新教材2023版高中生物第4章人與環(huán)境第3節(jié)生態(tài)工程二生態(tài)工程的實例和發(fā)展前景學(xué)生用書新人教版選擇性必修2

二生態(tài)工程的實例和發(fā)展前景課堂互動探究案課程標(biāo)準(zhǔn)舉例說明根據(jù)生態(tài)學(xué)原理、采用系統(tǒng)工程的方法和技術(shù)，達(dá)到資源多層次和循環(huán)利用的目的，使特定區(qū)域中的人和自然環(huán)境均受益。素養(yǎng)達(dá)成1.嘗試用生態(tài)工程原理，分析生態(tài)環(huán)境問題及解決對策。(生命觀念、科學(xué)思維)2．評析生態(tài)工程發(fā)展前景，說出生態(tài)工程的局限性，舉例說出我國生態(tài)工程的特點。(社會責(zé)任)設(shè)疑激趣伴隨著經(jīng)濟的高速增長，我國所面臨的環(huán)境問題也日益突出，特別是環(huán)境污染和生態(tài)破壞日趨嚴(yán)重。城市環(huán)境問題日益得到重視，而農(nóng)村生態(tài)環(huán)境正日趨惡化。農(nóng)村是農(nóng)民生活和生產(chǎn)的基地，也是全國人民的生活源泉，國民經(jīng)濟存在的根本。農(nóng)村環(huán)境能否得到根本改善，直接關(guān)系到我國環(huán)境保護(hù)目標(biāo)能否順利實現(xiàn)。結(jié)合所學(xué)內(nèi)容分析農(nóng)村生態(tài)環(huán)境存在的主要問題，提出治理與保護(hù)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的對策和建議。夯基提能·分層突破——互動·探究·智涂學(xué)習(xí)主題一生態(tài)工程的實例活動1結(jié)合下面生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，思考回答下列問題。雞—豬—魚立體養(yǎng)殖模式：1畝(1畝≈666.7m2)魚池配6～8頭豬，100～120只雞，魚池中生活在不同水層的各種魚比例大致為花白鰱占20%，草魚占40%，鯉魚、鳙魚占40%，每畝投放魚苗4500尾。每天從雞舍中收集新鮮的雞糞曬干，經(jīng)初步發(fā)酵后混入一定量飼料喂豬，豬糞喂魚。在該模式中，為什么必須控制某種魚的投入數(shù)量？魚塘為何要投入多種魚類？請從群落結(jié)構(gòu)的角度回答?；顒?“四位一體”生態(tài)模式：以太陽能為動力，以沼氣為紐帶，將日光溫室、沼氣池、蔬菜種植和溫室養(yǎng)豬相結(jié)合的一種新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式。1．該模式中，光能輸入生態(tài)系統(tǒng)的途徑是什么？2．建立以沼氣為中心的“四位一體”生態(tài)工程主要遵循了哪一種生態(tài)工程原理？活動3生態(tài)工程建設(shè)任重道遠(yuǎn)，我國目前的生態(tài)危機主要是什么？注意：不同生態(tài)工程中的關(guān)鍵點(1)農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程：核心是沼氣工程。優(yōu)點是開發(fā)可以更新的資源，減少環(huán)境污染。(2)濕地生態(tài)恢復(fù)工程：①主要措施是退耕還湖；②主要困難是解決遷出湖區(qū)居民的生計問題。(3)礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程：①壓實土地，人工制造表土；②植樹種草。小結(jié)：生態(tài)農(nóng)業(yè)設(shè)計原則(1)應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)生態(tài)學(xué)原理與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術(shù)相結(jié)合的原則。(2)應(yīng)當(dāng)能構(gòu)成一個合理的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)。(3)應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)充分利用自然界的物質(zhì)和能量資源的原則。(4)應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)減少環(huán)境污染的原則。(5)應(yīng)當(dāng)充分考慮經(jīng)濟、社會和生態(tài)的綜合效益。(6)所設(shè)計的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，從理論上看應(yīng)當(dāng)能實現(xiàn)良性循環(huán)。