高中生物北师大版 (2019)选择性必修2 生物与环境第四节 生态工程在环境保护中的应用图文课件ppt

这是一份高中生物北师大版 (2019)选择性必修2 生物与环境第四节 生态工程在环境保护中的应用图文课件ppt，共40页。PPT课件主要包含了内容索引，自主预习·新知导学，合作探究·释疑解惑，课堂小结，课标定位，素养阐释，问题引领，图Z4-4-1，归纳提升，图Z4-4-3等内容，欢迎下载使用。

1.分析生态工程实现资源多层次、循环利用的原理。2.概述生态工程在环境保护中的应用。
1.在理解生物与环境相互作用的基础上,形成稳态与平衡观等生命观念。2.尝试运用生态工程原理,分析生态环境问题及相应的解决对策。
一、生态工程可以实现资源多层次、循环利用1.生态工程的概念:应用生态学原理、采用系统工程的方法和技术,以环境保护与资源多层次、循环利用为目的,对环境和资源进行保护、改造、治理、调控、建设的综合工艺。
2.生态工程的实例(1)“四位一体”生态工程该模式以土地资源为基础、太阳能为动力、沼气为纽带、种植业和养殖业相结合。(2)海湾鱼、虾、蟹、贝、藻兼养生态工程该生态工程充分利用水生生物的食性、栖息地不同和生物相互利用、依赖、竞争等生态特点,在同一海湾中同时进行鱼类、虾类、蟹类、贝类、藻类养殖。
(3)中华鳖养殖废水-蔬菜栽培生态工程该生态工程的关键是废水净化,起主要作用的是初级沉淀池、次级沉淀池、净化池、生物滤池,该生态工程能够回收利用废弃物中的营养物质,达到资源的循环利用,促进农业生产的可持续发展。上述生态工程的共同特点:根据生态学原理,采用系统工程的方法和技术,达到资源多层次和循环利用的目的,使特定区域中的人和自然环境均受益。
二、生态工程可以实现环境保护的目的1.成都活水公园生态工程(1)目的:实现水质净化和水体的循环利用。(2)原理:污水经人工湿地的吸附、过滤及微生物分解,多数污染物分解成无害的或可被植物吸收的物质,在维持湿地生物正常生长的过程中净化水质。2.三北防护林生态工程:在增加植被、治理土地荒漠化和水土流失方面发挥了非常重要的作用。
3.废水处理生态工程(1)原理:通过动物、植物和微生物的固定与降解,净化污水中的污染物,并对污水中氮、磷等资源进行循环利用。(2)实例:葡萄糖厂废水处理生态工程,是由许多回收、转化、回用的环节联结而成的一个系统。
【预习检测】 1.判断正误。(1)生态工程以环境保护和资源多层次、循环利用为目的。(　　)(2)在稻田养鱼人工生态系统中,杂草和浮游植物等生产者固定的能量沿着食物链传递给鱼,鱼的粪便为水稻提供有机物,实现了物质和能量的循环利用。(　　)(3)“四位一体”生态工程是一个封闭状态下的人工生态系统,能做到物质和能量的自给自足。(　　)(4)海湾鱼、虾、蟹、贝、藻兼养生态工程利用了不同生物相互利用、依赖、竞争等生态特点。(　　)
(5)中华鳖养殖废水-蔬菜栽培生态工程中次级沉淀池在水体净化过程中起重要作用。(　　)(6)废水处理生态工程离不开植物和微生物的固定与降解,与动物关系不大。(　　)(7)成都活水公园生态工程中植物塘床处理系统是活水公园水处理工程的核心。(　　)(8)葡萄糖厂废水处理工程中蛋白质和淀粉回收是核心步骤。(　　)
2.发展经济与保护环境的平衡,是发展中国家面临的一个重要问题。你认为下面哪一条途径是最佳选择?(　　)A.先污染、破坏,后治理B.边污染、破坏,边治理C.污染、破坏,不治理D.少污染、少破坏,及时治理答案:D解析:处理好经济发展与环境保护之间的关系,要做到少污染、少破坏,及时治理,才能实现可持续发展。
