江苏省南京市高中生物第四章生态工程41生态工程及其原理导学案无答案苏教版选修3.docx

1、江苏省南京市高中生物第四章生态工程41生态工程及其原理导学案无答案苏教版选修3第四章 生态工程第一节 生态工程及其原理【课标要求】： 简述生态工程的原理。【学习目标】：1简述生态工程的概念，能说出生态工程与传统工程的差异。2简述生态工程的主要原理，能利用生态工程的原理分析、解释生态环境中相关现象。【教学过程】：【复习回顾】：（1）什么是生态系统？其结构包括哪几个部分？（2）生态系统的功能主要包括哪些方面？各有什么特点？（3）生态系统的稳定性包括哪两个方面？二者通常呈什么关系？试描述生态系统稳定性的相关理论。一、生态工程的概念【阅读思考】：（1）传统工程对自然生态系统有何影响？（2）生态工程主要

2、通过做些什么、旨在达成什么目标？其基本特点是什么？（3）生态工程可实现废物的资源化，这有什么意义？1背景：随人口急剧增长，现代工农业生活迅速发展，原有的自然生态系统几乎 ，全球 不断激化，人们希望通过 建设，寻求解决对策，减缓和防止自然生态系统的退化，修复或重建受损的生态系统。2概念：生态工程是指人类应用 和 等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和 组装，修复或重建 ，改善 ，并提高生态系统的 ，达到 的工程体系。3特点：与传统工程相比，生态工程具有低 、多 和 的特征。二、生态工程的基本原理【阅读思考】：（1）生态工程所遵循的基本原理有哪些？（2）“农作物秸杆的多级利用”、“人工林是非

3、之争”、“生物氧化塘”、“农林牧副渔一体化”和“稻田养鱼模式”等案例主要涉及的生态工程原理分别是什么？1物质循环再生原理：（1）其核心是 ，即实现了物质的 利用。（2）生态工程采取措施调整 ，使 ，为 提供更多机会。（3）实例解读：“无废弃物农业”：是我国古代传统农业的辉煌成就之一，也是生态工程最早、最生动的一种模式。土壤肥力是一切农业生产特别是种植业的基础，我们的祖先之所以维持土壤肥力几千年，其中的诀窍就在于实现了物质的循环利用。联系教材P100“积极思维”分析：农作物秸杆的多级利用的特点是 。“桑基鱼塘”：生态系统中物质和能量的流动是相互联系的，能量的流动包含在物质的循环利用过程中，随着食

4、物链的延伸而逐级递减。“桑基鱼塘”能量的多级利用和物质的循环利用：桑叶喂蚕，蚕产蚕丝；桑树的凋落物和蚕粪落到鱼塘中，作为鱼饲料，经过鱼塘内的食物链过程，可促进鱼生长；甘蔗可榨糖，糖渣喂猪，猪的排泄物进入鱼塘；鱼的排泄物及其他未被利用的有机物和底泥经微生物的分解，又可作为桑和甘蔗的有机肥料。桑基鱼塘巧妙地利用了很难利用的大片低湿地，发展了多种经营，为农民创造了多种收入的门路，完全符合“无废弃农业”的要求。【思考讨论】：上述两个案例明显的优点有哪些？它是否提高了能量在系统中的传递效率？2物种多样性原理：（1）其核心是 。生态系统中生物多样性越高，抵抗力稳定性越 ，生态系统就越 。丰富物种多样性，使

5、营养结构更为 ，可提高生态系统的 能力，进而增加生态系统的 。（2）实例解读：“三北防护林”虫害：我国西北一些地区年降雨量小于450mm，是只适宜种植灌木和草的地区，但却被硬性规定种植属于乔木的杨树，以致到处都是“杨家将”。生态的不适应使许多地方的杨树长成半死不活的“小老头”远不如当地树种那样有较高的生态适应性，结果防护林成了残败的“灰色长城”。阅读教材P101“积极思维”材料，分析归纳人工林存在哪些弊端？若有改变这一状况，你有什么建议？珊瑚礁区的生机：珊瑚礁区存在于养分稀少的深海中，但其中的生物种类却非常多，保持着很高的稳定性。3协调与平衡原理：（1）其核心是 。维持生物与环境的协调与平衡，

