第十单元 第39讲.docx
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第十单元第39讲
考点一 生态工程的基本原理
1．生态工程的概念
人类应用生态学、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，修复或重建已破坏的生态环境，改善传统的生产方式，并提高生态系统的生产力，达到经济效益、生态效应和社会效益同步发展的工程体系。
2．基本特点：
少消耗、高效益、可持续。
3．基本原理
（1）物质循环再生原理：
其核心就是生态学中的物质循环原理，即物质不断地在各类生态系统中进行区域小循环和全球大循环，实现物质的分层、分级利用。
（2）物种多样性原理：
其核心就是生态学中物种多样性与生态系统稳定性关系的原理。
物种多样性程度较高的生态系统抵抗力稳定性也较高。
（3）协调与平衡原理：
其核心是生态学中生物与环境相适应的原理。
维持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：
其核心是生态学、系统学和经济学相统一的原理。
生态工程是一个社会—经济—自然复合系统，在设计生态工程时，应充分考虑社会体系、经济体系和自然体系之间的关系和影响。
（5）系统学和工程学原理：
前者的核心是系统学中系统结构决定功能的原理，后者的核心是系统整体性原理，即整体大于部分之和的原理，设计时要充分考虑人工生态系统内部不同成分之间的结构，通过优化这种结构，达到改善系统功能的目的。
[诊断与思考]
1．判断下列说法的正误
（1）生态农业的指导思想是环境与经济协调发展（ √ ）
（2）生态工程是无消耗、多效益的工程（ × ）
（3）设计良性循环的农业生态系统时，应遵循的基本原则是追求经济效益的最大化（ × ）
（4）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，体现了物种多样性原理和协调与平衡原理（ √ ）
（5）建立生态农业时巧设、增设食物链的目的是使食物链延长，消耗能量环节增多，系统总能量利用率降低（ × ）
（6）矿区废弃地生态修复工程的关键是优先选择农作物以提高经济效益（ × ）
（7）我国在西部地区实行退耕还林还草工程，这一工程属于大区域生态系统恢复工程（ √ ）
2．如图为生态工程的相关原理示意图。
请据图思考下列问题：
（1）以上两图所体现的生态工程的原理分别是什么？
提示 甲图体现的是物质循环再生原理，乙图体现的是整体性原理。
（2）以下几种做法分别能体现哪种生态工程原理？
①单一人工林比天然混合林稳定性低，易爆发虫害；
②草原确定合理载畜量，不能过度放牧；引种考虑适应环境；
③林业生态工程建设，既考虑种树又考虑生活问题。
提示 ①物种多样性原理；②协调与平衡原理；③整体性原理。
题组 生态工程的原理
1．“四位一体”生态农业是我国北方典型的生态农业模式，它以沼气为纽带，将沼气池、猪禽舍、蔬菜栽培与日光温室有机地组合在一起。
下列有关叙述不正确的是（ ）
A．将牛粪、猪粪直接施入沼气池，可以为沼气池中的微生物生长提供物质和能量
B．建立该系统遵循的主要原理有物质循环再生原理、物种多样性原理等
C．该系统的主要成分是蔬菜，人、牛、猪等均为消费者，它们构成食物网
D．由于废弃物的再利用，提高了该系统中各营养级之间的能量传递效率
答案 D
解析 将牛粪、猪粪直接施入沼气池，可以被微生物将其中的有机物分解为无机物，同时将能量多级利用，A正确；该生态系统将农业废弃物的转化、再生和资源化等综合起来，同时又增加了蔬菜的种植和猪牛等家畜的饲养，
遵循了能量的多级利用、物质循环再生、物种多样性等原理，B正确；生产者是生态系统的主要成分，又是基本成分。
人、猪和牛直接或间接取食于生产者（蔬菜）。
生产者和消费者构成了食物网或食物链，C正确；不同结构的生态系统，能量传递效率是不会改变的，D错误。
2．下列有关生态工程的原理和实例中，错误的是（ ）
选项
有关实例
相关的生态工程原理
A
无废弃物农业
遵循物质循环再生原理
B
在人工林中增加植被的层次
遵循物种多样性原理
C
无锡太湖水体富营养化引起大面积水华
违反协调与平衡原理
D
前面造林，后面砍林
违反系统学和工程学原理
答案 D
解析 D项中讲的是在追求生态效益时必须考虑到社会效益、经济效益，这是整体性原理。
关于生态工程的几个问题
（1）生态工程建设的目的：
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，使经济效益和生态效益同步发展。
（2）生态工程的特点：
具有少消耗、高效益、可持续的特点。
（3）生态工程的理解：
涉及的学科知识包括生态学和系统学；运用到的技术手段或方法有系统设计、调控和技术组装；最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。
（4）生态工程的主要任务：
对已被破坏的生态环境（或受损的生态系统）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。
考点二 生态工程的实例及前景
1.治污生态工程
2.生态恢复工程
3.生态农业工程
[诊断与思考]
1．判断下列说法的正误
（1）“无废弃物农业”遵循的是物种多样性原理（ × ）
（2）在建设高新农业时，沼气池的建立遵循的是物质循环再生原理（ √ ）
（3）根据协调与平衡原理，一个生态系统中种群的数量不应超过环境容纳量（ √ ）
（4）“总体功能大于各部分之和的效果”是利用系统整体性原理（ √ ）
（5）在建设生态工程时，既要考虑自然生态系统的规律，还要考虑到经济和社会等系统的影响力（ √ ）
2．如图是某生态工程示意图。
请据图思考下列问题：
（1）从生态学角度分析，人们建立图示的农业生态系统的主要目的是什么？
图中的废弃物合理利用能体现生态工程的什么原理？
提示 目的是实现物质的循环再生和能量的多级利用；废弃物的合理利用，能体现生态工程的物质循环再生原理。
