1、章末整合提升,第四章 生态工程,知识系统构建,规律方法整合,内容索引,热点考题集训,知识系统构建,治污生态工程,协调与平衡,物质循环再生,整体性,系统学与工程学,生态农业工程,1.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，从而实现废物资源化。 2.生态工程的基本原理有物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学与工程学原理。 3.治污生态工程主要涉及的方面包括固体、液体和有机废弃物的处理，生物肥料的研制、湖区污染的治理、塑料的再生利用等。 4.生态恢复工程的功能是恢复生物群落，形成合理、高效的食物链，并在演
2、替过程中保持长期的稳定与平衡。 5.生态城市的特点是社会、经济、自然三个系统高度统一，注重高效和谐性、保持整体性和实现可持续性。,规律方法整合,整合一 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 物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。生物多样性程度高，可以为各类生物的生存提供多种机会和条件。众多的生物通过复杂的食物链和食物网联系起来，就可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的生物量，提高生态系统的生产力。 实例：(1)反面：辽宁西部的章古台地区
3、，单一种植樟子松，由于缺少昆虫天敌相生相克的食物链，而成为一片不毛之地。 (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 指生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力，即某种环境所能养活的生物种群的最大数量。协调主要指根据当地的环境条件引种或栽种适应当地环境的生物，因此在建设生态工程时，不要盲目引种或栽种；平衡是指某环境条件下生物种群的数量与环境承载力要平衡，如果生物的数量超过了环境承载力的限度，就会引起系统的失衡和破坏。,4.整体性原理 所谓生态工程的整体性原理，是指人类所处的自然系统、经济系统和社会系统所构成的巨大复合系统，三者相互影响而形成的统
4、一整体。它既包括自然系统的生物与环境、生物与生物之间的相互影响，又包括经济和社会等系统的影响力，只有把生态与经济和社会有机地结合起来，才能从根本上达到建设生态工程的目的。 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。,5.系统学与工程学原理 (1)系统的结构决定功能原理：生态工程需要考虑系统内部不同成分之间的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。 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：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，并且实现整体功能大于各部
5、分之和的效果，即“112”。 在生态工程原理的基础上，通过系统设计和调控技术组装，对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，追求生态、经济、社会效益的统一。在生态系统建设中，往往同时遵循多个生态工程的原理，而不能把它们割裂开来。,解析 如果违反生态工程的整体性原理，农民的生计得不到保证，随时会发生“前面造林，后面砍树”的现象。,例1 下列有关生态工程的原理和事例中，错误的是,答案,解析,整合二 生态农业的设计 1.生态农业的概念 生态农业是以生态学理论为依据，以环境与经济的协调发展为前提，在一定区域内，因地制宜地规划、组织和开展多层次、多功能的农业生产。,
