步步高 一轮复习生物第十单元第39讲.docx

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步步高一轮复习生物第十单元第39讲

[考纲要求]　1.简述生态工程的原理（Ⅱ）。

2.生态工程的实例（Ⅰ）。

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．特点：

少消耗、多效益、可持续的工程体系。

3．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，更重要的是，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：

包括系统的结构决定功能原理和系统整体性原理。

1．判断常考语句，澄清易混易错

（1）生态农业的指导思想是环境与经济协调发展（　√　）

（2）生态工程是无消耗、多效益的工程（　×　）

（3）设计良性循环的农业生态系统时，应遵循的基本原则是追求经济效益的最大化（　×　）

（4）某草原牧区，在进行草场建设时，既注重不同牧草种类的搭配种植，又对单位面积内的放牧量做了一定控制，体现了物种多样性原理和协调与平衡原理（　√　）

（5）建立生态农业时巧设、增设食物链的目的是使食物链延长，消耗能量环节增多，系统总能量利用率降低（　×　）

（6）矿区废弃地生态修复工程的关键是优先选择农作物以提高经济效益（　×　）

2．分析命题热图，明确答题要点

如图为生态工程的相关原理示意图。

请据图思考下列问题：

（1）甲图所体现的生态工程的主要原理是什么？

提示　物质循环再生原理。

（2）乙图所体现的生态工程的主要原理是什么？

提示　整体性原理。

（3）以下几种做法分别能体现哪种生态工程原理？

①单一人工林比天然混合林稳定性低，易爆发虫害；

②草原确定合理载畜量，不能过度放牧；引种考虑适应环境；

③林业生态工程建设，既考虑种树又考虑生活问题。

提示　①物种多样性原理；②协调与平衡原理；③整体性原理。

命题点　生态工程的原理

1．下列关于生态工程的理解，不合理的是（　　）

A．我国“三北防护林”运用物种多样性原理，取得了巨大的生态效益

B．小流域综合治理模式应用了生态工程的整体性原理、协调与平衡原理、系统学和工程学原理等

C．在湿地周围建立缓冲带，可减少人类的干扰，使湿地依靠自然演替等恢复其生态功能

D．在对城市进行规划和布局时，要进行城市生态分区

答案　A

解析　我国“三北防护林”虽然取得了巨大的生态和经济效益，但是由于没有完全按照自然生态规律办事，也产生了不少问题，例如最初进行林带建设时，没有遵循物种多样性原理，单一种植了大片的樟子松林，导致松毛虫肆虐，很多地方的樟子松因此奄奄一息。

2．下列实例与主要体现的生态工程基本原理，匹配最恰当的是（　　）

A．中国传统农业——物种多样性原理

B．在养分稀少的深海有物种丰富的珊瑚礁——物质循环再生原理

C．包孕吴越的太湖中水葫芦泛滥——违反了协调与平衡原理

D．水乡的桑基鱼塘——整体性原理

答案　C

解析　中国传统农业主要是应用了物质循环再生原理；在养分稀少的深海有物种丰富的珊瑚礁主要是体现了物种多样性原理；包孕吴越的太湖中水葫芦泛滥主要是违反了协调与平衡原理；桑基鱼塘主要是应用了系统的结构决定功能原理。

3．下列有关生态工程原理的说法，正确的是（　　）

A．农作物合理密植，遵循的是协调与平衡原理

B．农作物间作套种，遵循的是整体性原理

C．前面造林，后面砍树，违反的是系统学与工程学原理

D．某湖泊中水体富营养化，引起大面积水华，违反的是物种多样性原理

答案　A

解析　农作物间作套种，遵循的是物种多样性原理；前面造林，后面砍树，违反的是整体性原理；某湖泊中水体富营养化，引起大面积水华，违反的是协调与平衡原理。

4．“四位一体”生态农业是我国北方典型的生态农业模式，它以沼气为纽带，将沼气池、猪禽舍、蔬菜栽培与日光温室有机地组合在一起。

下列有关叙述不正确的是（　　）

A．将牛粪、猪粪直接施入沼气池，可以为沼气池中的微生物生长提供物质和能量

B．建立该系统遵循的主要原理有物质循环再生原理、物种多样性原理等

C．该系统的主要成分是蔬菜，人、牛、猪等均为消费者，它们构成食物网

D．由于废弃物的再利用，提高了该系统中各营养级之间的能量传递效率

答案　D

解析　将牛粪、猪粪直接施入沼气池，可以被微生物将其中的有机物分解为无机物，同时将能量多级利用，A正确；该生态系统将农业废弃物的转化、再生和资源化等综合起来，同时又增加了蔬菜的种植和猪牛等家畜的饲养，遵循了能量的多级利用、物质循环再生、物种多样性等原理，B正确；生产者是生态系统的主要成分，又是基本成分。

