选三第五章生物工程.ppt
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1、果因PPT工作室 科技探索之路科技探索之路 生态工程的兴起生态工程的兴起思考思考:从以往的历史看,经济发展和环境污染有从以往的历史看,经济发展和环境污染有什么关系?他们之间的矛盾是否就是不可调和的呢什么关系?他们之间的矛盾是否就是不可调和的呢?“可持续发展可持续发展”的内涵的内涵:(Sustainable Development)(Sustainable Development)经济发展不仅要满足当代人的需要经济发展不仅要满足当代人的需要,还要不危还要不危害后代人发展能力,即经济和环境协调发展。害后代人发展能力,即经济和环境协调发展。生态工程的概念生态工程的概念理论基础?理论基础?生态学和系统
2、学生态学和系统学技术手段?技术手段?通过系统设计、调控和技术组装通过系统设计、调控和技术组装操作过程?操作过程?对已被破坏的生态环境进行修复、重建,对已被破坏的生态环境进行修复、重建,对造成环境污染和破坏的传统生产方式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。进行改善,并提高生态系统的生产力。最终目的?最终目的?促进人类社会和自然环境的和谐发展。促进人类社会和自然环境的和谐发展。1 1、生态系统的功能、生态系统的功能:物质循环物质循环 、和和信息传递。信息传递。2 2、生态系统的物质循环:在生态系统中,、生态系统的物质循环:在生态系统中,的的C C、H H、O O、N
3、 N、P P、S S等元素,都不断进行着从等元素,都不断进行着从 到到 ,又从生物群落到无机环境的循环过程。又从生物群落到无机环境的循环过程。抓住要点:抓住要点:这里的这里的“物质物质”指指 ;这里的这里的“循环循环”是指在是指在 往返出现;往返出现;循环的范围是循环的范围是 ,物质循环具有,物质循环具有 特点。因此,特点。因此,物质循环又叫生物地球化学循环。物质循环又叫生物地球化学循环。温故知新温故知新能量流动能量流动组成生物体组成生物体无机环境无机环境生物群落生物群落组成生物体的化学元素组成生物体的化学元素生物群落和无机环境间生物群落和无机环境间生物圈生物圈全球性全球性3 3、生态系统稳定
4、性的概念:生态系统所具有的、生态系统稳定性的概念:生态系统所具有的 维持或恢复自身维持或恢复自身 和功能的相对稳定的能力,和功能的相对稳定的能力,叫做生态系统的稳定性。生态系统的稳定性表现叫做生态系统的稳定性。生态系统的稳定性表现在两个方面:在两个方面:稳定性和恢复力稳定性。稳定性和恢复力稳定性。4 4、生态系统能维持相对稳定状态的原因是由于、生态系统能维持相对稳定状态的原因是由于生态系统具有生态系统具有 能力。如水域生态系统能力。如水域生态系统能通过物理沉降、化学分解和微生物的分解而消能通过物理沉降、化学分解和微生物的分解而消除污染。除污染。结构结构抵抗力抵抗力自我调节自我调节5 5、调节在
5、生态系统中普遍存在,它是调节在生态系统中普遍存在,它是生态系统自我调节能力的基础。生态系统自我调节能力的基础。6 6、一般来说,生态系统中的组分越多,食物网越、一般来说,生态系统中的组分越多,食物网越复杂,其自我调节能力就越强,复杂,其自我调节能力就越强,稳定性就稳定性就越高。越高。负反馈负反馈抵抗力抵抗力资料分析资料分析资料资料1 19981 1998年长江洪水年长江洪水一、关注生态工程建设一、关注生态工程建设资料资料1 19981 1998年长江洪水年长江洪水1.1.导致导致19981998年长江洪水泛滥的主要原因是什么?年长江洪水泛滥的主要原因是什么?2.2.洪灾的发生反映出经济发展模式
