生态工程
生态工程
运用生态学和系统工程原理设计的工艺系统。将生物群落内不同物种共生、物质与能量多级利用、环境自净和物质循环再生等原理与系统工程的优化方法相结合，达到资源多层次和循环利用的目的。如利用多层结构的森林生态系统增大吸收光能的面积、利用植物吸附和富集某些微量重金属以及利用余热繁殖水生生物等。
生态工程起源于生态学的发展与应用，至今不过30年的历史。60年代以来，全球面临的主要危机表现为人口激增、资源破坏、能源短缺、环境污染和食物供应不足，表现出不同程度的生态与环境危机。在西方的一些发达国家，这种资源与能源的危机表现得更加明显与突出。现代农业一方面提高了农业生产率与产品供应量，另一方面又造成了各种各样的污染，对土壤、水体、人体健康带来了严重的危害。而在发展中国家，面临着不仅是环境资源问题，还有人口增长，资源不足与遭受破坏的综合作用问题，所有这些问题都进一步孕育、催生了生态工程与技术对解决实际社会与生产中所面临的各种各样的生态危机的作用。
1962年美国的H.
T.
Odum首先使用了生态工程（Ecological
Engineering），提出了生态学应用的新领域：生态工程学。并把它定义为“为了控制生态系统，人类应用来自自然的能源作为辅助能对环境的控制”，管理自然就是生态工程，它是对传统工程的补充，是自然生态系统的一个侧面。80年代后，生态工程在欧洲及美国逐渐发展起来，并出现了多种认识与解释，并相应提出了生态工程技术，即“在环境管理方面，根据对生态学的深入了解。花最小代价的措施，对环境的损害又是最小的一些技术”。
在我国生态工程的概念提出是由已故的生态学家、生态工程建设先驱马世骏先生在1979年首先倡导的。马世骏先生（1984）给生态工程下的定义为：“生态工程是应用生态系统中物种共生与物质循环再生原理，结构与功能协调原则，结合系统分析的最优化方法，设计的促进分层多级利用物质的生产工艺系统”。
在中国面临的生态危机，不单纯是环境污染，而是由于人口激增，环境与资源破坏，能源短缺、食物供应不足等共同而成的综合效应。因此中国的生态工程不但要保护环境与资源，更迫切的要以有限资源为基础，生产出更多的产品，以满足人口与社会的发展需要，并力求达到生态环境效益、经济效益和社会效益的协调统一，改善与维护生态系统，促进包括废物在内的物质良性循环，最终是要获到自然－社会－经济系统的综合高效益。正因为如此，在我国对生态系统的发展与生态工程的建设提出了“整体、协调、再生、良性循环”的理论。生态工程的基础形成了除了以生态学原理为支柱以外，还吸收、渗透与综合了其它许多的应用学科。如农、林、渔、养殖、加工、经济管理，环境工程等多种学科原理、技术与经验，生态工程的目标就是在促进良性循环的前提下，充分发挥物质的生产潜力，防止环境污染，达到经济与生态效益同步发展。
1.生态工程的原则
生态工程是从系统思想出发，按照生态学、经济学和工程学的原理，运用现代科学技术成果、现代管理手段和专业技术经验组装起来的，以期获得较高的经济、社会、生态效益的现代农业工程系统，建立生态工程的良好模式必须考虑如下几项原则：
（1）、必须因地制宜，根据不同地区的实践情况来确定本地区的生态工程模式。
（2）、由于生态系统是一个开放、非平衡的系统，在生态工程的建设中必须扩大系统的物质、能量、信息的输入，加强与外部环境的物质交换，提高生态工程的有序化、增加系统的产出与效率。
（3）、在生态工程的建设发展中，必须实行劳动、资金、能源、技术密集相交叉的集约经营模式，达到既有高的产出，又能促进系统内各组成成分的互补、互利协调发展。
生态工程建设的目标是使人工控制的生态系统具有强大的自然再生产和社会再生产的能力。在生态效益方面要实现生态再生，使自然再生产过程中的资源更新速度大于或等于利用速度，在经济效益方面要实现经济再生，使社会经济再生产过程中的生产总收入大于或等于资产的总支出，保证系统扩大再生产的经济实力不断增强，在社会效益方面要充分满足社会的要求，使产品供应的数量和质量大于或等于社会的基本要求，通过生态工程的建设与生态工程技术的发展使得三大效益能协调增长，实现高效益持续稳定的发展。
2.生态工程的特点
中国与国外蓬勃发展的生态工程各有自己的特点，中国生态工程有独特的理论和经验，中国生态工程所研究与处理的对象，不仅是自然或人为构造的生态系统，而更多的是社会－经济－自然复合生态系统，这一系统是以人的行为为主导，自然环境为依托，资源流动为命脉，社会体制为经络的半人工生态系统。其结构可以分成为3个主要集合。
核心圈是人类社会，包括组织机构及管理、思想文化，科技教育和政策法令，是核心部分为生态核。另一层次是内部环境圈，包括地理环境、生物环境和人工环境，是内部介质，称为生态基。常具有一定的边界和空间位置；第三圈是外部环境，称为生态库；包括物质、能量和信息以及资金、人力等。
国外的生态工程研究与处理的对象一般是按照自然生态系统来对待。如各类湖泊、草原、森林等，在自然生态系统中加入或构造原本没有人为结构，如水利设施与土壤改良等工程。西方生态工程的研究方法的贮备与应用，特别是定量化、数学模型化及其系统组分及机制的分析方面具有自己的特色。
3.生态工程的规划与评价
（一）生态工程规划与设计的流程
生态工程规划与设计的一般流程为：生态调查
系统诊断综合评价
生态分区及生态工程设计
配套技术
生态调控。
（二）生态分区与生态工程设计
根据生态调查、系统诊断及综合评价的结果，进行生态分区，在生态分区的基础上进行生态工程的设计。生态分区是根据自然地理条件、区域生态经济关系及农业生态经济系统结构功能的类似性和差异性，把整个区域划分为不同类型的生态区域。现有的区划方法有经验法、指标法、类型法、叠置法、聚类分析法等，根据分区的原则与指标，运用定性和定量相结合的方法，进行生态分区，并画出生态分区图。
（三）生态工程的评价
由于农业生态系统是一个复合生态系统，生态工程必须具备多个方面的功能和效益，这里就有一个如何对生态工程进行综合评价的问题。对生态工程进行综合评价对于生态工程的规划与设计有着十分重要的意义，综合评价能使规划更加合理化并有利于不同生态工程的横向比较。
（1）.
生态工程的评价指标
针对不同类型的生态工程有许多不同的评价指标，这些指标的性状不一，不同的指标之间很难进行直接的比较。生态工程的评价指标构成评价指标体系，指标体系一般分为三层，第一层为综合效益，第二层为经济效益、生态效益、社会效益，第三层为各种具体指标。
（2）.
生态工程评价的方法
生态工程评价的方法有多种，如经验评估法、单项指标评价法、综合分级评分法、多指标综合评价法，每一种方法都有各自的缺点和优点，有些方法简单易行，但主观性较大，有些方法较为严密，但计算时较为复杂。现在用得较为普遍的为层次分析法（The
Analytic
Hierarchy
Process，简称AHP）。第四章
生态工程
第一节
生态过程的原理和类型
【学习目标】
1、简述生态工程的概念，关注生态工程的建设（A）
2、简述生态工程的注意原理（A）
3、尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策（A）
【知识梳理】
一、生态工程的概念
1、概念：是指应用生态系统中物种共生和物质循环再生原理、结构和功能协调原则，结合经系统分析的最优化方法而设计的促进物质被分层多级利用的生产工艺系统。
2、生态工程建设目的
遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。（少消耗、多效益、可持续
）
2、实例：农林牧副渔一体化生态工程
依据生态学基本原理，其关键是调控系统内部的结构和功能，进行优化组合，提高生态系统物质再生和能量转化的能力，充分发挥物质生产的潜力，尽量充分利用原料、产品、副产品、废弃物以及时间、空间和营养生态位，提高整体的综合效益。
3、（人教版）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，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程。
【例1】下列不属于生态工程建设项目的的是（
）
A．对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善
B．防止环境污染
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
二、生态工程的原理（苏教版）
生态工程主要由生物种群、生物群落和生态系统构成。生态工程构建和运行的主要依据是生态学基本原理。这些基本原理主要包括物种共生、生态位、食物链、物种多样性等。
物种共生原理：自然界中任何一种生物都不能离开其他生物而单独生存和繁衍，这种关系是自然界中生物之间长期进化的结果，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。
生态位原理：生态系统中各种生物都占有一定的生态位。在生态系统中，合理利用生态位原理，可以构建一个具有多层次、多种群的稳定而有效的生态系统。
食物链原理：是实现生态系统中物质循环、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。
物种多样性原理：生态系统中生物多样性越高，生态系统越稳定。
生态工程的设计还必须遵循社会发展和经济运行的基本规律，运用系统工程的理论和方法来指导生态工程的实现和管理。
在生态工程中除了必须遵循上述各种基本原理外，还要考虑通过适当满足物种生存、生长或繁殖的环境条件来提高物种的适应能力。
【补充说明】生态工程所遵循的基本原理（人教版）
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：一般而言，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。众多的生物通过食物链关系互相依存，就可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的生物量，提高系统生产力。即使某个物种由于某种原因而死亡，也会很快有其他物种占据它原来的生态位置，从而避免了系统结构或功能的失衡。
3、协调与平衡原理
处理好生物与环境的协调与平衡，除了考虑生物的生态适应性外，还需要考虑环境承载力。
环境承载力（又称环境容纳量）：是指某种环境所能养活的生物种群的数量。
4、整体性原理
人类处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统中。进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，更重要的是，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。除此之外，社会习惯、法律制度等也都对生态工程建设有着重要影响。建立在对系统成分的性质及相互关系充分了解基础之上的整体理论，是解决生态环境问题的必要基础。
5、系统学和工程学原理
（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组分之间的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。
（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、信息等的转化和流通，并且实现总体功能大于各部分之和的效果，即“1+1＞2”。
【例2】稻—鸭—萍共作是一种新兴的生态农业模式，其中，水生植物红萍（满江红）适生于荫蔽环境，可作为鸭子的饲料，鸭子能吃有害昆虫并供肥，促进水稻生长，对以此模式形成的生态系统，下列叙述错误的是（
）
A.
该生态系统的主要功能是物质循环和能量流动
B.
鸭子既是初级消费者，又是次级消费者
C.
生物群落由水稻、红萍、鸭子和有害昆虫组成
D.
水稻和红萍分层分布，能提高光能利用率
三、生态工程的类型
根据性质和设计目标的不同，生态工程可分为不同的类型。例如，具有农业生态保护性质并以农产品生产为目标的农业生态工程；以环境保护为目标的林业生态工程，包括水土保持生态工程、防风固沙生态工程、水源涵养生态工程、城市绿化和园林生态工程等；以治理环境污染为目标的治污生态工程，包括污水治理生态工程、城市垃圾处理生态工程、湖泊和水源地治理生态工程等。
实例1：“人工湿地”生态工程。
（1）湿地是开放水域和陆地之间过渡性的生态系统，其重要特点之一是生物多样性丰富。湿地生态系统具有较强的净化功能，被誉为“地球之肾”。
（2）“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（浮水植物、挺水植物和沉水植物）和水等。
（3）“人工湿地”对污水的净化作用是通过不同类型的水生植物和微生物的共同作用实现的。水生植物除了能吸收、转化污水中的N、P等物质外，还能促进细菌等微生物对污水的处理和净化。在“人工湿地”生态系统中，对废水净化起作用的是微生物的分解和转化作用以及相关的物理、化学作用，如沉淀、吸附、过滤等。
【例3】下列哪些属于湿地生态系统的生态效益（
）
①蓄洪防旱，调节区域气候
②控制土壤侵蚀，自然净化污水
③鸟类的栖息地
④工业用水的资源
A．①②
B．②③
C．①②③
D．①②③④
实例2：矿山废弃地生态修复工程
（1）矿山废弃地是指因采矿活动而遭破坏且不经治理便无法使用的土地。它包括开采后的废石碓、大量采矿而形成的开采废弃地、选矿剩余物造成的污染地等。
（2）矿山废弃地的危害：不仅毁坏和污染大片森林、草地和农田，还造成水土大量流失，有的甚至成为巨大的污染源。
（3）矿山废弃地的生态修复：关键在于植被恢复，以及为其所必需的土壤微生物群落的重建（人教版）。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，注意树种的多功能效益。
【例4】下列有关矿区废弃地的危害的叙述错误的是（
）
A．造成了土地、土壤的破坏
B．阻碍植被的生长
C．可能产生严重的重金属污染
D．对现今生存的生物无多大影响
【例5】在矿区生态环境的恢复工程中，关键的措施是（
）
A．人工制造表土
B．特殊隔离
C．土壤侵蚀控制
D．植被恢复
实例3：林业生态工程
（1）林业生态工程是环境与生态保护、修复和改善的重要组成部分。它是在维护环境与发展经济的目标下，以优化土地利用为基础，以发挥水土资源和生物资源生产潜力为依据，形成各林种、各树种的合理配置和组合，充分利用多林种、多树种生物群体的多功能和多效益特点，建设功能完善、结构稳定、经济高效的生态系统。
（2）我国先后批准建设了十大林业生态工程，特别是三北防护林体系建设工程、长江中上游防护林体系建设工程、太行山绿化工程、黄河中上游防护林体系建设工程等。
【基础检测】
1.
人类设计生态工程的根本目标是（
）
A.
促进自然界良性循环的前提下，达到生态效益与经济效益的同步发展
B.
促进自然界良性循环的前提下，防治环境污染，提高经济效益
C.
防治环境污染，达到生态效益与经济效益的同步发展
D.
