【课堂新坐标，同步备课参考】2013-2014学年高中生物（苏教版）选修3教师用书：第4章 生态工程
文档属性
| 名称 | 【课堂新坐标，同步备课参考】2013-2014学年高中生物（苏教版）选修3教师用书：第4章 生态工程 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 6.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2014-07-29 12:58:20 | ||
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文档简介
第一节生态工程及其原理
(教师用书独具)
●课标要求
1．简述生态工程的原理。
2．举例说出生态工程的实例。
●课标解读
1．说出生态工程的概念。
2．概述生态工程依据的原理。
●教学地位
生态工程的基本原理是生态工程开发与利用遵 ( http: / / www.21cnjy.com )循的客观依据，农业生态工程也以生态原理为依据，保证了经济、生态环境和社会效益的同步发展。在高考试题中常以农业生态工程实例如庭院生态系统、三北防护林等为背景材料考查其应用的基本原理及主要技术等。
●教法指导
1．建议以所给的资料为背景，给学生充分的阅 ( http: / / www.21cnjy.com )读时间，以教材中的问题讨论为载体，教师充分调动学生参与讨论的积极性，更多地从思考问题的角度、解决问题的方法等方面给予具体的指导。如在种植业和畜牧业的优化组合的案例中引导学生从各种类型的投入成本、产出、纯收益、产品的社会市场需求等多种要素综合全面考虑问题，做到经济效益与生态效益双赢。
2．对于生态工程的几个主要类型的分析可采取 ( http: / / www.21cnjy.com )视频播放及图片展示相结合的方式进行传授。搜集我国在不同生态工程类型方面的实例，通过学生观看。表述生态工程的类型及依据的基本原理。
3．教授农业生态工程的主要 ( http: / / www.21cnjy.com )技术时，可从人们都比较关注的引起农产品质量变劣的生态环境因素为切入点创设一些问题。例如，传统农业方式最突出的问题是什么？如何从根本上解决？结合教材引导学生从所采用的主要技术去分析讨论，以点带面了解其他的主要技术，把握每种技术的优势及要解决的问题。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1．搜索有关生态工程的知识，同时由投影 ( http: / / www.21cnjy.com )仪进行展示，如马世骏教授提出的生态工程的概念、抚仙湖水污染治理生态工程、利用风能等进行的可再生资源组合利用生态工程等，引发学生思考生态工程的类型及其应用。
2．现在全国各地都在进行新农村建设 ( http: / / www.21cnjy.com )，教师可收集原来农村生态环境被破坏以及恢复过程的有关图片资料，或是正在建设的生态农业的资料，由此导入新课。
●教学流程设计
课前自主探究：阅读教材P83～87 ( http: / / www.21cnjy.com )相关内容，填写【课前自主导学】空白，完成思考交流1、2。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】中两种方法之一导出课题。 步骤2：课前评价检测：作答【正误判断】并进行校正。随机抽选学生表述生态工程的基本原理及类型并给予评述。 步骤3：结合必修3的相关生态学知识理解生态工程的原理，并举出应用相关原理的实例。
步骤6：构建本课时知识网络，默读【结论语句】 ( http: / / www.21cnjy.com )，阅读P88“拓展视野”。 步骤5：采取板演形式由两位同学完成【当堂双基达标】的1～5题并由其他学生进行点评。 步骤4：课件展示不同类型的生态工程，学生思考回答它们各自的原理，通过【课堂互动探究】探究1归纳，学生分析回答例1。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.说出生态工程的概念。2.概述生态工程依据的原理。 1.生态工程的原理。(重点)2.生态工程设计的方法。(难点)
生态工程的概念
1.生态工程
(1)原理：物种共生与物质循环再生原理、结构与功能相协调原则。
(2)设计对象：生物群落、生态系统或地域性生态空间。
(3)意义：提供合理利用自然资源、减少环境污染、有效促进经济发展和加强环境保护的途径。
(4)设计思路：促进物质的分层多级利用。
(5)根本目标：在促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防治环境污染，达到生态效益与经济效益的同步发展。
2．面临的环境问题及措施
(1)面临的环境问题：自然资源破坏严重、能源短缺日趋严重、环境遭受严重污染。
(2)措施：调控系统内部的结构和功能。
①目的：修复或重建受损的生态系统。
②实例：农林牧副渔一体化生态工程。
③优点：低消耗、多效益、可持续。
1．生态工程设计的根本目标是什么？
【提示】 人类设计生态工程 ( http: / / www.21cnjy.com )的目的多种多样，但其根本目标是在促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防治环境污染，达到生态效益与经济效益的同步发展。
生态工程的原理
1.物种共生原理
主要包括共生、竞争等多种关系，构成了生态系统的自我调节和反馈机制。
2．生态位原理
(1)实例：林冠层与林下层的鸟类占据不同的空间，摄取不同的食物。
(2)意义：可以构建一个具有多层次、多种群的稳定而高效的生态系统。
3．物种多样性原理
(1)原理：生物多样性越高，生态系统就越稳定。
(2)意义：可实现对资源充分利用并增加系统的稳定性。
4．食物链原理
食物链是实现生态系统中物 ( http: / / www.21cnjy.com )质循环、能量流动和信息传递的基础，也是生态工程所利用的物种共生原理的基础。生态系统内物种间的食物关系是生态工程设计的重要因素。
生态工程的设计
1.依据：生态学和工程学的基本原理。
2．常用方法
(1)食物链(网)的“相接”，如稻田养鱼农业生态工程。
(2)食物链(网)的“加环”，如玉米副产品的充分利用。
3．目的：合理利用自然资源，促进物质循环利用，减少资源浪费与环境污染，以满足人类的生存与发展需要。
4．实例——生物氧化塘：一个连续处理污水的生物循环过程。
2．生物氧化塘是利用什么处理污水的？
【提示】 利用藻类和细菌等生物之间的协同作用。
1．物种共生只包括生物间共生和竞争两种关系。(×)
【提示】 物种共生主要包括共生、竞争等多种关系。
2．生物多样性越高，生态系统就越稳定。(√)
3．在建立不同的生态工程时，要遵循不同的设计原理，不能相互照搬，应因地制宜。(√)
4．有了生态工程，我们就可以先污染破坏后治理。(×)
【提示】 生态系统恢复力有限，我们不可以先污染破坏后治理。
生态工程所遵循的基本原理比较
【问题导思】
①生态工程所遵循的基本原理主要有哪些？
②举例说明生态工程所遵循的基本原理。
项目 理论 内容 意义 举例
食物链原理 食物链是一条能量转化链、物质传递链，又是一条价值增值链 巧接食物链，调整食物链长度，利用相应的腐生生物，将各营养级的食物残渣或粪便等排泄物进一步转化 提高物质和能量的利用率，减少环境污染 利用青蛙来控制农田中的害虫
物种多样性原理 生态系统的抵抗力稳定性 物种多、营养关系复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性；生物多样性高，可以为各类生物提供多种生存的机会和条件，容纳更多的生物数量 增强生态系统结构和功能的抵抗力稳定性 单一物种人工林病虫害严重，自然林有虫无灾
生态位原理 每个种群在生态系统中都有特定的功能和位置 将适宜的生物引入生态系统，增补空白的生态位 实现物种多样化，提高生系统的稳态定性，提高物质、能量利用效率 稻田养鱼，鱼吃掉危害水稻生长的害虫，同时为水稻提供矿质元素，水稻能够为鱼提供一定饲料
物种共生原理 生物相互依存，不能单独生存和繁衍 经过长期进化而形成的种间关系，包括共生、竞争等多种关系 构成生态系统自我调节和反馈机制 大豆与根瘤菌互利共生
1．建立一种生态工程时可能同时运用到多种原理。
2．建立不同的生态工程时，依据的主要原理不同，要因地制宜，不能相互照搬。
在社会主义新农村建设中，某县积极发展畜禽养殖和栽桑养蚕两大支柱产业。在生产总量不断提高的同时，该县坚持在发展中解决环境问题，优化生态环境，实现资源的最大化利用，走出了一条适合本地区可持续发展的生态工程之路。请分析图回答问题：
(1)该生态工程所遵循的基本原理________(至少写2种)。
(2)该生态系统的能量流动从________________开始，图中属于消费者的生物有________。
(3)与传统农业生态系统相比，该生态系统更能净化环境，主要原因是__________________________。
【审题导析】 对于新农村建设中的生态工程分析如下：
【精讲精析】 本题考查生态工程的原理及 ( http: / / www.21cnjy.com )农业生态系统的分析。解答本题时首先要仔细分析图示中各种生物之间的物质、能量关系，结合每小题具体涉及的相关知识作具体分析，归纳整理正确答案。
【答案】 (1)物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理
(2)桑等生产者固定的太阳能 蚕、禽、畜
(3)粪便等“废弃物”被及时利用
生物氧化塘
【问题导思】
①生物氧化塘依据的主要生态学原理是什么？
②在生物氧化塘中，不同水层的微生物是如何对污水进行治理的？
1．生物氧化塘就是利用藻类和细菌等生物之间的协同作用来处理污水的一种生态系统。
在生物氧化塘中(如下图)，藻类数量很多 ( http: / / www.21cnjy.com )，种类也非常丰富，包括小球藻属、衣藻属等。藻类一般位于表层(好氧层)，能直接摄取废水中的小分子有机物。在生物氧化塘的下层(兼性层)，通常有无色杆菌、假单孢菌、芽孢杆菌等优势菌种。在氧化塘底部的厌氧层中，能见到硫酸还原细菌和甲烷细菌。在生物氧化塘中，一般还有钟虫类、轮虫类和甲壳类等浮游动物，它们能去除塘中的营养物质，提高水的透明度。
生物氧化塘的作用示意图
氧化塘内的转化过程实际上是一个连续 ( http: / / www.21cnjy.com )处理废水的生物循环过程。在氧化塘中，藻类光合作用产生的氧气和空气中的氧气，有利于好氧菌降解废水中的有机物；兼性菌和厌氧菌则通过好氧或厌氧反应，分解废水中的有机物。
2．多功能生物氧化塘不仅具有污水净化的作 ( http: / / www.21cnjy.com )用，还可使污水资源化(如下图)。污水进来后，首先进入沉砂环节，让一些固体废弃物沉淀下来。如果污水中有机物的含量高，就采用流程Ⅰ；如果污水中有机物的含量低，就采用流程Ⅲ或流程Ⅳ。
多功能生物氧化塘工艺流程示意图
藻—菌互生环节就是利用藻类吸收无机物产生氧气和细菌分解有机物的作用，促进污水净化。出水前可通过对藻、菌进行控制以达到改善水质的目的。
(多选)(2013·南通期末)生物氧化塘是利用藻类和细菌处理污水的一种生态系统。下图是生物氧化塘内部成分之间的关系，相关分析正确的是( )
A．生物氧化塘利用了生态工程的物质循环再生、物种多样性等原理
B．在该氧化塘中引进硝化细菌有利于对污水的处理
C．B层中的藻类和细菌具有种间互助关系
D．出水处只要对细菌数量进行有效控制便可排放
【审题导析】 生物氧化塘净化污水的作用主要是生物净化，其关键过程是：
【精讲精析】 根据图分析，A层中有机 ( http: / / www.21cnjy.com )物被各种微生物分解，产生的产物到B层中可与细菌代谢产物一同被藻类利用产生O2，而O2又可被好氧型细菌所利用。由此可知生物氧化塘利用了物质循环再生和物种多样性等原理，且B层中的藻类和细菌具有种间互助关系。如果在该塘中引进硝化细菌，则可将产生的多余的NH3转变为NO，利于污水的净化。而污水经处理后是否达到排放标准，不仅需要对细菌等微生物数量进行控制，还要对主要污染物进行检测，合格后才能排放。
【答案】 ABC
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．生态工程主要由生物种群、生物群落和生态系统构成。
2．生态学原理主要包括物种共生、生态位、食物链、物种多样性等。
3．生态工程设计依据的是生态学和工程学的基本原理。
4．生态工程设计常用“相接”和“加环”的方法。
1．下列不属于生态工程建设目的的是( )
A．对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善
B．防治环境污染
C．单纯追求粮食产量
D．促进人类社会和自然环境的和谐发展
【解析】 根据生态工程的概念可知，防治 ( http: / / www.21cnjy.com )环境污染，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，促进人类社会和自然环境的和谐发展都是生态工程建设的目的。只有C项不正确，单纯追求粮食产量有可能影响整个生态系统的和谐发展。
【答案】 C
2．(2013·仙桃高二月考)生态工程依据的生态学原理不包括( )
A．生态位原理 B．食物链原理
C．物种多样性原理 D．高耗能原理
【解析】 生态工程依据的生态学原理主要包括物种多样性、物种共生、生态位、食物链等。
【答案】 D
3．我国南方桑基鱼塘是低洼稻田 ( http: / / www.21cnjy.com )挖深做塘，塘内养鱼，塘基上种桑，用桑养蚕，蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕三丰收，大大提高了系统生产力，这种模式，主要应用了生态学的哪个原理( )
A．生态位原理 B．物种共生原理
C．物种多样性原理 D．食物链原理
【解析】 本题考查生态工程遵循的原理。由题干信息可知桑基鱼塘中，上述四种原理均有体现，但主要体现的是食物链原理。
【答案】 D
4．(2012·苏州高二检测)下列有关物种多样性的叙述，错误的是( )
A．物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性
B．生物多样性程度高，各类生物的生存机会多
C．生物种类越多，引起病虫害的几率越大
D．生物种类繁多，可以在有限的资源条件下，提高系统的生产力
