PAGE7-第一節(jié)生態(tài)工程及其原理1．駕馭生態(tài)工程的概念。2．概述生態(tài)工程的依據(jù)原理。(重點)3．理解生態(tài)工程設(shè)計的目的與方法。(難點)學(xué)問點|生態(tài)工程的概念和原理1．生態(tài)工程的概念(1)原理和方法：生態(tài)學(xué)、系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科。(2)途徑：通過系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)控和技術(shù)組裝。(3)目標(biāo)：修復(fù)或重建已破壞的生態(tài)環(huán)境，改善傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，達(dá)到經(jīng)濟效益、生態(tài)效應(yīng)和社會效益同步發(fā)展的工程體系。(4)特點：是一類少消耗、高效益、可持續(xù)的工程體系。2．生態(tài)工程的基本原理生態(tài)工程的基本原理包括：物質(zhì)循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理以及系統(tǒng)學(xué)與工程學(xué)原理。(1)物質(zhì)循環(huán)再生原理①核心：生態(tài)學(xué)中的物質(zhì)循環(huán)原理。②含義：物質(zhì)不斷地在各類生態(tài)系統(tǒng)中進(jìn)行區(qū)域小循環(huán)和全球大循環(huán)，實現(xiàn)物質(zhì)的分層、分級利用。(2)物種多樣性原理①核心：生態(tài)學(xué)中物種多樣性與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性關(guān)系的原理。②含義：物種多樣性程度較高的生態(tài)系統(tǒng)反抗力穩(wěn)定性也較高。(3)協(xié)調(diào)與平衡原理①核心：生態(tài)學(xué)中生物與環(huán)境相適應(yīng)的原理。②含義：維持生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，須要考慮環(huán)境承載力。假如超過環(huán)境承載力，就會引起系統(tǒng)的失衡和破壞。(4)整體性原理①核心：生態(tài)學(xué)、系統(tǒng)學(xué)和經(jīng)濟學(xué)相統(tǒng)一的原理。②含義：生態(tài)工程是一個社會——經(jīng)濟——自然復(fù)合系統(tǒng)，只有統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關(guān)系，才能保障系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定。(5)系統(tǒng)學(xué)與工程學(xué)原理①核心：系統(tǒng)學(xué)原理的核心是系統(tǒng)學(xué)中系統(tǒng)結(jié)構(gòu)確定功能的原理，工程學(xué)原理的核心是系統(tǒng)整體性原理。②含義：進(jìn)行生態(tài)工程的設(shè)計時，要充分考慮人工生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部不同成分之間的結(jié)構(gòu)，通過優(yōu)化這種結(jié)構(gòu)，達(dá)到改善系統(tǒng)功能的目的。eq\a\vs4\al([合作探討])資料1“無廢棄物農(nóng)業(yè)”是生態(tài)工程最早和最生動的一種模式，下圖為“無廢棄物農(nóng)業(yè)”物質(zhì)和能量的流淌圖。資料2我國“三北防護(hù)林”在遼寧西部的章古臺地區(qū)，最初單一種植了大片的樟子松林，結(jié)果發(fā)生了松毛蟲害，很多地方的樟子松奄奄一息，甚至成為“不毛之地”。在養(yǎng)分稀有的深海中，珊瑚礁區(qū)保持著很高的生物多樣性。資料3我國西北一些地區(qū)年降雨量小于450mm，是只相宜種植灌木和草的地區(qū)，但卻被硬性規(guī)定種植楊樹，以致很多地方的楊樹長成半死不活的“小老頭”狀，結(jié)果防護(hù)林成了殘敗的“灰色長城”。資料4下圖為我國南方水網(wǎng)地區(qū)的桑基魚塘。探討eq\a\vs4\al(1)：舉例說出資料1圖中的生產(chǎn)者、消費者和分解者。提示：生產(chǎn)者是作物，消費者是牛、羊、豬等家畜和人，分解者是土壤中的細(xì)菌、真菌等微生物。探討eq\a\vs4\al(2)：資料1中的生態(tài)系統(tǒng)是怎樣實現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)利用的？物質(zhì)是以什么形式循環(huán)的？提示：該生態(tài)系統(tǒng)的人糞尿、牲畜糞便、作物殘留都再返回到農(nóng)田土壤里供生產(chǎn)者利用。物質(zhì)是以元素形式循環(huán)的。探討eq\a\vs4\al(3)：資料2中為什么樟子松林的松毛蟲會肆虐，而珊瑚礁區(qū)卻能夠在養(yǎng)分稀有的深海中，保持著很高的生物多樣性？提示：①純樟子松林的生物多樣性低，食物鏈短而單調(diào)，缺少松毛蟲的天敵，而成片單一的林木又為其供應(yīng)了豐富的食物來源，因而會導(dǎo)致樹林的毀壞。②珊瑚礁區(qū)的生物多樣性高，食物鏈困難，不同的生物占據(jù)了不同的時間位、空間位和資源位，因而充分利用了珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境。例如，氮、磷等養(yǎng)分就能夠在該區(qū)生物體間充分地循環(huán)利用而很少流出系統(tǒng)外。探討eq\a\vs4\al(4)：生態(tài)系統(tǒng)能維持相對穩(wěn)定的緣由是什么？生態(tài)系統(tǒng)反抗力穩(wěn)定性的凹凸是由什么確定的？提示：生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)整實力。生態(tài)系統(tǒng)反抗力穩(wěn)定性的凹凸是由養(yǎng)分結(jié)構(gòu)的困難程度確定的。