人教版高二生物选修三教学案51生态工程的基本原理含答案.docx

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人教版高二生物选修三教学案51生态工程的基本原理含答案

5．1　生态工程的基本原理

目标导航

　1.简述生态工程的概念，关注生态工程的建设。

2.简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容，分析生态环境问题及解决对策。

一、关注生态工程建设（阅读P105－109）

1．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。

2．生态经济

（1）原则：

循环经济。

（2）特点：

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。

二、生态工程所遵循的基本原理（阅读P109－113）

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

（1）含义：

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。

（2）实例：

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”。

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）√

一、生态工程与生态经济

1．生态工程建设的原因分析

（1）传统农业的生产模式——石油农业

①模式内容：

大量使用化肥、农药、机械的农业生产模式。

②弊端：

不注重生态环境的保护，没有考虑成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。

（2）建立生态经济——循环经济

模式：

实现原料产品的生产体系，实现废弃物的资源化。

（3）生态工程与传统农业的比较

比较项目

生态工程

传统农业

基本原理

生态学、工程学

工程学

调节机制

人为辅助下的自我调节

人为调控

与环境的关系

协调

破坏环境

主要能源

太阳能

化学能

生物多样性

得到保护

减少

2.生态工程概念的理解

（1）生态经济的实质：

能够满足我们的需求而又不会危及子孙后代满足其需要的经济，实现“循环经济”最重要的手段之一就是生态工程。

（2）对生态工程概念的理解，应注意以下几点：

①涉及的学科知识有生态学、系统学、工程学、经济学等。

②运用到的技术手段有系统设计、调控和技术组装等。

③面临的任务是对已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的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。

④最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。

⑤生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续。

3．生态农业常见类型

（1）桑基鱼塘模式

人工建立的高产稳产的农业生态系统。

做到蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收，如下图所示：

（2）沼气农田立体养殖模式

该生态系统利用农作物发展养殖业，利用废弃物实现物质的循环，保证能量的多级利用，如下图所示：

1．如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？

答案　对环境造成危害的污染物，采用一定的措施和技术，就能够进行回收和循环利用，这样不但能够减少环境污染，而且提高了资源的利用率，减少了资源的浪费。

2．传统经济与生态经济的区别是什么？

答案　

（1）传统经济是大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式，不注重生态环境的保护，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。

（2）生态经济实现了原料—产品—原料—产品的生产体系，实现了废弃物资源化的循环经济。

具有少消耗、多效益、可持续的特点。

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：

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。

（2）生态工程的目的：

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。

（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

下列不属于生态工程建设目的的是（　　）

A．对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善

B．防止环境污染

C．单纯追求粮食产量

D．促进人类社会和自然环境的和谐发展

答案　C

解析　本题考查生态工程的建设目标，只有C项不正确，单纯追求粮食产量有可能影响整个生态系统的和谐发展。

二、生态工程所遵循的基本原理

1．生态工程的原理

项目

理论基础

意义

实例

物质循环再生原理

物质循环

可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响

“无废弃物农业”

物种多样性原理

生态系统的稳定性

生物多样性程度高，可提高生态系统的抵抗力稳定性

“三北防护林”建设中的单纯林问题；珊瑚礁生态系统的生物多样性问题

协调与平衡原理

生物与环境的协调与平衡

可避免系统的失衡和破坏

太湖富营养化问题

整体性原理

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

林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题

系统学和工程学原理

系统的结构决定功能原理：

分布式优于集中式和环式

改变和优化系统的结构以改善功能

桑基鱼塘

系统整体性原理：

总体功能大于各部分之和

能保持很高的系统生产力

珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系

2.整体性原理和系统整体性原理的比较

（1）整体性原理

整体性原理是指社会、经济、自然三方面协调统一，保障整个系统的稳定与平衡，例如林业建设中自然系统、社会系统与经济系统的关系问题，即种树时同时要考虑经济收入、粮食、燃料等问题。

（2）系统整体性原理是系统学和工程学原理之一，指整体功能大于各部分之和的效果，即1＋1>2。

目的是保持系统具有很高的生产力，如藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌、地衣中的藻类和真菌的共生等。

1．“西部大开发”是国家为振兴西部提出的宏观决策，在我国西北地区进行防护林建设时，没有种植适应当地环境的树种，而是大量种植了不适应当地环境的杨树。

这主要是违背了什么原理？

答案　违背了协调与平衡原理。

2．进行生态工程原理分析时要注意什么问题？

答案　各种生态工程原理不是孤立的，而是相互联系的，改造不同的生态系统，往往要综合运用多种生态工程原理，这一点在具体应用中需要格外注意。

3．几种典型生态工程原理归纳

（1）单一人工林比天然混交林稳定性低，易爆发虫害——物种多样性原理。

（2）草原确定合理载畜量，不能过度放牧——协调与平衡原理。

（3）引种考虑适应环境——协调与平衡原理。

（4）林业生态工程建设，既考虑种树又考虑生活问题——整体性原理。

2．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。

答案　C

一题多变

“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．整体性原理和物种多样性原理

D．物种多样性原理与整体性原理

答案　B

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

答案　B

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．珠江三角洲的农民利用自然条件，建立该地特有的农业生态系统良性循环模式：

桑基鱼塘和蔗基鱼塘。

如图为桑基鱼塘和蔗基鱼塘模式图，据图回答下列问题：

（1）该模式依据的主要原理是________________________________________________________________________，

该人工生态系统最基本的生物成分是________________________________________________________________________。

（2）建立这一生态系统的目的是使生产者固定的能量________________________________________________________________________

________________，其能量利用率高的原因是在营养结构上具有____