3.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问题时,生态工程应运而生B.生态工程能减少环境污染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答案:C4.“四位一体”生态工程的优点包括(　　)。①物质和能量的多级利用　②物质循环再生　③废物资源化　④生物相互依存,体现了整体性　⑤做到了生态效益、经济效益和社会效益三结合A.①②③④B.②③④⑤ C.①②④⑤D.①②③④⑤答案:D
“无废弃物农业”是生态工程中最早的一种模式。图Z4-4-1为“无废弃物农业”的物质循环再生示意图。请回答下列问题。
(1)举例说出图中的生产者、消费者和分解者。提示:作物是生产者,牲畜和人是消费者,土壤中的细菌、真菌等腐生生物是分解者。(2)图中的生态系统是怎样实现物质的循环利用的?物质是以什么形式循环的?提示:在该生态系统中,人粪尿、牲畜粪便、作物残留中的有机物通过分解者的分解作用返回农田土壤里供生产者利用。物质是以元素形式循环的。
1.生态工程的含义(1)理论基础:生态学和系统工程学等学科。(2)技术手段:系统工程的方法和技术。(3)操作过程:对环境和资源进行保护、改造、治理、调控和建设。(4)目的:环境保护与资源多层次、循环利用,最终促进人类社会和自然环境的和谐发展。
2.“四位一体”生态工程模式分析
图Z4-4-2(1)“四位一体”是以土地资源为基础、太阳能为动力、沼气为纽带,种植业和养殖业相结合,通过物质能量转换技术,将沼气池、牲畜棚舍、厕所和日光温室等组合在一起,形成一个封闭状态下的人工生态系统。
(2)生态效益①提高了能源利用率。②减少了肥料和农药的使用,降低环境污染。③做到物质的循环利用,减少废物的排出。④沼渣的使用改善了土壤环境。
3.海湾鱼、虾、蟹、贝、藻兼养生态工程模式分析
(1)关键:鱼、虾、蟹、贝、藻混合养殖,将多种生物合理搭配,保持生态平衡,提高养殖效益。(2)主要原理:充分利用水生生物的食性、栖息地不同和生物相互利用、依赖、竞争等生态特点。
某人利用自己学习的生态学知识在自家庭院里建立了一个小型农业生态系统。图Z4-4-4是该家庭生态工程的模式图。请据图分析回答下列问题。
(1)由图可知,人类生活中所需的能源来自太阳能、沼气等。利用这些能源与利用煤炭相比,突出的优点是　　　　　　　　。 (2)该生态工程中的能量能够更多地被人类利用,原因是  　。 (3)生态工程是以　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　为目的,对环境和资源进行保护、改造、治理、调控、建设的综合工艺。 (4)有人认为生态农业建设中,食物链越长、营养级越多越好。请你结合所学的生态学原理,分析该说法是否正确并说明理由。   　。 
答案:(1)减少了污染(2)充分利用了废弃物中的能量,实现了能量的多级利用(3)环境保护与资源多层次、循环利用(4)否。因为食物链越长,各食物链中的生物数量难以达到一定规模,会影响经济效益(或营养级越多,高层次营养级获得的能量越少,该营养级生物数量也越少)
解析:(1)相对于煤炭等化石能源来说,太阳能、沼气等新能源循环可再生,几乎没有污染,减少了燃烧煤炭所产生的污染。(2)人类通过沼气池利用了粪便等废弃物中的能量,实现了能量的多级利用。(3)生态工程是以环境保护与资源多层次、循环利用为目的,对环境和资源进行保护、改造、治理、调控、建设的综合工艺。(4)食物链越长,营养级越多,则能量损耗越多,能量的利用率越低,不符合生态工程建设的目的。
【变式训练】 1.图Z4-4-5为某地区的“四位一体”庭院生态工程结构示意图。下列相关叙述错误的是(　　)。　
A.该生态工程实现了资源的循环利用B.牲畜棚舍与蔬菜大棚之间的墙上有通气交换孔C.沼渣、沼液能为温室内的蔬菜提供物质和能量D.流经该生态工程的总能量大于其中蔬菜固定的太阳能总量
答案:C解析:沼渣、沼液能为温室内的蔬菜提供物质,但不能提供能量。