一般來說生態(tài)系統(tǒng)中的組分越多，食物網(wǎng)越困難，其反抗力穩(wěn)定性就越高。探討eq\a\vs4\al(5)：協(xié)調(diào)與平衡原理中的“協(xié)調(diào)”主要指什么？“平衡”主要指什么？提示：“協(xié)調(diào)”主要是生物與環(huán)境協(xié)調(diào)，強調(diào)生物與環(huán)境相適應(yīng)。“平衡”是種群數(shù)量與環(huán)境承載力要平衡。探討eq\a\vs4\al(6)：桑基魚塘的建設(shè)主要遵循了什么基本原理？提示：系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理。探討eq\a\vs4\al(7)：試分析桑基魚塘的物質(zhì)和能量流淌的途徑。提示：桑基魚塘系統(tǒng)中物質(zhì)和能量的流淌是相互聯(lián)系的，能量的多級利用和物質(zhì)的循環(huán)利用。桑葉用于喂蠶，蠶可以生產(chǎn)蠶絲；桑樹的凋落物和蠶沙(糞)一部分落到魚塘中，作為魚的飼料，經(jīng)過魚塘內(nèi)的食物鏈，可以促進(jìn)魚的生長，另一方面用于生產(chǎn)沼氣；魚的排泄物及其他未被利用的有機物和底泥經(jīng)過微生物的分解，又可以作為桑樹的有機肥料。eq\a\vs4\al([思維升華])生態(tài)工程的基本原理原理理論基礎(chǔ)意義實例物質(zhì)循環(huán)再生原理物質(zhì)循環(huán)可避開環(huán)境污染及其對系統(tǒng)穩(wěn)定和發(fā)展的影響“無廢棄物農(nóng)業(yè)”物種多樣性原理生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性生物多樣性程度高，可提高系統(tǒng)的反抗力穩(wěn)定性“三北防護(hù)林”建設(shè)中的單純林問題，珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性問題協(xié)調(diào)與平衡原理生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡生物數(shù)量不超過環(huán)境承載力，可避開系統(tǒng)的失衡和破壞太湖富養(yǎng)分化問題整體性原理社會—經(jīng)濟—自然復(fù)合系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關(guān)系，保障系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定林業(yè)建設(shè)中自然系統(tǒng)與社會、經(jīng)濟系統(tǒng)的關(guān)系問題系統(tǒng)學(xué)與工程學(xué)原理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)確定功能原理：分布式優(yōu)于集中式和環(huán)式變更和優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以改善功能桑基魚塘系統(tǒng)整體性原理：整體大于各部分之和保持很高的系統(tǒng)生產(chǎn)力珊瑚礁藻類和珊瑚蟲的關(guān)系[易錯提示]整體性原理≠系統(tǒng)整體性原理(1)整體性原理是指人類處在一個社會、經(jīng)濟、自然復(fù)合而成的巨大系統(tǒng)中。建立在對系統(tǒng)成分的性質(zhì)及相互關(guān)系充分了解基礎(chǔ)上的整體理論，是解決生態(tài)環(huán)境問題的必要基礎(chǔ)。(2)系統(tǒng)整體性原理屬于系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理之一。系統(tǒng)整體性是指系統(tǒng)各組分之間要有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系，只有這樣才能順當(dāng)完成能量、物質(zhì)和信息等的轉(zhuǎn)換和流通，并且實現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果。1．“三北”防護(hù)林工程建設(shè)中留意了以下兩個問題：(1)考慮到樹種的生態(tài)適應(yīng)性問題；(2)考慮到樹種多樣性問題。這分別體現(xiàn)了生態(tài)工程的()A．系統(tǒng)學(xué)原理和物種多樣性原理B．協(xié)調(diào)與平衡原理和物種多樣性原理C．整體性原理和物種多樣性原理D．物種多樣性原理和整體性原理【解析】引種時必須要留意引種的生物是否與當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境相協(xié)調(diào)，因此樹種的生態(tài)適應(yīng)性體現(xiàn)了協(xié)調(diào)與平衡原理；樹種多樣性體現(xiàn)了物種多樣性原理。【答案】B2．在社會主義新農(nóng)村建設(shè)中，某縣主動發(fā)展畜禽養(yǎng)殖和栽桑養(yǎng)蠶兩大支柱產(chǎn)業(yè)。在生產(chǎn)總量不斷提高的同時，該縣堅持在發(fā)展中解決環(huán)境問題，優(yōu)化生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)資源的最大化利用，走出了一條適合本地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)工程之路。請分析圖回答問題：(1)該生態(tài)工程所遵循的基本原理_______________(至少寫2種)。(2)該生態(tài)系統(tǒng)的能量流淌從________________起先，圖中屬于消費者的生物有________。(3)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)相比，該生態(tài)系統(tǒng)更能凈化環(huán)境，主要緣由是____________________________________________________________________________________________________________________。