1、第第 9 课时课时 生态工程的主要类型和生态工程在农业中的应用生态工程的主要类型和生态工程在农业中的应用 学习目标 1.说出生态工程产生的背景。2.说出生态工程在我国的主要应用领域。3.关注农 业生态工程的建设，认同农业生态工程是实现农业可持续发展的必然措施的观点。4.“活动： 庭院生态系统的经济效益分析”，尝试分析庭院生态系统的经济效益。5.“活动：农业生态 系统中种植业和畜牧业的优化组合的资料研究”，认同只有种植业和养殖业协调发展，才能 促进农村经济的发展和生态的稳定。6.说出我国农业生态工程的主要技术。 一、生态工程的主要类型 1.生态工程的原理：“整体、协调、循环、再生”。 2.生态工
2、程的研究对象：社会经济自然复合生态系统。 3.生态工程的类型 (1)物质循环利用的生态工程。 (2)节水和废水处理与应用的生态工程。 (3)山区小流域综合治理与开发的生态工程。 (4)清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程。 (5)其他类：生态住宅、生态小区和生态城镇的生态工程，荒山、荒坡、滩涂、湿地以及矿山 废弃地的生态恢复工程，生态旅游和绿色化学工程，生物多样性保护和持续利用工程等。 归纳总结 1.物质循环利用的生态工程 (1)设计原理：物质的良性循环、能量的多级利用。 (2)主要措施 将城市生活垃圾进行减量化、无害化、资源化处理。 将生活垃圾中的有机部分、人畜的粪便等转化为优质生态复合肥
3、。 将种植业和畜牧业合理优化，对动植物体内剩余能量多级利用。 (3)实例：城市生活垃圾资源化处理。 2.节水和废水处理与应用的生态工程 (1)设计原理：以节水为主，对工业废水、生活污水等实施减量、回收、再生、再循环。 (2)主要措施 在甘肃、陕北等干旱和半干旱地区开展雨水和地表水的收集活动。 在广大农业区域实施节水灌溉技术。 城市、工业节水系统开发。 (3)实例：糖厂用废弃的糖蜜制酒精。 3.山区小流域综合治理与开发的生态工程 (1)设计原理：治理恢复小流域生态环境，可持续利用小流域自然资源。 (2)主要措施：综合治理，减少表层土壤伴随雨水的冲刷而产生的流失，将治坡、治沟、修梯 田与发展草业、
4、牧业、林业结合起来。 (3)实例：三北、长江中上游防护林生态工程。 4.清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程 (1)设计原理：开发和利用清洁能源，为社会提供能效高、对环境影响小、可持续的能源服务。 (2)主要措施 利用沼气作为清洁可再生的能源。 开发利用太阳能、风能。 (3)实例：利用农作物秸秆、生活垃圾发酵生产沼气。 例 1 (2018 宁波中学期中)下列措施中，不属于物质循环利用的生态工程类型的是( ) A.把人畜粪便转化为复合肥 B.在干旱地区开展雨水和地表水的收集 C.农作物秸秆的“过腹还田” D.利用蚯蚓等处理城市生活垃圾，蚓粪残渣作肥料 答案 B 解析 在干旱地区开展雨水和地表水
5、的收集属于节水和废水处理与应用的生态工程，故选B 项。 例 2 塔式蚯蚓污水处理系统(如图所示)采用人造湿地原理，利用植物根系和蚯蚓等处理， 通过泥、沙、小石、大石四层过滤，这样重复几次后可实现农村生活污水的达标排放。下列 有关分析正确的是( ) A.该生态系统的群落由植物和蚯蚓构成 B.该生态系统选用蚯蚓等生物，实现了物质的良性循环 C.该生态系统的群落只存在垂直结构 D.输入该生态系统的总能量是其植物所固定的太阳能 答案 B 解析 生态系统的群落由生产者、分解者和消费者构成，A 错误；该生态系统选用蚯蚓等生 物，实现了物质的良性循环，B 正确；该生态系统的群落既存在垂直结构，也存在水平结构
6、， C 错误；输入该生态系统的总能量是其植物所固定的太阳能和污水中的能量之和，D 错误。 二、生态工程在农业中的应用 1.农业生态工程的依据：生态学原理。 2.农业生态工程的主要措施 (1)将种植、养殖、水产、园艺与林业、副业、加工业等进行优化。 (2)将农业废弃物的转化、再生及资源化等综合起来。 (3)将节能、应用清洁能源、生态建筑以及人口控制、生物多样性保护等结合起来。 3.农业生态工程的意义 生态农业有效地促进了物质循环、能量流动、信息流动的畅通，人与环境和谐相处，经济、 生态环境和社会效益的同步发展，是实现农业现代化过程中保证农业可持续发展的一种生产 方式。 4.农业生态工程的应用 (
