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1、第4讲 生态工程,知识清单,一、生态工程的基本原理 1.建设目的: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.特点: 少消耗 、多效益、 可持续 的工程体系。 3.生态经济 (1)原则:“ 循环经济 ”。 (2)结果:使一个系统产出的污染物,能够成为本系统或者另一个系统的 生产原料 。 (3)目的:实现 废弃物的资源化 。 (4)实现循环经济最重要的手段之一: 生态工程 。,知识清单,4.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 、分层分级利用。 (2)物种多样性原理:物种繁多而复杂的生态系统具有较
2、高的 抵抗力稳定性 。 (3)协调与平衡原理:处理好生物与环境的协调与平衡,需要考虑 环境承载力 。 (4)整体性原理:进行生态工程建设时,不但要考虑到 自然生态系统 的规律,还要考虑到 经济和社会 等系统的影响力。 (5)系统学和工程学原理: 系统的结构决定功能原理:生态工程通过 改变和优化结构 ,达到改善系统功能的目的。 系统整体性原理:系统各组分之间要有适当的 比例关系 ,完成能量、物质、信息等的转换和流通,实现 总体功能 大于各部分之和的效果。,知识清单,二、生态工程实例(连一连),知识清单,三、生态工程的发展前景 1.“生物圈2号”生态工程实验的启示:使我们认识到人与 自然和谐共处
3、的重要性,深化了我们对自然规律的认识。 2.发展前景:我们需要走有中国特色的道路,即不但要重视对生态环境的保护,更要注重与 经济、社会 效益的结合。,知识清单,知识清单,1.生态工程建设的目的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.生态工程的三个特点:少消耗、多效益、可持续。 3.生态经济的一个原则:“循环经济”。 4.生态工程的五个基本原理: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。,考点二,考点一,考点一 生态工程的基本原理 1.生态工程与传统工程的比较,考点二,考点一,2.生态工程所
4、遵循的基本原理,考点二,考点一,考点二,考点一,考点二,考点一,几种典型生态工程原理归纳 (1)单一人工林比天然混交林稳定性低,易爆发虫害物种多样性原理。 (2)草原确定合理载畜量,不能过度放牧协调与平衡原理。 (3)引种考虑适应环境协调与平衡原理。 (4)林业生态工程建设,种树的同时考虑生活问题整体性原理。,考点二,考点一,典例1 (2015浙江高考,节选)某农业生态工程基地按照生态和 规律,对种植业和养殖业进行了优化设计。通过套种、间种和 等技术的应用,使种植的农作物为该生态系统组成成分中的 提供更多的食物。在农业生产中尽量不施用农药,其目的是 。 A.减少水土流失 B.减少土壤肥力 C.
5、减少环境污染 D.减少生物多样性 【解题思路】某农业生态工程基地按照生态和经济规律,对种植业和养殖业进行了优化设计。通过套种、间种和轮种等技术的应用,使种植的农作物为该生态系统组成成分中的消费者提供更多的食物。在农业生产中尽量不施用农药,其目的是减少环境污染。 【参考答案】 经济 轮种 消费者 C,考点二,考点一,1.(2015山西四校联考,节选)2015年3月,柴静的纪录片穹顶之下引发全国人民对雾霾的关注和讨论,而山西作为产煤大省,生态环境破坏严重,请问矿区废弃地的生态恢复工程的关键在于 植被恢复和土壤微生物群落的重建 ,具体措施有 人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工
6、程 (举例说明,任答两种),利用的生态工程原理是 系统学与工程学原理 。 【解析】在矿区生态环境的恢复工程中,关键的措施是植被的恢复及其所必需的土壤微生物群落的重建。具体措施:人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程,利用的生态工程原理是系统学与工程学原理。,考点二,考点一,2.(2015南昌重点中学二模)下列有关生态工程的原理和实例中,错误的是 ( D ) 【解析】无废弃物农业使物质能在生态系统中循环往复,分层分级利用,遵循了物质循环再生原理,A项正确;在人工林中增加植被的层次,使物种数目增加,提高生态系统的稳定性,遵循物种多样性原理,B项正确;无锡太湖水体富营养化引起大
7、面积水华是违反了协调与平衡原理,C项正确;前面造林,后面砍林,违反了整体性原理,D项错误。,考点二,考点一,考点二 生态工程的实例分析及常见类型 1.主要生态工程实例的比较,考点二,考点一,考点二,考点一,考点二,考点一,考点二,考点一,农业生态系统的设计原则 (1)应当能够体现生态学原理与现代农业技术相结合的原则。 (2)应当能够构成一个合理的生产结构。 (3)应当充分利用自然界的物质和能量资源。 (4)应当体现减少环境污染的原则。 (5)应当充分考虑经济、社会和生态的综合效益。 (6)所设计的农业生态系统,从理论上看应当能够实现良性循环。,考点二,考点一,2.生态农业的常见类型 (1)沼气
