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第5课生态工程,考点一生态工程的基本原理核心知识回顾1.生态工程：(1)目的：遵循自然界_的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到_和_的同步发展。(2)特点：_、多效益、_。,物质循环,经济效益,生,态效益,少消耗,可持续,2.生态经济：(1)原则：_。(2)结果：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_。(3)目的：实现_。(4)重要手段：_。,循环经济,生产原料,废弃物的资源化,生态工程,3.生态工程的基本原理：(1)物质循环再生原理：物质在生态系统中_、分层分级利用。(2)物种多样性原理：物种繁多而复杂的生态系统具有较高的_稳定性。(3)协调与平衡原理：生物与环境的_问题；_问题。,循环往复,抵抗力,协调与平衡,环境承载力,(4)整体性原理：综合考虑_复合系统。(5)系统学和工程学原理：系统的结构决定功能原理：通过_结构，达到改善系统功能的目的。,社会经济自然,改变和优化,系统整体性原理：系统各组分之间要有适当的_，完成能量、物质、信息等的转换和流通，实现_大于各部分之和的效果。,比,例关系,总体功能,【教材易漏边角知识】选修3P109根据“无废弃物农业物质和能量流动图”分析：把牲畜粪便、人粪尿和作物残留施用到农田中，有什么好处？_。,改善土壤结构；培育土壤微生物；实现土壤养分如,氮、磷、钾及微量元素的循环利用,【思维诊断】(1)生态工程建设的主要目的是为了获得最大的生态效益。()分析：生态工程建设的主要目的是使经济效益和生态效益同步发展。,(2)根据整体性原理，植树造林时需要考虑树种是否适应环境。()分析：考虑树种是否适应环境，遵循的是协调与平衡原理。,(3)“无废弃物农业”遵循的是物种多样性原理。()分析：“无废弃物农业”实现了废物的资源化，遵循的是物质循环再生原理。,(4)植树造林时不宜种植单一人工林。()分析：根据物种多样性原理，生物多样性程度高，生态系统才较为稳定。,(5)西部草原发展畜牧业，需要确定合理载畜量，不能过度放牧。()分析：根据协调与平衡原理，一个生态系统中种群的数量不应超过环境容纳量。,(6)“总体功能大于各部分之和的效果”是利用整体性原理。()分析：“总体功能大于各部分之和的效果”是利用系统整体性原理。,(7)在建设生态工程时，既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。()分析：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，人类处于一个社会经济自然复合而成的巨大系统中，所以建设生态系统时，既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。,高考角度全练1.(2014重庆高考节选)为治理某废弃采石场的生态环境，对其进行了公园化建设。(1)对其进行整理和覆土，并选择适生植物进行人工造林，不同恢复时期的植物物种数如下图所示。t0t1，植物残体及凋落物中的有机物被生态系统中的_转化为无机物，使土壤条件得到改善；同时,由于人工林土壤中存在_，导致群落中植物物种数增加；t1t3，人工林抵抗力稳定性的变化是_；群落中植物物种数逐渐增加，物种之间_加剧。,(2)通过人工林建设和园林景观构建，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。【解题指南】(1)图示信息：随时间的延长，采石场在次生演替中物种数逐渐增加，最后保持不变。(2)关键知识：次生演替的条件和变化、物种种数增多导致抵抗力稳定性增强。,【解析】(1)生态系统的组成成分中分解者的功能是将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物；废弃采石场开始进行的演替为次生演替，由于保留了植物的种子或其他繁殖体，能使群落中植物物种数迅速增加；t1t3植物物种数变多，一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其抵抗力稳定性越强；群落中的植物物种数增加，相互争夺资源(如阳光、水)和,空间越激烈，竞争加剧。(2)生态环境得到改善，社会和经济效益得到提高，体现了生态工程的整体性原理。