（2）从环境保护的角度分析，该生态工程能生产出无公害大米的原因是什么？
提示 因为减少了化肥和农药的使用量，减少了环境污染。
（3）将蘑菇房与蔬菜大棚相通可提高蔬菜产量，请从细胞代谢的角度分析，其原因是什么？
提示 蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合作用，使其光合作用增强。
题组 生态工程的实例分析
1．如图为生态养猪模式。
从图中可知该生态工程属于（ ）
A．物质循环利用的生态工程
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 从题图中看出，该生态工程实现了废水的循环利用。
2．下图是江苏某农村因地制宜建设的生态农业园示意图，请据图回答下列问题：
（1）该生态农业园建设主要依据的生态工程原理有_________________________（至少2个）。
（2）池塘养鱼时，通常采用多鱼种混合放养模式（上层为食浮游生物的鳙鱼，中层为食草的草鱼，下层为杂食性的鲫鱼等）。
从群落结构分析，这种养殖模式的优点是__________________。
（3）防治果树虫害时，常利用性引诱剂来诱捕害虫或干扰交配，从而降低害虫种群密度。
这属于生态系统中的________________（信息类型）传递在农业生产中的应用。
（4）流入该生态农业园的总能量有________________________________和人工输入的能量，人工输入的能量有________________（至少2项）等。
该生态农业园增加了“蝇蛆养殖、食用菌种植”等项目，其意义是________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（5）根据图示，用箭头表示生态系统三类生物成分之间的能量流动关系。
答案
（1）物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理等
（2）充分利用了生态系统的空间和食物资源 （3）化学信息 （4）稻麦蔬菜、草莓、梨等生产者固定的太阳能 种子、幼苗、鸡苗、鸭苗、牛犊、电力、石油等 实现了生态系统物质和能量的多级利用、减少了环境污染 （5）如图所示
解析
（1）该生态农业园建设主要依据的生态工程原理有物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理等。
（2）池塘养鱼时，通常采用多鱼种混合放养模式（上层为食浮游生物的鳙鱼，中层为食草的草鱼，下层为杂食性的鲫鱼等），这种养殖模式充分利用了生态系统的空间和食物资源，缓解生物间的竞争。
（3）防治果树虫害时，常利用性引诱剂来诱捕害虫或干扰交配，从而降低害虫种群密度，其中性引诱剂的使用属于生态系统中的化学信息传递在农业生产中的应用。
（4）流入该生态农业园的总能量是稻麦蔬菜、草莓、梨等生产者固定的太阳能和人工输入的能量；人工输入的能量有种子、幼苗、鸡苗、鸭苗、牛犊、电力、石油等。
该生态农业园增加了“蝇蛆养殖、食用菌种植”等项目，该项目实现了生态系统物质和能量的多级利用、减少了环境污染。
（5）生产者的能量可以流向消费者和分解者，消费者的能量可以流向分解者，图中分解者的能量还可以流向消费者（如蝇蛆养殖→鸡鸭养殖），由此画出该生态系统三类生物成分之间的能量流动关系图。
农业生态系统的设计原则
（1）应当能够体现生态学原理与现代农业技术相结合的原则。
（2）应当能够构成一个合理的生产结构。
（3）应当体现充分利用自然界的物质和能量资源的原则。
（4）应当体现减少环境污染的原则。
（5）应当充分考虑经济、社会和生态的综合效益。
（6）所设计的农业生态系统，从理论上看应当能够实现良性循环。
知识网络 答题语句
网络构建
要语强记
1．生态工程就是人类应用生态学、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，修复或重建已破
坏的生态环境，改善传统的生产方式，并提高生态系统的生产力，达到经济效益、生态效应和社会效益同步发展的工程体系。
2．物质循环再生原理的基础是物质循环；物种多样性原理的基础是生态系统的稳定性；协调与平衡原理的基础是生物与环境的协调和平衡；整体性原理的基础是社会、经济和自然构成复合系统；系统学和工程学原理的基础是系统的结构决定功能。
3．生态农业是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。
探究高考 明确考向
1．（2014·重庆，7Ⅰ）为治理某废弃采石场的生态环境，对其进行了公园化建设。
（1）对其进行整理和覆土，并选择适生植物进行人工造林，不同恢复时期的植物物种数如图所示。
t0→t1，植物残体及凋落物中的有机物被生态系统中的__________转化为无机物，使土壤条件得到改善；同时由于人工林土壤中存在________________，导致群落中植物物种数增加；t1→t3，人工林抵抗力稳定性的变化是____________；群落中植物物种数逐渐增加，物种之间______________加剧。
（2）通过人工林建设和园林景观构建，既改善了生态环境，又可提高社会和经济效益，这主要体现了生态工程的________________原理。
答案
（1）分解者 种子或繁殖体 增强 竞争
（2）整体性（系统论）
解析
（1）t0→t1，植物残体及凋落物中的有机物被生态系统中的分解者分解成无机物，使土壤条件得到改善。
改造的废弃采石场的土壤中存在一些种子或其他繁殖体，所以在群落演替过程中植物物种数会增加。
t1→t3，由于人工林中的植物物种数增加，所以人工林的自我调节能力逐渐增强，导致人工林的抵抗力稳定性也逐渐增加。
在一个群落中，植物之间因光照、土壤中的水分和无机盐等因素而具有竞争关系。
（2）生态工程的整体性原理是指进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的
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