7、1)庭院生态工程： 从生态学的角度看， 这是一个人工生态系统， 在这个生态系统中有生产者、 消费者和分解者，也存在能量流动和物质循环。 (2)农业生态工程：按照生态和经济规律，以各种农畜产品的社会需求量、资源状况和经济效 益为基础，进行综合优化，使系统从总体上获得最佳的经济效益、生态效益和社会效益。 5.我国农业生态工程的主要技术 主要技术 1物质的良性循环技术 2洁净可再生的新能源开发技术 3种植业和畜牧业合理优化技术 4设计高效可行的套种、间种和轮种制度 5利用动物的不同习性，设计多种立体养 殖技术 6利用生物种间关系，发展生物防治技术等 归纳总结 1.我国农业生态工程的主要技术归纳 主要
8、技术 实例 物质的良性循环技术 庭院生态系统、桑基鱼塘生态工程、农作物 秸秆“过腹还田” 洁净可再生的新能源开发技术 太阳能热水器直接利用太阳能、利用发酵技 术产生沼气开发生物能、开发风能和潮汐能 种植业和畜牧业合理优化技术 “退耕还林”“退耕还草” 套种、间种和轮种制度 小麦、玉米套种、桑园中种植大豆、北方果 园中种植蔬菜 立体养殖技术 混养鱼塘 利用生物种间关系，发展生物防治技术 放养害虫的天敌青蛙等 2.套种、间种、轮种的技术比较 名称 实践操作 意义 举例 地位 套种 在一种农作物生长 后期，种植另一种 农作物 根据不同植物的生长 期，充分利用光能 如北方很多地区，小 麦生长后期，在小
9、麦 畦中间播种玉米 套种、间种、 轮种等农业措 施是广大农民 在古老而朴素 的农业实践中 产生的科学方 法 间种 一块地上，同时期 按一定行数的比例 间隔种植两种以上 作物 根据不同植物对光照 强度的需求不同，充 分利用光能 如桑园中种植大豆， 果园中种植蔬菜 轮种 在一定年限内，同 一块土地轮流种植 农作物 由于不同作物对无机 盐离子的选择吸收， 可以恢复或提高土壤 肥力 如同一块土地上轮流 种植玉米、大豆 例 3 某农业生态工程示意图如下，回答下列问题： (1)该农业生态工程体现的生态工程原理主要是_。对该工程的经济效益分析，可从系 统内部的投入和产出、_、系统的有效贡献等三方面进行核算。
10、 (2)若要提高该工程的经济效益，可采用农业生产的_技术在桑基上再种植大豆，也可 采用农业生态工程的_技术放养适量的鸡鸭等动物以调整该工程的产业结构。 (3)某小组应用基因工程方法开展适用于该生态工程的抗虫植物改良研究。 为提高将重组DNA 分子导入受体细胞的效率，除考虑导入方法、筛选条件、防止污染外，还需考虑的主要因素 有_(答 出 2 点即可)。 农杆菌转化法是目前植物转基因的常用方法，该方法的基本过程是农杆菌感染植物时， _ _， 并将其插入到受体细胞的基因组中。欲获得能稳定遗传的抗虫性强的转基因植物品种，则转 入的抗虫基因必须能在受体细胞中_。 答案 (1)物质循环再生 系统的实际消费
11、 (2)间种 种植业和畜牧业合理优化 (3)重组 DNA 的质量和浓度、受体细胞的生长状态与密度 携带目的基因的 Ti 质粒转移到受体细胞 稳定和高效地表达 解析 (1)农业生态工程的主要原理是物质循环再生，农业生态工程的效益分析包括三方面： 对系统的投入和产出、系统的实际消费、系统的有效贡献等。 (2)桑基上种植大豆属于间种，桑基上放养适量的鸡鸭等动物用到的技术是种植业和畜牧业合 理优化技术。 (3)影响重组 DNA 导入受体细胞效率的因素主要有重组 DNA 的质量和浓度、 受体细胞的生长 状态与密度等。农杆菌转化法的基本过程：农杆菌感染植物携带目的基因的 Ti 质粒转移到 受体细胞将其插入
12、到受体细胞的基因组中。 只有抗虫基因在受体细胞内稳定和高效地表达， 才能获得能稳定遗传的抗虫性强的转基因植物品种。 例4 (2019 舟山高二检测)如图为“秸秆的多级利用”农业生态系统中能量流动和物质循环 示意图。请回答下列问题： (1)“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。 (2)上图中，生产者是_，消费者是_，分解者是_。 (3)在该农业生态系统中，物质经多次重复利用，提高了_。 (4)农村大量燃烧秸秆和柴草会产生什么问题？至少列举三种现象。 _。 _ _ _。 _。 答案 (1)物质循环再生 温室 (2)作物 家畜 食用菌