【解析】 在生态系统中，生物种类越多， ( http: / / www.21cnjy.com )自我调节能力越强，如果害虫的数量增多，食虫鸟的数量也会增加，所以生物种类繁多，引起病虫害的几率可能会下降。
【答案】 C
5．下图为窦店村综合发展生态工程示意图。请据图回答：
(1)该工程主要运用了生态工程的哪些基本原理？
(2)该工程属于生态工程的哪种类型？
(3)从能量流动角度看，人们建立该生态工程的目的是
______________________________________________。
(4)蓝绿萍的代谢类型是________，在生态系统中的地位是____________。
【解析】 从图中分析：该生态工程突出地表现 ( http: / / www.21cnjy.com )在对秸秆等废弃物的再利用上，并通过物质的转化(饲料等)生产出新的产品，所以应用了物种多样性原理和食物链原理，其主要目标是生产农产品，故应属于农业生态工程。人类研究能量流动的目的是调整能量流动的方向，使之流向对人类最有益的部分。蓝绿萍是绿色植物，可以进行光合作用，其代谢类型应为自养需氧型，属生产者。
【答案】 (1)物种多样性原理和食物链原理。
(2)农业生态工程。
(3)使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
(4)自养需氧型 生产者
一、选择题
1．(2013·渭南高二检测 ( http: / / www.21cnjy.com ))我国西北土地沙化和盐渍化非常严重，原因有多种，其中一个主要原因是超载放牧，导致草地退化。试分析上述事实主要违背了生态工程的什么原理( )
A．系统学和工程学原理 B．物种共生原理
C．物种多样性原理 D．生态位原理
【解析】 物种共生原理是生态工程的基本原理之一，该原理的一个重要方面就是考虑环境承载力，即生态系统的自我调节能力。
【答案】 B
2．某牧草的留种区，为了预防鸟啄食草籽，用网把留种区罩起来，后来发现，留种区草的叶子几乎被虫吃光了。发生这种现象的根本原因是( )
A．害虫过度繁殖 B．干旱缺水引起虫害
C．食物链被破坏 D．害虫产生变异新类型
【解析】 食物链被破坏，破坏了生态平衡，导致有害动物泛滥成灾。
【答案】 C
3．2011年6月5日是第39个世界环境日，中国倡导使用清洁能源，减小能耗，更好地保护环境。下列措施与其不相符的是( )
A．投入少，产出多，污染少，可持续发展能力强
B．采用浮床工艺法等手段治理水污染
C．先生产后治理，提高经济效益
D．建立“原料—产品—原料—产品”的无废料生产体系
【解析】 低投入、高产出、无(低)污染 ( http: / / www.21cnjy.com )是生态工程的总体目标，浮床工艺法治理水污染是已经验证了的行之有效的措施，物质经多级利用而实现良性循环，最大限度地提高能量的利用率。先生产后治理的思想不符合生态工程的要求，应该是在生产的同时不造成环境污染。
【答案】 C
4．在下列四种措施中，能提高区域生态系统的抵抗力稳定性的是( )
A．减少该生态系统内的捕食者和寄生生物的数量
B．适当增加该生态系统中各营养级的生物种类
C．使该生态系统内生产者和消费者在数量上保持不变
D．减少该生态系统的生物种类
【解析】 生态系统的生物种类越多，其营 ( http: / / www.21cnjy.com )养结构(食物链和食物网)越复杂，它的自我调节能力也就越强，抵抗力稳定性越高。因此，要提高区域生态系统的抵抗力稳定性，应适当增加生态系统中生物的种类。
【答案】 B
5．关于生态工程的叙述，不正确的是( )
A．当人类赖以生存的生态系统出现严重的健康问题时，生态工程应运而生
B．生态工程能够减少环境污染
C．生态工程以牺牲环境和资源为前提，生产出更多的产品
D．生态工程力求达到生态效益、经济效益和社会效益的协调统一
【解析】 生态工程的目标是在促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防治环境污染，达到生态效益与经济效益同步发展。
【答案】 C
6．生态农业设计中，引进捕食性动物控制有 ( http: / / www.21cnjy.com )害昆虫的数量，增加新的生产环节，将人们不能直接利用的有机物转化为可以直接利用的农副产品。这都属于( )
A．平面设计 B．垂直设计
C．时间设计 D．食物链设计
【解析】 引进捕食性动物，增加新的生产环节， ( http: / / www.21cnjy.com )从营养结构上看都是在原有的食物链中引入或增加新的环节，以实现对物质和能量的多层次利用，提高农业生产的效益，属于食物链设计。
【答案】 D
7．(2013·盐城高二测试)建立生态农业时巧设、增设食物链的目的不包括( )
A．努力实现物质和能量的分层多级利用
B．减轻对环境的污染、提高抵抗力稳定性
C．加强生物防治，控制有害生物的危害
D．食物链延长，消耗能量环节增多，系统总能量利用率降低
【解析】 生态农业中巧接食物链，提高 ( http: / / www.21cnjy.com )了生态系统的抵抗力稳定性，实现了能量的多级利用，使能量尽可能多的流向对人类有益的地方，系统总能量利用率并没有降低。
【答案】 D
8．我国南方桑基鱼塘是低洼稻田挖深做塘 ( http: / / www.21cnjy.com )，塘内养鱼，塘基上种桑，用桑养蚕，蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕三丰收，大大提高了系统生产力，这种生态农业模式( )
A．实现了物质和能量在系统中的多级循环利用
B．使整个生产过程进入了废物资源化的良性循环
C．提高了食物链中各营养级之间的能量传递效率
D．注重系统内部的自身调节作用，不需要外部投入
【解析】 生态系统中的能量不能循环利用， ( http: / / www.21cnjy.com )所以A项错误；食物链中各营养级之间的能量传递效率不会因环节的增多而发生改变，所以C项错误；桑基鱼塘的生态农业模式虽然更加注重系统内部的自身调节作用，但依然需要外部的投入，所以D项错误。
【答案】 B
9．下列关于生态工程设计的叙述，错误的是( )
A．生态工程设计的依据是生态学和工程学的基本原理
B．用玉米芯生产木糖醇采用的是生态工程的食物链(网)的“相接”法
C．生物氧化塘是生态工程设计的一个实例
D．利用藻类和细菌等生物之间的协同作用可处理污水
【解析】 用玉米芯生产木糖醇采用的 ( http: / / www.21cnjy.com )是生态工程的食物链(网)的“加环”法。生物氧化塘内的转化过程实际上是一个连续处理污水的生物循环过程，是生态工程设计的一个实例。生物氧化塘就是利用藻类和细菌等生物之间的协同作用来处理污水的，藻类产生的O2有利于好氧菌降解污水中的有机物，各种菌产生的CO2等无机物又能被藻类充分利用。
【答案】 B
10．(2012·南京高二检测)图示某生态农场生产流程，据图分析下列说法错误的是( )
A．食用菌和蚯蚓在该生态系统中属于分解者
B．该生态系统达到了能量多级利用的目的
C．因食物链延长，系统总能量利用效率降低
D．循环利用有机废弃物，提高了系统的效益
【解析】 由图示可知：该生态系统中能 ( http: / / www.21cnjy.com )量被多级利用；食用菌和蚯蚓可分解粪屑、杂屑等，在生态系统中属于分解者；图中食物链并未延长，系统能量利用效率明显提高。
【答案】 C
二、非选择题
11．“四位一体”(人居—种植—养殖— ( http: / / www.21cnjy.com )沼气)生态农业是我国北方典型的生态农业模式，它以沼气为纽带，将沼气池、猪禽舍、蔬菜栽培与日光温室有机地组合在一起。下图是该系统物质循环的示意图，请分析回答下列问题：
(1)图中有几条食物链？__ ( http: / / www.21cnjy.com )______。沼气的产生依赖该生态系统中的成分是________________________________________________________________________。
(2)该生态系统中能量能否 ( http: / / www.21cnjy.com )循环利用？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)“四位一体”应用了__________________________________________等原理，与自然生态系统相比，它的抵抗力稳定性________(填“高”或“低”)。
(4)举例说明“四位一体”农业有哪些生态效益？
【解析】 该生态系统是运用了食物链原理、物种 ( http: / / www.21cnjy.com )多样性原理建立起来的。生产者是蔬菜，消费者是人、猪，食物链只有两条。这样的生态系统与自然生态系统相比，抵抗力稳定性低得多。能量的利用特点是单向流动，逐级递减。
【答案】 (1)两条 分解者
(2)不能
(3)食物链原理、物种多样性原理 低
(4)①使用清洁、高效的沼气 ( http: / / www.21cnjy.com )、减少对薪柴的砍伐量，有利于植被保护和水土保持；②人、畜粪便的无害化处理，改善农村卫生条件；③沼渣、沼液的合理利用，提高了土壤肥力，从而减少化肥用量；④减小农药用量，有利于环境保护。
12．根据材料回答问题：
据国家林业局发布的一项调查表明， ( http: / / www.21cnjy.com )我国已经成为受荒漠化危害最为严重的国家之一。目前，全国四分之一以上的田地荒漠化，每年因荒漠化造成的直接经济损失达540亿元。因此在实施西部大开发的过程中，要切实搞好生态环境的保护和建设，大力开展植树种草、治理水土流失、防治沙漠化等活动。
(1)从生态因素上分析，改善西部地区生态环境必须首先解决的非生物因素是____________。
(2)“退耕还林(还草)”所依据的主要生态 ( http: / / www.21cnjy.com )学原理是________________________；其目的是提高生态系统的____________。
(3)保护环境、保持生态系统稳定性的关 ( http: / / www.21cnjy.com )键是保护森林，近年来，首都北京等地频繁出现了“沙尘暴”，源头主要是黄土高原和内蒙古地区。这说明森林等植被在__________________________等方面起着重要作用；另外我国在西北植树造林方面应依据生态工程的____________原理，注意树种不要过于单一。
【解析】 本题考查了非生物因素对生 ( http: / / www.21cnjy.com )态环境的影响，以及物种多样性原理的应用。我国西部地区以干旱为主，水是影响生态环境的主要非生物因素。“退耕还林(还草)”和“植树造林”都增加了物种的多样性，提高了生态系统的自我调节能力。同时，植被具有特殊的生态功能，如防风固沙、保持水土、涵养水源等，这样改善了西北气候，从而形成了良性循环。
【答案】 (1)水 (2)物种多样性原理 自我调节能力
(3)防风固沙、保持水土、涵养水源 物种多样性
13．(2013·黄河中学月考) ( http: / / www.21cnjy.com )“四位一体”生态农业是我国北方典型的生态农业模式，它以沼气为纽带，将沼气池、猪禽舍、蔬菜栽培与日光温室有机地组合在一起。下图A是“四位一体”农业生态工程模式图，图B是该系统物质循环的示意图，请分析回答下列问题：
(1)结合生态工程的原理，请补充图B中的连线并注解，从而完成该系统的物质循环示意图。
(2)该生态模式中建立了日光温室，日光 ( http: / / www.21cnjy.com )温室和裸地栽培相比，植物需水量和需肥量为什么相对要多一点？________________________________________________________________________。
使用沼气池里的残渣肥田为什么可以提高蔬菜的产量？
(3)“四位一体”应用了______________等原理，与自然生态系统相比，它的稳定性有什么特点？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】 (1)如下图
(2)日光温室比裸地栽培温度相对要高， ( http: / / www.21cnjy.com )植物生长快，所以需水、需肥多 沼气池里的残渣含有丰富的矿物质，能提高农作物的产量 (3)物质循环和生物多样性(或能量多级利用) 抵抗力稳定性较低，恢复力稳定性高
第二节关注生态工程的实例
(教师用书独具)
●课标要求
关注生态工程的建设。
●课标解读
1．结合当地生活环境的变化，关注生态工程的建设。
2．举例说出我国的生态工程实例。
●教学地位
在上一节学习生态工程的原 ( http: / / www.21cnjy.com )理和类型的基础上，本节介绍生态工程设计和我国生态工程的建设，是将生态工程的各项原理应用于实际的生态工程建设，引导学生将所学的知识应用于实际。在高考中常常以环境保护或农林生产中生态学问题为情景考查学生分析、应用和设计能力。
●教法指导
1．在生态工程建设的基本过程的教学 ( http: / / www.21cnjy.com )中，可提出引发思考的问题让学生讨论，如提出“如何进行生态工程设计？”、“在生态工程设计中有哪些方法？”，在学生充分讨论的基础上，教师总结生态工程设计的基本过程和生态工程设计的常用方法。
2．我国生态工程实例可结合具体的资料来教学，对我国某个具体的生态工程提出思考性问题，让学生解决。
(教师用书独具)
●新课导入建议
当前生活污水和工业污水的 ( http: / / www.21cnjy.com )产生量很大，造成河流、湖泊污染，如何根据生态工程原理设计出污水治理工程？怎样根据生态工程原理设计出高效的农业生态工程？
●教学流程设计
课前自主探究：阅读教材P89～99 ( http: / / www.21cnjy.com )相关内容，填写【课前自主导学】空白，完成思考交流1、2。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】导出课题。 步骤2：课前评价检测：作答【正误判断】并进行校正。 步骤3：引导学生讨论生态工程建设的基本过程包括的环节，通过【课堂互动探究】探究1总结。