6、存在什么问洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题?题?资料资料2 “2 “石油农业石油农业”资料资料2 “2 “石油农业石油农业”1.1.你对你对“石油农业石油农业”是如何理解的是如何理解的?石油农业:是指大量使用化肥、农药、机石油农业:是指大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。由于需要大量的石油、械的农业生产方式。由于需要大量的石油、煤、天然气等作为原料或动力而得名。煤、天然气等作为原料或动力而得名。2.你能举出一些农业生产活动对人体健你能举出一些农业生产活动对人体健康以及环境造成危害的实例吗?康以及环境造成危害的实例吗?3.3.石油农业的生产模式应当怎样改进?石油农业的生产模式应当怎样
7、改进?传统经济模式:传统经济模式:毁坏水、大气、土壤和生物资源,毁坏水、大气、土壤和生物资源,消耗地球赠给我们的自然资本,并造成环境消耗地球赠给我们的自然资本,并造成环境污染。污染。生态经济生态经济 生态经济主要是通过实行生态经济主要是通过实行“循环经济循环经济”的原则,使一个系统产出的的原则,使一个系统产出的污染物污染物,能够,能够成为本系统或者另一个系统的成为本系统或者另一个系统的生产原料生产原料,从,从而实现废弃物的资源化,而实现循环经济而实现废弃物的资源化,而实现循环经济最最重要的手段之一重要的手段之一就是就是生态工程生态工程。二、生态系统遵循的基本原理二、生态系统遵循的基本原理n1
8、1、物质循环再生原理、物质循环再生原理n2 2、物种多样性原理、物种多样性原理n3 3、协调与平衡原理、协调与平衡原理n4 4、整体性原理、整体性原理n5 5、系统学与工程学原理、系统学与工程学原理二、生态工程遵循的基本原理二、生态工程遵循的基本原理1物质循环再生原理物质循环再生原理理论基础:理论基础:物质循环物质循环“古人古人”的智慧的智慧-无废弃物农业无废弃物农业2物种多样性的原理物种多样性的原理资料分析资料分析遭虫害而死的樟子松遭虫害而死的樟子松理论基础:理论基础:生态系统的抵抗力稳定性生态系统的抵抗力稳定性珊瑚礁区生物多样性非常高珊瑚礁区生物多样性非常高3 3、协调与平衡原理、协调与平
9、衡原理由于周边城市、工业和由于周边城市、工业和农田的排水中氮、磷的农田的排水中氮、磷的浓度较高,使太湖水体浓度较高,使太湖水体中的水葫芦和藻类疯长中的水葫芦和藻类疯长理论基础:生物与环境的理论基础:生物与环境的协调与平衡协调与平衡西北地区年降雨量西北地区年降雨量450nm,只适宜种植灌木和,只适宜种植灌木和草的地区,却被硬性规定种植属于乔木的杨树,草的地区,却被硬性规定种植属于乔木的杨树,“杨家将杨家将”因为不适应长成了因为不适应长成了“小老头小老头“防护林变成防护林变成了残败的了残败的”灰色长城灰色长城“提示:提示:抗寒、耐旱,适应性强的沙棘,耐盐碱力较抗寒、耐旱,适应性强的沙棘,耐盐碱力较
10、强的沙枣等植物。强的沙枣等植物。P111P111资料分析问题讨论资料分析问题讨论 从协调与平衡原理出发,想一想,在我国西北地区进从协调与平衡原理出发,想一想,在我国西北地区进行防护林建设时,应选择哪些特征的树种?如果在该地区行防护林建设时,应选择哪些特征的树种?如果在该地区发展畜牧养殖业,你认为应该注意什么问题?发展畜牧养殖业,你认为应该注意什么问题?处理好生物与环境的协调与平处理好生物与环境的协调与平衡,需要考虑衡,需要考虑环境承载力环境承载力。环境承环境承载力又称环境容纳量载力又称环境容纳量是指某种环境是指某种环境所能养活的生物种群的数量。所能养活的生物种群的数量。4 4、整体性原理、整体