6、生态系统中的生物数量不能超过 的限度。（2）通过生态系统的 和 ，生物之间以及生物与环境之间的确协调与平衡可以维持 的稳定。（3）实例解读：太湖等水体富营养化，导致水葫芦和藻类疯长现象；西北衰败的杨树和繁茂的当地树种间的大反差。生物氧化塘：阅读教材P102“积极思维”材料，分析在生物氧化塘中生物的分布情况，不同水层的微生物是如何进行污水处理的？4整体性原理：（1）其核心是 。（2）设计并建设生态工程，不但要考虑 的原理，遵循 的规律，还要考虑到 等系统的影响力。只有应用整体性原理，才能统一协调 、 、开发利用与环境保护之间的关系，保障生态系统的平衡与稳定。（3）实例解读在进行林业工程建设时，一

7、方面要号召农民种树，另一方面一定要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食烧柴等以及收入等问题。否则随时会出现“前面造林，后面砍林”的现象。 “农林牧副渔一体化“生态工程。阅读教材P103“积极思维”材料，分析“农林牧副渔一体化”如何体现整体性原理？5系统学和工程学原理：（1）系统学原理的核心是 ；工程学原理的核心是 。（2）实例解读：“稻田养鱼“模式：系统结构决定功能把很多单个生产系统通过优化组合，有机地整合在一起，成为新的高效生态系统，大大提高了系统的生产力。珊瑚礁：系统整体性系统各组分间要有适当的比例关系，以使得能量、物质、信息等的转换和流通顺利完成，并实现总体功能大于各部分之和的效果，即“1

8、+12”。如：珊瑚礁之所以能够保持很高的系统生产力，得益于珊瑚虫和藻类组成的高效的植物-动物营养循环。通常情况下，失去了共生藻类的珊瑚虫会因为死亡而导致珊瑚礁逐渐“白化”，失去其鲜艳的色彩，那里的生物多样性也将锐减，从而造成系统的崩溃。（3）生态工程建设，要遵循自然界 的规律，充分挖掘资源的 ，防止 。在生态效益方面，要 。在经济效益方面，要 。在社会效益方面，要 。【典例解析】【例1】我国建立“三北防护林”虽然取得了巨大的生态和经济效益，但由于没有完全按照自然生态规律办事，也产生了不少问题。如辽宁西部的章古台地区，由于单一种植樟子松树，使松毛虫因为没有天敌而肆虐一时，使很多地方几乎成了不毛之

9、地。这个事实说明了 A樟子松树的抗虫能力很差B松毛虫的危害性很强，并专一性的侵害樟子松树C生物多样性对生态系统的重要性D由于植物种类达单一，导致松毛虫只能侵害樟子松树【例2】1998年长江下游发生特大洪灾，其中原因之一是 （ ） A长江口热带风暴 B长江上游森林植被破坏严重 C水库泻洪过快 D北方风沙使河床变浅【例3】南京古泉生态农场是生态农业的典范。该农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植农作物、养蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程合理地有机结合起来，成为一种高效良性的循环，生态效益达到了良性发展。请就此生态农场的特点，完成下列问题：(1)该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的_、_和

10、_原理。(2)该系统工程的核心之一是沼气池，沼气的制作如图所示：在图中标出箭头，表示生产过程中的物质循环。如果将“无机物农田”这一环节去掉，对生态农业系统有何影响？_。(3)在该生态农场中存在如下图所示的物质循环过程，据图分析不符合生态工程原理的叙述是 ()A物质经过多级利用，实现了良性循环B每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益C由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用率降低D由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染 (4)据生态工程中的物种多样性这一原理，有人认为生态农业建设中，应使食物链和营养级越长越多越好。请你结合所学有关生态工程原理，分析该结论是否正确，为什么？第四章 生态

