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观考情 考纲考频 1.简述生态工程的原理()3年2考 2.生态工程的实例(),专题5 生态工程,一、生态工程与生态经济 1生态工程建设的根本目的：遵循自然界 的规律，充分发挥资源的 ，防止环境污染，达到_的同步发展。 2生态工程的特点： 、 、 。 3生态经济：通过实行“ ”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 ，而实现循环经济最重要的手段之一就是 。,物质循环,生产潜力,生态效益和经济效益,低消耗,多效益,可持续,循环经济,资源化,生态工程,二、生态工程所遵循的基本原理 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， ，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 。 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 。 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，还要考虑到 等系统的影响力。,循环往复,抵抗力稳定性,环境承载力(或环境容纳量),经济和社会,5系统学和工程学原理：生态工程需要考虑_，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 ，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“112”。,系统内部不同组分之间的结构,比例关系,三、生态工程的类型与设计原则 1生态工程的类型：根据性质和设计目标的不同，生态工程可以分为以下类型。 (1)具有农业生态保护性质并以农产品生产为目标的 工程。 (2)以 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。 (3)以 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。,农业生态,环境保护,治理环境污染,2设计实施生态工程坚持的原则 (1)首先肯定生态工程的作用，特别是对_的重要作用。 (2)不能误认为只要有了生态工程，就可以走发达国家“_”的老路。,恢复和重建受损生态系统,先污染、破坏、后治理,判断下列关于生态工程说法的正误。 (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() (2)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，体现了遵循物种多样性和协调与平衡原理() (3)生态农业实现了物质和能量在系统中的多级循环利用() (4)“无废弃物农业”遵循的是物种多样性原理() (5)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() (6)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(),(7)“总体功能大于各部分之和的效果”遵循的是系统学的结构决定功能原理() (8)在建设生态工程时，既要考虑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() (9)建立生态农业时巧设、增设食物链的目的是使食物链延长，消耗能量环节增多，系统总能量利用率降低() (10)农业生态系统的抵抗力稳定性比自然生态系统高() (11)生态农业的指导思想是环境与经济协调发展() (12)要实现人与自然的和谐发展，可以通过生物技术手段，转化淀粉生产可再生能源(),1生态工程的原理比较,生态工程的基本原理,2.生态工程的实例分析,3.生态工程发展的前景 (1)“生物圈2号”生态工程的实验及启示 设计目的：制造一个人工模拟的生态系统，以验证人类在离开地球的情况下，利用人工生态工程，仅仅依靠太阳能，能否维持生存。 失败原因：温度失调；大气和海洋比例与地球相差甚远，导致空气中CO2的含量猛增；O2量减少，不足以维持人及动物的生存。 启示：使人们认识到人与自然和谐共处的重要性，深化了对自然规律的认识，尽管科学技术已经很发达了，但人类仍没有能力完全模拟出自然生态系统。,(2)对我国生态工程发展前景的分析与展望 西方发达国家生态工程特点：目标是治理 ，集中于对破坏的生态系统进行生态恢复，生态工程应用范围小，不太强调经济效益。 我国生态危机：不是单纯的环境污染问题，而是与人口激增、环境与 、 等问题结合在一起的并发症。 我国生态工程特点：不但重视对生态环境的保护，更注重与经济、社会效益的结合，遵循整体、协调、再生、循环的基本原理，建立适合中国农业和农村特点的生态工程。 我国生态工程不足之处：缺乏定量化模型指导，难以设计出标准化、易操作的生态工程样板。设计缺乏高科技含量，生态系统的调控缺乏及时准确的监测技术支持，缺乏理论性指导等。,环境污染,资源破坏,能源短缺,1南京市自开展“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体。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效和谐。 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效和谐,1正确认识石油农业与污染物 (1)正确认识“石油农业” “石油农业”是大量使用化肥、农药和机械的生产方式，因对石油等能源有高度的依赖性而得名。它把农业生产这一复杂的生物过程，变成了简单的机械过程和化学过程。由于其投入高，产出也高，对粮食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用，但同时它所产生的废弃物和有害物质的数量也很庞大，大大削弱了农业生态系统的 和 ，并造成日益严重的 和_等问题。,石油农业与生态农业,稳定性,持续生产力,农产品污染,环境污染,(2)“污染物是放错地方的资源” 对环境造成危害的污染物，采取一定的措施和技术，就能够进行回收和循环利用，这样不但能够减少环境污染，而且提高了资源的利用效率，减少了资源的浪费。例如，对废污水中的重金属或氮、磷等养分就可以进行回收再利用。因此说污染物是放错了地方没有被利用的资源。 2生态农业原理、设计与实例分析 生态农业及其特点 (1)概念：生态农业是按照生态学、经济学原理，运用现代科学技术和管理手段，以及传统农业的有效经验建立起来的，能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。