2019届高中生物一轮复习方案讲义：第11单元 4 第38讲生态工程 Word版含答案.doc

第38讲生态工程生态工程的基本原理1生态工程(1)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。(2)特点：少消耗、多效益、可持续。2生态经济(1)原则：循环经济。(2)结果：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)目的：实现废弃物的资源化。(4)重要手段：生态工程。3生态工程的基本原理(1)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。(2)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。(3)协调与平衡原理：生物与环境的协调与平衡问题；环境承载力问题。(4)整体性原理：综合考虑社会经济自然复合系统。(5)系统学和工程学原理系统的结构决定功能原理：通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。系统整体性原理：系统各组分之间要有适当的比例关系，完成能量、物质、信息等的转换和流通，实现总体功能大于各部分之和的效果。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)甲图所体现的生态工程的主要原理是什么？(2)乙图所体现的生态工程的主要原理是什么？(3)以下几种做法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，既考虑种树又考虑生活问题。答案：(1)物质循环再生原理。(2)整体性原理。(3)物种多样性原理；协调与平衡原理；整体性原理。 1下列实例与主要体现的生态工程基本原理，匹配最恰当的是()A中国传统农业物种多样性原理B在养分稀少的深海有物种丰富的珊瑚礁物质循环再生原理C包孕吴越的太湖中水葫芦泛滥违反了协调与平衡原理D水乡的桑基鱼塘整体性原理解析：选C。中国传统农业主要是应用了物质循环再生原理；在养分稀少的深海有物种丰富的珊瑚礁主要是体现了物种多样性原理；包孕吴越的太湖中水葫芦泛滥主要是违反了协调与平衡原理；桑基鱼塘主要是应用了系统的结构决定功能原理。2柴静的纪录片穹顶之下引发了全国人民对雾霾的关注和讨论，而天津港火灾爆炸事故遗址将在彻底清理后建设海港生态公园，这再次将生态环境与生态经济推上舆论的焦点。生态工程的建设已经成为社会关注的热点。请回答下列问题：(1)山西省为产煤大省，生态环境破坏严重，矿区废弃地的生态恢复工程的关键在于植被恢复，以及植被恢复所必需的_的重建。(2)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，主要体现了生态工程的_原理。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_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_原理。(3)在应用植物修复技术治理重金属污染的土壤时，需选择符合要求的植物，这遵循了生态工程的_原理。解析：(1)在矿区生态环境的恢复工程中，关键是植被的恢复及植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建。(2)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、菜田、果园、苗圃、鱼塘，主要体现了生态工程的物质循环再生原理。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，遵循系统的结构决定功能的原理。该生态工程种植不同的农作物、果树，饲养多种畜禽，这体现了生态工程的物种多样性原理。(3)在应用植物修复技术治理重金属污染的土壤时，需选择符合要求的植物，这遵循了生态工程的协调与平衡原理。答案：(1)土壤微生物群落(2)物质循环再生系统的结构决定功能物种多样性(3)协调与平衡生态工程与传统工程的比较项目生态工程传统工程基本理论生态学、工程学工程学调控机制人为辅助下的自我调节人为调控与自然环境的关系协调破坏主要能源太阳能化学能生物多样性保持减少 生态工程的实例和发展前景1.生态工程实例连一连2.生态工程发展的前景(1)“生物圈2号”生态工程实验的启示：使我们认识到人与自然和谐共处的重要性，深化了我们对自然规律的认识。(2)发展前景：我们需要走有中国特色的道路，即不但要重视对生态环境的保护，更要注重与经济、社会效益的结合。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？(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？(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？答案：(1)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)因为减少了化肥和农药的使用量，减少了环境污染。(3)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。avs4al() 1.“菇菜”立体栽培(如图)是充分利用温室大棚等设施的光、温度环境优势，按照空间层次分布，形成优势互补和资源高效利用的生态农业模式之一。下列有关叙述不正确的是()A.图中X可代表CO2，Y可代表O2B.该生态系统中食用菌属于分解者C.菌渣作为有机肥为蔬菜提供了能量D.该模式遵循了物质循环再生等生态工程原理答案：C2.(2018·济宁模拟)下图表示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：(1)在不考虑人工投入的情况下，流经该生态系统的总能量是_。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。(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_、_。答案：(1)生产者(桑树)通过光合作用固定的太阳能总量一(2)分解者(微生物)的分解(3)多级利用较强(4)物质循环再生原理整体性原理巧记六类生态工程实例中所遵循的原理(1)在六类生态工程实例中除“矿区废弃地的生态恢复工程”外，其余五大生态工程均涉及“整体性”原理。(2)除“矿区废弃地生态恢复工程”及“农村综合发展型生态工程”外，均涉及“协调与平衡”原理。(3)只有“农村综合发展型生态工程”涉及“物质循环再生”原理(4)只有“农村综合发展型生态工程”及“大区域生态系统恢复工程”涉及“物种多样性”原理。(5)只有“小流域综合治理生态工程”及“矿区废弃地生态恢复工程”涉及“系统学和工程学”原理。清一清易错点1混淆“传统经济”与“生态经济”点拨(1)传统经济是大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式，不注重生态环境的保护，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。(2)生态经济实现了“原料产品原料产品”的生产体系，是实现了废弃物资源化的循环经济。