高中生物选修3精品学案51 生态工程的基本原理.docx

高中生物选修3精品学案51 生态工程的基本原理.docx

《高中生物选修3精品学案51 生态工程的基本原理.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物选修3精品学案51 生态工程的基本原理.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高中生物选修3精品学案51生态工程的基本原理

5.1　生态工程的基本原理

[学习目标]　1.简述生态工程的概念，关注生态工程的建设。

2.简述生态工程的基本原理，举例说出各原理的内容。

3.分析生态环境问题并提出解决对策。

[核心素养]　社会责任：

关注生态工程建设，初步形成物质循环利用、协调与平衡、多样性、局部与整体相统一的观点，树立可持续发展的观念。

一、关注生态工程建设

1.生态工程概念

涉及学科

生态学和系统学等

技术手段和方法

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

结果

提高生态系统的生产力，促进人类社会和自然环境的和谐发展

特点

是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系

2.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，达到经济效益和生态效益的同步发展。

3.生态经济

（1）实行原因：

传统经济模式正在毁坏水、大气、土壤和生物资源，消耗地球赠给我们的自然资本。

（2）原则：

循环经济。

（3）特点：

一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化。

（4）手段：

生态工程等。

归纳总结　传统农业、现代农业和生态农业的比较

概念

优点

缺点

传统农业

简单的种植业

不产生严重的环境污染

结构简单，能量流动、物质循环水平低，经济效益低

现代农业

利用石油等提高农作物产量的生产方式

大量使用化肥、农药和机械动力，获得较高的经济效益

过量施用化肥、农药，严重污染环境

生态农业

运用生态学原理，建立的综合农业生态体系

通过物质多级利用，增加经济效益，净化环境

很难经得起较大经济环境和生态环境的冲击

1.生态经济所遵循的主要原则和实现的重要手段分别是（　　）

A.循环经济和生态工程

B.整体性原则和生态工程

C.循环经济和工程学手段

D.无污染原则和生态工程

[答案]　A

[解析]　生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程。

2.下列关于生态工程的说法，错误的是（　　）

A.与传统工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系

B.能有效降低环境破坏和环境污染

C.遵循物质循环规律，实现废弃物资源化

D.生态工程能解决所有环境问题，可以走“先污染、破坏，后治理”的道路

[答案]　D

[解析]　生态工程不能解决所有的环境问题，不能走先污染、破坏，后治理的道路。

二、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及系统生产力

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非常高

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、过度放牧等

整体性原理

社会—经济—自然复合系统

统一协调各种关系，保障生态系统的平衡与稳定

在林业建设中，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：

总体功能大于各部分之和

保持很高的系统生产力

珊瑚礁上的藻类和珊瑚虫的关系

归纳总结　桑基鱼塘的物质循环和能量流动途径

（1）桑基鱼塘系统中的物质循环和能量流动是相互联系的，能量流动包含在物质循环利用过程中，随着食物链的延伸逐级递减。

（2）能量的多级利用和物质的循环利用：

桑叶喂蚕，蚕产蚕丝；桑树的凋落物和蚕粪落到鱼塘中，作为鱼饲料，经过鱼塘内的食物链过程，可促进鱼生长；甘蔗可榨糖，糖渣喂猪，猪的排泄物进入鱼塘；鱼的排泄物及其他未被利用的有机物和底泥经微生物的分解，又可作为桑树和甘蔗的有机肥料。

桑基鱼塘巧妙地利用了很难利用的大片低湿地，发展了多种经营，为农民创造了多种收入的门路，完全符合“无废弃物农业”的要求。

3.（2019·广州模拟）下图是“无废弃物农业”物质和能量流动图，该图所体现的主要生态工程原理是（　　）

A.物种多样性原理B.整体性原理

C.物质循环再生原理D.协调与平衡原理

[答案]　C

[解析]　“无废弃物农业”实现了物质的区域小循环，做到了物质的分层分级利用，因此主要体现了生态工程中的物质循环再生原理。

4.在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴以及收入等。

以上做法依据的生态工程原理是（　　）

A.系统整体性原理

B.整体性原理

C.系统的结构决定功能原理

D.以上都不是

[答案]　B

[解析]　进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，更重要的是还要考虑到经济和社会等系统的影响力，这应属于生态工程的整体性原理。

