第4章 人与环境\n第3节 生态工程一、生态工程的基本原理\n课标要求核心素养1．简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。(生命观念、科学思维)2．举例说出生态工程的实例，说出这些实例所运用的主要生态工程原理。(生命观念、科学思维)3．尝试用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。(生命观念、科学思维)4．评析生态工程发展前景，说出生态工程的局限性，举例说出我国生态工程的特点。(社会责任)1．简述生态工程的概念，关注生态工程的建设。2．简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。3．尝试运用生态工程的基本原理，分析生态环境问题及解决对策。\n知识导图\n课内探究•名师点睛训练巩固•课堂达标新知预习•双基夯实指点迷津•拨云见日学霸记忆•素养积累\n新知预习•双基夯实\n一、关注生态工程建设1．生态工程的概念生态学基本原理和方法________、系统学手段对人工生态系统进行分析、____________，或对已被破坏的生态环境进行____________目的提高生态系统的________或改善__________，从而促进人类社会与自然环境的和谐发展设计和调控修复、重建生产力生态环境\n2.原因：毁林种地，围湖造田，大量使用化肥、农药等农业生产方式，以及工业的迅猛发展，正在消耗大量的自然资源。3．目的：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。4．优点：少消耗、多效益、可持续。\n二、生态工程的基本原理生态工程以生态系统的________、__________功能为基础，遵循______、协调、______、自生等生态学基本原理。1．自生(1)内容：在生态系统中由生物组分而产生的自组织、__________、自我调节、________________。(2)基础：需在生态工程中有效选择__________并合理布设。自组织自我调节整体循环自我优化自我更新和维持生物组分\n2．循环(1)内容：在生态工程中促进系统的物质____________，既保证各个环节的物质迁移顺畅，也保证主要物质或元素的________较高。(2)理论基础：生态系统的__________。3．协调(1)内容：生物与生物、____________的协调与适应。(2)处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑____________。迁移与转化转化率物质循环生物与环境环境容纳量\n4．整体(1)内容①遵从自然生态系统的规律，各组分之间要有适当的______，不同组分之间应构成有序的______，通过____________结构，达到改善系统______的目的；②人类处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统中。(2)理论基础：__________________复合系统。(如图)比例结构改变和优化功能社会—经济—自然\n(3)应用：在进行生态工程建设时，不但要考虑______________的规律，更重要的是，还要考虑到____________等系统的影响力。(4)意义：只有应用整体性原理，才能统一协调当前与长远、局部与整体、____________________之间的关系，保障生态系统的平衡和稳定。自然生态系统经济和社会开发建设与环境保护\n1．“石油农业”是大量使用化肥、农药和机械的农业生产方式，因对石油等能源有高度的依赖性而得名。()2．实现原料→产品→原料的生产体系，可使废弃物资源化。()3．“无废弃物农业”遵循的是自生原理。()4．在建设高新农业时，沼气池的建立是遵循整体原理。()5．系统的整体功能等于部分之和。()6．只有保持生态系统较高的生物多样性，才有助于生态系统维持自生能力。()活学巧练√√×××√\n思考：1．生态工程的定义是什么？提示：生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，对人工生态系统进行分析、设计和调控，或对已被破坏的生态环境进行修复、重建，从而提高生态系统的生产力或改善生态环境，促进人类社会与自然环境和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程。2．生态工程的目的是什么？提示：生态工程建设的目的就是遵循生态学规律，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。\n3．生态工程遵循哪些基本原理？提示：遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。4．生态工程中循环的目的是什么？提示：系统中前一环节产生的“废物”尽可能地被后一环节利用，从而减少“废物”的产生，即实现废弃物的资源化利用。\n学霸记忆•素养积累\n1．生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，对人工生态系统进行分析、设计和调控，或对已被破坏的生态环境进行修复、重建，从而提高生态系统的生产力或改善生态环境，促进人类社会与自然环境和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程。2．生态工程建设的目的就是遵循生态学规律，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。3．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。