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．我国“三北防护林”，虽然取得了巨大的生态和经济效益，但由于没有完全按照自然生态规律办事，也产生了不少问题。例如，辽宁西部的章古台地区，由于单一种植樟子松树，使松毛虫因为没有天敌而肆虐一时，使很多地方几乎成了不毛之地。这个事实说明了（
）
A．樟子松树的抗虫能力很差
B．松毛虫的危害性很强，并专一性的侵害樟子松树
C．生物多样性对生态系统的重要性
D．由于植物种类达单一，导致松毛虫只能侵害樟子松树
3．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、烧柴以及收入等问题。以上做法依据的生态工程原理是（
）
A．系统整体性原理
B．整体性原理
C．系统结构决定功能原理
D．以上都不是
4．实现循环经济的最重要的手段之一是（
）
A．大力发展“石油农业”
B．生态工程
C．清除污染物
D．禁止产出污染物
5．（多选）设计生态工程的常用方法之一是给食物链（网）“加环”，下图就是一种“加环”示意图，据图判断下列说法正确的是（
）
A．用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇，可增加
经济效益
B．用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了物质的
多级利用
C．用蛆蛹粪便作为有机肥还田，运用了能量循
环再生的原理
D．该生态工程的运转离不开人的管理
6．(多选)某生物小组考查一农田生态系统中水稻从播种到稻秆还田的全过程。在稻田分蘖期间，农民拔草、治虫；然后排水进行搁田(亦称“烤田”)；稻谷收获之后，有不少农民在田里焚烧稻秆。下列叙述中，正确的是（
）
A．农民拔草、治虫目的是使能量较多地流向水稻
B．搁田时排出的水可能对水体造成污染
C．搁田有利于水稻根系生长，提高水稻抗倒伏能力
D．焚烧稻秆可促进物质循环，实现能量高效利用
7．某地农民大量焚烧农作物的秸秆，造成环境污染，影响了航班起降。
（1）秸秆的大量焚烧，使当地雨水pH发生变化，变化趋势是_____________________。
（2）秸秆焚烧后所剩的灰分，是植物的__________________，在焚烧过程中，以气体形式散失的是__________________、__________________等。
（3）从生态系统的物质循环分析，焚烧秸秆对农田生态系统的影响是____________________。（4）该地农民的做法主要破坏了生态工程的哪一原理？_______________________。
参考答案
第一节
7.（1）增大（2）矿质元素，CO2
水蒸气
(3)加大了物质的输出
(4）物质循环再生原理。第四章 生态工程
第一节 生态工程及其原理
一、选择题
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.防止环境污染
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,防止环境污染,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。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.某林区曾大规模营造马尾松纯林,结果遭到松干蚧的毁灭性打击。这一事例说明在进行生态工程建设时,必须遵循( )
A.系统学原理 B.物种多样性原理
C.物质循环再生原理
D.工程学原理
解析:题干指出,单一品种的马尾松林不稳定,易受破坏。物种多而繁杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性,因此说明在进行生态工程建设时,必须遵循物种多样性原理。
答案:B
3.下列哪种措施不符合生态工程所遵循的物质循环再生原理 ( )
A.秸秆还田
B.大量施用有机肥
C.作物秸秆等残留物作燃料
D.采集河泥作肥料
解析:在稳定的良性循环的生态系统中,是不会有废弃物和污染物产生的。因为在自然生态系统中,上一个环节产生的废料,是下一个环节的原料,实现废弃物的资源化。生态工程遵循了物质循环再生原理。在农业生态系统中,秸秆还田、使用河泥或其他有机肥,就是充分利用生态系统的废弃物,改善土壤的结构,增加土壤中的矿质元素,实现物质的循环利用。秸秆燃烧挥发掉大量的能被作物利用的成分,造成了生态系统的物质浪费和环境污染。
答案:C
4.生物的数量超过了环境的承载力后,就会引起生态系统的( )
A.整体性被破坏
B.系统性被破坏
C.失衡和破坏
D.物种多样性被破坏
解析:每个生态系统都有其自身所能承载的最大容量,一旦超过环境承载力(环境容纳量),就会引起系统的失衡和破坏。
答案:C
5.下列关于生态工程的说法,正确的是( )
A.系统学和工程学是生态学的一个分支
B.生态工程主要运用了系统学中的系统结构决定功能的原理
C.生态工程的整体性原理主要指生物与环境之间是不可分割的
D.物种多样性原理要求引种的生物种类越多越好
解析:系统学和工程学不是生态学的分支,而是独立的一门科学;生态工程的整体性原理是指自然生态系统是通过生物与环境、生物与生物之间的协同进化而形成的一个不可分割的有机整体;外来物种可能导致当地生态平衡遭到破坏。
答案:B
6.稻—鸭—萍共作是一种新兴的生态农业模式,其中,水生植物红萍(满江红)适合生长于荫蔽环境,可作为鸭子的饲料,鸭子能吃有害昆虫并供肥,促进水稻生长。对以此模式形成的生态系统,下列叙述错误的是( )
A.该生态系统的主要功能是物质循环和能量流动
B.鸭子既属于初级消费者,又属于次级消费者
C.生物群落由水稻、红萍、鸭子和有害昆虫组成
D.水稻和红萍分层分布,能提高光能利用率
解析:生物群落是指生活在一定的自然区域内,相互之间具有直接或间接关系的各种生物的总和。C项中漏掉了其他动植物和微生物等。
答案:C
7.“稻田养鱼”这种养殖方式近年来在许多地方得到推广,在稻田生态系统中,虽有危害水稻的病菌、害虫和杂草,但鱼的活动可起到除虫、松土和增氧的作用,最终取得稻、鱼双丰收,大大增加了农民的收入。此外,在遭遇虫害时,一些水稻会释放某些物质,吸引害虫的天敌将害虫消灭,从而维持生态系统的稳定。下列有关说法中正确的是( )
A.在稻田生态系统中,种间关系只有捕食一种
B.稻田生态系统属于农田生态系统,不属于湿地生态系统
C.若发现稻田中某杂草具有药用价值,则说明生物多样性具有间接使用价值
D.发展生态农业的优点是可以实现能量的多级利用和物质循环再生
解析:发展生态农业的优点是可以实现能量的多级利用和物质循环再生。稻田生态系统是人工湿地生态系统,种间关系有捕食、竞争、寄生等。若发现稻田中某杂草具有药用价值,则说明生物多样性具有直接使用价值。
答案:D
8.据图判断,下列叙述不符合生态学原理的是( )
A.物质经过多级利用,实现了良性循环
B.每一级生产环节都获得产品,提高了生态经济效益
C.由于食物链延长,能量逐级损耗,系统总能量利用率降低
D.由于各级产物都可以利用,减少了废物和污染
解析:生态农业模式,需要进一步应用生态工程的基本原理,选项A符合物质循环再生原理;选项B对物质循环再生进行进一步阐述;选项C与能量多级利用提高利用率矛盾;选项D在物质循环再生的基础上,阐述了“污染物是放在错误地点的原料”的含义。
答案:C
9.图示为利用自然生态系统净化污水的一种大面积、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( )
A.氧化塘实现净化污水原理主要利用细菌和藻类的寄生关系来分解有机污染物
B.图中A、B分别表示的物质是氧气和二氧化碳、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.由图示看,氧化塘净化污水途径有物理沉降和生物分解
解析:细菌和藻类不是寄生关系。藻类释放氧气供细菌所需,细菌分解有机物释放二氧化碳,产生无机盐供藻类所需,从而使污水得到净化。图中A、B分别表示的物质是氧气和二氧化碳、矿物质等。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。由图示知,氧化塘净化污水途径有物理沉降和生物分解。
答案:A
二、非选择题
10.根据以下材料回答问题。
据国家林业局发布的一项调查表明,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)”所依据的主要生态工程原理是 ;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”,源头主要来自黄土高原和内蒙古地区。这说明森林等植被在 等方面起重要作用;另外,我国在西北植树造林方面应依据生态工程的 原理,要注意树种不要过于单一。
解析:本题考查了必修教材内容中的生态因素之一:非生物因素——水,可联系西北地区特定的地理条件得出。“退耕还林(还草)”提高了物种多样性的同时,植被具有的特殊生态功能:防风固沙、保持水土、涵养水源等也随之体现,从而改善西北地区的气候,进而形成良性循环。
答案:(1)水
(2)物种多样性原理 自我调节能力
(3)防风固沙 物种多样性
11.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。根据图示回答问题。
(1)这种人工生态系统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,各种生物要 。
(2)建立这一生态系统的目的是使生产者固定的能量 ;
其能量利用效率高的原因是其在营养结构上具有 的特点。
(3)蚕粪、蔗叶进入鱼塘经过 的作用可被桑基、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
。
(5)该生态系统把桑基鱼塘与蔗基鱼塘有机地组合在一起,优化了系统结构,遵循 原则。
解析:在这个人工生态系统中,有四种成分:非生物的物质和能量(水、土壤、阳光等),生产者(蔗、桑、绿藻),消费者(各种鱼、蚕等),分解者(细菌),它们共同组成了一个相互依存的整体。生产者和分解者是不可缺少的生物成分,除有稳定的能量来源外,各类生物只有保持相对稳定,生态系统才能长期稳定发展。这一生态系统能量利用效率高的原因是食物链短,营养级少。在这个生态系统中,分解者的作用很重要,蚕粪中的氨经硝化细菌的作用可以形成亚硝酸盐和硝酸盐,被甘蔗、桑利用。该生态系统功能的维持,取决于它的成员之间的物质循环和能量流动的动态平衡。
答案:(1)生产者和分解者 能量 保持相对稳定
(2)尽量多地流向对人类最有益的部分 食物链短
(3)分解者 硝化细菌 硝酸盐和亚硝酸盐
(4)生产者、消费者和分解者之间的物质循环和能量流动在较长时间内保持动态平衡
(5)结构与功能相协调(共48张PPT)
第
四
章
生态工程
第一节 生态工程及其原理
自主学习
·
新知突破
1．生态工程是指应用生态系统中__________与_________________原理、___________________原则，结合系统分析的最优化方法设计的促进____________________的生产工艺系统。它提供了既保护__________，又解决难以处理的__________________的途径。
一、生态工程的概念
物种共生
物质循环再生
结构与功能协调
物质被分层多级利用
自然环境
环境污染问题
2．生态工程可以是_________和_________的一个群落、一个生态系统或一个更为宏观的地域性生态空间。为减缓和防止自然生态系统的退化，人们希望通过____________建设，寻求解决环境危机的各种对策，修复或重建受损的生态系统。
人工设计
人为参与
调控生态工程
1．物种共生原理：任何一种生物都不能离开__________而单独生存和繁衍。
2．生态位原理：生态系统中各种生物都占有一定的_______。
3．物种多样性原理：生态系统中_______________越高，生态系统就越稳定。
4．食物链原理：食物关系对生态系统的稳态具有重要作用。
二、生态学原理
其他生物
生态位
生物多样性
1．物质循环再生原理
(1)实质：物质在生态系统中循环往复，分层分级利用。
(2)物质循环再生生态系统的特点：生态系统中不产生废弃物，没有环境污染，生态系统稳定发展。
(3)物质循环再生生态系统实例：无废弃物农业。
生态工程所遵循的基本原理
2．物种多样性原理
(1)实质：物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。
(2)物种多样性生态系统的特点：生物多样性程度高，食物链关系复杂，系统生产力高，系统稳定性强。
(3)物种多样性生态系统实例：珊瑚礁区生态系统、原始森林等。
3．协调与平衡原理
(1)实质：生态系统中生物与无机环境协调与平衡发展，不同生物之间协调与平衡发展。
(2)影响生态系统协调与平衡的主要因素：环境承载力(又称环境容纳量)——指某种环境所能养活的生物种群数量。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。
(3)协调与平衡生态系统实例：太湖的水体富营养化问题和西北地区的防护林建设。
4．整体性原理
(1)实质：生态工程系统是由自然生态系统、经济系统和社会系统等组成的统一整体。
(2)生态工程的整体性建设原则：进行生态工程建设时，不但要考虑自然生态系统的规律，更重要的是，要考虑到经济和社会等系统的影响力。
(3)整体性生态系统实例：林业工程建设中，只有应用整体性原理，才能统一协调当前与长远、局部与整体、开发与环境建设之间的关系，保障生态系统的平衡和稳定，才能从根本上保证生态工程的整体效益。
5．物种共生原理
自然界中任何一种生物都不能离开其他生物而单独生存和繁衍，这种关系是自然界中生物之间长期进化的结果，包括共生、竞争等多种关系。在功能正常的生态系统中，这种关系构成了生态系统的自我调节和反馈机制。
6．生态位原理
生态系统中各种生物都占有一定的生态位。例如，生活在林冠层的鸟类与生活在林下层的鸟类，占据不同的空间，摄取不同的食物。在生态工程中，合理利用生态位原理，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。
7．食物链原理
自然界中复杂的食物关系对生态系统的稳态具有重要作用，是实现生态系统中物质循环、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。
8．系统学和工程学原理
(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组分之间的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。
(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，并且实现总体功能大于各部分之和的效果。
[归纳拓展] 自然系统、经济系统和社会系统之间的关系，可以用下图表示为：
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．应用了物种共生和物质循环再生的原理
答案： C
[记知识纲要]
1．生态工程建设的目的是遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。
2．生态经济主要通过实现“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物，成为本系统或另一个系统的生产原料，从而实现废物资源化。
3．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、系统和工程学原理。
[背关键语句]
合作探究
·
课堂互动
下图是一个庭院生态工程的模式图，对该生态系统的分析中，正确的是( )
生态工程遵循的基本原理
A．该生态工程的目的是实现物质的循环利用，提高经济效益
B．该生态工程遵循了物质与能量多级循环利用等原理
C．饲养鸡鸭能提高生态系统中物质的利用效率，增加产量，但由于食物链延长，生态系统中能量传递效率会降低
D．建沼气池和制作生态缸需要考虑的因素是一样的
[自主解答] ________
解析： A正确，题图生态工程实现了物质的循环利用，提高了经济效益。B错误，该生态工程遵循了物质循环利用和能量多级利用等原理，能量不能循环利用。C错误，食物链延长不会改变生态系统中能量传递效率，但是随着食物链延长，最高营养级的生物获得的能量会降低。D错误，建沼气池和制作生态缸需要考虑的因素不完全一样，如沼气池中的生物不能进行光合作用，而生态瓶中有进行光合作用的生产者，所以生态瓶需要提供适宜的光照。
答案： A
