章末综合检测(四)
一、选择题(每小题2分，共32分)
1．下列关于生态工程的叙述，不正确的是( )
A．生态工程要应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法
B．生态工程是实现循环经济最重要的手段之一
C．建立不同的生态工程时要因地制宜，所依据的原理都相同
D．生态工程是一类少耗能、高效益、可持续的工程体系
解析：选C。建立不同的生态工程时要因地制宜，所依据的原理不尽相同。
2．下列关于生态工程的叙述，不正确的是( )
A．北京窦店村综合发展型生态工程建立了良好的能量和物质的循环再生程序
B．在城市环境治理中，实现垃圾分类处理体现了整体性原理
C．在植树造林中要特别注意生态工程的协调与平衡原理和物种多样性原理
D．我国的生态工程应该以生态平衡为主要目标
解析：选A。发展型生态工程建立了良好的物质循环再生程序，提高了能量的利用效率，A错误；垃圾分类处理体现了整体性原理，B正确；植树造林中要特别注意生态工程的协调与平衡原理和物种多样性原理，C正确；生态工程应该以生态平衡为主要目标，兼顾经济效益和社会效益，D正确。
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控制。这种做法体现了( )
A．“循环经济”原则
B．少消耗，高效益原则
C．遵循物种多样性和协调与平衡原理
D．建立自然—社会—经济复合系统
解析：选C。物种多样性和协调与平衡原理都是生态工程建设中应当遵循的原理。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．俗话说：“靠山吃山，靠水吃水。”随着人口和经济的增长，靠山的人对山上的林木乱砍滥伐，靠水的人则对水中的生物乱捕滥猎，都对各自的生态系统造成了巨大的破坏，那么，在治理和恢复生态系统的过程中，我们应遵循的原理是( )
A．物质循环再生原理 B．物种多样性原理
C．整体性原理 D．协调与平衡原理
解析：选C。自然生态系统是通过生物与环境、生物与生物之间的协同作用而形成的一个不可分割的有机整体。人类也处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统中。进行生态工程重建时，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与社会等系统的影响力。只有把生态与经济结合起来，才能从根本上达到治理和恢复生态系统的目的。
5．单一的人工林比天然混合林的稳定性低，容易遭受害虫危害，这体现了生态工程的什么原理( )
A．物质循环再生原理 B．协调与平衡原理
C．物种多样性原理 D．整体性原理
解析：选C。因为物种太少抵抗力稳定性低，违反了物种多样性原理。
6．在帮助农民发展经济的同时，一定要注意一些实际问题，如“香蕉不宜在北方地区栽种”“苹果树不宜在热带地区栽种”，这主要体现了生态工程的什么原理( )
A．整体性原理 B．协调与平衡原理
C．物种多样性原理 D．物质循环再生原理
解析：选B。所谓协调与平衡原理是指生物与环境的协调与平衡，协调主要是指生物要适应环境，因此引种时要注意引种的生物是否与当地环境相协调，不能盲目引种或栽种。
7．下列关于生态工程的叙述，正确的是( )
A．“1＋1>2”体现了生态工程的整体性原理
B．太湖出现大面积水华，违反了协调与平衡原理
C．生态农业的建立，实现“产品—原料—产品—原料”的生产模式
D．矿区生态环境的恢复可采用人工制造表土，种植农作物
解析：选B。“1＋1>2”体现了生态工程的系统学与工程学原理中的系统整体性原理，而不是整体性原理，故A错误；赤潮、水华等水体富营养化问题，违背了协调与平衡原理，故B正确；生态农业的建立，实现“原料—产品—原料—产品”的生产模式，故C错误；矿区生态环境的恢复可采用人工制造表土，种植当地适宜物种，不能种植农作物，故D错误。
8．生态效益的大小是评价森林资源价值的重要指标。林业部门将森林的保护和增殖作为主要目标，走“采育结合，育重于采”的道路，是为了( )
A．提供木材等具有直接经济效益的产品
B．控制木材消耗
C．大搞荒山绿化，弥补森林资源的过度开发利用
D．求得生态效益和经济效益的统一
解析：选D。生态效益应和经济效益相统一，才能促进林业可持续发展。
9．留民营村生态农业工程的优点包括( )
①能量的多级利用 ②物质循环再生 ③废物资源化
④生物相互依存，体现了物种共生 ⑤做到了生态、经济和社会效益的三者结合
A．①② B．①②③
C．①②③④⑤ D．①②④⑤
解析：选C。留民营村生态农业工程主要遵循物质循环再生原理和物种多样性原理。
10．如图为“秸秆的多级利用”相关的农业生态系统中能量流动和物质循环示意图。下列叙述中不正确的是( )
A．“秸秆的多级利用”充分体现了生态工程的物质循环再生原理
B．“秸秆的多级利用”提高了食物链中能量的传递效率
C．“秸秆的多级利用”能有效提高肥效，促进作物增产
D．“秸秆的多级利用”中的食用菌和蚯蚓属于分解者
解析：选B。秸秆的多级利用提高了能量的利用率，减少了环境污染，并没有提高食物链中能量的传递效率。
11．利用泥浆生物反应器处理污染土壤，原理是将污染土壤用水调成泥浆状，同时加入部分营养物质和菌种等，在有氧条件下剧烈搅拌，使污染物快速分解。由此推知，该反应器( )
A．能够实现物质循环
B．主要处理有机污染
C．可看做一个小型生态工程
D．存在能量输入、传递、转化和散失
解析：选B。解答本题的关键在于抓住题目中“在有氧条件下剧烈搅拌而使污染物快速分解”，故肯定是菌种进行有氧呼吸分解有机物，故B正确。本题中的反应器中有土壤、营养物质和菌种，不满足生态系统(生物群落及其无机环境)的概念范畴，更谈不上生态系统功能中物质的循环和能量的流动，A、C、D均错误。
12．一青年农民利用自己学习的生态学知识在自家庭院里搞了一个小型生态农业，使0.25亩的庭院创收达几万元。其物质循环和能量流动如图所示，下列对该系统叙述错误的是( )
A．该系统中，人的因素非常关键，其中生产者是葡萄
B．该系统体现了物质、能量多级利用和高效转化
C．该系统内蚯蚓和甲烷菌等为分解者
D．猪在其中为三级消费者
解析：选D。本题中的家庭庭院是一个人工生态系统，在这个生态系统中有生产者、消费者和分解者，并且人的作用非常突出。该系统属于一种小型的农业生态工程，体现了物质和能量的多级利用。蚯蚓为分解者，不能算作食物链中的营养级，故猪不能作为三级消费者。
13．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
解析：选D。目前，出于人们对自然资源的不合理利用，特别是破坏森林、草原，出现一系列的环境危机，如沙尘暴的频繁发生，大量的土地沙漠化，水土流失严重等。因此，在制定西部大开发战略中，采取的措施主要是考虑改善生态环境。
14．如图是某农户设计的生态农业示意图。下列有关叙述，不正确的是( )
A．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
B．该系统的主要成分是农作物，蚕、驴、鱼、鸡、猪等均为消费者
C．将猪粪直接施入农田，可以为农作物的生长提供物质和能量
D．塘泥施入农田的主要作用是增加土壤中的矿质元素供应
解析：选C。分析题图，该生态系统属于生态农业，由于充分利用动物粪便和秸秆中的能量，遵循的原理有物质循环再生原理和物种多样性原理，故A正确；生产者有农作物，是生态系统中的主要成分，蚕、驴、鱼、鸡、猪等均为消费者，故B正确；猪粪直接施入农田，可以为农作物的生长提供物质，不能提供能量，故C错误；塘泥中含有丰富的无机盐，可以增加土壤中的矿质元素供应，故D正确。
15．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(如图)。下列有关分析正确的是( )
A．该养殖系统实现了物质和能量的多级利用，提高了能量的传递效率
B．与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性低
C．该养殖系统中串联的池塘越多，后面池塘养殖动物生长就越快
D．与传统养殖池塘相比，该养殖系统增加的生态工程设施有生态塘和潜流湿地，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，对水体起净化作用
解析：选D。该养殖系统提高了能量的利用率。与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统由于物种单一，抵抗力的稳定性较低，恢复力稳定性高。该养殖系统中串联的池塘越多，后面池塘水体中的N和P含量(浓度)越高，导致水体富营养化，不利于养殖动物的生长。
16．下列关于生态工程的叙述，正确的是( )
A．鄱阳湖湿地生态恢复工程属于群落演替中的初生演替
B．“无废弃物农业”主要体现了物种多样性原理
C．在应用植物修复技术治理被重金属污染的土壤时，需要选择符合要求的植物，这遵循了生态工程中的整体性原理
D．“四位一体”农业生态工程中，往往将蔬菜棚与猪圈连通起来提高经济效益，这遵循了生态工程中的系统学和工程学原理
解析：选D。鄱阳湖湿地生态恢复工程属于群落演替中的次生演替，A项错误；“无废弃物农业”主要体现了物质循环再生原理，B项错误；选择符合要求的植物治理被重金属污染的土壤，遵循了协调与平衡原理，C项错误；“四位一体”农业生态工程遵循系统学和工程学原理中的系统的结构决定功能原理，D项正确。
二、非选择题(共68分)
17．(10分)回答下列与生态工程有关的问题：
(1)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。
(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。
(3)在湿地生态恢复工程中，应在湿地周围建立缓冲带，以尽量减少__________________，使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。
(4)“猪—沼—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________。
解析：(1)生态工程的主要任务是对已被破坏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。(2)生态工程所遵循的基本原理主要有物质循环再生、协调与平衡、整体性、系统学与工程学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物质循环再生原理，降低了生产成本；连年种植单一品种造成病虫害增加主要违反了物种多样性原理。(3)在湿地生态恢复工程中，应在湿地周围建立缓冲带，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。(4)生态系统中的所有生物共同组成了群落；“猪—沼—果”生态农业模式能实现能量的多级利用，提高了农产品的产量。
答案：(1)已被破坏的生态系统 (2)整体性 系统学与工程学 物质循环再生 物种多样性 (3)人类的干扰 (4)群落 多级利用
18．(8分)在社会主义新农村建设中，我国南方某些地区建立的“桑基鱼塘”(如图所示)构建了新型农业生态系统。据图回答下列问题：
(1)该生态系统所需的能量最终来自________。
(2)该生态系统的生产者是________。
(3)该生态系统中除了已知生物种类外，还必须有________等生物作为________。
(4)在该生态系统中，实现了物质的多级利用，提高了________，减少了________。
(5)人们建立这一生态系统的目的是__________________________________
________________________________________________________________________。
解析：分析图解可知，该系统的桑、稻能利用光能进行光合作用，所以是生产者。图中只有动物和植物，缺少营腐生生活的生物，如细菌、真菌等分解者。在该生态系统中，一种产品的废料可作为另一种产品的原料，所以提高了物质和能量的利用率，减少了废料对环境的污染。
答案：(1)光能 (2)桑、稻 (3)细菌、真菌 分解者 (4)能量利用率 环境污染 (5)调整生态系统的能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分
19．(10分)如图是某生态系统碳循环示意图，图中“→”表示碳的流动方向，请据图回答相关问题：
(1)碳在A→B和B→C过程中分别以________ 、________ 形式流动。
(2)根据上图请提出一项实现“低碳”、减少温室效应的关键措施 ________________________________________________________________________。
(3)从生态系统的组成成分上看，E代表________。图中参与组成生物群落的是________(填字母)。
(4)请写出图中包含的一条食物链________(用字母和箭头表示)。若生产者固定了1 000 kJ的能量，则图中最高营养级理论上可获得的能量大约为________ kJ(能量传递效率按10%计算)。
(5)“周一请吃素”，这是支持环保的进步青年提出的一个新理念，这一理念符合能量流动的________ 特点。
(6)每年的3月12日是全国植树节，在植树造林活动中，选种的植物必须能适应当地的自然环境，这体现了生态工程的______________原理。
