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专题5生态工程5．2生态工程的实例和发展前景[学习目标][核心素养]1.生态工程的实例。2.应用生态工程的原理设计简单的生态工程。1.科学思维：通过具体实例，尝试设计简单的生态工程。2.社会责任：关注生态工程的发展前景，关注生态系统应用的实例。读教材、抓双基自主预习一、生态工程的实例1．农村综合发展型生态工程(1)问题：农村人口多，1__________，产出不足。(2)对策：建立农村综合发展型生态工程，实现物质的2_______________。(3)案例：北京窦店村以3___________为中心的物质多级利用工程。人多地少多级循环利用沼气工程2．小流域综合治理生态工程(1)问题：河流各级支流的集水区域，4__________严重。(2)对策a．生态工程原理：整体性原理、5____________原理以及工程学等原理。b．措施：6__________、耕作措施、林草措施等工程和生物措施，层层设防来控制土壤侵蚀。(3)我国甘肃陇南地区“7__________”治理模式。水土流失协调与平衡保土蓄水九子登科3．大区域生态系统恢复工程(1)问题及原因a．问题：土地8________严重。b．原因：过度樵采(32%)，过度放牧(30%)，盲目开垦(27%)，不合理利用水资源(9.6%)，其他(1.4%)。(2)对策：森林或草原植被恢复、9__________等生态工程。(3)案例：“三北防护林”生态工程。荒漠化水土保持4．湿地生态恢复工程(1)湿地作用：被誉为地球的“肾脏”，具有蓄洪防旱，10______________，控制土壤侵蚀，自然净化污水，为迁飞的鸟类和多种动、植物提供栖息地，为人们提供休闲娱乐的环境等功能。(2)问题：人们对湿地进行11_____________，已经破坏了地球上80%的湿地资源。调节区域气候排水和围垦(3)对策a．采用12_____________措施相结合的方法，使受到干扰的湿地得以恢复。b．在湿地周围建立13________，以尽量减少人类的干扰，使湿地依靠14__________等机制恢复其生态功能。(4)案例：鄱阳湖的生态恢复工程。工程和生物缓冲带自然演替5．矿区废弃地的生态恢复工程(1)问题：矿藏开采后往往会造成土体、土壤和植被，乃至整个地区15__________的破坏。(2)对策：人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等，其中关键在于16__________，以及为植被恢复所必需的17_____________群落的重建。(3)案例：我国赤峰市元宝山矿区生态恢复工程。生态系统植被恢复土壤微生物6．城市环境生态工程(1)问题：固体废弃物污染、大气污染、噪声污染等方面。(2)对策：用生态工程的方法对城市环境进行综合治理。a.在城市规划和布局方面，要进行18_______________，合理分布工业区、居住区、生态绿地等。b．推广“19_____________”和20___________________，以减少污染的产出。c．采取各种手段治理污染，进行废弃物的21________利用。d．建立健全法制加强监管。(3)案例：张家港、大连、厦门等环境保护模范城市。城市生态分区环境友好技术低污染清洁生产工艺资源化二、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22_______________，仅仅依靠太阳能能否维持生存。人工生态工程(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23________的含量猛增，O2量减少，不足以维持人及动物的生存。(3)启示：使人们认识到人与自然和谐共处的重要性，深化了我们对自然规律的认识，尽管科学技术已经如此发达了，但是人类仍然没有能力完全模拟出24______________。CO2自然生态系统2．我国生态工程发展前景的分析与展望(1)生态工程特点：我国生态工程建设，不但要重视对25___________的保护，更要注重与26______、社会效益的结合。(2)存在问题a．我国生态工程难以设计出27________、易操作的生态工程样板。b．设计缺乏高科技含量，生态系统的调控缺乏及时准确的28___________支持，缺乏理论性指导等。生态环境经济标准化监测技术1．判断下列叙述的正误。(1)生态农业中食物链中相邻营养级之间的能量传递效率大大提高了。()(2)生态农业比传统农业的抵抗力稳定性高。()(3)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。()(4)生态农业属于人工生态系统，对病虫害一般采用生物防治的方法。()×√√√(5)我国在西部地区实行退耕还林还草工程，这属于大区域生态系统恢复工程。()(6)设计良性循环的农业生态系统时，应遵循的基本原则是追求经济效益的最大化。()(7)发展生态农业可以提高能量传递效率和减少环境污染。()(8)我国生态工程的应用范围比发达国家小，也不那么强调经济效益。()√×××2．(2019·太原一模)下列有关生态农业的说法正确的是()A．只是根据生物种群的生物学、生态学特征和生物之间的捕食关系而合理组建的B．使不同的生物种群在系统中各得其所，相得益彰，更加充分利用了太阳能、水分和矿质营养C．是按照农业和城市生态系统的能量流动和物质循环规律而设计的D．必定形成一个农、林、牧、副、渔等各种循环的生态农场解析：选B生态农业是按照生态学原理和经济学原理而合理组建的，A错误；生态农业可以使不同的生物种群在系统中各得其所，相得益彰，更加充分利用了太阳能、水分和矿质营养，实现了物质和能量的多级利用，B正确；生态农业是以生态学理论为主导，运用系统工程学等方法，以合理利用和保护良好的生态环境为前提，因地制宜地规划、组织和进行农业生产的一种农业，是按照自然界的物质循环规律而设计的，C错误；不同地区的自然环境不同，各地区的生态农业的模式不同，不一定形成一个农、林、牧、副、渔等各种循环的生态农场，D错误。解疑难、提能力课堂探究探究点一|生态系统的实例|核心探究|1．