人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》5.1 生态工程的基本原理试讲课课件ppt

这是一份人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》5.1 生态工程的基本原理试讲课课件ppt，共46页。PPT课件主要包含了生态工程，专题5生态工程，生态工程概念分析，关注生态工程建设，资料1，资料二，练一练，物质循环再生原理，资料分析，物种多样性原理等内容，欢迎下载使用。

20世纪末世界人口突破了60亿，随着现代农业生产的发展，人类活动遍布地球的每个角落，地球上已经难以找到一个没有受到人类影响的地方，原始的生态系统几乎丧失，全球生态环境危机不断激化。
地球母亲需要我们的细心呵护！
是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。
通过系统设计、调控和技术组装
对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力
促进人类社会和自然环境的和谐发展
生态工程建设的目的是： 遵循自然界物质循环的规律，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。
少消耗、多效益、可持续的工程体系。
1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？
2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？
5.1 生态工程的基本原理
根本原因(1)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，造成大量泥沙淤积河道；(2)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少。
直接原因：1998年度的罕见降雨。但这也与全球温室气体排放量增加而导致的温度升高、气候异常有关。
以生物措施为主，结合工程措施，提高森林覆盖率；“退耕还湖”和改革不合理耕作方式等。 在进行生态工程建设时，要考虑到怎样解决农村的能源来源问题以及如何提高农民的经济收入。
解决长江洪水泛滥的措施：
2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？ 传统的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。
资料2： 我国是农业大国，人均土地、水等资源占有量远低于世界平均水平。虽然我国用占世界10%的耕地养活了占世界21%的人口，但由于受到西方“石油农业”模式的影响，加上人口压力以及缺乏生态环境意识，所造成的资源破坏和农业环境污染，已经对社会的可持续发展造成很大障碍。
石油农业时代下的 “肥慌 ”
1.你对“石油农业”是如何理解的？
“石油农业”大量使用化肥、农药和机械的生产方式，因对石油等能源有高度的依赖性而得名。
石油农业的优势：高产、高效、省时、省力；提高农业生产效率和农产品产量，解决粮食需求的矛盾。
石油农业的弊端：高投入、高成本、高污染
2.你能举出一些农业生产活动对人体健康以及环境造成危害的实例吗？
蓝婴病:1973年，美国内布拉斯加州首次出现幼儿高铁血红蛋白症（蓝婴病）。其原因是饮用水中硝酸盐含量超过10 mg/L，这时过多的硝酸盐会与红细胞中的血色素结合，形成高铁血红蛋白。高铁血红蛋白不能为细胞和组织运输足够的氧。患儿的临床症状是在口、手或脚等部位出现时断时续的蓝色或淡紫色，呼吸困难、腹泻、呕吐、抽搐，严重的会失去知觉，甚至死亡。硝酸盐来源于点源污染，如下水道、畜禽养殖场等，或非点源污染，如对农田、公园、草地等的施肥。
3.如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？
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，这样不但能够减少环境污染，而且提高了资源的利用效率，减少了资源的浪费。例如，对废污水中的重金属或氮、磷等养分就可以进行回收再利用。因此说污染物是放错了地方没有被利用的资源。
4.石油农业的生产模式应当怎样改进？
