苏教版生物选修三《4.2 生态工程实例》教学设计

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1、第二节 生态工程实例【学习目标】1.结合当地生活环境的变化，关注生态工程的建设。2.举例说出我国的生态工程实例。【教学重难点】重点1.生态工程建设的基本过程。2.我国各项生态工程的特点及原理。难点1.生态工程建设的基本过程。【教法指导】1在生态工程建设的基本过程的教学中，可提出引发思考的问题让学生讨论，如提出“如何进行生态工程设计？” 、 “在生态工程设计中有哪些方法？” ，在学生充分讨论的基础上，教师总结生态工程设计的基本过程和生态工程设计的常用方法。2我国生态工程实例可结合具体的资料来教学，对我国某个具体的生态工程提出思考性问题，让学生解决。【新课导入建议】当前生活污水和工业污水的产生量很

2、大，造成河流、湖泊污染，如何根据生态工程原理设计出污水治理工程？怎样根据生态工程原理设计出高效的农业生态工程？【教学过程】课前自主学习一、生态工程建设的基本过程1.生态工程建设遵循的原理和原则遵循生态学原理、适应性原则和高效益原则，即在强调可行性的前提下，突出社会经济 自然生态系统 的整体与功能，从而促进生态环境的保护和产业的发展。2生态工程建设的基本过程拟定目标与本底调查系统分析可行性评价与决策技术设计。二、我国生态工程建设的实例1.治污生态工程(1)内容：固体、液体和有机废弃物的处理，生物肥料的研制与试用， 湖区污染的生态治理，塑料的再生利用等。(2)实例“人工湿地”生态工程：利用湿地净化

3、污水的人为建设的生态工程。【思考交流】“人工湿地”对污水的净化作用是通过哪些生物完成的？【提示】 水生植物和微生物。2生态恢复工程(1)概念：对受到不同程度干扰或破坏的生态系统的保护、修复和改善。(2)首要步骤(第一步)：恢复植被 。(3)实例矿山废弃地生态恢复工程：在植被恢复过程中，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。林业生态建设a目标：维护环境 与发展经济。b基础：优化土地利用。c依据：发挥水土资源和生物资源的生产潜力。西部的生态治理：西部环境恶化的实质是水土资源的丧失。3生态农业工程(1)生态农业依据：生态学理论。前提：环境与经济协调

4、发展。特点：多层次、多功能的农业生产。目的：促进物质在系统内循环和重复使用，以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益。(2)实例：留民营村生态农业。4生态城市(1)含义：是基于社会、经济、自然三个系统并高度统一的可持续发展城市。(2)特点：主要包括注重高效和谐性、保持整体性和实现可持续性等。【思考交流】发达国家与我国的生态工程建设强调的重点有所不同，为什么？【提示】 发达国家经济发展水平较高，人均土地、水等资源占有量较多，所以这些国家的生态工程往往注重生态恢复，而较少注重经济效益。而我国人口较多，人均土地、水资源和能源占有量少，所以在进行生态工程时，一定要注重生态效益、社会效益和经济效益的统一

5、。【正误判断】1技术设计是生态工程建设的核心环节。()2人工湿地是模拟自然湿地生态系统的自净功能而建设的。()3生态恢复工程的第一步是恢复食物链。()【提示】 生态恢复工程的第一步是恢复植被。4我国西部地区环境恶化的实质是植被减少。()【提示】 我国西部地区环境恶化的实质是水土资源的丧失。【课堂互动探究】探究一：生态工程建设的基本过程【问题导思】 生态工程建设包括哪些环节？生态工程建设的核心环节是什么？1生态工程建设的基本过程生态工程建设的基本过程具体内涵拟定目标与本底调查设计目标：社会经济 自然复合生态系统整体协调的目标本底调查内容：自然资源、社会经济条件和环境条件等系统分析意义：系统分析是

6、生态工程可行性分析和决策的基础和依据方法和内容：采用系统分析的方法，结合定性研究，系统地对整体特征进行综合分析和评价可行性评价与决策在达到最佳的经济效益和社会效益的同时，也达到最佳的生态效益，增加复合生态系统的稳定性，降低生态系统恶化的风险技术设计设计方法：改变食物链目的：提高整体的综合效益2.生态工程技术设计常用的方法设计方法 具体内容 事例食物链(网)的“相接”连接平行的原本不相连接的种类，形成互利共生网络，提高能量利用效率，促进物质的良性循环稻田养鱼生态工程：在人有意识的调控下，将一些鱼苗放养在稻田中，使稻田生态系统的结构有所改变，促进物质循环和能量流动食物链(网)的“加环”在食物链(网

