生物學(xué)案：課堂探究生態(tài)工程的基本原理

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課堂探究探究點(diǎn)一傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)模式和生態(tài)經(jīng)濟(jì)的比較·問(wèn)題導(dǎo)引·下圖所示為2014年2月23日拍攝的邯鄲市烘熔鋼鐵公司高爐拆除現(xiàn)場(chǎng)。當(dāng)日,河北省政府統(tǒng)一部署，在唐山、邯鄲、秦皇島、邢臺(tái)、張家口5市,集中拆除15家鋼鐵企業(yè)高爐16座、轉(zhuǎn)爐3座.通過(guò)此次集中行動(dòng)拆除設(shè)備,河北省將壓減煉鐵產(chǎn)能671萬(wàn)噸、煉鋼產(chǎn)能149萬(wàn)噸，每年可減少煤炭消耗406萬(wàn)噸，減少二氧化硫排放9700噸,減少煙粉塵排放7000噸.鋼鐵行業(yè)是河北化解過(guò)剩產(chǎn)能和推進(jìn)污染治理的重點(diǎn)，近年來(lái)按照中央決策部署和國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策，相繼采取了一系列強(qiáng)有力措施,積極化解過(guò)剩產(chǎn)能,促進(jìn)節(jié)能減排和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。據(jù)了解，加上此次行動(dòng)拆除的設(shè)備，河北省累計(jì)拆除高爐60座，轉(zhuǎn)爐、電爐60座，壓減煉鐵產(chǎn)能2056萬(wàn)噸、煉鋼產(chǎn)能2325萬(wàn)噸，每年可減少煤炭消耗1243萬(wàn)噸,減少二氧化硫排放3.35萬(wàn)噸，減少煙粉塵排放2。42萬(wàn)噸。思考：（1)結(jié)合材料討論傳統(tǒng)煉鋼業(yè)存在的問(wèn)題。(2）在發(fā)展煉鋼業(yè)時(shí)，如何處理提高經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境保護(hù)之間的矛盾？（3）給生態(tài)經(jīng)濟(jì)下個(gè)定義.提示：（1)傳統(tǒng)煉鋼業(yè)存在的問(wèn)題有：高消耗、高排放(超量排放CO2）、高污染、破壞植被、使土地退化等。（2）將煉鋼和環(huán)境保護(hù)相結(jié)合,發(fā)展生態(tài)煉鋼，減少或不排放廢物，使廢物資源化(合理即可）。（3）生態(tài)經(jīng)濟(jì)主要是通過(guò)實(shí)行“循環(huán)經(jīng)濟(jì)"的原則，使一個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物，能夠成為本系統(tǒng)或者另一個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)原料,從而實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化，而實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)最重要的手段之一就是生態(tài)工程。名師精講1．傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)(1）弊端。不注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù),沒(méi)有考慮成本，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以巨大的生態(tài)環(huán)境破壞為代價(jià)，如1998年長(zhǎng)江洪水泛濫.（2）傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式——石油農(nóng)業(yè)。①石油農(nóng)業(yè)是指大量使用化肥、農(nóng)藥、機(jī)械的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。由于需要大量的石油、煤、天然氣等作為原料或動(dòng)力而得名。②“石油農(nóng)業(yè)”生產(chǎn)模式的改進(jìn)措施：在不同的國(guó)家有不同的改進(jìn)措施.例如,在我國(guó)，人多地少，應(yīng)該大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。2．生態(tài)經(jīng)濟(jì)（1)概述：生態(tài)經(jīng)濟(jì)主要是通過(guò)實(shí)行“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的原則，使一個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物，能夠成為本系統(tǒng)或者另一個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)原料，從而實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化,而實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)最重要的手段之一就是生態(tài)工程。（2）特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)原料→產(chǎn)品→原料→產(chǎn)品的無(wú)廢棄物生產(chǎn)體系，實(shí)現(xiàn)了廢棄物的資源化。（3）實(shí)質(zhì)：能夠滿足我們的需求，而又不會(huì)危及子孫后代滿足其需要的經(jīng)濟(jì)。（4）原理：循環(huán)經(jīng)濟(jì)的原理。（5）與生態(tài)工程的關(guān)系：生態(tài)工程是實(shí)現(xiàn)生態(tài)經(jīng)濟(jì)最重要的手段之一。3．生態(tài)經(jīng)濟(jì)模式與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)模式的比較經(jīng)濟(jì)模式基本原理目的與環(huán)境的關(guān)系生態(tài)經(jīng)濟(jì)生態(tài)學(xué)、工程學(xué)追求生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益協(xié)調(diào)傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)工程學(xué)追求經(jīng)濟(jì)效益破壞環(huán)境4．