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(共34张PPT)
第4章　人与环境
第3节　生态工程
一　生态工程的基本原理
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研习任务　关注生态工程建设和生态工程的基本原理
生态学　
系统学　
分析、设计和调控　
已被破坏的生态环境　
生产力　
生态环境　
人类社会与自然环
境　
生态学　
环境污染　
生态效益　
少消耗　
可持续　
自组织、自我调节　
整体、协调、循
环、自生　
自组织　
自我更新和维
持　
生物组分　
生物多样性　
生长、发育、繁殖　
互利共存关系　
迁移与转化　
迁
移顺畅　
转化率　
废物　
（3）协调
①理论基础：处理好生物与生物、 的协调与平衡。
②注意事项：需要考虑 。如果生物的数量超过了环境承载力的限度， 就会引起系统的失衡和破坏。
③实例：如西北地区不适于种植乔木类的杨树。
生物与环境　
环境容纳量　
（4）整体
①要求
a.遵从自然生态系统的规律，各组分之间要有 ，不同组分之间应构 成 ，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。
b.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 仅要考虑自然生态系统的规律，更要考虑 等系统的影响力。
②意义：统一协调当前与长远、 、开发建设与 之间的关 系，保障生态系统的平衡和稳定。
③实例：在林业工程建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题。
适当的比例　
有序的结构　
经济和社会　
局部与整体　
环境保护　
√

互动探究
1. 【生活情境】20世纪50年代以来，“石油农业”得到飞速发展。“石油农业”大 量使用以石油产品为动力的农业机械，大量使用以石油制品为原料的化肥、农药等农 用化学品。该模式提高了农业生产效率和农产品产量，但也曾因一度出现全球性的石 油危机和生态环境的不断恶化而暴露出它在经济、技术、生态上均存在一定弊端或潜 在威胁。
（1）分析“石油农业”的利与弊
①利： 　　　　　　　。
②弊： 　　　　　　　。
（2）生态农业与传统农业的比较
比较项目 生态农业 传统农业
基本原理 生态学、工程学 工程学
调节机制 人为辅助下的自我调节 人为调控
与环境的关系 协调 破坏环境
主要能源 太阳能 化学能
生物多
样性 得到保护 减少
提示：（1）①其投入高，产出也高，对保障粮食安全和提高人民生活水平起到了巨 大的作用
②其生产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
2. 自生原理
【生活情境】湿地保护是生态文明建设的重要内容，事关国家生态安全，事关经济社 会可持续发展，我国正在加快建立系统完善的湿地保护修复制度。到2020年，全国湿 地面积不低于8亿亩，其中自然湿地面积不低于7亿亩。
（1）河流受到轻微污染时，能很快自我消除污染，河流中的生物种类和数量不会受 到明显影响，说明生态系统具有什么能力？
（2）在湿地修复过程中，应该选择具有什么特点的多种水生植物？还应创造什么条 件以改善水生生物的生存环境？
提示：（1）自我调节能力。
（2）应该选择污染物净化能力较强的多种水生植物。移除水体中富营养化沉积物和 有毒物质，减少水体污染物，增加水体溶氧量。
3. 循环原理
【图表情境】如图表示“无废弃物农业”的物质循环再生示意图，探究下列问题：
（2）图示无废弃物农业生态系统是怎样实现物质的循环利用的？
（3）如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话？
提示：（1）物质能够在各类生态系统中，进行区域小循环和全球地质大循环，循环 往复、分层分级利用，从而达到取之不尽、用之不竭的效果。
（2）该生态系统的人粪尿、牲畜粪便、作物残留都再返回农田土壤里被微生物分 解，供生产者利用。
（3）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率，减少了资源的浪费。
（1）通过分析“无废弃物农业”物质再生示意图，总结循环的含义是什么。
4. 协调原理
【生活情境】我国西北一些地区的年降水量小于450 mm。20世纪70年代，在冀西北 坝上地区营造的大量杨树防护林，在防风固沙、保持水土、调节气候、保护农田生态 系统等方面发挥着重要作用。但是，近年来，该地区的杨树防护林相继出现了明显的 衰退现象，林木大面积枯死，防护功能明显下降。