一、生態(tài)工程的實例分析類型問題主要原理對策實例農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程資源有限，人多地少，產(chǎn)出不足循環(huán)原理，整體原理建立綜合發(fā)展型生態(tài)工程實現(xiàn)物質(zhì)的多級循環(huán)利用，保證在資源有限的條件下有較多產(chǎn)出北京郊區(qū)某村以沼氣工程為中心的生態(tài)工程濕地生態(tài)恢復(fù)工程濕地面積的縮小和破壞自生原理，協(xié)調(diào)原理，整體原理控制污染、動植物物種引進(jìn)、建立緩沖帶等廈門筼筜湖生態(tài)恢復(fù)工程礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的破壞協(xié)調(diào)原理，整體原理修復(fù)土地，恢復(fù)植被赤峰市元寶山礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)工程二、生態(tài)農(nóng)業(yè)的設(shè)計1．生態(tài)農(nóng)業(yè)的概念生態(tài)農(nóng)業(yè)是以生態(tài)學(xué)理論為依據(jù)，以環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展為前提，在一定區(qū)域內(nèi)，因地制宜地規(guī)劃、組織和開展多層次、多功能的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。2．生態(tài)農(nóng)業(yè)的基本原理生態(tài)學(xué)的基本原理是發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)的主要理論基礎(chǔ)。我們知道，生態(tài)系統(tǒng)中能量多級利用和物質(zhì)循環(huán)再生是生態(tài)學(xué)的一條基本原理。而食物鏈則是生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質(zhì)循環(huán)的主要渠道，因此食物鏈既是一條能量轉(zhuǎn)換鏈，又是一條物質(zhì)傳遞鏈，從經(jīng)濟上看還是一條增值鏈。因此，遵循這一原理，就可以合理地設(shè)計食物鏈，充分利用當(dāng)?shù)刈匀毁Y源，利用動物、植物和微生物之間的相互依存關(guān)系，使生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量被分層次地充分利用，使生產(chǎn)一種產(chǎn)品時所產(chǎn)生的有機廢物成為生產(chǎn)另一種產(chǎn)品的投入也就是實行無廢物生產(chǎn)，提供盡可能多的潔凈產(chǎn)品。既充分有效利用機械設(shè)備、化肥、農(nóng)藥等，又減少環(huán)境污染。3．生態(tài)農(nóng)業(yè)的特點生態(tài)農(nóng)業(yè)可以實現(xiàn)對物質(zhì)和能量的多級利用；減少對能源和資源的消耗，減少環(huán)境污染。具體優(yōu)點表現(xiàn)在：(1)減少化肥使用量，降低農(nóng)業(yè)投入；(2)收獲多種產(chǎn)品，增加經(jīng)濟效益；(3)凈化環(huán)境，降低人和家畜、家禽的發(fā)病率。4．設(shè)計生態(tài)工程的方法方法一：食物鏈(網(wǎng))的“相接”，即巧接食物鏈(網(wǎng))，如圖所示。在同一生態(tài)系統(tǒng)中，巧接食物鏈(網(wǎng))，如由圖甲變?yōu)閳D乙，可提高能量的利用率。方法二：食物鏈(網(wǎng))的“加環(huán)”“加環(huán)”可為未被利用的殘余物找到“出路”。例如，用玉米的副產(chǎn)品玉米芯生產(chǎn)木糖醇，其殘余物用來栽培食用菌，食用菌的殘余物再用來養(yǎng)殖蛆蛹，蛆蛹可作為家禽、家畜的飼料，家禽、家畜的糞便再作為有機肥還田等。1．(學(xué)業(yè)水平三)江蘇省徐州市多年來圍繞“一城青山半城湖”理念，實施了一系列生態(tài)建設(shè)工程，生態(tài)效應(yīng)逐漸顯現(xiàn)。下列有關(guān)該生態(tài)工程的分析評價不合理的是()A．使物種多樣性程度顯著提高B．使生物群落的組成更為復(fù)雜C．使生態(tài)系統(tǒng)的類型更為多樣D．其主要目的是提高生物多樣性的直接價值2．(學(xué)業(yè)水平四)立體農(nóng)業(yè)是指為了充分利用空間把不同生物種群組合起來，多物種共存、多層次配置、多級物質(zhì)利用的立體種植、立體養(yǎng)殖或立體種養(yǎng)的生產(chǎn)模式。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．立體農(nóng)業(yè)利用了群落的空間結(jié)構(gòu)原理B．立體農(nóng)業(yè)能充利用資源和空間C．