实例实例问题原理对策案例农村综合发展型生态工程资源有限，产出不足，人多地少物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理建立农村综合发展型生态工程北京窦店村以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程小流域综合治理生态工程小流域的水土流失比较严重整体性原理、协调与平衡原理、工程学原理等运用多种原理，应用多种措施综合治理甘肃陇南地区的“九子登科”治理模式大区域生态系统恢复工程土地荒漠化严重退耕还林还草、植树造林等“三北”防护林、退耕还林还草工程湿地生态恢复工程湿地的缩小和破坏协调与平衡原理、整体性原理控制污染、退耕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的破坏系统学和工程学原理等修复土地、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、合理布局等张家港、大连、厦门等城市被批准为首批国家环境保护模范城市2.六大生态工程实例中的“关键点”归纳(1)农村综合发展型生态工程核心是沼气工程，优点是开发可更新资源，减少环境污染。(2)小流域综合治理生态工程“综合”表现在同时考虑到生态效益和经济效益，不同气候带、不同自然条件和不同经济发展水平的地区，各具特色。(3)大区域生态系统恢复工程①考虑树种生态适应性问题，种植适宜品种；②考虑树种多样性，保证防护林体系稳定性。(4)湿地生态恢复工程①主要措施：退耕还湖；②主要困难：解决迁出湖区居民的生计问题。(5)矿区废弃地的生态恢复工程①种植耐旱的灌木、草和树；②确定合理载牧量；③改良表土。(6)城市环境生态工程①解决大气污染措施：禁止使用有铅汽油；②解决水污染措施：减少或禁止污水排放，进行污水净化。[特别提醒](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)生态系统的恢复力有限，不能认为有了生态工程，就可以走发达国家“先污染、破坏，后治理”的老路。|探究演练|1．下列关于生态工程的叙述，正确的是()A．在植树造林中要特别注意生态工程的协调与平衡原理和物种多样性原理B．北京窦店村综合发展型生态工程建立了良好的能量和物质的循环再生程序C．在城市环境治理中，实现垃圾分类处理体现了整体性原理D．我国的生态工程应该以经济效益和社会效益为主要目标解析：选A在植树造林中要特别注意生态工程的协调与平衡原理和物种多样性原理，A正确；物质能循环，而能量不能循环，B错误；在城市环境治理中，实现垃圾分类处理，这样可以充分利用废弃物中的物质和能量，体现了物质循环再生原理，C错误；我国的生态工程应该以生态效益、经济效益和社会效益为主要目标，D错误。2．下列生态工程模式与典型实例或措施对应有误的一组是()A．农村综合发展型生态工程——北京郊区窦店村物质多级循环利用工程B．小流域综合治理生态工程——甘肃陇南地区的“九子登科”治理模式C．大区域生态系统恢复工程——“生物圈2号”生态恢复工程D．城市环境生态工程——推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工艺解析：选C大区域生态系统恢复工程的案例主要有退耕还林还草生态工程、防沙治沙生态工程、“三北”防护林生态工程等。探究点二|生态农业|核心探究|1．定义：生态农业是运用生态学原理(即生态系统的物质循环再生、能量多级利用或生态系统的物质循环与能量流动)，在环境与经济协调发展的思想指导下，应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生态体系。2．优点：实现物质的循环再生和能量的多级利用，减少环境污染，减少了化肥用量，降低了农业投入。3．生态农业常见类型(1)桑基鱼塘模式人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收。如图所示：(2)沼气农田立体养殖模式通过控制温室内的温度、光照、气体和水肥等因素，缩短生产周期，大幅度提高粮食、蔬菜和水果的产量和质量。4．建立生态农业系统的最终目的：实现对能量的多级利用，提高能量的利用率，使能量尽可能多地流向对人类有益的部分。5．例析某生态工程示意图(1)从生态学角度分析，人们建立图示的农业生态系统的主要目的是实现物质的循环再生和能量的多级利用；该系统中将植物秸秆、动物粪便等废弃物进行了合理地利用，体现了生态工程的物质循环再生原理。(2)该生态工程能生产出无公害大米的原因是减少了化肥和农药的使用量，同时也减少了环境污染。(3)将蘑菇房与蔬菜大棚相通可提高蔬菜产量，原因是蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合作用，使其光合作用增强。[归纳总结]设计生态工程的方法方法一：食物链(网)的相接，即巧接食物链(网)。也就是说连接平行的原本不相连接的种类形成互利共生网络，提高效率，促进物质的良性循环。在同一生态系统中，巧接食物链(网)由图甲变为图乙，人获取能量来源的途径增多。方法二：食物链(网)的“加环”，即在食物链(网)中增加一些环节，以充分利用原先尚未利用的那部分物质和能量，促使物质循环和能量流动的路径畅通，发挥生产潜力，提高生态效益、经济效益和社会效益。“加环”可为未被利用的残余物找到出路。例如，用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇等，其残余物用来栽培食用菌，栽培食用菌后的残余物再用来养殖蛆蛹，蛆蛹粪便再作为优良有机肥还田等。|探究演练|3．(2019·衡水期末)某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态系统(如图所示)。关于该农业生态系统的叙述，错误的是()A．该生态系统的维持，人的作用非常关键B．该生态系统利用了物质循环再生原理，实现了农业生产的可持续发展C．该生态系统采用分布式结构，提高了能量传递效率D．该生态系统充分利用了废弃物中的能量，实现了能量的多级利用解析：选C该生态系统采用分布式结构，提高了能量的利用率，并没有提高能量的传递效率。4．(2019·成都期中)某同学为研究农业废弃物及其处理方法，做了一个简单的实验，即将少许干稻草切碎装入一试管中，加塞，管塞中央打孔