（1）遵循协调原理，在我国西北地区进行防护林建设时，应选择哪类植物？
（2）如果在该地区进行放牧，你认为应该注意什么问题？
提示：（1）种植耐干旱的灌木和草本植物。
（2）合理确定牲畜数量，不能超过环境容纳量。
5. 整体原理
【图表情境】如图表示社会—经济—自然复合系统，探究下列问题：
（1）依据该系统分析，在进行林业工程建设时，应将生态与哪些方面结合起来，才 能从根本上达到造林和护林的目的？
（2）遵循整体原理，进行生态工程建设时，更应该考虑哪个问题？
提示：（1）社会、经济。
（2）不仅要考虑自然生态系统的规律，更要考虑经济和社会等系统的影响力。
典题评析
[例]　（2024·河北邢台高二月考）在设计某地人工生态林时，某同学提出以下观点： ①尽量增加树木种类；②可选择经济价值较高的树种。上述观点提出时遵循的主要生 态工程建设原理是（　　）
A. 自生原理、整体原理
B. 自生原理、协调原理
C. 循环原理、整体原理
D. 自生原理、循环原理
解析：尽量增加树木种类，增加物种多样性，可提高生态系统的稳定性，遵循自生原 理；选择经济价值较高的树种，考虑收益问题，遵循整体原理，A正确。
A
常见生态工程实例快速准确
判断所遵循的原理
（1）无废弃物农业——遵循循环原理；
（2）在人工林中增加植被层次——遵循自生原理；
（3）太湖水体富营养化引起大面积水华——违背自生原理和协调原理；
（4）前面造林，后面砍树——违背整体原理；
（5）草原确定合理载畜量，不能过度放牧——遵循协调原理；
（6）单一人工林比天然混合林稳定性低、易爆发虫害——违背自生原理；
（7）湿地的破坏，水体的污染——违背自生原理；
（8）引种时考虑是否适应环境——遵循协调原理。
A. 生态工程研究的对象是社会—经济—自然复合生态系统
B. “退耕还林”“退耕还草”属于生态工程的内容
C. 生态工程应遵循“整体、协调、循环、自生”的原则
D. 实施生态工程的目的是环境保护
解析：生态工程建设的目的是遵循生态学规律，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，即少消耗、多效益、可持续的工程体 系，D错误。
D
A. 鸡粪中所含的能量属于鸡未摄入的能量
B. 此生态系统中，小球藻既是生产者，又是分解者
C. 用鸡粪沼液培养小球藻符合生态工程的循环原理
D. 小球藻制造有机物时所需要的能量来自鸡粪沼液
解析：鸡粪中所含的能量属于鸡摄入的能量，但不属于鸡同化的能量，A错误； 此生态系统中，小球藻属于生产者，但不属于分解者，B错误；用鸡粪沼液培养 小球藻符合生态工程的循环原理，C正确；小球藻制造有机物时所需要的能量来 自光能，D错误。
C
A. 将牛粪、猪粪直接施入沼气池，可以为沼气池中的微生物生长提供物质和能量
B. 该系统遵循了自生原理、循环原理等
C. 该系统的主要成分是蔬菜，人、牛、猪等均为消费者，两者构成了食物网
D. 由于废弃物的再利用，提高了该系统中各营养级之间的能量传递效率
D
解析：将牛粪、猪粪直接施入沼气池，可以被微生物将其中的有机物分解为无机物， 同时实现能量多级利用，A正确；该生态系统将农业废弃物的转化、再生和资源化等 综合起来，同时又增加了蔬菜的种植和猪、牛等家畜的饲养，遵循了自生原理、循环 原理等，B正确；生产者是生态系统的主要成分，又是基石，人、猪和牛直接或间接 取食生产者（蔬菜），生产者和消费者构成了食物链、食物网，C正确；废弃物的再 利用提高了能量的利用率，但不能提高生态系统中各营养级之间的能量传递效率，D 错误。
课堂小结
课堂记要：
　　　　　　　　
　　　　　　　　
　　　　　　　　
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课堂强研习 合作学习 精研重难
课堂小测试　诊断学习效果
A. 与传统工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系
B. 能防止环境破坏和环境污染
C. 遵循生态系统物质循环规律，能提高能量利用率
D. 生态工程能解决所有环境问题
解析：生态工程建设的目的是遵循生态学规律，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。与传统的工程相比，生态工程是一类少 消耗、多效益、可持续的工程体系，在实践中得到了广泛应用，但生态工程不能解决 所有的环境问题，D错误。
D
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A. 循环原理，在于使各种生态系统的物质循环可以顺利进行，尽量减少产生废弃物
