4.3生态工程 第2课时课件-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修2

第4节 生态工程 第2课时 生态工程 的实例和发展前景 1.我国在生态工程建设方面的成就 2.生态工程的发展前景 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。 01 生态工程的实例 生态工程建设的宗旨： 生态工程的实例 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 因地制宜 1.农村综合发展型生态工程 (1)问题: 建立农村综合发展型生态工程 人多地少，资源有限 (2)对策: (3)实例: 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。 01 生态工程的实例 农村 4 分析某村综合发展生态工程 北京郊区的某村是这方面的一个典型，该村实施了以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程：作物秸歼用来生产食用菌和饲料（图a）；饲料用于喂养畜禽；人、畜粪尿作为原料生产沼气；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、饲料等加工品也可到市场上出售（图b）“总之，农业生态工程能创造多种劳动力就业机会，増加农民收入，开发可以更新的资源，减少环境污染。 思考 · 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？ 2.这一生态系统的结构和功能有哪些特点？ 3.这一生态工程有哪些值得借鉴的做法？ 鱼/螺池 沼渣 厩粪 秸秆 种植业 青贮、氨化处理，食用菌培养基 饲料 谷物 屠宰厂 副产品 养殖业 沼渣 沼液 加工 输出到市场 物质在系统内流动 农村综合发展型生态工程示意图 思考·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？ 主要原理及对应的内容 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 有效选择畜、鱼等多种生物组成并合理布设 ——________原理 选择投放适应当地环境的生物，控制投放量 ——________原理 自生 循环 整体 协调 2.这一生态系统的结构和功能有哪些特点？ 结构：这一生态系统的结构齐全，包括生产（植物）， 消费者（禽、畜、鱼）， 分解者（微生物）以及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整体。 功能：该生态系统实现了物质循环再生，能量多级利用，减少了废物排放和环境污染，提高了能量利用率。 3.这一生态工程有哪些值得借鉴的做法？ 该案例的特点是以沼气工程为核心，农林牧副渔各业全面发展，增加了劳动就业机会，促进经济发展，同时又降低环境污染，促进了农村的可持续发展。 【检测】下图是某生态农场以沼气为纽带，联动农作物种植、蚯蚓养殖、养鱼、养鸡、养鸭等产业的示意图。请据图回答下列问题： (1)该生态农场实现了生活垃圾、动物粪便、沼渣和沼液的充分利用，利用了生态学的_____________原理。 (2)养鱼场的池塘不用换水，池底干干净净，每天只需补充蒸发水，所有生物正常生存，说明该池塘具有___________能力。 循环 自我调节 减少污染 废物资源化 (3)该生态农业与传统农业相比，具有明显的优势是_________、__________。 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。此外，湿地的环境污染、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 湿地被誉为地球的“肾”，具有蓄洪防旱，调节地域气候，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 （1）问题 （2）对策 a．采用工程学和生态学措施相结合的方法，使受到干扰的湿地得以恢复。 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。 b．在湿地的周围，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。 点源污染是指能够找到具体污染的来源，如下水道、工厂排污口等。 非点源污染是指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。 生态工程的实例和发展前景 案例：厦门筼筜湖生态恢复工程 2 （3）案例：厦门筼筜湖生态恢复 20世纪70年代，污水直接排放到筼（yún） 筜（dāng）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。 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 3.矿区废弃地的生态恢复工程 (1)问题： ①造成山体、土壤和植被，及至整个地区生态系统的破坏； ②矿区极端恶劣的土地条件，会阻碍植被的生长。 ③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。 矿区 生态工程的实例和发展前景 案例：萍乡市下埠镇南竹坡自然村 2 赤峰市元宝山矿区生态恢复工程 (3)案例： 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 采矿业对环境造成极大影响 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。 矿区废弃地的生态恢复工程 主要内容及对应的原理 人工进行植被恢复以及植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建 ________原理 根据当地水分状况和土壤条件，不是一开始种植农作物，而是引入当地土著物种，植树种草 ________原理 通过植树种草，建立饲料工厂和饲养场，进行肉牛养殖，综合开发治理为当地带来良好的生态、社会、经济效益 ________ 原理 肉牛粪肥的利用 ________ 原理 自生 协调 整体 循环 （1）湿地生态恢复应尽可能多的引进外来物种 （　 　） （2）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 （　 　） （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” （　　 ） 判断常考语句，澄清易混易错 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。 1.我国生态工程存在的问题 2.我国目前面临的生态危机及对策 （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）缺乏理论指导。 （1）危机: 人口激增、环境与资源破坏、能源短缺等问题。 （2）对策: 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。 3.我国政府的态度持有的态度 我国党和政府高度重视生态文明建设，在党的十九大报告中，首次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。 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。 未来的人民，无论在乡村，还是在城市，都一定能“望得见山，看得见水，记得住乡愁”。 “四位一体” 生态工程的优点： ①温室的增温效应使猪、禽和蔬菜在冬天也能正常生长； ②温室内的植物吸收二氧化碳，同时为动物提供氧气； ③动物的粪尿、生活垃圾及蔬菜废弃物投入沼气池产气； ④沼液和沼渣又是蔬菜的良好肥料； ⑤清洁新能源的开发与利用。 (指沼气池、猪禽舍、厕所及日光温室四部分) “四位一体”充分应用了物质循环再生和生物多样性等原理，提高了单位土地面积的产出，同时减少了环境污染，大大提高了农业的综合效益。 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。 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: 能与环境进行物质和能量的变换以维持自身的有序性，进行“自我更新”；细胞核个体等生命系统还进行“自我复制”。 总结概括，并运用术语表达 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 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 依存于环境，也能适应环境、影响环境。 由最原始、最简单的生命进化而来，凝聚着漫长的进化史。 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_____________________________ __________________。 思维训练· 总结概括并运用术语表达P109 依存于环境，也能适应环境、 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。 影响环境 由最原始、最简单的生命进化而来， 凝聚着漫长的进化史 生命系统的结构特征是开放性复杂性有序性动态性整体性 （2020·全国·高考真题）植树造林、“无废弃物农业”、污水净化是建设美丽中国的重要措施。回答下列有关生态工程的问题： （1）在植树造林时，一般认为，全部种植一种植物的做法是不可取的。因为与混合种植方式所构建的生态系统相比，按照种植一种植物方式所构建的生态系统，其抵抗力稳定性___________。抵抗力稳定性的含义是___________。 （2）“无废弃物农业”是我国利用生态工程的原理进行农业生产的一种模式，其做法是收集有机物质。包括人畜粪便、枯枝落叶等，采用堆肥和沤肥等多种方式，把它们转变为有机肥料，再施用到农田中。施用有机肥料的优点是____________________________________________________________（答出3点即可）。在有机肥料的形成过程中，微生物起到了重要作用，这些微生物属于生态系统组分中的________。 （3）在污水净化过程中，除发挥污水处理厂的作用外，若要利用生物来回收污水中的铜、镉等金属元素，请提供一个方案：_______________。 【高考在线】 低 生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状或不受损害的能力 改善了土壤结构；培育了土壤微生物；实现了土壤养分的循环利用 分解者 种植能吸收这些金属元素的水生植物，再从植物中回收金属 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，我国农业部启动了农业绿色发展行动，其中要求提高农作物秸杆的利用率。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，因河道裁弯取宜，鱼类洒游受阻等问题日趋严重。 (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。 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。 提示：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；另一方面可以将菜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世纪莱茵河遇到的问题？能否借鉴莱茵河治理的经验和 教训？提出你的想法。 可查阅资料，走访当地居民,咨询相关部门，了解情况后进行交流。 【检测】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： (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)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。 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 前景广阔的沼气工程《教材P111》 沼气形成过程流程图 沼气是人畜粪便等物质，经过一系列复杂的厌氧发酵过程，产生的富含甲烷气体的燃料。 发展沼气的意义： 发展沼气不仅可以有效地解决农村的燃料问题，还为饲料、肥料开辟了新的来源，对节省林木和保护林草植被也具有重要的意义。 沼气工程发展的背景： 70%的农户缺少燃料、饲料、肥料。上述“三料”都依赖有限的作物秸秆、谷壳、麸皮等农副产品和薪柴林等生物质， 迫使农民不断强化对林灌草地的滥伐滥采，导致了严重的水土流失，对生态环境造成了很大破坏。 沼气工程的前景： 我国沼气工程的发展趋势是，伴随新农村建设和城镇化发展，将逐步向村镇集中（联村）供气方向发展，即每个村镇（或联村）建设一个规模化的沼气站，利用本村镇产生的生活垃圾、人畜粪便和秸秆等废弃物集中生产沼气。沼气通过管网送往各家各户。  沼气工程的原理： 沼气工程充分利用了物质循环再生的原理。由于它在物质、能量多级充分利用和转化方面独特的纽带作用，大大促进了农村以农牧结合为中心的多种经营，已成为我国当今农村生态工程建设中最重要和最基础性的组分。 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 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-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 B 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 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。 大量人口 需要更多资源 更多的科技进步 有限资源消耗增加,资源耗竭,生态环境恶化 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? 复习与提高 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。 复习与提高 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? 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 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。 原因 哺乳动物 鸟类 偷猎 31% 20% 丧失栖息地 32% 60% 生物入侵 17% 12% 其他原因 20% 8% (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。 原因 哺乳动物 鸟类 偷猎 31% 20% 丧失栖息地 32% 60% 生物入侵 17% 12% 其他原因 20% 8% 哺乳动物 鸟类 偷猎 丧失 栖息地 生物入侵 其他原因 0 20 40 60 受到威胁的比例/% 受到威胁的原因 (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时丧失栖息地 Lavf58.51.100 $