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1、第二节 生态工程实例 第四章 生态工程 学习导航 1.举例说明治污生态工程，概述人工湿地的作用机理。 2.举例概述生态恢复工程。 3.结合实例阐明生态农业工程。 重难点击 我国生态工程的实例分析。 课堂导入 方式一方式一 进入21世纪，伴随着人类生产、生活方式的变化及乡村城市化 和城乡一体化的深入，农业已从传统的生产形式逐步转向景观、生态、 健康、医疗、教育、观光、休闲、度假等方向。农业观光园的出现，就 等于扩大了人类的生存空间，为人类生存和需求创 造了更好的、更易适应的环境条件。 结合以上内容请同学们思考下面问题： (1)农业观光园有什么样的价值？ (2)结合本地的实际，请你来设计一个有特色
2、的农业观光园，你有何设想？ 可能我们也没有办法一下子想出一个理想的方案，那我们就来看看一些 具体的例子吧。看看专家们在碰到具体的生态学问题时是如何处理的？ 方式二方式二 上海血铅超标事件 2011年9月初，康桥地区儿童在入园、入学前进行体检当中，陆续发现 部分儿童血液的含铅量超标，此后对当地1 306名儿童进行血铅检测， 发现49名儿童血铅超标，其中以13岁儿童为主。联合调查组认定， 血铅超标主要是儿童接触环境中含铅灰尘经消化系统摄入体内所致。 结合以上内容，大家思考一下，在经济发达的上海出现此类严重的污 染事件，说明了什么？面对严重的环境污染问题，我们有什么样的具 体措施？我们可以从今天要学
3、习的内容中找到一些可以借鉴的方法和 思路。 一、治污生态工程 二、生态恢复工程 内容索引 当堂检测 三、生态农业工程、生态城市 一、治污生态工程 基础梳理 1.内容内容 包括污水治理生态工程、 、湖泊或水源地治 理生态工程等。 2.主要涉及方面主要涉及方面 的处理、 的研制、 的治 理、塑料的再生利用等。 3.实例实例 “人工湿地”生态工程：人为建设的利用湿地净化污水的生态工程。 固体、液体和有机废弃物 城市垃圾处理生态工程 湖区污染生物肥料 问题探究 1.什么是“人工湿地”？ 2.“人工湿地”是如何净化污水的？ 答案 答案 答案 “人工湿地”是人为建设的利用湿地净化污水的生态工程，是 将石、
4、砂、土壤等材料按照一定的比例组成基质，并栽种经过选择的 水生、湿生植物，构成类似于自然湿地状态的工程化湿地系统。 答案 答案 “人工湿地”净化污水的过程十分复杂，包括利用基质、植物、 微生物的物理、化学、生物的三重协同作用，对污水进行净化处理， 其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、 转化、植物遮蔽、残留物积累、水分蒸腾和养分吸收等。 3.人工湿地污水处理系统有何优点？ 4.人工湿地的重要组成成分之一是水生植物，它在污水的净化中起着怎 样的作用？ 答案 答案 答案 低成本、低能耗，有较高的生态效益和经济效益。 答案 答案 植物可以吸收水体中的铵盐、硝酸盐以及磷酸盐，同时植
5、物的根 系可吸附和富集重金属和有毒有害物质，这些物质在植物被收割后又离 开了水体。植物密集并交织在一起的根系也能对固体颗粒起到拦截吸附 作用。此外，植物为微生物的生长提供了更大的吸附表面积，还能为水 体输送氧气等。 5.人工湿地中的微生物是降解水体污染物的主力军，试分析它在人工湿 地中的作用。 答案 答案 答案 好氧微生物将废水中大部分有机物分解为CO2和H2O，厌氧微生 物将有机物分解成CO2和CH4等。人工湿地中的某些原生动物，将污水 中的有机颗粒作为营养物质吸收。 拓展应用 1.判断正误 (1)治污生态工程涉及固体、液体和有机废弃物的处理( ) (2)人工湿地中起作用的主要是水生植物和微
6、生物( ) (3)人工湿地中起作用的微生物只能是好氧微生物( ) 答案 拓展应用 2.湿地生态系统具有较强的净化功能，被誉为“地球之肾”，下列对此 有关的叙述错误的是 A.“人工湿地”是模拟自然湿地的人工生态系统 B.“人工湿地”是利用湿地净化污水的生态工程 C.“人工湿地”成本低、耗能少 D.“人工湿地”对污水的净化作用是通过不同类型的水生植物实现的 答案 解析 解析 “人工湿地”是人为建设的利用湿地净化污水的生态工程，成本 低、耗能少。其净化作用是通过不同类型的水生植物和微生物的共同作 用实现的。 解析 二、生态恢复工程 基础梳理 1.概念概念 对于受到不同程度干扰或破坏的生态系统的 。
