幻灯片 1专题5 生态工程
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一、生态系统的基本原理
生态系统的基本原理
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幻灯片 4二、生态工程所遵循的基本原理
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幻灯片 6三、生态工程的类型与设计原则
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(教师资源·备选题库)
1．下列关于生态农业的叙述，不正确的是( )
A．生态农业实现了对能量和物质的多级利用
B．生态学的基本原理是发展生态农业的主要理论基础
C．生态农业使废物资源化，减少环境污染
D．农业生态系统的抵抗力稳定性比自然生态系统高
解析：农业生态系统的抵抗力稳定性比自然生态系统低，因为物种少，食物网简单。
答案：D
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幻灯片 92．(2013年南京模拟)建立生态农业时巧设、增设食物链的目的不包括( )
A．努力实现物质和能量的分层多级利用
B．减轻对环境的污染，提高抵抗力稳定性
C．加强生物防治，控制有害生物的危害
D．使食物链延长，消耗能量环节增多，系统总能量利用率降低
解析：本题考查生态农业的相关知识。建立生态农业的目的是实现物质和能量的多级利用，使废物资源化，加强生物防治，减少农药的使用以减轻污染。
答案：D
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幻灯片 103．(2013年北京海淀模拟)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
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
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4．小流域综合治理生态工程运用的原理包括( )
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
解析：小流域治理是利用生态工程的整体性原理、协调与平衡原理以及工程学原理等，通过保土蓄水、耕作等措施，层层设防来控制土壤的侵蚀。
答案：B
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幻灯片 125．(2013年中山模拟)南京市自开展“南京莫愁湖物理生态示范实验研究”开始，相继引种了浮水植物、沉水植物共计10余种，在围隔区内已经形成了以沉水植物为优势的水生植物群体。试验区内营养盐的浓度得到有效控制，如试验区内氨氮和总氮仅分别为试验区外的1/13和1/5，有效地改善了水质。
(1)此项生态工程依据的生态学原理有________、________、________、________和________。
(2)生态工程的调控机制是________，主要利用的能源是________。
(3)一些发达国家的生态工程建设主要依据生态系统的________，达到了以________为主，________为辅的程度。而在我国的生态工程建设中，________仍起着较大作用，强调按预期目标，因地制宜地调整复合生态系统的结构和功能。
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幻灯片 13(4)生态工程的主要目的在于__________________________。
解析：生态工程的建设一是要遵循生态学原理，另外还要注意对于人与自然和谐发展的调控。目前我国的生态工程和西方国家的生态工程建设所处的阶段不同，因而追求的目标也不尽相同，但总之都是为了使生物和环境之间变得高效和谐。
答案：(1)物质循环再生原理 协调与平衡原理 整体性原理 系统学和工程学原理 物种多样性原理
(2)人为辅助下的自我调节 太阳能
(3)自我调节理论 回归自然 人为调控 人为调控
(4)建造和调控人工生态系统，使生物与环境之间变得高效和谐
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幻灯片 14考点一 生态工程的基本原理
1．生态工程建设的目的
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的同步发展。
2．生态工程所遵循的基本原理
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[特别提醒]
(1)建立不同的生态工程时要依据不同的原理，因地制宜，不能相互照搬。
(2)实现生态经济一定要遵循生态学的基本原理，如果违背这个原理，就一定会由盛转衰，最终导致崩溃。
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1．“三北防护林工程”建设中，应当特别注意的生态工程原理是( )
A．物种多样性原理和整体性原理
B．协调与平衡原理和物种多样性原理
C．协调与平衡原理和物质循环再生原理
D．系统工程学原理
解析：植树造林首先要考虑所栽树种必须适应当地环境，以及考虑环境容量问题，即协调与平衡原理；其次不能种植单一物种林木，为提高人工林的稳定性，应充分考虑物种多样性。
答案：B
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幻灯片 19考点二 生态工程实例分析及发展前景
1．生态工程的实例分析
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2.生态工程发展的前景
(1)“生物圈2号”生态工程的实验及启示
①设计目的：制造一个人工模拟的生态系统，以验证人类在离开地球的情况下，利用人工生态工程，仅仅依靠太阳能，能否维持生存。
②失败原因：温度失调；大气和海洋比例与地球相差甚远，导致空气中CO2的含量猛增；O2量减少，不足以维持人及动物的生存。
③启示：使人们认识到人与自然和谐共处的重要性，深化了对自然规律的认识，尽管科学技术已经很发达了，但人类仍没有能力完全模拟出自然生态系统。
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幻灯片 23(2)对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特点：目标是治理环境污染，集中于对破坏的生态系统进行生态恢复，生态工程应用范围小，不太强调经济效益。
②我国生态危机：不是单纯的环境污染问题，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我国生态工程特点：不但重视对生态环境的保护，更注重与经济、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。
④我国生态工程不足之处：缺乏定量化模型指导，难以设计出标准化、易操作的生态工程样板。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。
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2．(2013年长沙模拟)小流域治理已经从开始时的单纯造林和减水、减沙等工程，逐渐转移到生态经济型模式上，目标是( )
A．建立节约型生态系统，获得最大的生态和经济效益
B．建立原始和现代的复合系统，获得最大生态和经济效益
C．建立稳定、高效的复合系统，获得最大生态和经济效益
D．建立农村小流域综合系统，获得最大生态和经济效益
解析：小流域治理模式是应用生态工程的整体性原理、协调与平衡原理以及工程学等原理，通过保土蓄水、耕作措施、林草措施等工程和生物措施，层层设防来控制土壤侵蚀时，其目标是建立稳定、持久、高效的复合系统，获得最大生态和经济效益。