步骤6：构建本课时知识网络，默读 ( http: / / www.21cnjy.com )【结论语句】，阅读P100“拓展视野”。 步骤5：采取板演形式由两位同学完成【当堂双基达标】的1～5题并由其他学生进行点评。 步骤4：多媒体展示我国的生态工程实例，学生思考各生态工程设计的原理、特点和实施方法。学生分析回答例2。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.结合当地生活环境的变化，关注生态工程的建设。2.举例说出我国的生态工程实例。 1.生态工程建设的基本过程。(重难点)2.我国各项生态工程的特点及原理。(重点)
生态工程建设的基本过程
1.生态工程建设遵循的原理和原则
遵循生态学原理、适应性原则和高效益 ( http: / / www.21cnjy.com )原则，即在强调可行性的前提下，突出社会 经济 自然生态系统的整体与功能，从而促进生态环境的保护和产业的发展。
2．生态工程建设的基本过程
拟定目标与本底调查→系统分析→可行性评价与决策→技术设计。
我国生态工程建设的实例
1.治污生态工程
(1)内容：固体、液体和有机废弃物的处理，生物肥料的研制与试用， 湖区污染的生态治理，塑料的再生利用等。
(2)实例
“人工湿地”生态工程：利用湿地净化污水的人为建设的生态工程。
1．“人工湿地”对污水的净化作用是通过哪些生物完成的？
【提示】 水生植物和微生物。
2．生态恢复工程
(1)概念：对受到不同程度干扰或破坏的生态系统的保护、修复和改善。
(2)首要步骤(第一步)：恢复植被。
(3)实例
①矿山废弃地生态恢复工程：在植被恢复过程中，要注意选择生长快、抗逆性强的树种，优先选择固氮树种，尽量选择适应性强的乡土树种和先锋树种。
②林业生态建设
a．目标：维护环境与发展经济。
b．基础：优化土地利用。
c．依据：发挥水土资源和生物资源的生产潜力。
③西部的生态治理：西部环境恶化的实质是水土资源的丧失。
3．生态农业工程
(1)生态农业
①依据：生态学理论。
②前提：环境与经济协调发展。
③特点：多层次、多功能的农业生产。
④目的：促进物质在系统内循环和重复使用，以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益。
(2)实例：留民营村生态农业。
4．生态城市
(1)含义：是基于社会、经济、自然三个系统并高度统一的可持续发展城市。
(2)特点：主要包括注重高效和谐性、保持整体性和实现可持续性等。
2．发达国家与我国的生态工程建设强调的重点有所不同，为什么？
【提示】 发达国家经济发展 ( http: / / www.21cnjy.com )水平较高，人均土地、水等资源占有量较多，所以这些国家的生态工程往往注重生态恢复，而较少注重经济效益。而我国人口较多，人均土地、水资源和能源占有量少，所以在进行生态工程时，一定要注重生态效益、社会效益和经济效益的统一。
1．技术设计是生态工程建设的核心环节。(√)
2．人工湿地是模拟自然湿地生态系统的自净功能而建设的。(√)
3．生态恢复工程的第一步是恢复食物链。(×)
【提示】 生态恢复工程的第一步是恢复植被。
4．我国西部地区环境恶化的实质是植被减少。(×)
【提示】 我国西部地区环境恶化的实质是水土资源的丧失。
生态工程建设的基本过程
【问题导思】
①生态工程建设包括哪些环节？
②生态工程建设的核心环节是什么？
1．生态工程建设的基本过程
生态工程建设的基本过程 具体内涵
拟定目标与本底调查 ①设计目标：社会 经济 自然复合生态系统整体协调的目标②本底调查内容：自然资源、社会经济条件和环境条件等
系统分析 ①意义：系统分析是生态工程可行性分析和决策的基础和依据②方法和内容：采用系统分析的方法，结合定性研究，系统地对整体特征进行综合分析和评价
可行性评价与决策 在达到最佳的经济效益和社会效益的同时，也达到最佳的生态效益，增加复合生态系统的稳定性，降低生态系统恶化的风险
技术设计 ①设计方法：改变食物链②目的：提高整体的综合效益
2.生态工程技术设计常用的方法
设计方法 具体内容 事例
食物链(网)的“相接” 连接平行的原本不相连接的种类，形成互利共生网络，提高能量利用效率，促进物质的良性循环 稻田养鱼生态工程：在人有意识的调控下，将一些鱼苗放养在稻田中，使稻田生态系统的结构有所改变，促进物质循环和能量流动
食物链(网)的“加环” 在食物链(网)中增加一些环节，以充分利用原先尚未利用的物质和能量，促使物质循环和能量流动的路径畅通，发挥生产潜力，提高生态和经济效益 用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇等，其残渣培养食用菌，食用菌的残渣再养殖蛆蛹，蛆蛹粪再作为优良有机肥还田等
“相接”形成的是“互利共生”的 ( http: / / www.21cnjy.com )结果，“加环”却是促进尚未利用的能量流向了特定的对象。“加环”常见的模式是通过增加分解者来添加，它没有增加或延长食物链，却使物质得到了充分的利用。
(2013·新乡高二检测)为了控制和治理沙尘暴等异常气候，必须在内蒙古和黄土高原种草植树，下列有关此问题的说法，不正确的是( )
A．要选择一些耐干旱的树种和草种
B．选择经济林木和优良牧草栽种，这样既增加了植被的覆盖率又获得了较高的经济效益
C．注意林木和草种的多样性，以提高人造林和人工草原的生态稳定性
D．有水利条件的地方，要有计划地营造基本草场防护林，以林护草，草林结合
【审题导析】 经济林木和优良的牧草不一定能适应内蒙古和黄土高原的环境。
【精讲精析】 内蒙古高原、黄土高原干旱缺水， ( http: / / www.21cnjy.com )环境条件恶劣，大面积种草植树，要选择耐旱草种和树种，同时要注意草种和林木的多样化，以提高人工草原和人造林的生态稳定性。在水利条件好的地方，要有计划地营造草场防护林，以林护草，草林结合，形成营养结构合理、抵抗力稳定性强的人工草原和人工林。
【答案】 B
我国生态工程建设的实例
【问题导思】
①我国生态工程建设有哪些实例？
②各种生态工程建设依据的原理和特点分别是什么？
生态工程 类型实例 原理和特点、实施方法
生态农业工程 物质和能量的多层次利用系统(如农作物秸秆的多级利用) 以生态学理论为依据、以环境与经济协调 ( http: / / www.21cnjy.com )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。以保持生态系统内的生态平衡为主导思想，促进物质在系统内循环和重复使用，以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益
水陆交换的物质循环体系(如桑基鱼塘体系)
农林牧渔联合生产体系(如生态农场，留民营村的生态农业)
(2011·江苏高考)池塘养殖普遍存在由于饵料、鱼类排泄物、换水不及时等引起的水体污染现象，研究者设计了一种循环水池塘养殖系统(如下图)。请回答下列问题。
(1)与自然池塘相比，人 ( http: / / www.21cnjy.com )工养殖池塘生态系统恢复力稳定性________。人工养殖池塘水体的N、P含量容易升高，会引起水体的富营养化；藻类等浮游生物大量繁殖、加之死亡后被微生物分解，引起水体的溶氧量下降，造成鱼类等死亡，进一步破坏了生态系统稳态，这种调节方式称为________。
(2)与传统养殖池塘相比 ( http: / / www.21cnjy.com )，该养殖系统增加的生态工程设施有________________。可以通过在这些设施内栽植水生植物、放养滤食动物等措施，起到对水体的____________，有效减少水体中的N、P等含量。
(3)该养殖系统设计为前一池塘上层水流入后一池塘底部，实现水层交换，其目的有______________、___________。
(4)该养殖系统中串联的池塘不宜过多，因为_________。
(5)保持池塘水体中适当的N、P含量 ( http: / / www.21cnjy.com )是必要的，该养殖系统可以通过______________、____________________进行调控。
【审题导析】 (1)传统养殖普遍存在的问题。
(2)循环水池塘养殖系统与传统养殖池的不同。
(3)根据设问思考设计者的设计意图和各种分设计的作用。
【精讲精析】 (1)与自然池塘相比，人 ( http: / / www.21cnjy.com )工养殖池塘生态系统中的组分较少，营养结构简单，抵抗力稳定性较低，恢复力稳定性较高。生态系统稳定性的维持是正反馈调节和负反馈调节共同作用的结果，正反馈调节使生态系统远离平衡状态，负反馈调节使生态系统维持在相对稳定的状态。
(2)该生态系统属于人工设计的生态工程。 ( http: / / www.21cnjy.com )与传统养殖池塘相比，增加了生态塘和潜流湿地等设施。生态塘和潜流湿地中的水生植物和滤食动物能够有效减少水体中N、P等的含量，起到净化水体的作用。(3)通过设备将前一池塘上层水导入下一个池塘的底部，可以实现上、下水层的交换，增加水中溶氧量和提高饵料利用率。(4)随着养殖塘中生物体排放的有机污水的积累，越靠后的养殖塘中微生物分解有机物产生的N、P含量会越高，从而造成水体富营养化，故该养殖系统中串联的池塘不宜过多。(5)为保持池塘水体中适当的N、P含量，可以通过不间断地补水和排水来实现，或者是通过水泵控制水的流量来实现。
【答案】 (1)高 正反馈
(2)生态塘和潜流湿地 净化作用
(3)增加水中的溶氧量 提高饵料的利用率
(4)后面池塘水体中的N和P含量(浓度)越来越高
(5)补水和排水 水泵控制水的流量(循环频次)
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．生态工程建设应遵循适应性和高效性原则，突出社会 经济 自然生态系统的整体与功能，促进生态环境的保护和产业的发展。
2．生态工程建设要考虑到有利于人类和自然两个方面，突出低消耗、多效益和可持续的特征。
3．恢复植被是生态恢复工程的第一步。
4．生态工程建设除了依据生态学原理外，还应依据整体性原理、协调与平衡原理、物质循环再生原理、自生性原理等工程学原理。
1．生态工程建设的核心环节是( )
A．拟定目标与本底调查 B．系统分析
C．可行性评价与决策 D．技术设计
【解析】 生态工程建设的基本过程包括拟 ( http: / / www.21cnjy.com )定目标与本底调查、系统分析、可行性评价与决策、技术设计，其中技术设计是通过改变食物链的方法，提高系统本身的迁移、转化，实现物质和能量的多级利用，它是整个生态工程建设的核心环节。
【答案】 D
2．有一山区由于开采露天小铁矿等活动，自然生 ( http: / / www.21cnjy.com )态系统完全被破坏，成为一片废墟，为尽快使该山区恢复到原有自然生态系统状态，应采取的最好措施是在这片废墟上( )
A．回填土壤，引进多种外来物种，重建新的生态系统
B．撤出人类全部活动，实行全面封闭，等待自然恢复
C．回填土壤，栽培当地经济农作物，发展农业生产
D．回填土壤，栽种多种当地原有的植物，实行封山育林
【解析】 由于开采露天小铁矿， ( http: / / www.21cnjy.com )原有的植被、土壤均受到破坏，要恢复到原有自然生态系统状态，首先应回填土壤，然后栽种多种当地原有植物，并实行封山育林，这样可以加快恢复过程，正确答案为D。
【答案】 D
3．桑基鱼塘是将低洼稻田挖深作塘， ( http: / / www.21cnjy.com )塘内养鱼，塘基上种桑，用桑养蚕，蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕三丰收。这是哪一方面的例子( )
A．维持原有的生态平衡
B．根据人类的需要建立新的生态平衡
C．加速生态系统的物质循环
D．加速生态系统的能量流动
【解析】 保持生态平衡并不只 ( http: / / www.21cnjy.com )是维护生态系统的原始稳定状态，人类还可以在遵循生态平衡规律的前提下，建立新的生态平衡，使生态系统朝着更有益于人类的方向发展。
【答案】 B
4．(2013·江苏三垛中学期中)下列关于生态工程建设的叙述，正确的是( )
A．留民营村综合发展型生态工程是一个样板，各地可以照搬
B．在进行生态工程建设时，应根据实际，因地制宜
C．不同的生态工程体现的原理完全相同
D．生态工程建设的目的只在于恢复生态
【解析】 进行生态工程建设时，应根据实际，因 ( http: / / www.21cnjy.com )地制宜，不能生搬硬套。不同的生态工程体现的原理也有差异。生态工程建设的目的是实现生态效益和经济效益的同步发展。
【答案】 B
5．水资源短缺是制约我国经济发展的瓶颈，人们采用生物技术进行污水净化。下面是甲、乙两城的污水处理工艺流程：
①甲城污水→格栅→二级水生生物曝气塘→砂滤 ( http: / / www.21cnjy.com )→反渗滤→粒状炭柱→臭氧消毒→出水(达到饮用水标准)。②乙城污水→格栅→潜流湿地三个并联(种芦苇、大米草)→潜流湿地两个并联(种茳芏、芦苇)→稳定塘三个并联→潜流湿地一个(种茳芏、席草)→出水(生活用水)。
(1)流程中稳定塘(包括曝气塘)主要是利用水中的微生物的______________来降低水中的有机污染物质。
(2)人工潜流湿地中有多种植物，这些植物根系 ( http: / / www.21cnjy.com )与床体填料表面中生长了大量的微生物，并形成生物膜。废水流经时，固态悬浮物被填料及根系阻挡、截留，这相当于______作用；有机物通过生物膜除去。其中的植物还有______空气的作用。
(3)粒状炭柱的作用主要是________________________。
(4)臭氧消毒是利用臭氧的______________来分解有毒物质和杀死有害微生物。
【解析】 粒状炭柱的吸附作用涉及化学物质的物理性质，第(4)问中涉及臭氧的化学性质，体现了生物、化学知识的关联。
【答案】 (1)分解作用
(2)过滤 净化
(3)吸附污水中的微生物和有毒物质
(4)强氧化性
一、选择题
1．下列不属于生态工程建设的基本过程的是( )
A．系统分析 B．技术设计
C．加强监管 D．可行性评价与决策
【答案】 C
2．(2013·平顶山高二检测)生态农业是运用生态学原理建立的综合农业生产体系，它不具备的特点是( )
A．多层次 B．多功能
C．少污染 D．无病虫害
【解析】 生态农业是以生态学理 ( http: / / www.21cnjy.com )论为依据，以环境与经济协调发展为前提，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。生态农业以保持生态系统内的生态平衡为主导思想，促进物质在系统内循环和重复使用，以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益。
