学年高二生物人教版选修3文档专题5 生态工程 51 Word版含答案Word下载.docx
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金字塔农场正是一个富有创意的解决之道。
除了种植水果和蔬菜外,金字塔农场还装有一个加热和加压系统,能够将污水转换成水和碳,为机器和照明设备提供能量。
金字塔农场实质就是一个一个完整的生态系统,这个农场的设计需要遵循什么原理,还有,这样的金字塔农场有何优点,有没有值得改进的地方,就让我们通过本节课来一起了解吧!
一、关注生态工程建设
1.生态工程概念
涉及学科
生态学和系统学等
技术手段和方法
通过系统设计、调控和技术组装,对已被破坏的生态环境进行修复、重建,对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善
结果
提高生态系统的生产力,促进人类社会和自然环境的和谐发展
特点
是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系
2.生态工程建设
(1)目的:
遵循自然界物质循环的规律,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。
(2)特点:
与传统工程相比,生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。
(3)原因:
传统经济模式正在毁坏水、大气、土壤和生物资源,消耗地球赠给我们的自然资本。
3.生态经济
(1)原则:
循环经济。
一个系统产出的污染物,能够成为本系统或另一个系统的生产原料,从而实现废弃物的资源化。
(3)手段:
生态工程。
合作探究
1.传统经济模式带来的问题及改进措施
(1)导致1998年长江洪水泛滥的根本原因和直接原因分别是什么?
答案 根本原因:
①长江上游乱砍滥伐森林,水源涵养和水土保持功能急剧降低,造成大量泥沙淤积河道;
②中游围湖造田、乱占河道,造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减少。
直接原因:
1998年的罕见降雨。
但这也与全球温室气体排放量增加而导致的温度升高、气候异常有关。
(2)洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题?
答案 传统的经济发展模式不注重生态环境的保护,没有考虑生态成本,经济的发展以生态环境破坏为代价。
(3)可以采取什么措施解决长江洪水泛滥的问题?
答案 以生态措施为主,结合工程措施,提高森林覆盖率;
“退耕还湖”和改革不合理耕作方式等。
2.传统生产模式所带来的问题及改进措施
“石油农业”是指大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。
由于需要大量的石油、煤、天然气等作为原料或动力而得名。
(1)石油农业的优势有哪些?
答案 高产、高效、省时、省力;
提高农业生产效率和农产品产量,解决粮食需求矛盾。
(2)石油农业有哪些弊端?
答案 高投入、高成本、高污染。
(3)在我国,石油农业的生产模式应当如何改进?
答案 我国人多地少,应该大力发展生态农业。
具体措施主要包括:
①根据田间作物的需要适量施用高效、低毒、低残留的农药;
②多施有机肥,提高作物对水、肥等资
源的利用效率;
③对
作物秸秆和畜禽粪便再利用,实现物质的多级利用。
总之,一方面要不断提高土地的产出水平;
另一方面要减少农业活动对环境的污染,促进社会的可持续发展。
1.下列关于生态工程的叙述,不正确的是( )
A.当人类赖以生存的生态系统出现严重的问题时,生态工程应运而生
B.生态工程能够减少环境污染
C.生态工程以充分利用环境和资源为前提,生产出更多的产品
D.生态工程力求达到生态效益、经济效益和社会效益的协调统一
问题导析
(1)生态工程产生的背景:
(2)生态工程的目的:
(3)生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续。
答案 C
一题多变
若按照C项所述模式发展,将会导致什么后果?
答案 会造成生态环境失衡、破坏。
二、生态工程所遵循的基本原理
1.物质循环再生原理
(1)含义:
物质能够在各类生态系统中,进行区域小循环和全球地质大循环,循环往复,分层分级利用,从而达到取之不尽、用之不竭的效果。
(2)实例:
“无废弃物农业”。
2.物种多样性原理
(1)内容:
物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性,可以在有限的资源条件下,产生或容纳更多的生物量,提高系统生产力。
(2)实例
①反面:
辽宁西部章古台地区的樟子松林,由于没有一条昆虫与其天敌相生相克的食物链,松毛虫肆虐一时。
②正面:
由珊瑚虫和某些藻类共生组成的珊瑚礁区,物种繁多,系统稳定。
3.协调与平衡原理
处理好生物与环境的协调与平衡,需要考虑环境承载力,即环境所能养活的生物种群的最大数量。
如果生物的数量超过了一定的限度,就会引起系统的失衡和破坏。
4.整体性原理
进行生态工程建设时,不但要考虑到自然生态系统的规律,更重要的是,还要考虑到经济和社会等系统的影响力。
在进行林业工程建设时,一方面要号召农民种树,另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题,如粮食、烧柴及收入等。
5.系统学和工程学原理
(1)系统的结构决定功能原理
①含义:
生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构,通过改变和优化结构,达到改善生态系统功能的目的。
②实例:
我国南方水网地区的桑基鱼塘模式。
(2)系统整体性原理:
系统各组分之间要有适当的比例关系,只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通,并且实现总体功能大于各部分之和的效果,即“1+1>2”。
(1)分析教材P109图5-1“无废弃物农业”物质和能量流动图,总结物质循环再生的含义。
答案 物质能够在各类生态系统中,进行区域小循环和全球地质大循环,循环往复,分层分级利用,从而达到取之不尽、用之不竭的效果。
(2)图示无废弃物农业生态系统是怎样实现物质的循环利用的?
