资源简介

专题5 生态工程
【高考目标定位】
1、生态工程的基本原理
2、生态工程建设的实例
【考纲知识梳理】
一、生态工程的原理
1、生态工程建设的目的：遵循自然界物质循环规律，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。
2、生态工程的特点：少消耗、多效益、可持续。
3、生态工程所遵循的基本原理
项目 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 无废弃物农业
物种多样[21世纪教育网]性原理 生态系统的稳定性 生物多样性程度高，可提高系统的抵抗力稳定性 “三北”防护林建设中的单纯林问题，珊瑚礁生态系统的生物多样性问题
协调与平衡原理 生物与环境的协调与平衡 可避免系统的失衡和破坏 太湖富营养化问题
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 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[21世纪教育网]工程学原理 系统的结构决定功能原理：分布式优[21世纪教育网]于集中式和环式 改变和优化系统的结构以改善[21世纪教育网]功能 桑基鱼塘21世纪教育网
系统整体性原理：整体大于部分 保持很高的系统生产力 珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系
【要点名师精解】
一、生态工程的实例分析
类型 主要原理 注意问题
农村综合发展型生态工程 物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理 ①核心：沼气工程②优点：农林牧副渔全面发展；开发可更新资源，减少环境污染
小流域综合治理生态工程 整体性原理、协调与平衡原理、工程学原理 ①“综合”表现在同时考虑到生态效益和经济效益②不同气候带、不同自然条件和不同经济发展水平的地区，生态工程模式应各具特色
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 工程建设中应注意的问题①考虑树种生态适应性问题，种植适宜品种②考虑树种多样性，保证防护林体系稳定③不同地区应根据当地情况采取不同策略
湿地生态恢复工程 协调与平衡原理、整体性原理 主要措施：退耕还林主要困难：解决迁出湖区居民的生计问题
矿区废弃地的生态恢复工程 系统学和工程学原理 ①种植耐旱的灌木、草和树②确定合理载牧量③改良表土
城市环境生态工程 协调与平衡原理、整体性原理 ①解决大气污染措施：禁止使用有铅汽油②水污染：减少或禁止污水排放，进行污水净化
【例1】一青年农民利用自己学习的生态学知识在自家庭院里搞了一个小型生态农业, 使0.25亩的庭院创收达几万元。其物质循环和能量流动如右图所示, 对该系统叙述正确的有（）
A．该系统中, 人的因素非常关键, 其中生产者是葡萄
B．该系统体现了物质、能量多级利用和高效转化
C．该系统内蘑菇、甲烷菌等为分解者
D．猪在其中为三级消费者
【解析】考查生态农业的知识，猪应该为第二营养级。
【答案】ABC
【感悟高考真题】
（2010·全国1高考）5.右图是一个农业生态系统模式图，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.多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率
C.沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用
D.沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者
【解析】本题主要考查生态学的相关知识，考查学生的理解能力和获取信息能力。在该农业生态系统中，农作物可以成为家畜的饲料和人的食物，家畜也能成为人的食物，沼气池中的微生物可以利用农作物秸秆、人和家畜粪便中的有机物，而沼液和沼渣又可以为农作物提供肥料，沼气池发酵产生的沼气又能成为人类的能源物质，实现了能量的多级利用，提高了该生态系统的能量利用率。沼气池中的微生物利用的是无生命的有机物，因此在生态系统中的地位属于分解者。能量是不能循环利用的，所以C项的叙述是错误的。