【答案】 D
3．下列关于生态农业的叙述，不正确的是( )
A．依据生态学理论
B．以保持生态系统内生态平衡为主导思想
C．实现了物质循环利用
D．投入多
【答案】 D
4．云南久负盛名的滇池水质受到严重污染，若采用“人工湿地”可实现污水净化，“人工湿地”对污水净化是通过( )
A．不同类型的水生植物与微生物的共同作用实现的
B．不同类型浮游植物和动物共同作用实现的
C．不同类型水生植物的共同作用实现的
D．不同类型细菌的共同作用实现的
【解析】 “人工湿地”对污水的净化作用主要是通过多种水生植物和微生物共同作用实现的。
【答案】 A
5．下列关于生态工程建设的叙述，错误的是( )
A．应遵循生态学原理
B．实现社会 经济 自然的整体与功能的统一
C．生态工程建设的核心环节是系统分析
D．生态工程设计常用方法有食物链的“相接”和“加环”
【解析】 生态工程建设的基本过程包括拟定目标与本底调查、系统分析、可行性评价与决策和技术设计等。其核心环节为技术设计。
【答案】 C
6．(2012·南通高二检测)下列关于生态农业的叙述，不正确的是( )
A．生态农业实现了对能量和物质的多级利用
B．生态学的基本原理是发展生态农业的主要理论基础
C．生态农业使废物资源化，提高能量的转化效率，减少了环境污染
D．农业生态系统的抵抗力稳定性比自然生态系统高
【解析】 生态农业由于物种多样性低，自我调节能力弱，故抵抗力稳定性比自然生态系统低。
【答案】 D
7．(多选)下列属于湿地生态系统的生态效益的是( )
A．蓄洪防旱，调节区域气候
B．控制土壤侵蚀，自然净化污水
C．鸟类的栖息地
D．工业用水的资源
【解析】 本题考查湿地生态系统的作用，湿地号称“地球之肾”，是鸟类栖息地，可蓄洪防旱，调节区域气候；也可自然净化污水。
【答案】 ABC
8．(2013·江苏江都中学期中)“三北”防护林工程建设中，应当特别注意的生态工程原理是( )
A．物种多样性原理和整体性原理
B．协调与平衡原理和物种多样性原理
C．协调与平衡原理和物质循环再生原理
D．系统工程学原理
【解析】 植树造林首先要考虑所栽树种必须适应 ( http: / / www.21cnjy.com )当地环境，以及考虑环境容量问题，即协调与平衡原理；其次不能种植单一物种林木，为提高人工林的稳定性，应充分考虑物种多样性原理。
【答案】 B
9．下图是某生态农业的示意图，下列说法不正确的是( )
A．用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了废物的资源化
B．该生态农业提高了能量利用率
C．用蛆蛹粪便作有机肥还田，运用了物质循环原理
D．离开人的管理，该生态工程仍可以正常运转
【解析】 生态农业中人的作 ( http: / / www.21cnjy.com )用非常关键，离开人的管理，生态系统无法正常运转。生态农业实现了废物的资源化，利用了物质循环的原理，提高了能量利用率。
【答案】 D
10．(多选)某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态系统(如图所示)。下列有关叙述正确的是( )
A．该生态工程的建立实现了能量的多级利用
B．该生态系统中，人的作用非常关键
C．该生态系统的建立提高了各营养级间的能量传递效率
D．该生态工程体现了物质循环再生的原理
【解析】 该新型农业生态系 ( http: / / www.21cnjy.com )统主要体现了物质循环再生、能量多级利用的原理，从而实现了废弃物的资源化，但营养级之间能量传递的效率未变，仍为10%左右。
【答案】 ABD
二、非选择题
11．请仔细读图，回答下列问题：
(1)生态农业设计的基本原理是①________________________，②____________。
(2)生态农业的优越性表现在____ ( http: / / www.21cnjy.com )____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3) “农作物→猪→农户”这条食 ( http: / / www.21cnjy.com )物链中，若农作物通过光合作用产出300摩尔氧气，则农作物同时产生________摩尔葡萄糖，农户从猪中获取的能量相当于______摩尔的葡萄糖(能量传递效率按10%计算)。
【解析】 本题考查农村综合发展型生态工程建设遵循的原理和优势。具体分析如下：
依据光合作用反应式：6CO2＋6H ( http: / / www.21cnjy.com )2O6O2＋C6H12O6，农作物产生300摩尔氧气，同时就产生50摩尔葡萄糖，能量沿食物链传递时，传递效率一般为10%左右，故农户从猪中获取的能量相当于50×10%×10%＝0.5摩尔葡萄糖。
【答案】 (1)①食物链原理 ②物种多样性原理
(2)生态农业能保持系统内的生态平衡，促进物质在系统内循环和重复使用，以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益
(3)50 0.5
12．近年来苏北各地规模化养 ( http: / / www.21cnjy.com )殖发展很快，畜牧业已逐步由农村副业发展成为相对独立的产业，但规模化养殖场污水的排放造成的环境污染问题也日渐突出。因此，必须对养殖业污水进行处理和生态综合利用，下图是集污水净化、休闲、养鱼为一体的人工湿地示意图。
人工湿地
(1)输入该湿地生态系统的能量有__________________________和____________________。
(2)细菌、真菌等微生物的分解作用是净化污水的重要途径，为了提高分解的效率，可采取的有效措施是________________。
(3)该人工湿地中的浮游藻类等植 ( http: / / www.21cnjy.com )物生长迅速，其主要原因是微生物将污水中的有机物分解，为藻类等植物提供了充足的________________。
(4)实地调查中发现，该湿地物种丰富 ( http: / / www.21cnjy.com )度逐渐增加，其群落演替类型是____________；不能仅仅依靠人工湿地对污水进行净化，还应该加强对污染源的控制，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 (1)对一个人工生态系统 ( http: / / www.21cnjy.com )来说，除了具有自然生态系统的特点外，还有人为加进去的因素所引起的特有的特点，从图中可以看出流入该湿地生态系统的能量除来自生产者固定的太阳能外，还有养殖场的污水中的有机物所含有的能量。
(2)细菌、真菌等微生物的分解作用是在有氧情况下能彻底氧化分解污水中的有机物，故保证微生物所需要的氧气才能提高分解的效率。
(3)微生物分解污水中的有机物，为藻类等植物提供了大量的无机盐，使它们生长迅速。
(4)由于是在原有的生态系统的基础上进行的演替，故为次生演替。对生态系统的保护最好从源头上做起。
【答案】 (1)生产者固定的太阳能 污水中有机物的能量 (2)向水体中通入空气 (3)含N、P的无机盐等 (4)次生演替 生态系统的自我调节能力是有限的
生态工程与传统工程的比较
项目 生态工程 传统工程
基本理论 生态学、工程学 工程学
调节机制 人为辅助下的自我调节 人为调控
与自然环境的关系 协调 破坏
主要能源 太阳能 化石能
生物多样性 保持 减少
下列关于生态工程的叙述中，错误的是( )
A．生态工程是生态学与系统工程学的结合
B．生态工程追求经济与生态的双赢
C．生态工程是无消耗、多效益的工程
D．生态工程促进人类社会和自然环境的和谐发展
【解析】 生态工程遵循自然界物质循环 ( http: / / www.21cnjy.com )的规律，充分发挥资源的生产潜力，减轻环境污染，达到经济效益和生态效益同步发展，与传统的过程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。
【答案】 C
生态农业设计
1.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 ( http: / / www.21cnjy.com )要理论基础。生态系统中能量的多级利用和物质循环再生是生态学的一条基本原理，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弃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，既充分有效地利用机械设备、化肥、农药，又减少环境污染。
2．生态农业的特点
生态农业可以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，降低人和家畜的患病率。
3．生态农业的设计
主要从空间、时间和食物链等几方面去考虑。空间方面：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，即农业区划分或农业布局规划。
(2)垂直空间：利用生态 ( http: / / www.21cnjy.com )学的原理，将不同的种群科学地组合成复合生态系统，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、一个池塘等。在一片农田中应该从地上和地下进行两个方面的科学搭配。地上部分包括不同作物在不同层次空间上茎、叶的配置，以便最大限度地利用光、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，以便更好地利用营养物质。
江苏某农户创建的冬季生态型种植养殖模式如下图所示，请据图回答下列问题：
生态型种植养殖模式图
(1)牛棚内产生的____ ( http: / / www.21cnjy.com )____可扩散进入蔬菜大棚，提高蔬菜产量，提高蔬菜的光合作用效率；蔬菜光合作用产生的________可扩散进入牛棚。
(2)秸秆除了作为牛的饲料外，还 ( http: / / www.21cnjy.com )可与牛粪混合堆入进行________，腐熟的产物肥效提高，这是因为_______________。这种肥料用于蔬菜栽培可以提高蔬菜产量。
(3)在牛的品系、饲料品种和用量不 ( http: / / www.21cnjy.com )变的条件下，采用这种养殖模式，牛的生长速率明显提高，其主要原因是________________________________________________。
(4)牛棚保温所需的热能来源于牛身散热、地热、____________和__________。
(5)从生态系统主要功能的角度分析， ( http: / / www.21cnjy.com )这种种植养殖模式较好地实现了_______________________________________。
【解析】 (1)牛棚内牛呼吸作用产生二氧化碳可扩散进入蔬菜大棚，供蔬菜光合作用利用，蔬菜光合作用产生的氧气可扩散进入牛棚内被牛利用。
(2)秸秆除了作为牛的饲料外，还可与牛粪混合进行发酵，利用微生物的发酵将有机物分解为无机物，肥效提高。
(3)在牛的品系、饲料品种和用量不变的条件下，采用这种养殖模式，冬季牛棚内温度较高因而牛维持体温消耗的能量较少，有利于牛的生长繁殖。
(4)牛棚保温所需的热能来源于牛身散热、地热、大阳光能和发酵产热。
(5)从生态系统主要功能的角度分析，这种种植养殖模式较好地实现了物质的循环利用和能量的高效利用。
【答案】 (1)二氧化碳 氧气
(2)发酵 微生物将有机物分解为无机物
(3)牛棚内温度较高从而牛维持体温消耗的能量较少
(4)太阳光能 发酵产热
(5)物质的循环利用和能量的高效利用
1．(2013·苏北四市调研)生态 ( http: / / www.21cnjy.com )农业追求经济效益、社会效益、生态效益的高度统一，使农业生产走可持续发展的道路。下列关于生态农业的叙述中，正确的是( )
A．在一定程度上实现了物质和能量的多级利用
B．提高了各营养级之间的能量传递效率
C．降低了生态系统的稳定性
D．实现了能量的循环利用，提高了生产效率
【解析】 食物链中各营养级之间的传递效 ( http: / / www.21cnjy.com )率在10%左右，某一食物链中各营养级间的传递效率不会因为生态农业的建立而改变，B错误；生态农业是根据生态学的原理建立起来的生态系统，稳定性较普通农业生态系统高，C错误；生态系统中的能量流动是单向的，D错误。
【答案】 A
2．“猪—沼—茶”是华南山地丘陵 ( http: / / www.21cnjy.com )地区常见的生态农业模式，由种植(茶树)、养殖(猪)、农户(人)和沼气生产(微生物)四个子系统构成。该生态农业模式( )
A．是由茶树、猪、人和微生物组成的生态系统
B．实现了物质和能量在系统中的多级循环利用
C．使整个生产过程进入了废物资源化的良性循环
D．注重系统内部的自身调节作用，不需要外部投入
【解析】 该生态农业系统 ( http: / / www.21cnjy.com )除了茶树、猪、人和微生物外，还有农作物；在生态系统中物质可以循环利用，能量不能循环利用，只能是单向流动；生态农业系统需要从外部投入肥料、能量，才能正常运转；生态农业系统最大的优点是废物资源化的良性循环利用。
【答案】 C
3．下图是我国南京古泉生态农场的以沼气为纽带，联合农作物种植、蚯蚓养殖、养鱼、养鸡、养鸭等产业的物质循环利用示意图。请据图回答：
(1)图中蘑菇房中的蘑菇属于生态系统中的__________成分。
(2)某同学据图写出一条捕食食物链：果树→蚯蚓→鸡，该食物链________(填“正确”或“不正确”)。
(3)利用沼气燃烧为鸡舍延长照明时间，提 ( http: / / www.21cnjy.com )高产蛋率；利用性外激素诱捕果园中的害虫。这些实例体现了生态系统的________在农业生产中的应用。
(4)果园与森林相比，其抵抗力稳定性________(填“高”或“低”)，原因是___________________________。
(5)此生态农业与传统农业相比，明显的优势有________和__________。
【解析】 (1)蘑菇不能利用无 ( http: / / www.21cnjy.com )机物合成有机物，其利用的是有机质，属于分解者。(2)蚯蚓属于分解者，不参与捕食食物链的构成。(3)光照、性外激素分别为物理、化学信息。这是信息传递在农业生产中的具体应用。(4)与果园相比，森林的生物种类更多、营养结构更复杂，其抵抗力稳定性更高。(5)生态农业的优点在于实现了能量多级利用、物质循环再生，从而降低了污染。
