赢在起点高考生物第一轮复习学案 第55讲生态工程.docx

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赢在起点高考生物第一轮复习学案第55讲生态工程

第十单元现代生物科技专题

学案55生态工程

考纲要求

简述生态工程的原理Ⅱ

生态工程的实例Ⅰ

复习要求

1．结合实例分析生态工程基本原理的应用

2．设计生态工程的基本思路

基础自查

一．生态工程的概念、建设目的、特点

１、概念：

２.生态工程建设的目的

３.生态工程的特点

二.生态工程所遵循的基本原理

（一）基本原理

（二）传统经济与生态经济的区别

三生态工程的实例

（一）生态工程的实例

1．。

在资源有限的条件下，取得了经济效益、社会效益和生态效益的全面提高。

2．。

应用生态工程的整体性原理、协调与平衡原理，以及工程学等原理，通过保土蓄水，耕作措施、林草措施等控制土壤侵蚀。

3．。

目的是为了控制沙漠化的发展和水土流失，改善生态环境，提高人民的生活水平。

4．。

采用工程和生物措施相结合的方法，使受到干扰的湿地得以恢复。

5．。

采取人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等措施，使矿区废弃地的生态系统得以恢复。

6．。

城市是由自然系统、经济系统和社会系统组成的人工生态系统。

对城市环境的治理要把整个城市作为一个巨大的生态系统来考虑，即用生态工程的方法对城市进行综合治理。

（二）对我国生态工程发展前景的分析与展望

（1）西方国家的生态工程，除了治理环境污染的目标之外，主要通过

。

（2）我国目前面临的生态危机，已经不单纯是环境污染问题，而是

。

生态工程不仅要重视对生态环境的保护，更要注重与经济、社会效益的结合。

（3）我国的农业生态工程遵循的基本原理。

（4）我国生态工程的不足之处：

等。

课堂深化探究

一．生态工程的基本原理

1.生态工程的建设应遵循五个原理，但不同的生态系统遵循的原理可以不同。

生态工程所遵循的基本原理

项目

理论基础

意义

实例

物质循环再生原理

物种多样性原理

协调与平衡原理

整体性原理

系统学和工程学原理

2.生态工程建设的目的就是

。

3.生态工程具有的特点。

4.概念的理解：

二　生态工程的实例分析

1.主要生态工程实例的列表比较

类　型

问　题

主要原理

对　策

案　例

农村综合发展型生态工程

小流域综合治理生态工程

大区域生态系统恢复工程

湿地生态恢复工程

矿区废弃地的生态恢复工程

城市环境生态工程

2．生态工程发展的前景

（1）“生物圈2号”生态工程的实验及启示

①设计目的：

②失败原因：

③启示：

（2）对我国生态工程发展前景的分析与展望

①西方发达国家生态工程特点：

②我国生态危机：

③我国生态工程特点：

④我国生态工程不足之处：

3．正确认识石油农业与污染物

（1）正确认识“石油农业”

（2）“污染物是放错地方的资源”

对环境造成危害的污染物，采取一定的措施和技术，就能够进行，这样不但。

例如，对废污水中的重金属或氮、磷等养分就可以进行回收再利用。

因此说污染物是放错了地方没有被利用的资源。

4．生态农业

（1）原理：

（2）优点：

（3）生态农业常见类型

①桑基鱼塘模式

人工建立的高产稳产的农业生态系统。

做到蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收，如图所示。

②沼气农田立体养殖模式

通过控制温室内的温度、光照、气体和水肥等因素，缩短生产周期，大幅度提高粮食、蔬菜和水果的产量和质量。

（4）建立生态农业系统的最终目的是实现对能量的多级利用，提高能量的利用率，使能量尽可能多地流入对人类有益的部分。

特别提醒：

1．对生态工程的概念的理解：

应注意三个方面：

（1）涉及的学科知识包括生态学和系统学；

（2）运用到的技术手段或方法有系统设计、调控和技术组装；（3）最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。

2．生态工程建设的目的

遵循自然界物质循环规律，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。

3．生态工程的特点

（1）少消耗；

（2）多效益；（3）可持续。

4.