\n4．生态工程所遵循的原理有自生、循环、协调、整体等原理。5．循环是指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化，既保证各个环节的物质迁移顺畅，也保证主要物质或元素的转化率较高。通过系统设计实现不断循环，使前一环节产生的废物尽可能地被后一环节利用，减少整个生产环节“废物”的产生。6．在进行生态工程建设时，要考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应。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。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。\n课内探究•名师点睛\n知识点1．生态工程的概念理解(1)理论基础：生态学和系统学。(2)技术手段：通过分析、设计和调控。(3)操作过程：对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。(4)最终目的：促进人类社会和自然环境的和谐发展。生态工程\n2．发展生态工程的原因传统经济模式正在毁坏水、大气、土壤和生物资源，消耗地球赠给我们的自然资本。为了实现可持续发展，经济发展必须符合生态学规律，改变“人类能征服自然”的错误观念，走生态经济之路。解决经济发展与环境问题的主要原则是循环经济，而实现循环经济的重要手段之一是生态工程，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。\n3．生态工程建设分析\n下列关于生态工程的说法，错误的是()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典例1典例剖析D\n解析：生态工程建设的目的就是遵循生态学规律，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，B、C项正确；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，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，A项正确，D项错误。\n1．(不定项选择)下列关于生态工程的叙述，错误的是()A．生态工程是生态学与系统学等学科的结合B．生态工程追求经济与生态的双赢C．生态工程是无消耗、多效益的工程D．“无废弃物”农业生产的食物链中各营养级之间的能量传递效率较高变式训练CD\n解析：生态工程实现了物质和能量的多级利用，但并不是无消耗，生态工程追求的是经济和生态效益，“无废弃物”农业遵循生态工程的原理设计，可以实现能量的多级利用，但是食物链各营养级之间的能量传递效率不变，仍然是10%～20%，C、D项错误。\n知识点生态工程的基本原理项目理论基础意义实例自生自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持实现系统结构和功能的协调，形成有序的整体湿地生态工程建设有效选择生物组分、合理布设，并创造有利条件\n\n\n下列关于生态工程建设中遵循的协调原理和整体原理的说法，正确的是()A．协调是指生物与环境的协调平衡，不需考虑环境容纳量B．建设生态工程可以创新，不一定遵循自然生态系统的规律C．考虑“社会—经济—自然”复合系统属于生态工程的整体原理D．统一协调当前与长远、局部与整体、开发建设与环境保护之间的关系体现协调原理典例2典例剖析C\n解析：生态工程中的协调是指生物与环境、生物与生物的协调与适应，要考虑环境容纳量和环境承载力，A项错误；生态工程建设中必须遵循自然生态系统的规律，还要考虑“社会—经济—自然”复合系统的影响力，这体现生态工程的整体原理，B项错误、C项正确；统一协调当前与长远、局部与整体、开发建设与环境保护之间的关系体现整体原理，D项错误。\n2．下列做法依据的生态工程原理依次是()①在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题②我国古代的“无废弃物农业”③在西北降水量少的地区种植灌木和草④湿地生态工程建设时既要有效选择生物成分，进行合理布设，又要创造有利的条件a．自生原理b．协调原理c．循环原理d．整体原理A．a、b、c、dB．d、c、b、aC．d、c、a、bD．b、c、d、a变式训练B\n解析：林业工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题，依据的是整体原理，从而实现社会—自然—经济复合系统的平衡和稳定，d符合题意；我国古代的“无废弃物农业”依据的是循环原理，从而避免了环境的污染，有利于系统的稳定和发展，c符合题意；在西北降水量少的地区种植灌木和草，依据的是协调原理，b符合题意；湿地生态工程建设时既要有效选择生物成分，进行合理布设，又要创造有利的条件，依据的是自生原理，a符合题意。\n指点迷津•拨云见日\n传统农业、现代农业和生态农业的比较\n(2020·绍兴柯桥区高三1月选考)立体种植、桑基鱼塘等生态农业与传统种植农业相比，有很好的生态和经济效应。下列有关说法正确的是()A．桑基鱼塘中蚕粪养鱼使废物得到很好的利用，提高了能量传递效率B．立体种植属于农业生态工程的轮种技术C．生态农业系统中食物链和营养级越多，经济效益就越好D．农户投入桑基鱼塘的人工属于该系统的实际消费典例3D\n解析：桑基鱼塘中蚕粪养鱼使废物得到很好的利用，提高了能量的利用率，不能提高能量传递效率，A错误；轮种是指前后两季或相邻两年种植不同作物的复种方式，立体种植指充分利用立体空间的一种种植方式，不属于轮种，B错误；食物链越长，能量流失越多，食物链过长会影响经济效益，C错误；农户投入桑基鱼塘的人工属于该系统的实际消费，D正确。