11、工程 第一节 生态工程及其原理校本作业1下列不属于生态工程的是 ()A沼气工程 B桑基鱼塘C长江两岸加固河堤 D退耕还林还草 2黄河是我国的母亲河，但如今黄河已经成为世界罕见的“悬河”。治理黄河最根本的措施是 A加强黄河两岸堤坝的修筑 B对黄河河床底部的泥沙清淘 C大力培育水生生物 D解决黄土高原的水土流失问题3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、烧柴以及收入等问题。以上做法依据的生态工程原理是 ()A系统整体性原理 B整体性原理C系统结构决定功能原理 D以上都不是4下列有关物种多样性的叙述，错误的是 A物种繁多使复杂的生态系统具有较高的抵

12、抗力稳定性 B生物多样性程度高，各类生物的生存机会越多 C生物种类越繁多，引发病虫害的几率越大 D生物种类繁多，可以在有限的资源条件下，提高系统的生产力5我国西北土地沙化和盐渍化非常严重，原因有多种，其中一个主要原因是超载放牧导致草地退化。上述事实主要违背生态工程的哪一个原理 A系统整体性原理 B协调与平衡原理 C物种多样性原理 D整体性原理6珊瑚虫与藻类共生，提高了珊瑚礁生态系统的生产力，其原理是 A系统结构决定功能原理 B整体性原理 C系统整体性原理 D协调与平衡原理7某些地区出现“前面造林，后面砍林”的现象，是因为发展中哪一原理失调造成的 A协调与平衡原理 B整体性原理 C系统结构决定功

13、能原理 D系统整体性原理8“1+12”指的是生态工程哪一个基本原理 A物种多样性原理 B整体性原理 C协调与平衡原理 D系统学与工程学原理9下列叙述违背生态工程建设基本原理的是 A. 充分考虑环境因子对生物的影响 B. 尽可能减少种间竞争所产生的耗损 C. 以单一种群获得经济效益的最大化 D. 实现生态系统的良性循环10无废料生产体系是指 A废料一产品 B原料一产品一废料一产品 C原料一产品一原料一产品 D原料一产品一废料11（多选）我们的祖先实施的“无废弃物农业”，使我国的土壤维持了几千年的肥力，其实这种模式就是生态工程最早和最生动的模式，这种模式的诀窍在于 A积极种植能够固氮的豆科植物 B

14、收集一切可能的有机物 C采集某种特殊植物，将其根茎叶加水一起捣碎榨汁，作为肥料 D采用堆肥和沤肥等多种方法，把有机物转变为有机肥料12（多选）生态工程体系的特点是 A少消耗 B多效益 C可持续 D多投资13下图是某农业生态系统的结构模式图，据图回答：(1)食用菌在该生态系统中属于_(成分)。(2)图示的生态系统能充分利用废弃物中的能量，形成“无废弃物农业”，这主要是遵循生态工程的_原理。 (3)在充分利用能量，减少环境污染的同时，通过饲养家禽、家畜，栽培食用菌，提高农民经济收入，使保护环境和发展经济相互协调，体现了生态工程的_原理。第四章 生态工程第一节 生态工程的原理和类型（第2课时）【教学

15、目标】1举例说出生态工程的主要类型。（知识目标）2收集当地或国内生态工程的实例,调查当地某一生态工程的实施情况。（能力目标）3利用生态工程原理,分析、解释生态环境中出现的现象。（能力目标）【重难点】：举例说出生态工程的主要类型。【知识归纳】三、生态工程的类型1生态工程的类型主要根据 和 的不同为进行分类。2主要类型：（1）农业生态工程具有 性质，并以 为目标；（2）林业生态工程以 为目标而建立，包括水土保持生态工程、 生态工程、 生态工程、城市绿化和园林生态工程等；（3）治污生态工程以 为目标，包括 生态工程、 生态工程、湖泊或水源地治理生态工程。3“人工湿地”生态工程： （1）湿地是 与 之