立體農(nóng)業(yè)實現(xiàn)了物質(zhì)的循環(huán)再生D．立體農(nóng)業(yè)中的生物群落不會發(fā)生演替3．(學(xué)業(yè)水平四)如圖為某生態(tài)工程模式圖，下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．生態(tài)工程是一類少消耗、多效益、可持續(xù)的工程體系B．沼渣、沼液作為肥料還田，為農(nóng)作物提供物質(zhì)和能量C．該工程通過建造沼氣池，實現(xiàn)了物質(zhì)的循環(huán)利用D．該生態(tài)工程的建立，提高了能量的利用率學(xué)習(xí)主題二生態(tài)工程的發(fā)展前景活動閱讀教材，思考并回答下列問題：1．生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。與一般的非生命系統(tǒng)相比，生命系統(tǒng)的復(fù)雜程度更高。生命系統(tǒng)盡管結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但都是由各個組成部分構(gòu)成的統(tǒng)一的、有序的整體。生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．生命系統(tǒng)的功能。生命系統(tǒng)不斷從外界環(huán)境獲取物質(zhì)或能量，形成新的組織結(jié)構(gòu)，也不斷排出物質(zhì)、散失熱能，等等。細(xì)胞能形成新細(xì)胞，個體能產(chǎn)生新個體。生命系統(tǒng)的功能特點是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．生命系統(tǒng)與環(huán)境的關(guān)系。任何生命系統(tǒng)都不能孤立地存在，而是與其他生物，包括同種和不同種的生物，緊密聯(lián)系在一起的，同時又依存于非生物環(huán)境。從生態(tài)的視角看，生命系統(tǒng)________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4．生命系統(tǒng)的歷史。分析生命系統(tǒng)的由來，追尋生命系統(tǒng)的歷史，也是理解生命是什么的關(guān)鍵。從歷史的角度看，生命系統(tǒng)________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。庭院生態(tài)系統(tǒng)分析“四位一體”農(nóng)業(yè)生態(tài)工程示意圖(1)“四位”指沼氣池、豬禽舍、廁所及日光溫室四部分，其生物組成成分包括生產(chǎn)者、消費者和分解者，是庭院經(jīng)濟與生態(tài)農(nóng)業(yè)相結(jié)合的一種生產(chǎn)模式。(2)運行原理日光溫室的增溫效應(yīng)可使蔬菜等作物在冬天也能正常生長；同時也使豬、禽免受嚴(yán)寒而快速生長；溫室內(nèi)的植物為動物提供氧氣，同時吸收二氧化碳；人、豬、禽的糞尿及蔬菜廢棄物和秸稈等物質(zhì)投入沼氣池產(chǎn)氣，同時溫室的高溫也提高了沼氣在冬天的產(chǎn)氣穩(wěn)定性；沼液和沼渣又是蔬菜的良好肥料，有助于減少蔬菜的病蟲害，提高蔬菜的產(chǎn)量和質(zhì)量。(3)所遵循的原理及意義“四位一體”充分應(yīng)用了循環(huán)等原理，提高了單位土地面積的產(chǎn)出，同時減少了環(huán)境污染，大大提高了農(nóng)業(yè)的綜合效益。1.我國生態(tài)工程的發(fā)展現(xiàn)狀及解決方法(1)發(fā)展現(xiàn)狀：我國目前面臨的生態(tài)危機，已經(jīng)不單純是環(huán)境污染問題，而是與人口激增、環(huán)境與資源破壞、能源短缺等問題結(jié)合在一起的“并發(fā)癥”。(2)解決方法：不但要重視對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，更要注重與經(jīng)濟、社會效益的結(jié)合。2．我國黨和政府高度重視生態(tài)文明建設(shè)(1)在黨的十九大報告中，首次把美麗中國作為建設(shè)社會主義現(xiàn)代化強國的重要目標(biāo)，對生態(tài)文明建設(shè)提出了一系列新思想、新目標(biāo)、新要求和新部署，為建設(shè)美麗中國提供了指導(dǎo)方針和行動指南。(2)中華民族傳承古老的天人合一理念，在發(fā)展中尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然。3．我國生態(tài)工程存在的問題(1)缺乏定量化模型的指導(dǎo)，難以像“精確農(nóng)業(yè)”那樣設(shè)計出標(biāo)準(zhǔn)化、易操作的生態(tài)工程樣板。(2)有些設(shè)計缺乏高科技含量。