专题五生态工程.doc

专题五生态工程最新考纲1生态工程的原理 2生态工程的实例 考纲解读1结合实例分析生态工程基本原理的应用2设计生态工程的基本思路知识点一生态工程的概念及基本原理想一想：当人为向生态系统中加入新物种，增加物种的数量，生态系统的稳定性一定会提高吗？知识点二生态工程的实例及发展前景看一看：大区域生态系统恢复工程应遵循什么原理？思一思：解决城市环境污染的主要措施是什么？1整体性原理涉及社会经济自然复合而成的巨大系统，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，故农村综合发展型生态工程、小流域综合治理生态工程、大区域生态系统恢复工程及城市环境生态工程均遵循整体性原理。2生态工程建设的基本过程包括拟定目标与实施调查、系统分析、可行性评价与决策和技术设计等。其中技术设计是生态工程建设的核心环节。3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)应当充分利用自然界的物质和能量资源；(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。我国目前开展的“建设社会主义新农村”即农村综合发展型生态系统其实质在于解决人多地少的突出矛盾，实现能量多级利用，物质循环再生，追求废物资源化，在资源有限的条件下，有较多的产出，取得经济效益、社会效益和生态效益的全面提高。自我校对：修复重建传统生产方式生产力人类社会自然环境物质循环环境污染可持续物质循环再生物种多样性协调与平衡整体性功能整体性物质、能量水土流失土地沙漠化退耕还林还草防沙治沙防护林湿地缩小湿地恢复缓冲带合理规划和布局废弃物资源化想一想：不一定。如外来物种入侵有可能破坏当地的物种多样性。议一议：沼气工程为中心；农林牧副渔全面发展；开发可更新资源，减少环境污染。看一看：物种多样性原理；协调与平衡原理；整体性原理。思一思：大气污染解决措施：禁止使用有铅汽油；水污染：减少或禁止污水排放，进行污水净化。,生态工程的基本原理1传统经济与生态经济(1)传统经济是大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式，不注重生态环境的保护，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。(2)生态经济实现了原料产品原料产品的生产体系，实现了废弃物资源化的循环经济。具有少消耗、多效益、可持续的特点。2生态工程建设的目的遵循自然界物质循环规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。3生态工程所遵循的基本原理项 目理论基础意 义实 例物质循环再生原理物质循环可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响无废弃物农业物种多样性原理生态系统的稳定性生物多样性程度高，可提高系统的抵抗力稳定性“三北”防护林建设中的单纯林问题，珊瑚礁生态系统的生物多样性问题协调与平衡原理生物与环境的协调与平衡生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏太湖富营养化问题整体性原理社会、经济、自然复合系统统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题系统学和工程学原理系统的结构决定功能原理：分布式优于集中式和环式改变和优化系统的结构以改善功能桑基鱼塘系统整体性原理：整体大于部分保持很高的系统生产力珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系提醒不同的生态工程建设遵循的基本原理可能不同。建立不同的生态工程时要依据不同的原理，因地制宜，不能相互照搬。本考点内容是课程标准的新增内容，与必修生态系统原理密切联系，高考中涉及填空内容，单独命题未曾出现。【典例1】(2011新课标全国卷)现有一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉淀池曝光池兼氧池植物池”，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。回答下列问题。(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，水生生物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了_(生态系统、群落、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_等原理。(4)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。解析本题综合考查群落和生态系统的结构、生态工程的基本原理等相关知识。属于对识记层次的考查。(1)在厌氧沉淀池，微生物进行无氧呼吸；在曝气池，微生物主要进行有氧呼吸；在兼氧池，微生物既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。(2)群落是栖息于一定地域或生境中各种生物种群通过相互作用而有机结合的集合体，包括给定区域的所有生物。(3)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。答案(1)有氧和无氧(或细胞)(2)群落一生产者太阳(3)物种多样性物质循环再生(4)已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)【训练1】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实行“循环经济”的原则B低消耗，多效益原则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遵循物种多样性和协调与平衡原理都是生态工程建设应当遵循的原理。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。答案C【训练2】某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态系统(如图所示)。关于该农业生态系统的叙述，错误的是(多选)()。A该生态系统的维持，人的作用非常关键B该生态系统利用了物质循环再生原理，实现了农业生产的可持续发展C该生态系统采用分布式结构，提高了能量传递率D该生态系统充分利用了废弃物中的能量，实现了能量的循环利用解析该生态系统采用分布式结构，提高了能量的利用率，不能提高能量的传递率，也不能使能量循环利用。