解析：(1)化石燃料的燃烧能够释放CO2所以A是CO2，B是生产者，A→B是生产者的光合作用，能够固定CO2。B→C→D是食物链，碳在食物链内的传递是以有机物的形式进行的。(2)“低碳”有两条途径，分别是增加植物光合作用消耗CO2和开发新能源减少化石燃料的燃烧。(3)所有生物都和E发生关系，E是分解者。生物群落是该生态系统中的全部生物，包括生产者B、消费者C、D和分解者E。(4)生产者B、初级消费者C、次级消费者D共同组成了食物链；能量传递效率按10%计算，则图中最高营养级生物获得的能量约为10 kJ。(5)生态系统中能量流动是逐渐递减的，单向的。(6)植物必须能适应当地的自然环境体现了生态工程的协调与平衡原理。
答案：(1)CO2 (含碳)有机物
(2)保护植被，大力植树造林；减少化石燃料的燃烧；开发太阳能等新能源
(3)分解者 BCDE
(4)B→C→D 10
(5)逐级递减
(6)协调与平衡
20．(8分)生态专家把某一废弃池塘改造成新型池塘，并对该生态系统的营养结构和能量流动进行了调查，结果如图。该新型池塘生态系统中有香莲、芦蒿、多种藻类、水草，还有多种鱼类、虫类，塘边建有猪舍和蘑菇房。请据图回答问题：
(1)该生态系统的能量来源是____________________________________________。
该生态系统中的挺水植物、浮游植物、沉水植物形成了群落的____________结构。
(2)建立人工生态系统必须遵循生态工程的基本原理，试从鱼塘的环境承载力与放养鱼类的种类分析，人工鱼塘生态系统遵循了____________和____________原理。改造后的生态系统生物组分增多，食物网变复杂，提高了生态系统的____________。写出该生态系统中营养级最多的一条食物链____________________________。
解析：(1)生态系统中的能量来源是生产者固定的太阳能。植物的分布在垂直方向存在明显的分层现象，属于垂直结构。(2)生态工程的基本原理包括物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学与工程学原理。其中处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力；从鱼类种类分析属于物种多样性原理。生态系统中生物组分增多，自我调节能力增强。食物链的起点是生产者，所以最长食物链为水草→虫类→鲤鱼(或鲫鱼)→人。
答案：(1)生产者固定的太阳能 垂直 (2)协调与平衡 物种多样性 抵抗力稳定性(或自我调节能力)
水草→虫类→鲤鱼(或鲫鱼)→人
21．(8分)如图是某地农民以沼气为纽带建立的农业生态系统，请据图回答下列问题：
(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。
(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)从图中分析可看出该生态工程主要运用了物质循环再生原理、物种多样性原理。
(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、物种多样性原理。
(2)各营养级
(3)硝化细菌的硝化 硝酸盐
22．(6分)近年来苏北各地规模化养殖发展很快，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，如图是集污水净化、休闲、养鱼为一体的人工湿地示意图，请回答下列问题：
(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
23．(8分)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，结果如表。
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。
(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。
解析：(1)生物质炭能改善土壤的通气状况，使根系细胞有氧呼吸加强，故能量产生增加，促进ATP的合成。(2)由表可知，施用含生物质炭的污泥时，黑麦草叶绿素含量增加，从而促进黑麦草的生长。施用含生物质炭的污泥能降低土壤和黑麦草中PAHs的含量，从而降低了PAHs污染的风险。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直接或间接地被植物吸收利用，利用了生态工程原理中的物质循环再生原理。
答案： (1)有氧呼吸 ATP (2)能增加黑麦草的叶绿素含量，使光合作用增强 升高 能吸附PAHs 物质循环再生
24．(10分)我省许多村镇建成了大型禽畜养殖基地，大量的禽畜粪便随意排放会严重污染环境。为合理利用粪便、净化环境，某地建设了以沼气池为核心的生产自净农业生态系统，如图1所示。请回答下列问题：
(1)图1中有________条食物链。无土栽培主要提高了__________等元素的利用率。
(2)由图2可知沼气池中微生物的呼吸类型主要是________。独立的沼气池__________(填“属于”或“不属于”)生态系统，原因是_____________________________________。
(3)建设了以沼气池为核心的生产自净农业生态系统的最大优点是_______________
________________________________________________________________________。
(4)若要调查农作物附近土壤中小动物的丰富度则一般采用__________方法进行采集、调查，丰富度的统计方法通常有____________________两种。
(5)在上述农业生态模式的启示下，某城市环保部门提出利用如图人工湿地对生活污水(主要含有机物)进行净化处理：
①请用箭头和文字补充虚线框中碳转化途径。
②为了防止爆发藻类水华，研究者在人工湿地中投放食浮游植物的鱼类和种植大型挺水植物，这些措施利用了那些种间关系？________________________。挺水植物在该人工湿地中的作用是______________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)食物链均以生产者为起点，终点是不能被其他生物所食的生物，一条食物链中相邻生物间只存在捕食关系，分析图形可知，图1中有3条食物链。无土栽培提高了氮、磷等元素的利用率。
(2)由图2可知沼气池经过密封处理不提供氧气，其中微生物的呼吸类型主要是无氧呼吸。独立的沼气池不属于生态系统，原因是没有生产者和消费者，不能独立完成物质循环和能量流动。
(3)以沼气池为核心的生产自净农业生态系统的最大优点是提高物质和能量的利用率，减轻环境污染。
(4)调查土壤中小动物的丰富度则一般采用取样器取样法进行采集、调查，丰富度的统计方法通常有目测估计法、记名计算法两种。
(5)①结合题意分析图中的碳转化途径，可知除图中已有的碳转化途径外，该湿地中的好氧微生物可以吸收有机碳并能将其分解为无机碳；藻类植物通过光合作用可以消耗二氧化碳等；同时藻类等植物细胞呼吸可以向湿地释放二氧化碳。
②为防止爆发藻类水华，可在人工湿地中投放食浮游植物的鱼类和种植大型挺水植物，这些措施利用了捕食、竞争等种间关系抑制浮游植物爆发。挺水植物在该人工湿地中的作用是吸收营养，降低富营养化程度；能遮光，影响藻类生长；分泌有害代谢产物抑制藻类生长繁殖。
答案：(1)3 氮、磷
(2)无氧呼吸 不属于 没有生产者和消费者(不能独立完成物质循环和能量流动)
(3)提高物质和能量的利用率，减轻环境污染
(4)取样器取样 目测估计法、记名计算法
(5)①见下图
②捕食、竞争 吸收营养，降低富营养化程度(或遮光，影响藻类生长，或分泌有害代谢产物抑制藻类生长繁殖)
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第一节 生态工程及其原理
[随堂检测]
知识点一 生态工程概念
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学、工程学等学科交叉产生的新兴学科
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：选C。生态工程是一种少消耗、高效益、可持续的工程体系，不是不消耗任何资源。
知识点二 生态工程原理
2．我国西北一些地区年降雨量小于450 mm，只适宜种植灌木和草，但却被硬性规定种植属于乔木的杨树，以至于到处都是“杨家将”。生态的不适应使许多地方的杨树长成半死不活的“小老头”状，远不如当地树种那样有较高的生态适应性，结果防护林成为残败的“灰色长城”。其失败的原因主要是违背了( )
A．物种多样性原理 B．协调与平衡原理
C．整体性原理 D．物质循环再生原理
解析：选B。根据题意分析，该地适宜种植灌木和草，却被硬性规定种植属于乔木的杨树，以致到处都是“杨家将”，这种做法破坏了生态系统的协调与平衡原理。
3．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，它遵循的原理是( )
A．整体性原理 B．物种多样性原理
C．协调与平衡原理 D．物质循环再生原理
解析：选D。沼气池中的微生物进行有氧和无氧呼吸分解有机物，提高了能量的利用率，使得农业生产过程中降低了废弃物的产生。
4．“1＋1>2”体现生态工程的哪一基本原理( )
A．物种多样性原理 B．系统学与工程学原理
C．协调与平衡原理 D．物质循环再生原理
解析：选B。系统学与工程学原理的理论基础是系统的结构决定功能，协调系统内各部分的关系、比例，实现物质、能量、信息等的转换和流通，才能实现总体功能大于各部分之和的效果，即“1＋1>2”。
5．人工湿地是将污水、污泥有控制地投放到人工建造的湿地中，主要利用土壤、人工介质、微生物的作用对污水、污泥进行处理的一种技术。下列相关叙述不合理的是( )
A．合理搭配植物以提高生态系统的物种多样性
B．该湿地生态系统具有一定的自我调节能力
C．湿地微生物的主要作用是作为分解者以加快物质循环
D．增大引入湿地的污水总量以提高能量传递的效率
解析：选D。建立人工湿地时，需要合理搭配植物，形成相对稳定的营养结构，以提高系统的生物多样性，A正确；该湿地生态系统对污水、污泥可以进行处理，有一定的调节能力，B正确；微生物主要是分解者，可以分解污水中的有机物，加快物质循环，C正确；建立人工湿地只能提高能量的利用率，但是不能提高能量的传递效率，D错误。
6．“四位一体”(人居—种植—养殖—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________条食物链。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？________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(至少写出两点)。
解析：题图中有两条食物链，分别是蔬菜→人和蔬菜→猪→人，沼气是由分解者的分解作用产生的。能量在生态系统中不能循环利用。“四位一体”应用了物质循环再生、物种多样性、整体性、系统学与工程学等原理，由于该系统内生物种类和数目少，因而它的抵抗力稳定性较自然生态系统低。
答案：(1)两 分解者
(2)不能
(3)物质循环再生、物种多样性、整体性、系统学与工程学(任写两个即可) 低
(4)①使用清洁、高效的沼气，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减少农药用量，有利于环境保护
[课时作业]
一、选择题
1．如图所示是“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：选C。由题图可知，“无废弃物农业”实现了物质的区域小循环，做到了分层、分级利用。
2．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．整体性原理
解析：选B。一个生态系统生物种类越多，营养结构越复杂，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，从而避免了生态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。
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什么原理( )
A．系统结构决定功能的原理
B．整体性原理
C．系统整体性原理
D．协调与平衡原理
解析：选C。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，只有这样才能顺利的完成能量、物质、信息等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分功能之和的效果，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。
4．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一般具有较高的抵抗力稳定性
B．生物多样性程度越高，各类生物的生存机会越多
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：选C。在生态系统中，生物种类越多，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。
5．位于胶东半岛的昆嵛山林区，在20世纪六七十年代时，曾大规模营造纯马尾松林，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．物质循环再生原理 B．物种多样性原理
C．协调与平衡原理 D．整体性原理
解析：选B。本题题干指出，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。
