1、新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书第 4 讲 生态工程考纲要求：1.简述生态工程的原理()2.生态工程的实例()新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书1传统经济与生态经济(1)传统经济方式：大量使用的农业生产方式。特点：不注重的保护、的发展，以巨大的生态环境破坏为代价。(2)生态经济方式：实现了的生产体系，实现了的循环经济。特点：少消耗、多效益、可。化肥、农药、机械生态环境经济原料产品原料产品废弃物资源化持续新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书2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
2、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，提高系统的生产力“三北”防护林建设中的问题，珊瑚礁生态系统的生物多样性问题新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书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、自然构成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善和优化系统的结构以改善功能桑基鱼塘新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛
3、 书3生态工程的实例与所用原理连线新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书1我国珠江三角洲地区，为了充分利用土地，创造了一种挖深鱼塘、垫高基田、塘基植桑、塘内养鱼的高效人工生态系统桑基鱼塘，如图所示。据图回答有关问题：(1)生态工程遵循的基本原理有_、_、_、整体性原理、系统学和工程学原理等。新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书(2)该生态工程能将蚕沙、蔗叶、滤泥等变成鱼类的饵料，塘泥中的微生物能将有机物转化成无机物，为甘蔗、桑树的光合 作 用 提 供 无 机 营 养，这 一 过 程 不 但 实 现 了 废 弃 物 的_，而且体现了_的“循环经济”原则。(3)蚕沙是
4、蚕食桑叶后排泄出来的粪便，蚕沙富含粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维等营养物质，是上等的肥料，也是猪、鱼、羊的理想饲料。某种鱼专以蚕沙为食，假设某一时间段蚕从上一个营养级固定的能量为 1.5105 kJ，那么这部分能量最多有_kJ 被这种鱼所同化。新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书(4)该 生 态 系 统 向 外 输 出 的 物 质 主 要 有_。(5)该生态系统与一般的自然生态系统相比较，_稳定性较低，所以需要人们不断输入物质与能量。(6)桑基鱼塘的生产方式与改造前的传统耕作方式比较，主要的优点有_(至少答 2 点)。新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书答案：(1)物
5、质循环再生原理、物种多样性原理 协调与平衡原理(2)资源化 生态经济(3)0(4)蚕丝、鱼、糖等(5)抵抗力(6)减轻水患、提高经济效益、减少环境污染等(合理即可)新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书2(2016台州模拟)下图是我国南京古泉生态农场的以沼气为纽带，联动农作物种植、蚯蚓养殖、养鱼、养鸡、养鸭等产业的物质循环利用示意图。请据图回答问题：(1)图中蘑菇房中的蘑菇属于生态系统成分中的_。新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书(2)某同学据图写出一条捕食食物链：果树蚯蚓鸡，该食物链_(填“正确”或“不正确”)。(3)该生态工程的核心技术是_。若在果园中同时种
6、植蔬菜，属于_技术。图中沼气工程是在沼气池的基础上增添了脱硫塔等设施，更加优化了_的新能源开发技术。新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书(4)此生态农业与传统农业相比，明显的优势是_和_。(5)假设下图是建成生态农场前的部分物质循环示意图，请在方框内画出与该图对应的能量流动图解。新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书解析：蘑菇属于生态系统成分中的分解者，捕食链中的生物间有捕食关系，蚯蚓以植物落叶等为食，与果树间不构成捕食关系，因而果树蚯蚓鸡的食物链不正确；该生态工程的核心技术是物质循环再生技术，此生态农业与传统农业相比，明显的优点是能量多级利用，减轻了对环境的污染
7、。新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书答案：(1)分解者(2)不正确(3)物质的良性循环技术 间种 洁净可再生(4)能量多级利用 减轻了对环境的污染(或实现了废物资源化等)(5)如图新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书3生态农业是 21 世纪农业发展的方向，它遵循可持续发展的原则，以不危及后人发展为前提，在人类生产活动干预下，用科学的发展观获取生物群体共生，生态和谐，质量安全，优质高效的农业生产载体，也可称为人工生态系统。生态农业建设的核心是：整体、协调、循环、再生、增效。整体是对整个国土进行科学规划；协调是使农业各业在生产过程中的技术整合、生产与加工并重，销售
8、与市场对接；循环是投入与产出及生产过程中物质、能量的良性利用；再生是向附加值递进；增效是指经济、生态、社会综合效益的可持续发展。新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书(1)生态工程应在_、_、_等方面取得最佳效果并达到预期目标。(2)生态农业以_理论为依据，以_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。生态农业以保持生态系统内的_为主导思想，促进物质在系统内循环和重复使用，以最少的投入获得最大的经济效益和生态效益。新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书解析：(1)从材料中的最后一句话可知：生态工程应在经济、社会、生态环境等方面
