高中生物生态工程第节城市生态工程同步备课教学案北师大版复习

第3节城市生态工程

[目标导读] 1.结合教材P13～15图文，阐明环境控制工程。2.阅读教材P15内容，理解生物控制工程。

[重难点击] 大气环境、水资源、废弃物、噪声、人口的控制。

随着我国城市化的进程，城市人口越来越多，由此也引发了很多环境和社会问题，如何解决这些问题呢？这就要依赖于城市生态工程的建设。

解决学生疑难点

一、环境控制工程

1．大气环境控制

(1)新建城市的选址与结构的设计方面

①要充分考虑阳光、绿地对城市环境的影响；

②合理利用山冈、森林、河流、湖泊、海洋等天然资源条件；

③注意风向，保证未来城市生态系统的可持续发展。

(2)措施制定方面

①严格控制造成大气污染的源头，实施“清洁生产”；

②加大城市大气环境的人工调控力度；

③加强绿化建设，利用植物吸收各种有害气体，改善空气资源状况。

2．水资源控制

(1)空气中的水的控制：增加城市绿地面积和人工水体。

(2)土壤水的控制：限量开采地下水。

(3)生活用水的控制：一水多用，循环分级用水，减少水资源的浪费。

3．废弃物控制

(1)减少不合理输入。

(2)对居民生活垃圾分类包装、垃圾站分类存放、统一回收。

(3)制定规章制度，减少工业垃圾的排放并积极鼓励回收利用。

4．噪声控制

(1)控制噪声源。

(2)利用绿色植物建立隔离区和隔离带。

(3)利用人工建筑隔离噪声。

5．居住环境调控

在控制城市规模、尽量减少城市用地的基础上，向空间发展，增加人均居住面积，提高居住环境的质量。

小贴士生态城市

(1)基本标准：有完善的社会设施和基础设施以保证高质量的生活；人工环境与自然环境的有机结合以保证高质量的环境；保护和继承文化遗产以尊重居民的各种文化和生活特性；居民有自觉的生态意识和环境道德观念等也是生态城市的基本标准。

(2)特点

①注重高效和谐性：高效和谐性是生态城市理念的核心内容，体现人与自然、建筑环境与自然环境、经济社会发展与自然环境保护之间的和谐共生、高效有序。

②保持整体性。

③实现可持续性：可持续发展是生态城市建设的长期目标。

城市化进程带来的环境问题之一是全球变暖，温室效应加剧，温室效应产生的原因是太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而产生大气变暖的效应。下图是二氧化碳浓度和温差的变化关系，请分析：

1．造成温室效应的气体除二氧化碳外，还有哪些气体？

答案甲烷、N2O、氟利昂等。

2．要减弱温室效应，主要措施有哪些？请列举两条。

答案一是减少化石燃料的使用，实施清洁生产，减少温室气体的排放；二是植树种草，增加二氧化碳等气体的吸收，改善空气质量。

3．我国三峡工程所提供的清洁、廉价、强劲、可再生的电能，相当于每年燃烧3 000万吨原煤的火力发电厂生产的电能，可见控制温室效应还可以开发新能源，你还知道哪些新能源可以利用？

答案如风能、太阳能、潮汐能等。

1．城市的水分调控是生态工程相当重要的一部分。下列叙述不正确的是( )

A．城市的水环境包括了空气中的水、土壤水和生活用水

B．城市空气中水分增加的唯一途径是城市绿地的蒸腾作用

C．限量开采地下水是城市土壤水分调控的主要途径

D．生活用水要实行一水多用和循环分级用水

答案 B

解析城市空气中水分增加的途径有两条，一是城市绿地的蒸腾作用，二是增加城市人工水体。

二、生物控制工程

1．人口的控制

(1)控制城市人口总量，降低对物质、能量的总体消费。

(2)控制人口密度，改善城市生态环境。

(3)提高人口素质，建设现代化城市。

2．其他生物的控制

(1)增加与扩展有益生物，其中加强绿化是非常重要的组成部分。

(2)抑制有害生物的种类与数量，可通过无公害药物和生物防治控制。

下面是我国六次人口普查中人口数量与年龄结构的基本情况(不包括港、澳、台)，据图分析：

1．2010年比1953年人口总量变化明显，计算此段时间的增长率。

答案 125.6%

解析人口总量增长为：(13.40－5.94)÷5.94＝125.6%。

2．我国目前已全面放开“二孩”政策，原因是什么？放开后，我国人口数量可能有何变化？答案原因是目前我国人口老龄化较严重，缺少劳动力；全面放开二孩后，人口数量可能会增加。

