第3節

生態工程1.簡述生態工程的概念，關注生態工程建設。2.舉例說出生態工程的實例及所遵循的基本原理。3.評述生態工程發展前景。1.科學思維：嘗試運用生態工程原理，分析生態環境

問題及解決對策。2.社會責任：設計簡單的生態工程，強化生態觀。素養要求學習目標一、生態工程的基本原理二、生態工程的實例和發展前景網絡構建課時對點練內容索引一、生態工程的基本原理1.關注生態工程建設(1)生態工程的概念：人類應用生態學和系統學等學科的基本原理和方法，對人工生態系統進行分析、設計和調控，或對已被破壞的生態環境進行

，從而提高生態系統的

或改善

，促進人類社會與自然環境和諧發展的系統工程技術或綜合工藝過程。(2)生態工程建設的目的：遵循

規律，充分發揮資源的生產潛力，防止

，達到經濟效益和

的同步發展。(3)生態工程的特點：與傳統工程相比，生態工程是一類

、多效益、

的工程體系。教材梳理預習新知夯實基礎修復、重建生產力生態環境生態學環境污染生態效益少消耗可持續2.生態工程所遵循的基本原理生態工程以生態系統的

為基礎，遵循著______

等生態學基本原理。(1)自生①含義：由生物組分而產生的

、自我優化、

、自我更新和維持。②要求a.遵循自生原理，需要在生態工程中有效選擇

并合理布設。b.維持系統的自生，需要創造有益于生物組分的

，及它們形成

關系的條件。自組織、自我調節功能整體、協調、循環、自生自組織自我調節生物組分生長、發育、繁殖互利共存(2)循環①含義：在生態工程中促進系統的物質

，既保證各個環節的物質遷移順暢，也保證主要物質或元素的

較高。②意義：通過系統設計實現不斷

，使前一環節產生的

盡可能地被后一環節利用，減少整個生產環節“

”的產生。(3)協調：處理好生物與環境、生物與生物的協調與平衡，需考慮_____

。如果生物的數量超過了

的限度，就會引起系統的失衡和破壞。遷移與轉化轉化率循環廢物廢物環境容納量環境承載力(4)整體①要求a.遵從

的規律，各組分之間要有

，不同組分之間應構成有序的結構，通過改變和優化結構，達到改善系統功能的目的。b.考慮

復合系統的影響力。②意義：統一協調當前與長遠、

、開發建設與_________之間的關系，保障生態系統的平衡和穩定。自然生態系統適當的比例社會—經濟—自然局部與整體環境保護(1)進行生態工程建設時，僅需考慮自然生態系統的規律()(2)在建設生態農業時，沼氣池建立是遵循循環原理()(3)根據協調原理，一個生態系統中生物種群的數量不應超過環境容納量()(4)有了生態工程，可以走“先污染、破壞，后治理

”的老路()判斷正誤×√√×探討點分析生態工程的原理和應用請結合教材P102“思考·討論”回答問題：1.請分析桑基魚塘應用了哪些生態工程的基本原理？(1)蠶糞、蔗葉進入魚塘，經分解者作用后被植物利用，主要為