【答案】C
（2010·海南高考）20．有一种生态农业模式是在水稻田中养鸭，利用鸭控制稻田中的杂草和害虫，鸭粪用作肥料。下列关于该模式的叙述中，错误的是
A．杂草和水稻是生产者
B．鸭与害虫的种间关系为捕食关系
C．杂草和水稻的种间关系为竞争关系
D．水稻、鸭、害虫和杂草组成了一个农田生态系统
【答案】D
（2009·全国理综）（10分）某种植玉米的农场，其收获的玉米籽粒既作为鸡的饲料，也作为人的粮食，玉米的秸秆则加工成饲料喂牛，生产的牛和鸡供人食用。人，牛，鸡的粪便经过沼气池发酵产生的沼气作为能源，沼渣，沼液作为种植玉米的肥料。据此回答（不考虑空间因素）：
（1）请绘制由鸡，牛，玉米和人组成的食物网：
（2）牛与鸡之间 （有，无）竞争关系，理由是 。人与鸡的种间关系是 ，人与牛的种间关系是 。
（3）流经该农场生态系统的总能量来自 所固定的 ，无机环境中的碳以 形式进入该人工群落。
（4）假设该农场将生产玉米的1/3作为饲料养鸡，2/3供人食用，生产出的鸡供人食用，现调整为2/3的玉米养鸡，1/3供人食用，生产出的鸡供人食用，理论上，该农场供养的人数将会 （增多、不变、减少），理由是 。
【解析】⑴分析题意，鸡、牛、玉米和人组成的食物网是：。⑵牛与鸡之间所需食物资源不同（牛食玉米秸秆、鸡食玉米子粒），所以它们之间无竞争关系，人与鸡之间构成捕食与竞争的关系，人与牛之间构成捕食关系。⑶流经一个生态系统的总能量是生产者固定的全部太阳能，因此，流经该农场生态系统的总能量来自玉米所固定的太阳能，无机环境中的碳以CO2的形式通过绿色植物的光合作用进入该人工群落的。⑷依题意，理论上该农场供养日人数将减少，因为改变用途的1/3玉米被鸡食用后，在鸡这一环节散失了一部分能量，导致人获得的能量减少。
【答案】（1）；（2）无/它们所需食物资源不同(或牛食玉米秸杆、鸡吃玉米子粒)/捕食与竞争/捕食；（3）玉米（其他合理答案也给分）/太阳能/CO2；（4）减少/改变用途的1/3玉米被鸡食用后，在鸡这一环节散失了一部分能量，导致人获得的能量减少；（5）叶绿素含量降低。
（2009·广东高考）为加强水体治理，珠江流域某城市构建了较大面积的人工湿地。
（1）当污染物随水流进入该湿地时，湿地水体中碳元素的迁移和转化途径如下图。请用箭头和文字补充虚线框中的碳转化途径。
（2）一段时间后，湿地中出现了轮虫等浮游动物，可控制绿藻等浮游植物的增殖；管理员还放养了一些鱼和鸭，为城市增添自然气息。请写出可能存在食物链（两条）。
（3）如果含有重金属的工业废水进入该系统，请根据生态学基本原理，指出可能产生哪些负面影响。
【解析】本题考查了生态系统的结构及功能的基础知识，由图可知，可溶性有机碳可作为好氧细菌碳源，被好氧细菌分解利用，好氧细菌呼吸作用产生的二氧化碳等作为黑藻绿藻等植物光合作用的原料，同时又是其呼吸作用的产物，这样，在细菌、植物，无机环境之间形成了稳定的物质循环。根据第二小题的题干，梳理出两条食物链，重金属盐在食物链中有富集现象，对高营养级的人危害很大，而且难于降解，易发生二次污染。
【答案】 （1）
（2）绿藻—轮虫—鱼 黑藻—鱼—鸭
（3）重金属进入食物链，危害人体健康，重金属无法降解，易发生二次污染。
（2008·广东高考）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
【解析】本题考查对可持续发展的正确理解，属于考纲理解层次，难度较小。要实现人与自然的和谐发展，就要发展生态农业，实现物质和能量的多级利用。转化淀粉生产可再生能源，能量利用率不高。使用化学农药防治病虫害，容易导致环境污染。开垦湿地，破坏了湿地生态系统。
【答案】C
（2008·江苏高考)（8分）江苏某农户创建的冬季生态型种植养殖模式如下图所示，请据图回答下列问题。
（1）牛棚内产生的_____可扩散进入蔬菜大棚， 提高蔬菜的光合效率；蔬菜光合作用产____可扩散进入牛棚。