6．如图表示某人工设计的生态系统，下列叙述不正确的是( )
A．该生态系统经过能量多级利用，提高了系统总能量利用效率
B．该生态系统实现了物质和能量循环利用
C．合理使用农家肥可提高流经该生态系统的总能量
D．该生态系统遵循了物质循环再生的原理，但各营养级之间的能量传递效率并未提高
解析：选B。生态系统中的能量是单向流动，逐级递减的。
7．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，大大提高了生产力，这种模式主要应用了生态工程的哪个原理( )
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：选A。我国的桑基鱼塘模式，遵循的是系统学和工程学原理中的系统结构决定功能原理，利用此原理改善和优化系统的结构，从而达到功能改善的效果，大大提高了系统生产力。
8．秸秆焚烧污染空气环境，危害人体健康。某调查小组通过走访相关部门和查阅网上资料，提出了一些建议，其中不能大面积推广的建议是( )
A．把秸秆作为饲料，再将动物产生的粪便施入农田
B．建沼气池，作为发酵原料，再取出肥田
C．将秸秆粉碎后，作为食用菌栽培基料
D．将秸秆直接覆盖在农田表面，减少土壤水分的蒸发
解析：选D。将秸秆直接覆盖在农田表面，减少土壤水分的蒸发没有体现对秸秆中有机物的利用。
9．如图说明我国现有的生产模式严重违反了什么生态工程原理( )
A．整体性原理 B．协调与平衡原理
C．系统的结构决定功能原理 D．物质循环再生原理
解析：选D。从题图中不难看出，综合污染物与能源消耗呈逐年上升的趋势，说明了生产活动产生的物质不能被充分利用，造成了能源的消耗过大。
10．如图所示的生物氧化塘是利用藻类和细菌处理污水的一种生态系统。下列有关叙述错误的是( )
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
解析：选D。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，故A正确；在该氧化塘中引进硝化细菌可以除去N元素，有利于对污水的处理，故B正确；B层中的藻类产生氧气提供给细菌，细菌分解有机物成无机物为藻类提供原料，两者具有种间互助关系，故C正确；出水处不仅要对细菌数量进行有效控制，还要对藻类的数量进行控制才能排放，故D错误。
11．下列有关生态工程的描述，错误的是( )
A．生态工程是一类少消耗、高效益、可持续的工程体系
B．我国南方水网地区的“桑基鱼塘”模式只体现了系统整体性的原理
C．在林业工程建设时要考虑整体性原理，防止“前面造林，后面砍林”
D．传统经济发展是以资源的过度开发、损毁、低效利用造成巨大环境污染为代价的
解析：选B。生态工程是一类少消耗、高效益、可持续的工程体系；“桑基鱼塘”模式主要体现了物质循环再生原理、系统学和工程学原理、整体性原理等；林业工程建设时要考虑整体性原理，防止“前面造林，后面砍林”的现象。
12．下列生态工程案例与最主要运用的基本原理对应正确的是( )
A．“无废弃物农业”——物质循环再生原理
B．“前面造林，后面砍林”——整体性原理
C．“桑基鱼塘”——物种多样性原理
D．“太湖富营养化”——协调与平衡原理
解析：选A。无废弃物农业使物质能在生态系统中循环往复，分层分级利用，遵循了物质循环再生原理，A正确；“前面造林，后面砍林”是没有利用整体性原理的后果，B错误；桑基鱼塘生态系统体现了系统的结构决定功能原理，C错误；“太湖富营养化”是违反了协调与平衡原理的结果，D错误。
二、非选择题
13．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结合起来，成为一种高效良性循环，生态效益达到了良性发展。请就此生态农场的特点，完成下列问题：
(1)该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的____________、______________和____________原理。
(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)在该生态农场中存在如图所示的物质循环过程，据图分析不符合生态工程原理的叙述是( )
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．由于各级产物都可利用，减少了废物污染
(4)根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，应使食物链越长和营养级越多越好。请你结合所学有关生态工程原理，分析该结论是否正确，为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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、用之不竭的效果，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，土壤肥力下降。(3)能量沿着食物链流动时，逐级递减，传递效率大约为10%～20%，因此最高营养级获得的总能量最低。但系统的总能量包括各生产环节上输出的产品能量，显然这个系统总能量利用率与单种作物的系统总能量利用率相比会大大增加。(4)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。
答案：(1)物质循环再生原理 物种多样性原理 整体性
(2)①如下图所示：
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)C
(4)不正确。因为食物链越长，各营养级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，高层次营养级生物获得的能量越少，该营养级生物数量也越少
14．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，请分析回答下列问题：
(1)构建以沼气为中心的“猪—沼—鱼—肥—果蔬”生态模式时，基本无废弃物排放，所依据的生态学原理是____________，另外，该生态系统把很多单个生态系统通过优化组合有机地整合在一起，这体现了__________________原理。
(2)该生态系统的“基石”是________，能量的最终来源是________。
(3)氮元素能在生物群落和无机环境中不断循环，为什么还要往农田中不断施加氮肥呢？________________________________________________________________________。
(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？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)建立生态系统依据的生态学原理是物质循环再生原理，其优点有提高物质和能量利用率，减轻环境污染。该生态系统把很多单个生态系统通过优化组合有机地整合在一起，这体现了系统学和工程学原理。(2)生态系统的“基石”是生产者，即水稻和大豆。能量的最终来源是太阳能。(3)虽然氮元素能在生物群落和无机环境中循环，由于氮素不断通过产品输出该生态系统，所以仍然要往农田中不断施加氮肥，才能保证农作物对氮元素的需求。(4)既保护环境又防治害虫的方法有引入害虫天敌防治、激素防治、转基因培育抗害虫农作物等。
答案：(1)生态系统的物质循环再生 系统学和工程学(或系统的结构决定功能) (2)水稻和大豆 太阳能 (3)氮素不断通过产品输出该生态系统 (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
15．由于经济发展和人口增长，污水排放量增加。为解决居民生活饮用水问题，某水厂建设了水源生态湿地。下面为人工湿地群落组成简图，请据图回答问题：
(1)输入该人工湿地的能量有__________________。
(2)湿地中芦苇、绿藻和黑藻等植物的分层配置，体现了群落的________结构。实地调查中发现，该湿地物种丰富度逐渐增加，其群落演替类型是______________。
(3)细菌、真菌等微生物的分解作用是净化污水的重要途径，为了提高分解效率，可采取的有效措施是________________________。控制污水流入人工湿地的速率，除了有利于有机污染物被充分分解外，还有利于________________，使出水口处的水质达到排放要求。污水不能过量流入人工湿地，说明生态系统的______________________。
(4)该人工湿地利用了生态工程的_________________________________________、
____________________原理。
解析：(1)分析图形可知，输入该人工湿地的能量有生产者固定的太阳能和污水中含有的化学能。
(2)湿地中芦苇、绿藻和黑藻等植物的分层配置，体现了群落的垂直结构；该湿地物种丰富度逐渐增加，其群落演替类型是次生演替。
(3)细菌、真菌等微生物的分解作用是净化污水的重要途径，可采取向水体中通入适量的空气的措施提高分解效率。控制污水流入人工湿地的速率，除了有利于有机污染物被充分分解外，还有利于无机盐被生产者充分吸收，使出水口处的水质达到排放要求。污水不能过量流入人工湿地，说明生态系统的自我调节能力有限。
(4)该人工湿地利用了生态工程的物质循环再生、物种多样性原理。
答案：(1)太阳能和化学能
(2)垂直 次生演替
(3)向水体中通入适量的空气(氧气) 无机盐被充分吸收 自我调节能力有限
(4)物质循环再生 物种多样性
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第一节 生态工程及其原理
学习导航 明目标、知重点难点
说出生态工程的概念。(重、难点) 概述生态工程的原理。(重、难点) 举例说出生态工程的主要类型。(重点)
一、阅读教材P98～99完成生态工程的概念
1．概念：生态工程是指人类应用生态学、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，修复或重建已破坏的生态环境 ，改善传统的生产方式，并提高生态系统的生产力，达到经济效益、生态效应和社会效益同步发展的工程体系。
2．基本特点：少消耗、高效益、可持续。
二、阅读教材P99～104分析生态工程的基本原理
1．物质循环再生原理
(1)概念：物质不断地在各类生态系统中进行区域小循环和全球大循环，实现物质的分层、分级利用。
(2)核心：生态学中的物质循环原理。
(3)实例——农作物秸秆的多级利用。
2．物种多样性原理
(1)核心：生态学中物种多样性与生态系统稳定性关系的原理。
(2)实例：人工林。
3．协调与平衡原理
(1)核心：生物与环境相适应关系的原理。
(2)实例：生物氧化塘法处理污水。
4．整体性原理
(1)核心：生态学、系统学和经济学相统一的原理。
(2)意义：只有应用整体性原理，才能协调当前和长远、局部和整体、开发利用和环境保护之间的关系，从而保障生态系统的平衡和稳定。
5．系统学与工程学原理
(1)核心：①系统学原理的核心是系统学中系统结构决定功能的原理；②工程学原理的核心是系统整体性原理，即整体大于部分之和的原理。
(2)实例：我国长江三角洲一带水乡的稻田养鱼模式。
判一判
(1)在建设高新农业时，沼气池的建立是遵循物质循环再生原理。(√)
(2)系统的整体功能等于部分之和。(×)
(3)只有保持生态系统较高的生物多样性，才能保证生态系统的稳定和平衡。(√)
(4)生物氧化塘是利用藻类和细菌等生物之间的协同作用处理污水的。(√)
连一连
生态工程所遵循的基本原理[学生用书P54]
生态工程是生态学、工程学、系统学、经济学等学科交叉而产生的新兴学科，阅读教材，分析其遵循的基本原理。
项目 理论 基础 内容 意义 实例
物质循环再生原理 物质循环 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 可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响 农作物 秸秆的 多级 利用
物种多样性原理 物种多样性与生态系统稳定性的关系 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 避免系统结构或功能的失衡 人工林 是非 之争
协调与 平衡 原理 生物与环境相适应 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(或环境容纳量) 避免系统的失衡和破坏 生物氧 化塘法 处理 污水
整体性 原理 社会、经济、自然复合系统 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，还要考虑到经济和社会等系统的影响力 统一协调各种关系，保障系统的平衡和稳定 农林牧 副渔一 体化生 态工程
系统学 和工程 学原理 系统的结构决定功能和整体大于部分之和 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。另外，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” 改变和优化系统的结构以改善功能 长江三 角洲的 稻田养 鱼模式
讨论下列实例主要遵循的生态原理：
(1)单一人工林比天然混交林稳定性低，易爆发虫害。
提示：物种多样性原理。
(2)草原确定合理载畜量，不能过度放牧。
提示：协调与平衡原理。
(3)引种考虑适应环境。
提示：协调与平衡原理。
(4)林业生态工程建设，既考虑种树又考虑生活问题。
提示：整体性原理。