人、猪和牛直接或间接取食于生产者（蔬菜）。

生产者和消费者构成了食物网或食物链，C正确；不同结构的生态系统，能量传递效率是不会改变的，D错误。

关于生态工程的几个问题

（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，使经济效益和生态效益同步发展。

（2）生态工程的特点：

具有少消耗、多效益、可持续的特点。

（3）生态工程的理解：

涉及的学科知识包括生态学和系统学；运用到的技术手段或方法有系统设计、调控和技术组装；最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。

（4）生态工程的主要任务：

对已被破坏的生态环境（或受损的生态系统）进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。

考点二　生态工程的实例及前景

1．生态工程实例（连线）

2．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。

1．判断常考语句，澄清易混易错

（1）“无废弃物农业”遵循的是物种多样性原理（　×　）

（2）在建设高新农业时，沼气池的建立遵循的是物质循环再生原理（　√　）

（3）根据协调与平衡原理，一个生态系统中种群的数量不应超过环境容纳量（　√　）

（4）“总体功能大于各部分之和的效果”是利用系统整体性原理（　√　）

（5）在建设生态工程时，既要考虑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（　√　）

2．分析命题热图，明确答题要点

如图是某生态工程示意图。

请据图思考下列问题：

（1）从生态学角度分析，人们建立图示的农业生态系统的主要目的是什么？

图中的废弃物合理利用能体现生态工程的什么原理？

提示　目的是实现物质的循环再生和能量的多级利用；废弃物的合理利用，能体现生态工程的物质循环再生原理。

（2）从环境保护的角度分析，该生态工程能生产出无公害大米的原因是什么？

提示　因为减少了化肥和农药的使用量，减少了环境污染。

（3）将蘑菇房与蔬菜大棚相通可提高蔬菜产量，请从细胞代谢的角度分析，其原因是什么？

提示　蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合作用，使其光合作用增强。

命题点　生态工程的实例分析

1．下列有关生态工程的原理和实例中，错误的是（　　）

选项

有关实例

相关的生态工程原理

A

无废弃物农业

遵循物质循环再生原理

B

在人工林中增加植被的层次

遵循物种多样性原理

C

无锡太湖水体富营养化引起大面积水华

违反协调与平衡原理

D

前面造林，后面砍林

违反系统学和工程学原理

答案　D

解析　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。

2．如图为生态养猪模式。

从图中可知该生态工程属于（　　）

A．物质循环利用的生态工程

B．山区小流域综合治理与开发的生态工程

C．节水和废水处理与应用的生态工程

D．清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程

答案　C

解析　从题图中看出，该生态工程实现了废水的循环利用。

3．“生态农业”是高效的农业生态系统，下面是一个“生态农业”的模式图，据图判断下列说法错误的是（　　）

A．该“生态农业”涉及的原理有整体性原理、协调与平衡原理、系统学和工程学原理等

B．沼气池实现了物质和能量的多级利用，提高了能量传递效率

C．蚕、鸡等生物属于消费者

D．在池塘生态系统中，鱼苗的放养最好控制在K/2左右

答案　B

解析　生态农业实现了物质和能量的多级利用，提高了能量的利用率，但不能提高能量的传递效率。

4．下图是江苏某农村因地制宜建设的生态农业园示意图，请据图回答下列问题：

（1）该生态农业园建设主要依据的生态工程原理有_________________________（至少2个）。

（2）池塘养鱼时，通常采用多鱼种混合放养模式（上层为食浮游生物的鳙鱼，中层为食草的草鱼，下层为杂食性的鲫鱼等）。

从群落结构分析，这种养殖模式的优点是____________________________________。

（3）防治果树虫害时，常利用性引诱剂来诱捕害虫或干扰交配，从而降低害虫种群密度。

这属于生态系统中的________________（信息类型）传递在农业生产中的应用。

（4）流入该生态农业园的总能量有________________________________和人工输入的能量，人工输入的能量有________________（至少2项）等。

该生态农业园增加了“蝇蛆养殖、食用菌种植”等项目，其意义是_____________________________________________________

________________________________________________________________________。

（5）根据图示，用箭头表示生态系统三类生物成分之间的能量流动关系。

答案　

（1）物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理等　

（2）充分利用了生态系统的空间和食物资源　（3）化学信息　（4）稻麦蔬菜、草莓、梨等生产者固定的太阳能　种子、幼苗、鸡苗、鸭苗、牛犊、电力、石油等　实现了生态系统物质和能量的多级利用，减少了环境污染　（5）如图所示