【答案】 (1)分解者
(2)不正确
(3)信息传递
(4)低 生物种类少，营养结构简单
(5)能量多级利用 减轻了对环境的污染(或实现了废物资源化等)
(教师用书独具)
●课标要求
1．简述生态工程的原理。
2．举例说出生态工程的实例。
●课标解读
1．说出生态工程的概念。
2．概述生态工程依据的原理。
●教学地位
生态工程的基本原理是生态工程开发与利用遵 ( http: / / www.21cnjy.com )循的客观依据，农业生态工程也以生态原理为依据，保证了经济、生态环境和社会效益的同步发展。在高考试题中常以农业生态工程实例如庭院生态系统、三北防护林等为背景材料考查其应用的基本原理及主要技术等。
●教法指导
1．建议以所给的资料为背景，给学生充分的阅 ( http: / / www.21cnjy.com )读时间，以教材中的问题讨论为载体，教师充分调动学生参与讨论的积极性，更多地从思考问题的角度、解决问题的方法等方面给予具体的指导。如在种植业和畜牧业的优化组合的案例中引导学生从各种类型的投入成本、产出、纯收益、产品的社会市场需求等多种要素综合全面考虑问题，做到经济效益与生态效益双赢。
2．对于生态工程的几个主要类型的分析可采取 ( http: / / www.21cnjy.com )视频播放及图片展示相结合的方式进行传授。搜集我国在不同生态工程类型方面的实例，通过学生观看。表述生态工程的类型及依据的基本原理。
3．教授农业生态工程的主要 ( http: / / www.21cnjy.com )技术时，可从人们都比较关注的引起农产品质量变劣的生态环境因素为切入点创设一些问题。例如，传统农业方式最突出的问题是什么？如何从根本上解决？结合教材引导学生从所采用的主要技术去分析讨论，以点带面了解其他的主要技术，把握每种技术的优势及要解决的问题。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1．搜索有关生态工程的知识，同时由投影 ( http: / / www.21cnjy.com )仪进行展示，如马世骏教授提出的生态工程的概念、抚仙湖水污染治理生态工程、利用风能等进行的可再生资源组合利用生态工程等，引发学生思考生态工程的类型及其应用。
2．现在全国各地都在进行新农村建设 ( http: / / www.21cnjy.com )，教师可收集原来农村生态环境被破坏以及恢复过程的有关图片资料，或是正在建设的生态农业的资料，由此导入新课。
●教学流程设计
课前自主探究：阅读教材P83～87 ( http: / / www.21cnjy.com )相关内容，填写【课前自主导学】空白，完成思考交流1、2。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】中两种方法之一导出课题。 步骤2：课前评价检测：作答【正误判断】并进行校正。随机抽选学生表述生态工程的基本原理及类型并给予评述。 步骤3：结合必修3的相关生态学知识理解生态工程的原理，并举出应用相关原理的实例。
步骤6：构建本课时知识网络，默读【结论语句】 ( http: / / www.21cnjy.com )，阅读P88“拓展视野”。 步骤5：采取板演形式由两位同学完成【当堂双基达标】的1～5题并由其他学生进行点评。 步骤4：课件展示不同类型的生态工程，学生思考回答它们各自的原理，通过【课堂互动探究】探究1归纳，学生分析回答例1。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.说出生态工程的概念。2.概述生态工程依据的原理。 1.生态工程的原理。(重点)2.生态工程设计的方法。(难点)
生态工程的概念
1.生态工程
(1)原理：物种共生与物质循环再生原理、结构与功能相协调原则。
(2)设计对象：生物群落、生态系统或地域性生态空间。
(3)意义：提供合理利用自然资源、减少环境污染、有效促进经济发展和加强环境保护的途径。
(4)设计思路：促进物质的分层多级利用。
(5)根本目标：在促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防治环境污染，达到生态效益与经济效益的同步发展。
2．面临的环境问题及措施
(1)面临的环境问题：自然资源破坏严重、能源短缺日趋严重、环境遭受严重污染。
(2)措施：调控系统内部的结构和功能。
①目的：修复或重建受损的生态系统。
②实例：农林牧副渔一体化生态工程。
③优点：低消耗、多效益、可持续。
1．生态工程设计的根本目标是什么？
【提示】 人类设计生态工程 ( http: / / www.21cnjy.com )的目的多种多样，但其根本目标是在促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防治环境污染，达到生态效益与经济效益的同步发展。
生态工程的原理
1.物种共生原理
主要包括共生、竞争等多种关系，构成了生态系统的自我调节和反馈机制。
2．生态位原理
(1)实例：林冠层与林下层的鸟类占据不同的空间，摄取不同的食物。
(2)意义：可以构建一个具有多层次、多种群的稳定而高效的生态系统。
3．物种多样性原理
(1)原理：生物多样性越高，生态系统就越稳定。
(2)意义：可实现对资源充分利用并增加系统的稳定性。
4．食物链原理
食物链是实现生态系统中物 ( http: / / www.21cnjy.com )质循环、能量流动和信息传递的基础，也是生态工程所利用的物种共生原理的基础。生态系统内物种间的食物关系是生态工程设计的重要因素。
生态工程的设计
1.依据：生态学和工程学的基本原理。
2．常用方法
(1)食物链(网)的“相接”，如稻田养鱼农业生态工程。
(2)食物链(网)的“加环”，如玉米副产品的充分利用。
3．目的：合理利用自然资源，促进物质循环利用，减少资源浪费与环境污染，以满足人类的生存与发展需要。
4．实例——生物氧化塘：一个连续处理污水的生物循环过程。
2．生物氧化塘是利用什么处理污水的？
【提示】 利用藻类和细菌等生物之间的协同作用。
1．物种共生只包括生物间共生和竞争两种关系。(×)
【提示】 物种共生主要包括共生、竞争等多种关系。
2．生物多样性越高，生态系统就越稳定。(√)
3．在建立不同的生态工程时，要遵循不同的设计原理，不能相互照搬，应因地制宜。(√)
4．有了生态工程，我们就可以先污染破坏后治理。(×)
【提示】 生态系统恢复力有限，我们不可以先污染破坏后治理。
生态工程所遵循的基本原理比较
【问题导思】
①生态工程所遵循的基本原理主要有哪些？
②举例说明生态工程所遵循的基本原理。
项目 理论 内容 意义 举例
食物链原理 食物链是一条能量转化链、物质传递链，又是一条价值增值链 巧接食物链，调整食物链长度，利用相应的腐生生物，将各营养级的食物残渣或粪便等排泄物进一步转化 提高物质和能量的利用率，减少环境污染 利用青蛙来控制农田中的害虫
物种多样性原理 生态系统的抵抗力稳定性 物种多、营养关系复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性；生物多样性高，可以为各类生物提供多种生存的机会和条件，容纳更多的生物数量 增强生态系统结构和功能的抵抗力稳定性 单一物种人工林病虫害严重，自然林有虫无灾
生态位原理 每个种群在生态系统中都有特定的功能和位置 将适宜的生物引入生态系统，增补空白的生态位 实现物种多样化，提高生系统的稳态定性，提高物质、能量利用效率 稻田养鱼，鱼吃掉危害水稻生长的害虫，同时为水稻提供矿质元素，水稻能够为鱼提供一定饲料
物种共生原理 生物相互依存，不能单独生存和繁衍 经过长期进化而形成的种间关系，包括共生、竞争等多种关系 构成生态系统自我调节和反馈机制 大豆与根瘤菌互利共生
1．建立一种生态工程时可能同时运用到多种原理。
2．建立不同的生态工程时，依据的主要原理不同，要因地制宜，不能相互照搬。
在社会主义新农村建设中，某县积极发展畜禽养殖和栽桑养蚕两大支柱产业。在生产总量不断提高的同时，该县坚持在发展中解决环境问题，优化生态环境，实现资源的最大化利用，走出了一条适合本地区可持续发展的生态工程之路。请分析图回答问题：
(1)该生态工程所遵循的基本原理________(至少写2种)。
(2)该生态系统的能量流动从________________开始，图中属于消费者的生物有________。
(3)与传统农业生态系统相比，该生态系统更能净化环境，主要原因是__________________________。
【审题导析】 对于新农村建设中的生态工程分析如下：
【精讲精析】 本题考查生态工程的原理及 ( http: / / www.21cnjy.com )农业生态系统的分析。解答本题时首先要仔细分析图示中各种生物之间的物质、能量关系，结合每小题具体涉及的相关知识作具体分析，归纳整理正确答案。
【答案】 (1)物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理
(2)桑等生产者固定的太阳能 蚕、禽、畜
(3)粪便等“废弃物”被及时利用
生物氧化塘
【问题导思】
①生物氧化塘依据的主要生态学原理是什么？
②在生物氧化塘中，不同水层的微生物是如何对污水进行治理的？
1．生物氧化塘就是利用藻类和细菌等生物之间的协同作用来处理污水的一种生态系统。
在生物氧化塘中(如下图)，藻类数量很多 ( http: / / www.21cnjy.com )，种类也非常丰富，包括小球藻属、衣藻属等。藻类一般位于表层(好氧层)，能直接摄取废水中的小分子有机物。在生物氧化塘的下层(兼性层)，通常有无色杆菌、假单孢菌、芽孢杆菌等优势菌种。在氧化塘底部的厌氧层中，能见到硫酸还原细菌和甲烷细菌。在生物氧化塘中，一般还有钟虫类、轮虫类和甲壳类等浮游动物，它们能去除塘中的营养物质，提高水的透明度。
生物氧化塘的作用示意图
氧化塘内的转化过程实际上是一个连续 ( http: / / www.21cnjy.com )处理废水的生物循环过程。在氧化塘中，藻类光合作用产生的氧气和空气中的氧气，有利于好氧菌降解废水中的有机物；兼性菌和厌氧菌则通过好氧或厌氧反应，分解废水中的有机物。
2．多功能生物氧化塘不仅具有污水净化的作 ( http: / / www.21cnjy.com )用，还可使污水资源化(如下图)。污水进来后，首先进入沉砂环节，让一些固体废弃物沉淀下来。如果污水中有机物的含量高，就采用流程Ⅰ；如果污水中有机物的含量低，就采用流程Ⅲ或流程Ⅳ。
多功能生物氧化塘工艺流程示意图
藻—菌互生环节就是利用藻类吸收无机物产生氧气和细菌分解有机物的作用，促进污水净化。出水前可通过对藻、菌进行控制以达到改善水质的目的。
(多选)(2013·南通期末)生物氧化塘是利用藻类和细菌处理污水的一种生态系统。下图是生物氧化塘内部成分之间的关系，相关分析正确的是( )
A．生物氧化塘利用了生态工程的物质循环再生、物种多样性等原理
B．在该氧化塘中引进硝化细菌有利于对污水的处理
C．B层中的藻类和细菌具有种间互助关系
D．出水处只要对细菌数量进行有效控制便可排放
【审题导析】 生物氧化塘净化污水的作用主要是生物净化，其关键过程是：
【精讲精析】 根据图分析，A层中有机 ( http: / / www.21cnjy.com )物被各种微生物分解，产生的产物到B层中可与细菌代谢产物一同被藻类利用产生O2，而O2又可被好氧型细菌所利用。由此可知生物氧化塘利用了物质循环再生和物种多样性等原理，且B层中的藻类和细菌具有种间互助关系。如果在该塘中引进硝化细菌，则可将产生的多余的NH3转变为NO，利于污水的净化。而污水经处理后是否达到排放标准，不仅需要对细菌等微生物数量进行控制，还要对主要污染物进行检测，合格后才能排放。
【答案】 ABC
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．生态工程主要由生物种群、生物群落和生态系统构成。
2．生态学原理主要包括物种共生、生态位、食物链、物种多样性等。
3．生态工程设计依据的是生态学和工程学的基本原理。
4．生态工程设计常用“相接”和“加环”的方法。
1．下列不属于生态工程建设目的的是( )
A．对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善
B．防治环境污染
C．单纯追求粮食产量
D．促进人类社会和自然环境的和谐发展
【解析】 根据生态工程的概念可知，防治 ( http: / / www.21cnjy.com )环境污染，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，促进人类社会和自然环境的和谐发展都是生态工程建设的目的。只有C项不正确，单纯追求粮食产量有可能影响整个生态系统的和谐发展。
【答案】 C
2．(2013·仙桃高二月考)生态工程依据的生态学原理不包括( )
A．生态位原理 B．食物链原理
C．物种多样性原理 D．高耗能原理
【解析】 生态工程依据的生态学原理主要包括物种多样性、物种共生、生态位、食物链等。
【答案】 D
3．我国南方桑基鱼塘是低洼稻田 ( http: / / www.21cnjy.com )挖深做塘，塘内养鱼，塘基上种桑，用桑养蚕，蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕三丰收，大大提高了系统生产力，这种模式，主要应用了生态学的哪个原理( )
A．生态位原理 B．物种共生原理
C．物种多样性原理 D．食物链原理
【解析】 本题考查生态工程遵循的原理。由题干信息可知桑基鱼塘中，上述四种原理均有体现，但主要体现的是食物链原理。
【答案】 D
4．(2012·苏州高二检测)下列有关物种多样性的叙述，错误的是( )
A．物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性
B．生物多样性程度高，各类生物的生存机会多
C．生物种类越多，引起病虫害的几率越大
D．生物种类繁多，可以在有限的资源条件下，提高系统的生产力
【解析】 在生态系统中，生物种类越多， ( http: / / www.21cnjy.com )自我调节能力越强，如果害虫的数量增多，食虫鸟的数量也会增加，所以生物种类繁多，引起病虫害的几率可能会下降。
【答案】 C
5．下图为窦店村综合发展生态工程示意图。请据图回答：
