生态工程培训资料课件

第一页，共四十八页。循环往复

分层分级

抵抗力

第二页，共四十八页。环境承载力

自然

生态系统

经济和社会

第三页，共四十八页。优化结构

系统整体性

改变和

第四页，共四十八页。问题探究1：(1)在“无废弃物农业”中，收集的有机物质(如人畜粪便等)，为什么不能直接施用于农田，而是要采用堆肥和沤肥处理后才能施用？(2)如何理解协调与平衡原理？提示：(1)提示：经过堆肥和沤肥后，大部分有机物质才能被分解成无机物，被农作物吸收，如果直接施用，则微生物分解有机物质时，能产生大量热量，对农作物造成损害。第五页，共四十八页。(2)在进行生态工程建设时，需要考虑生物与环境的协调与平衡原理，如所选的植物要适应当地的环境，有较高的生态适应性，这样才能成活；但不能缺少天敌，这样会造成其大量繁殖，对生态系统造成影响。同时，还要考虑环境承载力。第六页，共四十八页。整体

协调与平衡

工程学

生态环境

沙漠化

第七页，共四十八页。工程

生物措施

人工制造表土

植被恢复工程

自然系统

社会系统

第八页，共四十八页。问题探究2：我国生态工程建设存在的主要问题是什么？提示：(1)缺乏定量化模型的指导，难以设计出标准化、易操作的生态工程样板。(2)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。第九页，共四十八页。1．下列有关生态工程的原理和事例中，错误的是(

)选项有关事例相关的生态工程原理A无废弃物农业遵循物质循环再生原理B在人工林中增加植被的层次遵循物种多样性原理C无锡太湖水体富营养化引起大面积水华违反协调与平衡原理D前面造林，后面砍林违反系统学和工程学原理第十页，共四十八页。【解析】

本题着重考查生态工程遵循物质循环再生原理、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，D项中讲的是在追求生态效益时必须考虑到社会效益、经济效益，这明显是整体性原理。【答案】

D第十一页，共四十八页。2．图为生态养猪模式。从图中可知该生态工程属于(

)第十二页，共四十八页。A．湿地生态恢复的生态工程B．节水和废水处理与应用的生态工程C．小流域综合治理与开发的生态工程D．清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程【解析】

由于图示没有造成污染，所以不可能是湿地生态恢复的生态工程或小流域综合治理与开发的生态工程；题图中没有提及能量问题，也不可能是清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程。【答案】

B第十三页，共四十八页。原理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可提高系统的抵抗力稳定性，提高系统的生产力“三北”防护林建设中的问题，珊瑚礁生态系统的生物多样性的问题第十四页，共四十八页。原理理论基础意义实例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、过度放牧等整体性原理社会、经济、自然构成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善和优化系统的结构以改善功能桑基鱼塘系统整体性原理：整体大于部分保持系统很高的生产力珊瑚礁、藻类和珊瑚虫的关系第十五页，共四十八页。第十六页，共四十八页。第十七页，共四十八页。(1)从生态学角度分析，人们建立图示的农业生态系统的主要目的是________________________________。该系统中将植物秸秆、动物粪便等废弃物合理地进行了应用，这体现了生态工程的__________________原理。(2)该系统将多个生产系统通过优化组合，有机整合在一起，提高了系统生产力，这体现了生态工程中的___________原理。生产的大米无公害的原因是_____________________。(3)在发酵装置里的B过程中起重要作用的微生物，其细胞结构与水稻细胞最主要的区别是______________________。第十八页，共四十八页。(4)将蘑菇房与蔬菜大棚相通，可提高蔬菜产量，试分析其增产原因：__________________________________。蘑菇房与蔬菜大棚相通，比单纯种植蔬菜和单纯培育蘑菇带来的效益之和还要高，体现了生态工程中的______________原理。【解析】本题主要考查生态工程的原理，同时考查部分必修内容。第十九页，共四十八页。【答案】

