第3節生態工程

［學習目標］1.簡述生態工程的概念，關注生態工程建設。2.概述生態工程的基本原理，舉例

說出自生、循環、協調和整體原理的主要內容。3.通過分析和評價生態工程的實例，說出這

些實例所運用的生態工程基本原理。

一、生態工程的基本原理

教材梳理

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修復、重建,從而提高生態系統的生產

力或改善生態環境,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：遵循生態學規律,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。

(3)生態工程的特點：與傳統的工程相比，生態工程是一類少消耗、多效益、可持續的工程體

系。

2.生態工程所遵循的基本原理

生態工程以生態系統的自組織、自我調節功能為基礎,遵循著整體、協調、循環、自生等生

態學基本原理。

⑴自生

①含義：由生物組分產生的自組織、自我優化、自我調節、自我更新和維持就是系統的自生。

②要求

a.遵循自生原理，需要在生態工程中有效選擇生物組分并合理布設。

b.維持系統的自生，需要創造有益于生物組分的生長、發育、繁殖,以及它們形成互利共存

關系的條件。

⑵循環

①含義：在生態工程中促進系統的物質遷移與轉化,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轉化率較高。

②意義：通過系統設計實現不斷遁坯，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。

(3)協調：處理好生物與環境、生物與生物的協調與平衡，需要考慮環境容納量。如果生物的

數量超過了環境承載力的限度，就會引起系統的失衡和破壞。

⑷整體

①要求

a.遵從自然生態系統的規律,各組分之間要有適當的比例,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.考慮社會一經濟一自然復合系統的影響力。

②意義：統一協調當前與長遠、局部與整體、開發建設與環境保護之間的關系,保障生態系

統的平衡和穩定。

【判斷正誤】

(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()

答案(1)X(2)J(3)J(4)X

探討二

任務一：分析生態工程的原理和應用

結合教材“思考?討論：分析生態工程案例中的原理和應用”，回答問題：

(1)請分析桑基魚塘應用了生態工程的哪些基本原理？

①蠶沙、蔗葉進入魚塘，經分解者作用后被植物利用，主要為循環原理。

②池塘養魚要考慮不同魚種的關系和魚的數量，主要為協調原理。

③?；~塘在設計時要考慮栽種作物與養殖動物的比例，主要為整體原理。

④?；~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

自生原理。

(2)嘗試寫出?；~塘中的食物鏈。

提示桑樹一蠶；甘蔗一人；甘蔗一豬一人；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f魚；浮游植物一浮游動物f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。

「核心歸納」

1.生態工程遵循的基本原理歸納

原理理論基礎意義實例

自生自組織、自我優化、實現系統結構與功能的協調，形

濕地生態系統的修復

原理自我調節、自我更新成有序的整體

和維持

實現不斷循環，使前一環節產生

循環物質的迂移和轉化的廢物盡可能地被后一環節利

“無廢棄物農業”

原理（物質循環）用，減少整個生產環節“廢物”

的產生

協調生物與生物、生物與生物數量不超過環境承載力，可西北地區不適于種植

原理環境的協調與適應避免系統的失衡和破壞喬木類的楊樹

在林業工程建設中，自

整體社會一經濟一自然復統一協調各種關系，保障系統的

然系統與社會、經濟系

原理合系統平衡與穩定

統的關系問題

2.把握生態工程基本原理的判斷方法

⑴強調物質循環、廢物利用、減輕環境污染一循環原理。

⑵體現物種多，營養關系復雜一自生原理。

⑶強調生物與環境的協調與平衡，涉及環境承載力一協調原理。

⑷涉及自然、經濟和社會，指整個系統，如林業生態工程建設一整體原理。

「典題應用

1.（2023?山西大同鬲二期中）下列關于生態工程的敘述，不正確的是（）

A.生態工程研究的對象是社會一經濟一自然復合生態系統

B.“退耕還林”“退耕還草”屬于生態工程的內容

C.生態工程應遵循“整體、協調、循環、自生”的原則

D.實施生態工程的目的是環境保護

答案D

解析生態工程建設的目的是遵循生態學規律，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，即少消耗、多效益、可持續的工程體系，D錯誤。

2.某生態工程的設計過程中，四位工程師依次表達了自己的設計理念。

甲：進行生態工程建設時，不僅要考慮自然生態系統的規律，更要考慮經濟和社會等系統的

影響力。

乙：進行生態工程建設時，需要處理好生物與生物、生物與環境的平衡與適應，需要考慮環

境容納量。

丙：生態工程建設時，應盡量提高生物多樣性的程度，構建復合群落，有效選擇生物組分并

合理布設。

T：通過系統設計，使前一環節產生的廢物盡可能被后一環節利用，以減少整個生產環節中

廢物的產生。

請問甲、乙、丙、丁四位工程師的理念分別體現了什么原理？()