3．2011年，我国城市人口的比例首次超过50%，这带来了哪些相应的问题？试举几例。答案城市土地紧张，房价上涨，生活垃圾过多，交通堵塞等。

4．控制城市人口增长与控制其他生物增长的措施能完全相同吗？为什么？

答案不能完全相同。因为生物种群消长规律有适用于人口增长情况的一面，但是，人口增长还受到社会制度、文化观念等社会因素的影响，因此应采取不同的措施。

2．生物控制工程能够优化城市生物群落结构。下列叙述错误的是( )

A．高密度人口是城市生态系统面临的重要问题

B．多种绿色植物匹配，提高生态系统的稳定性

C．消灭全部有害生物，保护居民健康

D．在合适范围内增加有益生物的数量

答案 C

解析根据生态系统中的食物链原理、维持生态系统的稳定性，要控制有害动物(如老鼠)不发生大的数量灾害，但不能全部消灭，故C项错误。

城市生态工程???????

环境控制工程??

??? 大气环境控制水资源控制

废弃物控制噪声控制居住环境调控生物控制工程????? 人口的控制其他生物的控制

1．下列有关城市环境控制工程的联系问题，叙述错误的是( )

A ．要考虑与所在地区的自然环境的联系

B ．要考虑与所在地区的人类社会的联系

C ．不需要考虑建筑物的联系

D ．保证人类与环境的可持续发展

答案 C

解析 城市环境控制工程要考虑与所在地区的自然环境、人类社会环境和建筑物等形成的关系，保持在时间和空间上的最大限度的和谐，保证人类与环境的可持续发展。

2．下列有关措施中不利于城市大气环境控制的是( )

A ．把化工、炼钢等企业从城区搬迁出去

B ．植树造林，增加绿地面积

C ．优惠销售汽车，拉动内需

D ．对污水处理和垃圾处理要考虑风向的问题

答案 C

3．下列有关城市生物控制工程的有关叙述，不正确的是( )

A ．优化的生物群落结构是城市生态系统的重要内涵

B ．生物控制包括人口的控制和其他生物的控制两部分

C ．控制城市人口密度能够有效降低物质和能量的总体消费

D ．通过无公害药物和生物防治控制有害生物的种类和数量

答案 C

解析 控制城市人口总量能够有效降低物质和能量的总体消费。

4．下列措施中不符合城市生态工程建设基本原理的是( )

A ．城市规划，分区建设工业区、居住区、生态绿地等

B ．大力推广“环境友好技术”和低污清洁生产工艺

C．采用浮床工艺法等手段治理水污染

D．用法律手段严禁汽车上路，造纸厂、酒厂生产，以断绝污染的源头

答案 D

5．回答下列问题：

(1)北京市的绿地总面积和人均绿地面积在逐年上升，与此同时，大量的非本地树种、草种“侵入”了首都，而大量的本地物种却遭受冷遇。你认为外来物种的入侵可能会产生的后果是________________________________________________________________________。

保护生物多样性应在________________________三个层次上采取保护战略和保护措施。(2)某同学想调查一下市民绿色生活方式与消费理念的现状，下面是他未完成的调查表，请你帮助他填写出空缺的两项。

市民绿色生活方式与消费理念现状调查表

答案(1)使本地物种的生存受到威胁基因、物种和生态系统(2)答案要求：设计的内容应属于“绿色生活方式与消费理念”的范畴，合理即可，如：城市居民人口密度大，适当减小绿地面积，增加居住面积；人类生活富裕了，垃圾回收利用有利于公众卫生等。

课时作业

[基础过关]

1．下列叙述中属于城市大气环境控制措施的是( )

A．种植某些品种的植物吸收有害气体

B．绿色植物的蒸腾作用增加城市空气中含水量

C．利用绿色植物隔离建立噪声隔离带

D．发展城市阳台植物，美化环境

答案 A

2．随着工业化进程的推进，垃圾问题已经成为近年来困扰城市健康发展的重要因素。下列不属于垃圾控制措施的是( )

