2022年高考生物總復(fù)習(xí) 選考專(zhuān)題五 生態(tài)工程學(xué)案

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1、2022年高考生物總復(fù)習(xí) 選考專(zhuān)題五 生態(tài)工程學(xué)案 學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、簡(jiǎn)述生態(tài)工程的主要原理； 2、利用生態(tài)工程原理，提出解決生態(tài)問(wèn)題的對(duì)策 一、生態(tài)工程的概念 指應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生與物質(zhì)循環(huán)再生原理、結(jié)構(gòu)與功能相協(xié)調(diào)原則，結(jié)合系統(tǒng)分析的最優(yōu)化方法而設(shè)計(jì)的促進(jìn)物質(zhì)被分層多級(jí)利用的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)。 二、生態(tài)工程的設(shè)計(jì)對(duì)象 生態(tài)工程可以是人工設(shè)計(jì)和人為參與調(diào)控的一個(gè)群落、一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)或一個(gè)更為宏觀的地域性生態(tài)空間。 三、生態(tài)工程的目的 遵循自然界物質(zhì)循環(huán)規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。 四

2、、生態(tài)工程所遵循的基本原理 項(xiàng)目 理論基礎(chǔ) 意義 實(shí)例 物質(zhì)循環(huán) 再生原理 物質(zhì)循環(huán) 可避免環(huán)境污染及其對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定和發(fā)展 無(wú)廢棄物農(nóng)業(yè) 物種多樣 性原理 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 生物多樣性程度高，可提高系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性 “三北”防護(hù)林建設(shè)中的單純林問(wèn)題，珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性問(wèn)題 協(xié)調(diào)與平 衡原理 生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡 可避免系統(tǒng)的失衡和破壞 太湖富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題 整體性 原理 社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然 復(fù)合系統(tǒng) 統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關(guān)系，保障系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定 林業(yè)建設(shè)中自然系統(tǒng)與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的關(guān)系問(wèn)題 系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理：分布式優(yōu)

3、于集中式和環(huán)式 改變和優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以改善功能 桑基魚(yú)塘 系統(tǒng)整體性原理： 整體大于部分 保持很高的系統(tǒng)生產(chǎn)力 珊瑚礁藻類(lèi)和珊瑚蟲(chóng)的關(guān)系 注意：①協(xié)調(diào)與平衡原理包含兩方面：一是生物要能適應(yīng)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境，二是生物的數(shù)量不能超過(guò)環(huán)境容納量。②整體性原理是自然系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)這三個(gè)大系統(tǒng)的整合，而系統(tǒng)整體性是自然系統(tǒng)內(nèi)部各部分的整合。③蘇教版的四個(gè)原理：物種共生原理、生態(tài)位原理、物種多樣性原理、食物鏈原理。 五、設(shè)計(jì)生態(tài)工程的方法 （1）食物鏈（網(wǎng)）的“相接” 例如，在稻田養(yǎng)魚(yú)的農(nóng)業(yè)生態(tài)工程中，魚(yú)與稻各自原屬于不同生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈（網(wǎng)），但在認(rèn)為調(diào)控下，將一些草食性

4、魚(yú)、濾食性魚(yú)和雜食性魚(yú)放養(yǎng)在稻田中，使稻田生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有所改變，促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)更為合理。 （2）食物鏈（網(wǎng)）的“加環(huán)” 例如，用玉米的副產(chǎn)品玉米芯生產(chǎn)木糖醇等，其殘余物用來(lái)栽培食用菌，栽培食用菌后的殘余物再來(lái)養(yǎng)殖蛆蛹，蛆蛹糞再作為優(yōu)良有機(jī)肥還田等。 專(zhuān)題五 生態(tài)工程 第2課時(shí) 生態(tài)工程的建設(shè) 學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、搜集當(dāng)?shù)鼗驀?guó)內(nèi)生態(tài)工程的典型實(shí)例，討論生態(tài)工程發(fā)展的前景 2、舉例說(shuō)出建立生態(tài)工程的原因、流程和效益； 一、生態(tài)工程的建設(shè) （一）理論依據(jù) 1.發(fā)達(dá)國(guó)家：主要依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)理論，達(dá)到了以回歸自然為主，人為調(diào)控為輔的程