答案：(1)分解者植物种子或繁殖体增强竞争(2)整体性,【加固训练】(2013广东高考)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。,(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。【解题指南】解答本题时需关注以下两点：(1)植物吸收无机盐的方式为主动运输，消耗的能量由有氧呼吸提供。(2)植物的生长过程积累的有机物由光合作用提供。,【解析】本题考查细胞呼吸作用、ATP及生态工程的原理等相关的知识点及其内在联系。(1)生物质炭能改善土壤的通气状况，促进根细胞的有氧呼吸，合成ATP增多，为根主动运输吸收无机盐提供能量。(2)由表可知，施用含有生物质炭的污泥组叶绿素的含量较多，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PAHs含量和黑麦草对PAHs的吸收与积累。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。,答案：(1)有氧呼吸ATP(2)使黑麦草叶绿素含量提高，促进光合作用的进行，有利于有机物的积累增加降低了土壤PAHs含量和黑麦草对PAHs的吸收与积累物质循环再生,2.(2017常德模拟)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有机地结合起来，形成一种高效良性的循环，取得了良好的生态效益。请就此生态农场的特点，完成下列问题：世纪金榜导学号77982238,(1)该生态农场多个生产过程有机结合，体现了生态工程基本原理中的_原理。形成一种高效良性的循环，取得了良好的生态效益，体现了_原理。(2)该系统工程的核心之一是沼气池，如图所示。,在图中用箭头标出生产过程中物质循环的方向。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)有人认为生态农业建设中使食物链越长、营养级越多越好。请你结合所学知识，分析该结论是否正确，为什么？_。,【解析】(1)该生态农场多个生产过程有机结合，体现了生态工程基本原理中的系统学和工程学原理。形成一种高效良性的循环，取得了良好的生态效益，体现了物质循环再生原理。(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、用之不竭的目的。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，土壤中的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，一般维持在45个营养级。,答案：(1)系统学和工程学物质循环再生(2)如图所示：,土壤中的无机物得不到及时补充，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，处于较高营养级的生物获得的能量越少，该营养级生物数量也越少,【加固训练】(2017济南模拟)在社会主义新农村建设中，某县积极发展畜禽养殖和栽桑养蚕两大支柱产业。在生产总量不断提高的同时，该县坚持在发展中解决环境问题，优化生态环境，实现资源的最大化利用，走出了一条适合本地区可持续发展的生态工程之路。请分析下图回答问题：,(1)该生态工程实现了无废弃物生产，在桑园间种农作物提高了光能的利用率，所遵循的基本原理有_(至少写2种)。(2)该生态系统的能量流动从_开始，图中属于消费者的生物有_。(3)与传统农业生态系统相比，该生态系统更能净化环境，其主要原因是_。,(4)该生态系统为何能提高经济效益？_。(5)根据该县地处水乡这一资源优势，请就该生态系统提出你的一条合理化建议：_。,(6)从生态系统稳定性看，该农业生态系统比简单的农田生态系统不易发生虫害的原因是_。请说出两种根据生物学原理防治害虫的方法：_。,【解析】(1)该生态工程实现了无废弃物生产，依据的是物质循环再生原理；在桑园间种农作物提高了光能的利用率，需要考虑农作物的适应性，依据的是物种多样性和协调与平衡原理。除此以外，还可以考虑整体性原理、系统学和工程学原理。(2)该生态系统的能量流动是从桑、油菜等生产者固定太阳能开始。消费者是蚕、禽、畜等。(3)由图可知，该生态系统实现了,废物再利用及无害化处理，因此更能净化环境。(4)该生态系统的实现了物质的循环利用和能量的多级利用，降低了生产成本，提高了农产品的产量。