(1)该工程主要运用了生态工程的哪些基本原理？
(2)该工程属于生态工程的哪种类型？
(3)从能量流动角度看，人们建立该生态工程的目的是
______________________________________________。
(4)蓝绿萍的代谢类型是________，在生态系统中的地位是____________。
【解析】 从图中分析：该生态工程突出地表现 ( http: / / www.21cnjy.com )在对秸秆等废弃物的再利用上，并通过物质的转化(饲料等)生产出新的产品，所以应用了物种多样性原理和食物链原理，其主要目标是生产农产品，故应属于农业生态工程。人类研究能量流动的目的是调整能量流动的方向，使之流向对人类最有益的部分。蓝绿萍是绿色植物，可以进行光合作用，其代谢类型应为自养需氧型，属生产者。
【答案】 (1)物种多样性原理和食物链原理。
(2)农业生态工程。
(3)使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
(4)自养需氧型 生产者
一、选择题
1．(2013·渭南高二检测 ( http: / / www.21cnjy.com ))我国西北土地沙化和盐渍化非常严重，原因有多种，其中一个主要原因是超载放牧，导致草地退化。试分析上述事实主要违背了生态工程的什么原理( )
A．系统学和工程学原理 B．物种共生原理
C．物种多样性原理 D．生态位原理
【解析】 物种共生原理是生态工程的基本原理之一，该原理的一个重要方面就是考虑环境承载力，即生态系统的自我调节能力。
【答案】 B
2．某牧草的留种区，为了预防鸟啄食草籽，用网把留种区罩起来，后来发现，留种区草的叶子几乎被虫吃光了。发生这种现象的根本原因是( )
A．害虫过度繁殖 B．干旱缺水引起虫害
C．食物链被破坏 D．害虫产生变异新类型
【解析】 食物链被破坏，破坏了生态平衡，导致有害动物泛滥成灾。
【答案】 C
3．2011年6月5日是第39个世界环境日，中国倡导使用清洁能源，减小能耗，更好地保护环境。下列措施与其不相符的是( )
A．投入少，产出多，污染少，可持续发展能力强
B．采用浮床工艺法等手段治理水污染
C．先生产后治理，提高经济效益
D．建立“原料—产品—原料—产品”的无废料生产体系
【解析】 低投入、高产出、无(低)污染 ( http: / / www.21cnjy.com )是生态工程的总体目标，浮床工艺法治理水污染是已经验证了的行之有效的措施，物质经多级利用而实现良性循环，最大限度地提高能量的利用率。先生产后治理的思想不符合生态工程的要求，应该是在生产的同时不造成环境污染。
【答案】 C
4．在下列四种措施中，能提高区域生态系统的抵抗力稳定性的是( )
A．减少该生态系统内的捕食者和寄生生物的数量
B．适当增加该生态系统中各营养级的生物种类
C．使该生态系统内生产者和消费者在数量上保持不变
D．减少该生态系统的生物种类
【解析】 生态系统的生物种类越多，其营 ( http: / / www.21cnjy.com )养结构(食物链和食物网)越复杂，它的自我调节能力也就越强，抵抗力稳定性越高。因此，要提高区域生态系统的抵抗力稳定性，应适当增加生态系统中生物的种类。
【答案】 B
5．关于生态工程的叙述，不正确的是( )
A．当人类赖以生存的生态系统出现严重的健康问题时，生态工程应运而生
B．生态工程能够减少环境污染
C．生态工程以牺牲环境和资源为前提，生产出更多的产品
D．生态工程力求达到生态效益、经济效益和社会效益的协调统一
【解析】 生态工程的目标是在促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防治环境污染，达到生态效益与经济效益同步发展。
【答案】 C
6．生态农业设计中，引进捕食性动物控制有 ( http: / / www.21cnjy.com )害昆虫的数量，增加新的生产环节，将人们不能直接利用的有机物转化为可以直接利用的农副产品。这都属于( )
A．平面设计 B．垂直设计
C．时间设计 D．食物链设计
【解析】 引进捕食性动物，增加新的生产环节， ( http: / / www.21cnjy.com )从营养结构上看都是在原有的食物链中引入或增加新的环节，以实现对物质和能量的多层次利用，提高农业生产的效益，属于食物链设计。
【答案】 D
7．(2013·盐城高二测试)建立生态农业时巧设、增设食物链的目的不包括( )
A．努力实现物质和能量的分层多级利用
B．减轻对环境的污染、提高抵抗力稳定性
C．加强生物防治，控制有害生物的危害
D．食物链延长，消耗能量环节增多，系统总能量利用率降低
【解析】 生态农业中巧接食物链，提高 ( http: / / www.21cnjy.com )了生态系统的抵抗力稳定性，实现了能量的多级利用，使能量尽可能多的流向对人类有益的地方，系统总能量利用率并没有降低。
【答案】 D
8．我国南方桑基鱼塘是低洼稻田挖深做塘 ( http: / / www.21cnjy.com )，塘内养鱼，塘基上种桑，用桑养蚕，蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕三丰收，大大提高了系统生产力，这种生态农业模式( )
A．实现了物质和能量在系统中的多级循环利用
B．使整个生产过程进入了废物资源化的良性循环
C．提高了食物链中各营养级之间的能量传递效率
D．注重系统内部的自身调节作用，不需要外部投入
【解析】 生态系统中的能量不能循环利用， ( http: / / www.21cnjy.com )所以A项错误；食物链中各营养级之间的能量传递效率不会因环节的增多而发生改变，所以C项错误；桑基鱼塘的生态农业模式虽然更加注重系统内部的自身调节作用，但依然需要外部的投入，所以D项错误。
【答案】 B
9．下列关于生态工程设计的叙述，错误的是( )
A．生态工程设计的依据是生态学和工程学的基本原理
B．用玉米芯生产木糖醇采用的是生态工程的食物链(网)的“相接”法
C．生物氧化塘是生态工程设计的一个实例
D．利用藻类和细菌等生物之间的协同作用可处理污水
【解析】 用玉米芯生产木糖醇采用的 ( http: / / www.21cnjy.com )是生态工程的食物链(网)的“加环”法。生物氧化塘内的转化过程实际上是一个连续处理污水的生物循环过程，是生态工程设计的一个实例。生物氧化塘就是利用藻类和细菌等生物之间的协同作用来处理污水的，藻类产生的O2有利于好氧菌降解污水中的有机物，各种菌产生的CO2等无机物又能被藻类充分利用。
【答案】 B
10．(2012·南京高二检测)图示某生态农场生产流程，据图分析下列说法错误的是( )
A．食用菌和蚯蚓在该生态系统中属于分解者
B．该生态系统达到了能量多级利用的目的
C．因食物链延长，系统总能量利用效率降低
D．循环利用有机废弃物，提高了系统的效益
【解析】 由图示可知：该生态系统中能 ( http: / / www.21cnjy.com )量被多级利用；食用菌和蚯蚓可分解粪屑、杂屑等，在生态系统中属于分解者；图中食物链并未延长，系统能量利用效率明显提高。
【答案】 C
二、非选择题
11．“四位一体”(人居—种植—养殖— ( http: / / www.21cnjy.com )沼气)生态农业是我国北方典型的生态农业模式，它以沼气为纽带，将沼气池、猪禽舍、蔬菜栽培与日光温室有机地组合在一起。下图是该系统物质循环的示意图，请分析回答下列问题：
(1)图中有几条食物链？__ ( http: / / www.21cnjy.com )______。沼气的产生依赖该生态系统中的成分是________________________________________________________________________。
(2)该生态系统中能量能否 ( http: / / www.21cnjy.com )循环利用？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)“四位一体”应用了__________________________________________等原理，与自然生态系统相比，它的抵抗力稳定性________(填“高”或“低”)。
(4)举例说明“四位一体”农业有哪些生态效益？
【解析】 该生态系统是运用了食物链原理、物种 ( http: / / www.21cnjy.com )多样性原理建立起来的。生产者是蔬菜，消费者是人、猪，食物链只有两条。这样的生态系统与自然生态系统相比，抵抗力稳定性低得多。能量的利用特点是单向流动，逐级递减。
【答案】 (1)两条 分解者
(2)不能
(3)食物链原理、物种多样性原理 低
(4)①使用清洁、高效的沼气 ( http: / / www.21cnjy.com )、减少对薪柴的砍伐量，有利于植被保护和水土保持；②人、畜粪便的无害化处理，改善农村卫生条件；③沼渣、沼液的合理利用，提高了土壤肥力，从而减少化肥用量；④减小农药用量，有利于环境保护。
12．根据材料回答问题：
据国家林业局发布的一项调查表明， ( http: / / www.21cnjy.com )我国已经成为受荒漠化危害最为严重的国家之一。目前，全国四分之一以上的田地荒漠化，每年因荒漠化造成的直接经济损失达540亿元。因此在实施西部大开发的过程中，要切实搞好生态环境的保护和建设，大力开展植树种草、治理水土流失、防治沙漠化等活动。
(1)从生态因素上分析，改善西部地区生态环境必须首先解决的非生物因素是____________。
(2)“退耕还林(还草)”所依据的主要生态 ( http: / / www.21cnjy.com )学原理是________________________；其目的是提高生态系统的____________。
(3)保护环境、保持生态系统稳定性的关 ( http: / / www.21cnjy.com )键是保护森林，近年来，首都北京等地频繁出现了“沙尘暴”，源头主要是黄土高原和内蒙古地区。这说明森林等植被在__________________________等方面起着重要作用；另外我国在西北植树造林方面应依据生态工程的____________原理，注意树种不要过于单一。
【解析】 本题考查了非生物因素对生 ( http: / / www.21cnjy.com )态环境的影响，以及物种多样性原理的应用。我国西部地区以干旱为主，水是影响生态环境的主要非生物因素。“退耕还林(还草)”和“植树造林”都增加了物种的多样性，提高了生态系统的自我调节能力。同时，植被具有特殊的生态功能，如防风固沙、保持水土、涵养水源等，这样改善了西北气候，从而形成了良性循环。
【答案】 (1)水 (2)物种多样性原理 自我调节能力
(3)防风固沙、保持水土、涵养水源 物种多样性
13．(2013·黄河中学月考) ( http: / / www.21cnjy.com )“四位一体”生态农业是我国北方典型的生态农业模式，它以沼气为纽带，将沼气池、猪禽舍、蔬菜栽培与日光温室有机地组合在一起。下图A是“四位一体”农业生态工程模式图，图B是该系统物质循环的示意图，请分析回答下列问题：
(1)结合生态工程的原理，请补充图B中的连线并注解，从而完成该系统的物质循环示意图。
(2)该生态模式中建立了日光温室，日光 ( http: / / www.21cnjy.com )温室和裸地栽培相比，植物需水量和需肥量为什么相对要多一点？________________________________________________________________________。
使用沼气池里的残渣肥田为什么可以提高蔬菜的产量？
(3)“四位一体”应用了______________等原理，与自然生态系统相比，它的稳定性有什么特点？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】 (1)如下图
(2)日光温室比裸地栽培温度相对要高， ( http: / / www.21cnjy.com )植物生长快，所以需水、需肥多 沼气池里的残渣含有丰富的矿物质，能提高农作物的产量 (3)物质循环和生物多样性(或能量多级利用) 抵抗力稳定性较低，恢复力稳定性高
第二节关注生态工程的实例
(教师用书独具)
●课标要求
关注生态工程的建设。
●课标解读
1．结合当地生活环境的变化，关注生态工程的建设。
2．举例说出我国的生态工程实例。
●教学地位
在上一节学习生态工程的原 ( http: / / www.21cnjy.com )理和类型的基础上，本节介绍生态工程设计和我国生态工程的建设，是将生态工程的各项原理应用于实际的生态工程建设，引导学生将所学的知识应用于实际。在高考中常常以环境保护或农林生产中生态学问题为情景考查学生分析、应用和设计能力。
●教法指导
1．在生态工程建设的基本过程的教学 ( http: / / www.21cnjy.com )中，可提出引发思考的问题让学生讨论，如提出“如何进行生态工程设计？”、“在生态工程设计中有哪些方法？”，在学生充分讨论的基础上，教师总结生态工程设计的基本过程和生态工程设计的常用方法。
2．我国生态工程实例可结合具体的资料来教学，对我国某个具体的生态工程提出思考性问题，让学生解决。
(教师用书独具)
●新课导入建议
当前生活污水和工业污水的 ( http: / / www.21cnjy.com )产生量很大，造成河流、湖泊污染，如何根据生态工程原理设计出污水治理工程？怎样根据生态工程原理设计出高效的农业生态工程？
●教学流程设计
课前自主探究：阅读教材P89～99 ( http: / / www.21cnjy.com )相关内容，填写【课前自主导学】空白，完成思考交流1、2。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】导出课题。 步骤2：课前评价检测：作答【正误判断】并进行校正。 步骤3：引导学生讨论生态工程建设的基本过程包括的环节，通过【课堂互动探究】探究1总结。
步骤6：构建本课时知识网络，默读 ( http: / / www.21cnjy.com )【结论语句】，阅读P100“拓展视野”。 步骤5：采取板演形式由两位同学完成【当堂双基达标】的1～5题并由其他学生进行点评。 步骤4：多媒体展示我国的生态工程实例，学生思考各生态工程设计的原理、特点和实施方法。学生分析回答例2。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.结合当地生活环境的变化，关注生态工程的建设。2.举例说出我国的生态工程实例。 1.生态工程建设的基本过程。(重难点)2.我国各项生态工程的特点及原理。(重点)
