2020_2021学年新教材高中生物第4章人与环境第3节第1课时生态工程的基本原理课件新人教版选择性必修第二册 22页

第 3 节　生态工程 第 1 课时　生态工程的基本原理 学习目标 1 . 概述生态工程的概念 , 尝试从生物与环境相互关系的角度去看自然界 , 明确关注生态工程建设的必要性 , 确立环境意识。 2 . 了解生态工程的基本原理 , 形成对生命的系统观、局部与整体观。 一、关注生态工程建设 1 . 生态工程的概念 基本原理 和方法 生态学 、系统学 手 　 段 对人工生态系统进行分析、 设计和调控 , 或对已被破坏的生态环境进行 修复、重建 目 　 的 提高生态系统的 生产力 或改善 生态环境 , 从而促进人类社会与自然环境的和谐发展 2 . 原因 : 毁林种地 , 围湖造田 , 大量使用化肥、农药等农业生产方式 , 以及工业的迅猛发展 , 正在消耗大量的自然资源。 3 . 目的 : 遵循生态学规律 , 充分发挥资源的生产潜力 , 防止环境污染 , 达到经济效益和生态效益的同步发展。 4 . 优点 : 少消耗、多效益、可持续。 二、生态工程的基本原理 生态工程以生态系统的 自组织 、 自我调节 功能为基础 , 遵循 整体 、协调、 循环 、自生等生态学基本原理。 1 . 自生 (1) 内容 : 在生态系统中由生物组分而产生的自组织、 自我优化 、自我调节、 自我更新和维持 。 (2) 基础 : 需在生态工程中有效选择 生物组分 并合理布设。 2 . 循环 (1) 内容 : 在生态工程中促进系统的物质 迁移与转化 , 既保证各个环节的物质迁移顺畅 , 也保证主要物质或元素的 转化率 较高。 (2) 理论基础 : 生态系统的 物质循环 。 3 . 协调 (1) 内容 : 生物与生物、 生物与环境 的协调与适应。 (2) 处理好生物与环境的协调与平衡 , 需要考虑 环境容纳量 。 4 . 整体 (1) 内容 ① 遵从自然生态系统的规律 , 各组分之间要有适当的 比例 , 不同组分之间应构成有序的 结构 , 通过 改变和优化 结构 , 达到改善 系统 功能 的目的 ; ② 人类处在一个社会 — 经济 — 自然复合而成的巨大系统中 。 (2) 理论基础 : 社会 — 经济 — 自然 复合系统。 ( 如图 ) (3) 应用 : 在进行生态工程建设时 , 不但要考虑 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。 (4) 意义 : 只有应用整体性原理 , 才能统一协调当前与长远、局部与整体、 开发建设与环境保护 之间的关系 , 保障生态系统的平衡和稳定。 预习反馈 1 . 判断 (1)“ 石油农业 ” 是大量使用化肥、农药和机械的农业生产方式 , 因对石油等能源有高度的依赖性而得名。 ( √ ) (2) 实现原料 → 产品 → 原料的生产体系 , 可使废弃物资源化。 ( √ ) (3)“ 无废弃物农业 ” 遵循的是自生原理。 ( × ) (4) 在建设高新农业时 , 沼气池的建立是遵循系统整体性原理。 ( × ) (5) 系统的整体功能等于部分之和。 ( × ) (6) 只有保持生态系统较高的生物多样性 , 才有助于生态系统维持自生能力。 ( √ ) 2 . 下列关于生态工程的说法 , 错误的是 ( 　　 ) A. 与传统工程相比 , 生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系 B. 能有效降低环境破坏和环境污染 C. 遵循物质循环规律 , 实现废弃物资源化 D. 生态工程能解决所有环境问题 , 可以走 “ 先污染、破坏 , 后治理 ” 的道路 解析 : 生态工程不能解决所有的环境问题 , 不能走 “ 先污染、破坏 , 后治理 ” 的道路。 答案 : D 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。以上做法依据的生态工程原理是 ( 　　 ) A. 自生原理 B. 整体性原理 C. 循环原理 D. 协调 解析 : 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 , 这应属于生态工程的整体性原理。 答案 : B 4 . 石油农业与无废弃物农业相比 , 其主要特点是 ( 　　 ) A. 物质可以循环利用 , 对环境几乎没有破坏性 B. 使用植物易于吸收的化肥作肥料 , 在促进植物快速生长的同时也有助于周围环境的净化 C. 以煤和石油等原料为动力 , 极大地提高了生产效率 D. 是一种低投入、高产出的农业生产方式 解析 : 石油农业与无废弃物农业相比 , 其主要特点是石油农业以煤和石油等原料为动力 , 极大地提高了生产效率。 答案 : C 探究点一 探究点二 关注生态工程建设 情境导引 当前我国为什么要关注生态工程建设 ? 资料 1 　 1998 年夏季 , 长江洪水泛滥 , 其根本原因是长江上游乱砍滥伐森林 , 水源涵养和水土保持功能急剧降低 , 大量泥沙淤积河道 ; 中游围湖造田、乱占河道 , 造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减小。 资料 2 　 石油农业大量使用化肥、农药、机械等 , 已造成资源破坏和农业环境污染 , 对社会的可持续发展造成很大障碍。 