（1）在建立不同的生态工程时，要遵循不同的设计原理，不能相互照搬，应因地制宜。

（2）在进行生态工程建设时，应积极利用自然生态系统的强大自我恢复力，节省投资。

（3）生态恢复力有限，不能认为有了生态工程，就可以先污染破坏后治理。

对应训练

1.俗话说：

“靠山吃山，靠水吃水”。

随着人口和经济的增长，靠山的人对山上的林木乱砍滥伐，靠水的人则对水中的生物乱捕滥猎，都对各自的生态系统造成了巨大的破坏，那么，在治理和恢复生态系统的过程中，我们应遵循的原理是（　　）

A.物质循环再生原理

B.物种多样性原理

C.整体性原理

D.协调和平衡原理

2.窦店村生态工程建设的目标是（　　）

A.以实施沼气工程为中心

B.建立良好的物质多级循环利用程序

C.创造较多的劳动力就业机会

D.最早推出“无公害蔬菜”

3.下列有关生态工程的原理和实例中，错误的是（　　）

4.下面图甲、图乙分别表示稻—鱼—蛙共生农业生态系统和普通稻田生态系统的物质能量转化示意图。

请据图回答问题。

甲　稻—鱼—蛙共生农业生态系统

乙　普通稻田物质能量转化

（1）分析说明鱼和蛙在该生态系统中物质和能量流动中的积极作用是什么？

________________________________________________________________________。

（2）分析说明稻—鱼—蛙共生生态系统的生态优势。

________________________________________________。

（3）上述两个生态系统中的各种生物所需的有机物都依赖于________，生命活动所需的能量归根到底都来自________。

（4）甲和乙相比，抵抗力稳定性较强的是________，原因是________________________

________________________________________________________________________。

（5）从能量流动的角度看，建立甲生态系统的目的是_____________________________

________________________________________________________________________。

（6）为了使稻获得高产，稻田乙需要经常使用农药，而甲则不需要，原因是

________________________________________________________________________。

（7）一般地说，农田生态系统的________稳定性较低，废弃农田上会发生群落演替，该演替的类型是________。

限时训练

题组一　生态工程的基本原理

1.某草原牧区，在进行草场建设时，既注重不同牧草种类的搭配种植，又对单位面积内的放牧量做了一定控制。

这种做法体现了（　　）。

A．实行“循环经济”的原则

B．低消耗，多效益原则

C．遵循物种多样性和协调与平衡原理

D．建立自然—社会—经济复合系统

2．下列关于生态工程的叙述，不正确的是（　　）

A．当人类赖以生存的生态系统出现严重的健康问题时，生态工程应运而生

B．生态工程能够减少环境污染

C．生态工程以牺牲环境和资源为前提，生产出更多的产品

D．生态工程力求达到生态效益、经济效益和社会效益的协调统一

3．某草原牧区，在进行草场建设时，既注重不同牧草种类的搭配种植，又对单位面积内的放牧量做了一定控制。

这种做法体现了（　　）

A．实现“循环经济”的原则

B．低消耗，多效益原则

C．遵循物种多样性和协调与平衡原理

D．建立自然——社会——经济复合系统

4．设计生态工程的常用方法之一是给食物链（网）“加环”，如下图就是一种“加环”示意图，据图判断下列说法正确的是（多选）（　　）

A．用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了能量的多级利用

B．用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇，可提高经济效益

C．用蛆蛹粪便作为有机肥还田，运用了能量循环再生原理

D．在离开人的管理条件下，该生态工程就不能正常运转

5（北京市海淀区2011—2012学年度高三年级第二学期期末练习理综测试）下图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___________________的作用后可作为肥料，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___________________、___________________。

题组二　生态工程实例

6.某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态系统（如图所示）。

关于该农业生态系统的叙述，错误的是（多选）（　　）。

A．该生态系统的维持，人的作用非常关键

B．该生态系统利用了物质循环再生原理，实现了农业生产的可持续发展

C．该生态系统采用分布式结构，提高了能量传递率

D．该生态系统充分利用了废弃物中的能量，实现了能量的循环利用

7.珠江三角洲的农民充分利用自然条件，建立了该地特有的蔗基鱼塘和桑基鱼塘。

根据下图回答:

（1）这种人工生态系统最基本的生物因素是　　　　　　　要使它长期稳定发展，除了有稳定的来源，各类生物要　　　　　。

（2）建立这一生态系统的目的是使生产者固定的能量　　　　　　　　　　　；其能量利用率高的原因是在营养结构上具有　　　的特点。

（3）蚕粪、桑叶进入鱼塘经过　的作用又被桑基、蔗基所利用。

蚕粪中的氨经过　　的作用，形成了　　　　　　　　，被植物利用。

（4）概括地说，该生态系统功能的维持，取决于它的______________________________

______________________________________________________________________________。

8．如图为窦店村综合发展生态工程示意图。

请据图回答：

（1）这一生态工程的结构和功能有哪些特点？

________________________________________________________________________。

（2）蓝绿萍的代谢类型是________________________，在生态系统中的地位是________。

（3）若下图是某科研工作者为该村设计的垃圾资源化、无害化处理的一种方案，请据图回答问题：

①此方案中①②过程需要每一位居民的参与，参与的行动方式是____________________________。

②过程④⑤利用的生物属于生态系统的何种成分？

____________________。

③从对资源的充分利用角度看，④⑤途径比③途径突出的优点是________________________________________________________________________。

