專題四生態工程[考綱要求]1．簡述生態工程的原理(Ⅱ)。2.生態工程的實例(Ⅰ)。1．生態工程建設的目的：遵循自然界___________的規律，充分發揮資源的生產潛力，防止_________，達到____________和____________的同步發展。2．特點：______、多效益、_______的工程體系。3．基本原理(1)物質_______________原理：物質在生態系統中____________、分層分級利用。考點突破·核心探究考點1生態工程的基本原理物質循環環境污染經濟效益生態效益少消耗可持續循環再生循環往復(2)物種____________原理：物種繁多而復雜的生態系統具有較高的________________。(3)協調與平衡原理：處理好生物與環境的協調與平衡，需要考慮_______________。(4)整體性原理：進行生態工程建設時，不但要考慮到________________的規律，更重要的是，還要考慮到_________________等系統的影響力。(5)

___________和_____________原理：包括系統的結構決定功能原理和系統整體性原理。多樣性抵抗力穩定性環境承載力自然生態系統經濟和社會系統學工程學正誤判斷(1)“無廢棄物農業”遵循的是物種多樣性原理()(2)在建設高新農業時，沼氣池的建立是遵循物質循環再生原理()(3)根據協調與平衡原理，一個生態系統中種群的數量不應超過環境容納量()(4)“總體功能大于各部分之和的效果”是系統學和工程學原理()(5)在建設生態工程時，既要考慮自然生態系統的規律，還要考慮到經濟和社會等系統的影響力()×√√×√1．用流程圖形式展示生態經濟的生產方式。提示

原料→產品→原料→產品的生產體系。2．探究下面生態工程原理的不同點項目理論基礎意義實例物質循環再生原理物質_____可避免環境_____及其對系統穩定和發展的影響“無廢棄物農業”循環污染物種多樣性原理生態系統的穩定性生物多樣性程度高，可提高系統的抵抗力穩定性，提高系統的生產力“三北防護林”建設中的單純林問題，珊瑚礁生態系統的生物多樣性問題協調與平衡原理生物與環境的協調與平衡生物的數量不超過環境承載力，可避免系統的失衡和破壞太湖富營養化問題、過度放牧等整體性原理社會、經濟、自然構成復合系統統一協調各種關系，保障系統的平衡和穩定林業建設中自然系統與社會、經濟系統的關系問題系統學和工程學原理系統的結構決定功能原理：分布式優于集中式和環式改變和優化系統的結構以改善功能桑基魚塘系統整體性原理：整體大于部分之和保持系統很高的生產力珊瑚礁、藻類和珊瑚蟲的關系3.幾種典型生態工程原理歸納(1)單一人工林比天然混交林穩定性低，易爆發蟲害——______________原理。(2)草原確定合理載畜量，不能過度放牧——____________原理。(3)引種考慮適應環境——協調與平衡原理。(4)林業生態工程建設，既考慮種樹又考慮生活問題——___________原理。物種多樣性協調與平衡整體性1．現有一生活污水凈化處理系統，處理流程為“厭氧沉淀池→曝氣池→兼氧池→植物池”，其中植物池中生活著水生植物、昆蟲、魚類、蛙類等生物。污水經凈化處理后，可用于澆灌綠地。回答問題：(1)污水流經厭氧沉淀池、曝氣池和兼氧池后得到初步凈化。在這個過程中，微生物通過________________________呼吸將有機物分解。(2)植物池中，水生植物、昆蟲、魚類、蛙類和底泥中的微生物共同組成了________________(填“生態系統的群落”或“種群”)。在植物池的食物網中，植物位于第________________營養級。植物池中所有蛙類獲得的能量最終來源于________________所固定的________________能。(3)生態工程所遵循的基本原理有整體性、協調與平衡、____________________和____________等原理。(4)一般來說，生態工程的主要任務是對__________________________進行修復，對造成環境污染和破壞的生產方式進行改善，并提高生態系統的生產力。解析

(1)污水流經厭氧沉淀池、曝氣池和兼氧池的過程中，厭氧沉淀池中厭氧微生物通過無氧呼吸將有機物分解，曝氣池中需氧型微生物通過有氧呼吸將有機物分解，兼氧池中微生物則通過有氧呼吸和無氧呼吸將有機物分解。