8、农田立体养殖模式: 特点: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。 图示:,考点二,考点一,(2)桑基鱼塘模式: 特点: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。 图示:,考点二,考点一,典例2 (2015北京朝阳区期中检测)如图是一个人工农业生态系统模式图(大棚温度、CO2浓度等可适当控制)。请据图回答:,考点二,考点一,(1)图中该生态系统能量流动的源头是 。沼气池中的微生物在该生态系统的成分中属于 。沼气燃烧后生成的CO2通入大棚内的作用是 ,从而可提高农作物的产量。
9、(2)相对一般农业生态系统而言,此生态系统能提高经济效益,主要原因是充分利用了 中的能量,形成“无废弃物农业”,这主要是遵循生态工程的 原理。 (3)植物秸秆除作为禽畜的饲料外,还可以经过微生物产生的 酶水解,最终生成葡萄糖,进而转化成乙醇作为燃料。葡萄糖转化成乙醇的反应式为 。在充分利用能量、减少环境污染的同时,通过饲养家禽、家畜,提高农民经济收入,使保护环境和发展经济相互协调,主要体现了生态工程的 原理。,考点二,考点一,【解题思路】(1)题图中该生态系统能量流动的源头是太阳能。沼气池中的微生物是该生态系统的分解者。沼气燃烧后生成的CO2通入大棚内,可以增加大棚中CO2浓度,提高植物光合作
10、用的强度,从而可提高农作物的产量。(2)该生态系统充分利用了粪便等废物中的能量,因此相对一般农业生态系统而言,此生态系统能提高经济效益;“无废弃物农业”主要遵循了生态工程的物质循环再生原理。(3)植物秸秆的主要成分是纤维素,因此可被纤维素酶水解。葡萄糖转化成乙醇的反应式为C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量。在充分利用能量、减少环境污染的同时,通过饲养家禽、家畜,提高农民经济收入,使保护环境和发展经济相互协调,主要体现了生态工程的整体性原理。 【参考答案】 (1)太阳能 分解者 可以增加大棚中CO2浓度,提高植物光合作用的强度 (2)粪便等废物 物质循环再生 (3)纤维素 C6H
11、12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量 整体性,考点二,考点一,1.(2016重庆模拟)某地建设了以沼气池为核心的生产自净农业生态系统,图是该生态系统的结构模式图,图是沼气池的结构模式图。请回答下列问题:,考点二,考点一,(1)该自净农业生态系统的设计主要根据生态工程的 物质循环再生 原理。与传统农业生态系统相比,该生态系统能减轻环境污染的主要原因:一是减少了秸秆的焚烧;二是 减少了动物粪便的污染(或减少了化肥的使用等) 。 (2)图中的“基石”是 水稻、大豆 。沼气池中有产甲烷菌等微生物,其生态学作用主要是 分解有机物,产生沼气 。 (3)图中进料口下端开口位于沼液层的目的是 保持沼气
12、池中无氧的环境 。独立的沼气池不能看作一个生态系统,其理由是 没有生产者和消费者等成分 。,考点二,考点一,【解析】(1)该自净农业生态系统的设计主要根据生态工程的物质循环再生原理。与传统农业生态系统相比,该生态系统能减轻环境污染的主要原因:一是减少了秸秆的焚烧;二是减少了动物粪便的污染,减少了化肥的使用等。(2)生态系统的“基石”是生产者,故图中的“基石”是水稻、大豆。沼气池中有产甲烷菌等微生物,其生态学作用主要是分解有机物,产生沼气。(3)图中进料口下端开口位于沼液层的目的是保持沼气池中无氧的环境。生态系统包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量,独立的沼气池没有生产者和消费者等成分
13、,不能看作一个生态系统。,考点二,考点一,2.“绿色”的含义除了包括城市绿化、绿色生活方式与消费理念外,还应包括尊重自然、珍惜生命,追求天人合一的生态伦理道德等。创建“绿色城市”需要从我做起,从身边的小事做事。 (1)近年来城市的绿地总面积和人均绿地面积在逐年上升。你认为大量引进非本地树种、草种,可能会产生的后果是 本地物种的生存受到威胁 。保护生物多样性应在 基因 、 物种 、 生态系统 三个层次上采取保护战略和保护措施。 (2)垃圾实际是被人们放错了地方的资源,实现垃圾的“减量化、资源化和无害化”是绿色城市的重要标志之一。如图是垃圾资源化、无害处理的一种方案,此方案中过程需要每一位市民的参
14、与,具体做法是 将生活垃圾分类处理 。,考点二,考点一,过程利用生物的属于生态系统的何种成分? 分解者 。从对资源的充分利用角度看,途径优于途径的原因是 除了利用有机垃圾中的能量外,还充分地分层次多级利用垃圾中的物质,减少了环境污染 。,【解析】(1)大量引进非本地物种,可能会破坏当地生态系统物种的多样性,使本地物种的生存受到威胁;生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。(2)过程是生活垃圾分类处理,需要每一位市民的参与;过程是利用微生物或营腐生生活的小动物来分解有机物,属于生态系统的分解者;此途径除了利用了有机垃圾中的能量外,还充分地分层次多级利用了垃圾中的物质、减少环境污染。,