解析　

（1）该生态农业园建设主要依据的生态工程原理有物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理等。

（2）池塘养鱼时，通常采用多鱼种混合放养模式（上层为食浮游生物的鳙鱼，中层为食草的草鱼，下层为杂食性的鲫鱼等），这种养殖模式充分利用了生态系统的空间和食物资源，缓解生物间的竞争。

（3）防治果树虫害时，常利用性引诱剂来诱捕害虫或干扰交配，从而降低害虫种群密度，其中性引诱剂的使用属于生态系统中的化学信息传递在农业生产中的应用。

（4）流入该生态农业园的总能量是稻麦蔬菜、草莓、梨等生产者固定的太阳能和人工输入的能量；人工输入的能量有种子、幼苗、鸡苗、鸭苗、牛犊、电力、石油等。

该生态农业园增加了“蝇蛆养殖、食用菌种植”等项目，该项目实现了生态系统物质和能量的多级利用，减少了环境污染。

（5）生产者的能量可以流向消费者和分解者，消费者的能量可以流向分解者，图中分解者的能量还可以流向消费者（如蝇蛆养殖→鸡鸭养殖），由此画出该生态系统三类生物成分之间的能量流动关系图。

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）应当体现充分利用自然界的物质和能量资源的原则。

（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。

[构建知识网络]

[必背答题语句]

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．物质循环再生原理的基础是物质循环；物种多样性原理的基础是生态系统的稳定性；协调与平衡原理的基础是生物与环境的协调和平衡；整体性原理的基础是社会、经济和自然构成复合系统；系统学和工程学原理的基础是系统的结构决定功能。

3．农村综合发展型生态工程的主要原理是物质循环再生原理、整体性原理和物种多样性原理；小流域综合治理生态工程的主要原理是整体性原理和协调与平衡原理；大区域生态系统恢复工程和城市环境生态工程的主要原理都是协调与平衡原理、整体性原理。

重温高考　演练模拟

1．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性原理

B．生态工程是无消耗、多效益、可持续的工程体系

C．生态经济主要实行“循环经济”的原则

D．在林业工程建设中，应重点遵循系统整体性原理

答案　C

解析　“无废弃物农业”实现了物质的区域小循环，做到了物质和能量的分层分级利用，因此主要体现了生态工程中的物质循环再生原理；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；生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，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，从而实现废弃物的资源化；林业工程建设应重点遵循系统的协调与平衡原理。

2．“菇—菜”立体栽培（如图）是充分利用温室大棚等设施的光、温度环境优势，按照空间层次分布，形成优势互补和资源高效利用的生态农业模式之一。

下列有关叙述不正确的是（　　）

A．图中X可代表CO2，Y可代表O2

B．该生态系统中食用菌属于分解者

C．菌渣作为有机肥为蔬菜提供了能量

D．该模式遵循了物质循环再生等生态工程原理

答案　C

解析　蔬菜光合作用产生的O2可用于食用菌的呼吸作用，同时食用菌呼吸作用产生的CO2可被蔬菜的光合作用利用，故题图中X可代表CO2，Y可代表O2；食用菌分解有机物，属于分解者；菌渣作为有机肥，通过微生物的分解作用只能为蔬菜提供CO2和无机盐，蔬菜不能从有机肥中直接获取能量；该生态农业充分利用了菌渣等废弃物，遵循了物质循环再生等生态工程原理。

3．（2014·重庆，7Ⅰ）为治理某废弃采石场的生态环境，对其进行了公园化建设。

（1）对其进行整理和覆土，并选择适生植物进行人工造林，不同恢复时期的植物物种数如图所示。

t0→t1，植物残体及凋落物中的有机物被生态系统中的__________转化为无机物，使土壤条件得到改善；同时由于人工林土壤中存在________________，导致群落中植物物种数增加；t1→t3，人工林抵抗力稳定性的变化是____________；群落中植物物种数逐渐增加，物种之间______________加剧。

（2）通过人工林建设和园林景观构建，既改善了生态环境，又可提高社会和经济效益，这主要体现了生态工程的________________原理。

答案　

（1）分解者　种子或繁殖体　增强　竞争

（2）整体性（系统论）

解析　

（1）t0→t1，植物残体及凋落物中的有机物被生态系统中的分解者分解成无机物，使土壤条件得到改善。

改造的废弃采石场的土壤中存在一些种子或其他繁殖体，所以在群落演替过程中植物物种数会增加。

t1→t3，由于人工林中的植物物种数增加，所以人工林的自我调节能力逐渐增强，导致人工林的抵抗力稳定性也逐渐增加。

在一个群落中，植物之间因光照、土壤中的水分和无机盐等因素而具有竞争关系。

（2）生态工程的整体性原理是指进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，更重要的是，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。

