生物素材：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)必貴于專精教材習(xí)題點撥討論1(P107）1．提示：根本原因：長江上游亂砍濫伐森林,水源涵養(yǎng)和水土保持功能急劇降低，造成大量泥沙淤積河道,中游圍湖造田、亂占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面積急劇減少。直接原因：1998年度的罕見降雨.但這也與全球溫室氣體排放量增加而導(dǎo)致的溫度升高、氣候異常有關(guān)。2．提示:傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式不注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù),沒有考慮生態(tài)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。討論2（P108）1．提示:“石油農(nóng)業(yè)”是指大量使用化肥、農(nóng)藥和機(jī)械的生產(chǎn)方式,由于需要大量的石油、煤、天然氣等作為原料或動力而得名.它把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)這一復(fù)雜的生物過程，變成了簡單的機(jī)械過程和化學(xué)過程.由于其投入高,產(chǎn)出也高，對糧食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用,但同時它所產(chǎn)生的廢棄物和有害物質(zhì)的數(shù)量也很龐大，大大削弱了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和持續(xù)生產(chǎn)力，并造成日益嚴(yán)重的農(nóng)產(chǎn)品污染和環(huán)境污染等問題。2．提示：除日常生活中能夠發(fā)現(xiàn)的實例外，農(nóng)業(yè)活動對環(huán)境和人類健康造成危害的實例中，世界上影響較大的有藍(lán)嬰病.1973年,美國內(nèi)布拉斯加州首次出現(xiàn)幼兒高鐵血紅蛋白癥（藍(lán)嬰病).其原因是飲用水中硝酸鹽含量超過10mg/L，這時過多的硝酸鹽會與紅細(xì)胞中的血色素結(jié)合,形成高鐵血紅蛋白。高鐵血紅蛋白不能為細(xì)胞和組織運(yùn)輸足夠的氧?；純旱呐R床癥狀是在口、手或腳等部位出現(xiàn)時斷時續(xù)的藍(lán)色或淡紫色,呼吸困難、腹瀉、嘔吐、抽搐,嚴(yán)重的會失去知覺,甚至死亡.硝酸鹽來源于點源污染,如下水道、畜禽養(yǎng)殖場等,或非點源污染，如對農(nóng)田、公園、草地等的施肥。3．提示：對環(huán)境造成危害的污染物,采用一定的措施和技術(shù)，就能夠進(jìn)行回收和循環(huán)利用，這樣不但能夠減少環(huán)境污染，而且提高了資源的利用效率，減少了資源的浪費(fèi).例如，對廢污水中的重金屬或氮、磷等養(yǎng)分就可以進(jìn)行回收再利用。因此說污染物是放錯了地方的資源。4．提示:在不同的國家有不同的改進(jìn)措施。例如，在我國,人多地少，應(yīng)該大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。實施的具體措施包括：可以根據(jù)田間作物的需要適量施用高效、低毒、低殘留的農(nóng)藥,多施有機(jī)肥，提高作物對水、肥等資源的利用效率，對作物秸稈和畜禽糞便進(jìn)行再利用，實現(xiàn)物質(zhì)的多級利用等等。一方面要不斷提高土地的產(chǎn)出水平;另一方面要減少農(nóng)業(yè)活動對環(huán)境的污染，促進(jìn)社會的可持續(xù)發(fā)展。討論3（P110）1．提示:純樟子松林、楊樹林的生物多樣性低,食物鏈短而單調(diào),缺少松毛蟲、天牛的天敵，而成片單一的林木又為其提供了豐富的食物來源，因而導(dǎo)致了樹林的毀壞.珊瑚礁區(qū)的生物多樣性非常高，食物鏈復(fù)雜，不同的生物占據(jù)了不同的時間位、空間位和資源位，因而充分利用了珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境.例如,氮、磷等養(yǎng)分就能夠在該區(qū)生物體間充分地循環(huán)利用而很少流出系統(tǒng).2．提示：只有保持生態(tài)系統(tǒng)較高的生物多樣性,才能保證生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和平衡。生物多樣性的破壞有人為因素，而且往往作用巨大。討論4（P111)提示：幾種西北地區(qū)特別適宜樹種的介紹（1）沙棘，俗稱“酸柳”“酸刺”“黑刺”。植株表面具有棘刺，葉呈條形或條狀被針形，兩端趨尖，背面密被淡白色鱗片，葉柄極短。