原理。(2)池塘養魚要考慮不同魚種的關系和魚的數量，主要為

原理。(3)桑基魚塘在設計時要考慮栽種作物與養殖動物的比例，主要為

原理。(4)桑基魚塘中的生物組分通過合理布設，互利共存，實現了系統結構與功能的協調，主要為

原理。核心探討突破重難強化素養循環協調整體自生2.嘗試畫出桑基魚塘中的食物鏈。提示樹→蠶；甘蔗→人；甘蔗→豬→人；雖然用蠶沙喂魚，但池塘中還可能存在如下食物鏈：浮游植物→魚；浮游植物→浮游動物→魚。3.當桑葉價格高，賣桑葉比賣魚更合算時，當地農民會將蠶沙用作桑樹的肥料，而不是喂魚。由此可以看出，生態工程建設除了要考慮生態學、工程學原理，還需要關注什么？提示還需要關注經濟學原理，要達到經濟效益和生態效益的同步發展。生態工程遵循的基本原理歸納核心歸納原理理論基礎意義實例自生原理自組織、自我優化、自我調節、自我更新和維持實現系統結構與功能的協調，形成有序的整體濕地生態系統的修復循環原理物質的遷移和轉化(物質循環)實現不斷循環，使前一環節產生的廢物盡可能地被后一環節利用，減少整個生產環節“廢物”的產生“無廢棄物農業”協調原理生物與生物、生物與環境的協調與適應生物數量不超過環境承載力，可避免系統的失衡和破壞西北地區不適于種植喬木類的楊樹整體原理社會—經濟—自然復合系統統一協調各種關系，保障系統的平衡與穩定在林業工程建設中，自然系統與社會、經濟系統的關系問題1.我國西北土地沙化非常嚴重，原因有多種，其中一個主要原因是超載放牧，導致草地退化。試分析上述事實主要違背了生態工程的什么原理A.整體原理 B.協調原理C.循環原理 D.自生原理典題應用及時反饋知識落實√解析協調原理要求處理好生物與環境的協調與平衡，需要考慮環境承載力。2.下列有關生態工程的原理和事例中，錯誤的是選項相關事例相關的生態工程原理A無廢棄物農業循環原理B在人工林中增加植被的層次自生原理C無錫太湖水體富營養化引起大面積水華違反協調原理D前面造林，后面砍林違反協調原理√解析D項中講的是在追求生態效益時必須考慮到社會效益、經濟效益，這明顯是整體原理。二、生態工程的實例和發展前景1.生態工程的實例分析(1)農村綜合發展型生態工程①問題：突出矛盾是

。②對策：建立農村綜合發展型生態工程。③實例：北京郊區某村以沼氣工程為中心的

工程。(2)濕地生態恢復工程①問題：由于人們對濕地進行排水和圍墾，已經破壞了地球上80%的濕地資源，從而導致

惡化，

下降，生物

降低、遷飛鳥類絕跡等。教材梳理預習新知夯實基礎人多地少物質多級循環利用局部氣候地下水位多樣性②對策a.采用

措施相結合的方法，使受到干擾的濕地得以恢復。b.在濕地周圍建立緩沖帶，以盡量減少人類的干擾，使濕地依靠______

等機制恢復其生態功能。③案例：廈門筼筜湖的生態恢復工程。工程學和生態學自然演替(3)礦區廢棄地的生態恢復工程①問題：礦藏開采后會造成山體、土壤和植被，及至整個地區______