16、间过渡性的生态系统，其重要特点之一是 。湿地生态系统具有较强的 功能，水的流入能给湿地注入 ，水的流出又会从湿地带走 ，被誉为“地球之肾”。 （2）“人工湿地”的组成成分包括 、各类水生植物（ ）和水等。它的净化作用是通过湿地环境中所发生的 、 和 作用的综合效应实现的，由不同类型的水生植物和微生物的共同作用来完成。（3）水生植物可吸收、转化污水中的 等物质，还能促进 等微生物对污水的处理和净化；对废水净化起主要作用的是微生物的 和 作用，以及相关的理化作用，如 等。4矿山废弃地生态修复工程：1（1）对受到不同程度干扰或破坏的生态系统，需要进行环境与生态 等工作，如我国实施的沙漠治理、 、矿区

17、废弃地改造等。（2）矿山废弃地是指因采矿活动而遭破坏且不经治理便 的土地，它不仅毁坏和污染大片森林、草地和农田，还造成 ，有的甚至成为 。（3）在矿区废弃地的生态修复中，植被要注意选择生长 和抗逆性 的树种，优先选择 树种，尽量选择 的乡土树种和 树种，注意树种的多功能效益。思考：矿渣和尾矿中一般含哪几类成份？分别作怎样的处理？5林业生态工程：（1）它是在维护环境与 的目标下，以优化 为基础，以发挥 为依据，形成各林种、各树种生物群体的多功能和多效益特点，建设功能 、结构 、经济 的生态系统。（2）我国建设的十大林业生态工程，不仅保护了现有森林和 ，而且在建设中采取 等多种方法，营造各种林带。

18、其中，“三北防护林体系建设工程”在改善恶劣的生态面貌的同时，也丰富了 的供给。6模拟自然生态系统，经 与 而建立的生态工程，在高效利用自然资源时应重视 ，把自然生态系统中的 原理等应用到农业生产、环境保护等方面，以促进生态系统内物质的 和能量的 ，保护我们的生存环境。【典例解析】阅读下列资料，回答下列问题： 新闻材料一：“黄龙”再降西安。据新华社讯：3月27日，西安市区黄尘弥漫，这是继3月22日西安一场泥雨后，“黄龙”再次降临西安。（1）从生态因素分析，导致“黄龙”再降西安的主要原因是我国西北地区植被_ ；引起“黄龙”再降的人为因素可以归纳为： 。新闻材料二：专家调查表明：黑土地土壤严重恶化。

19、据华北信息报1月27日报道，黑龙江省一些专家、学者日前根据新近的调查结果发出警告：黑土地已严重恶化。分布在松嫩平原的10.8万km2的东北黑土地，是世界著名的高产土壤。然而，这片黑土地由于严重的水土流失和掠夺式的经营方式，土壤生产能力正呈下降趋势。黑土层已由50年前平均厚度40-100 cm，下降到如今的20-40 cm，有的地方已经裸露出有机质含量极低的泛黄母质层。专家们的调查显示：东北地区水土流失面积已达1/3以上，成为我国商品粮基地中水土流失最严重的地区之一。（2）黑土地土壤流失严重，说明森林具有_的作用。新闻材料三：我国西部174个县在2000年先行退耕34.33万公顷。（3）科学家研