柴静的纪录片《穹顶之下》引发了全国人民对雾霾的关注和讨论，而天津港火灾爆炸事故遗址将在彻底清理后建设海港生态公园，这再次将生态环境与生态经济推上舆论的焦点。生态工程的建设已经成为社会关注的热点。请回答下列问题：
(1)某生态工程以沼气工程为中心，各类植物的秸秆、枝叶用来生产饲料喂养畜、禽、鱼，人、畜、禽粪便作为原料生产沼气，沼渣水返还农田、菜园、果园、苗圃、鱼塘，主要体现了生态工程的________原理。该生态工程建设中，鱼塘中每一种鱼苗的投放量都不宜超过其________。该生态系统把鱼塘、农田、果园等有机地组合在一起，优化了系统结构，遵循________________原理。
(2)在上述的生态工程中，种植不同的农作物、果树，饲养多种畜禽，这体现了生态工程的________原理。
(3)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。
(4)在应用植物修复技术治理重金属污染的土壤时，需选择符合要求的植物，这遵循了生态工程的____________原理。
解析：(1)该生态工程以沼气工程为中心，各类植物的秸秆、枝叶用来生产饲料喂养畜、禽、鱼，人、畜、禽粪便作为原料生产沼气，沼渣水返还农田、菜田、果园、苗圃、鱼塘，体现了生态工程的物质循环再生原理。该生态工程建设中，鱼塘中每一种鱼苗的投放量都不宜超过其环境容纳量。该生态系统把鱼塘、农田、果园等有机地组合在一起，优化了系统结构，遵循系统的结构决定功能原理。
(2)该生态工程种植不同的农作物、果树、苗木，饲养牛、猪、鸡等多种畜禽，这体现了生态工程的物种多样性原理。
(3)生态工程的主要任务是对已破坏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。
(4)在应用植物修复技术治理重金属污染的土壤时，需选择符合要求的植物，这遵循了生态工程的协调与平衡原理。
答案：(1)物质循环再生 环境容纳量 系统的结构决定功能
(2)物种多样性
(3)已破坏的生态系统
(4)协调与平衡原理
(1)协调与平衡是指生物与环境的协调与平衡。协调主要指生物要适应环境；平衡是指某种环境下生物种群的数量与环境的承载力要平衡，否则会引起生态平衡的破坏。
(2)所谓生态工程的整体性原理是指人类所处的自然系统、经济系统和社会系统所构成的巨大的复合系统、三者相互影响而形成的统一整体。它既包括自然系统的生物与环境、生物与生物之间的相互影响，又包括经济和社会等系统的影响力，只有把生态与经济和社会有机地结合起来，才能从根本上达到建设生态工程的目的。
生物氧化塘[学生用书P55]
生物氧化塘具有污水净化的作用，是一种典型的生态工程。结合教材P102内容完成以下探究。
探究1 观察下面生物氧化塘处理污水示意图，分析生物氧化
(1)藻类和好氧菌一般位于表层(好氧层)，好氧菌能直接摄取污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，它们充分利用水体中的营养物质，能提高水的透明度。
(2)氧化塘内的转化过程实际上是一个连续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，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。
探究2 观察下图回答下列问题，了解多功能生物氧化塘的作用
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。
总之，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。
如图所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)。请据图回答下列问题：
(1)氧化塘实现净化污水的原理主要是利用细菌和藻类的________关系来分解有机污染物。图中A、B分别代表的物质主要是_________________________________________。
(2)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________________________________________________。
(3)由图示看，氧化塘净化污水的途径有______________和________。
解析：由图可知，细菌和藻类生活在一起彼此有利，细菌通过分解有机物，为藻类生长提供二氧化碳、矿质养料等，藻类的光合作用为细菌的分解作用提供氧气。不同水层由于受到物理扩散、生物消耗等因素的影响，水中溶解氧气量随水深度的增加而减少，其中生存的生物类群也会因此而变化。
答案：(1)共生(或种间互助) 有机物、氧气；二氧化碳、矿质养料等 (2)好氧型、兼性厌氧型、厌氧型
(3)物理沉降 生物分解
核心知识小结
[网络构建] [关键语句]1.生态工程是指人类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，修复或重建已破坏的生态环境，改善传统的生产方式，并提高生态系统的生产力，达到经济效益、生态效益和社会效益同步发展的工程体系。2.生态工程是一类少消耗、高效益、可持续的工程体系。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、系统学和工程学原理。
[随堂检测]
知识点一 生态工程概念
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学、工程学等学科交叉产生的新兴学科
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：选C。生态工程是一种少消耗、高效益、可持续的工程体系，不是不消耗任何资源。
知识点二 生态工程原理
2．我国西北一些地区年降雨量小于450 mm，只适宜种植灌木和草，但却被硬性规定种植属于乔木的杨树，以至于到处都是“杨家将”。生态的不适应使许多地方的杨树长成半死不活的“小老头”状，远不如当地树种那样有较高的生态适应性，结果防护林成为残败的“灰色长城”。其失败的原因主要是违背了( )
A．物种多样性原理 B．协调与平衡原理
C．整体性原理 D．物质循环再生原理
解析：选B。根据题意分析，该地适宜种植灌木和草，却被硬性规定种植属于乔木的杨树，以致到处都是“杨家将”，这种做法破坏了生态系统的协调与平衡原理。
3．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，它遵循的原理是( )
A．整体性原理 B．物种多样性原理
C．协调与平衡原理 D．物质循环再生原理
解析：选D。沼气池中的微生物进行有氧和无氧呼吸分解有机物，提高了能量的利用率，使得农业生产过程中降低了废弃物的产生。
4．“1＋1>2”体现生态工程的哪一基本原理( )
A．物种多样性原理 B．系统学与工程学原理
C．协调与平衡原理 D．物质循环再生原理
解析：选B。系统学与工程学原理的理论基础是系统的结构决定功能，协调系统内各部分的关系、比例，实现物质、能量、信息等的转换和流通，才能实现总体功能大于各部分之和的效果，即“1＋1>2”。
5．人工湿地是将污水、污泥有控制地投放到人工建造的湿地中，主要利用土壤、人工介质、微生物的作用对污水、污泥进行处理的一种技术。下列相关叙述不合理的是( )
A．合理搭配植物以提高生态系统的物种多样性
B．该湿地生态系统具有一定的自我调节能力
C．湿地微生物的主要作用是作为分解者以加快物质循环
D．增大引入湿地的污水总量以提高能量传递的效率
解析：选D。建立人工湿地时，需要合理搭配植物，形成相对稳定的营养结构，以提高系统的生物多样性，A正确；该湿地生态系统对污水、污泥可以进行处理，有一定的调节能力，B正确；微生物主要是分解者，可以分解污水中的有机物，加快物质循环，C正确；建立人工湿地只能提高能量的利用率，但是不能提高能量的传递效率，D错误。
6．“四位一体”(人居—种植—养殖—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________条食物链。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？________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(至少写出两点)。
解析：题图中有两条食物链，分别是蔬菜→人和蔬菜→猪→人，沼气是由分解者的分解作用产生的。能量在生态系统中不能循环利用。“四位一体”应用了物质循环再生、物种多样性、整体性、系统学与工程学等原理，由于该系统内生物种类和数目少，因而它的抵抗力稳定性较自然生态系统低。
答案：(1)两 分解者
(2)不能
(3)物质循环再生、物种多样性、整体性、系统学与工程学(任写两个即可) 低
(4)①使用清洁、高效的沼气，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减少农药用量，有利于环境保护
[课时作业]
一、选择题
1．如图所示是“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：选C。由题图可知，“无废弃物农业”实现了物质的区域小循环，做到了分层、分级利用。
2．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．整体性原理
解析：选B。一个生态系统生物种类越多，营养结构越复杂，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，从而避免了生态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。
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什么原理( )
A．系统结构决定功能的原理
B．整体性原理
C．系统整体性原理
D．协调与平衡原理
解析：选C。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，只有这样才能顺利的完成能量、物质、信息等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分功能之和的效果，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。
4．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一般具有较高的抵抗力稳定性
B．生物多样性程度越高，各类生物的生存机会越多
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：选C。在生态系统中，生物种类越多，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。
5．位于胶东半岛的昆嵛山林区，在20世纪六七十年代时，曾大规模营造纯马尾松林，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．物质循环再生原理 B．物种多样性原理
C．协调与平衡原理 D．整体性原理
解析：选B。本题题干指出，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。
6．如图表示某人工设计的生态系统，下列叙述不正确的是( )
A．该生态系统经过能量多级利用，提高了系统总能量利用效率
B．该生态系统实现了物质和能量循环利用
C．合理使用农家肥可提高流经该生态系统的总能量
D．该生态系统遵循了物质循环再生的原理，但各营养级之间的能量传递效率并未提高
解析：选B。生态系统中的能量是单向流动，逐级递减的。
7．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，大大提高了生产力，这种模式主要应用了生态工程的哪个原理( )
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：选A。我国的桑基鱼塘模式，遵循的是系统学和工程学原理中的系统结构决定功能原理，利用此原理改善和优化系统的结构，从而达到功能改善的效果，大大提高了系统生产力。
8．秸秆焚烧污染空气环境，危害人体健康。某调查小组通过走访相关部门和查阅网上资料，提出了一些建议，其中不能大面积推广的建议是( )
A．把秸秆作为饲料，再将动物产生的粪便施入农田
B．建沼气池，作为发酵原料，再取出肥田
C．将秸秆粉碎后，作为食用菌栽培基料
D．将秸秆直接覆盖在农田表面，减少土壤水分的蒸发
解析：选D。将秸秆直接覆盖在农田表面，减少土壤水分的蒸发没有体现对秸秆中有机物的利用。
9．如图说明我国现有的生产模式严重违反了什么生态工程原理( )
A．整体性原理 B．协调与平衡原理
C．系统的结构决定功能原理 D．物质循环再生原理
解析：选D。从题图中不难看出，综合污染物与能源消耗呈逐年上升的趋势，说明了生产活动产生的物质不能被充分利用，造成了能源的消耗过大。
10．如图所示的生物氧化塘是利用藻类和细菌处理污水的一种生态系统。下列有关叙述错误的是( )
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
解析：选D。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，故A正确；在该氧化塘中引进硝化细菌可以除去N元素，有利于对污水的处理，故B正确；B层中的藻类产生氧气提供给细菌，细菌分解有机物成无机物为藻类提供原料，两者具有种间互助关系，故C正确；出水处不仅要对细菌数量进行有效控制，还要对藻类的数量进行控制才能排放，故D错误。
