2020年高考生物一轮复习讲义选修3第十单元第38讲生态工程

第38讲生态工程[考纲明细]1.简述生态工程的原理(Ⅱ)2.生态工程的实例(Ⅰ)知识自主梳理一、生态工程和生态经济1．生态工程(1)生态工程的概念：指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对eq\o(□,\s\up3(01))已被破坏的生态环境进行eq\o(□,\s\up3(02))修复重建，对造成环境污染和破坏的eq\o(□,\s\up3(03))传统生产方式进行改善，并提高生态系统的eq\o(□,\s\up3(04))生产力，从而促进eq\o(□,\s\up3(05))人类社会和自然环境的和谐发展。(2)生态工程建设的目的：遵循eq\o(□,\s\up3(06))自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止eq\o(□,\s\up3(07))环境污染，达到eq\o(□,\s\up3(08))经济效益和eq\o(□,\s\up3(09))生态效益的同步发展。(3)生态工程的特点：与传统的工程相比，生态工程是一类eq\o(□,\s\up3(10))少消耗、多效益、可持续的工程体系。2．生态经济(1)原则：实行“循环经济”，使一个系统产出的eq\o(□,\s\up3(11))污染物，能够成为本系统或者另一个系统的eq\o(□,\s\up3(12))生产原料，从而实现废物的资源化。(2)手段：eq\o(□,\s\up3(13))生态工程。(3)模式：实现“原料→产品→原料→产品”的无废弃物生产体系。[深入思考]如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？提示对环境造成危害的污染物，采用一定的措施和技术，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。二、生态工程所遵循的基本原理1．物质循环再生原理物质在生态系统中循环往复，eq\o(□,\s\up3(01))分层分级利用。(如无废弃物农业)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eq\o(□,\s\up3(02))抵抗力稳定性。(“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)3．协调与平衡原理生物与环境的协调与平衡，需要考虑eq\o(□,\s\up3(03))环境承载力。(太湖富营养化问题)4．整体性原理人类处于社会—经济—自然复合而成的巨大系统中。进行生态工程建设时，不但要考虑自然生态系统的规律，还要考虑到eq\o(□,\s\up3(04))经济和社会等系统的影响力。(林业建设中自然生态系统与社会、经济系统的关系问题)5．系统学和工程学原理包括eq\o(□,\s\up3(05))系统的结构决定功能原理和eq\o(□,\s\up3(06))系统整体性原理。(桑基鱼塘、珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系)[深入思考]生态工程的整体性原理与系统整体性原理的比较。提示整体性原理指社会、经济、自然三方面协调统一，保障整个系统的稳定与平衡，例如林业建设中自然系统、社会系统与经济系统的关系问题，即种树的同时考虑经济收入、粮食、燃料等问题；系统整体性原理强调整体大于部分之和，即“1＋1>2”，目的是保持系统有很高的生产力，互利共生的生物能体现系统整体性原理，如藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌、地衣中藻类和真菌等。三、生态工程的实例及发展前景1．生态工程的实例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eq\o(□,\s\up3(05))自然和谐共处的重要性，深化了我们对自然规律的认识。(2)我国生态工程发展前景的分析与展望①西方发达国家生态工程的特点：目标是治理环境污染，集中于对eq\o(□,\s\up3(06))破坏的生态系统进行eq\o(□,\s\up3(07))生态恢复。②我国目前的生态危机不单纯是环境污染问题，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”。③我国生态工程的特点：不但要重视对生态环境的保护，更要注重与eq\o(□,\s\up3(08))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。考点题型突破考点eq\o(\s\up17(),\s\do17())生态工程的原理和实例分析题型一生态工程的原理1．下列有关生态工程原理的说法，正确的是()A．农作物合理密植，遵循的是协调与平衡原理B．农作物间作套种，遵循的是整体性原理C．前面造林，后面砍树，违反的是系统学与工程学原理D．某湖泊中水体富营养化，引起大面积水华，违反的是物种多样性原理答案A解析农作物间作套种，遵循的是物种多样性原理，B错误；前面造林，后面砍树，违反的是整体性原理，C错误；某湖泊中水体富营养化，引起大面积水华，违反的是协调与平衡原理，D错误。2．(2018·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：(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。①在图中用箭头标出生产过程中物质循环的方向。②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？