2017-2018学年高二生物人教版选修3专题5生态工程的基本原理及实例

一、生态工程建设的目的
遵循自然界 的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止 ，达到 和 的同步发展。2·1·c·n·j·y
二、特点
、多效益、 的工程体系。
三、基本原理
1．物质 原理：物质在生态系统中 、分层分级利用。
2．物种 原理：物种繁多而复杂的生态系统具有较高的 。
3．协调与平衡原理：处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑 。
4．整体性原理：进行生态工程建设时，不但要考虑到 的规律，更重要的是，还要考虑到 等系统的影响力。【版权所有：21教育】
5． 和 原理：包括系统的结构决定功能原理和系统整体性原理。
四、生态工程实例(连线)
五、生态工程的发展前景
1．“生物圈2号”生态工程实验的启示：使我们认识到人与 的重要性，深化了我们对自然规律的认识。www.21-cn-jy.com
2．发展前景：我们需要走有中国特色的道路，即不但要重视对生态环境的保护，更要注重与 效益的结合。
一、物质循环 环境污染 经济效益 生态效益
二、少消耗 可持续
三、1．循环再生 循环往复
2．多样性 抵抗力稳定性
3．环境承载力
4．自然生态系统 经济和社会
5．系统学 工程学
五、1．自然和谐共处
2．经济、社会
生态工程的原理
（1）生态工程建设的目的：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，使经济效益和生态效益同步发展。【来源：21·世纪·教育·网】
（2）生态工程的特点：具有少消耗、多效益、可持续的特点。
（3）生态工程的理解：涉及的学科知识包括生态学和系统学；运用到的技术手段或方法有系统设计、调控和技术组装；最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。
（4）生态工程的主要任务：对已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)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。
1．下列有关生态工程的原理和实例中，错误的是
选项
有关事例
相关的生态工程原理
①
无废弃物农业
遵循物质循环再生原理
②
在人工林中增加植被的层次
遵循物种多样性原理
③
无锡太湖水体富营养化引起大面积水华
违反协调与平衡原理
④
前面造林，后面砍林
违反系统学和工程学原理
A．① B．②
C．③ D．④
【参考答案】D
【试题解析】无废弃物农业，遵循物质循环再生原理，A正确。在人工林中增加植被的层次，遵循物种多样性原理，B正确。水体富营养化引起大面积水华，违反协调与平衡原理，C正确。D项中讲的是在追求生态效益时必须考虑到社会效益、经济效益，这是整体性原理，D错误。
农业生态系统的设计原则
（1）应当能够体现生态学原理与现代农业技术相结合的原则。
（2）应当能够构成一个合理的生产结构。
（3）应当体现充分利用自然界的物质和能量资源的原则。
（4）应当体现减少环境污染的原则。
（5）应当充分考虑经济、社会和生态的综合效益。
（6）所设计的农业生态系统，从理论上看应当能够实现良性循环。
2．“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。下列有关叙述不正确的是21*cnjy*com
A．将牛粪、猪粪直接施入沼气池，可以为沼气池中的微生物生长提供物质和能量
B．建立该系统遵循的主要原理有物质循环再生原理、物种多样性原理等
C．该系统的主要成分是蔬菜，人、牛、猪等均为消费者，它们构成食物网
D．由于废弃物的再利用，提高了该系统中各营养级之间的能量传递效率
【参考答案】D
【试题解析】将牛粪、猪粪直接施入沼气池，可以被微生物将其中的有机物分解为无机物，同时将能量多级利用，A正确；该生态系统将农业废弃物的转化、再生和资源化等综合起来，同时又增加了蔬菜的种植和猪牛等家畜的饲养，遵循了能量的多级利用、物质循环再生、物种多样性等原理，B正确；生产者是生态系统的主要成分，又是基本成分，人、猪和牛直接或间接取食于生产者(蔬菜)，生产者和消费者构成了食物网或食物链，C正确；不同结构的生态系统，能量传递效率是不会改变的，D错误。