高考真题体验

1.（2013广东卷，26）（16分）

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。

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

1079

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）有表可知，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。

2．（2011年高考新课标全国卷）（15分）现有一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉淀池→曝光池→兼氧池→植物池”，其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。

污水经净化处理后，可用于浇灌绿地。

回答问题：

（1）污水流经厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池后得到初步净化。

在这个过程中，微生物通过________________呼吸将有机物分解。

（2）植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了________（生态系统、群落、种群）。

在植物池的食物网中，植物位于第________营养级。

植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于________所固定的_____________能。

（3）生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、_________________________和________________________等原理。

（4）一般来说，生态工程的主要任务是对____________________________进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。

3．（2011．江苏卷，29）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：

（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——池塘上层水流入后——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，为 　　　　　　　　　　 。

（5）保持池塘水体中适当的N、P含量是必要的，该养殖系统可以过 　　　 、

　　　　　　　进行调控。

4．（2008·广东生物，16）要实现人与自然的和谐发展，下列措施最合理的是（　　）。

A．通过生物技术手段，转化淀粉生产可再生能源

B．使用化学农药防治病虫害，保证粮食稳产

C．发展生态农业，实现物质和能量的多级利用

D．大力开垦湿地，扩大粮食种植面积

5．（2007·重庆理综，1）稻—鸭—萍共作是一种新兴的生态农业模式，其中，水生植物红萍（满江红）适合生长于荫蔽环境，可作为鸭子的饲料，鸭子能吃有害昆虫并供肥，促进水稻生长，对以此模式形成的生态系统，下列叙述错误的是（　　）。

A．该生态系统的主要功能是物质循环和能量流动

B．在此生态系统中鸭子既是初级消费者，又是次级消费者

C．生物群落由水稻、红萍、鸭子和有害昆虫组成

D．水稻和红萍分层分布，能提高光能利用率

6．（2008·江苏生物，26）江苏某农户创建的冬季生态型种植养殖模式如下图所示，请据图回答下列问题。

生态型种植养殖模式图

（1）牛棚内产生的________可扩散进入蔬菜大棚，提高蔬菜的光合效率；蔬菜光合作用产生的________可扩散进入牛棚。

（2）秸秆除了作为牛的饲料外，还可与牛粪混合堆放进行________，腐熟的产物肥效提高，这是因为__________________。

这种肥料用于蔬菜栽培可以提高蔬菜产量。

（3）在牛的品系、饲料品种和用量不变的条件下，采用这种养殖模式，牛的生长速率明显提高，其主要原因是_______________________________________。

（4）牛棚保温所需的热能来源于牛自身散热、地热、____________和____________。

（5）从生态系统主要功能的角度分析，这种种植养殖模式较好地实现了________________________________________________________________________。

学案55生态工程

答案与解析

基础自查

一．生态工程的概念、建设目的、特点

１、人类应用生态学和系统学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。

２.遵循自然界物质循环的规律，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。

３.

（1）少消耗；

（2）多效益；（3）可持续。

二.生态工程所遵循的基本原理

（一）基本原理

1．物质循环再生原理。

物质在生态系统中循环往复，分层分级利用，从而达到取之不尽、用之不竭的效果。

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抵抗力稳定性。

3．协调与平衡原理。

处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力。

4．整体性原理。

进行生态工程建设，不仅要考虑到自然生态系统的规律，还要考虑到经济与社会等系统的影响力。

5．系统学和工程学原理

（1）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。

（2）系统整体性原理。

系统各组分之间要有适当的比例关系，才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，实现总体功能大于各部分之和的效果。

（二）传统经济与生态经济的区别

①传统经济是大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式，不注重生态环境的保护，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。