6、2.生态农业的基本原理 生态学的基本原理是发展生态农业的主要理论基础。我们知道，生态系统中能量多级利用和物质循环再生是生态学的一条基本原理。而食物链则是生态系统能量流动和物质循环的主要渠道，因此食物链既是一条能量转换链，又是一条物质传递链，从经济上看还是一条增值链。因此，遵循这一原理，就可以合理设计食物链，充分利用当地自然资源，利用动物、植物和微生物之间的相互依存关系，使生态系统中的物质和能量被分层次地充分利用，使生产一种产品时产生的有机废物成为生产另一种产品的投入，也就是实行无废物生产，提供尽可能多的洁净产品。既充分利用机械设备、化肥、农药，又减少环境污染。,3.生态农业的特点 生态农业可以
7、实现对物质和能量的多级利用；减少对能源和资源的消耗，减少环境污染。具体优点突出表现在： (1)减少化肥使用量，降低农业投入。 (2)收获多种产品，增加经济效益。 (3)净化环境，降低人和家畜的发病率。 4.生态农业空间方面的设计 包括“平面空间”和“垂直空间” (1)“平面空间”：在一定的区域内，确定各种农作物的种类和各种农业产业所占的比例及分布区域，是比较宏观的，即农业区规划或农业规划布局。,(2)“垂直空间”：利用生态学的原理，将不同的种群科学地组合成复合生产系统，达到最充分、最合理地利用环境资源的目的。可以微观地解决一个比较小的范围内的生态组合，例如一片稻田、一个庭院、一座小山、一个池塘
8、等。在一片农田中应该从地上和地下两个方面科学搭配。地上部分包括不同作物在不同层次空间上茎、叶的配置，最大限度地利用光、热、水、气等自然资源。地下部分是要使不同农作物的根系分布在不同的土层中，以便更好地利用土壤中的矿质元素。我国南方的桑基鱼塘就是人工建立的高产、稳产的生态农业系统。,例2 有位农民在自家庭院里搞了一个小型生态农业，使0.25亩的庭院创收达几万元。其物质和能量流动如下图所示，下列对该系统的叙述中不正确的是,A.该系统中，人的因素非常关键，其中生产者是葡萄 B.该系统体现了物质、能量多级利用和高效转化 C.该系统内蚯蚓和甲烷菌为分解者 D.猪在其中为三级消费者,答案,解析,解析 从生
9、态系统的角度看，一个家庭庭院也是一个人工生态系统，在这个生态系统中有生产者、消费者和分解者，并且人的作用非常突出。该生态系统属于一种小型的农业生态工程，体现了物质和能量的多级利用和高效转化。猪以鸡粪为食，猪从鸡中获得的能量为零，猪不属于三级消费者。,热点考题集训,1.材料1 实施沼气工程，是我国政府为改善农村环境和发展农村经济大力推广的一种生态工程。 材料2 地衣中的真菌和苔藓互利共生，当把它们分开时，两者都不能正常生长。 材料3 居住在林区的农民，“靠山吃山”是他们生活的根本。当进行林业工程建设时，一方面号召农民种树，另一方面考虑林区农民的生活问题，使改善生态和发展经济结合起来，才能真正做到
10、造林护林。 上述材料所依据的生态工程主要原理依次是 物质循环再生原理 物种多样性原理 协调与平衡原理 整体性原理 系统整体性原理 系统的结构决定功能原理 A. B. C. D.,答案,解析,2,3,4,5,1,6,2,3,4,5,1,解析 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。单独存在时，两种生物都不能很好地生活，但是在一起的时候就出现了一种112的效果，体现了系统整体性原理。所谓生态工程的整体性原理，是指人类所处的自然系统、经济系统和社会系统所构成的巨大复合系统，三者相互影响而形成统一整体。,6,2.为
11、了解决粮食生产和环境保护问题，实现农业可持续发展，当前科学、有效的途径是 合理开发海洋，寻找新的粮食资源 控制人口增长，协调人与自然和谐发展 增加化肥和农药的使用，提高作物产量 开荒辟地，围湖造田，扩大粮食种植面积 利用现代生物技术，培育具有较高光合效率的作物品种 A. B. C. D.,答案,解析,2,3,4,5,1,6,解析 实现农业可持续发展，要防止片面追求当前和局部的利益，而忽视长远和整体利益，而就属于获得当前的、局部的利益而忽视了长远和整体利益的实例。,2,3,4,5,1,6,3.如图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误的是 A.微生物能利用农作物通过光合作用储存的能量