生態(tài)工程(1)概念。生態(tài)工程是指人類應(yīng)用生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科的基本原理和方法，通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)控和技術(shù)組裝，對(duì)已被破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)、重建,對(duì)造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，從而促進(jìn)人類社會(huì)和自然環(huán)境的和諧發(fā)展.(2）概念的理解。項(xiàng)目分析技術(shù)原理①應(yīng)用生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科的基本原理和方法②通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)控和技術(shù)組裝操作①對(duì)已被破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)、重建②對(duì)造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行改善結(jié)果①提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力②促進(jìn)人類社會(huì)和自然環(huán)境的和諧發(fā)展（3）生態(tài)工程建設(shè)的原因.傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)模式正在毀壞水、大氣、土壤和生物資源，消耗地球贈(zèng)給我們的自然資本。為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,需要建設(shè)生態(tài)工程。（4）生態(tài)工程建設(shè)的目的。遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律,充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。（5）生態(tài)工程的特點(diǎn)：少消耗,多效益，可持續(xù).【例題1】下列不屬于生態(tài)工程建設(shè)目的的是（）A．對(duì)造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行改善B．防止環(huán)境污染C．單純追求糧食產(chǎn)量D．促進(jìn)人類社會(huì)和自然環(huán)境的和諧發(fā)展解析：根據(jù)生態(tài)工程的概念可知,防止環(huán)境污染，對(duì)造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行改善，促進(jìn)人類社會(huì)和自然環(huán)境的和諧發(fā)展都是生態(tài)工程建設(shè)的目的。只有C項(xiàng)不正確，單純追求糧食產(chǎn)量有可能影響整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的和諧發(fā)展。答案：C探究點(diǎn)二生態(tài)工程所遵循的基本原理·問(wèn)題導(dǎo)引·千龍網(wǎng)北京2014年4月17日訊:今年北京市將啟動(dòng)創(chuàng)建20個(gè)生態(tài)農(nóng)業(yè)核心示范園區(qū)，這些分布在北運(yùn)河流域的園區(qū)，將重點(diǎn)通過(guò)“高精尖”種植,使之成為展示北京農(nóng)業(yè)科技的窗口,為廣大市民提供更多休閑采摘及科普?qǐng)鏊?據(jù)了解，北運(yùn)河流域生態(tài)核心示范園區(qū)的創(chuàng)建，將按照北京市農(nóng)業(yè)局制定的種植業(yè)生態(tài)農(nóng)業(yè)園區(qū)評(píng)價(jià)規(guī)范，提升管理水平、發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè),實(shí)現(xiàn)施肥測(cè)土配方、防害精準(zhǔn)施藥、廢棄物循環(huán)利用，節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)藥，農(nóng)產(chǎn)品安全綠色。生態(tài)核心示范區(qū)的建設(shè)將廣泛應(yīng)用新技術(shù)，比如高效節(jié)水灌溉、高產(chǎn)高效蔬菜栽培技術(shù)、防蟲網(wǎng)、粘蟲板、生物防控等現(xiàn)代植保防控技術(shù)、測(cè)土配方施肥技術(shù)、田園殘株循環(huán)利用等技術(shù)。核心示范園區(qū)將覆蓋產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后的全鏈條服務(wù)，實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的有機(jī)集成，保證生產(chǎn)產(chǎn)品的綠色安全。思考:（1）與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比,生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)依據(jù)的基本原理是什么？（2)結(jié)合材料分析，生態(tài)農(nóng)業(yè)和生態(tài)工程存在怎樣的關(guān)系？（3）列舉生態(tài)工程所遵循的基本原理。提示:(1）和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比,生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)依據(jù)的基本原理是：能量分層次多級(jí)利用、物質(zhì)循環(huán)再生等.(2）將生態(tài)工程的基本原理和技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建設(shè)而形成的新型農(nóng)業(yè)叫作生態(tài)農(nóng)業(yè)。（3）生態(tài)工程所遵循的基本原理包括:物質(zhì)循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理等.