(2)群落是一定的自然區域內相互間有直接或間接關系的各種生物的總和，故該植物池中的生產者、消費者和分解者共同組成了群落；植物為生產者，屬于第一營養級；生態系統中消費者和分解者的能量都是最終來源于生產者固定的太陽能。(3)生態工程的建立要考慮社會、經濟和自然的統一，生物與環境相協調，充分利用廢棄物中的物質和能量，并增加生物的種類以增強生態系統的穩定性，故生態工程需遵循的基本原理有整體性原理、協調與平衡原理、物質循環再生原理和物種多樣性原理等。

(4)隨著人口激增、資源破壞、能源短缺、環境污染和食物供應不足等問題，表現出不同程度的生態與環境危機，這些問題催生了生態工程，通過生態工程對已被破壞的生態環境進行修復和改善，可提高生態系統的生產力。答案

(1)無氧和有氧(或細胞)(2)群落一生產者太陽(3)物質循環再生物種多樣性(4)已被破壞的生態環境(或受損的生態系統)2．(2016·襄陽一模)生態農業是21世紀農業發展的方向，它遵循可持續發展的原則，以不危及后人發展為前提，在人類生產活動干預下，用科學的發展觀，獲取生物群體共生，生態和諧，質量安全，優質高效的農業生產載體，也可稱為人工生態系統。生態農業建設的核心是：整體、協調、循環、再生、增效。整體是對整個國土進行科學規劃；協調農業各業并使農業生產過程中的技術整合、生產與加工并重，銷售與市場對接；循環是投入與產出及生產過程中物質、能量的良性利用；再生是向附加值遞進；增效是指經濟、生態、社會綜合效益的可持續發展。(1)生態工程應在____________、____________、______________等方面取得最佳效果并達到預期目標。(2)生態農業以________________理論為依據，以________________協調發展為前提，在一定區域內，因地制宜地規劃、組織和開展多層次、多功能的農業生產。生態農業以保持生態系統內的________________為主導思想，促進物質在系統內循環和重復使用，以最少的投入獲得最大的經濟效益和生態效益。解析

(1)從材料中的最后一句話可知：生態工程應在經濟、社會、生態環境等方面取得最佳效果并達到預期目標。(2)生態農業是按照生態學原理和經濟學原理，運用現代科學技術成果和現代管理手段，以及傳統農業的有效經驗建立起來的，能獲得較高的經濟效益、生態效益和社會效益的現代化農業。生態農業通過人工設計生態工程，協調發展與環境之間、資源利用與保護之間的矛盾，形成生態上與經濟上兩個良性循環，經濟、生態、社會三大效益的統一。生態農業必須遵循協調和平衡原理。答案

(1)經濟社會生態環境(2)生態學環境與經濟生態平衡3．一青年農民利用自己學習的生態學知識，在自家庭院里建了一個小型生態農業，年創收上萬元。下圖是該家庭生態工程的模式圖，請據圖分析回答問題。(1)從圖中可知，人類生活中所需的能源來自于太陽能、沼氣等。利用這些能源與利用煤炭相比，突出的優點是_______________________________________。(2)該生態工程中的能量能夠更多地被人類利用，原因是___________________________________。

(3)生態工程建設的目的就是遵循自然界__________________________的規律，充分發揮資源的生產潛力，防止環境污染，達到經濟效益和生態效益的同步發展。與傳統工程相比較，生態工程具有__________________________的特點。(4)人類設計生態工程的根本目標：在促進自然界良性循環的前提下，充分發揮資源的生產潛力，防止環境污染，達到經濟效益和生態效益的同步發展。生態工程所遵循的基本原理是______________________、________________________、協調與平衡原理以及__________________________、系統學和工程學原理。(5)據生態工程中的物種多樣性這一原理，有人認為生態農業建設中，應使食物鏈和營養級越長越多越好，你是否支持這一觀點？________________。解析

(1)該生態農業減少了燃燒煤炭所產生的污染。(2)該生態工程充分利用了廢棄物中的能量，實現了能量的多級利用，使能量能夠更多地被人類利用。(3)生態工程建設的目的就是遵循自然界物質循環的規律，充分發揮資源的生產潛力，防止環境污染，達到經濟效益和生態效益的同步發展。生態工程的特點是少消耗、多效益、可持續。(4)生態工程遵循的基本原理有物質循環再生原理、物種多樣性原理、協調與平衡原理、整體性原理、系統學和工程學原理。(5)由于食物鏈越長，營養級越多，則能量損耗越多，不能充分利用能量。答案