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：地衣中的真菌和藻类互利共生，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，才能真正做到造林护林。
上述材料依据下列哪些生态工程原理( )
①物质循环再生原理 ②物种多样性原理 ③协调与平衡原理 ④整体性原理 ⑤系统整体性原理 ⑥系统的结构决定功能原理
A．①⑤④
B．②④⑥
C．③④⑤
D．①③④
答案： A
典型生态工程分析
(2)建立这一生态系统的目的是使生产者的能量_________；其能量利用效率高的原因是其在营养结构上具有________特点。
(3)蚕粪、蔗叶进入鱼塘经过________的作用可被桑基蔗基所利用。蚕粪中的氨经过________的作用，形成____________________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______________________。
[自主解答]
________
解析： (1)上图所示的各种结构构成一个人工生态系统，生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者等生物成分和非生物的物质和能量，生物成分中最基本的是生产者和分解者，要维持某生态系统的稳定和发展，要有源源不断的能量供应，因为能量是单向流动且逐级递减的，并且各种生物成分要保持相对稳定。
(2)人工生态系统中的能量主要通过人类的活动使能量更多地流向对人类有益的部分，由于能量沿食物链逐级递减，所以要提高利用效率应实现多级利用。
(3)主要考查了分解者的作用及硝化细菌除臭的作用机理。分解者能将有机物分解为无机物，硝化细菌能将氨氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，被植物吸收利用。
(4)在进行生态农业设计时，将桑基鱼塘和蔗基鱼塘进行优化组合，改善了系统的结构和功能，体现了系统结构决定功能的原理。
答案： (1)生产者和分解者 能量 保持相对稳定
(2)尽量多地流向对人类最有益的部分 食物链短
(3)分解者 硝化细菌 硝酸盐和亚硝酸盐
(4)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时间保持相对的稳定性
2．下列关于湿地生态恢复工程的叙述错误的是( )
A．该工程采用工程和生物措施相结合的方法
B．要建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰
C．对湿地的恢复，只注意退耕还湿地或建立自然保护区就可以
D．湿地的恢复除利用生物工程手段外，还要依靠自然演替机制恢复其生态功能
答案： C
高效测评
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知能提升
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．防止环境污染
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： 生态工程是指应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已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，提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展，A、B、D正确，单纯追求粮食产量可能会影响人类社会和自然环境的和谐发展，C不正确。
答案： C
2．在建设生态工程时，从我国传统农业的“无废弃物”模式中可借鉴的是( )
A．物质的分层多级利用
B．能量的单向流动
C．培育良好的土壤结构
D．大力发展畜牧养殖业
答案： A
3．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、烧柴以及收入等问题。以上做法依据的生态工程原理是( )
A．系统整体性原理
B．整体性原理
C．系统的结构决定功能原理
D．以上都不是
答案： B
4．我国南方桑基鱼塘是低洼稻田挖深做塘，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，主要应用了生态工程遵循的哪个原理( )
A．系统学和工程学原理
B．整体性原理
C．物种多样性原理
D．物质循环再生原理
答案： A
5．生态工程是在特定时代背景下产生和发展起来的一门科学，它要解决的问题是( )
A．环境与经济发展的协调问题
B．环境污染和治理问题
C．不同生态系统的稳定性问题
D．生态安全和伦理问题
解析： 生态工程是近年来发展起来的一门着眼于社会—经济—自然复合生态系统持续发展的整合工程技术。生态工程的目标就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，防止环境污染，达到经济效益与生态效益同步发展。
答案： A
6．下列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．生态工程以充分利用环境和资源为前提，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
答案： C
7．“三北防护林工程”建设中注意了以下两个问题。(1)考虑到树种的生态适应性问题；(2)考虑到树种多样性问题。这分别体现了生态工程的哪些原理( )
A．系统学原理和物种多样性原理
B．协调与平衡原理和物种多样性原理
C．整体性原理和物种多样性原理
D．物种多样性原理与整体性原理
解析： 系统学与工程学原理的意义：改善和优化系统的结构以改善功能、保持系统很高的生产力；物种多样性原理的意义：生物多样性程度可提高系统的抵抗力稳定性，提高系统的生产力；协调与平衡原理的意义：生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏；整体性原理的意义：统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定；“三北工程”中考虑到树种的生态适应性问题是“避免系统的失衡和破坏”、考虑到树种多样性问题是为了“提高系统的抵抗力稳定性，提高系统的生产力”，故只有B才对应正确。
答案： B
8．当前，我国农业的发展已由科技含量较低的传统农业向现代农业转变。现代农业虽然产量大大提高，但由于大量施用化肥、农药，造成了严重的环境污染，因此我国政府正大力推广经济效益、社会效益和生态效益相统一的生态农业。下列关于生态农业的叙述不正确的是( )
A．生态农业系统中食物链和营养级越多，在能量流动中消耗的能量越少
B．生态农业系统的抵抗力稳定性比现代农业高
C．生态农业系统设计的指导原则是实现生态系统的能量和物质的多级利用
D．生态农业系统属于人工生态系统，人的作用非常突出
解析： 能量的多级利用并不是食物链越长越好，还要考虑能量在传递过程中的生物呼吸所消耗的能量；但是生态农业实现了废物资源化，提高了能量的利用率。生态农业系统是遵循生态经济原理，在遵循“循环经济”的原则下，通过优化组合，使一个系统产出的污染物资源化，实现物质和能量的多级利用，同时防止了环境污染；在生态农业系统中人的作用非常突出，一旦失去人的作用，该系统将受到破坏，因而生态农业系统又属于人工生态系统。
答案： A
9．下图表示一种“甘薯＋奶牛＋沼气＋花木＋龙虾＋食用菌”的生态农业模式，下列有关描述正确的是( )
A．图中可以组成的食物链是甘薯→奶牛→牛粪
B．该生态系统的设计遵循了物质循环再生原理、物种多样性原理等生态学原理
C．图中只有生产者、消费者和分解者三种成分
D．青贮的目的是通过微生物有氧呼吸，分解甘薯藤中的有机物，有利于奶牛的消化吸收
解析： 食物链是由生产者和消费者组成的，即甘薯→奶牛。生态学原理很多，该生态系统的特点是物质循环利用，即主要利用了物质循环再生原理和物种多样性原理。图中具有生态系统的四种成分：甘薯、花木等属于生产者，沼气池中的微生物、食用菌、底泥中的腐生微生物等都属于分解者，奶牛属于消费者，沼渣属于非生物的物质和能量。甘薯藤青贮就是通过微生物的发酵(无氧呼吸)，将甘薯藤中不容易被奶牛消化吸收的有机物分解为较易吸收的有机物，提高物质和能量的利用率。
答案： B
(2)通过人工林建设的园林景观构建，既改善了生态环境，又可提高社会和经济效益，这主要体现了生态工程的__________原理。
解析： (1)在生态系统中，将有机物转化为无机物的生物是分解者。人工林土壤中存在种子或繁殖体，会导致群落物种数增多，进而使人工林自我调节能力增强，抵抗力稳定性增强。由于阳光等资源有限，群落中植物物种数增加，物种间竞争加剧。(2)人工林建设和园林景观构建，既改善了生态环境，又提高了社会和经济效益，这主要体现了生态工程的整体性原理。
答案： (1)分解者 种子或繁殖体 增强 竞争
(2)整体性(系统论)(共53张PPT)
第二节 关注生态工程的实例
自主学习
·
新知突破
1．生态工程建设既要遵循_______原理，也要遵循__________________________原则和__________原则。即在强调可行性的前提下，突出___________生态系统的整体与功能，以_______________建设促进产业发展，并将_______保护融于_______工程之中。
一、生态工程建设的基本过程
高效益
社会—经济—自然生态系统
生态建设
环境保护
目标与本底调查
系统
产业
2．生态工程建设的基本过程包括拟定____________调查、__________分析、_________评价与决策和技术设计等，其中__________是整个生态工程建设的核心环节。
3．生态工程技术设计的常用方法之一是食物链(网)的“_______”。连接平行的原本不相接的种类，形成__________网络，提高效率，促进物质的_______循环。
4．生态工程技术设计的常用方法之二是食物链(网)的“加环”。在食物链(网)中增加一些环节，以充分利用____________的那部分物质和能量，促使_______与_______的路径畅通，发挥生产_______，提高_______和_______效益。
可行性评价
技术设计
技术设计
技术设计
相接
互利共生
良性
原先尚未利用
物流
能流
潜力
生态
经济
1．治污生态工程
(1)包含内容：固体、液体及有机废弃物的处理，_____________的研制和试用，湖区污染的生态治理，_______的再生利用。
(2)实例：生物氧化塘——利用_______和_______，等生物之间的协同作用处理污水。
二、我国生态工程建设的实例
生物肥料
塑料
藻类
细菌
2．生态工程恢复
(1)恢复内容：恢复___________，形成合理、高效的食物链，并在演替中保持长期的稳定与平衡。
(2)___________是生态恢复工程的第一步。实例：西部生态工程建设。
生物群落
恢复植被
3．生态农业
(1)“现代农业”特点：资源、技术的大量投入和生产的集约化来获取更多的产量和经济收入。
(2)“生态农业”概念：以___________为依据，以______和_______协调发展为前提，在一定区域内__________地规划、组织和开展_______、_______的农业生产。
(3)“生态农业”特点：以最少的投入获取最大的_______效益和_______效益。
(4)实例：留民营村的生态农业系统。
生态学理论
环境
经济
因地制宜
多层次
多功能
经济
生态
[思考探讨] 矿区废弃地的生态恢复工程中恢复植被的措施是植树和种草，为什么不是种植农作物？
提示： 矿区土壤条件恶劣，不适宜农作物的生长，因此代之以适应性强，耐旱的灌木、草。
一、生态工程实例及原理分析
实例
原理
对策
重点注意问题
农村综合
发展型生
态工程
物质循环再生、整体性、物种多样性
建立综合发展型生态工程，实现物质的多级利用
①核心：以沼气工程为中心
②优点：农、林、牧、副、渔全面发展；开发可更新资源，减少环境污染
实例
原理
对策
重点注意问题
小流域综
合治理生
态工程
整体性、协调与平衡、因地制宜
运用多种原理，应用多种措施综合治理
①“综合”表现在同时考虑到生态效益和经济效益
②不同气候带，不同自然条件和不同经济发展水平的地区，生态工程模式各具特色
大区域生态系统恢复工程
协调与平衡、整体性
退耕还林还草、植树造林
①考虑树种适应性问题，种植适宜品种
②考虑树种多样性，保证防护林体系稳定性
实例
原理
对策
重点注意问题
湿地生态恢复工程
控制污染、退田还湖
①主要措施：退耕还湖
②主要困难：解决迁出湖区居民的生活和就业问题
矿区废弃地的生态恢复工程
系统学
和工程学
修复土地、恢复植被
①改良表土
②种植耐旱的灌木、草和树
③合理确定载畜量
城市环境生态工程
协调与平衡、整体性等
城市绿化、污水净化、废弃物处理、合理布局等
①防止大气污染：禁止使用含铅汽油
②防止水污染：进行污水净化，减少或禁止污水排放
1．我国出现的漫天黄沙向人们敲响了警钟，专家就此提出：频率加快、间隔变短、强度增大，将是沙尘暴的新动向。下列说法正确的是( )
①与人为的高强度的经济活动有关，如对沙漠边缘荒地的盲目开垦 ②沙尘暴强度不断增大是土地退化沙漠大面积扩展的标志 ③要抑制破坏此地区植物的各种因素 ④植树、种草加大防护林的建设和加大西北地区的森林覆盖率，是防沙的最好途径
A．① B．②③
C．②③④
D．①②③④
答案： D
1．现代农业的特点与弊端
(1)主要特点：通过资源、技术的大量投入和生产的集约化来获取更多的产量和经济收入，即高投入，高产出。
(2)弊端：造成能源和资源的大量消耗以及严重的环境污染。
二、生态农业的设计
2．生态农业的基本原理
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，使生产一种产品时所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。
3．生态农业的特点
(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．生态农业的设计
(1)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，即农业规划或农业规划布局。
(2)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，以最大限度地利用光、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。
2．建设生态农业时巧设、增设食物链的目的不包括( )
A．实现物质的分层次多级利用
B．实现能量的循环，使废物资源化
C．加强生物防治，控制有害生物的危害
D．减轻污染，提高抵抗力稳定性
解析： 生态农业巧设、增设食物链会实现物质和能量的多级利用，使废物资源化，减少对环境的污染，但不能实现能量循环。
答案： B
[记知识纲要]
1．小流域治理模式应用生态工程的整体原理、协调与平衡原理以及工程学原理，通过保土蓄水、耕作措施、林草措施等工程和生物措施，层层来设防控制土壤侵蚀。
2．湿地被誉为地球的“肾脏”，具有蓄洪防旱，调节区域气候，控制土壤侵蚀，自然净化污水，为迁徙的鸟类和多种动、植物提供栖息地，以及为人们提供休闲娱乐的环境等功能。
3．我国生态工程注重的是生态效益、社会效益和经济效益的统一。
[背关键语句]
合作探究
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课堂互动
生态农业建设是建设社会主义新农村的重要内容之一。下面是两种生态农业模式：
模式1 鸡—猪—鱼立体养殖模式：一亩鱼池配6～8头猪，100～120只鸡，鱼池中各种鱼的比例大致为：花白鲢占20%，草鱼占40%，鲤鱼、鳙鱼占40%，每亩投放鱼苗4
500尾。每天从鸡舍中收集新鲜的鸡粪晒干，经初步发酵后混入一定量饲料喂猪，猪粪喂鱼。
生态工程的实例
模式2 “四位一体”生态模式：以太阳能为动力，以沼气为纽带，将日光温室、沼气池、蔬菜种植和温室养猪相结合的一种新的农业生产模式。请分析回答有关问题：
(1)在模式1中，必须注意某种鱼的投入数量，不宜超过该鱼在生态系统中的______________。鱼塘中不同鱼类生活在不同水层，体现了生物群落在垂直结构上具有________的现象。
(2)如图表示某池塘中鲢鱼平均尾重变化情况，由曲线可知，生物体的生长呈________型曲线，根据图示结果，最佳捕捞时间是在投放后的________个月左右。
(3)模式2中，光能输入生态系统的途径是__________，沼气池中的产甲烷杆菌在生态系统中属于________(成分)。
