1、第40讲生态工程新高考复习目标1生命观念：运用结构与功能观，学习物种多样性原理，系统学和工程学原理。2科学思维：运用系统学和工程学原理进行生态工程模型建构。3社会责任：实施生态工程，减少污染，节约能源，保护生态环境。授课提示：对应学生用书第291页 考点一生态工程的基本原理 1生态工程与生态经济(1)生态工程建设目的：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。特点：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。(2)生态经济原则：“循环经济”。特点：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。实现手段
2、：生态工程。2生态工程的基本原理基本原理含义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整体性原理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系统学和工程学原理系统的结构决定功能原理通过改变和优化系统的结构达到改善系统功能的效果系统整体性原理系统各组分之间要有适当的比例关系，实现总体功能大于各部分之和的效果1教材选修3 P102“小知识”：什么叫“石油农业”？提示：“石油农业”是指大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。由于需要大量的石油、煤、天
3、然气等作为原料或动力而得名。2教材选修3 P102“讨论”：如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？提示：对环境造成危害的污染物，采用一定的措施和技术，就能够进行回收和循环利用，这样不但能够减少环境污染，而且提高了资源的利用效率，减少了资源的浪费。例如，对废污水中的重金属或氮、磷等养分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。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“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，沼气池的建立遵循了物质循环再生原理。()5“总体功能大于各部分之和的效果”是利用系统整体性原理。()
4、6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。() 1.理清生态经济、循环经济、生态工程之间的关系2生态工程基本原理的判断方法(1)强调物质循环、废物利用、减轻环境污染物质循环再生原理。(2)体现物种多，营养关系复杂物种多样性原理。(3)强调生物与环境的协调与平衡，涉及环境承载力协调与平衡原理。(4)涉及自然、经济和社会，指整个系统，如林业生态工程建设整体性原理。(5)涉及结构、功能，分布式、集中式、环式系统的结构决定功能原理(系统学和工程学原理)。(6)涉及系统组分的比例关系、总体功能大于各部分之和；指系统内部，如互利共生系统整体性原理(系统学和工程学原理)。分析下列实例
5、所体现的生态工程的基本原理：设计意图：考查生命观念(1)分析甲、乙两图分别体现了哪种生态工程的基本原理？提示：图甲体现了物质循环再生原理，图乙体现了整体性原理。(2)以下几种情况分别能体现哪种生态工程原理？单一人工林比天然混合林稳定性低，易爆发虫害。草原确定合理载畜量，不能过度放牧。引种考虑适应环境。林业生态工程建设，既考虑种树又考虑当地经济发展。提示：物种多样性原理；协调与平衡原理；协调与平衡原理；整体性原理。命题点11我国西北土地沙漠化和盐渍化非常严重，原因有多种，其中主要原因是超载放牧。试分析上述事实主要违背了生态工程的什么原理()A系统整体性原理B协调与平衡原理C物种多样性原理 D整体
6、性原理解析：生态系统的生物数量不能超过环境承载力(环境容纳量)的限度，而超载放牧超过了环境承载力，导致草地退化，根据上述分析可知，这违背了生态工程的协调与平衡原理。答案：B2生态工程建设的目的是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。请回答下列有关生态工程的问题：(1)某生态工程以沼气工程为中心，各类植物的秸秆、枝叶用来生产饲料喂养畜、禽、鱼，人、畜、禽粪便作为原料生产沼气，沼渣水返还农田、菜园、果园、苗圃、鱼塘，体现了生态工程的_原理。该生态工程建设中，鱼塘中每一种鱼苗的投放量都不宜超过其_。在该生态工程中，种植不同的农作物、果树，饲