(1)減少了燃燒煤炭所產生的污染(2)充分利用了廢棄物中的能量，實現了能量的多級利用(3)物質循環少消耗、多效益、可持續(4)物質循環再生原理物種多樣性原理整體性原理(5)否1．完成下面的連線考點2生態工程的實例2．實例分析如圖是某生態工程示意圖：(1)從生態學角度分析，人們建立圖示的農業生態系統的主要目的是______________________________；該系統中將植物秸稈、動物糞便等廢棄物合理地進行了利用，這體現了生態工程的_______________原理。(2)該生態工程能生產出無公害大米的原因是減少了_______________的使用量，減少了_____________。(3)將蘑菇房與蔬菜大棚相通可提高蔬菜產量，原因是蘑菇呼吸產生的_________________可以供蔬菜進行光合作用，使其光合作用增強。實現物質的循環再生和能量的多級利用物質循環再生化肥和農藥環境污染二氧化碳正誤判斷(1)“無廢棄物農業”遵循的是物種多樣性原理()(2)在建設高新農業時，沼氣池的建立是遵循物質循環再生原理()(3)根據協調與平衡原理，一個生態系統中種群的數量不應超過環境容納量()(4)某草原牧區，在進行草場建設時，既注重不同牧草種類的搭配種植，又對單位面積內的放牧量做了一定控制，體現了遵循物種多樣性和協調與平衡原理()×√√√(5)建立生態農業時巧設、增設食物鏈的目的是使食物鏈延長，消耗能量環節增多，系統總能量利用率降低()(6)礦區廢棄地生態修復工程的關鍵是優先選擇農作物以提高經濟效益()(7)我國在西部地區實行退耕還林還草工程，這一工程屬于大區域生態系統恢復工程()××√1．農村綜合發展型生態工程的核心和優點分別是：核心是____________；優點是開發可以更新的資源，減少環境污染。2．小流域綜合治理生態工程的“綜合”表現在：同時考慮到_________和____________，不同氣候帶、不同自然條件和不同經濟發展水平的地區，各具特色。沼氣工程生態效益經濟效益3．大區域生態系統恢復工程應著重考慮的問題(1)考慮樹種____________問題，種植適宜品種。(2)考慮樹種_________，保證防護林體系穩定性。4．進行濕地生態恢復工程的主要措施和面臨的主要困難是(1)主要措施：___________。(2)主要困難：解決遷出湖區居民的生計問題。生態適應性多樣性退耕還湖5．建設礦區廢棄地的生態恢復工程的主要措施是(1)種植耐旱的灌木、草和樹。(2)確定合理載畜量。(3)改良表土。6．城市環境生態工程中，解決大氣污染和水污染的措施是(1)解決大氣污染措施：禁止使用有鉛汽油。(2)水污染：減少或禁止__________________，進行______________。污水排放污水凈化【易錯警示】污染物并不是不能利用的資源對環境造成危害的污染物，采取一定的措施和技術，就能夠進行回收和循環利用，這樣不但能夠減少環境污染，而且提高了資源的利用效率，減少了資源的浪費。7．傳統農業、現代農業和生態農業的比較名稱概念優點缺點傳統農業簡單劃一的種植業不會產生嚴重的環境污染農田生態系統結構簡單，能量流動、物質循環水平低，經濟效益低現代農業利用石油等有機物來提高農作物產量的農業生產方式以石油、天然氣、煤作為能源和原料，大量使用化肥、農藥和機電動力，實行大規模生產，大幅度提高農業勞動生產率和農產品產量，獲得較高的經濟效益過量施用化肥、農藥，導致嚴重的環境污染，危害人畜健康；同時存在能耗增多、成本過高等問題生態農業運用生態學原理，在環境與經濟協調發展思想的指導下，應用現代科學技術建立起來的多層次、多功能的綜合農業生態體系充分發揮生態系統各成分的作用，通過物質多級利用，形成良性循環，減少化肥的使用量，降低農業投入，增加經濟效益，凈化環境，降低人畜的發病率1．江蘇某縣地處水鄉，畜禽養殖和栽桑養蠶是當地農業的兩大支柱產業。在生產總量不斷擴張的同時，該縣堅持在發展中解決環境問題，優化生態環境，實現了資源的最大化利用。請分析該縣農業生態系統結構(部分)示意圖，回答下面問題。(1)該農業生態系統的能量流動從______________________開始，圖中屬于消費者的生物有______________________。(2)與傳統農業生態系統相比，該農業生態系統更能凈化環境，主要原因是_____________________________________________________________________。(3)該農業生態系統為何能提高經濟效益？____________________________________________________________________________________________。