(4)建立以沼气为中心的“四位一体”生态工程主要遵循的生态工程原理是____________________。
[自主解答] ___________________________________
______________________________________________
解析： (1)一个生态系统中某种生物的数量不宜超过该生物在生态系统中的环境容纳量，鱼池中的某种鱼也不例外；任何生物群落在垂直结构上具有分层的现象。(2)由曲线图可知，生物体的生长呈S型曲线；鱼池中鲢鱼的最佳捕捞时间是平均尾重刚好达到最大时，即投放后8个月左右时。(3)模式2中，光能输入生态系统的途径是从生产者蔬菜固定太阳能开始的；沼气池中的产甲烷杆菌是营腐生的微生物，在生态系统中属于分解者。(4)模式2建立以沼气为中心的“四位一体”生态工程主要遵循的生态工程原理是物质循环再生。
答案： (1)环境容纳量 分层 (2)S 8 (3)生态系统中的主要生产者的光合作用 分解者 (4)物质循环再生原理
下列生态工程模式与典型实例或措施对应有错误的一项是( )
A．农村综合发展型生态工程——北京郊区窦店村物质多级循环利用工程
B．小流域综合治理生态工程——甘肃陇南地区的“九子登科”治理模式
C．大区域生态系统恢复工程——“生物圈2号”生态恢复工程
D．湿地生态系统恢复工程——平堤行洪，退田还湖，移民建镇
解析： 大区域生态系统恢复工程的对策是实施一系列森林或草原植被恢复的生态工程、水土保持的生态工程等，典型实例是退耕还林还草生态工程、“三北”防护林生态工程等。
答案： C
高效测评
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知能提升
1．下列措施中不符合城市生态工程建设基本原理的是( )
A．城市规划，分区建设工业区、居住区、生态绿地等
B．大力推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工艺
C．采用浮床生态工艺法等手段治理环境污染
D．用法律手段严禁汽车上路以及造纸厂、酒厂生产，以切断污染的源头
解析： 在城市生态工程建设中，一方面应用生态学原理规划建设城市，分区建设工业区、居住区、生态绿地等，达到城市结构合理、功能协调的目的；另一方面，大力推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工艺，防止环境污染；治理水污染可采用浮床生态工艺法等手段。但城市发展建设不能因怕污染而放弃发展。
答案： D
2．下图为桑基鱼塘生态系统，它是我国南方各省农村比较常见且行之有效的农业生态系统。下列有关说法不正确的是( )
A．该系统具有结构协调、种养合理、资源高效利用、内部良性循环、稳定持续发展的特点
B．该生态系统实现了光合产物的分层多级利用
C．桑树的凋落物、桑葚、蚕沙撒入鱼塘中，经池塘内食物链的作用实现了能量的重复利用
D．该体系中获得蚕丝、食品、鱼类以及沼气等，在经济上和保护农业生态环境上大有好处
解析： 在环境与经济协调发展的整体性原理指导下，根据系统的结构决定功能原理建立生态农业。提高了经济效益，实现了物质循环再生和能量的多级利用，但能量是不能重复利用的。因此C项错误。
答案： C
3．下列描述中不符合“生物圈2号”实验给人的启示的是( )
A．人要与自然和谐共处
B．加深对自然规律的认识，按自然规律办事
C．人类早晚会建立第2个“生物圈”，无需担心地球环境恶化
D．大自然给人类提供的支持与服务可谓无价之宝
解析： “生物圈2号”的实验给人类的启示：认识到人类与自然和谐共处的重要性，深化了对自然规律的认识，即自然界给人类提供的生命支持与服务是无价之宝，人类仍然没有能力完全模拟出自然生态系统。
答案： C
解析： 吸取西方发达国家发展过程中的一些经验教训，我们发展中国家就应少走弯路，避免出现“先污染，后治理”的现象，应提前采取相应措施，对必须建设的污染企业要进行污物处理。
答案： D
5．实现可持续发展，需要下列哪些措施( )
A．从现在起，严禁砍伐森林
B．大量开采矿产资源，发展工业生产，提高综合国力
C．保护与人类共存的生物
D．各国独立处理酸雨、气候变暖等问题
解析： A项森林是可再生资源，合理的采伐并不会造成森林的消亡，因此，国家对森林资源实行采伐限量管理，实现对森林资源的持续利用；B项矿产资源是不可再生资源，实行保护性开采，减少矿产资源的消耗；D项酸雨、气候变暖是全球性的问题，各国应共同关注并解决；C项的做法是被支持的，保护生物多样性，提高生物圈的稳定性。
答案： C
6．下列关于生态农业的叙述，不正确的是( )
A．生态农业实现了能量的多级利用和物质的循环再生
B．农业生态系统的恢复力稳定性比较低
C．生态农业使废物资源化，提高了能量的转化效率，减少了环境污染
D．生态学的基本原理是发展生态农业的主要理论基础
答案： B
7．下列关于湿地生态恢复工程的叙述，错误的是( )
A．该工程采用工程和生物措施相结合的方法
B．要建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰
C．对湿地的恢复，只注意退耕还湿地或建立自然保护区就可以
D．湿地的恢复除利用生物工程手段外，还要依靠自然演替机制恢复其生态功能
解析： 湿地生态恢复工程就是采用工程和生物措施相结合的方法，如退耕还湿地、建立自然保护区，废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程，以及植物物种的引进种植等，使受到干扰的湿地得以恢复。在湿地的周围，还应建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰，使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。
答案：C
8.
下面是某生态农场生产流程示意图，据图判断，下列说法正确的是( )
A．能量经过多级利用，实现了良性循环；生态系统的能量流动是往复循环的
B．农作物通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入生物群落；每一生产环节都获得产品，提高了生态效益和经济效益
C．当蚯蚓利用食用菌杂屑并将其同化为自身的有机物时，能量就从第三营养级流入第四营养级；由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用效率降低
D．由于生产环节的增多，最终也增加了废物和污染
解析： 生态系统的功能是物质循环和能量流动，能量是不可循环的；分解者在食物链(网)中不属于营养级的范畴，蚯蚓是分解者，不能延长食物链，也就不是第四营养级；生产者环节的增多，增加了物质的多级利用，减少了废物和污染。
答案： B
9．下图是某生态农业示意图，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： 设计一个生态工程首先要明确生态工程的类型与预期效果，这就需要对其进行调查和取得一些数据，根据拟定的目标和收集的详尽数据，进行系统地分析和评价，通过分析进行可行性评价和决策分析，最后进行技术设计。故技术设计是核心。
答案： C
10．下图是一个庭院生态工程的模式图。请据图分析回答：
(1)该图中有食物链共________条。
(2)该生态系统中处于第二营养级的生物有____________。
(3)从图中可知，人类生活中所需的能源来自于太阳能、沼气等。利用这些能源与利用煤炭相比，它突出的优点是______________________。
(4)该生态工程中的能量能够更多地被人类利用，原因是_____________________。
(5)该生态工程遵循的原理有________________等。
(6)人工设计的生态系统也具有信息传递的功能，下列有关叙述正确的是( )
A．生态系统的物理信息都来源于环境
B．植物都通过化学物质传递信息
C．信息沿食物链从低营养级向高营养级传递
D．信息可以调节生物种间关系
解析： (1)该生态系统中的食物链有植物→人，植物→猪→人，植物→鸡→人共3条。(2)据食物链可以判断，人、猪、鸡均可以为第二营养级的生物。(3)太阳能、沼气属于清洁能源，无污染或污染很少。(4)利用有关生态工程的原理，可以更充分利用流向分解者或未利用的能量。(5)该生态系统中的物质分层分级利用，即符合物质循环再生原理。(6)生态系统中的物理信息除环境外，还可来自生物个体，植物可以通过光、电磁波等形式接受信息；信息的传递与食物链无直接关系。
答案： (1)3 (2)人、鸡、猪
(3)减少了燃烧煤炭所产生的污染
(4)充分利用了废弃物中的能量，实现了能量的多级利用
(5)物质循环再生原理 (6)D4.2 关注生态工程的实例
教学目标 1.了解生态工程建设的基本过程。2.举例说出我国生态工程的实例——治污生态工程、生态农业工程、生态恢复工程等。
一、生态工程建设的基本过程
1．遵循原理：既要遵循______原理，也要遵循________原则和________原则，即在强调________的前提下，突出____________________生态系统的整体与功能。
2．基本过程：包括____________________、________________、____________________和____________等。其中____________是整个生态工程建设的核心环节。
3．设计方法
(1)________________：连接平行的原本不相连接的种类，形成互利共生网络，提高效率，促进物质的良性循环。(2)________________：在食物链(网)中增加一些环节，以充分利用原先尚未利用的那部分物质和能量，促使物流与能流的路径畅通，发挥生产潜力，提高生态和经济效益。
二、我国生态工程建设的实例
1．治污生态工程：包括________________________的处理，生物肥料的研制与试用，____________的生态治理，塑料的再生利用等方面。____________就是利用藻类和细菌等生物之间的协同作用处理污水的一种生态系统。
2．生态恢复工程：____________则是生态恢复工程的第一步。如西部的生态治理。
3．生态农业工程
(1)依据：________理论。
(2)前提：____________________。
(3)特点：____________地规划、组织和开展多层次、多功能的____________。
(4)主导思想：保持生态系统内的____________。
(5)目的：促进物质在系统内________________，以最少的投入获取最大的____________和____________。
4．生态城市：是基于____________________三个生态系统并高度统一的________发展城市。其特点是注重____________、____________和实现__________等。
课时训练
基础落实
1．有一山区由于开采露天小铁矿等活动，自然生态系统完全被破坏，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
2．经过十年努力，我国西北防护林带已初步建立，建立了新的生态平衡，其重要意义是( )
A．解决了环境污染问题
B．使生态系统朝着更有益于人类的方向发展
C．建立了畜牧业的生产基地
D．建立了自然保护区
3．我国西部大开发的战略中，“保护天然林”和“退耕还林(草)”是两项重要内容，采取这两项措施的首要目标是( )
A．开展生态旅游
B．发展畜牧业
C．增加木材产量
D．改善生态环境
4．生态农业最大的优点是( )
A．能量的多级利用
B．物质循环再生
C．废物资源化
D．生物相互依存
5．生态农业比一般农业( )
A．投入多，产出多，污染少，可持续发展能力强
B．投入少，产出多，污染少，可持续发展能力强
C．投入一样，产出相当，污染少，可持续发展能力强
D．投入和产出都较少，污染相同，可持续发展能力强
能力提升
6．我国出现的漫天黄沙向人们敲响了警钟，专家就此提出：频率加快、间隔变短、强度增大，将是沙尘暴的新动向。下列说法正确的是( )
①与人为的高强度的经济活动有关，如对沙漠边缘荒地的盲目开垦 ②沙尘暴强度不断增大是土地上沙漠大面积扩展的标志 ③要抑制破坏此地区植物的各种因素 ④植树、种草加大防护林的建设和加大西北地区的森林覆盖率，是防沙的最好途径
A．①
B．②③
C．②③④
D．①②③④
7．埃及的阿斯旺大坝建成后，尽管改善了电力和灌溉条件，取得了明显的经济效益，但巨大的水库沿岸水草丛生，使血吸虫发病率高达80～100%，尼罗河下游农田失去了肥源等，这说明该工程( )
A．经济效益和生态效益良好
B．在一定程度上破坏了生态平衡
C．维持了原来的生态平衡
D．使生态系统的结构变得复杂
8．用微生物处理污水，使污水得到净化，下列与这一措施无关的是( )
A．要利用厌氧型微生物
B．要利用需氧型微生物
C．要首先消除污水中个体大的固体污染物
D．污水净化后，应达到国家规定的排放标准
9．下列关于生态工程建设的叙述，正确的是( )
A．窦店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．生态工程建设目的只在于恢复生态
综合拓展
10．南京古泉生态农场是生态农业的典范。该农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植农作物、养蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程合理地有机地结合起来，成为一种高效良性的循环，生态效益达到了良性发展。请就此生态农场的特点，回答下列问题：
(1)该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的____________、______________和______________。
(2)该系统工程的核心之一是沼气池，沼气的制作如图所示：
①在图中标出箭头，表示生产过程中的物质循环。
②如果将“无机物——农田”这一环节去掉，对生态农业系统有何影响？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)据生态工程中的物种多样性这一原理，有人认为生态农业建设中，食物链和营养级越长越多越好。请你结合所学的有关生态工程原理，分析该结论是否正确并说明理由。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
一、1.生态学 适应性 高效益 可行性 社会—经济—自然 2.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 技术设计
3．(1)食物链(网)的“相接” (2)食物链(网)的“加环”
二、1.固体、液体及有机废弃物 湖区污染 生物氧化塘 2.恢复植被 3.(1)生态学
(2)环境与经济协调发展 (3)因地制宜 农业生产 (4)生态平衡 (5)循环和重复使用 经济效益 生态效益
4．社会、经济、自然 可持续 高效和谐性 保持整体性 可持续性
课时训练
1．D [回填土壤是为栽种植物提供生存条件；栽种多种植物是遵循了物种多样性的原理；栽种当地原有植物是遵循了协调与平衡的原理；实行封山育林，是为了避免人类活动的干扰。]
2．B [该区域范围广，自然条件恶劣，影响着当地人民的生产和生活问题，通过实施防护林生态工程，改善了生态环境，提高了人民的生活水平。]
3．D [西部大开发的首要任务应当是生态建设，我国西部地区水土流失和荒漠化十分严重，只有采取退耕还林(草)、退田还湖、保护天然林、改造沙漠等措施，积极改善生态环境，才有可能进一步实现经济、社会的全面振兴和可持续发展。]
4．C [能量的多级利用和物质的循环再生是生态农业所依据的基本原理，它同样是所有生态工程所遵循的基本原理。生物间的相互依存，同样如此。而废物的资源化，是生态农业食物链设计中十分关注的，即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，以提高能量利用率，减少环境污染，增加系统的产出。]
5．B [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。比一般农业减少了化肥的使用量，降低了农业投入；可收获多种产品，增加经济效益；净化环境，降低人和家畜的发病率，可持续发展能力强。]
6．D [植被的破坏是沙尘暴发生的根本原因。]
7．B [埃及的阿斯旺大坝建成后，尽管改善了电力和灌溉条件，取得了明显的经济效益，但却带来了生态问题，在一定程度上破坏了生态平衡。]
8．A [污水净化是将污水中有机物彻底氧化分解，厌氧型微生物无氧呼吸不能将有机物彻底氧化分解。]
9．B [在进行生态工程建设时，应当根据当地的实际条件，因地制宜地进行。]
10.