20、究认为，沙尘暴的发生必须具有风和沙源两个条件，退耕还林、还草是西部生态建设的一项紧迫任务。从治理沙尘暴的角度思考，“还林”的作用是_，“还草”的作用是_。新闻材料四：我国将实施6大林业重点工程：天然林保护，“三北”和长江中下游地区等重点防护林的建设，退耕还林、还草，环北京地区防沙治沙，野生动植物保护及自然保护区的建设，速生丰产材林的林业产业基地建设（4）从根本上说，我国实施林业生态工程的目标就是要提高_，搞好生态环境建设。【反馈练习】（ ）10、下列观点不符合生态农业建设思路的是 A. 调整产业结构，开发多种经营 B. 保持生态系统内的生态平衡 C. 以高能量获得农业的高产量 D.循环利用农业

21、有机废弃物1下列关于湿地生态系统的作用的说法，错误的是 A涵养水源、蓄洪防旱 B. 调节区域气候，自然净化污水 C为迁飞鸟类和多种动植物提供栖息地，保护生物多样性 D大量种植高产农作物，解决粮食物问题2湿地是地球上独特的生态系统，被誉为 A“鸟类天堂” B地球的“肾脏” C地球的“心脏” D“污水净化器”3下列关于“人工湿地”的说法中，错误的是 A浮水植物、挺水植物可为根际提供氧化的微环境，促进好氧细菌对废水中有机物的分解 B沉水植物的根际保持厌氧状态，利于厌氧细菌的活动 C.“人工湿地”对污水的净化作用是通过不同类型的水生植物和微生物的共同作用实现的 D水生植物能吸收、转化污水中的氮、磷、铜

22、等物质4在“人工湿地”生态系统中，对废水净化起主要作用的是 A微生物的分解和转化作用以及相关的物理、化学作用，如沉淀、吸附、过滤等 B微生物的分解和转化作用 C相关的物理、化学作用，如沉淀、吸附、过滤等 D微生物的分解和转化作用以及化学作用，如沉淀、吸附、过滤等5.下列关于湿地生态恢复工程的叙述错误的是 A该工程采用工程和生物措施相结合的方法 B要建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰 C湿地的恢复，只注意退耕还湿地或建立自然保护区就可以 D湿地的恢复除利用生物工程手段外，还要依靠自然演替机制恢复其生态功能6下列有关矿区废弃地的危害的叙述错误的是 A造成了土地、土壤的破坏 B阻碍植被的生长 C可能产

23、生严重的重金属污染 D对现今生存的生物无多大影响7在矿区生态环境的恢复工程中，关键的措施是 A人工制造表土 B特殊隔离C土壤侵蚀控制 D植被恢复8我国的“三北”防护林是一项规模空前的生态建设工程，被誉为“绿色万里长城建设工程”。下列不属于植树造林在保护环境方面要求的是 A调节气候 B防风固沙，防止荒漠化 C提供木材 D维持大气的碳氧平衡9经过十年努力，我国西北防护林带已经初步建立，建立了新的生态平衡，其重要意义是 A解决了环境污染问题 B使生态系统朝着更有益于人类的方向发展C建立了畜牧业的生产基地 D建立了自然保护区10有一山区由于开采露天小铁矿等活动，自然生态系统完全被破坏，成为一片废墟，为

24、尽快使该山区恢复到原有自然生态系统状态，应采取的最好措施是在这片废墟上 A.回填土壤，引进多种外来物种，重建新的生态系统 B.撤出人类全部活动，实行全面封闭，等待自然恢复 C.回填土壤，栽培当地经济农作物，发展农业生产 D.回填土壤，栽种多种当地原有的植物，实行封山育林11（多选）下列属于以生态环境保护为目标而建立的林业生态工程的是 A水土保持生态工程 B防风固沙生态工程 C水源涵养生态工程 D城市垃圾处理生态工程（ ）20、（多选）下列关于生态农业叙述，正确的是 A. 生态农业实现了对能量和物质的多级利用B. 生态学的基本原理是发展生态农业的主要理论基础C. 生态农业使废物资源化，提高能量的