②生态经济实现了原料→产品→原料→产品的生产体系，实现了废弃物资源化的循环经济。

具有少消耗、多效益、可持续的特点。

三生态工程的实例

（一）生态工程的实例

1．农村综合发展型生态工程。

2．小流域综合治理生态工程。

3．大区域生态系统恢复工程。

4．湿地生态恢复工程。

5．矿区废弃地的生态恢复工程。

6．城市环境生态工程。

（二）对我国生态工程发展前景的分析与展望

（1）介于工程和依靠自然恢复力的一种中间途径，集中于对破坏的生态系统，特别是开矿后的废弃地以及湿地等进行生态恢复。

（2）与人口激增、环境与资源破坏、能源短缺等问题结合在一起的“并发症”。

生态工程不仅要重视对生态环境的保护，更要注重与经济、社会效益的结合。

（3）“整体、协调、再生、循环”。

（4）缺乏定量化模型的指导；设计缺乏高科技含量；生态系统的调控缺乏及时准确的监测技术支持；缺乏理论性指导等。

课堂深化探究

一．生态工程的基本原理

1.生态工程的建设应遵循五个原理，但不同的生态系统遵循的原理可以不同。

生态工程所遵循的基本原理

项目

理论基础

意义

实例

物质循环再生原理

物质循环

可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响

无废弃物农业

物种多样性原理

生态系统的稳定性

生物多样性程度高，可提高系统的抵抗力稳定性

“三北”防护林建设中的单纯林问题，珊瑚礁生态系统的生物多样性问题

协调与平衡原理

生物与环境的协调与平衡

生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏

太湖富营养化问题

整体性原理

社会、经济、自然复合系统

统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定

林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题

系统学和

工程学

原理

系统的结构决定功能原理：

分布式优于集中式和环式

改变和优化系统的结构以改善功能

桑基鱼塘

系统整体性原理：

整体大于部分

保持很高的系统生产力

珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系

2.遵循自然界物质循环的规律，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同步发展。

3.少消耗、多效益、可持续。

4.①涉及的学科知识包括生态学和系统学；②运用到的技术手段或方法有系统设计、调控和技术组装；③最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。

二　生态工程的实例分析

1.主要生态工程实例的列表比较

类　型

问　题

主要原理

对　策

案　例

农村综合发展型生态工程

资源有限，人多地少，产出不足

物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理

建立农村综合发展型生态工程，实现物质的多级循环利用，在资源有限的条件下有较多的产出

窦店村以沼气为中心的生态工程

小流域综合治理生态工程

小流域的水土流失

整体性原理、协调与平衡原理、因地制宜的原理

运用多种原理，应用多种措施综合治理

甘肃陇南县“九子登科”模式

大区域生态系统恢复工程

土地荒漠化

协调与平衡原理、整体性原理

退耕还林还草、植树造林等

“三北”防护林退耕还林还草工程

湿地生态恢复工程

湿地的缩小和破坏

控制污染、退耕还湖

江西鄱阳湖湿地生态恢复工程

矿区废弃地的生态恢复工程

矿区生态环境的破坏

系统学和工程学原理

修复土地、恢复植被

赤锋市元宝山矿区生态恢复工程

城市环境生态工程

环境污染

协调与平衡原理、整体性原理等

城市绿化、污水净化、废弃物处理、合理布局等

污水及垃圾处理、城市绿化

2．生态工程发展的前景

（1）①设计目的：

制造一个人工模拟的生态系统，以验证人类在离开地球的情况下，利用人工生态工程，仅仅依靠太阳能，能否维持生存。

②温度失调；大气和海洋比例与地球相差甚远，导致空气中CO2的含量猛增；O2量减少，不足以维持人及动物的生存。

③使人们认识到人与自然和谐共处的重要性，深化了对自然规律的认识，尽管科学技术已经很发达了，但人类仍没有能力完全模拟出自然生态系统。

（2）①目标是治理环境污染，集中于对破坏的生态系统进行生态恢复，生态工程应用范围小，不太强调经济效益。

②不是单纯的环境污染问题，而是与人口激增、环境与资源破坏、能源短缺等问题结合在一起的并发症。

③不但重视对生态环境的保护，更注重与经济、社会效益的结合，遵循整体、协调、再生、循环的基本原理，建立适合中国农业和农村特点的生态工程。

④缺乏定量化模型指导，难以设计出标准化、易操作的生态工程样板。

设计缺乏高科技含量，生态系统的调控缺乏及时准确的监测技术支持，缺乏理论性指导等。

3．

（1）“石油农业”是大量使用化肥、农药和机械的生产方式，因对石油等能源有高度的依赖性而得名。

它把农业生产这一复杂的