9、取得最佳效果并达到预期目标。(2)生态农业是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段，以及传统农业的有效经验建立起来的，能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。生态农业通过人工设计生态工程，协调发展与环境之间、资源利用与保护之间的矛盾，形成生态上与经济上两个良性循环，经济、生态、社会三大效益的统一。生态农业必须遵循协调和平衡原理。新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书答案：(1)经济 社会 生态环境(2)生态学 环境与经济 生态平衡新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书生态工程的类型比较类型问题原理对策案例农村综合发展型生态工程资
10、源有限，人多地少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小流域的水土流失整体性原理、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”模式物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理协调与平衡原理新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书大区域生态系统恢复工程土地荒漠化退耕还林还草、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协调与平衡原理、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
11、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、城市绿化整体性原理系统学和工程学原理新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书1(2016东城区模拟)如图是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：新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书(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_作用后可作为肥料，返回桑基，培育桑树。新课标高考总复习生物 创 新 方
12、案 系 列 丛 书(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_、_。新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书解析：(1)粪便中的能量是未被同化的能量，故某一营养级生物粪便中的能量是上一营养级同化的能量。即蚕沙中的能量是生产者同化的能量。(2)有机物经微生物的分解作用可转化为无机物，被植物利用。(3)人工生态系统可以实现对能量的多级利用，从而提高能量的利用率。自我调节能力的强弱取决于生态系统物种的丰富度，该生态系统的生物种类较作物单一的农田生态
13、系统复杂，故该生态系统自我调节能力较强。新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书答案：(1)生产者(或桑树)通过光合作用固定的太阳能总量 一(2)分解者(或微生物)的分解(3)多级(或充分)利用 较强(4)物质循环再生原理 生物多样性原理新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书2随着生活污水的大量排放，淡水湖泊水华频繁发生。人工打捞和投放大量化学杀藻剂紧急处理是常用的治理方法。近年来，采用投放食浮游植物的鱼类和种植大型挺水植物构建生物修复系统的方法，获得了较好的效果。另外，环保部门采用跌水充氧技术对生活污水进行处理：生活污水首先进入沼气池，经过沼气池处理后的污水再用泵提
14、升进入多级跌水池，跌水池分多格串行，内装组合填料，借助生长在填料上的微生物去除有机物，经过跌水池的污水一部分回流入沼气池，另一部分进入水耕型蔬菜池(如图)。新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书根据上述资料回答下列问题：(1)杀藻剂处理水华与生物修复的方法相比，主要缺点是_和_；挺水植物在该系统中的作用是_，该修复系统经过一段时间运行后，群落结构趋于稳定，群落的这个变化过程属于_。(2)污水处理过程中有多种微生物参与，生长在填料上的微生物在生态系统中属于_。经过水耕型蔬菜池处理后的水中，_元素明显减少；水耕型蔬菜池还生活着其他生物类群，水耕型蔬菜池就是一个小型的_。水耕型蔬菜如水
15、芹菜、茭白的生长，对水中_的繁殖和生长起到了抑制作用，实现了水体净化，并进一步实现了生态系统的_多层次的循环利用。新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书(3)为了检验污水处理的效果，常测定 BOD5(5 日生化需氧量的值，BOD5 通常指 20 下，1 L 污水中所含有机碳源在微生物氧化时，5 日内所消耗分子氧的毫克数)。若假设原来 100 mL 污水中的有机物含量为 2.1 g，等价于 1.8 g 葡萄糖的耗氧量，污水处理后测得 BOD5 的值为 190 mg/L，则污水净化率达到_左右(以 BOD5 减少的百分率表示)。(4)上述资料中应用的生态工程的基本原理有_、_。新课标
16、高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书解析：(1)相对于生物修复法，化学处理法不仅污染环境，而且长时间使用杀藻剂会使藻类产生抗药性。挺水植物是生产者，可以通过光合作用将光能转化成化学能，将无机物转化成有机物。生态系统通过自我调节可以使生态系统趋于稳定。(2)生长在填料上的微生物能够去除有机物，属于分解者。水耕型蔬菜池中所有生物和无机环境构成一个小型的生态系统。该生态系统充分利用生物之间的联系和作用，不仅可以净化水体，而且实现了物质的循环和能量的多级利用。新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书(3)原来 100 mL 污水中含有相当于 1.8 g 葡萄糖的有机物，将这些有机
17、物全部分解的耗氧量为 1.8/1806321.92(g)，即 1 920 mg，则 1 L 污水需要耗氧 19 200 mg，而污水处理后的 BOD5 为 190 mg/L，因此污水净化率为(19 200190)/19 200100%99%。(4)该生态系统充分应用了生态工程的物种多样性原理、物质循环再生原理和系统的整体性原理。新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书答案：(1)污染环境 使藻类产生抗药性 通过光合作用将光能转化为化学能，固定在光合作用所制造的有机物中 生态系统的自我调节(2)分解者 氮、磷 生态系统 藻类 物质(3)99%(4)物种多样性原理 物质循环再生原理(或