11．下列有关生态工程的描述，错误的是( )
A．生态工程是一类少消耗、高效益、可持续的工程体系
B．我国南方水网地区的“桑基鱼塘”模式只体现了系统整体性的原理
C．在林业工程建设时要考虑整体性原理，防止“前面造林，后面砍林”
D．传统经济发展是以资源的过度开发、损毁、低效利用造成巨大环境污染为代价的
解析：选B。生态工程是一类少消耗、高效益、可持续的工程体系；“桑基鱼塘”模式主要体现了物质循环再生原理、系统学和工程学原理、整体性原理等；林业工程建设时要考虑整体性原理，防止“前面造林，后面砍林”的现象。
12．下列生态工程案例与最主要运用的基本原理对应正确的是( )
A．“无废弃物农业”——物质循环再生原理
B．“前面造林，后面砍林”——整体性原理
C．“桑基鱼塘”——物种多样性原理
D．“太湖富营养化”——协调与平衡原理
解析：选A。无废弃物农业使物质能在生态系统中循环往复，分层分级利用，遵循了物质循环再生原理，A正确；“前面造林，后面砍林”是没有利用整体性原理的后果，B错误；桑基鱼塘生态系统体现了系统的结构决定功能原理，C错误；“太湖富营养化”是违反了协调与平衡原理的结果，D错误。
二、非选择题
13．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结合起来，成为一种高效良性循环，生态效益达到了良性发展。请就此生态农场的特点，完成下列问题：
(1)该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的____________、______________和____________原理。
(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)在该生态农场中存在如图所示的物质循环过程，据图分析不符合生态工程原理的叙述是( )
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．由于各级产物都可利用，减少了废物污染
(4)根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，应使食物链越长和营养级越多越好。请你结合所学有关生态工程原理，分析该结论是否正确，为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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、用之不竭的效果，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，土壤肥力下降。(3)能量沿着食物链流动时，逐级递减，传递效率大约为10%～20%，因此最高营养级获得的总能量最低。但系统的总能量包括各生产环节上输出的产品能量，显然这个系统总能量利用率与单种作物的系统总能量利用率相比会大大增加。(4)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。
答案：(1)物质循环再生原理 物种多样性原理 整体性
(2)①如下图所示：
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)C
(4)不正确。因为食物链越长，各营养级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，高层次营养级生物获得的能量越少，该营养级生物数量也越少
14．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，请分析回答下列问题：
(1)构建以沼气为中心的“猪—沼—鱼—肥—果蔬”生态模式时，基本无废弃物排放，所依据的生态学原理是____________，另外，该生态系统把很多单个生态系统通过优化组合有机地整合在一起，这体现了__________________原理。
(2)该生态系统的“基石”是________，能量的最终来源是________。
(3)氮元素能在生物群落和无机环境中不断循环，为什么还要往农田中不断施加氮肥呢？________________________________________________________________________。
(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？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)建立生态系统依据的生态学原理是物质循环再生原理，其优点有提高物质和能量利用率，减轻环境污染。该生态系统把很多单个生态系统通过优化组合有机地整合在一起，这体现了系统学和工程学原理。(2)生态系统的“基石”是生产者，即水稻和大豆。能量的最终来源是太阳能。(3)虽然氮元素能在生物群落和无机环境中循环，由于氮素不断通过产品输出该生态系统，所以仍然要往农田中不断施加氮肥，才能保证农作物对氮元素的需求。(4)既保护环境又防治害虫的方法有引入害虫天敌防治、激素防治、转基因培育抗害虫农作物等。
答案：(1)生态系统的物质循环再生 系统学和工程学(或系统的结构决定功能) (2)水稻和大豆 太阳能 (3)氮素不断通过产品输出该生态系统 (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
15．由于经济发展和人口增长，污水排放量增加。为解决居民生活饮用水问题，某水厂建设了水源生态湿地。下面为人工湿地群落组成简图，请据图回答问题：
(1)输入该人工湿地的能量有__________________。
(2)湿地中芦苇、绿藻和黑藻等植物的分层配置，体现了群落的________结构。实地调查中发现，该湿地物种丰富度逐渐增加，其群落演替类型是______________。
(3)细菌、真菌等微生物的分解作用是净化污水的重要途径，为了提高分解效率，可采取的有效措施是________________________。控制污水流入人工湿地的速率，除了有利于有机污染物被充分分解外，还有利于________________，使出水口处的水质达到排放要求。污水不能过量流入人工湿地，说明生态系统的______________________。
(4)该人工湿地利用了生态工程的_________________________________________、
____________________原理。
解析：(1)分析图形可知，输入该人工湿地的能量有生产者固定的太阳能和污水中含有的化学能。
(2)湿地中芦苇、绿藻和黑藻等植物的分层配置，体现了群落的垂直结构；该湿地物种丰富度逐渐增加，其群落演替类型是次生演替。
(3)细菌、真菌等微生物的分解作用是净化污水的重要途径，可采取向水体中通入适量的空气的措施提高分解效率。控制污水流入人工湿地的速率，除了有利于有机污染物被充分分解外，还有利于无机盐被生产者充分吸收，使出水口处的水质达到排放要求。污水不能过量流入人工湿地，说明生态系统的自我调节能力有限。
(4)该人工湿地利用了生态工程的物质循环再生、物种多样性原理。
答案：(1)太阳能和化学能
(2)垂直 次生演替
(3)向水体中通入适量的空气(氧气) 无机盐被充分吸收 自我调节能力有限
(4)物质循环再生 物种多样性
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第四章 生态工程
第四章 生态工程
生态学
修复
生产力
社会效益
消耗
持续
大循环
分层
物质循环
稳定性关系
生物与环境相适应
生态学
长远
整体
开发利用
系统结构
系统整体性
√
×
√
√
物质循环
分层、分级
稳定性
抵抗力稳定性
环境承载力(或
环境容纳量)
社会
经济
自然
社会—经济—自然
经济和社会
统一协调
结构
整体
部分
系统内部不同组分
比例关系
之间的结构
之和
表层
兼性
厌氧
氧气
好氧
沉砂
高
Ⅳ
无机物
有机物
物质循环
再生
物种多
样性
协调
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第四章
DI SI ZHANG
生态工程
预习导学·思维启动
梳理教材·夯实基础
主题探究,讲练互动
师生互动·突破重难
第二节 生态工程实例
[随堂检测]
知识点一 治污生态工程
1．在“人工湿地”生态系统中，对废水净化所起的作用不包括( )
A．微生物的分解作用 B．微生物的转化作用
C．物理沉淀 D．人工造氧
解析：选D。“人工湿地”生态系统中对废水净化起主要作用的是微生物的分解、转化作用以及相关的物理、化学作用，包括沉淀、吸附、过滤等。
知识点二 生态恢复工程
2．下列措施不适合用于矿区生态环境恢复的是( )
A．机械法平整压实土地
B．人工制造表土，植树种草
C．排石整地，改良优化土壤
D．开发农田，广种农作物，增加农民收入
解析：选D。矿区废弃地的土壤条件非常恶劣，甚至有严重的重金属污染，不适宜种植农作物。
3．下图为矿区生态恢复工程流程图，以下分析不正确的是( )
A．该恢复工程中，①②是指平整压实土地、人工制造表土措施
B．恢复植被的措施是植树和种草，不是种植农作物
C．该生态工程所遵循的主要原理是整体性原理、协调与平衡原理
D．该生态工程主要遵循物质循环再生原理
解析：选D。由于矿物质中含有有害物质，因此不能种植农作物。不遵循物质循环再生原理。
知识点三 生态农业工程
4.
如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．多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率
C．沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用
D．沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者
解析：选C。流经此农业生态系统的总能量是生产者(农作物)固定的太阳能的总量；在此农业生态系统中，由于农作物的多途径利用，能量得以高效利用；沼渣、沼液作为肥料还田，使物质得以循环利用；沼气池中的微生物利用的是粪便和农作物秸秆中的物质，属于分解者。
知识点四 生态城市工程
5．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．采用浮床工艺法等手段治理水污染
D．用法律手段严禁汽车上路，停止造纸厂、酒厂生产，以断绝污染的源头
解析：选D。对城市环境的治理应用生态工程的方法进行综合治理。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；第二，推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工艺，以减少污染的产生；第三，采用各种手段治理污染，进行废弃物的资源化利用。
6．20世纪以来石油农业的快速发展，大量化肥农药的使用，在粮食产量大幅度提高的同时，也使食品的质量安全持续下降。于是生态农业成了世界共同关注的焦点。如图表示一种“甘薯＋奶牛＋沼气＋花木＋龙虾＋食用菌”生态农业模式，试据图回答有关问题：
(1)图中所示生态系统的主要成分是_____________________________________，
属于该生态系统分解者的有______________________________________
________________。
(2)图中可以组成的捕食食物链是_______________________________________。
(3)该生态系统的设计遵循了____________________________________________
等生态学原理，从而大大提高了能量利用率。
(4)甘薯藤青贮的主要操作是：甘薯藤切段→填压进入青贮窖中→密封一段时间。其目的在于________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：这是一个简单的人工建立的生态农业模式。该生态系统中的生产者是甘薯、花木，是该生态农业的主要成分。分解者是沼气池中的微生物、食用菌及其他腐生微生物，主要由它们来实现该系统中的物质循环再生。该生态工程所遵循的原理是：物质循环再生原理、物种多样性原理。
答案：(1)甘薯、花木等生产者 沼气池中的微生物、食用菌、底泥中的腐生微生物等
(2)甘薯→奶牛
(3)物质循环再生原理、物种多样性原理(答出“物质循环再生原理”即可)
(4)通过微生物厌氧发酵，初步分解甘薯藤中的有机物，有利于奶牛的消化吸收
[课时作业]
一、选择题
1．如图表示某农业生态系统部分物质循环过程。该系统获得了鱼、猪、蚕和粮食的全面丰收。下列相关叙述错误的是( )
A．丰收的主要原因是各营养级间的能量传递效率高
B．蚕粪便喂鱼、鱼粉喂猪均实现了能量的多级利用
C．粪便、塘泥做肥料又归田，实现了物质循环再生
D．与自然生态系统相比该生态系统自动调节能力弱
解析：选A。丰收的主要原因是提高了能量的利用率，而传递效率不会增加，A错误；蚕粪便喂鱼、鱼粉喂猪均实现了能量的多级利用，B正确；粪便、塘泥做肥料又归田，实现了物质循环再生，C正确；该农业生态系统营养结构简单，生态系统自动调节能力弱，D正确。
2．湿地生态系统具有较强的净化功能，被誉为“地球之肾”，下列对此有关的叙述错误的是( )
A．“人工湿地”是模拟自然湿地的人工生态系统
B．“人工湿地”是利用湿地净化污水的生态工程
C．“人工湿地”成本低、耗能少
D．“人工湿地”对污水的净化作用只是通过不同类型的水生植物实现的
解析：选D。“人工湿地”是利用湿地净化污水的人为建设的生态工程，成本低、耗能少。其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。
