高中生物： 41 生態(tài)工程的原理和類型（學(xué)案）蘇教版選修3

1、第四章 生態(tài)工程第一節(jié) 生態(tài)過程的原理和類型【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、簡述生態(tài)工程的概念，關(guān)注生態(tài)工程的建設(shè)（A）2、簡述生態(tài)工程的注意原理（A）3、嘗試運(yùn)用生態(tài)工程原理，分析生態(tài)環(huán)境問題及解決對策（A）【知識梳理】一、生態(tài)工程的概念1、概念：是指應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生和物質(zhì)循環(huán)再生原理、結(jié)構(gòu)和功能協(xié)調(diào)原則，結(jié)合經(jīng)系統(tǒng)分析的最優(yōu)化方法而設(shè)計的促進(jìn)物質(zhì)被分層多級利用的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)。2、生態(tài)工程建設(shè)目的遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。（少消耗、多效益、可持續(xù) ）2、實例：農(nóng)林牧副漁一體化生態(tài)工程依據(jù)生態(tài)學(xué)基本原理，其關(guān)鍵是調(diào)控系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和

2、功能，進(jìn)行優(yōu)化組合，提高生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)再生和能量轉(zhuǎn)化的能力，充分發(fā)揮物質(zhì)生產(chǎn)的潛力，盡量充分利用原料、產(chǎn)品、副產(chǎn)品、廢棄物以及時間、空間和營養(yǎng)生態(tài)位，提高整體的綜合效益。3、（人教版）生態(tài)經(jīng)濟(jì)：主要是通過實行“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的原則，使一個系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物，能夠成為本系統(tǒng)或者另一個系統(tǒng)的生產(chǎn)原料，從而實現(xiàn)廢棄物的資源化，而實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)最重要的手段之一就是生態(tài)工程?！纠?】下列不屬于生態(tài)工程建設(shè)項目的的是（ ） A對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行改善 B防止環(huán)境污染 C單純追求糧食產(chǎn)量 D促進(jìn)人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展二、生態(tài)工程的原理（蘇教版）生態(tài)工程主要由生物種群、生物群落和生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成。生

3、態(tài)工程構(gòu)建和運(yùn)行的主要依據(jù)是生態(tài)學(xué)基本原理。這些基本原理主要包括物種共生、生態(tài)位、食物鏈、物種多樣性等。物種共生原理：自然界中任何一種生物都不能離開其他生物而單獨(dú)生存和繁衍，這種關(guān)系是自然界中生物之間長期進(jìn)化的結(jié)果，包括共生、競爭等多種關(guān)系，構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)和反饋機(jī)制。生態(tài)位原理：生態(tài)系統(tǒng)中各種生物都占有一定的生態(tài)位。在生態(tài)系統(tǒng)中，合理利用生態(tài)位原理，可以構(gòu)建一個具有多層次、多種群的穩(wěn)定而有效的生態(tài)系統(tǒng)。食物鏈原理：是實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞的基礎(chǔ)，也是生態(tài)工程所利用的物種共生原理的基礎(chǔ)。物種多樣性原理：生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性越高，生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定。生態(tài)工程的設(shè)計還必須遵

4、循社會發(fā)展和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基本規(guī)律，運(yùn)用系統(tǒng)工程的理論和方法來指導(dǎo)生態(tài)工程的實現(xiàn)和管理。在生態(tài)工程中除了必須遵循上述各種基本原理外，還要考慮通過適當(dāng)滿足物種生存、生長或繁殖的環(huán)境條件來提高物種的適應(yīng)能力。【補(bǔ)充說明】生態(tài)工程所遵循的基本原理（人教版）1、物質(zhì)循環(huán)再生原理物質(zhì)能夠在各類生態(tài)系統(tǒng)中，進(jìn)行區(qū)域小循環(huán)和全球地質(zhì)大循環(huán)，循環(huán)往復(fù)，分層分級利用，從而達(dá)到取之不盡、用之不竭的效果。2、物種多樣性原理：一般而言，物種繁多而復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的抵抗力穩(wěn)定性。生物多樣性高，可以為各類生物的生存提供多種機(jī)會和條件。眾多的生物通過食物鏈關(guān)系互相依存，就可以在有限的資源條件下，產(chǎn)生或容納更多的生物量，提

