1、理解教材新知把握命题热点应用落实体验课下综合检测 课堂回扣练习 命题点一 命题点二 5.1 生态工程的基本原理 专题5 知识点一 知识点二 51生态工程的基本原理1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。2生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。3运用生态工程可对遭到破坏的生态环境进行修复和重建。4生态经济主要通过实现“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物，成为本系统或另一个系统的生产原料，从而实现废物资源化。5生态工程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、系统和工程学
2、原理。关注生态工程建设1生态工程的概念涉及学科_和_等技术手段_调控和_等生态学系统学系统设计技术组装任务对已被破坏的生态环境进行_、_，对造成_和_的传统生产方式进行改善目的提高_，促进人类社会和自然环境的_特点是一类_、多效益、_的工程体系修复重建环境污染破坏生态系统的生产力和谐发展少消耗可持续2生态工程建设(1)目的：遵循自然界_的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止_，达到_和_的同步发展，从而促进人类社会和自然环境的和谐统一。(2)原因：_模式正在毁坏水、大气、土壤和_，消耗地球赠给我们的_。为了实现_，经济发展必须符合_规律，改变“人类能征服自然”的错误观念，走_之路。物质循环环境污
3、染经济效益生态效益传统经济生物资源自然资本可持续发展生态学生态经济3生态经济(1)原则：“循环经济”。(2)目标：一个系统产出的_，能够成为本系统或者另一个系统的_，从而实现_。(3)手段：_。污染物生产原料废弃物的资源化生态工程1阅读教材P107资料1分析：导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？提示：(1)根本原因：长江上游乱砍滥伐森林，使其水源涵养和水土保持功能急剧降低，造成大量泥沙淤积河道；中游围湖造田、乱占河道、造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减少。(2)直接原因：1998年度的罕见降雨。但这也与全球温室气体排放量增加而导致的气温升高、气候异常有关。2阅读教材P108资料2思考：(
4、1)你对“石油农业”是如何理解的？分析“石油农业”的利与弊。提示：“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生物过程，变成了简单的机械过程和化学过程。由于其投入高，产出也高，对粮食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用，但同时它所产生的废弃物和有害物质的数量也很庞大，大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力，并造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题。(2)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
5、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”。1生态经济(1)优点：实现“原料产品原料产品”的无废弃物生产体系，实现废弃物的资源化。(2)实质：能够满足我们的需求而又不会危及子孙后代满足其需要的经济。2石油农业与生态工程(1)石油农业的特点及弊端：特点：大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。弊端：不注重生态环境的保护，没有考虑环境成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。(2)生态工程与石油农业的区别：生态工程石油农业基本原理生态学、系统学工程学调节机制人为辅助下的自我调节人为调控与环境的关系协调破坏环境主要
6、能源太阳能化学能生物多样性得到保护减少生态工程所遵循的基本原理1物质循环再生原理(1)内容：物质能够在各类生态系统中进行_和_，循环往复，_，从而达到取之不尽、用之不竭的效果。(2)意义：不产生废弃物，避免_及其对系统_和_的影响。(3)实例：无废弃物农业。区域小循环全球地质大循环分层分级利用环境污染稳定发展2物种多样性原理(1)内容：物种繁多而复杂的生态系统具有较高的_，可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的_，提高系统生产力。(2)实例：反面：辽宁西部章古台地区单一种植的樟子松林，由于生物多样性_，没有一条昆虫与其天敌相生相克的食物链，松毛虫肆虐一时。正面：珊瑚礁区生物多样性_，不同生物