B. 自生原理，是各种生物之间通过食物链的相互作用，使各种生物种群数量保持基 本稳定
C. 整体原理，只考虑自然生态系统的规律，所有的人类活动必须完全以生态系统的 稳定为核心
D. 协调原理，处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡，需要考虑环境容纳量
解析：在进行生态工程建设时，既要考虑自然生态系统的规律，又要考虑自然、经 济、社会的整体影响，C错误。
C
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A. 冬奥会设计遵循循环、协调、整体等生态学原理
B. 对动植物的系列保护措施只保护了物种的多样性
C. 垃圾回收再利用提高了生态系统的能量利用效率
D. 北京冬奥会采取的系列举措在保护生态环境的同时，实现了经济绿色、低碳的高 质量协同发展
B
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解析：冬奥会通过建立动植物监测系统、动物救助中心、低碳交通保障体系、垃圾回 收利用体系等多项举措，兑现了“绿色办奥”的庄严承诺，所以冬奥会设计遵循循 环、协调、整体等生态学原理，A正确；保护生物多样性就是保护物种多样性、遗传 多样性和生态系统多样性，B错误；垃圾回收再利用实现了能量多级利用，提高了生 态系统的能量利用效率，C正确；冬奥会通过建立动植物监测系统、动物救助中心、 低碳交通保障体系、垃圾回收利用体系等多项举措，在保护生态环境的同时，实现了 经济绿色、低碳的高质量协同发展，D正确。
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A. 生物防治技术的理论基础是种群内个体的竞争
B. 套种、间种和轮种体现了物质的良性循环技术
C. 风能和潮汐能的开发技术不属于生态工程范畴
D. “过腹还田”可使农作物秸秆得到多途径的利用
解析：生物防治技术的理论基础是种间的捕食关系和竞争关系，A错误；套种、间种 和轮种是合理使用资源，体现协调原理，无物质循环的体现，B错误；风能和潮汐能 的开发技术属于洁净可再生的新能源开发技术，体现了整体原理，属于生态工程范 畴，C错误；“过腹还田”是指将动物粪便施投到农田，实现了物质的良性循环和多 途径利用，D正确。
D
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A. 生物氧化塘利用了生态工程的循环等原理
B. 在该氧化塘中引进硝化细菌有利于对污水的处理
C. B层中的藻类和细菌具有种间互助关系
D. 出水处只要对细菌数量进行有效控制便可排放
D
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6. 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结合成一种高效良性 的循环，生态效益达到了良性发展。请就此生态农场的特点，完成下列问题：
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（2）该系统工程的核心之一是沼气池，沼气的制作如图1所示。
①在图1中标出箭头，表示生产过程中的物质循环。
答：如图所示
土壤
中的无机物得不到补充，物质循环受到破坏，土壤肥力下降
（1）该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的 原理。
循环、自生、整体　
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（3）在该生态农场中存在如图2所示的物质循环过程，据图分析，下列叙述错误的 是 。
A. 物质经过多级利用，实现了良性循环
B. 每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益
C. 食用菌和蚯蚓等分解者的加入有利于实现系统的物质和能量的循环利用
D. 由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染
（4）有人认为生态农业建设中，食物链越长越好。请你结合所学的有关生态工程原 理，分析该结论是否正确，为什么？
答：不正确。因为食物链越长，营养级越多，各食物链中的生物数量难以达到一定规 模，影响经济效益；同时由于能量是逐级递减的，所以高营养级生物获得的能量较 少，该营养级生物数量也较少。
C　
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