3．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：选C。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，使受干扰的湿地得以恢复。在湿地周围，还应建立缓冲带，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。
4．如图是苏南某地利用人工湿地处理城市污水的部分示意图。下列有关的叙述中正确的是( )
A．流经该生态系统的总能量就是生产者所固定的太阳能
B．芦苇在湿地边沿随地势高低分布不同，属于群落的水平结构
C．该人工湿地具有一定的蓄洪防旱功能，体现了生物多样性的间接价值
D．该人工湿地的构建充分运用了物质和能量循环再生、多级利用的原理
解析：选C。流经该生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能和污水中有机物中的能量，故A错误；芦苇是一个种群，不是群落，故芦苇随地势高低在水平方向上的分布不同，不属于群落的水平结构，故B错误；人工湿地具有一定的蓄洪防旱能力，这属于生物多样性的生态功能，属于间接价值，故C正确；该人工湿地实现了物质的循环再生和多级利用，而能量是单向流动的，不能循环再生，故D错误。
5．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：选A。“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。
6．农业的发展已由传统农业向现代农业转变，现代农业虽然产量大大提高，但又造成了严重的环境污染，因此我国现在在农村大力推广生态农业，下列关于生态农业的叙述不正确的是( )
A．生态农业中食物链和营养级越多越好
B．生态农业的抵抗力稳定性比现代农业高
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，人的作用非常突出
解析：选A。食物链一般不超过5个营养级，并非越多越好；生态农业属人工生态系统，人的作用非常突出，在设计时，遵循的原则为物质的循环再生和能量的多级利用，相对于现代农业生态系统来说，物种种类繁多，抵抗力稳定性较高。
7．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：选B。进行生态工程建设时，应根据实际，因地制宜，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。
8．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
解析：选D。由于开采露天小铁矿，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。
9．如图为生态养猪模式。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：选B。题图中的凤眼莲和绿萍有净化污水的作用，而且处理过的水进行了循环利用，因此该生态工程属于节水和废水处理与应用的生态工程。
10．在“稻—鸭—鱼”生态工程中，水稻为鸭和鱼提供了荫蔽条件和适宜的生存环境，鸭的粪便可作为鱼的饵料，鸭和鱼可减少稻田中的杂草和害虫，其活动又可增加水中的氧含量。下列有关该生态工程的叙述，错误的是( )
A．可以减少农药的使用量
B．促进了物质和能量的良性循环
C．成本核算时应包括投入的人工费用
D．水中氧含量的增加有利于水稻生长
解析：选B。鸭和鱼可减少稻田中的杂草和害虫，所以在建设生态工程时，能减少农药的使用量，防止环境污染，故A正确；能量在生态系统中单向流动，不能循环，故生态工程促进了物质的良性循环和能量的多级利用，故B错误；成本核算时应包括投入的人工费用，少消耗，高效益，故C正确；水中氧含量的增加有利于水稻根细胞的有氧呼吸，吸收矿质营养，有利于生长，故D正确。
11．下面为一生态庭院系统各成分的组成和相互关系的示意图，下列关于该生态系统的分析中，正确的是( )
A．建立该生态系统的目的是实现物质和能量的循环利用，提高经济效益
B．若在果树间间作绿肥类杂草，能导致该系统中生物多样性增加，可能有效控制果园中某些害虫的数量从而减少对果树的危害
C．在庭院中饲养鸡、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．在庭院中建沼气池处理垃圾、粪便和植物枝叶，目的是尽可能减少分解者获得的能量，从而使能量流向对人类有益的部分
解析：选B。能量不能循环利用，可以多级利用，故A错。生产者种类和数量增加，导致消费者种类和数量增加，导致该系统中生物多样性增加，生态系统自我调节能力增加，故B正确。食物链延长不会降低能量传递效率，故C错。建沼气池处理垃圾、粪便和植物枝叶，目的是让能量多级利用，多流向对人类有益的部分，故D错。
12．如图是江苏某农村因地制宜建设的生态农业园示意图，以下分析不正确的是( )
A．沼气池建设是该生态工程建设的核心之一，能量可随沼气使用而流入人体内
B．该生态园的建设充分体现了物质循环再生、协调与平衡等生态工程原理
C．遵循系统整体性原理，生态园中的各生物要保持合理的数量比例
D．该生态园增加了“蝇蛆养殖、食用菌种植”等项目，实现了物质和能量的多级利用
解析：选A。生态农业园的建设遵循了生态工程的基本原理，所以B、C、D都正确。A选项中沼气中的能量通过燃烧释放而散失，不能再流入人体内，所以A错误。
二、非选择题
13．如图是我国南方尝试的农业生态系统的结构模式图，它利用雏鸭旺盛的杂食性，吃掉稻田里的杂草和害虫，利用鸭不间断的活动产生中耕浑水效果，刺激水稻生长，用作物养猪、养鸭，用稻秆培育蘑菇、生产沼气，猪鸭粪、沼渣肥田，生产出无公害的大米与蛋肉类。请据图回答下列问题：
(1)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______________。
该系统中将植物秸秆、动物粪便等废弃物合理地进行了应用，这体现了生态工程的______________原理。
(2)该系统将多个生产系统通过优化组合，有机整合在一起，提高了系统生产力，这体现了生态工程中的__________________原理。生产的大米无公害的原因是________________
________________________________________________________________________。
(3)在发酵装置里的B过程中起重要作用的微生物，其细胞结构与水稻细胞最主要的区别是________________________。
(4)将蘑菇房与蔬菜大棚相通，可提高蔬菜产量，试分析其增产原因：___________。
蘑菇房与蔬菜大棚相通，比单纯种植蔬菜和单纯培育蘑菇带来的效益之和还要高，体现了生态工程中的__________原理。
解析：(1)图示农业生态系统通过建立沼气池，实现了废物资源化和能量的多级利用，其遵循的是物质循环再生原理。(2)图中生态农业施用的都是有机肥，减少了化肥和农药的使用量，因此生产的大米无公害。(3)发酵装置中的微生物主要是乳酸菌，为原核生物，无核膜包被的细胞核。(4)蘑菇为分解者，可将有机物分解为CO2等无机物供蔬菜进行光合作用。
答案：(1)实现物质的循环再生和能量的多级利用
物质循环再生
(2)系统的结构决定功能 减少了化肥和农药的使用量，减少了对水的污染
(3)无核膜包被的细胞核(无成形的细胞核)
(4)蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合作用，使其光合作用增强 系统整体性
14．江苏某县地处水乡，畜禽养殖和栽桑养蚕是当地农业的两大支柱产业。在生产总量不断扩张的同时，该县坚持在发展中解决环境问题，优化生态环境，实现了资源的最大化利用。请分析该县农业生态系统结构(部分)示意图，回答问题：
(1)该农业生态系统的能量流动从桑等生产者________________________________
开始，图中属于消费者的生物有__________。
(2)与传统农业生态系统相比，该农业生态系统更能净化环境，主要原因是__________被及时利用。
(3)该农业生态系统为何能提高经济效益？
________________________________________________________________________。
(4)根据该县地处水乡这一资源优势，请就该农业生态系统提出你的一条合理化建议：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)该生态工程的建设遵循了哪些基本原理？____________________________。生态工程与传统工程相比较，具有少消耗、高效益、____________等特点。
解析：(1)生态系统的能量输入是生产者所固定的太阳能，图中的消费者有蚕、禽和畜。(2)该农业生态系统能利用粪便等废弃物，所以能净化环境。(3)该生态系统能提高农产品的产量所以可以增加经济效益，实现了能量的多级利用，减少了对化肥、农药的使用。(4)水资源丰富的话可以进行桑基鱼塘的模式，即蚕砂碎屑养鱼，鱼塘塘泥肥田。(5)该生态工程遵循了物质循环再生原理、整体性原理、协调与平衡原理、系统的结构决定功能原理等；生态工程与传统工程相比较，具有少消耗、高效益、可持续等特点。
答案：(1)固定太阳能 蚕、禽、畜
(2)粪便等废弃物
(3)实现了物质和能量的多级利用，提高了农产品的产量；减少了化肥、农药的使用(降低农业投入)
(4)蚕砂碎屑养鱼，鱼塘塘泥肥田(只要合理均可)
(5)物质循环再生原理、整体性原理、协调与平衡原理、系统的结构决定功能原理(任答两项) 可持续
15．现有一生活污水净化处理系统，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__________原理等。
解析：(1)厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池中的微生物通过细胞呼吸(无氧呼吸和有氧呼吸)将污水中的有机物分解。
(2)在植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了群落。在植物池的食物网中，植物位于第一营养级。生产者位于食物链的起点，生态系统中的能量最终来源于生产者固定的太阳能。
(3)生态工程所遵循的基本原理有整体性原理、协调与平衡原理、物质循环再生原理、物种多样性原理、系统学和工程学原理等。
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
16．最近，科学家发明了一种新型的稳定塘污水生态处理系统，取得良好效果。稳定塘是一种人工构筑、以净化污水为目的的工程设施，具有围堤、防渗层等。稳定塘包括好氧塘、兼性塘、厌氧塘等。其结构如下图，稳定塘污水生态处理系统的主要指标见下表，请分析上述材料，回答下列问题：
类型 深浅(m) 污水停留 时间(天) 适宜处理污 水中有机物 浓度 含有的 主要生物
好氧塘 <1 m 3～5 低 藻类、好 氧菌等
兼性塘 1～2 m 5～30 较高 细菌、真菌 原生动物、 藻类等
厌氧塘 2.5～5．0 m 20～50 高 厌氧菌等
(1)从表中数据可以发现：不同的稳定塘水深差异明显。这主要是与稳定塘生态系统中的分解者对__________的需求不同有关。
(2)好氧塘内藻类生长通常比正常情况要快，其主要原因是________________。
(3)污水在厌氧塘中停留时间特别长的原因主要是___________________________
________________________________________________________________________。
经过稳定塘处理的污水，再流经潜流湿地，就能作为农业、工业用水。该系统主要依据了生态工程中____________、____________原理等。
(4)由于人们长期向湖泊、河流中大量排放生活污水和某些工农业废水，导致水华现象频繁发生。通过人工打捞、投放大量化学杀藻剂等紧急处理是常用的治理方法。近年来，人们还采用投放食浮游植物的鱼类、种植大型挺水植物和人工浮床等方法构建生物修复系统，收到较好的效果。与杀藻剂处理水华相比，生物修复方法的主要优点是____________和____________。
解析：(1)不同深度的水塘生活的分解者不同，对氧气的需求不同。(2)好氧塘中分解者能彻底氧化分解有机物，为藻类提供CO2和无机盐，因此藻类生长较快。(3)从表格中可以看出，厌氧塘处理污水中有机物浓度高，其厌氧菌分解大量有机物所需时间长；该生态系统利用了生态工程的物种多样性原理和物质循环再生原理等。(4)生物修复方法与化学方法相比，减少了环境污染，保护生物多样性(或不杀伤天敌，或不会使藻类产生抗药性)。
答案：(1)溶氧量(或氧气)
(2)分解者分解有机物，为藻类提供CO2和无机盐
(3)厌氧塘处理污水中有机物浓度高，其厌氧菌分解大量有机物所需时间长 物种多样性 物质循环再生
(4)减少环境污染 保护生物多样性(或不杀伤天敌，或不会使藻类产生抗药性，答案合理即可)
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第二节 生态工程实例
学习导航 明目标、知重点难点
关注我国生态工程的建设。(重点) 举例说出我国的生态工程实例。(重点) 生态工程的设计及其实际运用。(重、难点)
阅读教材P107～114完成我国生态工程建设的实例
1．治污生态工程
(1)范围：包括污水治理生态工程、城市垃圾处理生态工程、湖泊或水源地治理生态工程等。
(2)内容：固体、液体和有机废弃物的处理、生物肥料的研制、湖区污染的治理、塑料的再生利用等。