【解析】本題考查生態(tài)工程的原理及對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的分析。解答本題時首先要細(xì)致分析圖示中各種生物之間的物質(zhì)、能量關(guān)系，結(jié)合每小題詳細(xì)涉及的相關(guān)學(xué)問作詳細(xì)分析，歸納整理正確答案。【答案】(1)物質(zhì)循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理(2)桑等生產(chǎn)者固定的太陽能蠶、禽、畜(3)糞便等“廢棄物”被剛好利用[課堂小結(jié)]學(xué)問網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建生態(tài)工程及其原理eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(概念)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(建設(shè)目標(biāo)：達(dá)到經(jīng)濟效益、生態(tài)效益,和社會效益同步發(fā)展),特點：少消耗、高效益、可持續(xù))),,,基本原理\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(物質(zhì)循環(huán)再生原理,物種多樣性原理,協(xié)調(diào)與平衡原理,整體性原理,系統(tǒng)學(xué)與工程學(xué)原理))))核心語句歸納1.生態(tài)工程是通過系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)控和技術(shù)組裝，修復(fù)或重建已破壞的生態(tài)環(huán)境，改善傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，達(dá)到生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益同步發(fā)展的工程體系。2.生態(tài)工程的基本特點是少消耗、多效益、可持續(xù)的工程體系。3.運用生態(tài)工程可對遭到破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)和重建。4.生態(tài)經(jīng)濟主要通過實現(xiàn)“循環(huán)經(jīng)濟”的原則，使一個系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物，成為本系統(tǒng)或另一個系統(tǒng)的生產(chǎn)原料，從而實現(xiàn)廢物資源化。5.生態(tài)工程的基本原理有物質(zhì)循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理、系統(tǒng)和工程學(xué)原理。1．下列關(guān)于生態(tài)工程的敘述，錯誤的是()A．生態(tài)工程是生態(tài)學(xué)和工程學(xué)的結(jié)合B．生態(tài)工程追求經(jīng)濟和生態(tài)的雙贏C．依據(jù)的生態(tài)學(xué)原理有物種多樣性原理、物質(zhì)循環(huán)再生原理等D．生態(tài)工程是無消耗、多效益的工程【解析】生態(tài)工程建設(shè)的目的是促進(jìn)人類和社會的和諧發(fā)展，但是并不意味著就不須要消耗，只是盡可能地降低消耗并增多收益。【答案】D2．下列關(guān)于生態(tài)農(nóng)業(yè)的敘述，不正確的是()A．生態(tài)農(nóng)業(yè)實現(xiàn)了對能量和物質(zhì)的多級利用B．生態(tài)學(xué)的基本原理是發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)的主要理論基礎(chǔ)C．生態(tài)農(nóng)業(yè)使廢物資源化，提高能量的轉(zhuǎn)化效率，削減了環(huán)境污染D．農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的反抗力穩(wěn)定性比自然生態(tài)系統(tǒng)高【解析】生態(tài)農(nóng)業(yè)由于物種多樣性低，自我調(diào)整實力弱，故反抗力穩(wěn)定性比自然生態(tài)系統(tǒng)低。【答案】D3．下列措施中最可能與人類的可持續(xù)發(fā)展的原則不相符合的是()A．森林采伐量小于生長量B．人工魚塘每年生產(chǎn)者固定的能量大于消費者同化量C．對工業(yè)和生活排放的污水或廢氣進(jìn)行無害化處理后再排放D．農(nóng)田施用的無機氮多于固定的氮元素【解析】森林采伐量小于生長量，有利于資源的再生；對污水或廢氣進(jìn)行無害化處理，有利于資源的利用；生產(chǎn)者固定的能量大于消費者同化量，有利于維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定；農(nóng)田施用的無機氮較多，簡單造成環(huán)境污染，不利于可持續(xù)發(fā)展。【答案】D4．協(xié)調(diào)與平衡原理主要是指()A．生物與環(huán)境的適應(yīng)及環(huán)境對生物的承載力B．系統(tǒng)各組分之間要有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系C．自然系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)、社會系統(tǒng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一D．物質(zhì)循環(huán)和能量流淌協(xié)調(diào)統(tǒng)一【解析】協(xié)調(diào)與平衡原理主要是處理好生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)和平衡，須要考慮環(huán)境的承載力，即環(huán)境所能養(yǎng)活的生物種群的最大數(shù)量。【答案】A5．生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)即使