1．生态工程是人类学习自然生态系统“智慧”的结晶，是生态学、工程学、系统学、经济学等学科的交叉而产生的新兴学科。下列选项中属于生态工程所遵循的原理的是
①协调与平衡原理
②个别与特殊原理
③系统学与工程学原理
④整体性原理
⑤能量循环流动原理
⑥物质循环再生原理
⑦因地制宜原理
⑧物种多样性原理
A．①②⑤⑦⑧ B．①③④⑥⑧
C．①③④⑤⑧ D．②③④⑥⑦
2．在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，采取此措施的首要目标是
A．改善生态环境
B．发展畜牧业
C．增加木材产量
D．开展生态旅游
3．豆科植物和固氮菌互利共生，当把它们分开时，两者的生长都要受到损害，这体现了生态工程的
A．系统的结构决定功能原理
B．整体性原理
C．系统整体性原理
D．协调与平衡原理
4．下列实例与其体现的主要生态工程原理对应正确的是
A．合理放牧→协调与平衡原理
B．天然混合林→物质循环再生原理
C．农作物合理密植→物种多样性原理
D．无废弃物农业→整体性原理
5．为加速恢复矿区生态环境，人们采取治理措施的步骤应为
①植树种草
②人工制造表土
③机械平整压实土地
A．①②③ B．②①③
C．③②① D．③①②
6．小流域综合治理生态工程运用的原理包括
①物质循环再生原理
②协调与平衡原理
③整体性原理
④工程学原理
⑤物种多样性原理
A．①②③④⑤ B．②③④⑤
C．①②③④ D．②③④21教育网
7．“三北防护林”工程建设既要考虑到树种的生态适应性，又要考虑到树种的多样性。这分别体现了生态工程的21·cn·jy·com
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
8．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21·世纪*教育网
D．减轻污染，提高抵抗力稳定性
9．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．维持了原来的生态平衡
C．在一定程度上破坏了生态平衡
D．使生态系统的结构变得复杂
10．稻一鸭一萍共作是一种新兴的生态农业模式，其中水生植物红萍适合生长于阴蔽环境，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的叙述错误的是
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【来源：21cnj*y.co*m】
D．水稻和红萍分层分布，能提高光能利用率
11．下图表示某人工设计的生态系统示意图。相关叙述不正确的是
A．合理使用农家肥提高土壤肥力的同时增加大气中CO2浓度，利于葡萄和蔬菜增产
B．蝇蛆和蚯蚓是该生态系统的分解者，可促进系统中物质循环和能量流动的进行
C．该生态系统由于饲养猪、鸡延长了食物链，最终使人获得的能量减少21cnjy.com
D．该生态系统遵循了物质循环再生原理，但各营养级之间的能量传递效率并未提高
12．回答下列与生态工程有关的问题：
（1）—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，与传统的工程相比，生态工程具有少消耗、多效益、________等特点。www-2-1-cnjy-com
（2）生态工程所遵循的基本原理有物质循环再生、协调与平衡、______、______和物种多样性等原理。人畜粪便用于农作物的生产主要符合________原理；连年种植单一品种造成病虫害增加主要违反了__________原理。2-1-c-n-j-y
（3）“猪一沼一果”是我国一种常见的生态农业模式，以沼气为纽带，带动畜牧业、林果业等相关农业产业共同发展。该生态农业中的所有生物共同组成了_____（填“生态系统” “群落”或“种群”）；该生态农业模式能实现能量的________。
13．(2013·广东)污水处理厂的污泥富含有机质和无机成分，可用作肥料，但其多环芳烃(PAHs)等有机污染物含量通常较高，施入土壤会带来二次污染，生物质炭是由作物废弃秸秆等炭化而成，将污泥、含7%生物质炭的污泥均堆放一段时间后用于盆栽实验，研究它们对黑麦草生长及PAHs迁移的影响，结果见下表：
测定项目
红壤
红壤＋污泥
红壤＋含7%生物质炭的污泥
土壤PAHs含量(μg/kg)
527
1 079
765
黑麦草叶绿素含量(mg/g)
2.0
2.1
2.3
黑麦草每盆干重(g)
1.7
2.3
2.7
黑麦草PAHs含量(μg/kg)