(3)实例——“人工湿地”：包括基质、植物、微生物的净化作用。
2．生态恢复工程
(1)概念：是生态退化的逆转过程，在逆转过程中不是靠纯粹的自然恢复，还要加入一定的人为手段，因而最终恢复的不仅仅是自然生态系统，还有许多人工建立的新生态系统。
(2)实例：西部的生态治理、矿山废弃地的生态恢复等。矿山废弃地的生态恢复优先选择固氮树种，尽量选择适应性强的乡土树种和先锋树种。
3．生态农业工程
(1)概念理解
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：促进物质在系统内的循环和重复使用，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的城市。
(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。
判一判
(1)“人工湿地”遵循的工程学原理是生态学原理和物质循环再生原理。(×)
(2)生态恢复工程的第一步是恢复植被。(√)
(3)太湖水体富营养化违背了协调与平衡原理。(√)
(4)我国西部地区环境恶化的实质是植被减少。(×)
连一连
主题 我国生态工程建设的实例[学生用书P58]
我国生态工程建设涉及的范围很广，如环境治理、农业、林业等各个领域。治污生态工程、生态恢复工程和生态农业工程就是其中典型的例子。结合教材P108、P110第二段和P113内容完成以下探究。
探究1 观察下面示意图，分析治污生态工程——人工湿地
(1)人工湿地的组成成分包括土壤、各类水生植物、微生物和水等。
(2)其净化作用是通过物理、化学和生物作用的综合效益实现的。
探究2 结合教材，分析生态恢复工程
从生态学的角度出发，要实现一个地区环境的好转，首先要恢复这一地区的植被，逐步恢复生物群落，并形成合理、高效的食物链，才能在演替过程中保持长期的稳定与平衡。
探究3 生态农业工程
观察上图有关人工生态农业的说法，不正确的是D。
A．使废物资源化
B．减少了化肥等工业产品的投入量，有利于环境保护
C．抵抗力稳定性低于自然生态系统
D．人占有主导地位，是其他生物生存的基础
(1)你知道哪些生态系统是湿地吗？
提示：河流、池塘、湖泊等。
(2)湿地除了具有净化作用外，还有哪些作用？
提示：提供水源，补充地下水，调节流量，控制洪水，控制土壤侵蚀，调节区域气候，提供可利用的资源等。
我国生态工程建设的实例比较
类型 实例 主要原理 注意问题
治污 生态 工程 人工湿地 生态工程 物种多样性原理 生物物种的丰富度；考虑不同植物处理污水的先后顺序
生态恢复工程 矿山废弃 地的生态 恢复工程 物种多样性原理、系统学与工程学原理 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
生态 农业 工程 留民营村 生态农业 工程 物种多样性原理、循环再生原理 核心：沼气工程； 优点：农林牧副渔全面发展，实现了高产、优质、高效和低耗
突破1 生态工程实例
1．设计生态工程的常用方法之一是给食物链(网)“加环”，如图就是一种“加环”示意图。
据图判断下列说法不正确的是( )
A．用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了能量的多级利用
B．用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇，可增加经济效益
C．用蛆蛹排泄物作有机肥还田，运用了物质循环再生原理
D．在离开人的管理条件下，该生态工程仍可以正常运转
解析：选D。用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了能量的多级利用，提高了能量利用率，A正确；用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇，变“废料”为原料，可增加经济效益，B正确；用蛆蛹排泄物作有机肥还田，运用了物质循环再生原理，加快了物质的循环利用，C正确；人工生态系统，少不了对物质和能量的人工投入，一旦离开人的管理，该生态工程不再正常运转，D错误。
生态工程技术设计常用的方法
设计方法 具体内容 实例
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 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
突破2 生态工程的应用
2．某城市近年来一直强调走“绿色”发展之路，争创“绿色城市”。“绿色”的含义除了包括城市绿化、绿色生活方式与消费理念外，还包括尊重自然、保持生态平衡、高效利用资源等。实现垃圾的“减量化、资源化和无害化”是绿色城市的重要标志之一。如图是垃圾资源化、无害处理的一种方案，请据图回答下列问题：
(1)生态工程应在__________、__________、__________等方面取得最佳效果并达到预期目标。图示的生态工程能充分利用废弃物中的能量，形成“无废弃物农业”，这主要是遵循生态工程的____________________原理。
(2)在充分利用能量，减少环境污染的同时，通过燃烧发电、动物蛋白饲料等，提高人们收入，使保护环境和发展经济协调起来，体现了生态工程的________________原理。
(3)该方案中④⑤过程利用的生物属于生态系统的何种成分？________。该生态系统与一般的自然生态系统相比较，________稳定性较低，所以需要人们不断输入物质与能量。
(4)进行⑦过程的甲烷杆菌与酵母菌在细胞结构上的最主要区别是前者____________。
(5)每一位市民都应该积极参与①②过程，具体做法是____________________。
(6)下列关于生态农业的叙述，不正确的是________。
A．生态农业中食物链的各营养级之间的能量传递效率大大提高了
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的方法
解析：(1)生态工程：人类应用自然生态系统、系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计和调控技术组装，对已被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，并提高生态系统的生产力，追求生态、经济、社会效益的统一。图示的生态工程能充分利用废弃物中的能量，形成“无废弃物农业”，这主要是遵循生态工程的物质循环再生原理。(2)生态工程的整体性原理不仅考虑生态环境，还要考虑经济和社会的利益，要做到三者的协调发展。而本生态工程在充分利用能量，减少环境污染的同时，通过燃烧发电、动物蛋白饲料等，提高人们的收入，使保护环境和发展经济协调起来，所以体现了生态工程的整体性原理。(3)该方案中④⑤过程利用的生物营腐生生活，属于生态系统中的分解者。该生态系统的抵抗力稳定性较自然生态系统的低，需要不断的输入物质和能量。(4)甲烷杆菌为原核生物，酵母菌为真核生物。原核细胞与真核细胞的主要区别是原核细胞无以核膜为界限的细胞核，而真核细胞有。(5)由图示知对生活垃圾要做分类处理。(6)生态农业中食物链各营养级之间的能量传递效率提高不了，生态农业只是提高了系统对能量的总体利用率。
答案：(1)经济 社会 生态环境 物质循环再生
(2)整体性
(3)分解者 抵抗力 (4)无成形的细胞核
(5)将生活垃圾分类处理 (6)A
核心知识小结
[网络构建] [关键语句]1．治污生态工程包括固体、液体及有机废弃物的处理，生物肥料的研制，湖区污染的治理，塑料的再生利用等。2．生态恢复工程的第一步是恢复植被。3．生态农业工程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，因地制宜地规划、组织和开展多层次、多功能的农业生产。4．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的城市。
[随堂检测]
知识点一 治污生态工程
1．在“人工湿地”生态系统中，对废水净化所起的作用不包括( )
A．微生物的分解作用 B．微生物的转化作用
C．物理沉淀 D．人工造氧
解析：选D。“人工湿地”生态系统中对废水净化起主要作用的是微生物的分解、转化作用以及相关的物理、化学作用，包括沉淀、吸附、过滤等。
知识点二 生态恢复工程
2．下列措施不适合用于矿区生态环境恢复的是( )
A．机械法平整压实土地
B．人工制造表土，植树种草
C．排石整地，改良优化土壤
D．开发农田，广种农作物，增加农民收入
解析：选D。矿区废弃地的土壤条件非常恶劣，甚至有严重的重金属污染，不适宜种植农作物。
3．下图为矿区生态恢复工程流程图，以下分析不正确的是( )
A．该恢复工程中，①②是指平整压实土地、人工制造表土措施
B．恢复植被的措施是植树和种草，不是种植农作物
C．该生态工程所遵循的主要原理是整体性原理、协调与平衡原理
D．该生态工程主要遵循物质循环再生原理
解析：选D。由于矿物质中含有有害物质，因此不能种植农作物。不遵循物质循环再生原理。
知识点三 生态农业工程
4.
如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．多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率
C．沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用
D．沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者
解析：选C。流经此农业生态系统的总能量是生产者(农作物)固定的太阳能的总量；在此农业生态系统中，由于农作物的多途径利用，能量得以高效利用；沼渣、沼液作为肥料还田，使物质得以循环利用；沼气池中的微生物利用的是粪便和农作物秸秆中的物质，属于分解者。
知识点四 生态城市工程
5．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．采用浮床工艺法等手段治理水污染
D．用法律手段严禁汽车上路，停止造纸厂、酒厂生产，以断绝污染的源头
解析：选D。对城市环境的治理应用生态工程的方法进行综合治理。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；第二，推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工艺，以减少污染的产生；第三，采用各种手段治理污染，进行废弃物的资源化利用。
6．20世纪以来石油农业的快速发展，大量化肥农药的使用，在粮食产量大幅度提高的同时，也使食品的质量安全持续下降。于是生态农业成了世界共同关注的焦点。如图表示一种“甘薯＋奶牛＋沼气＋花木＋龙虾＋食用菌”生态农业模式，试据图回答有关问题：
(1)图中所示生态系统的主要成分是_____________________________________，
属于该生态系统分解者的有______________________________________
________________。
(2)图中可以组成的捕食食物链是_______________________________________。
(3)该生态系统的设计遵循了____________________________________________
等生态学原理，从而大大提高了能量利用率。
(4)甘薯藤青贮的主要操作是：甘薯藤切段→填压进入青贮窖中→密封一段时间。其目的在于________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：这是一个简单的人工建立的生态农业模式。该生态系统中的生产者是甘薯、花木，是该生态农业的主要成分。分解者是沼气池中的微生物、食用菌及其他腐生微生物，主要由它们来实现该系统中的物质循环再生。该生态工程所遵循的原理是：物质循环再生原理、物种多样性原理。
答案：(1)甘薯、花木等生产者 沼气池中的微生物、食用菌、底泥中的腐生微生物等
(2)甘薯→奶牛
(3)物质循环再生原理、物种多样性原理(答出“物质循环再生原理”即可)
(4)通过微生物厌氧发酵，初步分解甘薯藤中的有机物，有利于奶牛的消化吸收
[课时作业]
一、选择题
1．如图表示某农业生态系统部分物质循环过程。该系统获得了鱼、猪、蚕和粮食的全面丰收。下列相关叙述错误的是( )
A．丰收的主要原因是各营养级间的能量传递效率高
B．蚕粪便喂鱼、鱼粉喂猪均实现了能量的多级利用
C．粪便、塘泥做肥料又归田，实现了物质循环再生
D．与自然生态系统相比该生态系统自动调节能力弱
解析：选A。丰收的主要原因是提高了能量的利用率，而传递效率不会增加，A错误；蚕粪便喂鱼、鱼粉喂猪均实现了能量的多级利用，B正确；粪便、塘泥做肥料又归田，实现了物质循环再生，C正确；该农业生态系统营养结构简单，生态系统自动调节能力弱，D正确。
2．湿地生态系统具有较强的净化功能，被誉为“地球之肾”，下列对此有关的叙述错误的是( )
A．“人工湿地”是模拟自然湿地的人工生态系统
B．“人工湿地”是利用湿地净化污水的生态工程
C．“人工湿地”成本低、耗能少
D．“人工湿地”对污水的净化作用只是通过不同类型的水生植物实现的
解析：选D。“人工湿地”是利用湿地净化污水的人为建设的生态工程，成本低、耗能少。其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。
3．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：选C。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，使受干扰的湿地得以恢复。在湿地周围，还应建立缓冲带，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。