生态工程建设的基本过程
1.生态工程建设遵循的原理和原则
遵循生态学原理、适应性原则和高效益 ( http: / / www.21cnjy.com )原则，即在强调可行性的前提下，突出社会 经济 自然生态系统的整体与功能，从而促进生态环境的保护和产业的发展。
2．生态工程建设的基本过程
拟定目标与本底调查→系统分析→可行性评价与决策→技术设计。
我国生态工程建设的实例
1.治污生态工程
(1)内容：固体、液体和有机废弃物的处理，生物肥料的研制与试用， 湖区污染的生态治理，塑料的再生利用等。
(2)实例
“人工湿地”生态工程：利用湿地净化污水的人为建设的生态工程。
1．“人工湿地”对污水的净化作用是通过哪些生物完成的？
【提示】 水生植物和微生物。
2．生态恢复工程
(1)概念：对受到不同程度干扰或破坏的生态系统的保护、修复和改善。
(2)首要步骤(第一步)：恢复植被。
(3)实例
①矿山废弃地生态恢复工程：在植被恢复过程中，要注意选择生长快、抗逆性强的树种，优先选择固氮树种，尽量选择适应性强的乡土树种和先锋树种。
②林业生态建设
a．目标：维护环境与发展经济。
b．基础：优化土地利用。
c．依据：发挥水土资源和生物资源的生产潜力。
③西部的生态治理：西部环境恶化的实质是水土资源的丧失。
3．生态农业工程
(1)生态农业
①依据：生态学理论。
②前提：环境与经济协调发展。
③特点：多层次、多功能的农业生产。
④目的：促进物质在系统内循环和重复使用，以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益。
(2)实例：留民营村生态农业。
4．生态城市
(1)含义：是基于社会、经济、自然三个系统并高度统一的可持续发展城市。
(2)特点：主要包括注重高效和谐性、保持整体性和实现可持续性等。
2．发达国家与我国的生态工程建设强调的重点有所不同，为什么？
【提示】 发达国家经济发展 ( http: / / www.21cnjy.com )水平较高，人均土地、水等资源占有量较多，所以这些国家的生态工程往往注重生态恢复，而较少注重经济效益。而我国人口较多，人均土地、水资源和能源占有量少，所以在进行生态工程时，一定要注重生态效益、社会效益和经济效益的统一。
1．技术设计是生态工程建设的核心环节。(√)
2．人工湿地是模拟自然湿地生态系统的自净功能而建设的。(√)
3．生态恢复工程的第一步是恢复食物链。(×)
【提示】 生态恢复工程的第一步是恢复植被。
4．我国西部地区环境恶化的实质是植被减少。(×)
【提示】 我国西部地区环境恶化的实质是水土资源的丧失。
生态工程建设的基本过程
【问题导思】
①生态工程建设包括哪些环节？
②生态工程建设的核心环节是什么？
1．生态工程建设的基本过程
生态工程建设的基本过程 具体内涵
拟定目标与本底调查 ①设计目标：社会 经济 自然复合生态系统整体协调的目标②本底调查内容：自然资源、社会经济条件和环境条件等
系统分析 ①意义：系统分析是生态工程可行性分析和决策的基础和依据②方法和内容：采用系统分析的方法，结合定性研究，系统地对整体特征进行综合分析和评价
可行性评价与决策 在达到最佳的经济效益和社会效益的同时，也达到最佳的生态效益，增加复合生态系统的稳定性，降低生态系统恶化的风险
技术设计 ①设计方法：改变食物链②目的：提高整体的综合效益
2.生态工程技术设计常用的方法
设计方法 具体内容 事例
食物链(网)的“相接” 连接平行的原本不相连接的种类，形成互利共生网络，提高能量利用效率，促进物质的良性循环 稻田养鱼生态工程：在人有意识的调控下，将一些鱼苗放养在稻田中，使稻田生态系统的结构有所改变，促进物质循环和能量流动
食物链(网)的“加环” 在食物链(网)中增加一些环节，以充分利用原先尚未利用的物质和能量，促使物质循环和能量流动的路径畅通，发挥生产潜力，提高生态和经济效益 用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇等，其残渣培养食用菌，食用菌的残渣再养殖蛆蛹，蛆蛹粪再作为优良有机肥还田等
“相接”形成的是“互利共生”的 ( http: / / www.21cnjy.com )结果，“加环”却是促进尚未利用的能量流向了特定的对象。“加环”常见的模式是通过增加分解者来添加，它没有增加或延长食物链，却使物质得到了充分的利用。
(2013·新乡高二检测)为了控制和治理沙尘暴等异常气候，必须在内蒙古和黄土高原种草植树，下列有关此问题的说法，不正确的是( )
A．要选择一些耐干旱的树种和草种
B．选择经济林木和优良牧草栽种，这样既增加了植被的覆盖率又获得了较高的经济效益
C．注意林木和草种的多样性，以提高人造林和人工草原的生态稳定性
D．有水利条件的地方，要有计划地营造基本草场防护林，以林护草，草林结合
【审题导析】 经济林木和优良的牧草不一定能适应内蒙古和黄土高原的环境。
【精讲精析】 内蒙古高原、黄土高原干旱缺水， ( http: / / www.21cnjy.com )环境条件恶劣，大面积种草植树，要选择耐旱草种和树种，同时要注意草种和林木的多样化，以提高人工草原和人造林的生态稳定性。在水利条件好的地方，要有计划地营造草场防护林，以林护草，草林结合，形成营养结构合理、抵抗力稳定性强的人工草原和人工林。
【答案】 B
我国生态工程建设的实例
【问题导思】
①我国生态工程建设有哪些实例？
②各种生态工程建设依据的原理和特点分别是什么？
生态工程 类型实例 原理和特点、实施方法
生态农业工程 物质和能量的多层次利用系统(如农作物秸秆的多级利用) 以生态学理论为依据、以环境与经济协调 ( http: / / www.21cnjy.com )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。以保持生态系统内的生态平衡为主导思想，促进物质在系统内循环和重复使用，以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益
水陆交换的物质循环体系(如桑基鱼塘体系)
农林牧渔联合生产体系(如生态农场，留民营村的生态农业)
(2011·江苏高考)池塘养殖普遍存在由于饵料、鱼类排泄物、换水不及时等引起的水体污染现象，研究者设计了一种循环水池塘养殖系统(如下图)。请回答下列问题。
(1)与自然池塘相比，人 ( http: / / www.21cnjy.com )工养殖池塘生态系统恢复力稳定性________。人工养殖池塘水体的N、P含量容易升高，会引起水体的富营养化；藻类等浮游生物大量繁殖、加之死亡后被微生物分解，引起水体的溶氧量下降，造成鱼类等死亡，进一步破坏了生态系统稳态，这种调节方式称为________。
(2)与传统养殖池塘相比 ( http: / / www.21cnjy.com )，该养殖系统增加的生态工程设施有________________。可以通过在这些设施内栽植水生植物、放养滤食动物等措施，起到对水体的____________，有效减少水体中的N、P等含量。
(3)该养殖系统设计为前一池塘上层水流入后一池塘底部，实现水层交换，其目的有______________、___________。
(4)该养殖系统中串联的池塘不宜过多，因为_________。
(5)保持池塘水体中适当的N、P含量 ( http: / / www.21cnjy.com )是必要的，该养殖系统可以通过______________、____________________进行调控。
【审题导析】 (1)传统养殖普遍存在的问题。
(2)循环水池塘养殖系统与传统养殖池的不同。
(3)根据设问思考设计者的设计意图和各种分设计的作用。
【精讲精析】 (1)与自然池塘相比，人 ( http: / / www.21cnjy.com )工养殖池塘生态系统中的组分较少，营养结构简单，抵抗力稳定性较低，恢复力稳定性较高。生态系统稳定性的维持是正反馈调节和负反馈调节共同作用的结果，正反馈调节使生态系统远离平衡状态，负反馈调节使生态系统维持在相对稳定的状态。
(2)该生态系统属于人工设计的生态工程。 ( http: / / www.21cnjy.com )与传统养殖池塘相比，增加了生态塘和潜流湿地等设施。生态塘和潜流湿地中的水生植物和滤食动物能够有效减少水体中N、P等的含量，起到净化水体的作用。(3)通过设备将前一池塘上层水导入下一个池塘的底部，可以实现上、下水层的交换，增加水中溶氧量和提高饵料利用率。(4)随着养殖塘中生物体排放的有机污水的积累，越靠后的养殖塘中微生物分解有机物产生的N、P含量会越高，从而造成水体富营养化，故该养殖系统中串联的池塘不宜过多。(5)为保持池塘水体中适当的N、P含量，可以通过不间断地补水和排水来实现，或者是通过水泵控制水的流量来实现。
【答案】 (1)高 正反馈
(2)生态塘和潜流湿地 净化作用
(3)增加水中的溶氧量 提高饵料的利用率
(4)后面池塘水体中的N和P含量(浓度)越来越高
(5)补水和排水 水泵控制水的流量(循环频次)
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．生态工程建设应遵循适应性和高效性原则，突出社会 经济 自然生态系统的整体与功能，促进生态环境的保护和产业的发展。
2．生态工程建设要考虑到有利于人类和自然两个方面，突出低消耗、多效益和可持续的特征。
3．恢复植被是生态恢复工程的第一步。
4．生态工程建设除了依据生态学原理外，还应依据整体性原理、协调与平衡原理、物质循环再生原理、自生性原理等工程学原理。
1．生态工程建设的核心环节是( )
A．拟定目标与本底调查 B．系统分析
C．可行性评价与决策 D．技术设计
【解析】 生态工程建设的基本过程包括拟 ( http: / / www.21cnjy.com )定目标与本底调查、系统分析、可行性评价与决策、技术设计，其中技术设计是通过改变食物链的方法，提高系统本身的迁移、转化，实现物质和能量的多级利用，它是整个生态工程建设的核心环节。
【答案】 D
2．有一山区由于开采露天小铁矿等活动，自然生 ( http: / / www.21cnjy.com )态系统完全被破坏，成为一片废墟，为尽快使该山区恢复到原有自然生态系统状态，应采取的最好措施是在这片废墟上( )
A．回填土壤，引进多种外来物种，重建新的生态系统
B．撤出人类全部活动，实行全面封闭，等待自然恢复
C．回填土壤，栽培当地经济农作物，发展农业生产
D．回填土壤，栽种多种当地原有的植物，实行封山育林
【解析】 由于开采露天小铁矿， ( http: / / www.21cnjy.com )原有的植被、土壤均受到破坏，要恢复到原有自然生态系统状态，首先应回填土壤，然后栽种多种当地原有植物，并实行封山育林，这样可以加快恢复过程，正确答案为D。
【答案】 D
3．桑基鱼塘是将低洼稻田挖深作塘， ( http: / / www.21cnjy.com )塘内养鱼，塘基上种桑，用桑养蚕，蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕三丰收。这是哪一方面的例子( )
A．维持原有的生态平衡
B．根据人类的需要建立新的生态平衡
C．加速生态系统的物质循环
D．加速生态系统的能量流动
【解析】 保持生态平衡并不只 ( http: / / www.21cnjy.com )是维护生态系统的原始稳定状态，人类还可以在遵循生态平衡规律的前提下，建立新的生态平衡，使生态系统朝着更有益于人类的方向发展。
【答案】 B
4．(2013·江苏三垛中学期中)下列关于生态工程建设的叙述，正确的是( )
A．留民营村综合发展型生态工程是一个样板，各地可以照搬
B．在进行生态工程建设时，应根据实际，因地制宜
C．不同的生态工程体现的原理完全相同
D．生态工程建设的目的只在于恢复生态
【解析】 进行生态工程建设时，应根据实际，因 ( http: / / www.21cnjy.com )地制宜，不能生搬硬套。不同的生态工程体现的原理也有差异。生态工程建设的目的是实现生态效益和经济效益的同步发展。
【答案】 B
5．水资源短缺是制约我国经济发展的瓶颈，人们采用生物技术进行污水净化。下面是甲、乙两城的污水处理工艺流程：
①甲城污水→格栅→二级水生生物曝气塘→砂滤 ( http: / / www.21cnjy.com )→反渗滤→粒状炭柱→臭氧消毒→出水(达到饮用水标准)。②乙城污水→格栅→潜流湿地三个并联(种芦苇、大米草)→潜流湿地两个并联(种茳芏、芦苇)→稳定塘三个并联→潜流湿地一个(种茳芏、席草)→出水(生活用水)。
(1)流程中稳定塘(包括曝气塘)主要是利用水中的微生物的______________来降低水中的有机污染物质。
(2)人工潜流湿地中有多种植物，这些植物根系 ( http: / / www.21cnjy.com )与床体填料表面中生长了大量的微生物，并形成生物膜。废水流经时，固态悬浮物被填料及根系阻挡、截留，这相当于______作用；有机物通过生物膜除去。其中的植物还有______空气的作用。
(3)粒状炭柱的作用主要是________________________。
(4)臭氧消毒是利用臭氧的______________来分解有毒物质和杀死有害微生物。
【解析】 粒状炭柱的吸附作用涉及化学物质的物理性质，第(4)问中涉及臭氧的化学性质，体现了生物、化学知识的关联。
【答案】 (1)分解作用
(2)过滤 净化
(3)吸附污水中的微生物和有毒物质
(4)强氧化性
一、选择题
1．下列不属于生态工程建设的基本过程的是( )
A．系统分析 B．技术设计
C．加强监管 D．可行性评价与决策
【答案】 C
2．(2013·平顶山高二检测)生态农业是运用生态学原理建立的综合农业生产体系，它不具备的特点是( )
A．多层次 B．多功能
C．少污染 D．无病虫害
【解析】 生态农业是以生态学理 ( http: / / www.21cnjy.com )论为依据，以环境与经济协调发展为前提，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。生态农业以保持生态系统内的生态平衡为主导思想，促进物质在系统内循环和重复使用，以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益。
【答案】 D
3．下列关于生态农业的叙述，不正确的是( )
A．依据生态学理论
B．以保持生态系统内生态平衡为主导思想
C．实现了物质循环利用
D．投入多
【答案】 D