（2）秸杆除了作为牛的饲料外，还可与牛粪混合堆放进行___________，腐熟的产物肥效提高，这是因 。这种肥料用于蔬菜栽培可以提高蔬菜产量。
（3）在牛的品系、饲料品种和用量不变的条件下，采用这种养殖模式，牛的生长速率明显提高，其主要原因是 。、
（4）牛棚保温所需的热能来源于牛身散热、地热、___________和__________。
（5）从生态系统主要功能的角度分析，这种种植养殖模式较好地实现了 。
【解析】牛棚内的牛和微生物呼吸作用产生的CO2可扩散进入蔬菜大棚，提高蔬菜光合效率，而蔬菜光合作用产生的O2通过扩散可进入牛棚；秸秆的成分是纤维素，与牛粪混合堆放进行发酵作用，将有机物分解成无机物，才能够被蔬菜吸收；冬季生态型种植养殖模式中，因生物呼吸作用产热使牛棚内温度较高，使得牛维持体温所消耗能量较少，用于生长发育能量较多，牛的生长速率显著提高；牛棚保温所需热量来自环境中的太阳光能和地热，还可来自生物的呼吸产热；生态系统的功能是物质循环和能量流动，冬季生态型养殖模式可实现物质的循环利用和能量的高效利用。
【答案】（1）二氧化碳/氧气；（2）发酵/微生物将有机物分解为无机物；（3）牛棚内温度较高因而牛维持体温消耗的能量较少；（4）太阳光能/发酵产热；（5）物质的循环利用和能量的高效利用。
【单元知识网络】
【考点精题精练】
进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，更重要的还要考虑到经济和社会等系统的影响力。这说明建设生态工程时应遵循的原理是 A
A.整体性原理　　　　　　　　　　B.协调与平衡原理　　
C.系统整体性原理　　　　　　　　D.系统的结构决定功能的原理
生物数量超过了环境的承载力后，就会破坏生态工程的哪一原理（ C ）
A．整体性原理 B．系统性原理 C．协调与平衡原理 D．工程学原理
生态农业的指导思想是（ B ）
A．多获取农产品 B．环境与经济协调发展 C．使粮食增产 D．减少环境污染
右图是某生态工程示意图，有关说法错误的是 C
A．用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇，可增加经济效益
B．用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了物质的多级利用
C．用蛆蛹粪便作为有机肥还田，运用了能量循环再生的原理
D．该生态工程的运转离不开人的管理
下列实例中不属于农业生态工程的是 C
A．庭院经济 B．桑基鱼塘 C．三北防护林建设 D．农作物间作物套种
下列关于水利工程及其生态学问题的叙述正确的是（ C ）
①人类在地球上修建的水利工程主要分筑坝蓄水与跨流域调水两大类
②我国的南水北调工程应属跨流域调水水利工程
③水利工程应与生态保护工程同步进行
④由于大量水体的聚集，会使库区的地壳结构发生变化，可能为诱发地震创造了条件
A．①② B．①②③ C．①②③④ D．②③④
据图判断，下叙述不符合生态学原理的是……………………………（　C　）
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.由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用效率降低
D.由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染
下图为生态养猪模式。从图中可知该生态工程属于 B
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
矿山废弃地生态修复工程的关键是 C
A．优先选择农作物以提高经济效益
B．选择合适的养殖动物以增加物种多样性
C．植被恢复和土壤微生物群落的重建
D．尽可能依靠自然演替恢复其生态功能
下列关于生态工程的理解，不合理地是 A
A.我国“三北防护林”运用物种多样性原理，取得了巨大的生态效益
B.小流域治理模式应用了生态工程的整体原理、协调与平衡原理、工程学原理等