11、性原理 进行生态工程建设进行生态工程建设时,不但要考虑到时,不但要考虑到自然自然生态系统生态系统的规律,更重的规律,更重要的是,要考虑到要的是,要考虑到经济经济和和社会社会等等系统的影响力。系统的影响力。人类处在一个社会、人类处在一个社会、经济、自然复合而成的经济、自然复合而成的系统中。系统中。例:林业工程建设中的问题例:林业工程建设中的问题理论基础:社会、经理论基础:社会、经济、自然复合系统济、自然复合系统5 5、系统学和工程学原理、系统学和工程学原理系统的结构决定功能原理系统的结构决定功能原理 生态工程需要考虑系统内部不同组分之间生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构,的结构,通过改变
12、和优化结构通过改变和优化结构,达到改善系统达到改善系统功能功能的目的。的目的。系统整体性原理系统整体性原理 系统各组分之间要在适当的比例关系,只系统各组分之间要在适当的比例关系,只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通,并且实现总体功能大于各部分之和换和流通,并且实现总体功能大于各部分之和的效果,即的效果,即“1+12”1+12”。理论基础:分布式理论基础:分布式优于集中式和环式优于集中式和环式理论基础:整体功能理论基础:整体功能大于部分之和大于部分之和系统结构决定功能原理系统结构决定功能原理若把系统的结构比作计算机网络,分若把系统的结构比作计
13、算机网络,分析三种计算机网络结构示意图:析三种计算机网络结构示意图:工作的可靠性哪个高?工作的可靠性哪个高?固氮菌为豆科作物提供氮素,固氮菌为豆科作物提供氮素,而豆科作物为其提供能量和而豆科作物为其提供能量和其他营养,两者的共生使豆其他营养,两者的共生使豆科作物能够在氮素缺乏的土科作物能够在氮素缺乏的土地上生长;当把它们分开时,地上生长;当把它们分开时,两者的生长都要受到损害。两者的生长都要受到损害。豆科作物和固氮菌的共生豆科作物和固氮菌的共生5 5、系统学和工程学原理、系统学和工程学原理系统整体性原理系统整体性原理试分析下列事件可用何种生态工程原理来解释试分析下列事件可用何种生态工程原理来解
14、释n1.畜牧养殖应注意牲畜量不超过草地承载量畜牧养殖应注意牲畜量不超过草地承载量n2.使用使用堆肥和沤肥法实现生态农业堆肥和沤肥法实现生态农业n3.广东大量引种木麻黄作为行道树,一年一种叫广东大量引种木麻黄作为行道树,一年一种叫吹绵介壳虫的害虫使木麻黄遭受严重破坏,后来吹绵介壳虫的害虫使木麻黄遭受严重破坏,后来从国外引进澳洲瓢虫,已持续发挥了控制害虫的从国外引进澳洲瓢虫,已持续发挥了控制害虫的作用。作用。n4.针对过度放牧的草原,一方面要减少畜牧量,针对过度放牧的草原,一方面要减少畜牧量,进行草地承包,有效管理。另一方面要设法增加进行草地承包,有效管理。另一方面要设法增加农牧民的收入途径。农牧
15、民的收入途径。物质循环再生原理物质循环再生原理物种多样性原理物种多样性原理协调与平衡原理协调与平衡原理整体性原理整体性原理2 2单一的人工林比天然混合林的稳定性低,容易遭单一的人工林比天然混合林的稳定性低,容易遭受害虫危害,这体现了生态工程的什么原理()受害虫危害,这体现了生态工程的什么原理()A A物质循环再生原理物质循环再生原理B B协调与平衡原理协调与平衡原理C C物种多样性原理物种多样性原理D D系统整理性原理系统整理性原理1 1实现循环经济的最重要的手段之一是(实现循环经济的最重要的手段之一是()A A大力发展大力发展“石油农业石油农业”B B生态工程生态工程C C清除污染物清除污染