(3)生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控尚缺乏及時準(zhǔn)確的監(jiān)測技術(shù)的支持。(4)缺乏理論性指導(dǎo)。4．我國目前面臨的生態(tài)危機及對策(1)危機：人口激增、能源短缺、資源與環(huán)境破壞等問題。(2)對策：發(fā)揮生態(tài)工程建設(shè)的作用，重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)，注重與經(jīng)濟、社會效益相結(jié)合。1．(學(xué)業(yè)水平三)由于國情不同，我國的生態(tài)工程建設(shè)需走中國特色的道路，下列觀點正確的是()A．重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟效益和社會效益相結(jié)合B．我國還屬于發(fā)展中國家，應(yīng)把經(jīng)濟建設(shè)放在首位C．我國可以走“先污染、破壞，后治理”的道路D．我國生態(tài)工程已十分成熟2．(學(xué)業(yè)水平三)下列敘述不符合發(fā)達(dá)國家生態(tài)工程建設(shè)特點的是()A．強調(diào)經(jīng)濟效益，應(yīng)用范圍較廣泛B．集中治理環(huán)境污染的目標(biāo)C．采取介于工程和依靠自然恢復(fù)力的中間途徑D．集中對已破壞了的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)強化落實·學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)——歸納·提升·素養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)主干落實1.在進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時，應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H條件，因地制宜。2．濕地被譽為地球的“腎”，具有蓄洪防旱，調(diào)節(jié)區(qū)域氣候，控制土壤侵蝕，自然凈化污水，為遷飛的鳥類和其他多種動植物提供棲息地，以及為人們提供休閑娛樂的環(huán)境等功能。3．我國目前面臨的生態(tài)危機，已經(jīng)不單純是環(huán)境污染問題，而是與人口激增、環(huán)境與資源破壞、能源短缺等問題結(jié)合在一起的“并發(fā)癥”。4．不但要重視對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，更要注重與經(jīng)濟、社會效益的結(jié)合，需要生態(tài)工程發(fā)揮作用。高效課堂·實踐運用——鞏固·達(dá)標(biāo)·反饋1．下列觀點不符合生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)思路的是()A．調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，開發(fā)多種經(jīng)營B．保持生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的生態(tài)平衡C．以高能量獲得農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)量D．循環(huán)利用農(nóng)業(yè)廢棄物2．下列關(guān)于濕地生態(tài)恢復(fù)工程的敘述，不正確的是()A．該工程采用工程學(xué)和生物學(xué)措施相結(jié)合的方法B．要建立緩沖帶，以盡量減少人類的干擾C．對濕地的恢復(fù)，只注意退耕還濕地或建立自然保護(hù)區(qū)就能奏效D．濕地的恢復(fù)除利用生物工程手段外，還要依靠自然演替機制恢復(fù)其生態(tài)功能3．下列關(guān)于我國生態(tài)工程與西方國家生態(tài)工程的比較，錯誤的是()A．西方國家的生態(tài)工程以治理環(huán)境污染和恢復(fù)破壞的生態(tài)系統(tǒng)為主要目標(biāo)B．我國的生態(tài)工程則以經(jīng)濟和社會效益為主要目標(biāo)C．西方國家的生態(tài)工程應(yīng)用范圍比我國小，不太強調(diào)經(jīng)濟效益D．我國的生態(tài)工程難以像西方那樣，設(shè)計出標(biāo)準(zhǔn)化、易操作的生態(tài)工程樣板4．生態(tài)工程的建設(shè)已經(jīng)成為社會關(guān)注的熱點，請回答下列問題。