7、2.首要步骤(第一步)： 。 3.实例 (1)矿山废弃地生态恢复工程：在植被恢复的过程中，要注意选择 、 的树种，优先选择 树种，尽量选择适应性强的_ 。 恢复植被 保护、修复和改善 生长快 抗逆性强固氮乡土树种和 先锋树种 (2)林业生态建设 目标： 。 基础： 。 依据： 。 (3)西部的生态治理：西部环境恶化的实质是 。 优化土地利用 维护环境与发展经济 发挥水土资源和生物资源的生产潜力 水土流失 问题探究 1.从生态学的角度分析，要使生态退化逆转，首先应该进行哪一步的恢复？ 2.一般地说，矿山废弃地生态恢复工程的关键是什么？应该如何进行选择？ 答案 答案 答案 要实现一个地区环境的好转
8、，首先要恢复这一地区的植被，逐步 恢复生物群落，并形成合理、高效的食物链，才能在演替的过程中保持 长期的稳定与平衡。 答案 答案 关键在于植被恢复，以及为植被恢复所必需的土壤微生物群落的 重建。所以在矿山废弃地植被恢复过程中，要注意选择生长快、抗逆性 强的树种，优先选择固氮树种，尽量选择适应性强的乡土树种和先锋树 种，注意树种的多功能效益。 3.我国西部地区环境恶化，有哪些表象？其最突出的矛盾是什么？ 4我国对西部的生态治理采取的政策是什么？ 答案 答案 答案 西部地区环境恶化的表象是植被减少、地力减退、粮食产量下降、 自然灾害加剧。而水土流失是西部生态问题中最本质、最突出的矛盾。 答案 答案
9、 落实退耕还林、还草政策。 拓展应用 3.在矿山废弃地生态恢复工程中，关键的措施是 A.人工制造表土 B.特殊隔离 C.土壤侵蚀控制 D.植被恢复 答案 解析 解析 任何生态系统的发展都离不开生产者，恢复生态系统，首要的是 恢复植被。 解析 4.如图为矿区废弃地的生态恢复工程流程图，请据图回答下面的问题： (1)该恢复工程中,是指_(措施)。 (2)恢复植被的措施是植树和种草，为什么不是种植农作物？ _。 (3)该生态工程所遵循的主要原理是_。 问题导析答案 采取工程机械措施平整压实土地，人工制造表土 矿区土壤条件恶劣，不适宜农作物的生长 整体性原理、协调与平衡原理 问题导析问题导析 (1)该
10、恢复工程中应表示采取工程机械措施 ， 人工制造 。 (2)矿区废弃地恢复植被的措施是植树和种草，不宜种植农作物，原因是 ，不适宜农作物的生长，因此种植适应性强，耐旱的 灌木、草和树。 (3)该恢复工程遵循了 、 等。 返回上页答案 矿区土壤条件恶劣 平整压实土地 协调与平衡原理整体性原理 表土 易错点拨易错点拨 生态工程建设的三个易错点生态工程建设的三个易错点 (1)在进行生态工程建设时，应根据当地的实际条件，因地制宜，不能 生搬硬套。 (2)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。 (3)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
11、、破坏，后治理”的老路。 三、生态农业工程、生态城市 1.生态农业工程生态农业工程 (1)依据： 。 (2)前提： 。 (3)特点： 、 的农业生产。 (4)目的：促进物质在系统内的 使用，以最少的投入获取最 大的经济效益和 。 基础梳理 多层次 生态学理论 多功能 循环和重复 环境与经济的协调发展 生态效益 2.生态城市生态城市 (1)含义：基于 三个系统并高度统一的 的 城市。 (2)特点 注重 。 保持 。 实现 等。 社会、经济、自然可持续发展 完整性 高效和谐性 可持续性 问题探究 1.留民营村进行的农业建设的主要措施有哪些？ 2.简述留民营村生态农业的社会效益和环境效益。 答案 答
12、案 调整生产结构，开发利用新能源和大力植树造林；对太阳能、生 物能和有机废弃物进行了综合利用。 答案 答案 答案 (1)社会效益：向社会提供粮食、蔬菜、肉、奶、蛋、饲料、加工 食品等多种农副产品。 (2)环境效益：降低污染、净化空气、改变农田结构，有效地保护了土地 资源。 拓展应用 5.下列关于生态农业的叙述，不正确的是 A.生态学原理是其主要理论基础 B.实现了对能量和物质的多级循环利用 C.实现废物资源化，实现能量的多级利用，减少环境污染 D.对害虫进行生物防治有利于保护生物多样性，提高了农业生态系统的 稳定性 答案解析 解析 解析 生态农业模式的建立，实现了物质的循环利用和能量的多级利用
13、， 不能实现能量的循环利用。 6.南京古泉生态农场是生态农业的典范。该农场将养猪、养鱼、沼气工 程、养鸭、种植农作物、养蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程 合理地有机结合起来，成为一种高效良性循环，生态效益达到了良性发 展。请就此生态农场的特点，完成下列问题： (1)该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的_、 _和_。 答案 物质循环再生原理 解析 解析 解析 生态工程中的生态农业是建立在物质循环再生与物种多样性和整 体性等原理基础上的，在实现经济效益的同时，也具有良好的生态效益 和社会效益。 物种多样性原理整体性原理 (2)该系统工程的核心之一是沼气池，沼气的制作如图所示： 在图中标出