16、物D D禁止产出污染物禁止产出污染物课堂练习课堂练习BC3 3城市生活垃圾要做到分类、回收、利用,实现城市生活垃圾要做到分类、回收、利用,实现废物资源化利用。与该做法关系最密切的生态工程废物资源化利用。与该做法关系最密切的生态工程原理是(原理是()A A物种多样性原理物种多样性原理 B B整体性原理整体性原理 C C物质循环再生原理物质循环再生原理 D D系统学原理系统学原理4 4协调与平衡原理主要指(协调与平衡原理主要指()A A生物与环境的适应及环境对生物的承载力生物与环境的适应及环境对生物的承载力 B B系统各组分之间要有适当的比例关系系统各组分之间要有适当的比例关系 C C自然系统、经
17、济系统、社会系统协调统一自然系统、经济系统、社会系统协调统一 D D物质循环和能量流动协调统一物质循环和能量流动协调统一课堂练习课堂练习CA5.5.人类设计生态工程的根本目标是(人类设计生态工程的根本目标是()A A促进自然界良性循环的前提下,达到生态效益促进自然界良性循环的前提下,达到生态效益与经济效益的同步发展与经济效益的同步发展B B促进自然界良性循环的前提下,防治环境污染,促进自然界良性循环的前提下,防治环境污染,提高经济效益提高经济效益C C防治环境污染,达到生态效益与经济效益的同防治环境污染,达到生态效益与经济效益的同步发展步发展D D促进自然界良性循环的前提下,充分发挥资源促进自
18、然界良性循环的前提下,充分发挥资源的生产潜力,防治环境污染,达到生态效益与经济的生产潜力,防治环境污染,达到生态效益与经济效益的同步发展效益的同步发展课堂练习课堂练习D6.6.我国西北土地沙化和盐渍化非常严重,原我国西北土地沙化和盐渍化非常严重,原因有多种,其中一个主要原因是超载放牧,因有多种,其中一个主要原因是超载放牧,导致草地退化。试分析上述事实主要违背了导致草地退化。试分析上述事实主要违背了生态工程的什么原理(生态工程的什么原理()A A系统整体性原理系统整体性原理B B协调与平衡原理协调与平衡原理C C物种多样性原理物种多样性原理D D整体性原理整体性原理课堂练习课堂练习B7 7在进行
19、林业工程建设时,一方面要号召在进行林业工程建设时,一方面要号召农民种树,另一方面要考虑贫困地区农民的农民种树,另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题,如粮食、烧柴以及收入等问题。生活问题,如粮食、烧柴以及收入等问题。以上做法依据的生态工程原理是(以上做法依据的生态工程原理是()A A系统整体性原理系统整体性原理 B B整体性原理整体性原理C C系统结构决定功能原理系统结构决定功能原理 D D以上都不是以上都不是课堂练习课堂练习B课堂小结课堂小结1 1、生态工程建设目的:遵循自然界、生态工程建设目的:遵循自然界 的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止 ,达到,达到
20、 和和.的同步发展。(少消耗、多效益、的同步发展。(少消耗、多效益、)2 2、生态经济:主要是通过实行、生态经济:主要是通过实行“”原则,使一个系统产生出的污染物,能够原则,使一个系统产生出的污染物,能够成为本系统或者另一个系统的成为本系统或者另一个系统的 ,从而实现废弃物的资源化,而实现循环经济从而实现废弃物的资源化,而实现循环经济最重要的手段之一是最重要的手段之一是 。物质循环物质循环环境污染环境污染经济效益经济效益生态效益生态效益可持续可持续循环经济循环经济生产原料生产原料生态工程生态工程3 3、生态工程的原理、生态工程的原理(1 1)原理:物质能在生态原理:物质能在生态系统中循环往复,