具有少消耗、多效益、可持续的特点。易错点2误认为利用物质循环再生原理可以提高生态系统的能量传递效率点拨能量传递效率是由生态系统中物种本身的特性决定的。易错点3混淆生态工程的“整体性原理”与“系统整体性原理”点拨(1)整体性原理：整体性原理指社会、经济、自然三方面协调统一，保障整个系统的稳定与平衡，例如林业建设中自然系统、社会系统与经济系统的关系问题，即种树的同时考虑经济收入，粮食、燃料等问题。(2)系统整体性原理：系统整体性原理强调整体大于部分之和，即“112”，目的是保持系统有很高的生产力，互利共生的生物能体现系统整体性原理，如藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌、地衣中藻类和真菌等。判一判 (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)“无废弃物农业”遵循的是物种多样性原理()(8)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()(9)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()(10)“总体功能大于各部分之和的效果”是利用系统整体性原理()(11)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()答案：(1)(2)×(3)×(4)(5)×(6)×(7)×(8)(9)(10)(11) (高考新课标全国卷)现有一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉淀池曝气池兼氧池植物池”，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。回答问题：(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。(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_(生态系统、群落、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，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。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。(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。答案：(1)无氧和有氧(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) (高考重庆卷节选)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。解析：(1)t0t1，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。改造的废弃采石场中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。t1t3，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规律，更重要的是，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。答案：(1)分解者种子或繁殖体增强竞争(2)整体性课时作业1.(2018·长沙模拟)回答下列与生态工程有关的问题：(1)与传统的工程相比，生态工程具有少消耗、多效益、_等特点。(2)人畜粪便用于农作物的生产主要符合_原理；连年种植单一品种造成病虫害增加主要违反了_原理。(3)在湿地生态恢复工程中，应在湿地周围建立缓冲带，以尽量减少_，使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。(4)“猪沼果”是我国一种常见的生态农业模式，以沼气为纽带，带动畜牧业、林果业等相关农业产业共同发展。该生态农业中的所有生物共同组成了_(填“生态系统”“群落”或“种群”)；该生态农业模式能实现能量的_。答案：(1)可持续(2)物质循环再生物种多样性(3)人类的干扰(4)群落多级利用2.如图是江苏某农村因地制宜建设的生态农业园示意图，请分析回答下列问题：(1)该生态农业园建设主要依据的生态工程原理有物质循环再生原理、物种多样性原理和_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)。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其交配，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。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)协调与平衡原理(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)3雾霾引发了全国人民的关注和讨论，生态环境与生态经济再次被推上舆论的焦点。建设社会主义新农村的关键是构建和谐社会，发展生态农业，走可持续发展之路。下图为某地一生态工程建设模式图，请据图回答有关问题：(1)生态经济：通过实行“循环经济”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，从而实现废弃物的资源化。“无废弃物农业”体现了生态工程的_原理。(2)该生态工程模式的最大优点是_。该生态工程种植不同的农作物、果树、苗木、饲养牛、猪、鸡等多种畜禽，体现了生态工程的_原理。(3)该生态系统中，处于第二营养级的生物除鸡、奶牛、鱼外还有_。(4)沼气池能否看作一个生态系统？_，为什么？_。解析：(1)“无废弃物农业”主要体现了生态工程的物质循环再生原理。(2)该生态工程模式的最大优点是实现了物质的循环利用，提高了能量利用率，减少了对环境的污染。种植多种植物，饲养多种畜禽，主要体现了生态工程的物种多样性原理。(3)第二营养级是以植物为食的生物，由图可知位于第二营养级的还有人和猪。(4)生态系统包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者，沼气池中缺少生产者，不能看作一个完整的生态系统。答案：(1)物质循环再生(2)实现了物质的循环利用，提高了能量利用率，减少了环境污染物种多样性(3)猪、人(写全才可)(4)不能沼气池中缺少生产者4污水处理厂的污泥富含有机质和无机成分，可用作肥料，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，结果见下表：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(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，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。答案：(1)呼吸作用ATP(2)能增加黑麦草叶绿素含量升高能降低污泥中PAHs的含量物质循环再生