401
651
428
（1）生物质炭孔隙结构发达，能改善土壤的通气状况，使根系细胞____________加强，________合成增加，从而促进根系对土壤养分的吸收。21世纪教育网版权所有
（2）由表可知，施用含生物质炭的污泥______________________________，从而促进黑麦草生长；污泥的施用使土壤和黑麦草的PAHs含量________________，但生物质炭的输入______________________________________，从而降低PAHs污染的风险，由此可见，生物质炭有望用作污泥改良剂，促进污泥的推广应用，污泥的应用符合生态工程的_____________原理。
1．【答案】B
【解析】生态工程依据的生态学原理包括：①协调与平衡原理、③系统学与工程学原理、④整体性原理、⑥物质循环再生原理、⑧物种多样性原理。【出处：21教育名师】
2．【答案】A
3．【答案】C
【解析】系统整体性原理的含义是：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，即“1+1＞2”。豆科植物和固氮菌互利共生，当把它们分开时，两者的生长都要受到损害，这说明“1+1＞2”，体现了生态工程的系统整体性原理，C项正确，A、B、D三项均错误。21*cnjy*com
4．【答案】A
【解析】合理放牧体现了协调与平衡原理，A正确；天然混合林体现的是物种多样性原理，B错误；农作物合理密植体现了协调与平衡原理，C错误；无废弃物农业体现的是物质循环再生原理，D错误。
5．【答案】C
6．【答案】D
【解析】小流域治理模式是我国农民和技术人员的创举，它是应用生态工程的整体性原理、协调与平衡原理，以及工程学等原理，通过保土蓄水、耕作措施、林草措施等工程和生物措施，层层设防来控制土壤侵蚀的。
7．【答案】B
【解析】“三北防护林”工程建设既要考虑到树种的生态适应性，体现了生物与环境的相互协调，属于生态工程的协调和平衡原理；树种的多样性符合物种多样性原理。综上所述，B项正确，A、C、D项错误。
8．【答案】B
【解析】生态农业中巧接食物链，提高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。无论是哪一种生态系统，其中的能量只能是单向流动，不可循环利用，不包括B。
9．【答案】C
【解析】埃及的阿斯旺大坝建成后，由于水库沿岸水草丛生，使血吸虫发病率高达80%～100%，尼罗河下游农田失去了肥源，说明大坝在一定程度上破坏了生态环境，导致生态平衡遭到破坏，C正确，A、B、D均错误。
10．【答案】C
【解析】该生态系统的主要功能是物质循环和能量流动，同时食物链的各种生物之间存在着信息传递功能，A正确；由题意分析已知在稻—鸭—萍共作这种生态农业模式中存在两条食物链：稻→有害昆虫→鸭、红萍→鸭，所以鸭子既是初级消费者，又是次级消费者，B正确；生态系统的生物群落包括生产者、消费者和分解者，所以该生物群落除了水稻、红萍和鸭子以外，还应该包括分解者，C错误；水生植物红萍（满江红）适于荫蔽环境，其与水稻分层分布，有利于充分利用光能，提高光能利用率，D正确。
11．【答案】C
【解析】合理施用农家肥后分解者将有机物分解为无机物，同时产生二氧化碳，既增加了肥力又给光合作用提供了原料，A正确。蝇蛆和蚯蚓是该生态系统的分解者，在生态系统中能促进物质循环和能量流动，B正确。该生态系统饲养猪、鸡延长了食物链，提高了能量利用率，最终使人获得的能量增加，C错误。该生态系统遵循了物质循环再生原理，只是提高了能量利用率，但未提高各营养级之间的传递效率，D正确。
12．【答案】（1）己被破坏的生态系统（或受损的生态系统） 可持续
（2）整体性 系统学和工程学 物质循环再生 物种多样性
（3）群落 多级利用（多途径利用）
13．【答案】（1）呼吸作用　 ATP　
（2）能增加黑麦草叶绿素含量　 升高　 能降低土壤和黑麦草中PAHs的含量　 物质循环再生
【解析】（1）生物质炭能改善土壤的通气状况，促进细胞的呼吸作用，使得细胞的呼吸作用加强，合成的ATP增多，为根系主动吸收养分提供能量。（2）由表可知，施用含有生物质炭的污泥中黑麦草叶绿素的含量较多，从而促进黑麦草的生长，污泥施用后土壤和黑麦草的PAHs含量增加，生物质炭的输入则能降低土壤和黑麦草中PAHs的含量。污泥中含有大量的有机质和无机成分，施用污泥的目的是使其中的养分被充分吸收利用，因此利用了物质循环再生的生态工程原理。21教育名师原创作品