苏教版生物选修三《 现代生物科技专题》《生态工程及其原理》导学案-新版

第四章生态工程
第一节生态工程及其原理
【学习目标】
1.说出生态工程的概念。

2.掌握生态工程的四个基本原理。

【重难点】
生态工程的基本原理。

【导学诱思】
一、生态工程的概念
1．背景：随人口急剧增长，现代工农业生活迅速发展，原始的生态系统几
乎，全球不断激化，人们希望通过建设，寻求解决对策，减缓和防止自然生态系统的，修复或重建的生态系统。

2．概念：生态工程是指应用生态系统中与
原理、原则，结合经系统分析的方法而设计的促进物质被的生产工艺系统。

[拓展]：生态工程是指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，对造成环境污染破坏的传统方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。

3．根本目标：人类设计生态工程的根本目的是遵循自然界物质的规律，充分发挥资源的，防治环境，达到效益与效益的同步发展。

4．特点：与传统工程相比，生态工程要利于和两个方面，具有低、多和的特征。

二、生态工程的基本原理
1．生态工程所遵循的基本原理有原理、原理、原理
和原理等。

2．物种共生原理：自然界任何一种生物都不能离开其他生物而单独生存和繁衍，存在着、等关系，这构成了生态系统的和机制。

3．生态位原理：生态系统中各种生物都占有一定的生态位，依据此原理，可构建一个具有、的稳定而高效的生态系统。

4．食物链原理：食物链/食物网是实现生态系统中、和
的基础，物种间的关系是生态工程设计的重要因素。

5．物种多样性原理：生态系统中生物多样性越高，抵抗力稳定性越陷越，生态系统就越。

丰富物种多样性，使营养结构更为，可实现
并增加的目的。

（如“三北防护林”虫害、珊瑚礁区的生机）
[拓展]：
（1）物质循环再生原理：物质能在生态系统中循环往复，分层分级利用。

我国古代的“无废弃物农业”——利用收集到的一切可能的有机物质转变为有机肥料，改善了土壤结构，培育了土壤微生物，实现了N、P、K等元素的循环利用。

（2）协调与平衡原理：要处理好生物与环境的协调与平衡，生态系统中的生物数
量不能超过环境承载力（环境容纳量）的限度。

太湖等水体富营养化，导致水葫芦和藻类疯长现象；西北衰败的杨树和繁茂的当地树种间的大反差。

（3）整体性原理：生态工程建设，不但要考虑自然生态系统的规律，还要考虑到社会和经济等系统的影响力。

只有应用整体性原理，才能统一协调当前与长远、局部与整体、开发与环境建设之间的关系，保障生态系统的平衡与稳定。

（4）系统学和工程学原理：
①系统的结构决定功能原理：要通过改善和优化系统结构，达到改善系统功能的目的。

如“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，成为新的高效生态系统，大大提高了系统的生产力。

②系统整体性原理：系统各组分间要有适当的比例关系，以使得能量、物质、信息等的转换和流通顺利完成，并实现总体功能大于各部分之和的效果，即
“1+1>2”。

如珊瑚礁中珊瑚虫和藻类组成的植物——动物营养循环，有着很高的系统生产力。

6．目前，一些发达国家的生态工程建设主要依据理论，达到了以为主，为辅的程度。

7．在我国的生态工程建设中，仍起着较大的作用，强调按，因地制宜地调整复合生态系统的和；调控生态系统内各物种形成
的网络；实现、利用物质、能量、空间和时间；促进系统的循环，以达到、和运行的基本规律，运用系统工程的理论和方法来指导生态工程的。

8．此外：生态工程的设计还必须遵循____________的基本规律，运用____________
的理论和方法来指导生态工程的实施和管理，以达到____ _____的统一。

【典例解析】
【例】阅读以下资料，回答下列问题：
南京市开展“莫愁湖物理生态示范实验研究”，相继引种了浮水植物、沉水植物共计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落。

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）生态工程的主要目的在于____________________________________。

（2）此项生态工程依据的生态学原理有________________、_________________、____________________、__________ ______和___________________。

（3）生态工程的调控机制是___________________，主要利用的能源是
____________。

（4）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_____________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。

【反馈练习】
1、我国建立“三北防护林”虽然取得了巨大的生态和经济效益，但由于没有完全按照自然生态规律办事，也产生了不少问题。

如辽宁西部的章古台地区，由于单一种植樟子松树，使松毛虫因为没有天敌而肆虐一时，使很多地方几乎成了不毛之地。

这个事实说明了（）
A．樟子松树的抗虫能力很差
B．松毛虫的危害性很强，并专一性的侵害樟子松树
C．生物多样性对生态系统的重要性
D．由于植物种类达单一，导致松毛虫只能侵害樟子松树
2、人类设计生态工程的根本目标是（）
A．促进自然界良性循环的前提下，达到生态效益与经济效益的同步发展
B．促进自然界良性循环的前提下，防治环境污染，提高经济效益
C．防治环境污染，达到生态效益与经济效益的同步发展
D．促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防治环境污染，达到生态效益与经济效益的同步发展
3、下列关于生态工程的叙述中，错误的是（）
A．生态工程是生态学和工程学的结合
B．生态工程追求经济和生态的双赢
C．应用物种多样性原理和物质循环再生原理
D．生态工程是无消耗、多效益的工程
4、生态工程的调控机制是（）
A．人为调控
B．自我调控
C．人为辅助下的自我调节
D．不需要调控
5、在植被的恢复初期，不应选择的植物是（）
A．引进的新树种
B．固氮树种
C．先锋树种
D．适应性强的树种
6、黄河是我国的母亲河，但如今黄河已经成为世界罕见的“悬河”。

治理黄河最根本的措施是（）
A．加强黄河两岸堤坝的修筑
B．对黄河河床底部的泥沙清淘
C．大力培育水生生物
D．解决黄土高原的水土流失问题
7、进行生态工程建设时，不必考虑的问题是（）
A．宗教信仰
B．经济和社会的影响力
C．社会习惯和法律制度
D．自然生态系统规律
8、下列叙述违背生态工程建设基本原理的是（）
A．充分考虑环境因子对生物的影响
B．尽可能减少种间竞争所产生的耗损
C．以单一种群获得经济效益的最大化
D．实现生态系统的良性循环
9、下列有关物种多样性的叙述，错误的是（）
A．物种繁多使复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性
B．生物多样性程度高，各类生物的生存机会越多
C．生物种类越繁多，引发病虫害的几率越大
D．生物种类繁多，可以在有限的资源条件下，提高系统的生产力
10、我国西北土地沙化和盐渍化非常严重，原因有多种，其中一个主要原因是超载放牧导致草地退化。

上述事实主要违背生态工程的哪一个原理（）
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．整体性原理。