的破壞；還可能產生嚴重的

污染。②對策：人工制造表土、多層覆蓋、特殊隔離、土壤侵蝕控制、植被恢復工程等。其中，關鍵在于

，以及植被恢復所必需的______

群落的重建。③案例：赤峰市元寶山礦區生態恢復工程。生態系統重金屬植被恢復土壤微生物2.生態工程的發展前景(1)不足①缺乏

的指導，難以像“精確農業”那樣設計出標準化、易操作的生態工程樣板。②有些設計缺乏

，生態系統的調控尚缺乏及時準確的監測技術的支持，缺乏理論性指導等。(2)我國面臨的生態危機：環境污染、

、環境與資源破壞、

等。(3)我國態度：把

作為建設社會主義現代化強國的重要目標，在發展中

自然、

自然、

自然。定量化模型高科技含量人口激增能源短缺美麗中國尊重順應保護(1)濕地生態恢復應盡可能多的引進外來物種()(2)礦區廢棄地的生態恢復工程的關鍵是盡可能依靠自然演替恢復其生態功能()(3)濕地生態系統對于蓄洪防旱、自然凈化污水有重要作用，被譽為地球的“腎”()判斷正誤××√探討點分析農村綜合發展型生態工程根據右面“農村綜合發展型生態工程”示意圖，回答下列問題：1.該案例中主要運用了生態工程的哪些基本原理？提示整體、協調、循環、自生。2.該生態系統的結構有什么特點？提示生態系統中的各組分搭配合理，緊密聯系形成一個有序整體。核心探討突破重難強化素養3.該生態系統的功能有哪些特點？提示該生態系統實現了物質多級循環利用，能量充分利用，減少了廢物排放和環境污染。3.下列關于濕地生態恢復工程的敘述，錯誤的是A.該工程采用的是工程學和生態學措施相結合的方法B.在濕地的周圍，要建立緩沖帶，以盡量減少人類的干擾C.對濕地的恢復，注意退耕還濕地或建立自然保護區就能奏效D.濕地的恢復除利用生物工程手段外，還要依靠自然演替等機制恢復

其生態功能典題應用及時反饋知識落實√解析對濕地的恢復不是簡單的退耕還濕地或建立自然保護區就能奏效的，在很大程度上還取決于濕地上、中游的水土保持情況，以及如何解決遷出農民的生計問題，C錯誤。4.礦區廢棄地生態恢復工程的關鍵是A.優先選擇農作物以提高經濟效益B.選擇合適的養殖動物以增加物種多樣性C.植被恢復和植被恢復所必需的土壤微生物群落的重建D.盡可能依靠自然演替恢復其生態功能√解析礦區廢棄地幾乎很少有動植物，而且土壤也被嚴重破壞，所以礦區廢棄地生態恢復的關鍵在于植被恢復和植被恢復所必需的土壤微生物群落的重建。網絡構建課時對點練題組一生態工程的基本原理1.下列關于生態工程的基本原理的說法，錯誤的是A.循環原理，在于使各種生態系統的物質循環可以順利進行，盡量減少

產生廢棄物B.自生原理，需要在生態工程中有效選擇生物組分并合理布設C.整體原理，只考慮自然系統的規律，所有的人類活動必須完全以生態

系統的穩定為核心D.協調原理，是指生物與生物、生物與環境的協調與適應對點訓練123456789101112131415161718√123456789101112131415161718解析進行生態工程建設時，不但要考慮到自然生態系統的規律，更要考慮到經濟和社會等系統的影響力。2.協調原理主要指A.生物與環境的適應及環境對生物的承載力B.系統各組分之間要有適當的比例關系C.自然系統、經濟系統、社會系統協調統一D.物質循環和能量流動協調統一1234567891011121314151617√183.生態系統內即使某個物種由于某種原因而死亡，也會很快有其他物種占據它原來的生態位置，從而避免出現系統結構或功能失衡。這體現的生態工程原理是A.協調原理

