高考生物一轮总复习 选修3 专题5 生态工程课件（选修3）.ppt

专题5生态工程 一 生态工程的概念和基本原理1 概念 人类应用 等学科的基本原理和方法 通过系统设计 调控和技术组装 对已破坏的生态环境进行 重建 对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善 并提高生态系统的生产力 从而促进人类社 会和自然环境的和谐发展 生态学和系统学 修复 2 基本原理 1 物质循环再生原理 物质在生态系统中 分 层分级利用 循环往复 抵抗力稳定性 2 物种多样性原理 物种繁多而复杂的生态系统具有较高 的 环境承载力 3 协调与平衡原理 处理好生物与环境的协调与平衡 需 要考虑 自然生 4 整体性原理 进行生态工程建设时 不但要考虑 的规律 还要考虑到经济和社会等系统的影响力 态系统 5 系统学和工程学原理 系统的结构决定功能原理 生态工程通过改变和优化结 构 达到改善系统功能的目的 比例关系 大于 系统整体性原理 系统各组分之间要有适当的 完成能量 物质 信息等的转换和流通 实现总体功能 各部分之和的效果 3 生态经济 循环经济 生产原料 1 原则 2 结果 使一个系统产出的污染物 能够成为本系统或者另一个系统的 3 目的 实现 4 实现循环经济最重要的手段之一 废弃物的资源化 生态工程 二 生态工程的实例 1 农村综合发展型生态工程 物质 水土流失 1 问题 人多地少以及如何实现 的多级利用 2 对策 建设农村综合发展型生态工程 2 小流域综合治理生态工程 1 问题 比较严重 2 对策 应用生态工程的整体性原理 协调与平衡原理以及工程学原理 通过保土蓄水 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 大区域生态系统恢复工程 1 问题 2 对策 生态工程 防沙治沙生态工程 三北 防护林生态工程 4 湿地生态恢复工程 土地沙漠化 退耕还林还草 1 问题 引发的系列效应 2 对策 实施 工程 建立缓冲带 湿地缩小 湿地恢复 5 矿区废弃地的生态恢复工程 1 问题 矿藏开采后造成土体 土壤和植被乃至整个地区生态系统的破坏 矿区极端恶劣的土地条件阻碍植被生长 影响土地景观 产生重金属污染 2 对策 人工制造表土 多层覆盖 特殊隔离 土壤侵蚀控制 恢复工程 6 城市环境生态工程 1 问题 污染 植被 废弃物 2 对策 合理规划和布局 推广 环境友好技术 和低污染清洁生产工艺 减少污染的产出 治理污染 进行 利用 建立健全法制 资源化 判断正误 1 生态农业的指导思想是环境与经济协调发展 2 在建设高新农业时 沼气池的建立是遵循物质循环再生 原理 答案 1 2 考点一生态工程所遵循的基本原理 续表 高考探究 考向生态工程所遵循的基本原理 典例 2013年广东卷 污水处理厂的污泥富含有机质和无机成分 可用作肥料 但其多环芳烃 PAHs 等有机污染物含量通常较高 施入土壤会带来二次污染 生物质炭是由作物废弃秸秆等炭化而成 将污泥 含7 生物质炭的污泥均堆放一段时间后用于盆栽实验 研究它们对黑麦草生长及PAHs迁移的影响 结果见下表 1 生物质炭孔隙结构发达 能改善土壤的通气状况 使根系细胞 加强 合成增加 从而促进根系对土壤养分的吸收 2 由表可知 施用含生物质炭污泥 从而促进黑麦草生长 污泥的施用使土壤和黑麦草的PAHs含量 但生物质炭的输入 从而降低PAHs污染的风险 由此可见 生物质炭有望用作污泥改良剂 促进污泥的推广应用 污泥的应用符合生态工程的 原理 解析 1 土壤的通气状况改善 细胞有氧呼吸增强 合成更多的ATP 为根吸收矿质元素提供大量的能量 2 由表可知施用含7 生物质炭的污泥的黑麦草叶绿素含量增加 从而使黑麦草的光合作用增强 促进黑麦草生长 污泥的施用使土壤和黑麦草的PAHs含量都增加 但生物质炭可以吸附PAHs 从而降低PAHs污染的风险 答案 1 有氧呼吸ATP 2 使黑麦草叶绿素含量提高 促进光合作用的进行 有利 于有机物的积累 增加 降低了土壤PAHs含量和黑麦草对 PAHs的吸收与积累物质循环再生 考点练透 1 镉是水稻生产中的主要重金属污染物 有关研究如下 请回答 某河流受镉污染后很多生物死亡 其稳定性遭到破坏 从生态学的角度分析 这是因为 若将其改造为湿地公园 则群落的演替方式为 改造时 要适当增加生物种类 这符合生态工程的 原理 解析 很多生物死亡导致生态系统的食物链和食物网遭到破坏 导致生态系统的自我调节能力下降 适当增加生物种类符合物种多样性原理 答案 营养结构变简单 自我调节能力下降次生演替物 种多样性或协调与平衡 考点二生态工程实例 1 在六类生态工程实例中除 矿区废弃地的生态恢复工程 外 其余五大生态工程均涉及 整体性 原理 2 除 矿区废弃地生态恢复工程 及 农村综合发展 型 生态工程外 均涉及 协调与平衡 原理 3 只有 农村综合发展型生态工程 涉及 物质循环再 生 原理 4 只有 农村综合发展型生态工程 及 大流域生态系 统恢复工程 涉及 物种多样性 原理 5 只有 小流域综合治理生态工程 及 矿区废弃地生 态恢复工程 