5.下列有关生态工程的描述，错误的是（　　）

A.生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系

B.中国农民实施的“无废弃物农业”所包含的生态学原理是物质循环再生原理

C.林业工程建设主要遵循物质循环再生原理和系统整体性原理

D.我国南方水网地区的桑基鱼塘模式体现了系统的结构决定功能原理

[答案]　C

[解析]　与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系，A正确；“无废弃物农业”是物质循环再生原理在农业上应用的实例，B正确；进行林业工程建设时，主要遵循物种多样性原理、协调与平衡原理及整体性原理，C错误；我国南方水网地区的桑基鱼塘模式，就是把很多单个生产系统通过优化组合，有机地整合在一起，成为一个新的高效生态系统，大大提高了系统的生产力，充分体现了系统的结构决定功能原理，D正确。

易混辨析　整体性原理≠系统整体性原理

（1）整体性原理是指人类处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统中，建立在对系统成分的性质及相互关系充分了解基础上的整体理论，是解决生态环境问题的必要基础。

（2）系统整体性原理属于系统学和工程学原理之一。

系统整体性是指系统各组分之间要有适当的比例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质和信息等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分之和的效果。

1.判断正误：

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

（2）实现原料→产品→原料的生产体系，可使废弃物资源化（　　）

（3）“无废弃物农业”遵循的是物种多样性原理（　　）

（4）在建设高新农业时，沼气池的建立是遵循系统整体性原理（　　）

（5）只有保持生态系统较高的生物多样性，才能保证生态系统的稳定和平衡（　　）

[答案]　

（1）√　

（2）√　（3）×　（4）×　（5）√

2.下列关于生态工程的叙述中，错误的是（　　）

A.它是无消耗、多效益的工程

B.追求经济与生态的双赢

C.实现废物资源化的良性循环

D.实现了能量的多级利用

[答案]　A

[解析]　生态工程是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，达到经济效益与生态效益的同步发展。

与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。

3.石油农业与无废弃物农业相比，其主要特点是（　　）

A.物质可以循环利用，对环境几乎没有破坏性

B.使用植物易于吸收的化肥作肥料，在促进植物快速生长的同时也有助于周围环境的净化

C.以煤和石油等原料为动力，极大地提高了生产效率

D.是一种低投入高产出的农业生产方式

[答案]　C

[解析]　石油农业与无废弃物农业相比，其主要特点是石油农业以煤和石油等原料为动力，极大地提高了生产效率。

4.（2019·郴州调研）我国南方桑基鱼塘是将低洼稻田挖深做塘，塘内养鱼，塘基上种桑，用桑养蚕，蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕三丰收，大大提高了系统生产力。

这种模式主要应用了（　　）

A.系统学和工程学原理

B.整体性原理

C.物种多样性原理

D.物质循环再生原理

[答案]　A

[解析]　我国桑基鱼塘模式遵循的是系统学和工程学原理中的系统的结构决定功能原理，利用此原理来改善和优化系统的结构，从而达到功能改善的效果，大大提高了系统的生产力。

5.一青年农民利用自己学习的生态学知识在自家庭院里建了一个小型农业生态系统。

下面是该家庭生态工程的模式图，请据图分析回答问题：

（1）从图中可知，人类生活中所需的能源来自太阳能、沼气等。

利用这些能源与利用煤炭相比，突出的优点是________________。

（2）该生态工程中的能量能够更多地被人类利用，原因是______________________________。

（3）生态工程建设的目的就是遵循自然界____________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。

与传统的工程相比较，生态工程是一类______________________________的工程体系。

（4）生态工程所遵循的基本原理是：

________________、________________、协调与平衡原理、________________以及系统学和工程学原理。

（5）据生态工程中的物种多样性这一原理，有人认为生态农业建设中，食物链和营养级越长越多越好。

请你结合所学的有关生态工程原理，分析该结论是否正确，并说明理由。

________________________________________________________________________。

[答案]　

（1）减少了环境污染　

（2）充分利用了废弃物中的能量，实现了能量的多级利用　（3）物质循环　少消耗、多效益、可持续　（4）物质循环再生原理　物种多样性原理　整体性原理　（5）不正确。

因为食物链越长，各食物链中的生物数量越难以达到一定规模，影响经济效益；营养级越多，高层次营养级获得的能量越少，该营养级生物数量也越少

[解析]　

（1）太阳能、沼气等新能源相对于煤炭等化石能源来说，可再生、几乎没有污染，减少了燃烧煤炭所产生的污染。

（2）通过沼气池，利用了粪便等废弃物中的能量，实现了能量的多级利用。

（3）防止环境污染，达到经济效益与生态效益的同步发展，应用了生态工程物质循环的原理；与传统工程相比，生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续。

（4）生态工程遵循的基本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、整体性原理与系统学和工程学原理。

（5）食物链越长，营养级越多，则能量损耗越多，能量的利用率越低，不符合生态工程建设的目的。