7、占据不同的_，它们通过_关系互相依存，使得珊瑚礁在养分稀少的深海中，保持着很高的生物多样性。抵抗力稳定性生物量较低非常高位置食物链3协调与平衡原理(1)理论基础：生物与环境的_。(2)处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑_，又称环境容纳量，它是指某种环境所能养活的生物种群的_数量。4整体性原理(1)理论基础：_(如下图)。协调与平衡环境承载力最大社会经济自然系统复合体(2)合理应用：在进行生态工程建设时，不但要考虑_的规律，更重要的是，还要考虑到_等系统的影响力。(3)意义：只有应用整体性原理，才能统一协调_、_、_之间的关系，保障生态系统的平衡和稳定。自然系统经济和社会当前与长远局部与整体
8、开发与环境建设5系统学和工程学原理 分类内容 系统的结构决定功能原理系统整体性原理理论基础分布式结构优于_和_结构总体功能大于_合理应用生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构，通过_系统的结构，达到改善系统功能的目的系统的各组分之间要有适当的_，才能顺利完成_、_、_等的转换和流通集中式环式部分之和改善和优化比例关系能量物质信息1阅读我国古代“无废弃物农业”的物质和能量流动图，分析下列问题：(1)这是一个生态系统吗？生产者、消费者、分解者分别是什么？提示：这是一个生态系统。生产者是作物，消费者是牛、羊、猪等家畜和人，分解者是土壤中的细菌、真菌等微生物。提示：该生态系统的人粪尿、牲畜粪便、作
9、物残留物都再返回到农田土壤里通过分解者的作用再供生产者利用。物质是以元素形式循环的。(2)该生态系统是怎样实现物质的循环利用的？物质是以什么形式循环的？提示：植树造林时，要根据生物多样性原理和协调与平衡原理，树种绝不能单一，还要根据当地的气候、土壤等条件，因地制宜地植树。2我国的植树造林运动在世界上规模最大，因而人工林面积占世界首位，请你对我国的植树造林提出建设性意见。3你能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗？提示：豆科作物和固氮菌的共生就是一例。固氮菌为豆科作物提供氮素，而豆科作物为其提供能量和其他营养，两者的共生使豆科作物能够在氮素缺乏的土地上生长；当把它们分开时，两者的生长都要受到损害
10、。1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项 目理论基础意义实例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
11、塘系统整体性原理：整体功能大于各部分之和保持很高的系统生产力珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系特别提醒 整体性原理系统整体性原理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。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。2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，如下图所示
12、：(2)沼气农田立体养殖模式：该生态系统利用农作物发展养殖业，利用废弃物实现物质的循环，保证能量的多级利用，如下图所示：特别提醒(1)无废弃物农业属于传统农业，优点是追求物质循环利用，没有废弃物，很少对环境和资源造成破坏；但生产效率低。石油农业是指化肥、农药和机械大量使用对环境资源造成破坏，结果是生产效率提高。(2)生产实践中，要遵循客观规律，发挥传统农业和石油农业的优点，使两者有机结合起来。例1 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生态工程以充分利用环境和资源为前提，生产出更多的产品D生态工程力求达到生
13、态效益、经济效益和社会效益的协调统一对生态工程的概念、目的、特点的理解精讲精析 本题考查对生态工程概念的理解，A选项为生态工程产生的背景，B、D选项为生态工程的意义，C项描述的作法会破坏环境和浪费资源，不是可持续发展，明显错误。答案 C理解生态经济的概念应把握以下几个方面：(1)原则：循环经济原理。(2)做法：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。(3)实现废弃物的资源化。1在生态农场中存在如下图所示的物质循环过程，据下图分析不符合生态工程原理的叙述是()A物质经过多级利用，实现了良性循环B每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益C由于食物链延长，能量逐级损耗，系
14、统总能量利用率降低D由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染解析：图中食物链延长，使废料经过多级利用，让更多的能量转换为人类能够利用的成分，提高了系统总能量的利用效率。答案：C 例2 新农村建设中，某县积极发展畜禽养殖和栽桑养蚕两大支柱产业。在生产总量不断提高的同时，该县坚持在发展中解决环境问题，优化生态环境，实现资源的最大化利用，走出了一条适合本地区可持续发展的生态工程之路。请分析下图回答问题：以典型的生态农业模式图为素材，综合考查生态工程的基本原理(1)该生态工程所遵循的基本原理_(至少写2种)。(2)该生态系统的能量流动从_开始，图中属于消费者的生物有_。(3)与传统农业生态系统相比，该