4．如图是苏南某地利用人工湿地处理城市污水的部分示意图。下列有关的叙述中正确的是( )
A．流经该生态系统的总能量就是生产者所固定的太阳能
B．芦苇在湿地边沿随地势高低分布不同，属于群落的水平结构
C．该人工湿地具有一定的蓄洪防旱功能，体现了生物多样性的间接价值
D．该人工湿地的构建充分运用了物质和能量循环再生、多级利用的原理
解析：选C。流经该生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能和污水中有机物中的能量，故A错误；芦苇是一个种群，不是群落，故芦苇随地势高低在水平方向上的分布不同，不属于群落的水平结构，故B错误；人工湿地具有一定的蓄洪防旱能力，这属于生物多样性的生态功能，属于间接价值，故C正确；该人工湿地实现了物质的循环再生和多级利用，而能量是单向流动的，不能循环再生，故D错误。
5．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：选A。“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。
6．农业的发展已由传统农业向现代农业转变，现代农业虽然产量大大提高，但又造成了严重的环境污染，因此我国现在在农村大力推广生态农业，下列关于生态农业的叙述不正确的是( )
A．生态农业中食物链和营养级越多越好
B．生态农业的抵抗力稳定性比现代农业高
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，人的作用非常突出
解析：选A。食物链一般不超过5个营养级，并非越多越好；生态农业属人工生态系统，人的作用非常突出，在设计时，遵循的原则为物质的循环再生和能量的多级利用，相对于现代农业生态系统来说，物种种类繁多，抵抗力稳定性较高。
7．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：选B。进行生态工程建设时，应根据实际，因地制宜，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。
8．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
解析：选D。由于开采露天小铁矿，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。
9．如图为生态养猪模式。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：选B。题图中的凤眼莲和绿萍有净化污水的作用，而且处理过的水进行了循环利用，因此该生态工程属于节水和废水处理与应用的生态工程。
10．在“稻—鸭—鱼”生态工程中，水稻为鸭和鱼提供了荫蔽条件和适宜的生存环境，鸭的粪便可作为鱼的饵料，鸭和鱼可减少稻田中的杂草和害虫，其活动又可增加水中的氧含量。下列有关该生态工程的叙述，错误的是( )
A．可以减少农药的使用量
B．促进了物质和能量的良性循环
C．成本核算时应包括投入的人工费用
D．水中氧含量的增加有利于水稻生长
解析：选B。鸭和鱼可减少稻田中的杂草和害虫，所以在建设生态工程时，能减少农药的使用量，防止环境污染，故A正确；能量在生态系统中单向流动，不能循环，故生态工程促进了物质的良性循环和能量的多级利用，故B错误；成本核算时应包括投入的人工费用，少消耗，高效益，故C正确；水中氧含量的增加有利于水稻根细胞的有氧呼吸，吸收矿质营养，有利于生长，故D正确。
11．下面为一生态庭院系统各成分的组成和相互关系的示意图，下列关于该生态系统的分析中，正确的是( )
A．建立该生态系统的目的是实现物质和能量的循环利用，提高经济效益
B．若在果树间间作绿肥类杂草，能导致该系统中生物多样性增加，可能有效控制果园中某些害虫的数量从而减少对果树的危害
C．在庭院中饲养鸡、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．在庭院中建沼气池处理垃圾、粪便和植物枝叶，目的是尽可能减少分解者获得的能量，从而使能量流向对人类有益的部分
解析：选B。能量不能循环利用，可以多级利用，故A错。生产者种类和数量增加，导致消费者种类和数量增加，导致该系统中生物多样性增加，生态系统自我调节能力增加，故B正确。食物链延长不会降低能量传递效率，故C错。建沼气池处理垃圾、粪便和植物枝叶，目的是让能量多级利用，多流向对人类有益的部分，故D错。
12．如图是江苏某农村因地制宜建设的生态农业园示意图，以下分析不正确的是( )
A．沼气池建设是该生态工程建设的核心之一，能量可随沼气使用而流入人体内
B．该生态园的建设充分体现了物质循环再生、协调与平衡等生态工程原理
C．遵循系统整体性原理，生态园中的各生物要保持合理的数量比例
D．该生态园增加了“蝇蛆养殖、食用菌种植”等项目，实现了物质和能量的多级利用
解析：选A。生态农业园的建设遵循了生态工程的基本原理，所以B、C、D都正确。A选项中沼气中的能量通过燃烧释放而散失，不能再流入人体内，所以A错误。
二、非选择题
13．如图是我国南方尝试的农业生态系统的结构模式图，它利用雏鸭旺盛的杂食性，吃掉稻田里的杂草和害虫，利用鸭不间断的活动产生中耕浑水效果，刺激水稻生长，用作物养猪、养鸭，用稻秆培育蘑菇、生产沼气，猪鸭粪、沼渣肥田，生产出无公害的大米与蛋肉类。请据图回答下列问题：
(1)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______________。
该系统中将植物秸秆、动物粪便等废弃物合理地进行了应用，这体现了生态工程的______________原理。
(2)该系统将多个生产系统通过优化组合，有机整合在一起，提高了系统生产力，这体现了生态工程中的__________________原理。生产的大米无公害的原因是________________
________________________________________________________________________。
(3)在发酵装置里的B过程中起重要作用的微生物，其细胞结构与水稻细胞最主要的区别是________________________。
(4)将蘑菇房与蔬菜大棚相通，可提高蔬菜产量，试分析其增产原因：___________。
蘑菇房与蔬菜大棚相通，比单纯种植蔬菜和单纯培育蘑菇带来的效益之和还要高，体现了生态工程中的__________原理。
解析：(1)图示农业生态系统通过建立沼气池，实现了废物资源化和能量的多级利用，其遵循的是物质循环再生原理。(2)图中生态农业施用的都是有机肥，减少了化肥和农药的使用量，因此生产的大米无公害。(3)发酵装置中的微生物主要是乳酸菌，为原核生物，无核膜包被的细胞核。(4)蘑菇为分解者，可将有机物分解为CO2等无机物供蔬菜进行光合作用。
答案：(1)实现物质的循环再生和能量的多级利用
物质循环再生
(2)系统的结构决定功能 减少了化肥和农药的使用量，减少了对水的污染
(3)无核膜包被的细胞核(无成形的细胞核)
(4)蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合作用，使其光合作用增强 系统整体性
14．江苏某县地处水乡，畜禽养殖和栽桑养蚕是当地农业的两大支柱产业。在生产总量不断扩张的同时，该县坚持在发展中解决环境问题，优化生态环境，实现了资源的最大化利用。请分析该县农业生态系统结构(部分)示意图，回答问题：
(1)该农业生态系统的能量流动从桑等生产者________________________________
开始，图中属于消费者的生物有__________。
(2)与传统农业生态系统相比，该农业生态系统更能净化环境，主要原因是__________被及时利用。
(3)该农业生态系统为何能提高经济效益？
________________________________________________________________________。
(4)根据该县地处水乡这一资源优势，请就该农业生态系统提出你的一条合理化建议：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)该生态工程的建设遵循了哪些基本原理？____________________________。生态工程与传统工程相比较，具有少消耗、高效益、____________等特点。
解析：(1)生态系统的能量输入是生产者所固定的太阳能，图中的消费者有蚕、禽和畜。(2)该农业生态系统能利用粪便等废弃物，所以能净化环境。(3)该生态系统能提高农产品的产量所以可以增加经济效益，实现了能量的多级利用，减少了对化肥、农药的使用。(4)水资源丰富的话可以进行桑基鱼塘的模式，即蚕砂碎屑养鱼，鱼塘塘泥肥田。(5)该生态工程遵循了物质循环再生原理、整体性原理、协调与平衡原理、系统的结构决定功能原理等；生态工程与传统工程相比较，具有少消耗、高效益、可持续等特点。
答案：(1)固定太阳能 蚕、禽、畜
(2)粪便等废弃物
(3)实现了物质和能量的多级利用，提高了农产品的产量；减少了化肥、农药的使用(降低农业投入)
(4)蚕砂碎屑养鱼，鱼塘塘泥肥田(只要合理均可)
(5)物质循环再生原理、整体性原理、协调与平衡原理、系统的结构决定功能原理(任答两项) 可持续
15．现有一生活污水净化处理系统，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__________原理等。
解析：(1)厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池中的微生物通过细胞呼吸(无氧呼吸和有氧呼吸)将污水中的有机物分解。
(2)在植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了群落。在植物池的食物网中，植物位于第一营养级。生产者位于食物链的起点，生态系统中的能量最终来源于生产者固定的太阳能。
(3)生态工程所遵循的基本原理有整体性原理、协调与平衡原理、物质循环再生原理、物种多样性原理、系统学和工程学原理等。
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
16．最近，科学家发明了一种新型的稳定塘污水生态处理系统，取得良好效果。稳定塘是一种人工构筑、以净化污水为目的的工程设施，具有围堤、防渗层等。稳定塘包括好氧塘、兼性塘、厌氧塘等。其结构如下图，稳定塘污水生态处理系统的主要指标见下表，请分析上述材料，回答下列问题：
类型 深浅(m) 污水停留 时间(天) 适宜处理污 水中有机物 浓度 含有的 主要生物
好氧塘 <1 m 3～5 低 藻类、好 氧菌等
兼性塘 1～2 m 5～30 较高 细菌、真菌 原生动物、 藻类等
厌氧塘 2.5～5．0 m 20～50 高 厌氧菌等
(1)从表中数据可以发现：不同的稳定塘水深差异明显。这主要是与稳定塘生态系统中的分解者对__________的需求不同有关。
(2)好氧塘内藻类生长通常比正常情况要快，其主要原因是________________。
(3)污水在厌氧塘中停留时间特别长的原因主要是___________________________
________________________________________________________________________。
经过稳定塘处理的污水，再流经潜流湿地，就能作为农业、工业用水。该系统主要依据了生态工程中____________、____________原理等。
(4)由于人们长期向湖泊、河流中大量排放生活污水和某些工农业废水，导致水华现象频繁发生。通过人工打捞、投放大量化学杀藻剂等紧急处理是常用的治理方法。近年来，人们还采用投放食浮游植物的鱼类、种植大型挺水植物和人工浮床等方法构建生物修复系统，收到较好的效果。与杀藻剂处理水华相比，生物修复方法的主要优点是____________和____________。
解析：(1)不同深度的水塘生活的分解者不同，对氧气的需求不同。(2)好氧塘中分解者能彻底氧化分解有机物，为藻类提供CO2和无机盐，因此藻类生长较快。(3)从表格中可以看出，厌氧塘处理污水中有机物浓度高，其厌氧菌分解大量有机物所需时间长；该生态系统利用了生态工程的物种多样性原理和物质循环再生原理等。(4)生物修复方法与化学方法相比，减少了环境污染，保护生物多样性(或不杀伤天敌，或不会使藻类产生抗药性)。
答案：(1)溶氧量(或氧气)
(2)分解者分解有机物，为藻类提供CO2和无机盐
(3)厌氧塘处理污水中有机物浓度高，其厌氧菌分解大量有机物所需时间长 物种多样性 物质循环再生
(4)减少环境污染 保护生物多样性(或不杀伤天敌，或不会使藻类产生抗药性，答案合理即可)
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第四章 生态工程
第四章 生态工程
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循环和重复
社会、经济、自然
整体性
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×
√
√
×
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物理
化学
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生物群落
食物链
D
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