(5)该生态系统中，蚕沙碎屑未被利用，可利用蚕沙碎屑养鱼，鱼塘塘泥还可作肥料。(6)该生态系统生物群落结构相对复杂，从而使抵抗力稳定性增强，自我调节能力提高。利用生物的种内关系或种间关系来诱杀害,虫，如利用捕食关系引入天敌，利用性引诱剂进行防治害虫等。,答案：(1)物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理等(2)桑、油菜等生产者固定太阳能蚕、禽、畜(3)粪便等“废弃物”被及时利用(答案合理即可)(4)实现了物质的循环利用和能量的多级利用，提高了农产品的产量；减少了化肥、农药的使用(降低了农业成本投入),(5)蚕沙碎屑用来养鱼；鱼塘塘泥用来肥田(6)抵抗力稳定性较高(营养结构较复杂，自我调节能力较强)天敌防治、激素防治、种植转基因抗虫作物(任选两种),【易错提醒】整体性原理系统整体性原理(1)整体性原理。含义：指社会、经济、自然三方面协调统一，保障整个生态系统的稳定与平衡。举例：林业工程建设中自然系统、社会系统与经济系统的关系问题，如种树的同时考虑经济收入、粮食、燃料等问题。,(2)系统整体性原理。含义：指总体功能大于各部分之和，即“1+12”。举例：藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌、地衣植物中的藻类和真菌等。,考点二生态工程的实例和发展前景核心知识回顾1.生态工程实例(连线)：,2.生态工程发展的前景：(1)“生物圈2号”生态工程实验的启示：使我们认识到人与自然_的重要性，深化了我们对自然规律的认识。(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。,和谐共处,经济、社会,【思维诊断】(1)设计良性循环的农业生态系统时，应遵循的基本原则是追求经济效益的最大化。()分析：设计良性循环的农业生态系统时，应遵循的基本原则是物质的循环再生和整体性原理。,(2)矿区废弃地生态修复工程的关键是优先选择农作物以提高经济效益。()分析：矿区废弃地生态修复工程的关键是植树种草。,(3)我国在西部地区实行退耕还林还草工程，这一工程属于大区域生态系统恢复工程。()分析：我国在西部地区实行退耕还林还草工程，涉及西部大部分的面积，属于大区域生态系统恢复工程。,(4)小流域综合治理生态工程的目标是获得最大的经济效益。()分析：小流域综合治理生态工程的目标是获得最大的生态和经济效益。,(5)城市环境生态工程的建设首先应遵循生态工程的整体性原理。()分析：城市是社会经济自然复合的人工生态系统，城市环境生态工程的建设首先应遵循生态工程的整体性原理。,(6)湿地的恢复就是采取生物措施，使受干扰的湿地得以恢复。()分析：湿地的恢复需要采用工程和生物措施相结合的方法。,(7)建立不同的生态工程要依据不同的原理，因地制宜，不能生搬硬套。()分析：建立不同的生态工程要因地制宜，体现协调与平衡原理。,高考角度全练1.(2017长沙模拟)回答下列与生态工程有关的问题：(1)与传统的工程相比，生态工程具有少消耗、多效益、_等特点。(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、_、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)与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。(2)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、物质循环再生原理和物种多样性原理等。(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)群落是同一时间内聚集在一定区域中各种生物,的集合。该生态农业模式实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率。答案：(1)可持续(2)整体性物质循环再生物种多样性(3)人类的干扰(4)群落多级利用,【易错提醒】能量利用率能量传递效率(1)能量利用率：流向人类的能量占输入生态系统能量的比例。通过延长食物链或其他农业生产技术，可以提高能量利用率。(2)能量传递效率：两个营养级之间同化能量的比值，一般为10%20%，不会随食物链延长而增加。,2.(2017济宁模拟)下图表示我国南方比较常见的桑基鱼塘农业生态系统。