生物选修ⅲ苏教版第四章 生态工程学案

1、第四章 生态工程 一、生态工程的原理名称理论基础意义生态学原理物种共生原理自然界中任何一种生物都不能离开其他生物而单独生存和繁衍，这种关系是自然界中生物之间长期进化的结果，包括共生、竞争等多种关系在功能正常的生态系统中，这种关系构成了生态系统的自我调节和反馈机制生态位原理生态系统中各种生物都占有一定的生态位在生态工程中，合理利用生态位原理，可以构建一个具有多层次、多种群的稳定而高效的生态系统食物链原理自然界中的生物之间由于食物关系形成的一种联系对生态系统的稳定具有重要作用，是实现生态系统中物质循环、能量流动和信息传递的基础，也是生态工程所利用的物种共生原理的基础。生态系统内物种间的食物关系是生

2、态工程设计的重要因素物种多样性原理生态系统中生物多样性越高，生态系统就越稳定在生态工程中，丰富物种多样性，使营养结构更为复杂，既可实现对资源的充分利用，又可增加生态系统的稳定性工程学原理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物质循环再生原理通过生态系统成分之间的联系，完成生态系统的物质循环提高生产效率；实现无废弃物生产；减少环境污染自生性原理自我调节能力维持生态系统的相对稳定及可持续性发展训练1“三北防护林工程”建设中，应当特别注意的生态工程原理是()A物种多样性原理和整体性原

3、理B协调与平衡原理和物种多样性原理C协调与平衡原理和物质循环再生原理D系统工程学原理二、生态农业1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。我们知道，生态系统中能量多级利用和物质循环再生是生态学的一条基本原理。而食物链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，使生产一种产品时所产生的有机废物成为生产另一种产品的投入，也就是实行无废物生产，提供尽可能多

4、的洁净产品。既充分有效利用机械设备、化肥、农药，又减少环境污染。2生态农业的特点生态农业可以实现对物质和能量的多级利用；减少对能源和资源的消耗，减少环境污染。具体优点突出表现在：(1)减少化肥使用量，降低农业投入。(2)收获多种产品，增加经济效益。(3)净化环境，降低人和家畜的发病率。3生态农业的设计主要从空间、时间和食物链等几方面去考虑，我们仅从空间方面做简单介绍。空间方面：包括“平面空间”和“垂直空间”。(1)“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业产业所占的比例及分布区域，是比较宏观的，即农业区规划或农业规划布局。(2)“垂直空间”：利用生态学的原理，将不同的种群科学

5、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。可以微观地解决一个比较小的范围内的生态组合，例如一片稻田、一个庭院、一座小山、一个池塘等。在一片农田中应该从地上和地下两个方面科学搭配。地上部分包括不同作物在不同层次空间上茎、叶的配置，以最大限度地利用光、热、水、气等自然资源。地下部分是要使不同农作物的根系分布在不同的土层中，以便更好地利用土壤中的矿质元素。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。训练2下图是一个农业的生态系统模式图，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沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者C沼渣、沼液作为肥

6、料还田，使能量能够循环利用D多途径利用农作物可提高该系统的能量利用率训练3如图为“秸秆的多级利用”农业生态系统中能量流动和物质循环示意图。请回答下列问题：(1)“秸秆的多级利用”充分体现了生态工程的_原理，最大限度地实现了物质的循环，减轻了燃烧秸秆造成的_效应。(2)图中属于生产者的是_；消费者是_；分解者是_。(3)在该农业生态系统中，物质经多次重复利用，提高了_。(4)农村大量燃烧秸秆和柴草会产生什么问题？至少列举三种现象。_。_。_。专题训练1下列哪种是生态工程的技术设计方法()A增加生态位 B食物网的“加环”C加快物质循环 D加速能量流动2建设生态农业时巧设、增设食物链的目的不包括(

7、)A实现物质的多层次分级利用B实现能量的循环，使废物资源化C加强生物防治，控制有害生物的危害D减轻污染，提高抵抗力稳定性3生态工程依据的原理不包括()A生态系统中物种共生的原理B食物链原理C生态位原理D能量循环再生4在生态工程建设中，注重生物多样性原理的主要意义是()A提高生态系统的抵抗力稳定性，为各类生物的生存提供多种机会和条件B提高生态系统的恢复力稳定性，为各类生物的生存提供多种机会和条件C保持生态系统内各种群的密度固定不变D单纯追求农业或林业的最大产量5我国西北地区最近采用扎草方格的方法阻止沙丘移动，取得了较好的效果。这体现了草原生态系统的什么生态作用()A畜牧业的重要生产基地B调节大气

8、温度C吸收固定CO2D防风固沙6下列不属于小麦秸秆燃烧危害的是()A浪费资源 B污染空气C抗自然灾害能力差 D提高土壤肥力7生态农业不仅指对于农作物中所含物质、能量的充分利用，还具有很多内涵。人们越来越认识到根据不同地区的土地、光、水等各种自然资源，设计出适合本地的生态农业结构的重要意义。下列措施中不符合生态学原理的是()A作物“轮种”不仅能合理地利用各种矿质营养，还可避免某些虫害的大面积发生B以作物秸秆为燃料发电，可以做到对农作物中物质和能量的多级利用C充分利用各种生物固氮措施，尽量施用农家肥，减少化肥的施用D应用以虫治虫、以菌治虫的措施，尽量减少甚至不使用有害农药8保护草原生态系统的生态平

