高中生物(人教版)选修3教学案：专题5《生态工程》(20页)

1 51生态工程的基本原理52生态工程的实例和发展前景课标要求1关注生态工程的建设。2简述生态工程的原理。3举例说出生态工程的实例。课标解读1关注生态工程的建设。2简述生态工程的基本原理。3结合我国各地的生态工程建设情况，举例说明我国都进行了哪些方面的生态工程建设。4根据我国实际情况和当前现代化建设的实际情况，说说我国生态工程建设不同于西方的特点。教学地位生态工程部分属于现代生物科技的内容之一，与必修 3 中有关生态系统的功能有紧密联系，在当前我国环境问题突出的背景下，该部分内容可能成为高考的热点问题。教法指导本部分的教学要利用好教材中的资料， 结合现实生活中出现的问题， 学会分析资料，2 从资料中获取有用信息。 教学时，教师可先提出相关问题， 让学生带着问题去阅读对应的课文或者资料，然后回答提出的问题。新课导入建议环境恶化是当前社会的热点问题，先提出如土地荒漠化、 全球气候变暖等学生较为熟悉的环境问题，然后引导学生思考该如何处理，从而引入生态工程的学习。课标解读重点难点1.关注生态工程的建设。2.简述生态工程的基本原理。3.结合我国各地的生态工程建设情况，举例说明我国都进行了哪些方面的生态工程建设。4.根据我国的国情和当前现代化建设的实际情况，说说我国生态工程建设不同于西方的特点。1.生态工程的基本原理。 (重点) 2.我国生态工程建设的实例分析。(难点) 关注生态工程建设1.生态工程(1)涉及的学科知识：包括生态学、工程学、经济学和系统学等。(2)运用到的技术手段或方法有：系统设计、调控和技术组装。(3)最终目的：促进人类社会和自然环境的和谐发展。3 2生态经济的概念(1)遵循的原则：“循环经济”。(2)特点：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。(3)重要手段之一：生态工程。(4)模式：实现“原料 产品原料产品”的无废弃物生产体系。生态工程所遵循的基本原理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”。1如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？【提示】这个观点是正确的。 说明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。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，使得偶然滋生的松毛虫肆虐一时。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， 即某种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环境承载力的限度，就会引起系统的失衡和破坏。4整体性原理4 (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、烧柴及收入等问题。5系统学和工程学原理(1)系统的结构决定功能原理含义：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，达到改善系统功能的目的。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“112” 。生态工程的实例1.农村综合发展型生态工程问题：农村中物质的多级循环利用问题对策：建设农村综合发展型生态工程案例：北京窦店村以沼气工程为中心的生态工程2小流域综合治理生态工程问题：小流域水土流失问题对策：进行综合治理案例：甘肃陇南县“九子登科”的治理模式3大区域生态系统恢复工程问题：我国土地荒漠化问题对策：植树造林、退耕还林还草等案例：退耕还草还林和三北防护林建设4湿地生态5 恢复工程问题：湿地的缩小和破坏的问题对策：控制污染、退田还湖等案例：江西鄱阳湖湿地生态恢复工程5矿区废弃地的生态恢复工程问题：矿区生态环境的破坏问题对策：修复土地、恢复植被等案例：赤峰市元宝山矿区生态恢复工程6城市环境生态工程问题：城市生态系统面临的垃圾、大气、噪音等污染问题对策：城市绿化、污水净化和废弃物处理等综合治理案例：张家港、大连、厦门等环境保护模范城市2矿区废弃地的生态恢复工程中为什么不适宜种植农作物？【提示】矿区土壤条件恶劣。生态工程发展的前景1.“生物圈 2号”生态工程的实验及启示(1)设计目的：制造一个人工模拟的生命支持系统，以验证人类在离开地球的情况下，利用人工生态工程，仅仅依靠太阳能，能否维持生存。(2)失败原因：温度失调；“大气和海洋”比例与地球相差甚远，导致空气中CO2的含量猛增； O2量减少，不足以维持人及动物的生存。(3)启示：使人们认识到与自然和谐共处的重要性，深化了对自然规律的认识，尽管科学技术已很发达了，但人类仍没有能力完全模拟出自然生态系统。2对我国生态工程发展前景的分析与展望(1)我国生态工程建设的特点：重视对生态环境的保护，注重与经济、社会效益的结合。6 (2)我国生态工程存在的问题难以设计出标准化、易操作的生态工程样板。设计缺乏高科技含量， 生态系统的调控缺乏及时准确的监测技术支持，缺乏理论性指导等。1在建立不同的生态工程时，要遵循不同的设计原理，不能相互照搬，应因地制宜。() 2生态工程的基本原理有：物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理和整体性原理等。 () 3有了生态工程，我们就可以先污染、破坏，后治理。(×) 【提示】生态恢复力有限，我们不可以先污染破坏后治理。4退田还湖属于大区域生态系统恢复工程。