C.在湿地周围建立缓冲带，可减少人类的干扰，使湿地依靠自然演替等恢复其生态功能
D.在对城市进行规划和布局时，要进行城市生态分区
生态农业是指运用生态学原理，在环境与经济协调发展的思想指导下，应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生态体系。下图为桑基鱼塘生态系统，它是我国南方各省农村比较常见且行之有效的生态系统。下列有关说法错误的是 ( B )
A．该生态系统实现光合产物的分层多级利用
B．桑树的凋落物、蚕沙撒人鱼塘中，经池塘内食物链的作用实现了能量的重复利用
C．该系统具有结构协调，资源高效利用，内部良性循环，稳定持续发展的特点
D．该体系中获得蚕丝、食品、鱼类和沼气等，在经济和保护农业生态环境上大有好处
某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态系统(如图所示)。关于该农业生态系统的叙述，错误的是 A
A．流人该生态系统的总能量是该生态系统中植物所吸收的全部的太阳能
B．该生态系统利用了物质循环再生原理，实现了农业生产的可持续发展
C．该生态系统采用分布式结构，提高了系统的可靠性
D．该生态系统充分利用了废弃物中的能量，实现了能量的多级利用
小流域综合治理生态工程运用的原理主要包括 D
①物质循环再生原理②协调与平衡原理③整体性原理④工程学原理⑤物种多样性原理
A.①②③④⑤ B.②③④⑤ C.①②③④ D. ②③④
下列有关生态工程的原理和事例中，错误的是 D
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
下列关于生态工程的理解，不合理地是
A.我国“三北防护林”运用物种多样性原理，取得了巨大的生态效益
B.小流域治理模式应用了生态工程的整体原理、协调与平衡原理、工程学原理等
C.在湿地周围建立缓冲带，可减少人类的干扰，使湿地依靠自然演替等恢复其生态功能
D.在对城市进行规划和布局时，要进行城市生态分区
设计生态工程的常用方法之一是给食物链（网）“加环”，下图就是一种“加环”示意图，据图判断下列说法正确的是 AB
A．用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了物质的多级利用
B．用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇，可增加经济效益
C．用蛆蛹排泄物作有机肥还田，运用了能量循环再生原理
D．在离开人的管理条件下，该生态工程仍可以正常运转
野生稻是水稻的祖先，在长期的自然选择中形成了丰富的变异类型，保留了诸多抗逆、抗病虫害、优质、广适性等优良基因。云南省农科院成立了科研团队，对野生稻进行研究保护，其目的是
A．保护生态系统多样性 B．保护基因多样性
C．利用杂交技术改良栽培水稻的基因库 D．直接引种栽培
某生物小组考查一农田生态系统中水稻从播种到稻秆还田的全过程。在稻田分蘖期间，农民拔草、治虫；然后排水进行搁田(亦称“烤田”)；稻谷收获之后，有不少农民在田里焚烧稻秆。下列叙述中，正确的是
A．农民拔草、治虫目的是使能量较多地流向水稻
B．搁田时排出的水可能对水体造成污染
C．搁田有利于水稻根系生长，提高水稻抗倒伏能力
D. 焚烧稻秆可促进物质循环，实现能量高效利用
设计生态工程的常用方法之一是给食物链（网）“加环”，下图就是一种“加环”示意图，据图判断下列说法正确的是（ABD ）
A．用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇，可增加经济效益
B．用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了物质的多级利用
C．用蛆蛹粪便作为有机肥还田，运用了能量循环再生的原理
D．该生态工程的运转离不开人的管理
某硫铁矿废水造成的重金属污染严重危害当地农田、作物和人类健康，当地政府对此展开了综合治理，措施之一是调整作物种植结构，将食用作物改种为BCD
A．饲料作物 B．观赏作物 C．能源植物 D．纤维植物