答案CD,生态工程的实例分析1主要生态工程实例的列表比较类型问题主要原理对策案例农村综合发展型生态工程资源有限，人多地少，产出不足物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理建立农村综合发展型生态工程，实现物质的多级循环利用，在资源有限的条件下有较多的产出窦店村以沼气为中心的生态工程小流域综合治理生态工程小流域的水土流失整体性原理、协调与平衡原理、因地制宜的原理运用多种原理，应用多种措施综合治理甘肃陇南县“九子登科”模式大区域生态系统恢复工程土地荒漠化协调与平衡原理、整体性原理退耕还林还草、植树造林等“三北”防护林退耕还林还草工程湿地生态恢复工程湿地的缩小和破坏控制污染、退耕还湖江西鄱阳湖湿地生态恢复工程矿区废弃地的生态恢复工程矿区生态环境的破坏系统学和工程学原理修复土地、恢复植被赤锋市元宝山矿区生态恢复工程城市环境生态工程环境污染协调与平衡原理、整体性原理等城市绿化、污水净化、废弃物处理、合理布局等污水及垃圾处理、城市绿化提醒在进行生态工程建设时，应积极利用自然生态系统的强大自我恢复力，节省投资。生态恢复力有限，不能认为有了生态工程，就可以先污染破坏然后再治理。2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：目标是治理环境污染，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、环境与资源破坏、能源短缺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。3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稳定性和持续生产力，并造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题。(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。4生态农业(1)原理：生态农业运用生态学原理(即生态系统的物质循环再生、能量多级利用或生态系统的物质循环与能量流动)，在环境与经济协调发展的思想指导下，应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生态体系。(2)优点：实现物质的循环再生和能量的多级利用，减少环境污染，减少了化肥用量，降低了农业投入。(3)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。(4)建立生态农业系统的最终目的是实现对能量的多级利用，提高能量的利用率，使能量尽可能多地流入对人类有益的部分。本部分内容多与必修内容结合在一起进行考查，以生产实际、干旱、水涝等社会问题为背景，考查学生获取信息的能力、综合应用知识的能力，应给予关注。【典例2】(2011江苏单科，29)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(如下图)。请回答下列问题。(1)与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性_。人工养殖池塘水体的N、P含量容易升高，会引起水体的富营养化；藻类等浮游生物大量繁殖、加之死亡后被微生物分解，引起水体的溶氧量下降，造成鱼类等死亡，进一步破坏了生态系统稳态，这种调节方式称为_。(2)与传统养殖池塘相比，该养殖系统增加的生态工程设施有_。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，起到对水体的_，有效减少水体中的N、P等含量。(3)该养殖系统设计为前一池塘上层水流入后一池塘底部，实现水层交换，其目的有_、_。(4)该养殖系统中串联的池塘不宜过多，因为_。(5)保持池塘水体中适当的N、P含量是必要的，该养殖系统可以通过_、_进行调控。解析(1)与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统中的组分较少，营养结构简单，抵抗力稳定性较低，恢复力稳定性较高。生态系统稳定性的维持是正反馈调节和负反馈调节共同作用的结果，正反馈调节使生态系统远离平衡状态，负反馈调节使生态系统维持在相对稳定的状态。(2)该生态系统属于人工设计的生态工程。与传统养殖池塘相比，增加了生态塘和潜流湿地等设施。生态塘和潜流湿地中的水生植物和滤食动物能够有效减少水体中N、P等的含量，起到净化水体的作用。(3)通过设备将前一池塘上层水导入下一个池塘的底部，可以实现上、下水层的交换，增加水中溶氧量和提高饵料利用率。(4)随着养殖塘中生物体排放的有机污水的积累，越靠后的养殖塘中微生物分解有机物产生的N、P含量会越高，从而造成水体富营养化，故该养殖系统中串联的池塘不宜过多。(5)为保持池塘水体中适当的N、P含量，可以通过不间断地补水和排水来实现，或者是通过水泵控制水的流量来实现。答案(1)高正反馈(2)生态塘和潜流湿地净化作用(3)增加水中的溶氧量提高饵料的利用率(4)后面池塘水体中的N和P含量(浓度)越来越高(5)补水和排水水泵控制水的流量(循环频次)【训练3】下面图甲、图乙分别表示稻鱼蛙共生农业生态系统和普通稻田生态系统的物质能量转化示意图。请据图回答问题。甲稻鱼蛙共生农业生态系统乙普通稻田物质能量转化(1)分析说明鱼和蛙在该生态系统中物质和能量流动中的积极作用是什么？_。(2)分析说明稻鱼蛙共生生态系统的生态优势。_。(3)上述两个生态系统中的各种生物所需的有机物都依赖于_，生命活动所需的能量归根到底都来自_。(4)甲和乙相比，抵抗力稳定性较强的是_，原因是_。(5)从能量流动的角度看，建立甲生态系统的目的是_。(6)为了使稻获得高产，稻田乙需要经常使用农药，而甲则不需要，原因是_。(7)一般地说，农田生态系统的_稳定性较低，废弃农田上会发生群落演替，该演替的类型是_。解析(1)作为消费者，在生态系统中的作用是加速生态系统的物质循环。(2)与传统农业相比，生态农业实现了物质循环再生和能量的多级利用，并减少了农药、化肥的使用 ，减轻了环境污染。(3)流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，各种生物所需的有机物都依赖于绿色植物的光合作用，生命活动所需的能量归根到底都来自太阳光能。(4)由于甲生态系统生物种类较多，营养结构复杂，自动调节能力较强，故甲和乙两个生态系统相比较，甲的抵抗力稳定性更强。(5)从能量流动的角度，设置生态农业的目的是调整能量流动的关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。(6)由于甲生态系统引入害虫天敌蛙，有效控制了害虫数量，因而不需要经常使用农药。(7)一般地说，农田生态系统的生物种类单一，营养结构简单，抵抗力稳定性较低。废弃农田发生的群落演替是次生演替。答案(1)鱼、蛙是消费者，加速生态系统的物质循环(2)在原有食物链中引入新的环节(将人们不能直接利用的有机物转化为可以直接利用的农副产品)，有利于实现物质循环再生和能量的多级利用，并减轻了环境污染(3)绿色植物的光合作用太阳光能(4)甲生物种类较多，营养结构复杂，自动调节能力较强(5)调整能量流动的关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分(6)引入害虫天敌蛙，有效控制了害虫数量(7)抵抗力次生演替1(2008广东生物，16)要实现人与自然的和谐发展，下列措施最合理的是()。A通过生物技术手段，转化淀粉生产可再生能源B使用化学农药防治病虫害，保证粮食稳产C发展生态农业，实现物质和能量的多级利用D大力开垦湿地，扩大粮食种植面积答案C2(2007重庆理综，1)稻鸭萍共作是一种新兴的生态农业模式，其中，水生植物红萍(满江红)适合生长于荫蔽环境，可作为鸭