A．减少不合理输入

B．原材料直接输入城市，减少中间环节

C．生活垃圾分类包装，分类存放，统一回收

D．减少工业垃圾的排放

答案 B

解析减少城市垃圾应将原料产品在产地进行粗加工后再输入城市，减少不合理输入。3．随着城市化进程的加快，一方面促进了城市的繁荣，另一方面也带来了严重的环境污染，下列选项中与城市环境污染无关的是( )

A．汽车尾气排放造成大气污染

B．过度开发利用土地造成植被减少

C．土木工程建设带来噪声污染

D．产生大量生活垃圾造成环境污染

答案 B

4．下列说法错误的是( )

A．各种噪声都会在一定程度上危害人类健康

B．对于噪声的控制，主要通过控制噪声源、利用绿色植物建立隔离区和隔离带以及利用人工建筑隔离噪声

C．减少城市用地，发展高层建筑，提高居住环境质量

D．优美的音乐不可能成为噪音污染

答案 D

5．据有关国际组织预测，到2050年，生活在缺水国家中的人口数将增加到10.5亿到24.3亿之间，约占全球人口的13%～20%，人类面临严重的淡水资源短缺。下列属于城市生态工程水资源控制的是( )

A．减少绿地面积，减少植物的用水量

B．减少人工水体，避免水分被蒸发带走

C．禁止开采地下水

D．推行水的循环分级利用

答案 D

解析城市生态工程水资源控制的途径有增加绿地，增加蒸腾，增加人工水体，从而增加空气的含水量；限量开采地下水，保持土壤中的水分；推行一水多用，循环分级用水，减少水资源浪费。

6．增加与扩展有益生物的重要措施是( )

A．提高家养动物的数量 B．养猫灭鼠

C．养鱼 D．加强绿化

答案 D

解析增加与扩展有益生物，其中加强绿化是非常重要的组成部分，目的是建成多种绿色植物匹配的、优美、高效、稳定、和谐的城市绿色植物系统，同时为动物的生存提供环境。

[能力提升]

7．下图是水的循环分级利用图解，有关说法不正确的是( )

A．若出现“酸雨”现象，就会对储水箱造成腐蚀

B．一水多用，循环分级用水，可减少水资源的浪费

C．土壤中水分的调控主要途径是限量开采地下水

D．从储水箱中获得的水可用于浇花、洗车、洗衣，也可饮用

答案 D

8．关于生物控制工程的说法，正确的是( )

①优化的生物群落结构是城市生态系统保持稳定、高效、和谐的重要内涵②生物防治有害生物的方法有引入天敌、引入有害生物的寄生菌等③利用无公害药物防治控制有害生物的种类和数量④提高人口素质⑤计划生育，改善城市生态环境⑥城市生态系统的生物控制包括人口的控制以及其他生物的控制两大部分⑦研究生物的变化数量曲线完全适用于人口的控制

A．①③④⑥⑦ B．②⑤⑥⑦

C．①②③④⑤⑥ D．①②③④⑤⑥⑦

答案 C

9．居住环境的改善与废弃物和噪声的合理控制有密切关系，下列相关叙述中，错误的是( )

A．生活垃圾的分类包装、分类存放和统一回收

B．在城市的特定区域设置生产和生活原料的加工区

C．增加绿色植物面积，建立噪声隔离区

D．城市居住环境向空间发展，增加人均居住面积

答案 B

解析原料产品在产地进行粗加工后再输入城市。

10．加强城市绿化，创建园林城市，体现了对城市生态工程采取的控制措施是( )

①大气环境控制②水资源控制③废弃物控制④噪声控制⑤居住环境调控⑥人口控制⑦其他生物控制

A．①②③④ B．①②④⑤⑥

C．①②④⑤⑦ D．③④⑤⑥⑦

答案 C

解析加强绿化，可以利用植物对各种有害气体的吸收，改善空气资源状况，属于大气环境控制；加强绿化，可以通过绿色植物的蒸腾作用增加空气中水的含量，属于水资源控制；利用绿色植物建立隔离带和隔离区，属于噪声控制；加强绿化可以提高居住环境的质量，属于居住环境的调控；加强绿化是其他生物控制的非常重要的组成部分，目的是建成多种绿色植物匹配的优美、高效、稳定、和谐的城市绿色植物系统，同时为动物的生存提供环境。11．某城市近年来一直强调走“绿色”发展之路，争创“绿色城市”。“绿色”的含义除了包括城市绿化、绿色生活方式与消费理念外，还包括尊重自然、保持生态平衡、高效利用资源等。

