优化方案高考生物大一轮复习 第十一单元 现代生物科技专题 第41讲 生态工程讲义

第41讲生态工程1.简述生态工程的原理(Ⅱ)2.生态工程的实例(Ⅰ)[学生用书P288])一、生态工程与生态经济1．人类设计生态工程的根本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，达到经济效益与生态效益的同步发展。

2．生态工程的特点：少消耗、多效益、可持续。

3．生态经济：主要是通过实行“循环经济”的原则，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，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程。

二、生态工程所遵循的基本原理1．物质循环再生原理：物质能够在各类生态系统中，进行区域小循环和全球地质大循环，循环往复，分层分级利用，从而达到取之不尽、用之不竭的效果。

2．物种多样性原理：一般而言，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：处理好生物与环境的协调与平衡，除了考虑生物的生态适应性外，还需要考虑环境承载力(或环境容纳量)。

4．整体性原理：人类处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统中，进行生态工程建设时，不但要考虑到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。

5．系统学和工程学原理：生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。

另外，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、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，即“1＋1＞2”。

三、生态工程的类型与设计原则1．生态工程的类型：根据性质和设计目标的不同，生态工程可以分为以下类型。

(1)具有农业生态保护性质并以农产品生产为目标的农业生态工程。

(2)以环境保护为目标的林业生态工程，包括水土保持生态工程、防风固沙生态工程、水源涵养生态工程、城市绿化和园林生态工程等。

(3)以治理环境污染为目标的治污生态工程，包括污水治理生态工程、城市垃圾处理生态工程、湖泊和水源地治理生态工程等。

2．设计实施生态工程坚持的原则(1)首先肯定生态工程的作用，特别是对恢复和重建受损生态环境的重要作用。

(2)不忘大自然固有的强大的生态恢复力量，不能误认为只要有了生态工程，就可以走发达国家“先污染、破坏，后治理”的老路。

1．(2016·东北师大附中期末T29C)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．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，体现了遵循物种多样性和协调与平衡原理。

(√) 4．(2016·北京海淀区第3次练习T30D)“无废弃物农业”遵循的是物种多样性原理。

(×)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。

(×)7．我国在西部地区实行退耕还林还草工程，这一工程属于大区域生态系统恢复工程。

(√)8．在建设生态工程时，既要考虑自然生态系统的规律又要考虑到经济和社会等系统的影响力。

(√)考点一生态工程的基本原理[学生用书P289]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，提高系统的生产力“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协调与平衡原理生物与环境的协调与平衡生物的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，保障系统的平衡和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塘系统整体性原理：整体大于部分之和保持系统很高的生产力珊瑚礁：藻类和珊瑚虫的关系1.传统经济≠生态经济(1)传统经济①方式：大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。

②特点：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①方式：实现了原料→产品→原料→产品的生产体系，实现了废弃物资源化的循环经济。

②特点：少消耗、多效益、可持续。

2．整体性原理≠系统整体性原理(1)整体性原理①含义：指社会、经济、自然三方面协调统一，保障整个生态系统的稳定与平衡。

②举例：林业工程建设中自然系统、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①含义：指总体功能大于各部分之和，即1＋1＞2。

原因是系统保持有很高的生产力，具体是指互利共生的生物体现系统整体性原理。

②举例：藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌、地衣植物中的藻类和真菌等。

(2016·南京市高三期末)南京古泉生态农场是生态农业的典范。

该农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植农作物、养蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程有机地结合起来，形成一种高效良性的循环，取得良好的生态效益。

请就此生态农场的特点，完成下列问题：(1)该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的__________________、__________________和__________原理。

(2)该系统工程的核心之一是沼气池，如图所示。

①在图中用箭头标出生产过程中物质循环的方向。

②如果将“无机物→农田”这一环节去掉，对生态农业系统有何影响？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)根据生态工程的物种多样性原理，有人认为生态农业建设中，应使食物链和营养级越长越多越好。

请你结合所学知识，分析该结论是否正确，为什么？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

答案：(1)物质循环再生原理物种多样性原理整体性(2)①如右图所示：②土壤中的无机物得不到补充，物质循环受到破坏，土壤肥力下降(3)不正确。

因为食物链越长，各食物链中的生物数量越难以达到一定规模，影响经济效益；营养级越多，高层次营养级生物获得的能量越少，该营养级生物数量也越少考点二生态工程的实例分析[学生用书P290]1．主要生态工程实例的比较类型主要原理注意问题农村综合发展型生态工程物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理(1)核心：沼气工程；(2)优点：农、林、牧、渔全面发展；开发可更新资源，减少环境污染小流域综合治理生态工程整体性原理、协调与平衡原理、工程学原理(1)“综合”表现在同时考虑到生态效益和经济效益；(2)不同气候带、不同自然条件和不同经济发展水平的地区，生态工程模式应各具特色大区域生态系统恢复工程物种多样性原理、整体性原理、协调与平衡原理“三北”防护林工程建设中应注意的问题：(1)考虑树种生态适应性问题，种植适宜品种；(2)考虑树种多样性，保证防护林体系稳定性；(3)不同地区应根据当地情况采取不同策略湿地生态恢复工程协调与平衡原理、整体性原理(1)主要措施：退耕还湖；(2)主要困难：解决迁出湖区居民的生活和就业问题矿区废弃地的生态恢复工程整体性原理、协调与平衡原理(1)种植耐旱的灌木、草和树；(2)合理确定载牧量；(3)改良表土城市环境生态工程协调与平衡原理、整体性原理等(1)大气污染解决措施：禁止使用有铅汽油，加强城市绿化；(2)水污染：减少或禁止污水排放，进行污水净化；(3)垃圾处理：分类处理，实现垃圾资源化利用(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、蚕三丰收。

如图所示：(2)沼气农田立体养殖模式农业生态系统的设计原则(1)应当能够体现生态学原理与现代农业技术相结合的原则。

(2)应当能够构成一个合理的生产结构。

(3)应当体现充分利用自然界的物质和能量资源的原则。

(4)应当体现减少环境污染的原则。

(5)应当充分考虑经济、社会和生态的综合效益。

(6)所设计的农业生态系统，从理论上看应当能够实现良性循环。

(2016·浙江台州第一次统练)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________。

(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________________。

若在果园中同时种植蔬菜，属于________技术。

图中的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。

(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，请画出与该图对应的能量流动图解。

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，蚯蚓是以植物落叶等为食，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。

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)(顺序可颠倒，答出两点即可)(5)如图, [学生用书P291])1．(2016·北京东城第三次适应训练)下图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(总初级生产量)是________________________________________________________________________。