A.整體、協調、自生、循環

B.整體、自生、協調、循環

C.循環、協調、自生、整體

D.循環、自生、協調、整體

答案A

二、生態工程的實例和發展前景

教材梳理

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：突出矛盾是人多地少。

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物質多級循環利用工程。

(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，從而導致局

部氣候惡化、地下水位下降、生物多樣性降低、遷飛鳥類絕跡等。

②對策

a.采用工程學和生態學措施相結合的方法,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，使濕地依靠自然演替等機制恢復其生態

功能。

③案例：廈門賞雪湖生態恢復工程。

(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，乃至整個地區生態系統的破壞;還可能產生

嚴重的重金屬污染。

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

鍵在于植被恢復,以及植被恢復所必需的土壤微生物群落的重建。

③案例：赤峰市元寶山礦區生態恢復工程。

2.生態工程的發展前景

⑴不足

①缺乏定量化模型的指導,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有些設計缺乏高科技含量，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、人口問題、環境與資源破壞、能源短缺等。

(3)我國態度：把美麗中國作為建設社會主義現代化強國的重要目標,在發展中尊重自然、順

應自然、保護自然。

【判斷正誤】

(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”()

答案(1)X(2)X(3)V

核心探討

任務二：分析農村綜合發展型生態工程

根據下面“農村綜合發展型生態工程”示意圖，回答下列問題:

谷物加工］

［種植業)

秸稈青貯、氨化處理,

食用菌培養基

沼

養殖向一

沼氣池.［￥￥n)—

沼液］副產品

｛魚海池)

沼渣

物質在系統內流動-----輸出到市場

(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。

(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。

「核心歸納J生態工程的類型與案例

類型問題主要原理對策案例

北京郊區的某村

循環、整體、

農村綜合發展建立綜合發展以沼氣工程為中

人多地少，資源有限協調、自生

型生態工程型生態工程心的物質多級循

原理

環利用工程

江西鄱陽湖生態

濕地的縮小和環境污

濕地生態恢復自生、協調控制污染、退恢復工程、廈門

染以及生物資源的過

工程原理田還湖賞筲湖生態恢復

度利用

工程

礦區廢棄地的礦區生態環境的破壞自生、協調、修復土地、恢赤峰市元寶山礦

生態恢復工程和重金屬污染整體原理復植被區生態恢復工程

典題應用^

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

答案C

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

答案C

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

自

生(農村綜合發展

生

循

環、型生態工程

態

工

協

調［濕地生態恢復工程）

程

整

體

工礦區廢棄地的

生態恢復工程

［發展前景］

課時對點練

對點訓練

題組一生態工程的基本原理

1.（2023?湖北孝感高二質檢）隨著“綠水青山就是金山銀山”理念的提出，生態經濟的重要性

日益增顯。下列敘述錯誤的是（）

A.生態經濟所遵循的主要原則是循環經濟

B.生態工程的特點是少消耗、低效益、可持續

C.“無廢棄物農業”遵循的基本原理是循環原理

D.在濕地的周圍建立緩沖帶可使濕地依靠自然演替機制恢復其生態功能

答案B

解析生態工程是一類少消耗、多效益、可持續的工程體系，B錯誤。

2.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.循環原理B.協調原理

C.自生原理D.整體原理

答案B

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。

3.（2023?河北邢臺高二月考）在設計某地人工生態林時，某同學提出以下觀點：①盡量增加樹

木種類；②可選擇經濟價值較高的樹種。上述觀點提出時遵循的主要生態工程建設原理是

（）

A.自生原理、整體原理

B.自生原理、協調原理

C.循環原理、整體原理

D.自生原理、循環原理

答案A

解析盡量增加樹木種類，增加物種多樣性，可提高生態系統的穩定性，遵循自生原理；選

擇經濟價值較高的樹種，考慮收益問題，遵循整體原理，A正確。

4.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（）

綜合污染物排放量（億噸）能源消耗總量（lOWBtu）

°1995199719992(X)12(X)301995199719992(X)12(X)3

年份年份

甲乙

A.整體原理B.協調原理

C.自生原理D.循環原理

答案D

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產生了障礙，故生產模式沒有遵

循循環原理。

題組二生態工程的實例和發展前景

5.生態工程建設需要因地制宜、多措并舉。下列相關敘述錯誤的是()

A.農村綜合發展型生態工程實現了物質的循環利用

B.農村綜合發展型生態工程的原理是一樣的，各地均可按相同的模式建設

C.在濕地生態恢復工程中，建立緩沖帶主要是為了減少人類的干擾

D.在某礦區廢棄地進行公園化建設時，需要考慮植被與土壤之間的協調

答案B

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

答案A

7.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，錯誤的是

()

