高中生物第4章 人与环境第3节 生态工程导学案及答案

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1．用稳态与平衡观理解生态工程建设。(生命观念、社会责任)
2．用稳态与平衡观简述生态工程建设所应遵循的原理。(生命观念、社会责任)
学霸记忆
1．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。
4．生态工程所遵循的原理有自生、循环、协调、整体等原理。
知识点一 生态工程的基本原理
教材梳理
1．关注生态工程建设
(1)
(2)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。
2．生态工程的基本原理
生态工程以生态系统的_自组织__、_自我调节__功能为基础，遵循_整体__、协调、_循环__、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、_自我优化__、自我调节、_自我更新和维持__。
②要求：需在生态工程中有效选择_生物组分__并合理布设。
(2)循环
①内容：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。
②理论基础：生态系统的_物质循环__。
(3)协调
①内容：_生物与环境__、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_环境容纳量__。
(4)整体
①要求
a．遵从自然生态系统的规律，各组分之间要有适当的_比例__，不同组分之间应构成有序的_结构__，通过_改变和优化__结构，达到改善系统_功能__的目的；
b．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_经济和社会__等系统的影响力。
②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、_开发建设与环境保护__之间的关系，保障生态系统的平衡和稳定。
判断正误
1．“无废弃物农业”遵循的是自生原理。( × )
2．在建设高新农业时，沼气池的建立是遵循整体原理。( × )
核心探讨
分析生态工程的原理和应用
结合教材P102～103“思考·讨论”，回答问题：
(1)请分析桑基鱼塘应用了生态工程的哪些基本原理？
①蚕沙、蔗叶进入鱼塘，经分解者作用后被植物利用，主要为_循环__原理。
②池塘养鱼要考虑不同鱼种的关系和鱼的数量，主要为_协调__原理。
③桑基鱼塘在设计时要考虑栽种作物与养殖动物的比例，主要为_整体__原理。
④桑基鱼塘中的生物组分通过合理布设、互利共存，实现了系统结构与功能的协调，主要为_自生__原理。
(2)尝试写出桑基鱼塘中的食物链。
提示：桑树→蚕；甘蔗→人；甘蔗→猪→人；虽然用蚕沙喂鱼，但池塘中还可能存在如下食物链：浮游植物→鱼；浮游植物→浮游动物→鱼。
(3)当桑叶价格高，卖桑叶比卖鱼更合算时，当地农民会将蚕沙用作桑树的肥料，而不是喂鱼。由此可以看出，生态工程建设除了要考虑生态学、工程学原理，还需要关注什么？
提示：还需要关注经济学原理，要达到经济效益和生态效益的同步发展。
核心归纳
生态工程的基本原理归纳
典题应用
1．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( C )
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
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。
2．下列做法依据的生态工程原理依次是( B )
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、d B．d、c、b、a
C．d、c、a、b D．b、c、d、a
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—经济—自然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。
知识点二 生态工程的实例和发展前景
教材梳理
1．生态工程的实例分析
(1)农村综合发展型生态工程
①问题：突出矛盾是_人多地少__。
②对策：建立农村综合发展型生态工程。
③实例：北京郊区某村以沼气工程为中心的_物质多级循环利用__工程。
(2)湿地生态恢复工程
①问题：由于人们对湿地进行排水和围垦，已经破坏了地球上80%的湿地资源，从而导致_局部气候__恶化、_地下水位__下降、生物_多样性__降低、迁飞鸟类绝迹等。
②对策
a．采用_工程学和生态学__措施相结合的方法，使受到干扰的湿地得以恢复。
b．在湿地周围建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰，使湿地依靠_自然演替__等机制恢复其生态功能。