涉及 工程学 原理 高考探究 考向生态工程实例所用的原理 典例 2015年湖北武汉模拟 生态工程建设的目的是充分发挥资源的生产潜力 防止环境污染 达到经济效益和生态效益的同步发展 依据下列生态工程图回答问题 图一 图二 1 如图一中 秸秆的多级利用 充分体现了生态工程的 原理 最大限度地实现了物质的循环 减轻了燃烧秸秆造成的 效应 与传统的工程相比 生态工程是一类少消耗 的工程体系 2 建立图二这一桑基鱼塘生态系统的目的是使生产者固 定的能量更多地流向 3 蚕粪 桑叶进入鱼塘经过 的作用又被桑基所利用 蚕粪中的氨进过硝化细菌的作用 最终形成 被植物利用 4 图二系统的设计使能量 物质 信息的转换和流通实现了总体大于部分之和 体现了 生态工程原理 解析 1 秸秆的多级利用 充分体现物质能在生态系统中循环往复 分层分级利用 故是利用了生态工程的物质循环再生原理 减轻了燃烧秸秆造成的温室效应 与传统的工程相比 生态工程是一类少消耗 多效益 可持续的工程体系 2 建立生态农业的目的是调整生态系统的能量流动方向 使生产者固定的能量更多地流向对人类最有益的部分 3 桑基鱼塘生态系统利用了物质循环再生原理 蚕粪 桑叶进入鱼塘经过分解者的作用又被桑基所利用 蚕粪中的氨进过硝化细菌的作用 最终形成硝酸盐 被植物利用 4 桑基鱼塘生态系统使能量 物质 信息的转换和流通实现了总体大于部分之和 体现了系统工程学原理 系统整体性原理 生态工程原理 可持续 答案 1 物质循环再生温室多效益 2 对人类最有益的部分 3 分解者硝酸盐 4 系统工程学原理 系统整体性原理 考点练透 2 下图是我国南方尝试的农业生态系统的结构模式图 它利用雏鸭旺盛的杂食性 吃掉稻田里的杂草和害虫 利用鸭不间断的活动产生浑水效果 刺激水稻生长 用作物养猪 养鸭 用稻秆培育蘑菇 生产沼气 猪 鸭粪 沼渣肥田 生产出无公害的大米与蛋肉类 请据图回答 1 从生态学角度分析 人们建立图示农业生态系统的主要目的是 该系统中将植物秸秆 动物粪便等废弃物合理地进行了应用 这体现了生态工程的 原理 2 该系统将多个生产系统通过优化组合 有机整合在一起 提高了系统生产力 这体现了生态工程中的 原理 生产的大米无公害的原因是 3 在发酵装置里的B过程中起重要作用的微生物 其细胞结构与水稻细胞最主要的区别是 解析 1 图示农业生态系统通过建立沼气池 实现了废物资源化和能量的多级利用 其遵循的是物质循环再生原理 2 图中生态农业施用的都是有机肥 减少了化肥和农药的使用量 因此生产的大米无公害 3 发酵装置中的微生物主要是乳酸菌 为原核生物 无核膜包被的细胞核 物质 答案 1 实现物质的循环再生和能量的多级利用循环再生 2 系统的结构决定功能 减少了化肥和农药的使用量 减少了对水的污染 3 无核膜包被的细胞核 无成形的细胞核 1 下图所示我国南方比较常见的桑基鱼塘农业生态系统 请分析回答下列问题 1 在不考虑人工投入的情况下 流经该生态系统的总能量 总初级生产量 是 人们将蚕沙 蚕的粪便 投入鱼塘 被鱼等水生生物食用 蚕沙中所含的能量主要属于第 营养级 2 鱼等水生生物的排泄物及未被利用的有机物和底泥 其中一部分经过 作用后可作为肥料 返回桑基 培育桑树 3 建立该人工生态系统的目的是实现对能量的 提高能量的利用率 与种植单一作物的农田相比 该生态系统的自我调节能力 4 建立该生态系统遵循的原理主要是 解析 1 粪便中的能量是未被生物同化的能量 故某一营养级生物粪便中的能量是上一营养级同化的能量 即蚕沙中的能量是生产者同化的能量 2 有机物经微生物的分解作用可转化为无机物 被植物利用 3 人工生态系统可以实现对能量的多级利用 从而提高能量的利用率 自我调节能力的强弱取决于生态系统物种的丰富度 该生态系统的生物种类较作物单一的农田生态系统复杂 故该生态系统自我调节能力较强 答案 1 生产者 或桑树 通过光合作用固定的太阳能总量一 2 分解者 或微生物 的分解 3 多级 或充分 利用 较强 4 物质循环再生原理生物多样性原理 2 下图是对有机废弃物进行处理的一种方案 请回答问题 1 从资源化 无害化角度分析 途径 优于 的原因是 2 少量有机废弃物排入河流 不会使河流中的生物种类和数量发生明显变化 这说明生态系统具有 能力 3 焚烧塑料垃圾所产生的二英会诱发 基因突变 导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞 4 能降解塑料的微生物属于生态系统的何种成分 应在 的土壤中寻找能降解塑料的微生物 从含有多种微生物的土壤中分离出这类微生物 需使用 培养基 解析 1 对有机废弃物进行 的处理 既实现了物质和能量的多级利用 又减少了 处理过程中产生的污染问题 3 正常细胞在致癌因子的作用下 原癌基因和抑癌基因发生突变 使正常细胞变成不受机体控制的癌细胞 焚烧塑料垃圾所产生的二英属于化学致癌因子 4 能分解塑料的微生物属于生态系统成分中的分解者 答案 1 通过多层分级利用有机废弃物的物质 既充分利 用有机物中的能量 又减少环境污染 2 自我调节 自我净化 3 原癌基因和抑癌 4 分解者富含塑料垃圾选择