\n解疑答惑问题探讨⇨P981．人类活动可以改变群落演替的速度，通过人工造林，可以加快弃耕农田演替到森林阶段的速度。2．对森林公园先进行整体设计利用了生态工程的基本原理，以生态系统的自组织、自我调节功能为基础，遵循生态系统自生、循环、协调和整体的基本原理，充分发挥资源的生产潜力，既防止了环境的污染，又达到了经济效益和生态效益的同步发展。\n公园建设充分利用原有的地貌和植被，营造近自然林系统是利用了生态工程的自生原理和协调原理，充分考虑原有生物组分布局和它们生长、发育、繁殖，及形成互利共存关系的条件，通过系统的自组织、自我优化、自我调节、自我更新维持系统的稳定。同时，利用了生物与生物、生物与环境长期作用形成的协调原理。旁栏思考1⇨P100我国农业发展利用了物质循环的原理，促进了系统的物质迁移与转化，所以能够数千年延续不断，而有些国家过度的从农田中获得产物，农作物秸秆和人、畜粪便等没有返田，物质循环中断，久而久之，农业发展倒退，甚至使古文明中断。\n旁栏思考2⇨P101我国西北地区降雨较少，进行防护林建设时，选择的树种应耐干旱，如沙棘、山杏、刺槐、柠条、杜梨、沙枣、合欢、臭椿等。西北地区发展畜牧养殖业应该注意牲畜数量不能超过草地的承载量。针对公共草地的过度放牧问题，应该实行草地承包，调动个人的管理积极性，减少过度放牧现象；另外，可以在有条件的地方，人工种植牧草，增加牧草产量。\n思考讨论⇨P1021．2．桑基鱼塘应用了生态工程的协调、循环、整体的原理。3．还要关注经济和社会的实际状况。\n练习与应用⇨P103一、概念检测1．(1)×解析：依据生态工程的循环原理，垃圾应该通过微生物的分解作用，将有机物转化成无机物，供农作物吸收利用。(2)√2．C解析：合理搭配植物可以提高系统的生物多样性，从而维持人工湿地的稳定性．A项正确；本地物种与本地环境相协调，使用本地物种可以减少外来物种入侵，B项正确；增大引入湿地的污水总量，可使微生物的分解作用加强，能量传递效率不会改变，C项错误；选择合适的人工介质，可以增加溶氧量，有利于好氧微生物的分解作用，D项正确。\n二、拓展应用这个地区的生态恢复利用了自生、循环和协调的原理，通过本系统内的生物的再生更新及生物之间的相互作用进行自组织，实现系统结构与功能的协调。系统的生物群落和无机环境之间实现了物质的循环利用。在这一地区的生物与生物、生物与环境之间的协调与适应也是生态恢复的重要原因。这一地区的生态恢复告诉我们自然恢复超过了人类生态工程建设的水平，同时也说明生态工程建设要遵循生态学规律。\n训练巩固•课堂达标\n1．下列有关生态工程的说法，正确的是()A．无废弃物农业主要体现了生态工程的整体原理B．生态工程的特点是无消耗、多效益、可持续C．生态工程建设的任务是对已被破坏的生态环境进行修复、重建，从而提高生态系统的生产力或改善生态环境D．生态工程建设可以牺牲环境，达到经济效益和社会效益的同步发展解析：无废弃物农业主要体现了生态工程的循环原理，A项错误；生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续，B项错误；生态工程建设的目的是防止环境污染，达到经济效益、社会效益和生态效益的同步发展，D项错误。C\n2．下列关于生态工程建设的叙述，错误的是()A．达到经济效益和生态效益的同步发展B．防止环境污染，充分发挥资源潜力C．征服自然世界，主宰经济发展D．遵循自然界物质循环的规律解析：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，达到经济效益和生态效益的同步发展。C\n3．自然林区内的马尾松一般不容易发生虫害，但在一些人工马尾松林中，却常常会发生严重的松毛虫危害。你认为上述现象最可能与下列哪项原理有关()A．循环原理B．协调原理C．整体原理D．自生原理解析：单一品种的人工马尾松林不稳定，易受破坏；物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。因此在进行生态工程建设时，必须遵循自生原理。D\n4．(不定项选择)下列关于生态工程建设中遵循自生原理的做法，正确的是()A．需要有效选择生物组分并合理布设B．应尽量减少生物多样性，充分利用优势物种C．尽量提高生态系统中食物链和食物网的复杂程度D．系统的自生是靠生物组分实现的ACD\n解析：生态工程中的自生是指由系统中的生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持，在建设生态工程过程中要有效选择生物组分并合理布设，A项正确；选择生物组分时要尽量提高生物的多样性以及食物链和食物网的复杂性，这样构建的生态系统的自我调节能力才更强，B项错误，C、D项正确。\n5．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、沉水植物等水生植物共计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________。循环原理协调原理整体原理自生原理人为辅助下的自我调节太阳能\n(3)生态工程的主要目的在于__________________________________________________________________________。解析：(1)此项生态工程依据的生态学原理有自生原理、协调原理、整体原理、循环原理。(2)生态工程是人为控制下的生态系统，具有自我调节能力，主要利用的能源是太阳能。(3)生态工程的主要目的在于提高生态系统的生产力或改善生态环境，从而促进人类社会与自然环境的和谐发展。提高生态系统的生产力或改善生态环境，从而促进人类社会与自然环境的和谐发展
