多层次生命系统的共同特征，对你认识生命的本质会有帮助。这个活动，需要你综合运用已经学过的内容，甚至需要查找资料获取更多信息，并用准确的术语表达。 3. 生命系统与环境的关系。任何生命系统都不能孤立地存在，而是与其他生物，包括同种和不同种的生物，紧密联系在一起的，同时又依存于非生物环境。 从生态的视角看，生命系统_________________________________________________。 依存于环境，也能适应环境、影响环境 4. 生命系统的历史。分析生命系统的由来，追寻生命系统的历史，也是理解生命是什么的关键。 从历史的角度看，生命系统 ____________________________________________________ 。 由最原始、最简单的生命进化而来，凝聚着漫长的进化史 实例 前景 生态工程的实例与发展前景 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 特点 1. 重视对生态环境的保护。2. 注重与经济、社会效益的结合。 问题 1. 难以设计出标准化、易操作的生态工程样板。 2. 设计缺乏高科技含量生态系统的调控缺乏及时准确的监测技术支持，缺乏理论性指导等。 3. 我国面临的生态危机是人口激增、环境与资源破坏、能源短缺等问题结合在一起的”并发症”。 课堂小结 练习与应用 一、概念检测 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。（ ） 2.2017年,我国农业部启动农业绿色发展行动,要求提高农作物秸杆利用率。下列对秸秆处理不当的是( ) A.过腹还田 B.青贮、氨化处理 C.田间焚烧，留灰做底肥 D.利用作物秸秆培养蚯蚓 C 二、拓展应用 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，也是鲑鱼等洄游性鱼的洄游河流。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，鱼类洒游受阻等问题日趋严重。 要解决水质严重恶化等问题。协调经济和社会发展与生态环境保护之间关系。 ①严格控制流域内污水排放并对污水进行净化处理②拆除不合理航道、灌溉和防洪工程③保护植被、加强绿化、恢复生态④保护洄游鱼类、保护鱼类产卵场、控制鱼类捕捞量等等。 （1）针对上述问题，列举莱茵河的治理要解决哪些方面的问题。 复习与提高 一、选择题 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 2.城市生态工程指用生态工程方法对城市环境进行综合治理。不符合城市生态工程建设基本原理是（ ） 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、居住区、生态绿地等 D.法律手段禁止汽车上路，严禁造纸厂、酒厂生产，断绝污染源头 D D 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 （2）稻一鱼—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 B 复习与提高 二、非选择题 不认同。人口过快增长与科技进步有一定关系，过快增长造成资源大量消耗、生态遭到严重破坏情况是比较普遍的。但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好的方向转化，因此不能笼统认同这种观点。 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人口，但科技进步并不一定导致人口猛增，有些科技发达国家甚至出现人口下降趋势；应 用先进科技可提高资源和能源利用效率，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，各国还要加强有关法制建设和国际合作，使全球人口增长得到合理控制，使资源得到合理利用，使生态环境不再遭到破坏并且朝着好方向发展。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。 1.2020年2月24日，全国人民代表大会常务委员会通过《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？ 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。 (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？ 哺乳动物受威胁主要原因是丧失栖息地和偷猎； 鸟类受到威胁的主要原因时丧失栖息地 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比例。 4.学完“生物与环境”模块，你对生物与环境的关系、人与环境的关系有哪些体会和见解？ Lavf58.20.100 Codec by Bilibili XCode Worker v4.8.55(fixed_gap:False) Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.51(gap_fixed:False) Lavf58.51.100 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.76 Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$