18、系统的整体性原理)新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书3如图是利用人工湿地净化生活污水(主要含有机物)的原理简图。据图回答：(1)人工湿地是一个生态系统，其中芦苇、绿藻、黑藻属于_中的成分。新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书(2)控制污水流入人工湿地的速率，除了有利于有机污染物被充分分解外，还有利于植物对_的充分吸收，使出水口处的水质达到了排放要求。污水不能过量流入人工湿地，说明生态系统的_。(3)输入该人工湿地的能量有_。若将其改造为湿地公园，则群落的演替方式为_。改造时，要适当增加生物种类，这符合生态工程的_原理。(4)保护生物多样性最有效的措施是_。新课
19、标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书解析：输入的生活污水主要含有机物，有机物中含有能量。人工湿地是一个生态系统，流入该生态系统的总能量为生产者(即芦苇、绿藻、黑藻等)所固定的太阳能和有机物中的化学能。由于生态系统的自我调节能力有一定的限度，所以污水不能过量流入人工湿地。保护生物多样性最有效的措施是就地保护或者建立自然保护区。新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书答案：(1)生产者(2)无机盐 自我调节能力有一定的限度(3)太阳能和化学能 次生演替 物种多样性(4)就地保护(或建立自然保护区)新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书1(2011全国卷)现有一
20、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。请回答下列问题：(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。新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书(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_(填“生态系统”“群落”或“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
21、，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。新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书解析：(1)生活污水流经厌氧沉淀池时，厌氧微生物通过无氧呼吸将有机物分解；流经曝气池时，其中的需氧微生物通过有氧呼吸将有机物分解；流经兼氧池时，其中的微生物则通过有氧呼吸和无氧呼吸将有机物分解。(2)水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物组成的整体，不止一种生物，故排除种群；不包含无机环境，故排除生态系统，则这个整体属于群落。植物为生产者，属于第一营养级；生态系统中消费者和分解者的能量都是最终来源于生产者固定的太阳能。新课标高考总复习生物
22、创 新 方 案 系 列 丛 书(3)生态工程的建立要把社会、经济和自然作为一个统一的整体来考虑，需要考虑生物与环境的协调与平衡，分层、分级利用废弃物中的物质，并增加生物的种类以增强生态系统的稳定性，故生态工程需遵循的基本原理有整体性原理、协调与平衡原理、物质循环再生原理和物种多样性原理等。(4)生态工程对恢复和重建受损的生态系统有着重要作用，通过生态工程对已被破坏的生态环境进行修复和改善，可提高生态系统的生产力。新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书答案：(1)有氧和无氧(或细胞)(2)群落 一 生产者 太阳(3)物质循环再生 物种多样性(4)已被破坏的生态环境(或受损的生态系统
23、)新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书2.(2014重庆高考)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。t0t1，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；t1t3，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。新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛
24、书解析：(1)生态系统成分中的分解者可将有机物转化为无机物，供生产者利用。在群落次生演替过程中，土壤中原有的植物种子或繁殖体增加了人工林生态系统中的植物物种数。图示 t1t3 阶段，植物物种数增加，该生态系统的抵抗力稳定性增强。植物物种数逐渐增加，物种之间竞争加剧。(2)人工林的建设和园林景观的构建，既改善了生态环境，又可提高社会和经济效益，主要体现了生态工程的整体性原理。新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书答案：(1)分解者 种子或繁殖体 增强 竞争(2)整体性新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书3(2013广东高考)污水处理厂的污泥富含有机质和无机成分，可用
25、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(g/kg)5271 079765黑麦草叶绿素含量(mg/g)2.02.12.3黑麦草每盆干重(g)1.72.32.7黑麦草 PAHs 含量(g/kg)401651428新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书(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
26、，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。新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书解析：(1)土壤的通气状况改善，细胞有氧呼吸增强，合成更多的 ATP，为根吸收矿质元素提供大量的能量。(2)由表可知，施用含 7%生物质炭的污泥的黑麦草叶绿素含量增加，从而使黑麦草的光合作用增强，促进黑麦草生长。污泥的施用使土壤和黑麦草的 PAHs 含量都增加，但生物质炭可以吸附 PAHs，从而降低 PAHs 污染的风险。新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书答案：(1)有氧呼吸 ATP(2)能增加黑麦草的叶绿素含量，使光合作用增强 升高 能吸附 PAHs 物质循环再生新课标高考总复习生物 创 新 方 案 系 列 丛 书