4．云南久负盛名的滇池水质受到严重污染，若采用“人工湿地”可实现污水净化，“人工湿地”对污水净化是通过( )
A．不同类型的水生植物与微生物的共同作用实现的
B．不同类型浮游植物和动物共同作用实现的
C．不同类型水生植物的共同作用实现的
D．不同类型细菌的共同作用实现的
【解析】 “人工湿地”对污水的净化作用主要是通过多种水生植物和微生物共同作用实现的。
【答案】 A
5．下列关于生态工程建设的叙述，错误的是( )
A．应遵循生态学原理
B．实现社会 经济 自然的整体与功能的统一
C．生态工程建设的核心环节是系统分析
D．生态工程设计常用方法有食物链的“相接”和“加环”
【解析】 生态工程建设的基本过程包括拟定目标与本底调查、系统分析、可行性评价与决策和技术设计等。其核心环节为技术设计。
【答案】 C
6．(2012·南通高二检测)下列关于生态农业的叙述，不正确的是( )
A．生态农业实现了对能量和物质的多级利用
B．生态学的基本原理是发展生态农业的主要理论基础
C．生态农业使废物资源化，提高能量的转化效率，减少了环境污染
D．农业生态系统的抵抗力稳定性比自然生态系统高
【解析】 生态农业由于物种多样性低，自我调节能力弱，故抵抗力稳定性比自然生态系统低。
【答案】 D
7．(多选)下列属于湿地生态系统的生态效益的是( )
A．蓄洪防旱，调节区域气候
B．控制土壤侵蚀，自然净化污水
C．鸟类的栖息地
D．工业用水的资源
【解析】 本题考查湿地生态系统的作用，湿地号称“地球之肾”，是鸟类栖息地，可蓄洪防旱，调节区域气候；也可自然净化污水。
【答案】 ABC
8．(2013·江苏江都中学期中)“三北”防护林工程建设中，应当特别注意的生态工程原理是( )
A．物种多样性原理和整体性原理
B．协调与平衡原理和物种多样性原理
C．协调与平衡原理和物质循环再生原理
D．系统工程学原理
【解析】 植树造林首先要考虑所栽树种必须适应 ( http: / / www.21cnjy.com )当地环境，以及考虑环境容量问题，即协调与平衡原理；其次不能种植单一物种林木，为提高人工林的稳定性，应充分考虑物种多样性原理。
【答案】 B
9．下图是某生态农业的示意图，下列说法不正确的是( )
A．用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了废物的资源化
B．该生态农业提高了能量利用率
C．用蛆蛹粪便作有机肥还田，运用了物质循环原理
D．离开人的管理，该生态工程仍可以正常运转
【解析】 生态农业中人的作 ( http: / / www.21cnjy.com )用非常关键，离开人的管理，生态系统无法正常运转。生态农业实现了废物的资源化，利用了物质循环的原理，提高了能量利用率。
【答案】 D
10．(多选)某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态系统(如图所示)。下列有关叙述正确的是( )
A．该生态工程的建立实现了能量的多级利用
B．该生态系统中，人的作用非常关键
C．该生态系统的建立提高了各营养级间的能量传递效率
D．该生态工程体现了物质循环再生的原理
【解析】 该新型农业生态系 ( http: / / www.21cnjy.com )统主要体现了物质循环再生、能量多级利用的原理，从而实现了废弃物的资源化，但营养级之间能量传递的效率未变，仍为10%左右。
【答案】 ABD
二、非选择题
11．请仔细读图，回答下列问题：
(1)生态农业设计的基本原理是①________________________，②____________。
(2)生态农业的优越性表现在____ ( http: / / www.21cnjy.com )____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3) “农作物→猪→农户”这条食 ( http: / / www.21cnjy.com )物链中，若农作物通过光合作用产出300摩尔氧气，则农作物同时产生________摩尔葡萄糖，农户从猪中获取的能量相当于______摩尔的葡萄糖(能量传递效率按10%计算)。
【解析】 本题考查农村综合发展型生态工程建设遵循的原理和优势。具体分析如下：
依据光合作用反应式：6CO2＋6H ( http: / / www.21cnjy.com )2O6O2＋C6H12O6，农作物产生300摩尔氧气，同时就产生50摩尔葡萄糖，能量沿食物链传递时，传递效率一般为10%左右，故农户从猪中获取的能量相当于50×10%×10%＝0.5摩尔葡萄糖。
【答案】 (1)①食物链原理 ②物种多样性原理
(2)生态农业能保持系统内的生态平衡，促进物质在系统内循环和重复使用，以最少的投入获取最大的经济效益和生态效益
(3)50 0.5
12．近年来苏北各地规模化养 ( http: / / www.21cnjy.com )殖发展很快，畜牧业已逐步由农村副业发展成为相对独立的产业，但规模化养殖场污水的排放造成的环境污染问题也日渐突出。因此，必须对养殖业污水进行处理和生态综合利用，下图是集污水净化、休闲、养鱼为一体的人工湿地示意图。
人工湿地
(1)输入该湿地生态系统的能量有__________________________和____________________。
(2)细菌、真菌等微生物的分解作用是净化污水的重要途径，为了提高分解的效率，可采取的有效措施是________________。
(3)该人工湿地中的浮游藻类等植 ( http: / / www.21cnjy.com )物生长迅速，其主要原因是微生物将污水中的有机物分解，为藻类等植物提供了充足的________________。
(4)实地调查中发现，该湿地物种丰富 ( http: / / www.21cnjy.com )度逐渐增加，其群落演替类型是____________；不能仅仅依靠人工湿地对污水进行净化，还应该加强对污染源的控制，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 (1)对一个人工生态系统 ( http: / / www.21cnjy.com )来说，除了具有自然生态系统的特点外，还有人为加进去的因素所引起的特有的特点，从图中可以看出流入该湿地生态系统的能量除来自生产者固定的太阳能外，还有养殖场的污水中的有机物所含有的能量。
(2)细菌、真菌等微生物的分解作用是在有氧情况下能彻底氧化分解污水中的有机物，故保证微生物所需要的氧气才能提高分解的效率。
(3)微生物分解污水中的有机物，为藻类等植物提供了大量的无机盐，使它们生长迅速。
(4)由于是在原有的生态系统的基础上进行的演替，故为次生演替。对生态系统的保护最好从源头上做起。
【答案】 (1)生产者固定的太阳能 污水中有机物的能量 (2)向水体中通入空气 (3)含N、P的无机盐等 (4)次生演替 生态系统的自我调节能力是有限的
生态工程与传统工程的比较
项目 生态工程 传统工程
基本理论 生态学、工程学 工程学
调节机制 人为辅助下的自我调节 人为调控
与自然环境的关系 协调 破坏
主要能源 太阳能 化石能
生物多样性 保持 减少
下列关于生态工程的叙述中，错误的是( )
A．生态工程是生态学与系统工程学的结合
B．生态工程追求经济与生态的双赢
C．生态工程是无消耗、多效益的工程
D．生态工程促进人类社会和自然环境的和谐发展
【解析】 生态工程遵循自然界物质循环 ( http: / / www.21cnjy.com )的规律，充分发挥资源的生产潜力，减轻环境污染，达到经济效益和生态效益同步发展，与传统的过程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。
【答案】 C
生态农业设计
1.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 ( http: / / www.21cnjy.com )要理论基础。生态系统中能量的多级利用和物质循环再生是生态学的一条基本原理，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弃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，既充分有效地利用机械设备、化肥、农药，又减少环境污染。
2．生态农业的特点
生态农业可以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，降低人和家畜的患病率。
3．生态农业的设计
主要从空间、时间和食物链等几方面去考虑。空间方面：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，即农业区划分或农业布局规划。
(2)垂直空间：利用生态 ( http: / / www.21cnjy.com )学的原理，将不同的种群科学地组合成复合生态系统，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、一个池塘等。在一片农田中应该从地上和地下进行两个方面的科学搭配。地上部分包括不同作物在不同层次空间上茎、叶的配置，以便最大限度地利用光、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，以便更好地利用营养物质。
江苏某农户创建的冬季生态型种植养殖模式如下图所示，请据图回答下列问题：
生态型种植养殖模式图
(1)牛棚内产生的____ ( http: / / www.21cnjy.com )____可扩散进入蔬菜大棚，提高蔬菜产量，提高蔬菜的光合作用效率；蔬菜光合作用产生的________可扩散进入牛棚。
(2)秸秆除了作为牛的饲料外，还 ( http: / / www.21cnjy.com )可与牛粪混合堆入进行________，腐熟的产物肥效提高，这是因为_______________。这种肥料用于蔬菜栽培可以提高蔬菜产量。
(3)在牛的品系、饲料品种和用量不 ( http: / / www.21cnjy.com )变的条件下，采用这种养殖模式，牛的生长速率明显提高，其主要原因是________________________________________________。
(4)牛棚保温所需的热能来源于牛身散热、地热、____________和__________。
(5)从生态系统主要功能的角度分析， ( http: / / www.21cnjy.com )这种种植养殖模式较好地实现了_______________________________________。
【解析】 (1)牛棚内牛呼吸作用产生二氧化碳可扩散进入蔬菜大棚，供蔬菜光合作用利用，蔬菜光合作用产生的氧气可扩散进入牛棚内被牛利用。
(2)秸秆除了作为牛的饲料外，还可与牛粪混合进行发酵，利用微生物的发酵将有机物分解为无机物，肥效提高。
(3)在牛的品系、饲料品种和用量不变的条件下，采用这种养殖模式，冬季牛棚内温度较高因而牛维持体温消耗的能量较少，有利于牛的生长繁殖。
(4)牛棚保温所需的热能来源于牛身散热、地热、大阳光能和发酵产热。
(5)从生态系统主要功能的角度分析，这种种植养殖模式较好地实现了物质的循环利用和能量的高效利用。
【答案】 (1)二氧化碳 氧气
(2)发酵 微生物将有机物分解为无机物
(3)牛棚内温度较高从而牛维持体温消耗的能量较少
(4)太阳光能 发酵产热
(5)物质的循环利用和能量的高效利用
1．(2013·苏北四市调研)生态 ( http: / / www.21cnjy.com )农业追求经济效益、社会效益、生态效益的高度统一，使农业生产走可持续发展的道路。下列关于生态农业的叙述中，正确的是( )
A．在一定程度上实现了物质和能量的多级利用
B．提高了各营养级之间的能量传递效率
C．降低了生态系统的稳定性
D．实现了能量的循环利用，提高了生产效率
【解析】 食物链中各营养级之间的传递效 ( http: / / www.21cnjy.com )率在10%左右，某一食物链中各营养级间的传递效率不会因为生态农业的建立而改变，B错误；生态农业是根据生态学的原理建立起来的生态系统，稳定性较普通农业生态系统高，C错误；生态系统中的能量流动是单向的，D错误。
【答案】 A
2．“猪—沼—茶”是华南山地丘陵 ( http: / / www.21cnjy.com )地区常见的生态农业模式，由种植(茶树)、养殖(猪)、农户(人)和沼气生产(微生物)四个子系统构成。该生态农业模式( )
A．是由茶树、猪、人和微生物组成的生态系统
B．实现了物质和能量在系统中的多级循环利用
C．使整个生产过程进入了废物资源化的良性循环
D．注重系统内部的自身调节作用，不需要外部投入
【解析】 该生态农业系统 ( http: / / www.21cnjy.com )除了茶树、猪、人和微生物外，还有农作物；在生态系统中物质可以循环利用，能量不能循环利用，只能是单向流动；生态农业系统需要从外部投入肥料、能量，才能正常运转；生态农业系统最大的优点是废物资源化的良性循环利用。
【答案】 C
3．下图是我国南京古泉生态农场的以沼气为纽带，联合农作物种植、蚯蚓养殖、养鱼、养鸡、养鸭等产业的物质循环利用示意图。请据图回答：
(1)图中蘑菇房中的蘑菇属于生态系统中的__________成分。
(2)某同学据图写出一条捕食食物链：果树→蚯蚓→鸡，该食物链________(填“正确”或“不正确”)。
(3)利用沼气燃烧为鸡舍延长照明时间，提 ( http: / / www.21cnjy.com )高产蛋率；利用性外激素诱捕果园中的害虫。这些实例体现了生态系统的________在农业生产中的应用。
(4)果园与森林相比，其抵抗力稳定性________(填“高”或“低”)，原因是___________________________。
(5)此生态农业与传统农业相比，明显的优势有________和__________。
【解析】 (1)蘑菇不能利用无 ( http: / / www.21cnjy.com )机物合成有机物，其利用的是有机质，属于分解者。(2)蚯蚓属于分解者，不参与捕食食物链的构成。(3)光照、性外激素分别为物理、化学信息。这是信息传递在农业生产中的具体应用。(4)与果园相比，森林的生物种类更多、营养结构更复杂，其抵抗力稳定性更高。(5)生态农业的优点在于实现了能量多级利用、物质循环再生，从而降低了污染。
【答案】 (1)分解者
(2)不正确
(3)信息传递
(4)低 生物种类少，营养结构简单
(5)能量多级利用 减轻了对环境的污染(或实现了废物资源化等)