5、高系統(tǒng)生產(chǎn)力。即使某個物種由于某種原因而死亡，也會很快有其他物種占據(jù)它原來的生態(tài)位置，從而避免了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或功能的失衡。3、協(xié)調(diào)與平衡原理處理好生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，除了考慮生物的生態(tài)適應(yīng)性外，還需要考慮環(huán)境承載力。環(huán)境承載力（又稱環(huán)境容納量）：是指某種環(huán)境所能養(yǎng)活的生物種群的數(shù)量。4、整體性原理人類處在一個社會經(jīng)濟(jì)自然復(fù)合而成的巨大系統(tǒng)中。進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時，不但要考慮到自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，更重要的是，還要考慮到經(jīng)濟(jì)和社會等系統(tǒng)的影響力。除此之外，社會習(xí)慣、法律制度等也都對生態(tài)工程建設(shè)有著重要影響。建立在對系統(tǒng)成分的性質(zhì)及相互關(guān)系充分了解基礎(chǔ)之上的整體理論，是解決生態(tài)環(huán)境問題的必要基礎(chǔ)。5、

6、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理（1）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理：生態(tài)工程需要考慮系統(tǒng)內(nèi)部不同組分之間的結(jié)構(gòu)，通過改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu)，達(dá)到改善系統(tǒng)功能的目的。（2）系統(tǒng)整體性原理：系統(tǒng)各組分之間要有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系，只有這樣才能順利完成能量、物質(zhì)、信息等的轉(zhuǎn)化和流通，并且實現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果，即“1+12”?！纠?】稻鴨萍共作是一種新興的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，其中，水生植物紅萍（滿江紅）適生于蔭蔽環(huán)境，可作為鴨子的飼料，鴨子能吃有害昆蟲并供肥，促進(jìn)水稻生長，對以此模式形成的生態(tài)系統(tǒng)，下列敘述錯誤的是（ ）A. 該生態(tài)系統(tǒng)的主要功能是物質(zhì)循環(huán)和能量流動B. 鴨子既是初級消費(fèi)者，又是次級消費(fèi)者C. 生物群落由水稻、紅

7、萍、鴨子和有害昆蟲組成D. 水稻和紅萍分層分布，能提高光能利用率三、生態(tài)工程的類型根據(jù)性質(zhì)和設(shè)計目標(biāo)的不同，生態(tài)工程可分為不同的類型。例如，具有農(nóng)業(yè)生態(tài)保護(hù)性質(zhì)并以農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)為目標(biāo)的農(nóng)業(yè)生態(tài)工程；以環(huán)境保護(hù)為目標(biāo)的林業(yè)生態(tài)工程，包括水土保持生態(tài)工程、防風(fēng)固沙生態(tài)工程、水源涵養(yǎng)生態(tài)工程、城市綠化和園林生態(tài)工程等；以治理環(huán)境污染為目標(biāo)的治污生態(tài)工程，包括污水治理生態(tài)工程、城市垃圾處理生態(tài)工程、湖泊和水源地治理生態(tài)工程等。實例1：“人工濕地”生態(tài)工程。（1）濕地是開放水域和陸地之間過渡性的生態(tài)系統(tǒng)，其重要特點(diǎn)之一是生物多樣性豐富。濕地生態(tài)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的凈化功能，被譽(yù)為“地球之腎”。（2）“人工濕地”

8、是模擬自然濕地的人工生態(tài)系統(tǒng)。它的組成成分包括土壤、各類水生植物（浮水植物、挺水植物和沉水植物）和水等。（3）“人工濕地”對污水的凈化作用是通過不同類型的水生植物和微生物的共同作用實現(xiàn)的。水生植物除了能吸收、轉(zhuǎn)化污水中的N、P等物質(zhì)外，還能促進(jìn)細(xì)菌等微生物對污水的處理和凈化。在“人工濕地”生態(tài)系統(tǒng)中，對廢水凈化起作用的是微生物的分解和轉(zhuǎn)化作用以及相關(guān)的物理、化學(xué)作用，如沉淀、吸附、過濾等?！纠?】下列哪些屬于濕地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)效益（ ）蓄洪防旱，調(diào)節(jié)區(qū)域氣候 控制土壤侵蝕，自然凈化污水鳥類的棲息地 工業(yè)用水的資源A B C D實例2：礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)工程（1）礦山廢棄地是指因采礦活動而遭破壞

9、且不經(jīng)治理便無法使用的土地。它包括開采后的廢石碓、大量采礦而形成的開采廢棄地、選礦剩余物造成的污染地等。（2）礦山廢棄地的危害：不僅毀壞和污染大片森林、草地和農(nóng)田，還造成水土大量流失，有的甚至成為巨大的污染源。（3）礦山廢棄地的生態(tài)修復(fù)：關(guān)鍵在于植被恢復(fù)，以及為其所必需的土壤微生物群落的重建（人教版）。在植被恢復(fù)過程中要注意選擇生長快、抗逆性強(qiáng)的樹種，優(yōu)先選擇固氮樹種，盡量選擇適應(yīng)性強(qiáng)的鄉(xiāng)土樹種和先鋒樹種，注意樹種的多功能效益。【例4】下列有關(guān)礦區(qū)廢棄地的危害的敘述錯誤的是（ ） A造成了土地、土壤的破壞 B阻礙植被的生長C可能產(chǎn)生嚴(yán)重的重金屬污染 D對現(xiàn)今生存的生物無多大影響【例5】在礦區(qū)生