(1)物质循环再生原理 物种多样性原理 整体性原理 (2)①如图所示 ②土壤中的无机物得不到补充，物质循环受到破坏，土壤肥力下降
(3)不正确。因为食物链越长，各食物链中的生物数量难以达到一定规模，影响经济效益；营养级越多，高层次营养级获得的能量越少，该营养级生物数量也较少
解析 (1)生态工程中的生态农业是建立在物质循环再生与物种多样性和整体性等原理基础上的，在实现经济效益的同时，也具有良好的生态效益和社会效益。(2)物质循环的特点是循环往复、分层分级利用，从而达到取之不尽、用之不竭，即物质循环再生原理。如果把“无机物→农田”这一环节去掉，势必会造成物质循环受到破坏，土壤无机物得不到及时补充，土壤肥力会下降。(3)从能量流动逐级递减的特点分析，食物链不能无限延长，一般不超过5个营养级。第二节 生态工程实例
一、选择题
1.“石油农业”是指大量施用化肥、农药,使用机械的农业生产方式。由于需要大量的石油、煤、天然气等作为原料或动力而得名。该生产模式的缺点不包括( )
A.高投入 B.高污染
C.不符合可持续发展
D.高产出
解析:“石油农业”不仅投入高,而且会造成资源的破坏和农业环境污染,致使土壤板结,粮食产量下降。
答案:D
2.下列观点不符合生态农业建设思路的是( )
A.循环利用农业有机废弃物
B.调整产业结构,开展多种经营
C.保持生态系统内的生态平衡
D.焚烧秸秆
解析:从题干中很容易看出D项既污染环境,又违背了物质循环利用的原理。
答案:D
3.留民营村生态农业系统的突出特点是( )
A.以实施沼气工程为中心
B.建立了良好的物质多级循环利用程序
C.创造了较多的劳动力就业机会
D.最早推出“无公害蔬菜”
答案:B
4.树林具有防风固沙和改善气候的作用,为了防治西部地区土地的沙漠化,我国在西部地区投入大量的人力物力营造防护林,在树种的选择上,下列哪一种做法最好 ( )
A.选择成本低廉的树种
B.选择单一树种,营造纯种树林
C.选择速生、抗病的树种
D.选择多种当地的树种,增加物种多样性
解析:我国西部地区严重缺水,土地沙漠化,营造防护林,在树种的选择上应尽量选择当地的树种,以适应当地气候、水土等条件,选择多种而不是一种,是为了增加物种多样性,提高生态系统稳定性。
答案:D
5.我国南方桑基鱼塘是低洼稻田挖深做塘,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,所以A项错;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;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。
答案:B
6.在我国闽东南地区试验了一种“果树—牧草—禽畜—食用菌—沼气”的生态农业模式,该模式( )
A.实现了物质和能量在系统中的多级循环利用
B.能够使废弃物资源化,减少对环境的污染
C.在沼气使用过程中提高了能量传递效率
D.具有良好的自我调节能力,因而不需外部能量投入
解析:该生态农业模式实现了能量的多级利用和物质的循环再生,提高了能量的利用率,能够使废弃物资源化,减少环境污染;生态系统能量流动的特点是逐级递减,因而仍需外部能量投入。
答案:B
7.下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.微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量
B.沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用
C.多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率
D.沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者
解析:流经生态系统的总能量是农作物通过光合作用储存的能量;物质可以循环利用,能量不可以循环利用;该农业生态系统多途径利用农作物,实现了物质的循环利用,提高了能量的利用效率;沼气池中的微生物属于该生态系统的分解者。
答案:B
8.下图为某农户创建的冬季生态型种植养殖模式,相关叙述错误的是( )
生态型种植养殖模式图
A.生态农业设计的指导原则是能量的多级利用和物质的循环再生
B.该系统原本流向分解者的能量更多地流向了人,提高了能量的传递效率
C.该系统具有结构协调、资源高效利用、内部良性循环、稳定持续发展的特点
D.该生态系统与自然生态系统相比较,抵抗力稳定性相对较弱
解析:设计生态农业实现能量的多级利用和物质的循环再生,提高了能量利用率,并没有提高能量的传递效率。
答案:B
9.塔式蚯蚓污水处理系统(下图所示)采用人造湿地原理,利用植物根系和蚯蚓,通过泥、沙、小石、大石四层过滤,这样重复几次后可实现农村生活污水的达标排放。下列有关分析正确的是( )
A.该生态系统的群落由植物和蚯蚓构成
B.该生态系统选用蚯蚓等生物,体现了协调与平衡原理
C.该生态系统的群落有垂直结构,不存在水平结构
D.输入该生态系统的总能量是其植物所固定的太阳能
解析:该生态系统中的生物除了植物和蚯蚓之外,还包括泥、沙、小石、大石中的微生物;该生态系统的群落既有垂直结构,还存在水平结构;该生态系统是人工生态系统,输入该生态系统的总能量除了其植物所固定的太阳能之外,还应包括生活污水中的化学能。
答案:B
10.会仙湿地是目前广西湖泊类型湿地中最大的一片湿地,也是广西热带、亚热带岩溶峰林地貌中最具研究价值的典型喀斯特岩溶湿地,但是,随着水葫芦、福寿螺等外来物种的入侵,会仙湿地的生物多样性锐减和生境退化严重,加上周边村民不断围垦以及全球气候变暖,湿地退化严重,引起环保专家对会仙自然环境的关注。下列有关叙述正确的是( )
A.湿地的破坏不会影响该生态系统中生物多样性的间接价值
B.负反馈调节是湿地生态系统自我调节能力的基础
C.会仙湿地群落的物种丰富度会长时间保持不变
D.会仙湿地生态系统如果遭受严重破坏,物种会大量减少,恢复力稳定性降低
解析:生态系统的间接价值是指对生态系统起调节功能的价值,题干所述的现象影响生态系统多样性的间接价值;负反馈调节在生态系统中普遍存在,是生态系统自我调节能力的基础;群落中物种数量的多少称为物种丰富度,水葫芦、福寿螺等外来物种的入侵,导致会仙湿地的生物多样性锐减,物种丰富度下降;恢复力稳定性与生态系统的组分、食物网的复杂程度有关,生态系统的组分和食物网越复杂,恢复力稳定性越弱,抵抗力稳定性越强。
答案:B
二、非选择题
11.下图是某地农民以沼气为纽带建立的农业生态系统。
(1)该生态工程主要运用了哪些基本原理
。
(2)通过实践证明,这种生态系统较为理想,不仅有很好的生态效益,而且也为农民增加了经济效益,其原因是充分利用了 中的能量。建立这种生态系统的目的就是 。
(3)动物粪便中的臭味主要来自氨,在沼气池中经 作用,可以形成 被植物吸收利用。
解析:(1)从题图中分析可看出该生态工程设计主要运用了物质循环再生原理、整体性原理。
(2)建立以沼气为纽带的农业生态系统的目的是充分调整能量流动关系,使能量流向对人类最有益的部分。
(3)沼气池中的臭味主要来自氨,氨经硝化细菌的硝化作用形成硝酸盐可被植物吸收利用。
答案:(1)物质循环再生原理、整体性原理
(2)各营养级 使能量流向对人类最有益的部分
(3)硝化细菌的硝化 硝酸盐
12.下图为某生态农业结构图,据所学知识回答有关问题。
(1)你认为该生态系统是否达到了良性循环 并请说明理由:
。
(2)该生态系统内能量和物质的多级利用的实现,是根据生态系统的 原理设计的。
(3)沼气池中存在的生物在其细胞中都存在的细胞器有 。
(4)如果要提高农业生态系统的抵抗力稳定性,设计该农业生态系统的结构时,可以根据生态系统中生物种群间的 原理,科学增加农田中的 。
(5)请你评价以上农业生态系统方案的优点:
。
解析:(1)由图示分析可知,该生态系统中的物质、能量都得到了充分利用,达到了良性循环。(2)该生态农业依据的原理是生态系统物质循环再生原理,科学地实现了生态系统中各种物质的充分利用和能量的多级利用,使能量流向对人类最有益的部分。(3)沼气池中存在的生物主要是厌氧微生物,如产甲烷杆菌等,多数属于原核生物,其细胞中都存在的细胞器只有核糖体。(4)生态系统抵抗力稳定性大小决定于生态系统中生物种类和营养结构的复杂程度,所以设计生态系统时,应根据系统中生物种群间相互依存和相互制约的关系,科学地增加生物种类,以达到提高抵抗力稳定性的目的。(5)评价一个生态系统可以从以下几个方面考虑:①食物链设置是否合理,生态系统的各种成分能否充分被利用;②物质、能量是否充分利用;③能否减少农药化肥使用量,减轻环境污染;④是否最大限度地使能量流向对人类最有益的部分。
答案:(1)达到了良性循环,因为在该生态系统中,物质和能量得到了充分利用 (2)物质循环再生 (3)核糖体
(4)相互依存和相互制约 生物种类 (5)通过延长食物链,科学地利用了农业生态系统中的各种成分;能量最大限度地得到了利用,使能量朝向有利于人类的方向流动;能够减少化肥的使用量,从而减少环境污染第四章 生态工程
4.1 生态工程及其原理
教学目标 1.说出生态工程的概念。2.掌握生态工程的四个基本原理。
一、生态工程
1．原理：生态系统中____________与________________原理、____________________原则。
2．设计思路：促进物质被________________。
3．目标：是在促进自然界____________的前提下，充分发挥________________，防治______________，达到____________与____________的同步发展。
4．意义：提供了既保护____________，又解决难以处理的____________问题的途径。
5．优势：具有________、________、________的特征。
6．组成：主要由____________、____________和____________构成。
二、生态工程的原理
1．物种共生原理：自然界中任何一种生物都不能离开其他生物而单独生存和繁衍，包括____________等多种关系。这种关系构成了生态系统的____________和反馈机制。
2．生态位原理：合理利用该原理，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．食物链原理：是实现生态系统中________________、____________和____________的基础，也是生态工程设计的重要因素。
4．物种多样性原理：生态系统中生物多样性越____，生态系统就越______，可实现对资源____________并增加系统稳定性的目的。
5．此外：生态工程的设计还必须遵循________________________的基本规律，运用____________的理论和方法来指导生态工程的实施和管理，以达到____________________的统一。
课时训练
基础落实
1．氧化塘法净化污水中的硝化细菌位于( )
A．厌氧层
B．好氧层
C．兼性层
D．各层均有分布
2．生态工程建设中的恢复工程最重要的一步是( )
A．生物群落恢复
B．食物链恢复
C．稳定生态系统的恢复
D．植被恢复
3．某草原牧区，在进行草场建设时，既注重不同牧草种类的搭配种植，又对单位面积内的放牧量做了一定的控制。这种做法体现了( )
A．实行“循环经济”的原则
B．低消耗、多效益的原则
C．遵循物种多样性和生态位原理
D．建立自然―社会―经济复合系统
4．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．防止环境污染
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
5．建设生态农业时巧设、增设食物链的目的不包括( )
A．实现物质的分层次多级利用
B．实现能量的循环，使废物资源化
C．加强生物防治，控制有害生物的危害
D．减轻污染，提高抵抗力稳定性
6．下列叙述违背了生态工程依据的生态学原理的是( )
A．充分考虑环境因子对生物的影响
B．尽可能减少种间竞争所产生的耗损
C．实现生态系统的良性循环
D．以单一种群获得经济效益的最大化
能力提升
7．农田生态系统中，假设有两条主要的食物链如图所示。如果有人大量捕捉蛙，短期内对该生态系统造成的影响是( )
A．有利于生态系统的平衡
B．水稻虫害严重
C．蛇的数量迅速增加
D．鼠的数量迅速增加
8．下列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
9．人们为了解决某些在农、牧、渔业等生产中的生态问题而采取了下列各项措施，其中导致完全相反结果的是( )
A．更好的人口控制
B．制造更强、更有效的农药
C．合理的放养牲畜
D．把科学的耕作技术应用于海洋
综合拓展
10．利用人工湿地可对污水进行净化处理，其基本原理是：在一定的基质(由土壤、沙石等组成)上种美人蕉、芦苇等湿地植物，将污水投放到人工建造的类似于沼泽的湿地上，当污水流过人工湿地时，由于系统中的物理沉降、化学分解和生物净化作用，使污水得到净化。下图是利用人工湿地去除污水中氮的生物脱氮原理简图。
请分析回答：
(1)A、B代表的过程分别是__________、______________________。
(2)与植物吸收a物质有密切联系的生理过程是______________________________。
(3)植物吸收的a物质用于合成的有机成分是__________和________________________等。
(4)在此生态系统中对废水净化起主要作用的是______________。
答案
一、1.物种共生 物质循环再生 结构与功能协调 2.分层多级利用 3.良性循环 资源的生产潜力 环境污染 生态效益 经济效益 4.自然环境 环境污染 5.低消耗 多效益 可持续 6.生物种群 生物群落 生态系统
二、1.共生、竞争 自我调节 3.物质循环 能量流动 信息传递 4.高 稳定 充分利用 5.社会发展和经济运行 系统工程 经济、生态和社会效益
课时训练
1．B [硝化细菌为生产者，属于好氧型微生物。]
2．D [要实现某一地区生态环境的好转，首先要恢复这一地区的生物群落，而其中的基石为生产者，植被恢复是最重要的一步。]
3．C [物种多样性和生态位原理都是生态工程建设中应该遵循的原理。进行牧区草场建设时，既要考虑系统结构和功能的复杂性，又要考虑生物与环境的协调平衡，才能保证生态系统的稳定。]
4．C [由生态工程的概念可知，防止环境污染，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，甚至打破生态系统的稳定性。]
5．B [物质可以循环，而能量是单向流动的，生态农业的设计实现了能量的多级利用。]
