2024高考生物一轮复习第10单元现代生物科技专题第38讲生态工程学案

PAGE7-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)学问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\x(\s\up1(01))已被破坏的生态环境进行eq\x(\s\up1(02))修复重建，对造成环境污染和破坏的eq\x(\s\up1(03))传统生产方式进行改善，并提高生态系统的eq\x(\s\up1(04))生产力，从而促进eq\x(\s\up1(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\x(\s\up1(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\x(\s\up1(07))环境污染，达到eq\x(\s\up1(08))经济效益和eq\x(\s\up1(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\x(\s\up1(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\x(\s\up1(11))污染物，能够成为本系统或者另一个系统的eq\x(\s\up1(12))生产原料，从而实现废物的资源化。(2)手段：eq\x(\s\up1(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。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\x(\s\up1(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困难的生态系统具有较高的eq\x(\s\up1(02))反抗力稳定性。(“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，须要考虑eq\x(\s\up1(03))环境承载力。(太湖富养分化问题)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\x(\s\up1(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\x(\s\up1(05))系统的结构确定功能原理和eq\x(\s\up1(06))系统整体性原理。(桑基鱼塘、珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系)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；系统整体性原理强调系统各组分之间要有适当的比例关系，只有这样才能顺当完成能量、物质、信息等的转换和流通，并且实现整体功能大于各部分之和，即“1＋1>2”，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．生态工程的实例类型主要原理问题对策案例农村综合发展型生态工程eq\x(\s\up1(01))物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理资源有限，人多地少建立农村综合发展型生态工程窦店村以沼气工程为中心的物质多级循环利用工程小流域综合治理生态工程eq\x(\s\up1(02))整体性原理、协调与平衡原理、系统学和工程学原理小流域的水土流失严峻运用多种原理，应用多种措施综合治理甘肃陇南县“九子登科”的治理模式eq\x(\s\up1(03))大区域生态系统恢复工程物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理土地荒漠化退耕还林还草、植树造林等“三北”防护林、退耕还林还草工程湿地生态复原工程eq\x(\s\up1(04))协调与平衡原理、整体性原理、物种多样性原理湿地缩小和破坏限制污染、退耕还湖鄱阳湖湿地生态复原工程续表类型主要原理问题对策案例矿区废弃地的生态恢复工程系统学和工程学原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理矿区生态问题修复土地、复原植被赤峰市元宝山矿区生态复原工程城市环境生态工程协调与平衡原理、整体性原理、物质循环再生原理环境污染城市绿化、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2．生态工程发展的前景(1)“生物圈2号”生态工程试验的启示：使我们相识到人与eq\x(\s\up1(05))自然和谐共处的重要性，深化了我们对自然规律的相识。(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\x(\s\up1(06))破坏的生态系统进行eq\x(\s\up1(07))生态复原。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爱护，更要注意与eq\x(\s\up1(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．下列实例与其体现的生态工程原理对应正确的是()A．农作物合理密植——协调与平衡B．农作物间作套种——整体性原理C．垃圾分类回收——系统学与工程学原理D．自然混合林——物质循环再生原理答案A解析农作物合理密植体现的原理是协调与平衡原理，A正确；农作物间作套种，体现的是物种多样性原理，B错误；垃圾分类回收体现的是物质循环再生原理，C错误；自然混合林体现的是物种多样性原理，D错误。2．(2024·河南开封一模)请回答下列与生态工程有关的问题：(1)生态经济主要是通过实行“________”的原则，而相关的最重要手段之一是生态工程。如人们对已被破坏的生态环境进行修复和重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，促进了人和自然的和谐发展。(2)“全面节约资源有效推动，能源资源消耗强度大幅下降”，其手段之一是实现废弃物的资源化，这在很大程度上与生态工程所遵循的“________原理”有关。(3)早期建设“三北防护林”过程中，辽宁某地区的梓子松林由于生物种类过于单一，使得松毛虫肆虐，原本茂密葱绿的森林甚至成为鸟兽了无踪影的“不毛之地”。这与生态工程所遵循的“________原理”不符，与该基本原理相应的生态学理论基础是________。