在不同的国家有不同的改进措施。 例如，在我国，人多地少，应该大力发展生态农业。 具体措施：可以根据田间作物的需要适量施用高效、低毒、低残留的农药，多施有机肥，提高作物对水、肥等资源的利用效率，对作物秸秆和畜禽粪便进行再利用，实现物质的多级利用，等等。一方面要不断提高土地的产出水平；另一方面要减少农业活动对环境的污染，促进社会的可持续发展。
毁坏水、大气、土壤和生物资源，消耗地球赠给我们的自然资本，并造成环境污染。
主要是通过实行“循环经济”的原则，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，而实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程。
1.（多选）生态工程体系的特点是（ ）A．少消耗 B．多效益 C．可持续 D．多投资2.实现循环经济的最重要的手段之一是（ ）A．大力发展“石油农业” B．生态工程C．清除污染物 D．禁止产出污染物
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。
特点：不产生废弃物，没有环境污染， 生态系统稳定 发展。
二、生态工程所遵循的基本原理
生态工程是人类学习自然生态系统“智慧”的结晶，是生态学、工程学、系统学、经济学等学科交叉产生的新兴学科。
我国古代传统农业的 辉煌成就之一，是生态工程最早和最生动的一种模式。
改善了土壤结构；培育了土壤微生物；实现了土壤养分如氮、磷、钾及微量元素的循环利用。
1.下图所示是“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.物种多样性原理 B.整体性原理C.物质循环再生原理 D.协调与平衡原理
单一的樟子松林被松毛虫害死
生物多样性很高的珊瑚礁维持的很好
理论基础：生态系统的稳定性。
实质：物种越丰富，生态系统的抵抗力稳定性越高。
纯樟子松林、杨树林的生物多样性低，食物链短而单调，缺少松毛虫、天牛的天敌，而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源，因而会导致了树林的毁坏。 珊瑚礁区的生物多样性高，食物链复杂，不同的生物占据了不同的时间位、空间位和资源位，因而充分利用了珊瑚礁生态系统的环境。例如，氮、磷等养分就能够在该区生物体间充分地循环利用而很少流出系统外。
讨论：1.为什么樟子松林的松毛虫会肆虐，几十亿株杨树会毁于一旦？而珊瑚礁区却能够在养分稀少的深海中，保持着很高的生物多样性？
2.从上面正面和反面的实例，你能得出怎样的结论？你认为生物多样性的破坏有人为因素吗？
只有保持生态系统较高的生物多样性，才能保证生态系统的稳定和平衡。生物多样性的破坏有人为因素，而且往往作用巨大。
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.1+1>2D.生物与环境的协调
理论基础：生物与环境的协调与平衡
需要考虑环境承载力即环境容纳量
西北地区年降雨量450nm，只适宜种植灌木和草的地区，却被硬性规定种植属于乔木的杨树
　 提示：抗寒、耐旱，适应性强的沙棘，耐盐碱力较强的沙枣等植物。
P111资料分析问题讨论 从协调与平衡原理出发，想一想，在我国西北地区进行防护林建设时，应选择哪些特征的树种？
西北畜牧养殖应该注意牲畜数量不能超过草地的承载量。针对公共草地的过度放牧问题，应该实行草地承包，调动个人的管理积极性，减少过度放牧现象；在有条件的地方，人工种植牧草，增加牧草产量。
从协调与平衡原理出发，想一想，如果在该地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？
1.我国西北地区土地沙化和盐渍化严重,原因有多种,其中一个主要原因是超载放牧,导致草地退化。试分析上述事实主要违背了生态工程的什么原理(　　)A.系统学和工程学原理 B.协调与平衡原理C.物种多样性原理　 D.整体性原理
例：林业工程建设中的问题“前面造林，后面砍林”。
一方面号召农民种树，另一方面要考虑农民的生活问题
自然生态系统是通过生物与环境、生物与生物之间的协同进化形成的一个不可分割的有机整体。人类处在一个社会-经济-自然复合成的巨大系统中
1.某些地区出现“前面造林,后面砍林”的现象,产生这种现象的原因是(　　)A.生物与环境的协调与平衡被破坏B.整体调控不当C.系统结构或功能失衡D.忽略物种多样性原理
5、系统学和工程学原理
⑴系统的结构决定功能原理 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。
若把系统的结构比作计算机网络，分析三种计算机网络结构示意图：