25、转化效率，减少环境污染D. 在生态系统中增加有害生物的天敌种群，可减轻有害生物的危害12阅读以下资料，回答下列问题：上海市化工区与联合国环境署合作建设人工湿地生态化废水工程，实现区内污水零排放。从侧算时的日排废水15万吨，到目前实际日排废水1.5万吨，再到几年后的零排放。这是人工湿地用于污水处理的一个实例。（1）湿地是开放水域与陆地之间过渡性的生态系统，其重要特点之一是_。湿地处于水、陆生态系统之间，对于水的运动和滞留等变化非常敏感，水的流入能给湿地注入_，水的流出又经常从湿地带走_。 （2）湿地生态系统具有较强的净化功能，被誉为_。 （3）人工湿地的组成成分包括土壤、各类水生植物（包括_、_

26、和_）和水等。 （4）人工湿地对污水的净化作用是通过_作用的综合效应实现的。13.某地区的农民充分利用自然条件建立了特有的蔗基鱼塘和桑基鱼塘。如右图，请根据此图回答：（1）这种人工生态系统最基本的生物因素是 ；要使它长期稳定发展，除了有稳定的能量，各类生物还要_。（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其在营养结构上具有_的特点。（3）蚕粪、蔗叶进入鱼塘经过_的作用又被桑和蔗所利用。蚕粪中的氨经过_的作用，形成_被植物吸收。（4）概括地说，生态系统功能的维持取决于它的 。1（1）物质循环再生原理、协调与平衡原理 、整体性原理、系统学和工程学原理、物种多样性原理

27、 （2）人为辅助下的自我调节，太阳能 （3）自我调节理论，回归自然，人为调控，人为调控 （4）建造和调控人工生态系统，使生物与环境之间变得高效和谐。2.（1）覆盖率低，植被破坏，地表裸露等 不合理开垦、过度砍伐、过度放牧 （2）涵养水源，保持水土 （3）防风 固沙 （4）森林覆盖率13.（1）生产者和分解者 保持相对稳定 （2）流向对人类最有益的方向，食物链短 （3）分解者， 硝化细菌，亚硝酸盐、硝酸盐，（4）生产者、消费者和分解者之间的物质循环和能量流动在较长时间内保持动态平衡。2011高考生物一轮复习作业：选修3 专题5 生态工程一、选择题1下列不属于生态工程的是()A沼气工程 B桑基鱼塘

28、C长江两岸加固河堤 D退耕还林还草解析：A、B、D都是利用生态工程原理，实行生态系统的可持续发展，C与生态工程无关。2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、烧柴以及收入等问题。以上做法依据的生态工程原理是()A系统整体性原理 B整体性原理C系统结构决定功能原理 D以上都不是解析：从本题中可以看出在生态恢复的过程中不但要考虑到生态效益，还要考虑与经济、社会的关系，应属于整体性原理。答案：B（ ）5、在植被的恢复初期，不应选择的植物是 A引进的新树种 B固氮树种 C先锋树种 D适应性强的树种3下列措施不适合用于矿区生态环境恢复的是()A机械法整平

29、压实土地B人工制造表土，植树种草C排石整地，改良优化土壤D开发农田，广种农作物，增加农民收入解析：矿区废弃地的土地条件极端恶劣，甚至有严重金属污染，植被难以恢复而农作物更难以生长，大力发展农田，收效难以保证，不符合生态工程整体性原理。答案：D4农村综合发展型生态工程的优点包括()能量的多级利用物质循环再生废物资源化生物相互依存，体现了整体性做到了生态、经济和社会效益三结合A B C D解析：农村综合发展型生态工程遵循物质循环再生原理和整体性原理。答案：C5下列关于湿地生态恢复工程的叙述错误的是()A该工程采用工程和生物措施相结合的方法B要建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰C对湿地的恢复，只注意退耕还湿地或建立自然保护区就可以D湿地的恢复除利用生物工程手段外，还要依靠自然演替机制恢复其生态功能解析：湿地生态恢复工程就是采用工程和生物措施相结合的方法，如退耕还湿地、建立自