(×) 【提示】属于湿地生态恢复工程。生态工程所遵循的原理【问题导思】生态工程的基本原理有哪些？举例说明生态工程的基本原理？理论基础内容举例物质循环再生原理物质循环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“无废弃物 ”7 农业物种多样性原理生态系统的抵抗力稳定性物种多，营养关系复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性，生物多样性程度高，可以为各类生物提供多种机会和条件。营养关系越复杂，有限资源下就可以容纳更多的生物量三北防护林建设中的问题；珊瑚礁区生态系统的多样性协调与平衡原理生物与环境的协调与平衡指生物与环境平衡，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太湖的富营养化问题；东北一些地区的防护林问题整体性原理社会、自然、经济复合系统生态工程的建设，既要考虑自然生态系统的规律，还要考虑社林业建设中8 会和经济等系统的影响力自然生态系统与社会、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，达到改善系统功能的目的桑基鱼塘系统整体性原理：整体大于部分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珊瑚礁区的藻类和珊瑚虫的关系在社会主义新农村建设中，某县积极发展畜禽养殖和栽桑养蚕两大支柱产业。在生产总量不断提高的同时，该县坚持在发展中解决环境问题，优化生态环境，实现资源的最大化利用， 走出了一条适合本地区可持续发展的生态工程之路。请分析图回答问题：9 (1)该生态工程所遵循的基本原理_( 至少写 2 种)。(2)该生态系统的能量流动从_ 开始，图中属于消费者的生物有_。(3) 与 传 统 农 业 生 态 系 统 相 比 ， 该 生 态 系 统 更 能 净 化 环 境 ， 主 要 原 因 是_ 。【审题导析】对于新农村建设中的生态工程分析如下：【精讲精析】本题考查生态工程的原理及农业生态系统的分析。解答本题时首先要仔细分析图示中各种生物之间的物质、能量关系，结合每小题具体涉及的相关知识作具体分析，归纳整理正确答案。【答案】(1)物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理(2)桑等生产者固定的太阳能蚕、禽、畜(3)粪便等“废弃物”被及时利用生态工程的实例【问题导思】生态工程分哪几类？不同生态工程各自解决哪些问题？实例问题原理对策案例农村综合发展型生态工程地少人多，资源有限物质循环再生原理、整体性原理、建立综合发展型生态工程窦店村以沼气为中心的生态工程10 物种多样性原理小流域综合治理生态工程小流域的水土流失整体性原理、协调与平衡原理、因地制宜的原理运用多种原理，应用多种措施综合治理甘肃陇南县 “九子登科 ”治理模式大区域生态系统恢复工程土地荒漠化湿地生态恢复工程湿地的缩小和破坏协调与平衡原理、整体性原理退耕还林还草、植树造林等“三北”防护林退耕还林还草工程控制污染、退田还湖江西鄱阳湖湿地生态恢复工程矿区废弃地的生态恢复工程矿区生态环境11 的破坏系统学和工程学原理恢复土地、恢复植被赤峰市元宝山矿区生态恢复工程城市环境生态工程环境污染协调与平衡原理、整体性原理等城市绿化、污水净化、废弃物处理、合理布局等污水及垃圾处理、城市绿化1在进行生态工程建设时，应积极利用自然生态系统的强大自我恢复力，节省投资。2生态工程恢复力有限，不能认为有了生态工程，就可以先污染破坏、后治理。农村综合发展型生态工程的优点包括() 物质和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ABCD【审题导析】农村综合发展型生态工程的设计目的是实现物质的多级循环利用，在资源有限的条件下有较多地产出，取得经济、社会和生态三效益的全面提高。【精讲精析】农村综合发展型生态工程是在怎样实现物质的多级循环利用，用有限资源，取得经济、社会、生态效益全面提高的背景下提出和发展出的生态工程，典型代表是北京郊区窦店村的以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程。农村综合发展型生态工程实现了物质和能量的综合利用，物质循环再生实现了废物的资源化，各种生物资源相互依存，把生态效益、经济效益和社会效益紧密地结合为一个整体。【答案】D 本 课 知 识 小 结12 生态工程原理从物质循环 角度物质循环再生从物种数量 角度物种的多样性从生物与环境 关系协调与平衡从经济、社会 自然关系整体性系统学和 工程学系统的结构决定功能系统的整体性工程实例解决人多 地少问题农村综合发展型生态工程解决小流域 水土流失问题小流域综合治理生态工程解决土地 荒漠化问题大区域生态系统恢复工程解决湿地的 缩小和破坏问题湿地生态恢复工程解决矿区环境 的破坏问题矿区废弃地的生态恢复工程解决城市 污染问题城市环境生态工程结 论 语 句1生态经济的实质是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。2环境承载力又称环境容纳量，指某种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环境承载力的限度，就会引起系统的失衡和破坏。3生态农业是一个农业生态经济复合系统，是农、林、牧、副、渔各业综合起来的大农业。4我国生态工程的特点：不但重视对生态环境的保护，更注重与经济、社会效益的结合。13 1物种多样性原理是生态工程遵循的原理之一，其理论基础是() A物质循环B生态系统的稳定性C