21、系统中循环往复,。(2 2)原理:物种繁多复杂原理:物种繁多复杂的生态系统具有较高的的生态系统具有较高的 .(3 3)原理:原理:(4 4)原理:原理:(5 5)原理原理 物质循环再生物质循环再生物种多样性物种多样性分层分级利用分层分级利用抵抗力稳定性抵抗力稳定性协调与平衡协调与平衡整体性整体性系统学和工程学系统学和工程学1 1 生态系统内即使某个物种由于某种原因而死生态系统内即使某个物种由于某种原因而死亡,也会很快有其他物种占据它原来的生态位置亡,也会很快有其他物种占据它原来的生态位置,从而避免了系统结构或功能的失衡。这体现了,从而避免了系统结构或功能的失衡。这体现了生态工程的什么原理生态工
22、程的什么原理 ()A A物种多样性原理物种多样性原理 B B整体性原理整体性原理C C协调与平衡原理协调与平衡原理D D物质循环再生原理物质循环再生原理2 2 下列哪项叙述完全符合生态经济下列哪项叙述完全符合生态经济 ()建立建立“原料一产品一原料一产品原料一产品一原料一产品”的无废料生的无废料生产体系产体系 在资源不增加甚至减少的条件下实现经济增长在资源不增加甚至减少的条件下实现经济增长 在经济产出不变甚至增加的条件下,向环境排在经济产出不变甚至增加的条件下,向环境排放的废弃物大大减少放的废弃物大大减少 先生产后治理,提高经济效益先生产后治理,提高经济效益 A A B B C C D D3
23、3 实现循环经济的最重要的手段之一是实现循环经济的最重要的手段之一是A A大力发展大力发展“石油农业石油农业”B B生态工程生态工程 C C清除污染物清除污染物D D禁止产出污染物禁止产出污染物4 4 我国在我国在2020世纪世纪8080年代兴起桑基鱼塘生产模式,年代兴起桑基鱼塘生产模式,实现了实现了“原料原料产品产品原料一一产品原料一一产品”的循环的循环生产模式,它不属于生产模式,它不属于()()A A生态经济生态经济B B循环经济循环经济C C传统农业传统农业 D D生态农业生态农业5 5、下列关于生态工程的叙述中,错误的是(、下列关于生态工程的叙述中,错误的是()A.A.生态工程是生态学
24、和工程学的结合生态工程是生态学和工程学的结合 B.B.生态工程追求经济和生态的双赢生态工程追求经济和生态的双赢 C.C.应用物种多样性原理和物质循环再生原理应用物种多样性原理和物质循环再生原理 D.D.生态工程是无消耗、多效益的工程生态工程是无消耗、多效益的工程D6 6、环境污染已成为人类社会面临的重大威胁,、环境污染已成为人类社会面临的重大威胁,下列名词与环境污染有关的是(下列名词与环境污染有关的是()酸雨酸雨臭氧空洞臭氧空洞“白色污染白色污染”温室效应温室效应赤潮赤潮光化学污染光化学污染噪声噪声 A.B.A.B.C.D.C.D.D7 7、(多选)我们的祖先实施的、(多选)我们的祖先实施的“
25、无废弃物无废弃物农业农业”,使我国的土壤维持了几千年的肥力,使我国的土壤维持了几千年的肥力,其实这种模式就是生态工程最早和最生动的其实这种模式就是生态工程最早和最生动的模式,这种模式的诀窍在于模式,这种模式的诀窍在于()()A A积极种植能够固氮的豆科植物积极种植能够固氮的豆科植物 B B收集一切可能的有机物收集一切可能的有机物C C采集某种特殊植物,将其根茎叶加水一采集某种特殊植物,将其根茎叶加水一起捣碎榨汁,作为肥料起捣碎榨汁,作为肥料D D采用堆肥和沤肥等多种方法,把有机物采用堆肥和沤肥等多种方法,把有机物转变为有机肥料转变为有机肥料ABD8、江苏某农户创建的冬季生态型种植养殖模式如下图
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- 第五 生物工程
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