③案例：厦门筼筜湖生态恢复工程。
(3)矿区废弃地的生态恢复工程
①问题：矿藏开采后会造成山体、土壤和植被，乃至整个地区_生态系统__的破坏；还可能产生严重的_重金属__污染。
②对策：人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、土壤侵蚀控制、植被恢复工程等。其中，关键在于_植被恢复__，以及植被恢复所必需的_土壤微生物__群落的重建。
③案例：赤峰市元宝山矿区生态恢复工程。
2．生态工程的发展前景
(1)不足
①缺乏_定量化模型__的指导，难以像“精确农业”那样设计出标准化、易操作的生态工程样板。
②有些设计缺乏_高科技含量__，生态系统的调控尚缺乏及时准确的监测技术的支持，缺乏理论性指导等。
(2)我国面临的生态危机：环境污染、_人口激增__、环境与资源破坏、_能源短缺__等。
(3)我国态度：把_美丽中国__作为建设社会主义现代化强国的重要目标，在发展中_尊重__自然、_顺应__自然、_保护__自然。
判断正误
1．农村综合发展型生态工程中，沼气工程具有重要地位。( √ )
2．北京郊区某村以沼气工程为中心的生态工程属于城市环境生态工程。( × )
3．我国的生态工程应该以经济效益为主要目标。( × )
4．在生态工程建设中，只能遵循污染、破坏后，再治理的发展思路。( × )
5．适用于矿区生态环境恢复的措施是开发农田，增加农民收入。( × )
核心探讨
分析农村综合发展型生态工程
根据下面“农村综合发展型生态工程”示意图，回答下列问题：
(1)该案例中主要运用了生态工程的哪些基本原理？
提示：整体、协调、循环、自生。
(2)该生态系统的结构有什么特点？
提示：生态系统中的各组分搭配合理，紧密联系形成一个有序整体。
(3)该生态系统的功能有哪些特点？
提示：该生态系统实现了物质多级循环利用，能量充分利用，减少了废物排放和环境污染。
核心归纳
生态工程的类型与案例
典题应用
3．“猪—沼—茶”是华南山地丘陵地区常见的生态农业模式，由种植(茶树)、养殖(猪)、农户(人)和沼气生产(微生物)四个子系统构成。该生态农业模式( C )
A．是由茶树、猪、人和微生物组成的生态系统
B．实现了物质和能量在系统中的多级循环利用
C．使整个生产过程进入了废物资源化的良性循环
D．注重系统内部的自身调节作用，不需要外部投入
解析：生态系统包括某一区域内所有的生物和无机环境，A项错误；在该生态农业模式中只是实现了物质的良性循环和能量的多级利用，不能实现能量的循环利用，B项错误；生态农业使整个生产过程进入了废物资源化的良性循环，C项正确；生态农业也需要从外界获得一定的投入，D项错误。
4．下列关于湿地生态恢复工程的叙述，错误的是( C )
A．该工程采用工程学和生态学措施相结合的方法
B．建立缓冲带，尽量减少人类的干扰
C．对湿地的恢复，只需注意退耕还湿地或建立自然保护区就可以
D．湿地的恢复除利用生物工程手段外，还要依靠自然演替
解析：湿地生态恢复工程就是采用工程学和生态学措施相结合的方法，如废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程以及动植物物种引进等，使受到干扰的湿地得以恢复，A项正确；在湿地的周围，还应建立缓冲带，尽量减少人类的干扰，使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能，B、D项正确。
基本原理和方法
_生态学__、系统学
手段
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__
目的
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的和谐发展
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
循环
物质循环
通过系统设计实现循环，使前一环节产生的废物尽可能被后一环节利用，减少整个生产环节废物的产生
无废弃物农业
协调
生物与环境、生物与生物的协调与适应
生物数量不超过环境承载力，避免系统的失衡和破坏
西北地区的防护林建设出现的问题
整体
社会、经济、自然构成的复合系统
统一协调各种关系，保障生态系统的平衡和稳定
林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题
类型
问题
主要原理
对策
实例
农村综合发展型生态工程
资源有限，人多地少
循环原理，整体原理，协调原理，自生原理
建立综合发展型生态工程。实现物质的多级循环利用，保证在资源有限的条件下有较多产出
北京郊区某村以沼气工程为中心的生态工程
湿地生态恢复工程
湿地面积的缩小和破坏
自生原理，协调原理，整体原理
控制污染、动植物物种引进、建立缓冲带等
厦门筼筜湖生态恢复工程
矿区废弃地的生态恢复工程
矿区生态环境的破坏
协调原理，整体原理
修复土地，恢复植被
赤峰市元宝山矿区生态修复工程