7、)中增加一些环节，以充分利用原先尚未利用的物质和能量，促使物质循环和能量流动的路径畅通，发挥生产潜力，提高生态和经济效益用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇等，其残渣培养食用菌，食用菌的残渣再养殖蛆蛹，蛆蛹粪再作为优良有机肥还田等【疑难点拨】“相接”形成的是“互利共生”的结果， “加环”却是促进尚未利用的能量流向了特定的对象。 “加环”常见的模式是通过增加分解者来添加，它没有增加或延长食物链，却使物质得到了充分的利用。例 1：为了控制和治理沙尘暴等异常气候，必须在内蒙古和黄土高原种草植树，下列有关此问题的说法，不正确的是（ ）A要选择一些耐干旱的树种和草种B选择经济林木和优良牧草栽种，这样既增加了植

8、被的覆盖率又获得了较高的经济效益C注意林木和草种的多样性，以提高人造林和人工草原的生态稳定性D有水利条件的地方，要有计划地营造基本草场防护林，以林护草，草林结合【思路分析】 经济林木和优良的牧草不一定能适应内蒙古和黄土高原的环境。【精讲精析】 内蒙古高原、黄土高原干旱缺水，环境条件恶劣，大面积种草植树，要选择耐旱草种和树种，同时要注意草种和林木的多样化，以提高人工草原和人造林的生态稳定性。在水利条件好的地方，要有计划地营造草场防护林，以林护草，草林结合，形成营养结构合理、抵抗力稳定性强的人工草原和人工林。【答案】 B探究二：我国生态工程建设的实例【问题导思】我国生态工程建设有哪些实例？各种生态

9、工程建设依据的原理和特点分别是什么？生态工程 类型实例 原理和特点、实施方法物质和能量的多层次利用系统(如农作物秸秆的多级利用)水陆交换的物质循环体系(如桑基鱼塘体系)生态农业工程农林牧渔联合生产体系(如生态农场，留民营村的生态农业)以生态学理论为依据、以环境与经济协调发展为前提，在一定区域内，因地制宜地规划、组织和开展多层次、多功能的农业生产。以保持生态系统内的生态平衡为主导思想，促进物质在系统内循环和重复使用，以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益例 2：池塘养殖普遍存在由于饵料、鱼类排泄物、换水不及时等引起的水体污染现象，研究者设计了一种循环水池塘养殖系统(如下图)。请回答下列问题。(

10、1)与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性_。人工养殖池塘水体的 N、P 含量容易升高，会引起水体的富营养化；藻类等浮游生物大量繁殖、加之死亡后被微生物分解，引起水体的溶氧量下降，造成鱼类等死亡，进一步破坏了生态系统稳态，这种调节方式称为_。(2)与传统养殖池塘相比，该养殖系统增加的生态工程设施有_。可以通过在这些设施内栽植水生植物、放养滤食动物等措施，起到对水体的_，有效减少水体中的 N、P 等含量。(3)该养殖系统设计为前一池塘上层水流入后一池塘底部，实现水层交换，其目的有_、_。(4)该养殖系统中串联的池塘不宜过多，因为_。(5)保持池塘水体中适当的 N、P 含量是必要的，该养

11、殖系统可以通过_、_进行调控。【思路分析】 (1)传统养殖普遍存在的问题。(2)循环水池塘养殖系统与传统养殖池的不同。(3)根据设问思考设计者的设计意图和各种设计的作用。【精讲精析】 (1)与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统中的组分较少，营养结构简单，抵抗力稳定性较低，恢复力稳定性较高。生态系统稳定性的维持是正反馈调节和负反馈调节共同作用的结果，正反馈调节使生态系统远离平衡状态，负反馈调节使生态系统维持在相对稳定的状态。(2)该生态系统属于人工设计的生态工程。与传统养殖池塘相比，增加了生态塘和潜流湿地等设施。生态塘和潜流湿地中的水生植物和滤食动物能够有效减少水体中 N、P 等的含量，起到净化

12、水体的作用。(3)通过设备将前一池塘上层水导入下一个池塘的底部，可以实现上、下水层的交换，增加水中溶氧量和提高饵料利用率。(4)随着养殖塘中生物体排放的有机污水的积累，越靠后的养殖塘中微生物分解有机物产生的 N、P 含量会越高，从而造成水体富营养化，故该养殖系统中串联的池塘不宜过多。(5)为保持池塘水体中适当的 N、P 含量，可以通过不间断地补水和排水来实现，或者是通过水泵控制水的流量来实现。【答案】 (1)高 正反馈(2)生态塘和潜流湿地 净化作用(3)增加水中的溶氧量 提高饵料的利用率(4)后面池塘水体中的 N 和 P 含量(浓度)越来越高(5)补水和排水 水泵控制水的流量(循环频次)【板书设计】