12、B.多途径利用农作物可提高该系统的能量利用率 C.沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用 D.沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者,2,3,4,5,1,6,答案,解析,2,3,4,5,1,6,解析 在该农业生态系统中，农作物可以成为家畜的饲料和人的食物，家畜也能成为人的食物，沼气池中的微生物可以利用农作物的秸秆、人和家畜粪便中的有机物，而沼液和沼渣又可以为农作物提供肥料，沼气池发酵产生的沼气又能成为人类的能源物质，实现了能量的多级利用，提高了该生态系统的能量利用率；沼气池中的微生物在该生态系统中的地位属于分解者；能量不能循环利用，所以C项错误。,4.下图表示利用自然生态系统净化污水的一种
13、大面积、敞开式污水处理池塘(即氧化塘)，请据图分析，下列叙述错误的是,2,3,4,5,1,6,A.由图示看，氧化塘净化污水的途径有物理沉降和生物分解 B.图中A表示的物质是氧气和有机物，B表示的物质是二氧化碳和矿物质等 C.随着距水面深度的不断增加，不同水层微生物的新陈代谢类型也在发生着变化，其中它们的异化作用类型的变化是需氧型兼性厌氧型厌氧型 D.氧化塘实现净化污水的原理主要是利用细菌和藻类的寄生关系来分解有机污染物,答案,解析,2,3,4,5,1,6,解析 从图中可以看出，对流入的污水进行处理主要是利用物理沉降、微生物的分解和藻类植物的光合作用进行的。由图可知，细菌和藻类生活在一起彼此有利
14、，细菌通过分解有机物，为藻类生长提供二氧化碳、水、矿物养料；藻类的光合作用为细菌的分解作用提供氧气和有机物。不同水层由于受到物理扩散、生物消耗等因素的影响，水中溶氧量随水深度的增加而减少，其中生存的生物类群也会因此而变化。故D错误。,2,3,4,5,1,6,解析 建立该人工生态系统的目的是使能量最大限度地流向对人类最有益的部分，因其食物链相对较短，能量损耗较少，故能量利用率较高；生态系统功能的维持依赖于它的各功能类群(生产者、消费者及分解者)之间能量流动和物质循环相对稳定。,5.珠江三角洲的农民充分利用自然条件，建立了该地特有的蔗基鱼塘和桑基鱼塘。请据图回答下面的问题： (1)这种人工生态系统
15、最基本的生物因素是 _。要使它长期稳定发展， 除了有稳定的_来源，各类生物要 _。,2,3,4,5,1,6,答案,解析,生产者和分解者,能量,保持相对稳定,2,3,4,5,1,6,(2)建立此生态系统的目的是使生产者固定的能量_ _；其能量利用率高的原因是在营养结构上具有_的特点。 (3)蚕粪、蔗叶进入鱼塘经过_的分解作用，又被桑基、蔗基所利用。蚕粪中的氨经过_的作用，形成了_被植物利用。 (4)概括地说，该生态系统功能的维持，取决 于它的_ _ _。,答案,答案,流向对人类最有益的部,食物链短,分解者,硝化细菌,硝酸盐和亚硝酸盐,生产者、消费者和分解者之间的能量流动和物质循环在较长的时间内保
16、持相对的稳定性,分,6.下图为“人工湿地”各环节生物组成示意图，请据图回答下列问题：(1)在人工湿地处理污水过程中，起净化作用的生物有_，不同生物各起什么作用？_ _。,解析,2,3,4,5,1,6,答案,水生植物和微生物,水生植物吸收、转化污水中的N、P等无机物，促 进好氧细菌等微生物对水体中有机物的分解；微生物分解和转化污水中的 有机物,解析 湿地生态系统处于水、陆生态系统之间，对于水的变化非常敏感，水的流入能给湿地注入营养物质，水的流出又经常从湿地带走生物和无机物。“人工湿地”是模拟自然湿地的人工生态系统。它的组成成分包括土壤、各类水生植物和水等。人工湿地的净化作用是通过湿地环境中所发生的物理、化学和生物作用的综合效应实现的。,2,3,4,5,1,6,(2)该人工湿地主要通过哪些途径去除污水中的污染物？ _ _。,2,3,4,5,1,6,答案,通过物理、化学作用沉淀、吸附、过滤，水生植物的吸收、转化，微生物 的分解和转化,(3)你知道哪些湿地生态系统？ _。 (4)湿地除了具有净化作用外，还有哪些作用？ _。,2,3,4,5,1,6,答案,河流、池塘、湖泊等,提供水源，补充地下水，调节流量，蓄洪防旱，保护堤岸，防风，调节 区域气候，保留营养物质，防止盐水入侵，提供可利用的资源等,
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