7、养多种畜禽，这体现了生态工程的_原理。(2)上述生态系统工程把鱼塘、农田、果园等有机地组合在一起，优化了系统结构，遵循_原理。(3)从协调与平衡原理出发，在我国西北地区植树造林应注意哪些问题？_。解析：(1)以沼气工程为中心的生态工程，体现了生态工程的物质循环再生原理。在该生态工程中，种植不同的农作物、果树，饲养多种畜禽，这体现了生态工程的物种多样性原理。该生态工程建设中，根据协调与平衡原理，鱼塘中每一种鱼苗的投放量都不宜超过其环境容纳量。(2)该生态系统把鱼塘、农田、果园等有机地组合在一起，优化了系统结构，遵循系统学与工程学(系统的结构决定功能)原理。(3)从协调与平衡原理出发，在我国西北地
8、区植树造林应注意所栽植物要适应当地的环境。答案：(1)物质循环再生环境容纳量物种多样性(2)系统学与工程学(系统的结构决定功能)(3)所栽植物要适应当地的环境命题点23如图是我国常见的一种生态农业示意图，请据图回答下列问题：(1)生态工程所遵循的基本原理有_原理(至少写出两个)。农作物、苍蝇分别属于该生态系统成分中的_、_。(2)画出该生态系统中由生产者与消费者构成的食物网。(3)该生态系统建立的意义在于人为调整生态系统的能量流动关系，使能量_，其最大生态效益是通过多层次分级利用有机废弃物中的物质，既充分利用了有机物中的能量，又减少了环境污染。(4)从能量流动特点分析，若使地球以有限的资源供养
9、更多的人，人的食物结构应增加_性食物的比例。解析：(1)生态农业所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、系统学和工程学原理。由图示可知，农作物属于植物，是生产者。苍蝇以秸秆为食物，属于分解者。(2)食物网中不含有分解者和非生物，由图可知，该食物网中含有3条食物链，起点是生产者农作物，终点是人，食物网如下：。(3)人为调整生态系统的能量流动关系，使能量尽可能流向对人类最有益的部分。通过多层次分级利用有机废弃物中的物质，既充分利用了有机物中的能量、又减少环境污染。(4)食物链越长，消耗能量越多，因此增大植物性食物的比例，可减少能量的消耗，供养的人就越多。答案
10、：(1)物质循环再生、物种多样性、系统学和工程学生产者 分解者(2) (3)尽可能流向对人类最有益的部分(4)植物(1)生态工程的主要任务是什么？提示：生态工程的主要任务是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。(2)整体性原理与系统整体性原理有怎样的区别？提示：整体性原理是指社会、经济、自然的协调统一；系统整体性原理是指总体功能大于各部分之和的效果，即“112”。 考点二 生态工程的实例和发展前景1生态工程的类型与实例连线2生态工程的发展前景1教材选修3 P110“小知识”：说出青贮与氨化的含义有什么不同？提示：青贮是
11、指在玉米等作物没有完全成熟时，将果穗和秸秆一起收获切碎，通过厌氧发酵成为牛羊优质的青饲料；氨化是指利用氨水或氮素化肥处理稻麦秸秆，使之软化适口，提高其作为饲料的营养价值。2教材选修3 P116“讨论”：在“矿区废弃地的生态恢复工程”案例中，恢复植被的措施是植树和种草，为什么不是种植农作物？提示：矿区土壤条件恶劣，不适宜农作物的生长，因此代之以适应性强，耐旱的灌木、草和树。1矿山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。()2我国在西部地区实行退耕还林还草工程，这属于大区域生态系统恢复工程。()3建立不同的生态工程要依据不同的原理，因地制宜，不能生搬硬套。()4在进行生态工程建设时
12、，应积极利用自然生态系统的强大自我恢复力，节省投资。()5即使有了生态工程，也不能走先污染后治理的路子。()6湿地的恢复除利用生物工程外，还要依靠自然演替机制恢复其生态功能。() 生态工程实例的归纳与比较实例问题原理对策案例农村综合发展型生态工程人多地少，资源有限物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理建立综合发展型生态工程窦店村以沼气工程为中心的生态工程小流域综合治理生态工程水土流失比较严重整体性原理、协调与平衡原理、工程学原理运用多种原理，应用多种措施综合治理甘肃陇南地区“九子登科”治理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、物种多样性原理等退耕还林还草、植树造