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

答案A

解析生態農業中食物鏈一般比現代農業多，但營養級不會太多，因為每個營養級中生物都

會消耗能量，營養級越多消耗的能量越多，因而人獲得的能量越少，可能難以獲得較高的經

濟效益。

8.目前我國在礦產資源開發中，堅持“誰污染、誰治理”“誰破壞、誰恢復”的原則，建立

健全礦區生態環境恢復治理的責任機制。下列關于礦區廢棄地生態恢復的敘述，合理的是

()

A.礦區廢棄地生態恢復的關鍵是盡可能依靠自然演替恢復其生態功能

B.適用于礦區生態環境恢復的措施是開發農田，增加農民收入

C.該生態工程恢復所遵循的主要原理是整體原理、協調原理

D.礦石的開采只是破壞生態環境，不會產生其他危害

答案C

解析礦區廢棄地生態恢復工程的關鍵是植被恢復和土壤微生物群落的重建，這主要依靠人

類的活動，A錯誤；礦區的土壤條件惡劣，不適宜農作物的生長，B錯誤；礦山開采形成大

量巖質陡邊坡及礦渣廢棄地，邊坡的不穩定性易導致許多不良地質災害，D錯誤。

綜合強化

9.（2023?江蘇蘇州高二統考期末）下列關于生態學原理應用的敘述正確的是（）

A.對有害生物防治要做到“應滅盡滅”，以實現永久根治

B.將破碎化的棲息地連接起來，有利于生物多樣性的保護

C.生態工程秉承“人類能征服自然”的觀念，改造和利用自然

D.設計生態工程時往往依據某一生態學原理，就可實現生態恢復

答案B

解析對有害生物防治若做到“應滅盡滅”，將導致生物多樣性減少，生態系統的穩定性降

低，A錯誤；將破碎化的棲息地連接起來，有利于不同種群間生物的基因交流，有利于生物

多樣性的保護，B正確；生態工程的設計和建設中都要遵循整體原理，要改變“人類能征服

自然”的錯誤觀念，C錯誤；生態恢復需要生態系統內部組分的調節并同時受環境因素的影

響，因此設計生態工程時依據某一生態學原理，不一定能實現生態恢復，D錯誤。

10.（2023?河北滄州高二期末）我國華北某地建立了種植業與養殖業密切結合的生態農業示范

區，模式圖如圖所示。下列對其應用的生態工程原理分析錯誤的是（）

糞污還田

［玉11坪飼料場產萬噸/聊養J場「

1.68萬噸.油）：&28萬噸一|~^產

2萬前侄辛T族日用

1.99萬噸（煤當量）

［w［居民日用］

A.用沼氣滿足村民的需求、實現清潔能源代替傳統散煤能源遵循了自生的原理

B.以飼料化、肥料化和能源化來提升種養廢棄物的利用率遵循了循環的原理

C.因地制宜地選擇種植和養殖的生物種類并實現種養平衡遵循了協調的原理

D.同時實現防治環境污染、增加農民收入、促進產業發展遵循了整體的原理

答案A

解析用沼氣滿足村民的需求，實現了清潔能源代替傳統散煤能源，減少了廢物的產生，該

生態工程建設中遵循了循環原理，A錯誤；以飼料化、肥料化和能源化來提升種養廢棄物的

利用率，實現了無廢棄物工程，遵循了循環原理，B正確；因地制宜地選擇種植和養殖的生

物種類并實現種養平衡，更加關注了生物的適應性，這體現了生態工程的協調原理，C正確。

11.如圖為某農業生態工程的模式圖。下列敘述不正確的是（）

A.該生態工程的設計體現了整體原理

B.該生態工程中應用了物質的良性循環技術

C.沼渣、沼液還田的主要目的是為農作物提供有機物

D.建立沼氣池可提高人類對光合產物的能量利用率

答案C

解析該生態系統的設計過程綜合考慮了自然、經濟、社會的整體效益，體現了生態工程的

整體原理，A正確；該生態工程中應用了循環原理，達到了物質的良性循環，B正確；沼渣、

沼液還田的主要目的是為農作物提供N、P、K等礦質元素，C錯誤；建立沼氣池可以提高人

類對光合產物的能量利用率，實現能量的多級利用，D正確。

12.如圖表示某地區的玉米生態工程。下列說法錯誤的是（）

玉米粒一j-----?胚芽一j一?玉米油

玉臬粉玉米胚芽粕

一食用酒精

酒糟廢液

卜二^酒糟-----?飼料

魚?池豬產品

I糞便i

魚一魚產品H束田

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

答案C

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。

13.（2023?河北保定高二期末）生態農業是指運用生態學原理，在環境與經