6．D [生态工程是解决高耗能的生产模式给环境带来严重后果的重要途径，不只是以经济效益为目的，而是实现经济效益与生态效益的“双赢”。]
7．B [在这个生态系统中大量捕捉蛙，会使害虫的天敌大量减少，短期内会造成害虫大量繁殖，出现虫害，严重影响水稻增产。]
8．C [生态工程的价值是实现可持续发展的重要手段，能较好地解决人类社会在发展过程中追求经济效益和环境效益之间的矛盾，协调人和自然界的关系，促进人类社会的健康可持续发展。]
9．B [人口的迅速增加必然会对生态系统造成更大的压力，所以控制人口增长是解决生态问题的有效方法；合理的放养牲畜和科学合理的利用海洋资源是解决生态问题的有效途径；但更强、更有效的农药必然会对环境造成严重的污染，与人们的愿望是完全相反的，对于病虫害的防治应致力于生物防治技术的研究与开发，才能有效地解决防治病虫害中的环境污染问题。]
10．(1)氨的氧化(硝化作用) 主动转运
(2)呼吸作用 (3)蛋白质 核酸 (4)微生物
解析 (1)A为硝化细菌利用氨氧化产生的能源合成有机物的过程，同时氨被氧化成NO或NO。B过程为植物通过主动转运吸收无机盐离子。(3)a为含氧的物质，合成的有机物中含氨的有蛋白质、核酸等大分子。(4)在此生态系统中对废水净化起主要作用的应为硝化细菌等微生物。第四章
生态工程
第1节
生态工程的原理和类型
一、选择题
1．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．生态工程能促进人类社会和自然环境的和谐发展
解析： 生态工程是生态学与系统工程学相结合，追求经济与生态的双赢，促进人类社会和自然环境的和谐发展。但生态工程是低消耗、多效益的工程。
答案： C
2．同学们在“设计某地人工生态林”时提出以下观点：①选择适合本地生长的树木种类；②尽量增加树木种类；③选择树种时注意不同品种生长的高度。上述观点提出时遵循的主要生态工程建设原理是( )
A．协调与平衡原理
B．物质循环再生原理
C．物种多样性原理
D．整体性原理
解析： 协调与平衡原理的主要含义是生态系统的生物数量不能超过环境承载力(环境容纳量)的限度；物质循环再生原理的主要含义是物质能在生态系统中循环往复，分层分级利用；物种多样性原理的主要含义是物种繁多复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性；整体性原理的主要含义是生态系统建设要考虑自然、经济、社会的整体影响。题中观点遵循的主要原理是物种多样性原理。
答案： C
3．生态系统内即使某个物种由于某种原因而死亡，也会很快有其他物种占据它原来的生态位置，从而避免了系统结构或功能的失衡。这体现了生态工程的什么原理( )
A．协调与平衡原理
B．物种多样性原理
C．物质循环再生原理
D．整理性原理
解析： 一个生态系统生物种类多，营养结构复杂，生态系统抵抗力稳定性越高，原因是生态系统内即使某个物种由于某种原因而死亡，也会很快有其他物种占据它原来的生态位置，从而避免了系统结构或功能的失衡，这种现象体现了生态工程的物种多样性原理。
答案： B
4．设计生态工程的常用方法之一是给食物链(网)“加环”，下图就是一种“加环”示意图，据图判断下列说法不正确的是( )
A．用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇可增加经济效益
B．用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了物质的多级利用
C．用蛆蛹粪便作为有机肥还田，运用了能量循环再生原理
D．该生态工程的运转离不开人的管理
答案： C
5．我国南方桑基鱼塘是低洼稻田挖深做塘，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工程遵循的哪个原理( )
A．系统学和工程学原理
B．整体性原理
C．物种多样性原理
D．物质循环再生原理
解析： 协调与平衡原理的主要含义是生态系统的生物数量不能超过环境承载力(环境容纳量)的限度；物质循环再生原理的主要含义是物质能在生态系统中循环往复，分层分级利用；物种多样性原理的主要含义是物种繁多复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性；整体性原理的主要含义是生态系统建设要考虑自然、经济、社会的整体影响。题中观点遵循的主要原理是物种多样性原理。
答案： C
6．下列结构示意图中，最能体现系统学和工程学原理的是( )
答案： D
7．下图是“无废弃物农业”物质和能量流动图，该图所体现的主要生态工程原理是( )
A．物种多样性原理
B．整体性原理
C．物质循环再生原理
D．协调与平衡原理
解析： 由图可知，该图突出了“无废弃物农业”，实现了物质的区域小循环，做到了物质和能量的分层分级利用，因此主要体现了生态工程的物质循环再生原理。
答案： C
8．下列关于生态工程的叙述，不正确的是( )
A．生态工程研究的对象是社会——经济——自然复合生态系统
B．“退耕还林”、“退耕还草”属于生态工程的内容
C．生态工程应遵循“整体、协调、循环、再生”的原则
D．实施生态工程的目的是环境保护
解析： 生态工程研究的对象是社会——经济——自然复合生态系统，其目的不单纯是环境保护，而是要实现社会、经济、自然的协调发展，共同进步。
答案： D
9．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恶化问题时，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
答案： C
10．实现循环经济的最重要的手段之一是( )
A．发展“石油农业”
B．生态工程
C．清除污染物
D．禁止产出污染物
解析： 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，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程。
答案： B
11．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： 该措施违背了系统整体性原理。由于网把食物链阻断，使害虫失去了天敌制约，加重了对牧草的危害。
答案： C
12．植树造林有利于改善环境质量，提高生态系统的稳定性，下列哪一种做法更好( )
A．选择成本低廉的树种
B．选择单一树种
C．选择速生、抗病的树种
D．选择多种树种，增加物种多样性
答案： D
二、非选择题
13．现有一生活污水净化处埋系统，处理流程为“厌氧沉淀池→曝气池→兼氧池→植物池”，其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水经净化处理后，可用于浇灌绿地。回答问题：
(1)污水流经厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池后得到初步净化。在这个过程中，微生物通过______________呼吸将有机物分解。
(2)植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了________(填“生态系统”“群落”或“种群”)。在植物池的食物网中，植物位于第________营养级。植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于________所固定的____________能。
(3)生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、________________和____________等原理。
(4)一般来说，生态工程的主要任务是对________________________进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。
答案： (1)无氧和有氧(或细胞)
(2)群落 一 生产者 太阳
(3)物质循环再生 物种多样性
(4)已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)
14．下图为桑基鱼塘的物质和能量交换模式图，据图回答：
(1)该生态工程体现了________________________________等生态工程的基本原理(选答两项)。
(2)通过现代生物技术可提高传统生态工程的效益，要通过基因工程培育抗病甘蔗，需要的工具酶是________________________，可通过________________技术将导入了目的基因的甘蔗细胞培养成植株。若要检测转基因甘蔗细胞染色体上是否插入了目的基因，可采用____________技术。
(3)为大量繁殖良种猪，可采用胚胎移植技术。该技术首先要对母猪注射______________，做超数排卵处理，以获得更多的良种猪卵母细胞，然后培养到________期，与经过________处理的良种猪精子进行体外受精。将早期胚胎移植到本地母猪体内发育成小猪。受体对移入子宫的外来胚胎基本上不会发生__________反应，为胚胎在受体内的存活提供了可能。
解析： (1)本题涉及物质循环，体现了物质循环再生原理；生态系统的抵抗力稳定性体现了物种多样性原理；生物与环境的协调与平衡体现了协调与平衡原理，社会—经济—自然复合系统符合整体性原理等。(2)基因工程需要的工具酶是限制性核酸内切酶、DNA连接酶，培养离体植物组织(器官或细胞)并诱导使其长成完整植株的技术，是植物组织培养技术，若要检测转基因甘蔗细胞染色体上是否插入了目的基因，可采用DNA分子杂交技术。(3)为了提高良种母牛的利用效果，要对供体母牛进行超数排卵处理。超数排卵是利用外源促性腺激素，增强卵巢的生理活性，激发大量卵泡在一个发情期中成熟排卵。人工授精前，精子需进行获能处理，才能与卵子受精，而卵子要在输卵管中进一步成熟，达到减数第二次分裂中期时，才具备受精能力。大量的研究已经证明，受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。
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、整体性原理(选答两项即可)
(2)限制性核酸内切酶、DNA连接酶 植物组织培养 DNA分子杂交
(3)促性腺激素 MⅡ中 获能 免疫排斥
15．自开展“南京莫愁湖物理生态示范实验研究”开始，相继引种了浮水植物、沉水植物共计10余种，在围隔区内已经形成了以沉水植物为优势的水生植物群落。试验区内营养盐的浓度得到有效控制，如试验区内氨氮和总氮仅分别为试验区外的1/13和1/5，有效地改善了水质。
(1)此项生态工程依据的生态学原理有__________________、__________________、__________________、__________________和________________。
(2)生态工程的调控机制是__________________，主要利用的能源是__________。
(3)一些发达国家的生态工程建设主要依据生态系统的________________，达到了以__________为主，__________为辅的程度。而在我国的生态工程建设中，__________仍起着较大作用，强调按预期目标，因地制宜地调整复合生态系统的结构和功能。
(4)生态工程的主要目的在于________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析： 生态工程的建设一是要遵循生态学原理，另外还要注意对于人与自然和谐发展的调控。目前我国的生态工程和西方国家的生态工程建设所处的阶段不同，因而追求的目标也不尽相同，但总之都是为了使生物和环境之间变得高度和谐。
答案： (1)物质循环再生原理 协调与平衡原理 整体性原理 系统学和工程学原理 物种多样性原理
(2)人为辅助下的自我调节 太阳能
(3)自我调节理论 回归自然 人为调控 人为调控
(4)建造和调控人工生态系统，使生物与环境之间变得高度和谐
16．济宁某农户创建的冬季生态型种植、养殖模式如图所示，请据图回答下列问题。
(1)牛棚内产生的________可扩散进入蔬菜大棚，提高蔬菜的光合效率；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，还可与牛粪混合堆放进行________，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自身散热、地热、________和________。
(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________________________________________________________________________。
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，因而牛维持体温消耗的能量较少
(4)太阳能 发酵产热
(5)物质的循环利用和能量的高效利用生态工程的实例和发展前景
【活动目标】：1、举例说出生态工程的实例，
2、说出这些实例所运用的主要生态工程原理
【活动重点】：生态工程的实例，这些实例所运用的主要生态工程原理
【活动难点】：评述生态工程发展前景，
说出生态工程的局限性，举例说出我国生态工程的特点。
【活动方案】：
活动一、生态工程的实例：
1、农村综合发展型生态工程：
问题：如何实现物质的
利用，在
的条件下有较多的产出，取得
效益、
效益、
效益的全面提高
对策：建立
生态工程
案例：北京郊区窦店村的以
为中心的物质多级循环利用工程，农业生态工程能创造多种
机会，增加
，开发可以更新的
，减少环境污染
2、
生态工程
问题：小流域（河流各级支流的集水区域）水土流失比较严重
。对策：应用生态工程的
原理、
原理，及工程学等原理，通过
等措施，层层设防控制
；目前已经从开始时的单纯造林和减水减沙工程转移到
模式上。
案例：甘肃陇南地区的“九子登科”治理模式
3、大区域生态系统恢复工程
问题：荒漠化（原因：
、过度放牧、
、不合理利用水资源）对策：实施系列森林或草原植被恢复的生态工程水土保持的生态工程
案例：
工程、
工程、
工程等
4、
工程
问题：地球
％的湿地资源遭破坏，湿地具有
、
，控制土壤侵蚀，
，为迁飞的鸟类和多种动植物提供栖息地等功能。
对策：采用工程和生物措施相结合，如废水处理、
污染控制、土地处理工程，
植物物种的引进种植，及建立缓冲带等，使受干扰的湿地得以恢复
案例：鄱阳湖生态恢复工程
5、
的生态恢复工程
问题：造成矿区土体、土壤和植被，乃至整个地区生态系统的破坏；不仅对
造成巨大影响，还可能造成严重的
对策：人工制造