5、度。 2.我國(guó)：人為調(diào)控仍起著較大的作用。 （二）生態(tài)工程的建設(shè)實(shí)例 1.生態(tài)農(nóng)業(yè) （1）原理：生態(tài)學(xué)原理 （2）優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)再生和能量的多級(jí)利用，減少環(huán)境污染，減少了化肥用量，降低了農(nóng)業(yè)投入。 （3）目的：實(shí)現(xiàn)對(duì)能量的多級(jí)利用，提高能量的利用率，使能量盡可能多地流入對(duì)人類(lèi)有益的部分。 （4）特點(diǎn)：低消耗、多效益、可持續(xù) 原因：生態(tài)農(nóng)業(yè)（經(jīng)濟(jì)）實(shí)現(xiàn)了“原料→產(chǎn)品→原料→產(chǎn)品”的生產(chǎn)體系，實(shí)現(xiàn)了廢棄物資源化的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。 2.治污生態(tài)工程 （1）（多功能）生物氧化塘 ①結(jié)構(gòu) 表層（好氧層）：有一些藻類(lèi)，浮游動(dòng)物可以利用水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，提高水體的透明度。 下層（兼

6、性層）：無(wú)色桿菌、假單孢菌、芽孢桿菌等。 底部（厭氧層）：硫酸還原細(xì)菌、甲烷細(xì)菌等。 ②功能 a.藻類(lèi)進(jìn)行光合作用產(chǎn)生的氧氣和空氣中的氧氣，有利于好氧菌降解污水中的有機(jī)物；兼性菌和厭氧菌通過(guò)好氧或厭氧反應(yīng)也分解污水中的有機(jī)物；各種菌分解過(guò)程中產(chǎn)生的CO2等無(wú)機(jī)物又能被藻類(lèi)等充分利用。 b.多功能生物氧化塘不僅具有凈化污水的作用，還可使污水資源化。其中，藻、菌互生環(huán)節(jié)就是一個(gè)促進(jìn)污水凈化的生物循環(huán)過(guò)程。 （2）人工濕地 ①濕地：是開(kāi)放水域與陸地之間過(guò)渡性的生態(tài)系統(tǒng)，其重要特點(diǎn)之一是生物多樣性豐富。濕地生態(tài)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的凈化功能，被譽(yù)為“地球之腎”。 ②“人工濕地”是模擬自然濕地

7、的人工生態(tài)系統(tǒng)。它的組成成分包括土壤、各類(lèi)水生植物（浮水植物、挺水植物、沉水植物）、微生物和水等。 ③“人工濕地”對(duì)污水的凈化作用是通過(guò)不同類(lèi)型的水生植物和微生物，在物理、化學(xué)和生物作用下，共同作用實(shí)現(xiàn)的。 3.生態(tài)恢復(fù)工程 ①礦山廢棄地：指因采礦活動(dòng)而遭破壞且不經(jīng)治理便無(wú)法使用的土地。礦山廢棄地不僅毀壞和污染大片森林、草地和農(nóng)田，還造成水土大量流失有的甚至成為巨大的污染源。 ②生態(tài)恢復(fù)工程應(yīng)首先恢復(fù)該地區(qū)的生物群落。植被恢復(fù)以及為植被恢復(fù)所需的土壤微生物群落的重建，是生態(tài)恢復(fù)的第一步也是關(guān)鍵一步。在植被恢復(fù)中，應(yīng)選擇生長(zhǎng)快、抗逆性強(qiáng)的鄉(xiāng)土樹(shù)種和先鋒樹(shù)種，注意樹(shù)種的多功能效益。

8、 專(zhuān)題五 生態(tài)工程 第三課時(shí) 生態(tài)工程實(shí)例分析 學(xué)習(xí)目標(biāo)：靈活掌握生態(tài)工程實(shí)例分析方法 生態(tài)工程的實(shí)例分析小結(jié)： 類(lèi)型 主要原理 注意問(wèn)題 農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程 物質(zhì)循環(huán)再生原理、整體性原理、物種多樣性原理 ①核心：沼氣工程 ②優(yōu)點(diǎn)：農(nóng)林牧副漁全面發(fā)展；開(kāi)發(fā)可更新資源，減少環(huán)境污染 小流域綜合治理生態(tài)工程 整體性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、工程學(xué)原理 ①“綜合”表現(xiàn)在同時(shí)考慮到生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益 ②不同氣候帶、不同自然條件和不同

9、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的地區(qū)，生態(tài)工程模式應(yīng)各具特色 大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程 物種多樣性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理 工程建設(shè)中應(yīng)注意的問(wèn)題 ①考慮樹(shù)種生態(tài)適應(yīng)性問(wèn)題，種植適宜品種 ②考慮樹(shù)種多樣性，保證防護(hù)林體系穩(wěn)定 ③不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r采取不同策略 濕地生態(tài)恢復(fù)工程 協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理 主要措施：退耕還林 主要困難：解決遷出湖區(qū)居民的生計(jì)問(wèn)題 礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程 系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理 ①種植耐旱的灌木、草和樹(shù) ②確定合理載牧量 ③改良表土 城市環(huán)境生態(tài)工程 協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理 ①解決大氣污染措施：禁止使用有鉛汽油 ②水污染：減少或禁止污水排放，進(jìn)行污水凈化