2020年高二生物下册知识梳理及测试题：生态工程

专题 09 生态工程 一、生态工程的基本原理 项目 理论基础 意义 实例 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 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 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 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 系统的结构 决定功能 原理：分布 式优 于集中式和 环式 改变和优化系统的结构以改 善 功能 桑基鱼塘 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 二、生态工程的实例和发展前景 1、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 ① 主要措施：退耕还林 ② 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 ③ 水污染：减少或禁止污水排放，进行污水 净化 一、生态工程的概念 生态工程是指应用生态系统中物种共生与物质循环再生原理、结构与功能相协调原则，结合系统分 析的最优化方法而设计的促进物质被分层多级利用的生产工艺系统。 二、生态工程的基本原理 生态工程的设计所依据的是生态学和工程学原理 1、生态学原理 （1）物种共生原理：自然界任何一种生物都不能离开其他生物而单独生存和繁衍，存在着共生、竞 争等关系，这构成了生态系统的自我调节和反馈机制。 （2）生态位原理：生态系统中各种生物都占有一定的生态位，依据此原理，可构建一个具有多层次、 多种群的稳定而高效的生态系统。 （3）食物链原理：食物链/食物网是实现生态系统中物质循环、能量流动和信息传递的基础，物种间 的食物关系是生态工程设计的重要因素。 （4）物种多样性原理：生态系统中生物多样性越高，抵抗力稳定性越陷越高 ，生态系统就越稳定 。 （如“三北防护林”虫害、珊瑚礁区的生机） 2、工程学原理（1）物质循环再生原理：物质能在生态系统中循环往复，分层分级利用。我国古代的“无废弃物农 业”——利用收集到的一切可能的有机物质转变为有机肥料，改善了土壤结构，培育了土壤微生物，实现 了 N、P、K 等元素的循环利用。 （2）协调与平衡原理：要处理好生物与环境的协调与平衡，生态系统中的生物数量不能超过环境承 载力（环境容纳量）的限度。太湖等水体富营养化，导致水葫芦和藻类疯长现象；西北衰败的杨树和繁茂 的当地树种间的大反差。 （3）整体性原理：生态工程建设，不但要考虑自然生态系统的规律，还要考虑到社会和经济等系统 的影响力。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、开发与环境建设之间的关系， 保障生态系统的平衡与稳定。 三、生态工程建设的基本过程 1.生态工程建设的核心环节是技术设计. 2.生态工程设计的方法及实例 （1）食物链（网）的“相接”，如稻田养鱼农业生态工程。 （2）食物链（网）的“加环”，如玉米芯的充分利用。 3.生态工程在设计时要考虑到有利于人和自然两方面，突出低消耗、多效益、可持续的特征。 二、我国生态工程建设的实例 1.治污生态工程 （1）内容：主要涉及固体、液体、有机废物的处理，生态肥料的研制与试用，湖区污染的生态治理， 塑料的再生利用。 （2）实例——“人工湿地”生态工程： （1）湿地的重要特点之一是生物多样性丰富，湿地生态系统具有较强的 功能，被誉为“地球之 肾”。 （2）“人工湿地”的净化作用是通过湿地环境中所发生的物理、化学和生物作用的综合效应实现的，由 不同类型的水生植物和微生物的共同作用来完成。 （3）水生植物可吸收、转化污水中的 N、P 等物质，还能促进细菌等微生物对污水的处理和净化。 【拓展】人工湿地是一个综合的生态系统，它应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理，结构与功能 协调原则，在促进废水中污染物质良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境的再污染，获 得污水处理与资源化的最佳效益。 2.生态恢复工程 （1）生态恢复工程的第一步是恢复植被. （2）实例a.矿山废弃地生态恢复工程： 在矿区废弃地的生态修复中，植被要注意选择生长快和抗逆性强的树种，优先选择负担树种，尽量选 择适应性强的乡土树种和先锋树种，注意树种的多功能效益。 b.西部的生态治理 水土流失是西部生态问题中最本质、最突出的矛盾。 3.生态农业工程 生态农业以保持生态系统的生态平衡为主导思想，促进物质在系统内循环和重复使用,以最少的投入获 取最大的经济效益和生态效益。