Ⅰ.近年来城市通过引进观赏植物等使绿地总面积和人均绿地面积在逐年增加。你认为大量引进非本地树种，可能会产生的后果是________________________________________

________________________________________________________________________。

Ⅱ.绿色城市的重要标志之一是实现垃圾的“减量化、资源化和无害化”。如图是垃圾资源化、无害化处理的一种方案：

(1)该方案中④、⑤过程利用的生物属于生态系统的何种成分？________。

(2)从对资源的充分利用角度看，④、⑤途径优于③途径的主要原因是什么？

________________________________________________________________________。

(3)进行⑦过程的甲烷杆菌与酵母菌在细胞结构上的最主要区别是__________________。

(4)每一位市民都应该积极参与①、②过程，具体做法是__________________。

答案Ⅰ.使本地原有物种的生存受到威胁(或下降、锐减)或本地生态系统的抵抗力稳定性会下降

Ⅱ.(1)分解者

(2)可以充分地利用垃圾中的物质，减少环境污染

(3)甲烷杆菌没有由核被膜包围的典型的细胞核

(4)将生活垃圾分类包装

解析大量引进非本地物种可能会使本地原有物种的生存受到威胁。该图示方案④⑤过程利用的生物属于生态系统中的分解者。④⑤与③相比具有减少环境污染的优点。甲烷杆菌是原核生物，酵母菌是真核生物，二者最主要的区别在于甲烷杆菌没有由核被膜包围的典型的细胞核。

12．某城市在建设过程中，更加注重生态文明的建设。如利用人工建立的湿地公园对生活污水进行净化处理，形成藻菌共生的污水净化系统，还可以利用藻类蛋白养鱼、养鸭等获得良好的经济效益。下面是利用人工湿地净化生活污水的原理简图，请据图回答问题：

(1)输入人工湿地的能量为________________________________________________。

(2)人工湿地中的芦苇属于挺水植物，绿藻属于浮游植物，黑藻属于沉水植物，这一现象体现了群落具有________结构。该人工湿地的建设体现了生态工程的基本原理有__________________________________等。

(3)该人工湿地中的芦苇、藻类等植物生长迅速，其主要原因是____________________

________________________________________________________________________。(4)细菌、真菌等微生物的分解作用是净化污水的重要途径，为了提高分解的效率，可采取的有效措施是_________________________________________________________

________________________________________________________________________。(5)用恰当的箭头和文字完成该人工湿地的碳循环图解。

(6)某生物兴趣小组在实地调查了该人工湿地后，在大力赞赏利用湿地对生活污水进行净化处理的同时，还向相关部门提出了应加强对重点污染源的控制这一合理的建议，其依据的生态学理由是_____________________________________________________________。

答案(1)光能和污水有机物中的化学能

(2)垂直物质循环再生原理、协调与平衡原理

(3)细菌、真菌等微生物分解污水中的有机物为植物生长提供了充足的氮、磷等矿质养料和光合作用所需的CO2

(4)向水体中适当通入空气

(5)见下图

(6)生态系统的自我调节能力是有限的

解析输入人工湿地的能量有各种植物通过光合作用固定的太阳能和生活污水有机物中的化学能。不同的生物生活在不同的层次，这体现了群落的垂直结构。人工湿地中的细菌、真菌分解污水中的有机物产生大量的氮、磷，被人工湿地中的芦苇、藻类等植物吸收，导致其生长迅速。湿地中的细菌、真菌多数为需氧型微生物，为提高其分解效率，可不断向水体中通入一定量的空气。

[真题体验]

13．(2013·广东，26)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，结果如下表：

测定项目红壤红壤＋

污泥

红壤＋含7%生物

质炭的污泥

土壤PAHs含量(μg/kg)527 1 079 765

黑麦草叶绿素含量(mg/g) 2.0 2.1 2.3

黑麦草每盆干重(g) 1.7 2.3 2.7

黑麦草PAHs含量(μg/kg)401 651 428

(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，施用含生物质炭的污泥_____________________________________，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。

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