答案：C
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考点三 石油农业与生态农业
1．正确认识石油农业与污染物
(1)正确认识“石油农业”
“石油农业”是大量使用化肥、农药和机械的生产方式，因对石油等能源有高度的依赖性而得名。它把农业生产这一复杂的生物过程，变成了简单的机械过程和化学过程。由于其投入高，产出也高，对粮食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用，但同时它所产生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问题。
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(2)“污染物是放错地方的资源”
对环境造成危害的污染物，采取一定的措施和技术，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。
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2．生态农业
(1)原理：生态农业运用生态学原理(即生态系统的物质循环再生、能量多级利用或生态系统的物质循环与能量流动)，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。
(2)优点：实现物质的循环再生和能量的多级利用，减少环境污染，减少了化肥用量，降低了农业投入。
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幻灯片 28(3)生态农业常见类型
①桑基鱼塘模式
人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收，如图所示。
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幻灯片 29②沼气农田立体养殖模式
通过控制温室内的温度、光照、气体和水肥等因素，缩短生产周期，大幅度提高粮食、蔬菜和水果的产量和质量。
4．建立生态农业系统的最终目的是实现对能量的多级利用，提高能量的利用率，使能量尽可能多地流入对人类有益的部分。
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3．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合理地有机结合起来，成为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：
(1)该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的________、________和________原理。
(2)该系统工程的核心之一是沼气池，沼气的制作如图所示：
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①在图中标出箭头，表示生产过程中的物质循环。
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)据生态工程中的物种多样性这一原理，有人认为生态农业建设中，应使食物链和营养级越长越多越好。请你结合所学有关生态工程原理，分析该结论是否正确，为什么？
________________________________________________________________________。
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解析：(1)生态工程中的生态农业是建立在物质循环再生与物种多样性和整体性等原理基础上的，在实现经济效益的同时，也取得了良好的生态效益和社会效益。
(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5～6级。
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答案：(1)物质循环再生原理 物种多样性原理 整体性
(2)①如图所示：
②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
(3)不正确。因为食物链长，各食物链中的生物数量难以达到一定规模，影响经济效益；营养级多，高层次营养级生物获得的能量较少，该营养级生物数量也较少
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幻灯片 34类型一 生态农业知识分析
[例1] 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( )
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A．该生态系统的维持，人的作用非常关键
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，提高了能量传递效率
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
[解析] 该生态系统采用分布式结构，提高了能量的利用率，不能提高能量的传递效率。
[答案] C
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幻灯片 36类型二 生态工程原理的分析
[例2] 下列有关生态工程的原理和事例中，错误的是( )
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[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
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类型三 生态工程实例的分析
[例3] (2013年南京调研)如图是一个庭院生态工程的模式图。请据图分析回答：
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(1)该图中有食物链________条。
(2)该生态系统中处于第二营养级的生物有________。
(3)从图中可知，人类生活中所需的能源来自于太阳能、沼气等。利用这些能源与利用煤炭相比，它突出的优点是
________________________________________________________________________。
(4)该生态工程中的能量能够更多地被人类利用，原因是
________________________________________________________________________。
(5)该生态工程遵循的原理有________________等。
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[解析] (1)该生态系统中食物链有植物→人、植物→猪→人、植物→鸡、鸭→人共三条。(2)据食物链可以判断，人、猪、鸡、鸭均为第二营养级的生物。(3)太阳能、沼气属于清洁能源，无污染或污染很少。(4)利用有关生态工程的原理，可以更充分利用流向分解者或未利用的能量。(5)将分解者的物质再度利用，即符合物质循环再生原理。
[答案] (1)3 (2)人、鸡、鸭、猪 (3)减少了燃烧煤炭所产生的污染 (4)充分利用了废弃物中的能量，实现了能量的多级利用 (5)物质循环再生
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幻灯片 42本小节结束
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