我们的祖先实施的“无废弃物农业”，使我国的土壤维持了几千年的肥力，其实这种模式就是生态工程最早和最生动的模式，这种模式的诀窍在于 ABD
A．积极种植能够固氮的豆科植物
B．收集一切可能的有机物
C．采集某种特殊植物，将其根茎叶加水一起捣碎榨汁，作为肥料
D．采用堆肥和沤肥等多种方法，把有机物转变为有机肥料
下列属于以生态环境保护为目标而建立的林业生态工程的是（ ABC ）
A．水土保持生态工程 B．防风固沙生态工程
C．水源涵养生态工程 D．城市垃圾处理生态工程
（2010·苏北四市高三第二次凋考）右图是某生态工程示意图，有关说法错误的是 C
A．用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇，可增加经济效益
B．用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了物质的多级利用
C．用蛆蛹粪便作为有机肥还田，运用了能量循环再生的原理
D．该生态工程的运转离不开人的管理
研究性学习小组参观某市市郊建立的以沼气为中心，以保护生态环境为目标的“猪-沼-鱼-肥-果蔬”生态模式时绘出了如下模式图，请分析回答：
（1） 构建以沼气为中心的“猪-沼-鱼-肥-果蔬”生态模式时所依据的生态学原理是 ▲ 　,该生态系统最大的优点是　　　　 ▲ 。
（2）该生态系统的“基石”是　 ▲　　，若要生产3kg鸡肉最少需要水稻和大豆共　 ▲　　　kg。
（3）沼气池中有产甲烷菌和不产甲烷菌等微生物，其生态学作用主要是 ▲　
（4）若农田内有害虫发生，采用何种措施既能保护环境又能有效防治害虫？ ▲
（5）水稻、大豆的秸秆除了图中所示的用途外，还有哪些用途？（写出2个） ▲
答案：（ 7分）（1）生态系统的能量流动和物质循环 提高物质和能量利用率，减轻环境污染（或答实现物质和能量的多级利用，减少环境污染）（2）水稻和大豆 15 （3）分解有机物，产生沼气。
（4）引入害虫天敌防治、激素防治、转基因培育抗害虫农作物等
（5）①作为饲料养猪；②作为工业原料，广泛用于造纸、制造建材、酒精和一次性包装盒等；③在直燃锅炉中进行充分彻底的燃烧，最大限度地转换成电能。（写出2个合理答案即可）
（2010·安徽省合肥市高三第二次教学质量检测—二模）近年来，巢湖在每年的梅雨季节，都会不同程度地发生水华（蓝藻爆发）现象，下面是发生水华现象时，巢湖生态系统中一些成分的关系图。请回答：
（1）水华现象发生的环境因素主要有 ；水华现象发生后，一般不会导致巢湖生态系统的崩溃，这是因为 。
（2）微囊藻是水华的主要生物之一。当湖水中的N、P等元素含量变化时，对微囊藻的环境容纳量是否有影响 并说明理由 。
（3）图中a、b分别代表 ，水华现象发生后，会导致水体污染加重，这一调节方式是 。
答案：（1）水体富营养化、温度较高、光照较强（答不全不给分） 巢湖具有较强的自我调节能力
（2）有 在其他环境条件适宜，空间充裕等情况下，营养物质将是限制生物环境容纳量的重要因素（其它合理答案均可）
（3）水体中的溶解氧、有毒物质 （正）反馈调节
（2010·广东省广州市高三二模）图11是对有机废弃物进行处理的一种方案，请回答问题：
(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 可使农作物的
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噁英会诱发 基因突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。
(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 。
答案：
呼吸作用
好氧细菌
黑藻等沉水植物绿藻等浮游植物
光合作用
呼吸作用
无机碳（CO2、等）
分解利用
可溶性
有机碳
玉米芯
饲料
残渣
残渣
人
排泄物
玉米
食用菌
农作物
木糖醇
蛆 蛹
禽 畜

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