(1)实现生态系统内能量和物质的多级利用，提高农产品的产量，减少环境污染(合理地调整生态系统中的能量流动关系，提高能量利用率，减少环境污染)物质循环再生(2)系统的结构决定功能减少了化肥和农药的使用量，减少了对水的污染(3)无核膜包围的细胞核(无成形的细胞核)(4)蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合作用，使其光合作用增强系统整体性第二十页，共四十八页。1.生态工程的建设应遵循以上五个原理，但不同的生态系统遵循的原理可以不同。2.生态工程建设的目的就是遵循自然界物质循环的规律，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同步发展。3.生态工程具有少消耗、多效益、可持续的特点。4.概念的理解：(1)涉及的学科知识包括生态学和系统学；(2)运用到的技术手段或方法有系统设计、调控和技术组装；(3)最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。第二十一页，共四十八页。1．设计良性循环的农业生态系统时，应遵循的基本原则是 (

)A．充分利用自然界的物质和能量B．追求经济效益的最大化C．尽量减少有害生物的种类D．提高沼气池的转化效率第二十二页，共四十八页。【解析】

良性生态农业是最大限度提高物质和能量利用率，减少环境污染，增加生态系统稳定性。当追求经济最大化的时候，环境的污染情况不能保证，提高沼气利用率是物质利用方面。【答案】

A第二十三页，共四十八页。2．(2012·北京东城一模)下图是对有机废弃物进行处理的一种方案，请回答问题：第二十四页，共四十八页。(1)施用有机肥料有利于提高农作物的产量，原因是土壤微生物分解有机肥料所产生的________使农作物的光合作用强度得到提高。(2)从资源化、无害化角度分析，途径②、③优于④的原因是______________________________________________。(3)少量有机废弃物排入河流，不会使河流中的生物种类和数量发生明显变化，这说明生态系统具有________能力。(4)焚烧塑料垃圾所产生的二英会诱发________基因突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。第二十五页，共四十八页。(5)能降解塑料的微生物属于生态系统的何种成分？________。应在________的土壤中寻找能降解塑料的微生物，从含有多种微生物的土壤中分离出这类微生物，需使用________培养基。若利用DNA重组技术将降解塑料的基因导入某些土壤微生物(如：根瘤菌)中，则土壤中的塑料有望得到较快降解，该技术的核心是构建基因表达载体，此过程使用到的酶有__________________________。第二十六页，共四十八页。【解析】

(1)施用的有机肥料被土壤中的微生物通过细胞呼吸分解生成无机物(CO2和无机盐)，CO2和无机盐都可以提高农作物的光合作用强度，有利于提高农作物的产量。(2)对有机废弃物进行②⑧的处理，既实现了物质和能量的多级利用，又减少了④处理过程中产生的污染问题。(4)正常细胞在致癌因子的作用下，原癌基因和抑癌基因发生突变，使正常细胞变成不受机体控制的癌细胞。焚烧塑料垃圾所产生的二英属于化学致癌因子。第二十七页，共四十八页。(5)能分解塑料的微生物属于生态系统成分中的分解者，将其体内控制分解塑料的基因分离出来，再利用基因工程技术导入某些土壤微生物体内，可得到能大量降解塑料的微生物，从而解除塑料带来的污染。基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。第二十八页，共四十八页。【答案】

(1)CO2和无机盐(2)通过多层分级利用有机废弃物的物质，既充分利用有机物中的能量、又减少环境污染(3)自我调节(自我净化)(4)原癌基因和抑癌(5)分解者富含塑料垃圾选择限制性核酸内切酶、DNA连接酶第二十九页，共四十八页。实例问题原理对策案例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，以解决人多地少的矛盾物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理建立综合发展型生态工程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、系统学和工程学原理运用多种原理，应用多种措施综合治理甘肃陇南县“九子登科”模式第三十页，共四十八页。实例问题原理对策案例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缩小和破坏控制污染、退田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、恢复植被赤峰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、城市绿化第三十一页，共四十八页。第三十二页，共四十八页。(1)与其他自然生态系统相比，输入该生态系统的能量有________和________。(2)人工湿地可以净化城市污水，但对污水排放量还要加以控制，原因是________________________________。(3)除净化水质外，人工湿地还具有旅游观光和蓄洪防旱等多方面的功能，这主要是体现了生物多样性的________价值。(4)实地调查中发现，该湿地物种丰富度逐渐增加，其群落演替类型是________。第三十三页，共四十八页。(5)若在此基础上，进一步建立一个集污水净化、休闲、养鱼为一体的新型人工生态系统，其主要目的是___________________________________________。【解析】

