2018版高中生物(人教版)选修3同步教师用书：专题5 5.1生态工程的基本原理

5．1生态工程的基本原理1．简述生态工程的概念，关注生态工程的建设。

2．简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。

(重点)3．尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。

(难点)关注生态工程建设1．生态工程的含义(1)理论基础：生态学和系统学等学科。

(2)技术手段：系统设计、调控和技术组装。

(3)操作过程：对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。

(4)最终目的：促进人类社会和自然环境的和谐发展。

2．进行生态工程建设的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。

3．突出特点：少消耗、多效益、可持续。

4．生态经济(1)原则：循环经济。

(2)特点：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。

(3)手段：生态工程。

[合作探讨]探讨1：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率，减少了资源的浪费。

探讨2：传统经济与生态经济的区别是什么？提示：(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，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。

[思维升华]1．生态工程建设的原因分析(1)传统农业的生产模式——石油农业①模式内容：大量使用化肥、农药、机械的农业生产模式。

②弊端：不注重生态环境的保护，没有考虑成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。

(2)建立生态经济——循环经济模式：实现原料产品的生产体系，实现废弃物的资源化。

(3)生态工程与传统农业的比较比较项目生态工程传统农业基本原理生态学、工程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能源太阳能化学能生物多样性得到保护减少2.(1)生态经济的实质：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，实现“循环经济”最重要的手段之一就是生态工程。

(2)对生态工程概念的理解，应注意以下几点：①涉及的学科知识有生态学、系统学、工程学、经济学等。

②运用到的技术手段有系统设计、调控和技术组装等。

③面临的任务是对已破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。

④最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。

⑤生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续。

3．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：(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：1．有关传统经济与生态经济的叙述，不正确的是()A．传统经济发展是以资源的过度开发、损坏、低效利用、造成巨大环境污染为代价的B．污染物的资源化是很难实现的，故污染物是放错地方的资源的说法不正确C．生态工程是实现生态经济的重要手段之一D．只有坚持可持续发展，才能实现生态、社会、经济协同发展【解析】通过技术的进步，污染物的资源化是可以实现的。

【答案】 B2．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．生态工程的目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展【解析】生态工程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，使经济效益和生态效益同步发展，与传统的生产模式相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。

【答案】 C生态工程所遵循的基本原理1．物质循环再生原理(1)理论基础：物质循环。

(2)意义：可避免环境污染及其对系统的稳定和发展的影响。

(3)实例：“无废弃物农业”。

2．物种多样性原理(1)理论基础：生态系统的抵抗力稳定性。

(2)意义：生物多样性程度高，可提高系统的生产力。

(3)实例①反面：辽宁西部章古台地区的樟子松林，由于没有一条昆虫与其天敌相生相克的食物链，使得偶然滋生的松毛虫肆虐一时。

②正面：由珊瑚虫和某些藻类共生组成的珊瑚礁区，物种繁多，系统稳定。

3．协调与平衡原理(1)理论基础：生物与环境的协调与平衡。

(2)意义：可避免系统的失衡和破坏。

4．整体性原理(1)理论基础：社会—经济—自然复合系统。

(2)意义：统一协调各种关系，保障生态系统的平衡和稳定。

(3)实例：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、烧柴及收入等问题。

5．系统学和工程学原理(1)系统的结构决定功能原理。

①理论基础：分布式优于集中式和环式。

②意义：改善和优化系统的结构，从而达到功能改善的效果。

③实例：我国南方水网地区的桑基鱼塘模式。

(2)系统整体性原理。

①理论基础：总体功能大于各部分之和的效果，即“1＋1>2”。

②意义：能够保持很高的系统生产力。

[合作探讨]探讨1：“西部大开发”是国家为振兴西部提出的宏观决策，在我国西北地区进行防护林建设时，没有种植适应当地环境的树种，而是大量种植了不适应当地环境的杨树。

这主要是违背了什么原理？提示：违背了协调与平衡原理。

探讨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。

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。

探讨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。

[思维升华]生态工程所遵循的原理理论基础内容举例物质循环再生原理物质循环物质能够在各类生态系统中进行区域小循环和全球地质“无废弃物农业”1．“三北防护林”工程建设中注意了以下两个问题：(1)考虑到树种的生态适应性问题；(2)考虑到树种多样性问题。

这分别体现了生态工程的哪些原理()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】系统学与工程学原理的意义：改善和优化系统的结构以改善功能、保持系统很高的生产力；物种多样性原理的意义：生物多样性程度可提高系统的抵抗力稳定性，提高系统的生产力；协调与平衡原理的意义：生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏；整体性原理的意义：统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定；“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”，故B正确。

【答案】 B2．在社会主义新农村建设中，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：(1)该生态工程所遵循的基本原理有____________________________(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，该生态系统更能净化环境，主要原因是__________________________。

【解析】本题考查生态工程的原理及农业生态系统的分析。

解答本题时首先要仔细分析图示中各种生物之间的物质、能量关系，结合每小题具体涉及的相关知识作具体分析，归纳整理正确答案。

【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．生态工程以牺牲环境和资源为前提，生产出更多的产品D．生态工程力求达到生态效益、经济效益和社会效益的协调统一【解析】A项为生态工程产生的前提条件。

B项为生态工程的意义。

D项为生态工程的原理。

C项错误，不是牺牲而应是保护生态环境。

【答案】 C2．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，提高了能量的利用率。

【答案】 A3．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()【导学号：72240042】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】 A4．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_______________________________________________。