B.自生原理

C.循環原理

D.整體原理123456789101112131415161718√解析物種繁多而復雜的生態系統具有較高的抵抗力穩定性，可以在有限資源的條件下，產生或容納更多的生物量，提高系統生產力。即使某個物種由于某種原因而死亡，也會很快有其他物種占據它原來的生態位置，從而避免出現系統結構或功能失衡，這體現了自生原理，B正確。4.下列有關生態工程的說法，正確的是A.“無廢棄物農業”主要體現了循環原理B.西北地區種植喬木類楊樹違背了整體原理C.生態工程最終的目的是追求經濟效益最大化D.生態工程是一種無污染、多效益的工程體系123456789101112131415161718√解析西北地區的環境不利于楊樹生長，因此其違背了協調原理，B項錯誤；生態工程最終的目的是達到經濟效益和生態效益的同步發展，C項錯誤；生態工程是一種少消耗、低污染、多效益、可持續的工程體系，D項錯誤。5.在幫助農民發展經濟的時候，一定要注意一些實際問題，如“蘋果樹不宜在熱帶地區栽種”“柑橘不宜在北方地區栽種”，這主要體現了生態工程的什么原理A.協調原理 B.整體原理C.自生原理 D.循環原理123456789101112131415161718√解析引種時必須注意生物是否與當地的環境相協調，這體現了生態工程的協調原理。題組二生態工程的實例和發展前景6.黨中央制定的“平堤行洪、退田還湖、移民建鎮”的方針是針對下列哪項工程制定的A.濕地生態恢復工程B.礦區廢棄地的生態恢復工程C.大區域生態系統恢復工程D.農村綜合發展型生態工程123456789101112131415161718√7.如圖是某生態工程示意圖，下列有關說法錯誤的是A.用玉米的副產品玉米芯生產木糖醇，可增加經濟效益B.用殘渣來培育食物菌和蛆蛹，實現了物質的多級利用C.用蛆蛹糞便作為有機肥還田，運用了能量循環原理D.該生態工程的運轉離不開人的管理√1234567891011121314151617188.人工濕地是將污水、污泥有控制地投放到人工建造的濕地中，主要利用土壤、人工介質、微生物的作用對污水、污泥進行處理的一種技術。下列相關敘述不合理的是A.合理搭配植物以提高生態系統的物種多樣性B.該濕地生態系統具有一定的自我調節能力C.濕地微生物的主要作用是作為分解者以加快物質循環D.增大引入濕地的污水總量以提高能量傳遞的效率√123456789101112131415161718123456789101112131415161718解析建立人工濕地時，需要合理搭配植物，形成相對穩定的營養結構，以提高生態系統的物種多樣性，A正確；該濕地生態系統對污水、污泥可以進行處理，有一定的自我調節能力，B正確；微生物主要是作為分解者，分解污水中的有機物，加快物質循環，C正確；建立人工濕地只能提高能量的利用率，但是不能提高能量的傳遞效率，且若引入濕地的污水總量過大，超過該濕地生態系統的自我凈化能力，則會破壞該生態系統的穩定性，D錯誤。9.有一山區由于開采露天小鐵礦等活動，自然生態系統被破壞，成為一片廢墟，為盡快使該山區恢復到原有自然生態系統狀態，應采取的最好措施是在這片廢墟上A.回填土壤，引進多種外來物種，重建新生態系統B.撤出人類全部活動，實行全面封閉，等待自然恢復C.回填土壤，栽培當地經濟農作物，發展農業生產D.回填土壤，栽種多種當地原有的植物，實行封山育林123456789101112131415161718√123456789101112131415161718解析在原有的氣候條件未發生巨大變化之前，回填土壤并栽種多種當地原有的植物，實行封山育林，減少人為因素的破壞，是使已遭到破壞的生態系統恢復到原有自然生態系統狀態的最好措施。10.如圖所示為某人工生態系統，下列相關敘述錯誤的是A.該生態系統由于飼養豬、雞延長了食物鏈，

最終使人獲得的能量減少B.蠅蛆和蚯蚓是該生態系統的分解者，可促進

該生態系統中物質循環和能量流動的進行C.合理使用農家肥在提高土壤肥力的同時增加大氣中CO2濃度，利于葡萄

和蔬菜增產D.該生態系統遵循了循環原理123456789101112131415161718√解析飼養豬、雞延長了食物鏈，但經過廢棄物再利用，人獲得的能量增多，A錯誤；農家肥經過微生物分解后可以產生CO2和無機鹽，故能在提高土壤肥力的同時增加大氣中CO2濃度，利于葡萄和蔬菜增產，C正確。1234567891011121314151617181234567891011121314151617綜合強化1811.在生態工程建設中，注重自生原理的主要意義是A.提高生態系統的抵抗力穩定性B.提高生態系統的恢復力穩定性C.保持生態系統內各種群的密度固定不變D.為某種生物的生存提供絕對有利的條件√12.從圖甲、圖乙中可以看出我國現有的生產模式嚴重地違反了生態工程的哪個原理123456789101112131415161718A.整體原理