14、箭头，表示生产过程中的物质循环。 如果将“无机物农田”这一环节去掉，对生态农业系统有何影响？ _。 土壤中的无机物得不到补充，物质循环受到破坏，土壤肥力下降 答案 答案 如下图所示 答案解析 解析 解析 物质循环的特点是循环往复、分层分级利用，从而达到取之不尽、 用之不竭的目的，即物质循环再生原理。如果把“无机物农田”这一 环节去掉，势必会造成物质循环受到破坏，土壤无机物得不到及时补充， 土壤肥力会下降。 解析 解析 能量沿着食物链流动时，能量逐级递减，传递效率大约为10% 20%，因此最高营养级获得的总能量最低。但系统的总能量包括各生产 环节上输出的产品能量，显然这个系统总能量利用率与单种农
15、作物的系 统总能量利用率相比会大大增加。 (3)在该生态农场中存在如图所示的物质循环过程，据图分析不符合生态 工程原理的叙述是 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 生态经济效益 C.由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用率降低 D.由于各级产物都可利用，减少了废物污染 解析答案 (4)根据生态工程中的物种多样性这一原理，有人认为生态农业建设中， 应使食物链越长和营养级越多越好。请你结合所学有关生态工程原理， 分析该结论是否正确，为什么？ _ _ _。 答案 不正确。因为食物链越长，各营养级中的生物数量难以达到一定规模， 影响经济效益；营养级越多，高
16、层次营养级生物获得的能量越少，该营 养级生物数量也越少 解析 解析 从能量流动逐级递减的特点分析，食物链不能无限延长，一般不 超过5个营养级。 解析 课堂小结 生态恢 复工程 治污生 态工程 生态农 业工程 当堂检测 1.下列不属于我国生态工程建设实例的是 A.沼气工程 B.桑基鱼塘 C.防沙治沙工程 D.焚烧城市生活垃圾 2341 解析 解析 焚烧城市生活垃圾一方面未实现废物资源化，另一方面会产生污 染，不属于我国生态工程建设实例。 答案解析 2.如图为生态养猪模式。从图中可知该生态工程属于 A.物质循环利用的生态工程 B.山区小流域综合治理与开发的生态工程 C.节水和废水处理与应用的生态工
17、程 D.清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程 答案 2341 解析 解析 从题图中看出，该生态工程实现了废水的循环利用。 解析 2341 3.下列关于我国生态工程与西方发达国家生态工程的比较中，正确 的是 西方国家的生态工程以治理环境污染和恢复被破坏的生态系统为 主要目标，我国的生态工程注重生态环境与经济、社会效益相结合 西方国家的生态工程应用范围比我国小 我国的生态工程难以 设计出标准化、易操作的生态工程样板 A. B. C. D. 答案解析 2341 解析 解析 发达国家与我国的生态工程建设强调的重点有所不同，西方 国家的生态工程除了治理环境污染的目标外，主要是通过介于工程 和依靠自然恢
18、复力的一种中间途径，集中于对破坏的生态系统进行 生态恢复。我国的生态工程走有中国特色的道路，不但要重视对生 态环境的保护，更要注重与经济、社会效益相结合。总体来看，发 达国家的生态工程的应用范围比我国小，也不那么强调经济效益。 不过，目前我国的生态工程还有一些不足之处，如缺乏定量化模型 指导，难以设计出标准化、易操作的生态工程样板等。 4.如图是我国南方开始尝试的农业生态系统的结构模式图，其中利用植 物秸秆为原料生产的燃料乙醇，是一种“绿色能源”，可减少对石油资 源的依赖，请据图回答下列 问题： (1)该生态系统的主要成分是 _。蘑菇在该生态 系统中的成分属于_。 2341 水稻、杂草 分解者
19、 答案 解析 解析 生态系统中的主要成分是生产者，蘑菇营腐生生活，应属于分 解者。 解析 (2)生态系统的主要功能是物质循环和能量流动，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_ _ _。 建立该生态工程所遵循的基本原理包括_ _等(至少答两个)。 2341 实现生态系统内能量和物质的多 级利用，提高农产品的产量，减少环境污染(合理地调整生态系统中的能量 流动关系，提高能量利用率，减少环境污染) 答案解析 物质循环再生原理、整体性原理、 物种多样性原理 解析 解析 图示的农业生态系统实现了物质的多级循环利用，在资源有限 的条件下有较多的产出，从而取得更大的经济效益、社会效益和生态 效益，所以其遵循的原理有整体性原理、物质循环再生原理，由于增 加了营养结构的复杂程度，所以也遵循物种多样性原理。 2341