·名師精講·生態(tài)工程的五大基本原理原理理論基礎(chǔ)內(nèi)容意義實(shí)例物質(zhì)循環(huán)再生原理物質(zhì)循環(huán)物質(zhì)能夠在各類生態(tài)系統(tǒng)中，進(jìn)行區(qū)域小循環(huán)和全球地質(zhì)大循環(huán)，循環(huán)往復(fù),分層分級(jí)利用，從而達(dá)到取之不盡、用之不竭的效果可避免環(huán)境污染及其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和發(fā)展的影響“無(wú)廢棄物農(nóng)業(yè)”物種多樣性原理生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性物種繁多而復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的抵抗力穩(wěn)定性。生物多樣性程度高，可以為各類生物的生存提供多種機(jī)會(huì)和條件。眾多的生物通過(guò)食物鏈關(guān)系互相依存，就可以在有限的資源條件下，產(chǎn)生或容納更多的生物量,提高系統(tǒng)生產(chǎn)力避免系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或功能的失衡“三北防護(hù)林"建設(shè)中的單一品種問(wèn)題,珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性的啟示協(xié)調(diào)與平衡原理生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡處理好生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，需要考慮環(huán)境承載力。環(huán)境承載力（又稱環(huán)境容納量）是指某種環(huán)境所能養(yǎng)活的生物種群的最大數(shù)量避免系統(tǒng)的失衡和破壞太湖富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題整體性原理社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—自然復(fù)合系統(tǒng)進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時(shí),不但要考慮到自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，還要考慮到經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等系統(tǒng)的影響力統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關(guān)系,保障生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定林業(yè)建設(shè)中自然系統(tǒng)與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的關(guān)系問(wèn)題系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理：分布式結(jié)構(gòu)優(yōu)于集中式和環(huán)式結(jié)構(gòu)生態(tài)工程需要考慮系統(tǒng)內(nèi)部不同組分之間的結(jié)構(gòu)，通過(guò)改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu)，達(dá)到改善系統(tǒng)功能的目的通過(guò)改善和優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)來(lái)改善系統(tǒng)的功能?；~塘系統(tǒng)整體性原理：總體大于各部分之和系統(tǒng)各組分之間要有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系，只有這樣才能順利完成能量、物質(zhì)、信息等的轉(zhuǎn)換和流通，并且實(shí)現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果,即“1＋1〉2”保持很高的系統(tǒng)生產(chǎn)力珊瑚礁區(qū)藻類和珊瑚蟲的關(guān)系特別提醒①協(xié)調(diào)與平衡是指生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡。協(xié)調(diào)主要指生物要適應(yīng)環(huán)境;平衡是指某種環(huán)境下生物種群的數(shù)量與環(huán)境的承載力要平衡，否則會(huì)引起生態(tài)平衡的破壞。②所謂生態(tài)工程的整體性原理是指人類所處的自然系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)所構(gòu)成的巨大的復(fù)合系統(tǒng)、三者相互影響而形成的統(tǒng)一整體。它既包括自然系統(tǒng)的生物與環(huán)境、生物與生物之間的相互影響，又包括經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等系統(tǒng)的影響力，只有把生態(tài)與經(jīng)濟(jì)和社會(huì)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，才能從根本上達(dá)到建設(shè)生態(tài)工程的目的.【例題2】“三北”防護(hù)林工程建設(shè)中注意了以下兩個(gè)問(wèn)題：（1)考慮到樹種的生態(tài)適應(yīng)性問(wèn)題;(2）考慮到樹種多樣性問(wèn)題。這分別體現(xiàn)了生態(tài)工程的（）A．系統(tǒng)學(xué)原理和物種多樣性原理B．協(xié)調(diào)與平衡原理和物種多樣性原理C．整體性原理和物種多樣性原理D．物種多樣性原理和整體性原理解析：引種時(shí)必須要注意引種的生物是否與當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境相協(xié)調(diào)，因此樹種的生態(tài)適應(yīng)性體現(xiàn)了協(xié)調(diào)與平衡原理;樹種多樣性體現(xiàn)了物種多樣性原理。答案：B典型方法明確生態(tài)工程各原理的內(nèi)容并用