请分析回答下列问题：,(1)在不考虑人工投入的情况下，流经该生态系统的总能量(总初级生产量)是_。人们将蚕沙(蚕的粪便)投入鱼塘，被鱼等水生生物食用，蚕沙中所含的能量主要属于第_营养级。(2)鱼等水生生物的排泄物及未被利用的有机物和底泥，其中一部分经过_作用后可作为肥料，返回桑基，培育桑树。,(3)建立该人工生态系统的目的是实现对能量的_，提高能量的利用率。与种植单一作物的农田相比，该生态系统的自我调节能力_。(4)建立该生态系统遵循的原理主要是_、_。,【解题指南】解答本题的关键有两点：(1)明确粪便中的能量不属于生物同化的能量。(2)明确该生态系统实现了废物资源化、生态效益与经济效益的最大化。,【解析】(1)在不考虑人工投入的情况下，流经该生态系统的总能量(总初级生产量)是生产者(桑树)通过光合作用固定的太阳能总量。粪便中的能量是未被生物同化的能量，故某一营养级生物粪便中的能量是上一营养级生物同化的能量，即蚕沙中的能量是生产者同化的能量。(2)有机物经微生物的分解作用可转化为无机物，被植物利用。(3)人工生态系统可以实现对能量,的多级利用，从而提高能量的利用率。自我调节能力的强弱取决于生态系统物种的丰富度，该生态系统的生物种类较作物单一的农田生态系统复杂，故该生态系统的自我调节能力较强。(4)该生态系统实现了废物资源化，实现了生态效益与经济效益的最大化，遵循的主要原理是物质循环再生原理、整体性原理、系统学和工程学原理。,答案：(1)生产者(桑树)通过光合作用固定的太阳能总量一(2)分解者(微生物)的分解(3)多级利用较强(4)物质循环再生原理整体性原理,【加固训练】1.(2017洛阳模拟)中华鲟濒临灭绝，利用中华鲟生态养殖池人工繁殖中华鲟鱼苗的原理如下：鲟鱼产生的氨态氮，被植物吸收；植物释放的氧气在封闭的空间里形成“氧吧”，供鲟鱼生存；投放一些能取食鲟鱼粪便的花鲢；以石头作载体繁育微生物，调节水中酸碱度。据此回答下列问题：,(1)中华鲟生态养殖池设计利用了生态学的_原理。中华鲟生态养殖池不用换水，每天只需补充一点蒸发水，池底干干净净，所有生物正常生存，说明生态池具有_能力。(2)花鲢主要吃轮虫、桡足类等浮游动物，也以浮游植物等作为食物。花鲢作为该生态系统的成分有_。,(3)以下是该生态池中碳元素的转化途径，请用箭头和文字补充完整。,(4)刺激中华鲟每年都从海洋洄游到长江产卵的外界因素有水温、盐度等，这类信息类型属于_。建立中华鲟生态养殖基地，提供和改善中华鲟的生存环境，从而提高中华鲟种群的_。,【解析】(1)中华鲟生态养殖池实现了物质循环往复、分层分级利用，从而达到了“取之不尽、用之不竭”的效果，是利用物质循环再生原理建造起来的。生态池能进行自我净化，体现了生态系统的自我调节能力。(2)花鲢摄食浮游动物和浮游植物，在生态系统中属于消费者；花鲢还取食鲟鱼的粪便，属于分解者。(3)图中缺少了微生物的分解作用，浮游植物的光合作,用，花鲢摄取浮游植物和摄取鲟鱼粪便的过程。(4)水温和盐度属于物理信息，改善中华鲟的生存环境本质上是提高中华鲟种群的环境容纳量。,答案：(1)物质循环再生自我调节(2)消费者和分解者(3)如图所示：(4)物理信息环境容纳量,2.请据图回答：,(1)图甲为窦店村综合发展生态工程示意图，此生态系统中的生产者有_，生命活动所需的能量归根到底来自_。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。,(2)图乙为矿区废弃地的生态恢复工程流程图，该恢复工程中，分别指_和_措施。该生态工程所遵循的主要原理是_。,(3)澳大利亚的大堡礁，生物多样性非常高，珊瑚虫和藻类组成了高效的植物动物营养循环，因此珊瑚礁能够保持很高的系统生产力。此生态系统体现了哪些生态工程的基本原理？_。,【解析】(1)图甲生态系统中的生产者有谷物、蓝绿萍等植物。生命活动所需的能量来自太阳能，光照属于物理信息传递形式。(2)分析图乙，要想在废弃的矿区上种草种树，需要通过机械方法平整压实土地，人工制造表土，该生态工程所遵循的主要原理有整体性原理、协调与平衡原理。(3)由于大堡礁的生物多样性非常高，故体现了物种多样性原理；珊瑚礁能够保持很高的系统生产力，体现了系统整体性原理。,答案：(1)谷物、蓝绿萍太阳能物理(2)工程机械措施制造表土、压实整体性原理、协调与平衡原理(3)物种多样性原理、系统整体性原理,
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