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1、河南省开封市高中生物 5.1生态工程的基本原理课堂练习 新人教版选修3学习目标：1、简述生态工程的概念，关注生态工程的建设2、简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。3、尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。学习重点：生态工程的基本原理学习难点：生态工程的系统学和工程学原理学习过程：【学习策略】本节内容需重点掌握生态工程遵循的五项基本原理，应结合课本给出的案例，通过案例理解原理，通过原理分析讨论案例。生态系统的基本原理，包括生态学、系统学和工程学的原理。其中前四个原理可结合必修模块第五章生态系统及其稳定性中的内容来学习，而系统学和工程学原理，应计算机网络结构示意图，重在理解“结构
2、决定功能”，“总体功能大于部分之和”。【自主探究】一、生态工程1、生态工程概念： 。2、生态工程建设目的：遵循自然界 的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止 ，达到 和 的同步发展。3、生态工程的特点：与传统的工程相比生态工程是一类 、 、 的工程体系。提醒：在概念中应注意三个方面：涉及的学科只是包括生态学和系统学；运用到的技术手段或方法有系统设计、调控和技术组装；最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。二、关注生态工程建设阅读教材P107资料分析资料1，思考讨论：1、导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？提示：根本原因：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
3、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。2、洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？提示：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。阅读教材P108资料分析资料2，思考讨论：1、你对“石油农业”是如何理解的？提示：“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。它把农业生产这一复杂的生物过程，变成了简单的机械过程和化学过程。由于其投入高，产出也高，对粮食安全保障和提高人民生活水
4、平起到了巨大的作用，但同时它所产生的废弃物和有害物质的数量也很庞大，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。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？提示：除日常生活中能够发现的实例外，农业活动对环境和人类健康造成危害的实例中，世界上影响较大的有蓝婴病。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，
5、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？提示：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？提示：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。实施的具体措施包括：可以根据田间作物的需
6、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。从以上内容可以看出，必须走生态经济之路。生态经济：主要是通过实行“ ”原则，使一个系统产生出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的 ，从而实现废弃物的资源化。生态经济的特点是： 。实现循环经济最重要的手段之一是 。三、生态工程所遵循的基本原理1、物质循环再生原理：理论基础：物质循环物质能够在各类生态系统内进行 和 ，使物体 利用，进而出现“取之不尽，用之不竭”的结果
7、。意义：可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响。实例：无废弃物农业是我国古代传统农业的辉煌成就之一，也是生态工程最早和最生动的一种模式。2、物种多样性原理理论基础：生态系统的稳定性 ，食物链越多，食物网越复杂，生态系统的 越强，系统结构不易被破坏。意义：生物多样性程度可提高系统的抵抗力稳定性，提高系统的生产力。实例： 反面：辽宁西部的章古台地区，单一种植樟子松林，由于缺少昆虫与其天敌相生相克的食物链而成为一片不毛之地。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。阅读教材P110资料分析，思考讨论：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
8、稀少的深海中，保持着很高的生物多样性？提示：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。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？提示：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。3、协调与平衡原理理论基础：生
9、物与环境的协调与平衡处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑 ，因地制宜，确定环境容纳量的大小，防止生态系统失衡。环境承载力：又称 ，是指 。意义：生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏。实例：太湖富营养化问题、过度放牧等。阅读教材P111资料分析，思考讨论：“西部大开发”是国家为振兴西部而提出的宏观决策，其中很重要的一项内容就是生态工程建设。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，应选择哪些树种？如果在该地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？提示：几种西北地区特别适宜树种的介绍沙棘，俗称“酸柳”、“酸刺”、“黑刺”，属于胡颓子科，为落叶乔木或灌木。植株表面
10、具有棘刺，叶呈条形或条状被针形，两端趋尖，背面密被淡白色鳞片，叶柄极短。沙棘花先于枝叶开放，雌雄异株；果实为肉质花被筒包围，近于球形，直径510 mm。沙棘喜阳，粗壮的枝干抗风沙。沙棘叶、皮、果实及种子在医药上有着广泛的应用价值。沙棘的嫩枝、嫩叶是牛、羊的精饲料，被誉为“铁杆牧草”。沙棘果维生素含量极高，营养保健价值高，有利于增加种植者的收入。沙棘是半干旱黄土高原迅速绿化荒山、保持水土、调节生态平衡和促进农林牧业发展的良好树种。内蒙古鄂尔多斯等地区，实施沙棘生态工程，大面积种植沙棘，有效地控制了沟道水土流失，每年可减少流入黄河泥沙2 100万吨。山杏，主要指西伯利亚杏，它抗寒、耐旱，适应性强，
11、是我国北方最普遍的果树之一，是绿化荒山、水土保持、防治风沙的先锋树种。山杏果仁营养丰富，含有大量维生素、微量元素和人体必需的氨基酸，是加工饮料的优质原料。刺槐，属落叶乔木，适应性强，在年降水量200 mm左右、年平均气温不低于3 的地区都能生长。它不仅生长快，且耐盐碱，有涵养水源和保持水土的作用。刺槐泌蜜丰富，蜜质优良，是主要蜜源植物之一。刺槐不仅可改善生态环境，还可用于发展畜牧业。锦鸡儿（又称拧条），豆科，多年生落叶灌木，根系发达，具根瘤，高1.53 m；耐干旱和寒冷，喜生沙地或半固定的沙丘上，不怕沙压和风蚀。此种植物广泛分布于我国东北、内蒙古、河北、山西、陕西、宁夏等地，可用于防风固沙，保
12、持水土。枝条可用于编筐，其枝叶是牛、羊等冬春季节主要的饲料之一。杜梨，蔷薇科梨属落叶乔木，可高达10 m，原产于我国华北、西北及东北南部。耐寒，耐干旱、瘠薄，能在含盐量0.5%（质量分数）的土壤中正常生长，且耐涝性也较强。沙枣，胡颓子科胡颓子属，落叶小乔木。分布于华北及西北等地，耐盐碱力较强。合欢，豆科合欢属，落叶乔木，可高达20 m。分布于华北、西北及黄河以南等地区。耐盐碱力较强，但不耐水涝。臭椿，苦木科臭椿属，落叶乔木，可高达25 m。原产于华南、华北、西北各地。抗性强，生长快，耐盐碱力强。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
13、个人的管理积极性，减少过度放牧现象；另外，可以在有条件的地方，人工种植牧草，增加牧草产量。4、整体性原理理论基础：社会、经济、自然构成复合系统进行生态工程建设时，不但要考虑到 的规律，更重要的是，还要考虑到 和 等系统的影响力。除此之外， 、 等也都对生态工程建设又着只要影响。意义：统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定实例：林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题。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。5、系统学和工程学原理系统的结构决定功能原理：理论基础：分布式优于集中式和环式意义：改善和优化系统和结构以改善功能实例：桑基鱼塘系统整体性原理：理论基础：整体大于部分系统各组分间要有适当的 ，使得 、 、