13、、蚯蚓 (3)物质利用率 (4)农村 燃烧秸秆和柴草的热能利用效率低 使秸秆不能作为有机肥料还田，土壤有机质得不到补 充，土壤与农作物之间物质循环遭到破坏，以至于土壤肥力下降，农作物产量不能迅速提高 产生温室效应，进而导致土壤沙漠化 解析 (1)“秸秆的多级利用”，既减少了二氧化碳的排放，避免了田间焚烧秸秆给环境带来 的污染，又增加了产值，充分体现了生态工程的物质循环再生原理，最大限度地实现了物质 的循环，减轻了燃烧秸秆造成的温室效应。 (2)题图中，作物属于生产者，家畜属于消费者，食用菌、蚯蚓属于分解者。 (3)在该农业生态系统中，物质经多次重复利用，提高了物质利用率。 (4)农村大量燃烧秸
14、秆和柴草可能会产生下列问题： 农村燃烧秸秆和柴草的热能利用效率低。 使秸秆不能作为有机肥料还田，土壤有机质得不到补充，土壤与农作物之间物质循环遭到 破坏，以至于土壤肥力下降，农作物产量不能迅速提高。 产生温室效应，进而导致土壤沙漠化。 秸秆和柴草燃烧会产生大量的烟尘，污染大气，降低大气的能见度，影响人们的身体健康 和交通安全等。 1.判断正误： (1)实施生态工程可以实现物质和能量的循环利用( ) (2)实施生态工程的目的是为人们提供丰富的生产和生活物质( ) (3)套种、间种技术可以充分利用光能，提高农作物产量，发展生态农业就是大力发展种植业 ( ) (4)生态工程所遵循的基本原理可归纳为“
15、整体、协调、循环、再生”( ) (5)要实现人与自然的和谐发展， 发展生态农业， 实现物质和能量的多级利用是最合理的( ) (6)城市生活垃圾进行资源化处理属于物质循环利用的原理( ) (7)实施“退耕还林、还草”政策，也是从追求生态效益出发，重新优化组合种植业和畜牧业 的关系( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 2.(2018 温州期中)下图为生态养猪模式，从图中可知该生态工程属于( ) A.湿地生态恢复的生态工程 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程 D.清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程 答案 C 解析 图示没有涉
16、及生态环境的破坏，不是湿地生态恢复的生态工程，A 错误；图示没有造 成污染，因此不可能是山区小流域综合治理与开发的生态工程，B 错误；根据图示可知，该 生态工程是节水和废水处理与应用的生态工程，C 正确；图中没有提及能量问题，不可能是 清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程，D 错误。 3.在我国西部大开发的战略中，“退耕还草”和“退耕还林”是两项重要内容，采取这两项 措施利用的主要技术是( ) A.物质的良性循环技术 B.种植业与畜牧业合理优化技术 C.洁净可再生的新能源开发技术 D.利用生物种间关系，发展生物防治技术 答案 B 解析 我国广大西部地区实施“退耕还林”“退耕还草”政策，是从追
17、求生态效益出发，重 新优化组合种植业和畜牧业的关系，主要利用的是种植业与畜牧业合理优化的技术。 4.(2019 绍兴高二检测)下列措施中，属于山区小流域综合治理与开发的是( ) A.农作物秸秆的“过腹还田” B.治坡、治沟、修梯田，发展林业 C.矿山废弃地的恢复 D.利用造纸废弃的糖蜜制酒精 答案 B 解析 农作物秸秆的“过腹还田”属于物质循环利用，选项 A 不符合；治坡、治沟、修梯田， 发展林业，目的是保护、改良与合理利用小流域水土资源，选项 B 符合；矿山废弃地的恢复 属于生态系统的修复，选项 C 不符合；利用造纸废弃的糖蜜制酒精属于物质的多级利用，提 高了能量的利用率，选项 D 不符合。
18、 5.某农户建立了小型的“蔬菜鸡、猪沼气”系统。请回答： (1)这一系统属于人工干预下的_生态系统，其生物组成成分包括生产者、消费者和 _，在分析该生态系统的经济效益时，除了考虑这三者的投入与产出外，还要考虑 _的投入。 (2)在该生态系统中，利用发酵技术产生沼气开发生物能属于_的生态工程。 A.生物多样性保护和持续利用 B.节水和废水处理与利用 C.山区小流域综合治理与开发 D.清洁及可再生能源系统组合利用 答案 (1)庭院 分解者 劳动者 (2)D 解析 (1)有家禽的存在， 由此推断属于庭院生态系统； 生态系统的生物组成成分包括生产者、 消费者和分解者；因为是有人干预的生态系统，故需要考虑劳动者的投入。(2)利用沼气开发 生物能，不仅绿色而且能源可再生，故属于清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程。