桑基鱼塘模式把单个生产系统通过优化组合，有机地整合在一起，成为一个新的高效生态系统，大大提高了系统生产力。
系统各组分之间要在适当的比例关系，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“1+1>2”。
理论基础：整体功能大于部分之和
例如：珊瑚礁之所以能够保持很高的系统生产力，得益于珊瑚虫和藻类组成的高效的植物—动物营养循环。
豆科作物和固氮菌的共生
1.地衣中的真菌和蓝藻互利共生,当把它们分开时,两者都不能正常生长,这体现了生态工程的(　　)A.系统的结构决定功能原理B.物种多样性原理C.系统整体性原理D.协调与平衡原理
（1）系统的结构决定功能原理
1.试分析下列事件可用何种生态工程原理来解释
畜牧养殖应注意牲畜量不超过草地承载量使用堆肥和沤肥法实现生态农业广东大量引种木麻黄作为行道树，一年一种叫吹绵介壳虫的害虫使木麻黄遭受严重破坏，后来从国外引进澳洲瓢虫，已持续发挥了控制害虫的作用。 ④针对过度放牧的草原，一方面要减少畜牧量，进行草地承包，有效管理。另一方面要设法增加农牧民的收入途径。
1.下列关于生态工程的说法,正确的是(　　)A.系统学和工程学是生态学的一个分支B.生态工程主要运用了系统学中的系统结构决定功能的原理C.生态工程的整体性原理主要指生物与环境、生物与生物之间是不可分割的D.物种多样性原理要求引种的生物种类越多越好
2.下列关于生态工程的叙述,错误的是(　　)A.当人类赖以生存的生态系统出现严重的问题时,生态工程应运而生B.生态工程能够减少环境污染C.生态工程以牺牲环境和资源为前提,生产出更多的产品D.生态工程力求达到生态效益、经济效益和社会效益的协调统一
3.下列各项中,不符合生态工程所遵循的物质循环再生原理的是(　　)A.秸秆还田 B.大量施用有机肥C.作物秸秆等残留物作燃料 D.采集河泥作肥料4.下列关于生态工程的理解,错误的是(　　)A.生态工程依据的是生态学、经济学和工程学的原理B.研究对象为自然的生态系统C.总体目标是可持续发展D.以整体观为指导,在系统水平上进行研究,以整体调控为处理手段
5.“三北”防护林工程建设注意(1)考虑到树种的生态适应性问题;(2)考虑到树种多样性问题。这分别体现了生态工程的(　　)A.系统学原理和物种多样性原理B.协调与平衡原理和物种多样性原理C.整体性原理和物种多样性原理D.物种多样性原理和整体性原理6.下列各项中,完全符合生态经济的是(　　)①建立“原料—产品—原料—产品”的无废料生产体系　②在资源不增加甚至减少的条件下实现经济增长　③在经济产出不变甚至增加的条件下,向环境排放的废弃物大大减少　④先生产后治理,提高经济效益A.①②　 B.①②③ C.②③ D.②③④
7.下图表示某农业生态工程,下列叙述错误的是(　　)A.物质经过多级利用,实现了良性循环B.每一级生产环节都获得产品,提高了物质利用效率C.由于排泄物、杂屑等都可以作为作物的肥料,食物链中实现了能量的循环利用,因此能量的利用率提高了D.由于各级产物都可以利用,减少了废物和污染
8.生态农业是一个在生态上自我维持的农业生产系统,其特点是在保持和改善系统内的生态平衡、不对其周围环境造成明显改变的情况下,求得最大生产力和可持续发展。下列关于生态农业的叙述,错误的是(　　)A.生态农业中食物链的营养级之间能量传递效率大大提高了B.生态农业比传统农业的抵抗力稳定性高C.生态农业设计的指导原则是能量的多级利用和物质的循环再生D.生态农业属于人工生态系统,对病虫害一般采用生物的方法防治
9.“菇—菜”立体栽培(如下图)是充分利用温室大棚等设施的光、温度等环境优势,按照空间层次分布,形成优势互补和资源高效利用的生态农业模式之一。下列有关叙述错误的是(　　)A.图中X可代表CO2,Y可代表O2B.该生态系统中食用菌属于分解者C.菌渣作为有机肥为蔬菜提供了能量D.该模式遵循了物质循环再生等生态工程原理
10.下图表示一种“甘薯+奶牛+沼气+花木+龙虾+食用菌”的生态农业模式,下列有关叙述正确的是(　　)A.图中可以组成的食物链是甘薯藤→奶牛→牛粪B.该生态农业模式的设计遵循了物质循环再生原理、物种多样性原理等生态学原理C.图中只有生产者、消费者和分解者3种成分D.该生态农业提高了能量的传递效率
11.下图是某地农村生态工程示意图。据图回答下列问题。(1)该生态工程的建设遵循了哪些基本原理?　　　　　　 　　。生态工程与传统工程相比较,具有　　　　　　　　　等特点。 
物质循环再生原理　整体性原理　协调与平衡原理　系统的结构决定功能原理
少消耗、多效益、可持续