探究点一 探究点二 1 . 洪灾的发生反映出传统经济发展模式存在什么问题 ? 提示 : 传统经济发展模式不注重生态环境的保护 , 没有考虑生态成本 , 经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。 2 . 石油农业为什么难以满足社会发展的需求 ? 提示 : 石油农业产生的废弃物和有害物质的数量庞大 , 大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力 , 并造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题。 探究点一 探究点二 生态系统的基本原理 情境导引 资料 1 　 在辽宁西部的章古台地区 , 最初进行林带建设时 , 单一种植了大片的樟子松林 , 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 , 很多地方的樟子松因此奄奄一息 , 甚至成为鸟兽了无踪影的 “ 不毛之地 ” 。同样的原因 , 前几年仅一种小小的杨树天牛就将宁夏、内蒙古等地的几十亿株杨树毁于一旦。 资料 2 　 我国西北一些地区年降水量小于 450 mm, 是只适合种植灌木和草的地区 , 但却被硬性规定种植杨树 , 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 ” 状 , 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 ” 。 探究点一 探究点二 1 . 在生态工程建设过程中 , 需要遵循哪些基本原理 , 才能达到最佳效果 ? 提示 : 资料 1 所体现的主要生态工程原理是自生原理。资料 2 所体现的主要生态工程原理是协调原理。 2 . 我国的植树造林运动在世界上规模最大 , 因而人工林面积占世界首位 , 请你对我国的植树造林提出建设性意见。 提示 : 植树造林时 , 要根据生物多样性原理和协调与平衡原理 , 树种绝不能单一 , 还要根据当地的气候、土壤等条件 , 因地制宜地植树。 探究点一 探究点二 典例剖析 (2019 广东广州模拟 ) 下图是 “ 无废弃物农业 ” 物质和能量流动图 , 该图所体现的主要生态工程原理是 ( 　　 ) A. 自生原理　　　　　 B. 整体性原理 C. 循环原理 D. 协调原理 探究点一 探究点二 解析 : “ 无废弃物农业 ” 实现了物质的区域小循环 , 做到了物质的分层分级利用 , 因此主要体现了生态工程中的循环原理。 答案 : C 探究点一 探究点二 归纳提升 1 . 传统农业、现代农业和生态农业的 比较 类型 概 　 念 优 　 点 缺 　　 点 传统 农业 简单的种植业 不产生严重的环境污染 结构简单 , 能量流动、物质循环水平低 , 经济效益低 现代 农业 利用石油等有机物提高农作物产量的生产方式 大量使用化肥、农药和机械动力 , 获得较高的经济效益 过量施用化肥、农药 , 严重污染环境 生态 农业 运用生态学原理 , 建立综合农业生态体系 通过物质多级利用 , 增加经济效益 , 净化环境 很难经得起经济环境和生态环境的较大冲击 探究点一 探究点二 2 . 生态工程所遵循的 基本原理 原理 理论基础 意 　 义 实 　　 例 循环 物质循环 使前一环节产生的废物尽可能地被后一环节利用 , 减少整个生产环节废弃物的产生 “ 无废弃物农业 ” 自生 生态系统的稳定性 生物多样性程度高 , 可提高系统维持自生的能力 “ 三北防护林 ” 建设中的单纯林问题 ; 珊瑚礁生态系统的生物多样性问题 探究点一 探究点二 原理 理论基础 意 　 义 实 　　 例 协调 生物与环境的协调与平衡 生物数量不超过环境承载力 , 可避免系统的失衡和破坏 太湖富营养化问题 整体 社会 — 经济 — 自然复合系统 统一协调当前与长远、局部与整体、开发建设与环境保护之间的关系 , 保障系统的平衡与稳定 林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题 探究点一 探究点二 活学活练 1 . 在帮助农民发展经济的同时 , 一定要注意一些实际问题 , 如 “ 香蕉不宜在北方地区栽种 ”“ 苹果树不宜在热带地区栽种 ”, 这主要体现了生态工程的什么原理 ?( 　　 ) A. 整体原理　　　　　 B. 协调原理 C. 自生原理 D. 循环原理 解析 : 生物只有适应一定的环境才能正常生长 , 所以 “ 香蕉不宜在北方地区栽种 ”“ 苹果树不宜在热带地区栽种 ”, 这主要体现了生态工程的协调原理。 答案 : B 探究点一 探究点二 2 . 下列关于生态工程的叙述 , 不正确的是 ( 　　 ) A. 生态工程研究的对象是社会 — 经济 — 自然复合生态系统 B.“ 退耕还林 ”“ 退耕还草 ” 属于生态工程的内容 C. 生态工程应遵循 “ 整体、协调、循环、自生 ” 的原则 D. 实施生态工程的目的是环境保护 解析 : 生态工程研究的对象是社会 — 经济 — 自然复合生态系统 , 其目的不单纯是保护环境 , 而是要实现社会、经济、自然的协调发展 , 共同进步。 答案 : D