、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等，关键
是
及其所必需的
的重建。案例：赤峰市元宝山矿区生态恢复工程
6、城市环境生态工程
问题：城市严重的环境污染，如过量垃圾、煤不完全燃烧、汽车尾气噪音等
对策：进行城市
；推广“
技术”和低污染清洁生产工艺，减
少污染产出；治理污染，
利用；建立监督法制
案例：加强绿地建设；采用水生植物、湿地生态净化工程；采用
净化
污水；垃圾分类处理；树立
典范
活动二、生态工程的发展前景：
1、“生物圈2号”
生态工程的实验及启示
实验：制造
系统，验证人类离开地球，仅靠太阳能能否维持生存，
但经过4年试验，以失败告终。启示：使我们认识到
的重要性，深化了我们对自然规律的认识，即自然界给人类提供的生命支持服务是
。迄今为止，人类仍然没有能力去完全模拟出
2、我国生态工程前景的分析和展望：
分析：西方国家的生态工程主要集中于对破坏的生态系统进行
，应用范围比我国
，也不那么强调
。我国生态工程不仅要重视
，更要注重
不足：缺乏
的指导，设计缺乏
含量，缺乏理论性指导等
前景：随着社会、经济发展，及可持续发展战略的实施，发展前景广阔。
【课堂反馈】：
1、下列哪项生态系统对于蓄洪防旱具有非常重要的作用
A．小流域综合治理生态工程
B．湿地生态系统
C．草原生态系统
D．森林生态系统
2、下列对城市垃圾的处理办法不妥当的是
A．垃圾进行分类处理，并实现垃圾资源化利用
B．改露天放置为掩埋处理，地表种植植物
C．利用热解方法使垃圾分解
D．垃圾堆放在一块，通过微生物自然分解
3、“生物圈2号”实验失败的直接原因主要是
①温度失调
②CO2含量增高
③02含量减少
④生物群落不全
A．①②
B．②③
C．①②③
D．①②③④
4、“退耕还林还草”是哪种生态工程建设的措施
A．小流域综合治理
B．城市环境工程
C．草原生态恢复工程
D．湿地生态恢复工程
5、我国北方的一些地区，每年都会发生不同规模的蝗虫灾害，严重之时，当地的农作物、牧草全都被毁坏，当地政府和农牧民通常采用喷洒农药的方法来杀灭蝗虫，2000年夏季发生虫害时，北方某地却邀请来一批养鸭户，把几十万只鸭放养在虫害严重的草原与农田上，获得了很好的效果。请以上述实例分析回答下列问题：
(1)从生态系统的成分上分析，在上述简便的食物链中，鸭子属于第_____营养级，属于_________消费者。蝗虫与放养在当地草原上的牛、羊之间的关系属于___________关系。
(2）从生态系统的能量流动的角度上看，临时把鸭子放到草上的措施，干预了草原与农田生态系统的能量流动方向，目的是使能量流向_________________________________。
(3）利用农药灭虫，尽管逐年增加使用农药的浓度，但并没有将蝗虫灭尽，原因之一是通过生存斗争，蝗虫的抗药性__________，这是长期__________________________的结果。
(4）利用鸭子消灭蝗虫，除了经济上的良好效益外，还有________
__、
________
__等优点。
【课后作业】：
选择题
1、我国的“三北”防护林是一项规模空前的生态建设工程，被誉为“绿色万里长城建设工程”。下列不属于植树造林在保护环境方面要求的是
A．调节气候
B．防风固沙，防止荒漠化
C．提供木材
D．维持大气的碳—氧平衡
2、生态恢复工程的第一步是
A．恢复这一地区的生物群落
B．恢复植被
C．形成合理、高效的食物链
D．保持一定的动物数量
3、西部生态问题中最本质、最突出的矛盾是A．植被减少
B．地力减退
C．水土流失
D．光、热等资源缺乏
4、为配合西部大开发，国家林业局目前计划在西部地区实施三大重点生态工程，以下不属于这三大工程的是
A．在长江上游、黄河上中游地区实施造林绿化工程
B．在西北、华北北部和东北西部的风沙干旱地区实施防沙治沙工程
C．在东北、内蒙古等重点国有林区实施天然林资源保护工程
D．在沿海实施植树造林工程
5、被誉为“世界生态工程之最”的是
A．退耕还林还草生态工程
B．三北防护林生态工程
C．湿地生态净化工程
D．草原植被恢复生态工程
6、湿地是地球上独特的生态系统，被誉为
A．“鸟类天堂”
B．地球的“肾脏”
C．地球的“心脏”
D．“污水净化器”
7、我国湿地面积位居世界
A．第一位
B．第二位
C．第三位
D．第四位
8、下列关于生态农业的叙述中，错误的是
A．生态农业是以环境与经济协调发展为前提的
B．生态农业以保持生态系统内的生态平衡为主导思想
C．以高投人获得农业的高产量
D．生态农业开展多种经营
9、下列不属于我国生态工程建设实例的
A.
沼气工程
B．桑基鱼塘
C．防沙治沙工程
D.
焚烧城市生活垃圾
10、关于小流域综合治理工程应用原理，不正确的是
A．整体原理
B．协调与平衡原理
C．工程学原理
D.
少消耗高产出原理
11、下列关于湿地生态系统的作用的说法，错误的是
A．涵养水源、蓄洪防旱
B.
调节区域气候，自然净化污水
C．为迁飞鸟类和多种动植物提供栖息地，保护生物多样性
D．大量种植高产农作物，解决粮食物问题
12、下列生态系统中属于人工建造的是
A．城市生态系统
B．草原生态系统
C．湿地生态系统
D．海洋生态系统
13、随着城市化进程的加快，一方面促进了城市的繁荣，另一方面也带来了严重的环境污染，下列选项中与城市环境污染无关的是
A．汽车尾气排放造成大气污染
B．过度开发利用土地造成植被减少
C．土木工程建设带来噪音污染
D．产生大量生活垃圾造成环境污染
14、南京古泉生态农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、养蚯蚓、养蘑菇和种植果树等生长过程合理地组合在一起，形成一个良好循环系统。下列相关说法错误的是
A．沼气池中生物的异化作用类型随时间变化的顺序依次是需氧型、兼性厌氧型、厌氧型
B．从生态学角度看，人与畜禽的关系只是捕食关系
C．农场内各种农产品的生产互相协调、互惠互利实现了对能量和物质的多级利用
D．果园内以猪粪、鸡粪为饵料养殖的蚯蚓能改良土壤，在该生态系统中属于分解者
15、全国化肥网点262个实验结果表明，氮、磷、钾肥最佳经济配比为1
:0.28:0.32。目前太湖地区氮、磷、钾肥使用配比为1
:
0.25:0.05，由此造成太湖地区土壤肥力失调，污染物流失严重，对水体污染也较严重。请据此回答下列问题：
（1）太湖地区的污染物流失，主要是指（
）
A.
氮
B.
磷
C．钾
D.
ABC都是
（2）太湖地区污染物所造成的水体污染，其现象主要是（
）
A．赤潮
B．水华
C.
生物富集作用
D.
重金属污染
16、“生物圈2号”是模拟地球生态系统、全封闭的人工生态循环系统，其建造目的
A．验证人类在离开地球的情况下，完全依靠人工生态系统，能否生存。
B．验证人类在离开地球的情况下，利用人工生态系统，仅依靠太阳，能否生存。
C．验证人类在人工生态系统中的存活能力
D．验证密闭立体钢架结构的人工生态系统建筑物是否适合人类居住
17、（多选）“生物圈2号”经过4年的试验，工程最终失败了，分析其原因是
A．二氧化碳含量猛增，氧气量减少
B．食物不足，导致全部动物死亡
C．温度失调，“大气和海洋”比例与地球相差甚远
D．人为操作失误
18、（多选）“生物圈2号”的失败给人类带来了深刻的经验教训，使我们认识到
A．与自然和谐共处的重要性
B．自然界给人来提供的声明支持服务是无价之宝
C．随着人类科技的进步，人类最终还是可以完全模拟出自然生态系统
D．人类没用能力去完全模拟出自然生态系统
19、（多选）西方发达国家生态工程建设强调的重点是
A．经济效益
B．依靠介于生态工程和自然恢复力的中间途径
C．大面积的进行生态工程建设
D．集中对开矿后的废弃地和湿地进行生态恢复
20（多选）由于国情不同，我国的生态工程建设需走中国特色的道路，以下观点正确的
A．重视生态环境保护与经济效益结合
B．重视生态环境保护与社会效益结合
C．加大投资力度，把生态建设工程放在首位
D．我国还属于发展中国家，应把经济建设放在首位第二节
关注生态工程的建设
【学习目标】
1、说出建立生态工程的原因、建立生态工程的流程和产生的效益（A）
2、关注我国生态工程发展的前景（A）
【知识梳理】
一、生态工程建设的基本过程
1、遵循的原理
生态工程建设既要遵循生态学原理，也要遵循适应性原则和高效益原则，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，以生态建设促进产业发展，并将环境保护融于产业工程之中。
2、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。其中技术设计是整个生态工程建设的核心环节。
拟定目标与本底调查：设计时必须强调社会—经济—自然生态系统整体协调的目标。本底调查的内容包括自然资源、社会经济条件和环境条件。
系统分析：是生态工程可行性分析和决策的基础和依据。
可行性评价与决策：通过可行性评价与决策分析，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：通过改变食物链的方法，提高系统自身的迁移、转化、再生物质和利用能量的能力，充分利用原料、产品、副产品以及时间、空间和营养生态位，提高整体的综合效益。
3、生态系统技术设计的常用方法
一是食物链（网）的“相接”。即连接平行的原本不相连接的种类，形成互利共生网络，提高效率，促进物质的良性循环。
二是食物链（网）的“加环”。即在食物链（网）的中增加一些环节，以充分利用原先尚未利用的那部分物质和能量，促使物流和能流的路径畅通，发挥生产潜力，提高生态和经济效益。
二、我国生态工程建设的实例
典型的例子是治污生态工程和生态农业工程。
1、治污生态工程
（1）包括固体、液体及有机废弃物的处理，生物肥料的研制与试用，湖区污染的生态治理，塑料的再生利用等方面。
（2）生物氧化塘
①概念：是利用藻类和细菌等生物之间的协同作用处理污水的一种生态系统。
②净化污水的机理：
表层（好氧层）：分布有藻类，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。
下层（兼性层）：通常有无色杆菌、假单胞菌、芽孢杆菌等优势菌种。
底部（厌氧层）：分布有硫酸还原细菌和甲烷杆菌。
兼性菌和厌氧菌则通过好氧和厌氧反应，分解废水中的有机物。
还有钟虫、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。
③多功能生物氧化塘工艺流程示意图
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。
藻-菌互生环节就是利用藻类吸收有机物产生氧气和细菌的分解作用，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。
【例1】（多选）目前，—些地区采用人工浮床（如下图）治理水体污染。人工浮床净化水体的
机理包括（
）
A．植物吸收水中悬浮物，提高水体透明度
B．植物吸收水中的NO3—、PO3－等，降低水中氮、磷等含量
C．浮床遮光，抑制浮游藻类的生长繁殖，防止水华发生
D．浮床下方水体氧浓度升高，减少微生物种类和数量
2、生态恢复工程
（1）从生态学的角度出发，要实现一个地区环境的好转，首先就要恢复这一地区的生物群落，形成合理、高效的食物链，并在演替过程中保持长期的稳定和平衡。其中，恢复植被是生态恢复工程的第一步。
（2）我国西部的生态工程建设：水土流失是西部生态问题中最本质、最突出的矛盾。西部地区在落实退耕还林还草政策后，当地植被已得到一定程度的恢复。这说明在降雨量适宜的地区，生态植被具有一定的自我恢复功能。
【例2】生态恢复工程的第一步是（
）
A．恢复这一地区的生物群落
B．恢复植被
C．形成合理、高效的食物链
D．保持一定的动物数量
3、生态农业
（1）是以生态学理论为依据，以环境与经济协调发展为前提，在一定区域内，因地制宜规划、组织和开展多层次、多功能的农业生产。
（2）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。
【例3】“猪一沼一茶”是华南山地丘陵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
4、生态城市（城市环境生态工程）
（1）生态城市：
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。其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。
（2）对城市环境的治理：
要把整个城市作为一个巨大的生态系统来考虑，即用生态工程的方法对城市环境进行综合治理。首先在城市规划和布局方面，要进行城市生态分区，合理分布工业区、居住区、生态绿地等；其次是推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工艺，以减少污染的产出；采用各种手段治理污染，进行废弃物的资源化利用；同时要建立健全法制进行监督。
在肯定生态工程的作用，特别是对恢复和重建受损生态环境的重要作用的同时，不要忘记大自然固有的强大的生态恢复力量；更不要误认为只要有了生态工程，就可以走发达国家“先污染、破坏，后治理”的老路。
【例4】下列措施中不符合城市生态工程建设基本原理的是（
）
A．城市规划，分区建设工业区、居住区、生态绿地等
B．大力推广“环境友好技术”和低污清洁生产工艺
C．采用浮床工艺法等手段治理水污染
D．用法律手段严禁汽车上路，造纸厂、酒厂生产，以断绝污染的源头
【基础检测】
1．对生态农业的原理中能量多级利用的理解正确的是（
）
A．尽可能设计一条很长的食物链
B．使流向人类的能量最多
C．实现“原料一产品一原料一产品”的生产模式
D．通过生物防治减少能量损失
2．设计良性循环的农业生态系统时应符合的原则是（
）
A．充分利用自然界的能量和物质资源
B．使产出和输人的物质达到平衡
C．尽量减少生物种类
D．提高沼气池的转化效率
3．城市环境问题不包括（
）
A．过量的垃圾
B．噪声污染
C．城市绿化
D．大气污染
4.（多选）下列关于湿地生态系统的叙述中，正确的是（
）
A.人工湿地通过物理沉降、化学分解和生物作用，实现了水质净化
B.湿地植物的主要作用是为水体提供丰富的氧，有利于微生物分解
C.湿地生态恢复工程就是指退耕还湿地或建立自然保护区
D.在湿地周围建立缓冲带，有利于湿地依靠自然演替恢复生态功
5．（多选）每年2月2日是“世界湿地日”，下列有关湿地生态系统的叙述正确的有（
）
A．湿地包括沼泽、泥炭地、滩涂、河流湖泊、水库、稻田、甚至包括水深不超过6m的浅海水域等
B．湿地能通过物理沉降或生物分解等方法净化污水，并且具有调洪蓄水能力
C．近年我国旱、涝、洪灾频繁发生，生物多样性受到严重威胁等与湿地的破坏有很大关系
D．湿地中细菌的硝化作用实现自然界N2向硝酸盐的转化
6.