,(2)生态农业的基本原理 生态学的基本原理是发展生态农业的主要理论基础。生态系统中 和 是生态学的一条基本原理，而_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，使生产一种产品时产生的有机废物成为生产另一种产品的投入，也就是实行 生产，提供尽可能多的洁净产品，既能充分有效利用机械设备、化肥、农药，又减少环境污染。,能量多级利用,物质循环再生,食物链,无废物,(3)生态农业的优点 实现 再生和 。 减少 的消耗，减少化肥用量，减轻 。 降低农业投入，收获多种产品，增加经济效益。,物质的循环,能量的多级利用,能源和资源,环境污染,(4)生态农业的设计 可从时间前后、生态空间、食物链等几个方面考虑来设计生态农业。下面介绍从生态空间方面设计生态农业： 平面空间：在一定的区域内，确定各种农作物的种类和各种农作物所占的比例及分布区域，这是从宏观上进行农业布局规划。 垂直空间：利用生态学原理，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，这样可以从微观上解决一个比较小范围内的生态组合。如：在一片农田中应该从地上和地下两个方面科学搭配；在一片池塘中可以从水中、地上科学搭配；在一个果园中可以从树上、树下、地下科学搭配。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。,(5)生态农业常见类型 桑基鱼塘模式 人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收，如图所示。,沼气农田立体养殖模式 通过控制温室内的温度、光照、气体和水肥等因素，缩短生产周期，大幅度提高粮食、蔬菜和水果的产量和质量。,2某小组对市郊一农业生态系统进行调查后，经过交流绘制出了如图所示的生态工程示意图。据图回答有关问题：,(1)该生态系统中的主要成分是_，图中的食用菌属于生态系统成分中的_，该生态系统中，属于第二营养级的生物有_。 (2)建立这一生态系统的目的是使农作物固定的太阳能持续、高效地_；该生态系统的能量利用率较高与物质的_利用密不可分。 (3)请画出该农业生态系统的食物网。 (4)该生态系统的建设主要根据生态工程建设的_原理。,解析：(1)生态系统的主要成分是生产者，即图中的农作物。食用菌属于腐生真菌，在生态系统中属于分解者。以农作物为食的生物属于第二营养级，包括人和家禽、家畜。(2)建立生态农业的目的是调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分，由于实现了能量的多级利用，所以该生态系统的能量利用率较高。(3)该农业生态系统中的食物网有两条食物链：农作物家禽、家畜人；农作物人。(4)该生态系统实现了物质的循环利用、分级利用，并且减少了环境污染，所以该生态农业的设计遵循物质循环再生原理。 答案：(1)农作物(生产者或植物) 分解者 人和家禽、家畜 (2)流向对人类最有益的部分 多级(循环、重复) (3) (4)物质循环再生,例1 珠江三角洲的农民充分利用自然条件，建立该地特有的农业生态系统的良性循环模式：蔗基鱼塘和桑基鱼塘。如图是蔗基鱼塘和桑基鱼塘的模式图，据图回答下列问题：,生态工程的原理应用分析,(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，各类生物要_。 (2)蚕粪、蔗叶进入鱼塘经过_的作用，释放出_，被植物利用。 (3)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_原理。 (4)生态工程所遵循的基本原理有_、_、_、_等。,解析 生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量。题中人工生态系统最基本的生物因素是生产者和分解者。生态工程所遵循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等。 答案 (1)生产者和分解者 能量 保持相对稳定 (2)分解者 矿质离子 (3)系统的结构决定功能 (4)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(回答其中任意四点即可),例2 某研究性学习小组参观长沙市郊建立的以沼气为中心、以保护生态环境为目标的“四位一体”生态农业(人居种植养殖沼气)时绘出了如下模式图，请分析回答：,生态工程的实例生态农业,(1)构建以沼气为中心的“四位一体”生态农业时所依据的主要生态学原理是_，该生态农业最大的优点是_。,(2)该生态系统的生产者是_，蘑菇在该生态系统的成分中属于_。在农业生产上，将蘑菇房与蔬菜大棚相通，可提高蔬菜产量，其原因是_。 (3)利用植物秸秆生产乙醇时，植物秸秆经预处理后，被微生物A所产生的_酶水解，转化成葡萄糖。在控制_的情况下，能促进微生物B的发酵过程。写出微生物B发酵过程的相关反应：_。 (4)秸秆在沼气池中处理成沼渣后有利于植物的吸收利用，原因是_。 (5)为进一步提高经济效益，养猪场引进了一头肉质优良的花猪，运用_(填“DNA重组”“核移植”或“胚胎分割”)技术可实现利用当地品种生产花猪的设想。,解析 本题主要考查生态农业的相关知识。(1)图中的生态农业为无废弃物农业，通过农业废弃物资源化，实现物质的多级循环利用，减少污染，在资源有限的情况下，充分发挥资源潜力，建立良性物质循环体系，促进农业持续稳定地发展。(2)该生态系统的生产者为水稻、大豆和蔬菜，蘑菇为腐生真菌，是分解者。蘑菇通过细胞呼吸产生的CO2能供给蔬菜进行光合作用。(3)植物秸秆的主要成分是纤维素，能在酶的催化下水解为葡萄糖。微生物发酵产生乙醇需在无氧条件下，进行的是无氧呼吸。(4)秸秆中的有机物被分解为无机物，成为植物易于吸收的营养物质。(5)利用肉质优良的花猪的体细胞核与当地品种的卵母细胞的细胞质进行重组，获得的重组细胞再经过早期胚胎培养和胚胎移植即可实现利用当地品种生产花猪。核移植技术也叫克隆技术。,答案 (1)物质循环再生 提高物质和能量利用率，减轻环境污染(或实现物质和能量的多级利用，减少环境污染) (2)水稻、大豆和蔬菜 分解者 蘑菇细胞呼吸放出二氧化碳，为蔬菜的光合作用提供原料 (3)纤维素 通气 C6H12O62C2H5OH2CO2少量能量 (4)微生物将秸秆中的有机物分解为无机物 (5)核移植,
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