(4)從生態系統穩定性看，該農業生態系統比簡單的農田生態系統不易發生蟲害的原因是________________________________________________________________________________________。請說出兩種根據生物學原理防治害蟲的方法：_____________________________________________________________________________________________。解析

(1)生態系統的能量輸入是指由生產者固定太陽能開始，例如桑等農作物；直接或間接以生產者為食的為消費者，如蠶、畜、禽。(2)與傳統農業相比，該生態系統對物質和能量進行了多級利用，如利用糞便等合成有機肥，減少了對化肥的使用，降低了成本，減輕了對環境的污染。(3)投入減少，物質循環利用，使產量提高。(4)該生態系統生物群落結構相對復雜，從而使抵抗力穩定性增強，自我調節能力提高。利用生物的種內關系或種間關系來誘殺害蟲，如利用捕食關系引入天敵，利用性引誘劑進行防治害蟲等。答案

(1)桑等生產者固定太陽能蠶、禽、畜(2)糞便等“廢棄物”被及時利用(3)實現了物質和能量的多級利用，提高了農產品的產量；減少了化肥、農藥的使用(降低農業投入)

(4)抵抗力穩定性較高(營養結構較復雜，自我調節能力較強)天敵防治、激素防治、種植轉基因抗蟲作物(任選兩種)2．(2016·湖南一模)某研究性學習小組參觀長沙市郊建立的以沼氣為中心、以保護生態環境為目標的“四位一體”生態農業(人居—種植—養殖—沼氣)時繪出了如下模式，請分析回答：(1)構建以沼氣為中心的“四位一體”生態農業時所依據的主要生態學原理是____________________________________________________________________________________________，該生態農業最大的優點是___________________________________________________________________________________________________________________________。(2)該生態系統的生產者是________________________，蘑菇在該生態系統的成分中屬于________________。在農業生產上，將蘑菇房與蔬菜大棚相通，可以提高蔬菜產量，其原因是________________________。(3)利用植物秸稈生產乙醇時，植物秸稈經預處理后，被微生物A所產生的________________酶水解，轉化成葡萄糖。在控制________________的情況下，能促進微生物B的發酵過程。寫出微生物B發酵過程的相關反應：________________________________________。(4)秸稈在沼氣池中處理成沼渣后有利于植物的吸收利用，原因是___________________________________________________________________________________________________________________________。(5)為進一步提高經濟效益，養豬場引進了一頭肉質優良的花豬，運用________________(填“DNA重組或核移植”或“胚胎分割”)技術可實現利用當地品種生產花豬的設想。解析

(1)圖中的生態農業為無廢棄物農業，通過農業廢棄物資源化，實現物質的多級循環利用，減少污染，在資源有限的情況下，充分發揮資源潛力，建立良性物質循環體系，促進農業持續穩定地發展。(2)該生態系統的生產者是水稻、大豆和蔬菜，蘑菇為腐生真菌，是分解者。蘑菇通過細胞呼吸產生的CO2能為蔬菜進行光合作用提供原料。(3)植物秸稈的主要成分是纖維素，能在微生物A產生的纖維素酶的催化下水解為葡萄糖。微生物發酵產生乙醇需在無氧條件下，進行的是無氧呼吸，故微生物B的發酵過程中需控制通氣。

(4)沼氣池中的微生物可將秸稈中的有機物分解為無機物，成為植物易于吸收的營養物質。(5)利用肉質優良的花豬的體細胞核與當地品種的卵母細胞的細胞質進行重組，獲得的重組細胞再經過早期胚胎培養和胚胎移植即可實現利用當地品種生產花豬。該過程運用的是核移植技術，也叫克隆技術。答案