研究性学习小组参观某市市郊建立的以沼气为中心，以保护生态环境为目标的“猪-沼-鱼-肥-
果蔬”生态模式时绘出了如下模式图，请分析回答：
（1）
构建以沼气为中心的“猪-沼-鱼-肥-果蔬”生态模式时所依据的生态学原理是
,该生态系统最大的优点是
。
（2）该生态系统的“基石”是
，若要生产3kg鸡肉最少需要水稻和大豆共
kg。
（3）沼气池中有产甲烷菌和不产甲烷菌等微生物，其生态学作用主要是
（4）若农田内有害虫发生，采用何种措施既能保护环境又能有效防治害虫？
（5）水稻、大豆的秸秆除了图中所示的用途外，还有哪些用途？（写出2个）
7.
农业生态工程能创造多种劳动力就业机会，增加农民收入，开发可以更新的资源，减少环境污染。下图是一个庭院生态工程的示意图，分析回答：
（1）该生态系统中的非生物物质和能量主要包括
等（至少2种）。
（2）该图中有食物链
条。该生态系统中处于第二营养级的生物有
。
（3）生态农业是一个生态上自我维持的农业生产系统，其特点是在保持和改善系统内的生态平衡、不对其周围环境造成明显改变的情况下，求得最大生产力和可持续发展。下列关于生态农业的叙述不正确的是
。
A．生态农业中食物链和营养级越多越好
B．生态农业比传统农业的抵抗力稳定性高
C．生态农业设计的指导原则是能量的多级利用和物质的循环再生
D．生态农业属于人工生态系统，对病虫害一般采用生物防治
（4）此生态系统中有哪些途径实现了能量的多级利用？
①
；
②
。
第二节
6．（7分）（1）生态系统的能量流动和物质循环
提高物质和能量利用率，减轻环境污染（或答实现物质和能量的多级利用，减少环境污染）
（2）水稻和大豆
15
（3）分解有机物，产生沼气。
（4）引入害虫天敌防治、激素防治、转基因培育抗害虫农作物等
（5）①作为饲料养猪；②作为工业原料，广泛用于造纸、制造建材、酒精和一次性包装盒等；③在直燃锅炉中进行充分彻底的燃烧，最大限度地转换成电能。（写出2个合理答案即可）
7．（7分）
（1）阳光、水、空气、无机盐等
（2）3
人、鸡、猪
（3）（2分）A
(4)
（2分）①黄瓜、番茄等枝叶可作为饲养动物的饲料
②粪便等废弃物作为沼气发酵的原料，产生供人利用的清洁能源
③沼渣可作为饲料或肥料（答两点即可）第四章
生态工程
第2节
关注生态工程的建设
一、选择题
1．下列关于湿地生态恢复工程的叙述错误的是( )
A．该工程的目标是恢复受到干扰的湿地生态系统
B．对湿地的恢复不是简单的退耕还湿地或建立自然保护区就能奏效的
C．应在湿地周围建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰
D．有了湿地生态恢复工程，就不用担心湿地的污染和破坏了
答案： D
2．下列关于湿地生态恢复工程的叙述错误的是( )
A．该工程采用工程和生物措施相结合的方法
B．要建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰
C．对湿地的恢复，只注意退耕还湿地或建立自然保护区就可以
D．湿地的恢复除利用生物工程手段外，还要依靠自然演替机制恢复其生态功能
答案： C
3．下列有关湿地生态系统和湿地生态系统恢复工程的叙述，正确的是( )
A．湿地生态系统指一切以水作为主要环境因素的生态系统，如江、海、湖泊等
B．地球上80%的湿地生态遭到破坏，破坏湿地生态系统的主要因素是自然灾害
C．湿地生态系统具有多种生态功能，如蓄洪防旱、调节区域气候、自然净化污水等
D．湿地生态恢复工程最关键的是人类干预，以促进湿地生态系统快速有效演替
解析： 湿地生态系统是水域和陆地的自然过渡形态，而不是水域生态系统；破坏湿地生态系统的主要因素是人为因素而不是自然灾害；湿地生态系统恢复过程中，要尽量减少人类干扰，使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。
答案： C
4．下图为生态养猪模式图。从图中可知该生态工程属于( )
A．湿地生态恢复的生态工程
B．节水和废水处理与应用的生态工程
C．小流域综合治理与开发的生态工程
D．清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程
解析： 从图中可以看出，该工程是对肥水的处理过程，属于节水和废水处理应用的生态工程。
答案： B
5．由于国情不同，我国的生态工程建设需走中国特色的道路，以下观点正确的是( )
A．重视生态环境保护、经济效益和社会效益结合
B．我国还属于发展中国家，应把经济建设放在首位
C．加大投资力度，把生态工程建设放在首位
D．我国生态工程已十分成熟
解析： 从我国的实际情况出发，我国的生态工程建设目的不仅仅在于保护生态环境，还应充分发挥生态系统的潜力，达到经济效益、社会效益和生态效益同步发展；我国生态工程还有许多不足，如缺少定量化模型的指导、设计缺乏高科技含量、调控缺乏准确的监测技术支持等。
答案： A
6．“小流域综合治理”的综合体现在( )
A．改变单纯造林和减水、减沙等工程模式，同时注重生态效益和经济效益
B．采用多种植物进行生态工程恢复
C．运用了多种生物措施
D．运用了生态工程的整体性原理
解析： 小流域治理已经从开始的单纯造林和减水、减沙等工程，逐渐转移到生态经济型模式上，目标是建立稳定、持久、高效的复合系统，获得最大的生态和经济效益。
答案： A
7．“猪—沼—茶”是华南山地丘陵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．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： 生态系统是一定的时空范围内所有的生物及其无机环境的总和，A选项中茶树、猪、人等，只有生物没有无机环境，不能构成生态系统；能量流动的特点是单向流动、逐级递减，不能循环利用，B错误；该生态系统能充分实现废物资源化、减少环境污染、减少投入，但还需要人们不断投入一定的种子、幼猪、茶树、化肥等东西，C正确。
答案： C
8．用微生物处理有机污水，使有机污水得到净化，下列与这一措施无关的是( )
A．要利用厌氧型微生物
B．要利用需氧型微生物
C．要首先清除污水中个体大的固体污染物
D．污水净化后，应达到国家规定的排放标准
解析： 污水净化是将污水中有机物彻底氧化分解，厌氧型微生物无氧呼吸不能将有机物彻底氧化分解。
答案： A
9．下面是反映人与环境关系的三种模式图，请分析下列对“环境容量”的理解错误的是( )
A．环境容量是指生态系统对人口的承载能力
B．随着生产的发展，环境容量在不断加大
C．人类可以局部地改造环境，但却不能使人口数量超越环境容量
D．生物圈的稳态是人类生存的前提和人类改造自然的基础
解析： 从图中可以看出，人口数量不能超过环境容量，即使暂时高于环境容量(图Ⅱ、Ⅲ)，最终还是要降下来的。由此可知，环境容量就是指生态系统对人口的承载能力，是一定的，不会扩大；人类活动要以生态系统的稳定为基础，否则就会受到自然环境的报复。
答案： B
10．生态农业不仅指对于农作物中所含物质、能量的充分利用，还具有很多内涵。人们越来越认识到根据不同地区的土地、光、水等各种自然资源，设计出适合本地的生态农业结构的重要意义。下列措施中不符合生态学原理的是( )
A．作物“轮种”不仅能合理地利用各种矿质营养，还可避免某些害虫的大发生
B．以作物秸秆为燃料发电，可以做到对农作物中物质和能量的多级利用
C．充分利用各种生物固氮措施，尽量施用农家肥，减少化肥的施用
D．应有以虫治虫、以菌治虫的措施，尽量减少甚至不使用有害农药
答案： B
11．下列关于城市生态系统的叙述，不正确的是( )
A．是由自然系统、经济系统和社会系统组成的人工生态系统
B．导致城市生态污染的主要因素是能流、物流和人流的增加
C．城市生态系统中大气污染的主要来源是工厂的废气排放
D．合理分布工业区、居住区和生态绿地是城市环境生态工程建设的重要内容
解析： 城市大气污染的主要来源是煤的不完全燃烧和汽车尾气排放。
答案： C
12．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(如下图所示)。下列有关叙述不正确的是( )
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
答案： C
二、非选择题
13．下图是我国南方开始尝试的农业生态系统的结构模式图，其中利用植物秸秆为原料生产的燃料乙醇，是一种“绿色能源”，可减少对石油资源的依赖。请据图回答：
(1)该生态系统的主要成分是________。蘑菇在该生态系统中的成分属于________。
(2)生态系统的主要功能是物质循环和能量流动，从生态学角度分析，人们建立图示的农业生态系统的主要目的是____________________。建立该生态工程所遵循的基本原理主要是____________________(至少答两个)等。
(3)植物秸秆经预处理后，应该利用微生物A所产生的纤维素酶进行水解，使之转化成发酵所需的葡萄糖。若从土壤中分离获取微生物A，应采用具有选择功能的培养基，培养基中的碳源为______________。
(4)为了提高植物秸秆的利用率，可以利用基因工程对微生物A进行改造，其基本方法是：先用____________________同时切割____________和____________，然后用DNA连接酶将上述切割产物连接，构成________________，并将其导入到受体菌中。
解析： (1)生态系统中主要成分是生产者，蘑菇营腐生生活应属于分解者。(2)图示的农业生态系统实现了物质的多级循环利用，在资源有限的条件下有较多的产出，从而取得经济效益、社会效益和生态效益，所以其遵循的原理有整体性原理、物质循环再生原理，由于增加了营养结构的复杂程度，所以也遵循物种多样性原理。(3)因为只有能产生纤维素酶的微生物A才能够分解纤维素，所以在只含纤维素的培养基上只有微生物A能够生存和增殖。(4)构建重组载体时，目的基因和运载体必须使用相同的限制性核酸内切酶切割产生相同黏性末端，然后使用DNA连接酶将两者的黏性末端连接。
答案： (1)水稻、杂草 分解者
(2)实现生态系统内能量和物质的多级利用，提高农产品的产量，减少环境污染(合量地调整生态系统中的能量流动关系，提高能量利用率，减少环境污染) 物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理
(3)纤维素
(4)同种限制性核酸内切酶 目的基因 运载体 基因表达载体
14．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的稳态，这种调节方式称为________。
(2)与传统养殖池塘相比，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含量是必要的，该养殖系统可以通过________________、________________进行调控。
解析： 与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统动植物种类稀少，营养结构简单，恢复力稳定性高。该养殖系统增加了生态塘和潜流湿地等设施，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，起到对水体的净化作用，有效减少水体中的N、P等含量。该养殖系统中串联的池塘不宜过多，因为后面池塘水体中的N和P含量(浓度)会越来越高。为了保持池塘水体中适当的N、P含量，该养殖系统可以通过补水和排水、水泵控制水的流量(循环频次)进行调控。
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)会越来越高
(5)补水和排水 水泵控制水的流量(循环频次)
15．下图是对有机废弃物进行处理的一种方案，请回答问题：
(1)施用有机肥料有利于提高农作物的产量，原因是土壤微生物分解有机肥料所产生的______________使农作物的光合作用强度得到提高。
(2)从资源化、无害化角度分析，途径②、③优于④的原因是
________________________________________________________________________。
(3)少量有机废弃物排入河流，不会使河流中的生物种类和数量发生明显变化，这说明生态系统具有__________能力。
(4)焚烧塑料垃圾所产生的二英会诱发________________发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。
(5)能降解塑料的微生物属于生态系统的何种成分？__________。应在____________的土壤中寻找能降解塑料的微生物，从含有多种微生物的土壤中分离出这类微生物，需使用________培养基。若利用DNA重组技术将降解塑料的基因导入某些土壤微生物(如根瘤菌)中，则土壤中的塑料有望得到较快降解，该技术的核心是构建基因表达载体，此过程使用到的酶有________________________________________________________________________。
答案： (1)CO2和无机盐
(2)通过多层分级利用有机废弃物，既充分利用有机物中的能量，又减少环境污染
(3)自我调节(自我净化)
(4)原癌基因和抑癌基因
(5)分解者 富含塑料垃圾 选择 限制性核酸内切酶、DNA连接酶
16．在农村，农作物秸秆大多被直接燃烧，还有部分随意堆放，浪费严重，利用率低。下图是某科技小组的同学，针对农作物秸秆浪费和闲置情况，设计出的以沼气为纽带，联动农作物种植、养鱼、养鸡等产业的生态农业良性循环系统。请据图分析答：
(1)即使是在冬天，沼气池中温度也能达到25
℃，维持这个温度的热量来自____________________。
(2)燃烧沼气为鸡舍增加照明时间，可以增加产蛋量，这属于________信息传递。
(3)“秸秆的多级利用”充分体现了生态工程的________________原理，最大限度地实现了物质的循环，减轻了燃烧秸秆造成的________效应。
(4)微生物的运用非常广泛，除用于沼气发酵，真菌中的酵母菌可用于酒精发酵，请写出酵母菌生产果酒的反应式：________________________________________。
(5)该生态系统中主要生产者是________，消费者是________________。
答案： (1)微生物发酵(呼吸)产生的热量
(2)物理 (3)物质循环再生 温室
(4)C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量
(5)农作物 居民(人)、鸡、猪、鱼(缺一不可)