(1)采礦業(yè)對環(huán)境造成極大影響，礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程的關(guān)鍵在于________________________________________________________________________________________，具體實施的措施有________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答兩點)。(2)某生態(tài)工程以沼氣工程為中心，各類植物的秸稈、枝葉用來生產(chǎn)飼料喂養(yǎng)畜、禽、魚，人、畜、禽糞便作為原料生產(chǎn)沼氣，沼渣返還農(nóng)田、菜園、果園、苗圃、魚塘，主要體現(xiàn)了生態(tài)工程的________原理。該生態(tài)工程建設(shè)中，魚塘中每一種魚苗的投放量都不宜超過其________________。(3)一般來說，生態(tài)工程的主要任務(wù)是對________________________________進(jìn)行修復(fù)，對造成環(huán)境污染和破壞的生產(chǎn)方式進(jìn)行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。(4)在應(yīng)用植物修復(fù)技術(shù)治理重金屬污染的土壤時，需選擇符合要求的植物，這遵循了生態(tài)工程的________原理。疑難解答·全程培優(yōu)——釋疑·解惑·教材教材第109頁?【練習(xí)與應(yīng)用】一、概念檢測1．(1)×物質(zhì)能循環(huán)利用，能量不能循環(huán)利用。(2)×農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程的原理是一樣的，但是各地情況不同，建設(shè)模式也應(yīng)根據(jù)具體情況而定。(3)√(4)√2．C農(nóng)作物秸稈在田間焚燒既浪費資源，又會造成環(huán)境污染。二、拓展應(yīng)用提示：(1)禁止過度捕撈，降低河道的渠化，禁止工業(yè)污水的排放，減少河道的航運，增加河流的彎度等。(2)(3)(4)(5)均為開放性問題，答案合理即可。二生態(tài)工程的實例和發(fā)展前景夯基提能·分層突破學(xué)習(xí)主題一【師問導(dǎo)學(xué)】活動1提示：保證不超過該魚在生態(tài)系統(tǒng)中的環(huán)境容納量。魚塘中不同魚類生活在不同水層，體現(xiàn)了生物群落在垂直結(jié)構(gòu)上具有分層的現(xiàn)象，能充分利用池塘的水體空間和資源?；顒?1．提示：生產(chǎn)者的光合作用。2．提示：循環(huán)原理。活動3提示：環(huán)境污染與人口激增、環(huán)境與資源破壞、能源短缺等問題結(jié)合在一起的“并發(fā)癥”?！具^程評價】1．解析：在生態(tài)建設(shè)工程逐步實施過程中，生態(tài)環(huán)境越來越好，物種多樣性增加，生物群落的組成更加復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)的類型也越來越多樣化，A、B、C正確；優(yōu)良的生態(tài)環(huán)境改善了當(dāng)?shù)氐臍夂?、水源等，提高了生物多樣性的間接價值，D錯誤。答案：D2．解析：由于立體農(nóng)業(yè)是指為了充分利用空間把不同生物種群組合起來，多物種共存、多層次配置、多級物質(zhì)利用的生產(chǎn)模式，因此立體農(nóng)業(yè)能充分利用資源和空間，利用了群落的空間結(jié)構(gòu)原理；立體農(nóng)業(yè)中的生物群落會發(fā)生演替。答案：D3．解析：沼渣、沼液作為肥料還田，為農(nóng)作物提供物質(zhì)，但不能提供能量，B錯誤。答案：B學(xué)習(xí)主題二【師問導(dǎo)學(xué)】活動11．生命系統(tǒng)在物質(zhì)上自給自足，各個層次有機結(jié)合，它是有序的、由簡單到復(fù)雜的有機整體2．生命系統(tǒng)能夠在新陳代謝的基礎(chǔ)上生長、發(fā)育、繁殖，并通過物質(zhì)循環(huán)、能量流動、信息傳遞而趨于相對穩(wěn)定3．是生物與生物、生物與非生物環(huán)境之間相互作用形成的統(tǒng)一整體。生物與生物之間相互作用，彼此依賴，它們的生存又依賴于非生物環(huán)境4．每一種生命都是歷史的產(chǎn)物，都是由最原始、最簡單的生命演化而來的。生物的發(fā)生、行為和其他生命活動，都受到累積有整個生命史訊息的遺傳程序的控制【過程評價】1．解析：我國的生態(tài)工程建設(shè)既重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)，又重視與經(jīng)濟、社會效益的結(jié)合，A正確；我國在生態(tài)工程建設(shè)中仍應(yīng)把環(huán)境保護(hù)放在首位，不可走“先污染、破壞，后治理”的道路，B、C錯誤；目前我國生態(tài)工程還有一些不足之處，如缺乏定量化模型的指導(dǎo)等，D錯誤。答案：A2．答案：A高效課堂·實踐運用1．解析