(1)物質循環再生提高物質和能量利用率，減輕環境污染(或實現物質和能量的多級利用，減少環境污染)

(2)水稻、大豆和蔬菜分解者蘑菇細胞呼吸放出CO2，可為蔬菜的光合作用提供原料(3)纖維素通氣C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2＋少量能量(4)微生物將秸稈中的有機物分解為無機物(5)核移植3．江蘇某農戶創建的冬季生態型種植養殖模式如下圖所示，請據圖回答下列問題：(1)牛棚內產生的________________可擴散進入蔬菜大棚，提高蔬菜的光合效率；蔬菜光合作用產生的______________可擴散進入牛棚。(2)秸稈除了作為牛的飼料外，還可與牛糞混合堆放進行________________________，腐熟的產物肥效提高，這是因為________________________。這種肥料用于蔬菜栽培可以提高蔬菜產量。(3)在牛的品系、飼料品種和用量不變的條件下，采用這種養殖模式，牛的生長速率明顯提高，其主要原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)牛棚保溫所需的熱能來源于牛自身散熱、地熱、________________________和________________。(5)從生態系統主要功能的角度分析，這種種植、養殖模式較好地實現了___________________________________________________________________。解析

(1)牛棚內牛的呼吸作用和微生物的分解作用產生的CO2可以擴散進入蔬菜大棚，提高蔬菜的光合效率，蔬菜光合作用產生的O2擴散進入牛棚，用于牛和一些需氧微生物的呼吸作用。(2)秸稈的主要成分是纖維素，與牛糞混合堆放可以被微生物分解，將有機物分解成無機物，作為肥料才能被蔬菜吸收。(3)這種冬季生態型種植養殖模式中，由于生物呼吸作用產生的熱量可以使牛棚內的溫度升高，牛維持體溫消耗的能量較少，用于生長發育的能量較多，所以牛的生長速率明顯提高。

(4)生物通過呼吸作用分解有機物，一部分能量用于生命活動，還有大部分的能量以熱能的形式散失。(5)生態系統的功能包括物質循環和能量流動，這種生態模式可以實現物質的循環利用和能量的多級利用。答案

(1)二氧化碳氧氣(2)發酵微生物將有機物分解為無機物(3)牛棚內溫度較高因而牛維持體溫消耗的能量較少(4)太陽光能發酵產熱(5)物質的循環利用和能量的多級利用課堂歸納·要點速記網控全局規范術語1.生態工程建設的目的是遵循自然界物質循環的規律，充分發揮資源的生產潛力，防止環境污染，達到經濟效益與生態效益的同步發展。2.物質循環再生原理的基礎是物質循環；物種多樣性原理的基礎是生態系統的穩定性；協調與平衡原理的基礎是生物與環境的協調和平衡；整體性原理的基礎是社會、經濟和自然構成復合系統；系統學和工程學原理的基礎是系統的結構決定功能。3.農村綜合發展型生態工程的主要原理是物質循環再生原理、整體性原理和物種多樣性原理；小流域綜合治理生態工程的主要原理是整體性原理和協調與平衡原理；大區域生態系統恢復工程和城市環境生態工程的主要原理都是協調與平衡原理、整體性原理。1．(2014·重慶)為治理某廢棄采石場的生態環境，對其進行了公園化建設。［真題集訓］高效訓練·能力提升(1)對其進行整理和覆土，并選擇適生植物進行人工造林，不同恢復時期的植物物種數如上圖所示。t0→t1，植物殘體及凋落物中的有機物被生態系統中的______________轉化為無機物，使土壤條件得到改善；同時由于人工林土壤中存在__________________，導致群落中植物物種數增加；t1→t3，人工林抵抗力穩定性的變化是______________；群落中植物物種數逐漸增加，物種之間________________加劇。(2)通過人工林建設和園林景觀構建，既改善了生態環境，又可提高社會和經濟效益，這主要體現了生態工程的__________________原理。解析

(1)t0→t1，植物殘體及凋落物中的有機物被生態系統中的分解者分解成無機物，使土壤條件得到改善。改造的廢棄采石場的土