10、態(tài)環(huán)境的恢復(fù)工程中，關(guān)鍵的措施是（ ） A人工制造表土 B特殊隔離 C土壤侵蝕控制 D植被恢復(fù)實例3：林業(yè)生態(tài)工程（1）林業(yè)生態(tài)工程是環(huán)境與生態(tài)保護(hù)、修復(fù)和改善的重要組成部分。它是在維護(hù)環(huán)境與發(fā)展經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)下，以優(yōu)化土地利用為基礎(chǔ)，以發(fā)揮水土資源和生物資源生產(chǎn)潛力為依據(jù)，形成各林種、各樹種的合理配置和組合，充分利用多林種、多樹種生物群體的多功能和多效益特點(diǎn)，建設(shè)功能完善、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)高效的生態(tài)系統(tǒng)。（2）我國先后批準(zhǔn)建設(shè)了十大林業(yè)生態(tài)工程，特別是三北防護(hù)林體系建設(shè)工程、長江中上游防護(hù)林體系建設(shè)工程、太行山綠化工程、黃河中上游防護(hù)林體系建設(shè)工程等?！净A(chǔ)檢測】1. 人類設(shè)計生態(tài)工程的根本目標(biāo)是

11、（ ）A. 促進(jìn)自然界良性循環(huán)的前提下，達(dá)到生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的同步發(fā)展B. 促進(jìn)自然界良性循環(huán)的前提下，防治環(huán)境污染，提高經(jīng)濟(jì)效益C. 防治環(huán)境污染，達(dá)到生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的同步發(fā)展D. 促進(jìn)自然界良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防治環(huán)境污染，達(dá)到生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的同步發(fā)展2我國“三北防護(hù)林”，雖然取得了巨大的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益，但由于沒有完全按照自然生態(tài)規(guī)律辦事，也產(chǎn)生了不少問題。例如，遼寧西部的章古臺地區(qū)，由于單一種植樟子松樹，使松毛蟲因為沒有天敵而肆虐一時，使很多地方幾乎成了不毛之地。這個事實說明了（ ）A樟子松樹的抗蟲能力很差B松毛蟲的危害性很強(qiáng)，并專一性的侵害樟子松樹C生物

12、多樣性對生態(tài)系統(tǒng)的重要性D由于植物種類達(dá)單一，導(dǎo)致松毛蟲只能侵害樟子松樹3在進(jìn)行林業(yè)工程建設(shè)時，一方面要號召農(nóng)民種樹，另一方面要考慮貧困地區(qū)農(nóng)民的生活問題如糧食、燒柴以及收入等問題。以上做法依據(jù)的生態(tài)工程原理是（ ）A系統(tǒng)整體性原理 B整體性原理 C系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定功能原理 D以上都不是4實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的最重要的手段之一是（ ）A大力發(fā)展“石油農(nóng)業(yè)” B生態(tài)工程 C清除污染物 D禁止產(chǎn)出污染物5（多選）設(shè)計生態(tài)工程的常用方法之一是給食物鏈（網(wǎng)）“加環(huán)”，下圖就是一種“加環(huán)”示意圖，據(jù)圖判斷下列說法正確的是（ ）A用玉米的副產(chǎn)品玉米芯生產(chǎn)木糖醇，可增加 經(jīng)濟(jì)效益B用殘渣來培育食用菌和蛆蛹，實現(xiàn)了物質(zhì)的 多級利用C用蛆蛹糞便作為有機(jī)肥還田，運(yùn)用了能量循 環(huán)再生的原理D該生態(tài)工程的運(yùn)轉(zhuǎn)離不開人的管理6(多選)某生物小組考查一農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中水稻從播種到稻稈還田的全過程。在稻田分蘗期間，農(nóng)民拔草、治蟲；然后排水進(jìn)行擱田(亦稱“烤田”)；稻谷收獲之后，有不少農(nóng)民在田里焚燒稻稈。下列敘述中，正確的是（ ）A農(nóng)民拔草、治蟲目的是使能量較多地流向水稻B擱田時排出的水可能對水體造成污染C擱田有利于水稻根系生長，提高水稻抗倒伏能力D焚燒稻稈可促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)，實現(xiàn)能量高效利用7某地農(nóng)民大量焚燒農(nóng)作物的秸稈，造成環(huán)境污染，影響了航班起降。（1）秸稈的大量焚燒