____________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)系统学和工程学物质循环再生(2)①如图所示：②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)①物质在生物群落与无机环境间可以反复出现，循环运动，环境中的无机物可以被植物利用，植物秸秆中的有机物也可以通过沼气池的发酵作用回归无机环境，再次被生产者利用，方向如图：。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，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4～5个营养级，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。题型二生态工程的实例3．目前我国在矿产资源开发中，坚持“谁污染、谁治理”“谁破坏、谁恢复”的原则，建立健全矿区生态环境恢复治理的责任机制。下列关于矿区废弃地生态恢复的叙述合理的是()A．矿区废弃地生态恢复的关键是尽可能依靠自然演替恢复其生态功能B．适用于矿区生态环境恢复的措施是开发农田，增加农民收入C．该生态工程恢复所遵循的主要原理是系统学和工程学原理D．矿石的开采只是破坏生态环境，不会产生其他危害答案C解析矿区废弃地生态恢复工程的关键是植被恢复和土壤微生物群落的重建，这主要依靠人类的活动，A不合理；矿区的土壤条件恶劣，不适宜农作物的生长，B不合理；矿山开发形成大量岩质陡边坡及矿渣废弃地，边坡的不稳定性导致许多不良地质灾害，D不合理。4．生态工程是人类学习自然生态系统“智慧”的结晶。请回答下列关于生态工程的问题：(1)生态工程建设的目的就是遵循自然界________________的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止________________，达到经济效益与生态效益的同步发展。(2)在农业和林业生产中，连年种植单一品种会造成病虫害增加，其主要原因是生态系统的________________稳定性降低，这主要违反了生态工程的________________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________________等机制恢复其生态功能。(4)在城市环境治理中，要进行城市生态分区，合理分布工业区、居住区、生态绿地等，这主要体现了生态工程的___________________原理。(5)根据生态工程方面的内容，请你列举出一种对城市垃圾的处理办法：_____________________________________________________________________________________________________________。答案(1)物质循环环境污染(2)抵抗力物种多样性(3)人类的干扰自然演替(4)整体性(5)对垃圾进行分类处理，并实现垃圾资源化利用；改露天放置为掩埋处理，地表种植植物等(合理即可)解析(1)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，达到经济效益与生态效益的同步发展。(2)一般来说，生态系统的营养结构越简单，抵抗力稳定性越低，越容易遭到破坏。连年种植单一品种导致病虫害增加，主要违反了生态工程的物种多样性原理。(3)在湿地生态恢复工程中，应建立缓冲带，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)工业区、居住区、生态绿地等分别相当于“经济”“社会““自然”，在城市生态工程建设中要把经济—社会—自然当作一个整体来考虑，这体现了生态工程的整体性原理。知识拓展不同生态工程实例中的关键点(1)农村综合发展型生态工程：核心是沼气工程，优点是开发可更新资源，减少环境污染。(2)小流域综合治理生态工程：“综合”表现在同时考虑到生态效益和经济效益，不同气候带、不同自然条件和不同经济发展水平的地区，各具特色。(3)大区域生态系统恢复工程：考虑树种生态适应性问题，种植适宜品种；考虑物种多样性，保证防护林体系稳定性。(4)湿地生态恢复工程：主要措施是退耕还湖；主要困难是解决迁出湖区居民的生计问题。(5)矿区废弃地的生态恢复工程：种植耐旱的灌木、草和树；改良表土。(6)城市环境生态工程：解决大气污染，禁止使用有铅汽油；解决水污染，减少或禁止污水排放，进行污水净化。方向真题体验1．(2014·重庆高考)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图所示。t0→t1，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；t1→t3，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。答案(1)分解者种子或繁殖体增强竞争(2)整体性解析(1)在生态系统中，将有机物转化为无机物的生物是分解者。人工林土壤中存在种子或繁殖体，会导致群落物种数增多，进而使人工林自我调节能力增强，抵抗力稳定性增强。由于阳光等资源有限，群落中植物物种数增加，物种间竞争加剧。(2)人工林建设和园林景观构建，既改善了生态环境，又提高了社会和经济效益，这主要体现了生态工程的整体性原理。2．(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→曝气池→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，水生植物、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。答案(1)无氧和有氧(或细胞)(2)群落一生产者太阳(3)物质循环再生物种多样性系统学和工程学(答出两点即可)(4)已被破坏