15、生态系统更能净化环境，其主要原因是_。(4)该生态系统为何能提高经济效益？_。(5)根据该县地处水乡这一资源优势，请就该生态系统提出你的一条合理化建议。_。精讲精析(1)生态工程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、整体性原理及系统学和工程学原理。该生态工程依据的是物质循环再生原理、物种多样性原理和协调与平衡原理。(2)生态系统的能量流动是从生产者固定太阳能开始的，因而该生态系统能量流动是从桑、油菜等生产者固定的太阳能开始的。消费者是蚕、禽、畜。(3)由图可知，该生态系统实现了废物再利用及无害化处理，因此更能净化环境。(4)该生态系统实现了物质的循环利用和能量的多级利用
16、，降低了生产成本，提高了农产品的产量。(5)该生态系统中，蚕沙碎屑未被利用，可利用蚕沙碎屑养鱼，鱼塘的塘泥还可用作肥料。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(2)桑、油菜等生产者固定的太阳能 蚕、禽、畜(3)粪便等“废弃物”被及时利用(4)实现了物质的循环利用和能量的多级利用，提高了农产品的产量；减少了化肥、农药的使用(降低农业成本投入)(5)蚕沙碎屑用来养鱼；鱼塘塘泥用来肥田任何一个生态工程往往同时遵循多种生态工程原理，解题时应注意从中区分哪种是最主要的。2在“三北”防护林工程建设中注意了以下两个问题：考虑到树种的生态适应性问题；考虑到树种多样性问题。这分别体现了生态工
17、程的哪些原理()A系统学原理和物种多样性原理B协调与平衡原理和物种多样性原理C整体性原理和物种多样性原理D物种多样性原理与整体性原理解析：“三北防护林工程”中考虑到树种的生态适应性问题是“避免系统的失衡和破坏”，考虑到树种多样性问题是为了“提高系统的抵抗力稳定性，提高系统的生产力”。答案：B 课堂回扣练习1下列关于生态工程的叙述中，错误的是()A生态工程是生态学与系统工程学的结合B生态工程追求经济与生态的双赢C生态工程是无消耗、多效益的工程D生态工程能促进人类社会和自然环境的和谐发展解析：生态工程是生态学与系统工程学相结合，追求经济与生态的双赢，促进人类社会和自然环境的和谐发展，是低消耗、多效
18、益的工程。答案：C 2当前，我国农业的发展已由科技含量较低的传统农业向现代农业转变。现代农业虽然产量大大提高，但由于大量施用化肥、农药，造成了严重的环境污染，因此我国政府正大力推广经济效益、社会效益和生态效益相统一的生态农业。下列关于生态农业的叙述不正确的是()A生态农业系统中食物链和营养级越多，在能量流动中消耗的能量越少B生态农业系统的抵抗力稳定性比现代农业高C生态农业系统设计的指导原则是实现生态系统的能量和物质的多级利用D生态农业系统属于人工生态系统，人的作用非常突出解析：能量的多级利用并不是食物链越长越好，还要考虑能量在传递过程中的生物呼吸所消耗的能量；生态农业实现了废物资源化，提高了能
19、量的利用率。答案：A 3我国南方桑基鱼塘是低洼稻田挖深做塘，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，这种模式主要应用的生态工程遵循的原理是()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物质循环再生原理解析：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，成为一个高效生态系统，大大提高了系统的生产力，该模式的建立主要遵循了系统学和工程学原理。答案：A 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、烧柴以及收入等问题。以上做法依据的生态工程原理是(
20、)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以上都不是解析：从本题中可以看出在生态恢复的过程中不但要考虑生态效益，还要考虑经济、社会效益，应属于整体性原理。答案：B 5自开展“南京莫愁湖物理生态示范实验研究”开始，相继引种了浮水植物、沉水植物等共计10余种，在围隔区内已经形成了以沉水植物为优势的水生植物群体。试验区内营养盐的浓度得到有效控制，如试验区内氨氮和总氮仅分别为试验区外的1/13和1/5，有效地改善了水质。(1)此项生态工程依据的生态学原理有_、_、_、_和_。(2)生态工程的调控机制是_，主要利用的能源是_。(3)一些发达国家的生态工程建设主要依据生态系统的_，达到了以_
21、为主，_为辅的程度。而在我国的生态工程建设中，_仍起着较大作用，强调按预期目标，因地制宜地调整复合生态系统的结构和功能。(4)生态工程的主要目的在于_。答案：(1)物质循环再生原理 协调与平衡原理 整体性原理 系统学和工程学原理 物种多样性原理(2)人为辅助下的自我调节 太阳能(3)自我调节理论 回归自然 人为调控 人为调控(4)建造和调控人工生态系统，使生物与环境之间变得高度和谐解析：生态工程的建设一是要遵循生态学原理，另外还要注意对于人与自然和谐发展的调控。目前我国的生态工程和西方国家的生态工程建设所处的阶段不同，因而追求的目标也不尽相同，但总之都是为了使生物和环境之间变得高度和谐。课下综合检测见课时跟踪检测(十四)