2.某研究性学习小组参观某市郊区建立的以沼气为中心、以保护生态环境为目标的“四位一体”生态农业时绘出了模式图(见图Z4-4-6)。请分析回答下列问题。
(1)构建以沼气为中心的“四位一体”生态农业实现了资源　　　　、循环利用。 (2)该生态农业最大的优点是 　 。 (3)秸秆在沼气池中处理成沼渣后有利于植物的吸收利用,原因是　 。 答案:(1)多层次(2)提高物质和能量的利用率,减少环境污染(3)微生物将秸秆中的有机物分解为无机物
农业生产的高度发展,现代化畜禽养殖业的迅猛发展,均给生态环境带来了一系列污染问题。发展生态农业、保障农业的可持续发展势在必行。图Z4-4-7是“种植、养殖、加工、沼气、肥料”五环产业并举和互补的生态农业良性循环模式图。请分析回答下列问题。
(1)建立五环产业链生态农业的主要目的是什么?提示:建立五环产业链生态农业的主要目的是实现资源多层次、循环利用。(2)该生态工程的优点主要体现在哪些方面?提示:减少了环境污染,提高了综合效益。
历史上塞罕坝林场由于过度采伐,土地日渐贫瘠,森林覆盖率只有11.4%。自1962年,塞罕坝林场三代建设者在“黄沙遮天日,飞鸟无栖树”的荒漠沙地上艰苦奋斗、甘于奉献,使森林覆盖率达到80%,创造了荒原变林海的人间奇迹。请回答下列相关问题。(1)对遭受破坏的塞罕坝林场进行恢复,就是要恢复林场的结构和功能。林场生态系统的结构包括　　　　　　和　　　　　　两个方面。 (2)荒原变林海的过程中,该群落的单位面积CO2吸收量显著上升,原因是  　 。 
(3)为了防治害虫,林场建设者施用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体,从而降低虫害的发生率,其原理是  　。 (4)塞罕坝林场是三北防护林生态工程的一部分,根据题干信息可知,塞罕坝林场的主要作用是　　　　　　　　　　　　,生态工程可以实现　　　　　　的目的。 
答案:(1)生态系统的成分　营养结构(食物链和食物网)(2)生产者增多且群落垂直结构复杂,单位面积不同的植物对光能的利用率上升,总光合速率上升(3)破坏害虫正常的性别比例,降低种群的出生率,从而降低害虫的种群密度(4)防风固沙、保持水土　环境保护
解析:(1)生态系统的结构包括生态系统的成分(生产者、消费者、分解者和非生物成分)和营养结构(食物链和食物网)。(2)荒原变林海的过程中,该群落的单位面积CO2吸收量显著上升,是因为植被增加,生态系统的生产者增多且群落垂直结构复杂,单位面积不同的植物对光能的利用率上升,总光合速率上升。(3)为了防治害虫,林场建设者施用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体,从而降低虫害的发生率,其原理是通过破坏害虫正常的性别比例来降低种群的出生率,从而降低害虫的种群密度。(4)塞罕坝林场是三北防护林生态工程的一部分,改善了“黄沙遮天日,飞鸟无栖树”的恶劣环境,说明塞罕坝林场的主要作用是防风固沙、保持水土,避免了土地进一步沙化,同时也说明生态工程可以实现环境保护的目的。
【变式训练】 近年来,人工湿地污水处理系统逐渐受到重视。人工湿地污水处理系统是将污水、污泥有控制地投放到人工建造的湿地上,主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的协同作用对污水、污泥进行处理的系统。为提高人工湿地净化功能,下列相关措施不合理的是(　　)。A.合理搭配植物,建立优化的植物群落B.尽量使用本地物种以减少外来物种的入侵C.选择合适的人工介质,有利于好氧微生物的分解作用D.增加引入湿地的污水的总量以提高湿地净化效率答案:D解析:人工湿地污水处理系统对污水的处理有一定的限度,当引入湿地的污水的总量超过这一限度时,会对环境造成污染,反而会降低湿地净化效率。