9、衡，使人与自然和谐发展的有效措施是()A开垦草原，改牧场为农田B禁止狩猎，引入食草动物C保护植被，实行适度放牧D提倡狩猎，扩大放牧数量9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10中国生态农业建设可以采取多种方法。长期以来，我国农村烧秸秆取草木灰作农田肥料，不仅浪费资源还造成环境污染。现在已经有一些地方利用秸秆制作沼气。沼气的制作如图所示。请回答问题：(1)沼气的主要成分是_。(2)作为能源物质，沼气是通过_间接转换而来的。(3)在发酵

10、的过程中，有一种微生物起到除臭作用，它是_。它是如何除臭的？_。(4)在发酵过程中，好氧型、厌氧型和兼性厌氧(如酵母菌)微生物都参与了代谢活动，分析这三种微生物在沼气池中的消长规律。沼气发酵的开始阶段，_微生物大量活动和繁殖。随着池中氧气的减少，_微生物的活动受到抑制，而_微生物的活动加强。最终_微生物大量死亡，_微生物大量繁殖。(5)如果将“有机物农田”这一环节去掉，对农业生态系统有何影响？_。11在开发西部的热潮中，国家特别强调生态建设和保护，在继续实施天然保护工程的同时，抓好退耕还林还草的试点工作。(1)退耕还林还草，保护西部生态环境，是保证西部可持续发展的重要措施。森林除了能防止水土流

11、失外，还是一个巨大的制氧机，它的氧气来自绿色植物光合作用中的()A二氧化碳的固定 B水的光解C二氧化碳的还原 DATP的形式(2)西部农业的发展要以生态建设为前提，若盲目地开垦草原、围湖造田、造单纯林，不恰当地干预自然生态系统，产生的共同特点和后果是()使生态系统的物种成分减少使生态系统的物种成分增多使生态系统的自我调节能力增强使生态系统的自我调节能力减弱A BC D(3)加强生态环境建设，退耕还林还草，提高林草植被覆盖率，这是因为：植物群落在空间上具有_现象，可减弱雨滴对土壤的冲刷作用，发达的根系伸入土壤，能促进地表水和地下水的正常循环，因而能_。森林能调节气候，是维持大气中O2和CO2平衡

12、的重要因素。这是通过绿色植物的_作用和各种生物的_作用来实现的。(4)“退耕还林还草”的生态学原理是为了提高生态系统的_，保护环境，保护生态平衡的关键是保护_。(5)“西气东输”工程是通过管道把我国西部的天然气输往长江三角洲地区和沿海城市。天然气的主要成分是(填化学式，下同)_。与煤气相比，天然气具有热值高、安全性好、对环境污染小等优点。煤气的主要成分是_，它能与人体中血红蛋白结合而使人中毒。生成煤气需要燃烧大量的煤，燃烧含硫的煤所产生的_气体是引起酸雨的主要原因之一。答案1B植树造林首先要考虑所栽树种必须适应当地环境，以及考虑环境容纳量问题，即协调与平衡原理；其次不能种植单一物种林木，为提高

13、人工林的稳定性，应充分考虑物种多样性。2C一个完整的生态系统是由非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者四部分构成，在沼气池中，微生物分解有机物，产生可燃气体，属于分解者；生态系统中，物质是可以循环利用的，而能量是单向逐级递减的，C项的叙述违背了这一原则，因此是错误的。3(1)物质循环再生温室(2)作物家畜食用菌、蚯蚓(3)物质利用率(4)农村燃烧秸秆和柴草的热能利用效率低使秸秆不能作为有机肥料还田，土壤有机质得不到补充，土壤与农作物之间物质循环遭到破坏，以致于土壤肥力下降，农作物产量不能迅速提高导致滥伐林木、乱铲草皮，植被受到严重损毁，进而造成水土流失、土壤沙化，农业生态环境恶化燃烧秸秆和

14、柴草会产生大量的烟尘，污染大气，降低大气的能见度，影响人们的身体健康和交通安全等温室效应，空气中二氧化碳浓度增高，土壤沙漠化专题训练1B生态工程建设是以实现物质循环、废物资源化为目的，要实现其多级利用，应用食物链原理进行相应的“加环”和“相连”。2B生态农业巧设、增设食物链会实现物质和能量的多级利用，使废物资源化，减少对环境的污染，但不能实现能量循环。3D能量是单向流动的，生态工程实现了能量的多级利用。4A物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性，生物多样性程度高，可以为各类生物的生存提供多种机会和条件。5D6D小麦秸秆燃烧会污染环境，浪费资源，使环境抗自然灾害能力差，但同时也能提高土壤肥力。7B以作物秸秆为燃料发电会造成环境污染，且不能实现能量的多级利用。8C保护草原生态系统的生态平衡，并不是禁止开发和利用，而是保护植被，实行适度放牧，实现草原生态系统的可持续发展。9CA项通过生物技术手段，转化淀粉生产可再生能源，这可能会带来一些安全性问题；B项化学农药的使用会导致环境污染，而且长期使用某种化学农药也会导致害虫的耐药性增强；C项能实现无废弃物生产，有利于保持可持续发展；D项湿地面积大量减少，会导致其蓄洪防旱等功能的减弱。10(1)甲烷(2)光能(3)硝化细菌将NH3最终氧化成NO(4)好氧型和兼性厌氧好氧型兼性厌氧和厌氧型好氧型厌氧型和兼性厌