13、林等“三北”防护林生态工程，退耕还林还草生态工程湿地生态恢复工程湿地的缩小和破坏控制污染、退田还湖江西鄱阳湖生态恢复工程矿区废弃地的生态恢复工程生态环境的破坏整体性原理、协调与平衡原理等修复土地、恢复植被赤峰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、污水净化等大连、张家港等环境友好城市据某生态工程示意图回答下列问题：设计意图：考查生命观念和社会责任(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
14、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：减少了化肥和农药的使用量，减轻了环境污染。(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。命题点11如图为山西晋中地区的“四位一体”庭院生态工程结构示意图，下列相关叙述错误的是()A该生态工程遵循物质的循环再生原理B猪舍与蔬菜大棚之间的墙上有通气交换孔C沼渣、沼液能为温室内蔬菜提供物质和能量D流经该生态工程的总能量大于其中蔬菜固定的太阳能总量解析：“四位一体”生态模式是在设施上将日光温室、畜禽舍、厕所和沼气池联
15、体构建，实现了种植和养殖的有机结合，并通过沼气池的厌氧发酵作用，变废为宝，对营养物质多层次分级利用，实现无废物、无污染生产，该生态工程的建设遵循了物质的循环再生原理，A正确；猪舍与蔬菜大棚之间的墙上有通气交换孔，大棚蔬菜的光合作用可为猪的有氧呼吸提供氧气，而猪的有氧呼吸产生的二氧化碳又为大棚蔬菜的光合作用提供原料，B正确；沼渣、沼液能为温室内蔬菜提供物质，但不能为绿色植物提供能量，C错误；流经该生态工程的总能量包括蔬菜固定的太阳能总量和投入的饲料中的能量等，因此流经该生态工程的总能量大于其中蔬菜固定的太阳能总量，D正确。答案：C2“莲藕生态养鱼”是种养复合生态型的农业新模式，请回答：(1)荷花
16、的花色有粉色和白色，体现了_多样性；荷叶有的挺水有的浮水，错落有致，这种现象_(填“属于”或“不属于”)群落的分层现象。(2)在相同环境及养殖条件下，若将池塘中主要鱼种由草食性鱼更换为肉食性鱼，则鱼类产量将_(填“增加”“不变”或“降低”)，原因是_。(3)为了获得更大的收益，清除池塘中各种野生植物，扩大莲藕的种植面积，则该池塘生态系统的净化能力会_(填“增强”或“减弱”)，主要原因是_。(4)该生态农业模式遵循的生态学基本原理是_。解析：(1)生物多样性包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性。荷花的花色有粉色和白色，是同一种生物同一性状的不同表现型，体现了基因(遗传)多样性；群落是由不同
17、的种群组成的，而荷花属于一个种群的生物，因此荷叶有的挺水有的浮水，错落有致，这种现象不属于群落的分层现象。(2)生态系统的能量流动是单向流动、逐级递减的，因此若相同条件下将池塘中主要鱼种由草食性鱼更换为肉食性鱼，而肉食性鱼所处营养级高，获得能量少，最终导致池塘中鱼的产量下降。(3)根据题意分析，清除池塘中各种野生植物后导致池塘生态系统的组成成分减少，则自我调节能力减弱，进而该池塘生态系统的净化能力减弱。(4)“莲藕生态养鱼”是种养复合生态型的农业新模式，其遵循的生态学基本原理是能量多级利用和物质循环再生。答案：(1)基因不属于(2)降低能量流动逐级递减，肉食性鱼所处营养级高，获得能量少(3)减
18、弱生态系统的组分减少，自我调节能力(或抵抗力稳定性)减弱(4)能量多级利用和物质循环再生命题点23有一山区由于开采露天小铁矿等活动，自然生态系统完全被破坏，成为一片废墟，为尽快使该山区恢复到原有自然生态系统状态，应采取的最好措施是在这片废墟上()A回填土壤，引进多种外来物种，重建新的生态系统B撤出人类全部活动，实行全面封闭，等待自然恢复C回填土壤，栽培当地经济农作物，发展农业生产D回填土壤，栽种当地原有的植物，实行封山育林解析：在原有的气候条件未发生巨大变化之前，能做到在原有的土质上栽种多种当地原有的植物，并实行封山育林，减少人为因素的破坏，是使已遭到破坏的生态系统恢复到原有自然生态系统状态的最好措施，故选D。答案：D