沙棘花先于枝葉開放，雌雄異株；果實為肉質(zhì)花被筒包圍，近于球形,直徑5~10mm。沙棘喜陽，粗壯的枝干抗風(fēng)沙。沙棘葉、皮、果實及種子在醫(yī)藥上有著廣泛的應(yīng)用價值.沙棘的嫩枝、嫩葉是牛、羊的精飼料，被譽(yù)為“鐵桿牧草”。沙棘果維生素含量極高,營養(yǎng)保健價值高，有利于增加種植者的收入.沙棘是半干旱黃土高原迅速綠化荒山、保持水土、調(diào)節(jié)生態(tài)平衡和促進(jìn)農(nóng)林牧業(yè)發(fā)展的良好樹種。內(nèi)蒙古鄂爾多斯等地區(qū)，實施沙棘生態(tài)工程,大面積種植沙棘,有效地控制了溝道水土流失,每年可減少流入黃河泥沙2（2）山杏，主要指西伯利亞杏,它抗寒、耐旱，適應(yīng)性強(qiáng)，是我國北方最普遍的果樹之一，是綠化荒山、水土保持、防治風(fēng)沙的先鋒樹種。山杏果仁營養(yǎng)豐富，含有大量維生素、微量元素和人體必需的氨基酸，是加工飲料的優(yōu)質(zhì)原料。（3）刺槐，屬落葉喬木，適應(yīng)性強(qiáng),在年降水量200mm左右、年平均氣溫不低于3℃的地區(qū)都能生長。它不僅生長快，且耐鹽堿，有涵養(yǎng)水源和保持水土的作用。刺槐泌蜜豐富,蜜質(zhì)優(yōu)良，是主要蜜源植物之一。（4）錦雞兒（又稱擰條），豆科，多年生落葉灌木，根系發(fā)達(dá)，具根瘤，高1.5～3m;耐干旱和寒冷，喜生沙地或半固定的沙丘上,不怕沙壓和風(fēng)蝕。此種植物廣泛分布于我國東北、內(nèi)蒙古、河北、山西、陜西、寧夏等地，可用于防風(fēng)固沙、保持水土。枝條可用于編筐，其枝葉是牛、(5)杜梨，薔薇科梨屬落葉喬木,可高達(dá)10m，原產(chǎn)于我國華北、西北及東北南部。耐寒，耐干旱、瘠薄，能在含鹽量0.5％(質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的土壤中正常生長,（6）沙棗，胡頹子科胡頹子屬，落葉小喬木。分布于華北及西北等地,耐鹽堿力較強(qiáng)。(7）合歡，豆科合歡屬，落葉喬木,可高達(dá)20m。分布于華北、西北及黃河以南等地區(qū)。耐鹽堿力較強(qiáng)，(8）臭椿，苦木科臭椿屬，落葉喬木，可高達(dá)25m。原產(chǎn)于華南、華北、西北各地?？剐詮?qiáng)，生長快，發(fā)展西北畜牧養(yǎng)殖業(yè),應(yīng)該注意牲畜數(shù)量不能超過草地的承載量。針對公共草地的過度放牧問題,應(yīng)該實行草地承包，調(diào)動個人的管理積極性,減少過度放牧現(xiàn)象；另外，可以在有條件的地方，人工種植牧草，增加牧草產(chǎn)量。旁欄思考（P113）提示：豆科作物和固氮菌的共生就是一例。固氮菌為豆科作物提供氮素，而豆科作物為其提供能量和其他營養(yǎng)，兩者的共生使豆科作物能夠在氮素缺乏的土地上生長；當(dāng)把它們分開時，兩者的生長都要受到損害。實踐活動（P115）1．提示：21世紀(jì)是實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的關(guān)鍵歷史階段,現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)應(yīng)該是高效的生態(tài)農(nóng)業(yè).沼氣工程把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)、資源高效利用融為一體，不僅較好地解決了農(nóng)村的能源來源問題，而且實現(xiàn)了廢棄物的再循環(huán)利用和資源化，創(chuàng)造了新的生態(tài)產(chǎn)業(yè)，如沼氣設(shè)施的建設(shè)和維護(hù)，促使了以農(nóng)牧結(jié)合為中心的多種經(jīng)營，從而為農(nóng)村剩余勞動力提供了就業(yè)機(jī)會,促進(jìn)了農(nóng)村的綜合發(fā)展.2．提示：目前沼氣工程存在的問題有：北方地區(qū)沼氣產(chǎn)氣在冬天不穩(wěn)定，需要加熱；沼氣的一次性投資較大，相當(dāng)部分的農(nóng)民財力有困難;對沼氣的研究較薄弱，例如，對發(fā)酵過程中有關(guān)微生物及一些酶的研究。應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)這方面的研究，以促進(jìn)沼氣工程的推廣。思考與探究（P113）3．提示：桑基魚塘系統(tǒng)中物質(zhì)和能量的流動是相互聯(lián)系的，能量的流動包含在物質(zhì)的循環(huán)利用過程中，隨著食物鏈的延伸逐級遞減。能量的多級利用和物質(zhì)的循環(huán)利用：桑葉用于喂蠶，蠶可以生產(chǎn)蠶絲；桑樹的凋落物和蠶沙(糞）落到魚塘中，作為魚的飼料，經(jīng)過魚塘內(nèi)的食物鏈過程，可以促進(jìn)魚的生長；甘蔗可以榨糖，糖渣用來喂豬，豬的排泄