B.協調原理

C.自生原理

D.循環原理√解析據圖分析可知，該生產模式是以化石燃料為能源物質，不能實現物質的循環再生和能量的多級利用，污染物的積累是由于生態系統物質循環途徑發生了障礙，故生產模式沒有遵循循環原理。13.生物氧化塘是利用藻類和細菌處理污水的一種生態系統。如圖是生物氧化塘內部分成分之間的關系，下列相關分析錯誤的是A.生物氧化塘利用了生態工程的循環、自生等原理B.在該氧化塘中引進硝化細菌有利于對污水的處理C.b層中的藻類和細菌具有種間互助關系D.出水處只要對細菌數量進行有效控制便可排放√123456789101112131415161718123456789101112131415161718解析根據題圖分析，a層中有機物被各種微生物分解，分解產物到b層中可與細菌代謝產物一同被藻類利用產生O2，而O2又可被好氧型細菌所利用。由此可知生物氧化塘利用了循環和自生等原理，且b層中的藻類和細菌具有種間互助關系，故A、C正確；123456789101112131415161718如果在該塘中引進硝化細菌，則可將產生的多余NH3轉變為

，利于污水的凈化，B正確；污水經處理后是否達到排放標準，不僅需要對細菌等微生物數量進行控制，還要對主要污染物進行檢測，合格后才能排放，D錯誤。14.農業的發展已由傳統農業向現代農業轉變，現代農業雖然產量大大提高，但同時又造成了嚴重的環境污染，因此我國農村現在大力推廣生態農業，下列關于生態農業的敘述中不正確的是A.生態農業中食物鏈和營養級越多越好B.生態農業的抵抗力穩定性比現代農業高C.生態農業設計的指導原則是能量的多級利用和物質的循環再生D.生態農業屬于人工生態系統，人的作用非常突出√解析生態農業屬于人工生態系統，人的作用非常突出，一般食物鏈比現代農業多，抵抗力穩定性也高于現代農業，但營養級不會太多，否則處于高營養級的生物數量過少，難以獲得經濟效益。12345678910111213141516171812345678910111213141516171815.塔式蚯蚓污水處理系統(如圖所示)采用人造濕地原理，利用植物根系和蚯蚓等處理，通過泥、沙、小石、大石四層過濾，這樣重復幾次后可實現農村生活污水的達標排放。下列有關分析正確的是A.該生態系統的群落由植物和蚯蚓構成B.該生態系統選用蚯蚓等生物，體現了

協調原理C.該生態系統的群落只存在垂直結構D.輸入該生態系統的總能量是其植物所

固定的太陽能√123456789101112131415161718解析該生態系統中的生物除了植物和蚯蚓之外，還包括泥、沙、小石、大石中的微生物，故A項錯誤；該生態系統的群落既存在垂直結構，也存在水平結構，故C項錯誤；該生態系統是人工生態系統，輸入該生態系統的總能量除了其植物所固定的太陽能之外，還應包括生活污水中的化學能，故D項錯誤。16.如圖表示某地區的玉米生態工程。下列說法錯誤的是A.就圖示而言，遵循的生態工程基本

原理是循環原理B.在玉米田中引種大豆并引入食蟲鳥，

可提高抵抗力穩定性，遵循自生原理C.此地區的玉米生態工程實現了能量的

循環，使廢物資源化D.遵循自然規律，兼顧生態效益和經濟效益，是整體原理的體現123456789101112131415161718√123456789101112131415161718解析該生態工程中，某環節產生的廢物可以作為另一個環節的原料或資源，實現了廢物的資源化，遵循循環原理，A正確；在玉米田中引種大豆并引入食蟲鳥，生物多樣性提高，可提高抵抗力穩定性，遵循自生原理，B正確；能量是不能循環的，但該工程能實現能量的多級利用，C錯誤。17.下