(4)珊瑚虫与某些藻类共生组成的珊瑚礁区，众多的生物通过食物链关系相互依存，就可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的生物量，提高了系统生产力。珊瑚礁之所以能够保持如此高的生产力，得益于实现了“1＋1>2”的“________原理”。(5)人类处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统之中，在植被贫瘠地区号召农夫植树造林的同时，还应关注他们的生活问题，才能避开发生“前面造林，后面砍林”的现象，从根本上达到造林护林的目的。这遵循的是生态工程的“________原理”。(6)我国南方地区的“桑基鱼塘”模式，把森、蚕、鱼、稻等单个生产系统通过优化组成，有机地整合到一起，成为高效生态系统。此与生态工程建设所遵循的“______________________原理”有关。(7)生态工程对复原和重建受损的生态环境有重要作用，但为什么不能走“先污染、破坏，后治理”的老路？_____________________________________________________。答案(1)循环经济(2)物质循环再生(3)物种多样性生态系统的稳定性(4)系统整体性(5)整体性(6)系统的结构确定功能(7)生态系统的复原力稳定性是有肯定限度的，导致了生态工程的局限性，使生态工程并不能解决全部的污染、破坏问题解析(1)生态经济主要是通过实行“循环经济”原则，而相关的最重要的手段之一就是生态工程。(2)实现废弃物的资源化在很大程度上与生态工程所遵循的“物质循环再生原理”有关。(3)某生态系统物种过于单一，与生态工程所遵循的“物种多样性原理”不符，物种越少，反抗力稳定性越低，越简洁受到外界环境的干扰，与该基本原理相应的生态学理论基础是生态系统的稳定性。(4)系统整体性是指系统各组分之间要有适当的比例关系，只有这样才能顺当完成能量、物质和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。(5)整体性原理是指人类处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统中，进行生态工程建设时，不但要考虑自然生态系统的规律，还要考虑对社会和经济等系统的影响力。(6)“桑基鱼塘”的模式应用了生态工程的“系统的结构确定功能”的原理。(7)生态系统的复原力稳定性是有肯定限度的，导致了生态工程的局限性，使生态工程并不能解决全部的污染、破坏问题。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、谁复原”的原则，建立健全矿区生态环境复原治理的责任机制。下列关于矿区废弃地生态复原的叙述合理的是()A．矿区废弃地生态复原的关键是尽可能依靠自然演替复原其生态功能B．适用于矿区生态环境复原的措施是开发农田，增加农夫收入C．该生态工程复原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复原工程的关键是植被复原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；矿区生态系统复原的措施是平整压实土地，人工制造表土、植树种草，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很多不良地质灾难，D不合理。4．生态工程是人类学习自然生态系统“才智”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，其主要缘由是生态系统的________________稳定性降低，这主要违反了生态工程的________________原理。(3)在湿地生态复原工程中，应在湿地四周建立缓冲带，以尽量削减________________，使湿地依靠________________等机制复原其生态功能。(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)依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方法：__________________________________________________。答案(1)物质循环环境污染(2)反抗力物种多样性(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，生态系统的养分结构越简洁，反抗力稳定性越低，越简洁遭到破坏。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。(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。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，削减环境污染。(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)大区域生态系统复原工程：考虑树种生态适应性问题，种植相宜品种；考虑物种多样性，保证防护林体系稳定性。(4)湿地生态复原工程：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)矿区废弃地的生态复原工程：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，禁止运用有铅汽油；解决水污染，削减或禁止污水排放，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，不同复原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，人工林反抗力稳定性的改变是________；群落中植物物种数渐渐增加，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加竞争(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整实力增加，反抗力稳定性增加。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．(2024·浙江自选)某农户建立了小型的“蔬菜—鸡、猪—沼气”系统。请回答：(1)这一系统属于人工干预下的________生态系统，其生物组成成分包括生产者、消费者和________，