答案 该生态系统的人粪尿、牲畜粪便、作物残留都再返回农田土壤里供生产者利用。
结合“三北防护林”遭遇虫害死亡案例和澳洲大堡礁珊瑚礁区案例,回答下列问题:
(1)为什么樟子松林的松毛虫会肆虐,几十亿株杨树会毁于一旦?
答案 纯樟子松林、杨树林的生物多样性低,食物链短而单调,缺少松毛虫、天牛的天敌。
(2)珊瑚礁区为什么能够在养分稀少的深海中,保持着很高的生物多样性?
答案 珊瑚礁区的生物多样性高,食物链复杂,不同的生物占据了不同的时间位、空间位和资源位,因而充分利用了珊瑚礁生态系统的环境。
(3)从上述正面和反面的实例,可得出怎样的启示?
生物多样性的破坏有人为因素吗?
答案 只有保证生态系统较高的生物多样性,才能保证生态系统的稳定和平衡。
生物多样性的破坏有人为因素,而且往往作用巨大。
(1)“协调”与“平衡”原理中,“协调”主要指:
生物与环境协调,强调生物与环境相适应。
“平衡”主要指:
种群数量与环境承载力要平衡。
(2)从协调与平衡原理出发,想一想,在我国西北地区进行防护林建设时,应选择哪些树种?
如果在该地区发展畜牧养殖业,你认为应该注意什么问题?
答案 ①应选择本地树种,如沙棘、山杏、刺槐、合欢等。
②注意牲畜数量不能超过草地的承载量;
减少过度放牧现象;
在有条件的地方,人工种植牧草。
(1)分析“自然—社会—经济”复合系统,思考“整体”主要包括哪些方面?
答案 包括社会、经济、自然三方面。
(2)进行生态工程建设时应考虑哪些问题?
答案 不但应考虑自然生态系统的规律,还要考虑经济和社会等系统的影响力。
(1)桑基鱼塘分布在我国长江三角洲、珠江三角洲一带的水乡,是一种典型的水陆物质和能量交换型生态工程。
试分析桑基鱼塘的物质和能量流动途径。
答案 桑基鱼塘系统中物质和能量的流动是相互联系的,其中能量是多级利用,物质是循环利用。
(2)桑基鱼塘的建设主要遵循了什么生态工程原理?
答案 系统学和工程学原理。
(3)你能举出系统总体功能大于各部分之和的例子吗?
答案 豆科作物和固氮菌的共生就是一例。
固氮菌为豆科作物提供氮素,而豆科作物为固氮菌提供能量和其他营养,两者的共生使豆科作物能够在氨素缺乏的土地上生长。
当把它们分开时,两者的生长都要受到影响。
2.判断正误
(1)“无废弃物农业”遵循的是物种多样性原理( )
(2)在建设高新农业时,沼气池的建立遵循物质循环再生原理( )
(3)根据协调与平衡原理,一个生态系统中种群的数量不应超过环境容纳量( )
(4)“总体功能大于各部分之和的效果”是系统的结构决定功能原理( )
(5)在建设生态工程时,既要考虑自然生态系统的规律,还要考虑到经济和社会等系统的影响力( )
答案
(1)×
(2)√ (3)√ (4)×
(5)√
3.下图是“无废弃物农业”物质和能量流动图,该图所体现的主要生态工程原理是( )
A.物种多样性原理
B.整体性原理
C.物质循环再生原理
D.协调与平衡原理
问题导析
(1)审图明确“无废弃物农业”的特点:
该系统对物质进行了循环往复、分层分级利用,如利用粪便等合成有机肥,减少了对化肥的使用,降低了成本,减轻了对环境的污染。
(2)“无废弃物农业”利用的是物质循环再生原理。
1.实现循环经济的最重要的手段之一是( )
A.发展“石油农业”B.生态工程
C.清除污染物D.禁止产出污染物
答案 B
解析 生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则,使一个系统产出的污染物,能够成为本系统或者另一个系统的生产原料,从而实现废弃物的资源化,而实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程。
2.生态农业是一个在生态上自我维持的农业生产系统,其特点是在保持和改善系统内的生态平衡、不对其周围环境造成明显改变的情况下,求得最大生产力和可持续发展。
下列关于生态农业的叙述中,不正确的是( )
A.生态农业中食物链的营养级之间能量传递效率大大提高了
B.生态农业比传统农业的抵抗力稳定性高
C.生态农业设计的指导原则是能量的多级利用和物质的循环再生
D.生态农业属于人工生态系统,对病虫害一般采用生物的方法防治
答案 A
解析 生态农业中生态系统的营养结构变复杂了,但食物链的营养级之间的能量传递效率不变,A选项错误。
3.下列生态工程的基本原理中,是1+1>2的是( )
A.物种多样性原理B.系统整体性原理
C.协调与平衡原理D.系统学与工程学原理
解析 系统整体性原理是系统学和工程学原理的分支,并不是整体性原理。
4.“三北防护林工程”建设中注意了以下两个问题:
(1)考虑到树种的生态适应性问题;
(2)考虑到树种多样性问题。
这分别体现了生态工程的哪些原理( )
A.系统学原理和物种多样性原理
B.协调与平衡原理和物种多样性原理
C.整体