(1)输入自然生态系统的能量来自于生产者固定的太阳能，而该人工系统的能量来源还有污水中有机物中的化学能。(2)人工湿地可以净化城市污水，说明生态系统具有自我调节能力，但对污水排放量还要加以控制，因为生态系统的自我调节能力是有限的。(3)“旅游观光”属于生物多样性的直接价值，而蓄洪防旱等属于生物多样性的间接价值。第三十四页，共四十八页。(4)由于该群落演替时，群落中已经存在土壤条件，因此属于次生演替。(5)研究能量流动，可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统，设法调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。【答案】

(1)生产者固定的太阳能污水中有机物中的化学能(2)生态系统的自我调节能力是有限的(3)直接价值和间接(4)次生演替(5)设法调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分第三十五页，共四十八页。1.生态工程实例的模式各具特色，关键是理解其中运用的主要生态工程原理。2.进行生态工程建设时，应该积极利用自然生态系统强大的自我恢复力，节省投资。3.生态工程的恢复作用是有限的，不能误认为只要有生态工程就可以走发达国家“先污染、破坏，后治理”的老路。第三十六页，共四十八页。1．(2012·长春调研)南京古泉生态农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、养蚯蚓、养蘑菇和种植果树等生产过程合理地组合在一起，形成一个良好的循环系统。下列相关说法错误的是 (

)A．沼气是一种清洁可再生的能源B．果园内蚯蚓能改良土壤，在该生态系统中属于分解者C．从生态学角度看，人与畜禽的关系只是捕食关系D．农场内各种农产品的生产互相协调、互惠互利实现了对能量和物质的多级利用第三十七页，共四十八页。【解析】

从生态学角度看，人与畜禽的关系除了捕食关系，还有竞争关系，因此C项错误。【答案】

C第三十八页，共四十八页。2．(2012·浙江余杭中学一检)位于浙江省景宁县的炉西峡，号称华东第一峡，山峰俊秀，景色优美，河床全长40多千米，生活着100余只稀有动物短尾猴，这里同时也是娃娃鱼的栖息地。当地政府拟在此建立水电站，专家认为这将增加灌溉面积上万亩，有灌溉的地方将成为绿洲，但对娃娃鱼和短尾猴的生存造成威胁。对于本案例，体现水利工程的优点和带来的消极影响分别是 (

)①山体滑坡②水质恶化③防止洪涝灾害④改善航运条件⑤局部气候改变⑥开发清洁能源⑦破坏原生态系统⑧改善区域生态环境第三十九页，共四十八页。A．⑤，①②

B．⑧，⑦C．③⑤，⑦

D．⑧，②【解析】

抓住题干信息是解题的关键。“增加灌溉面积上万亩，有灌溉的地方将成为绿洲”说明有利于改善区域生态环境；“对娃娃鱼和短尾猴的生存造成威胁”说明会破坏原生态系统。【答案】

B第四十页，共四十八页。3．珠江三角洲的农民充分利用自然条件，建立了该地特有的桑基鱼塘。据图回答问题：第四十一页，共四十八页。(1)该人工生态系统中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，各类生物数量要____________________________________________。(2)建立这一生态系统的目的是使生产者固定的能量________；其能量利用率高的原因是其在营养结构上具有________的特点。(3)蚕沙、桑叶进入鱼塘经过________的作用又被桑基植被所利用。蚕沙中的氨经过________的作用，形成________，被植物利用。第四十二页，共四十八页。(4)概括地说，该生态系统功能的维持取决于_______。(5)该系统能体现系统学和工程学原理吗？请简要说明。______________________________________________。【答案】

(1)生产者和分解者'能量'保持相对稳定(2)流向对人类最有益的部分'食物链短(3)分解者'硝化细菌'硝酸盐和亚硝酸盐(4)生产者、消费者和分解者之间的物质循环和能量流动在较长时间内保持平衡第四十三页，共四十八页。(5)能。系统中的各组分及其相互关系是经过精心设计的，是一种优化结构，各部分