4．（2013·广东，26）污水处理厂的污泥富含有机质和无机成分，可用作肥料，但其多环芳烃（PAHs）等有机污染物含量通常较高，施入土壤会带来二次污染，生物质炭是由作物废弃秸秆等炭化而成，将污泥、含7%生物质炭的污泥均堆放一段时间后用于盆栽实验，研究它们对黑麦草生长及PAHs迁移的影响，结果见下表：

测定项目

红壤

红壤＋污泥

红壤＋含7%生

物质炭的污泥

土壤PAHs

含量（μg/kg）

527

1079

765

黑麦草叶绿

素含量（mg/g）

2.0

2.1

2.3

黑麦草每

盆干重（g）

1.7

2.3

2.7

黑麦草PAHs

含量（μg/kg）

401

651

428

（1）生物质炭孔隙结构发达，能改善土壤的通气状况，使根系细胞____________加强，________合成增加，从而促进根系对土壤养分的吸收。

（2）由表可知，施用含生物质炭的污泥______________________________，从而促进黑麦草生长；污泥的施用使土壤和黑麦草的PAHs含量________________，但生物质炭的输入______________________________________，从而降低PAHs污染的风险，由此可见，生物质炭有望用作污泥改良剂，促进污泥的推广应用，污泥的应用符合生态工程的______________________________原理。

答案　

（1）呼吸作用　ATP　

（2）能增加黑麦草叶绿素含量　升高　能降低土壤和黑麦草中PAHs的含量　物质循环再生

解析　

（1）生物质炭能改善土壤的通气状况，促进细胞的呼吸作用，使得细胞的呼吸作用加强，合成的ATP增多，为根系主动吸收养分提供能量。

（2）由表可知，施用含有生物质炭的污泥中黑麦草叶绿素的含量较多，从而促进黑麦草的生长，污泥施用后土壤和黑麦草的PAHs含量增加，生物质炭的输入则能降低土壤和黑麦草中PAHs的含量。

污泥中含有大量的有机质和无机成分，施用污泥的目的是使其中的养分被充分吸收利用，因此利用了物质循环再生的生态工程原理。

1．生态系统内即使某个物种由于某种原因而死亡，也会很快由其他物种占据它原来的生态位置，从而避免了系统结构或功能的失衡。

这体现了生态工程的（　　）

A．协调与平衡原理B．物质循环再生原理

C．物种多样性原理D．整体性原理

答案　C

解析　生物多样性程度高，可以为各类生物的生存提供多种机会和条件。

2．下列有关生态工程的说法，不正确的是（　　）

A．超载放牧导致草地退化，主要违背协调与平衡原理

B．矿区生态环境的恢复工程中，关键的措施是植被恢复

C．对湿地的恢复，只要注意退耕还湿地和建立自然保护区就可以

D．城市生活垃圾实现废物资源化利用依据的是物质循环再生原理

答案　C

解析　湿地的恢复，要采用工程和生物措施相结合的方法，使受到干扰的湿地得以恢复，同时还应建立缓冲带，尽量减少人类的干扰，故湿地的恢复并不仅仅是简单的退耕还湿地和建立自然保护区就能奏效的。

3．如图是苏南某地利用人工湿地处理城市污水的部分示意图。

下列有关叙述中，不正确的是（　　）

A．流经该生态系统的总能量大于生产者所固定的太阳能

B．芦苇在湿地边沿随地势高低分布不同，属于群落的水平结构

C．该人工湿地具有一定的蓄洪防旱功能，体现了生物多样性的间接价值

D．该人工湿地的构建充分运用了物质和能量循环再生、多级利用的原理

答案　D

解析　城市污水的流入，带入一部分有机物，而有机物含有能量；由于地形高低不同，芦苇分布不同，这体现了群落的水平结构；生态系统的生态功能是生物多样性的间接价值；物质能够循环利用，能量不能循环利用。

4．下面是一个庭院生态工程的模式图，对该生态系统的分析，正确的是（　　）

A．该生态工程的目的是实现物质的循环利用，提高经济效益

B．该生态工程遵循了物质与能量多级循环利用等原理

C．饲养鸡鸭能提高生态系统中物质的利用效率，增加产量，但由于食物链延长，生态系统中能量传递效率会降低

D．建沼气池和制作生态缸需要考虑的因素是一样的

答案　A

解析　题图生态工程实现了物质的循环利用，提高了经济效益。

该生态工程遵循了物质循环利用和能量多级利用等原理，能量不能循环利用。

食物链延长不会改变生态系统中能量传递效率，但是随着食物链延长，最高营养级的生物获得的能量会降低。

建沼气池和制作生态缸需要考虑的因素不完全一样，如沼气池中的生物不能进行光合作用，而生态缸中有进行光合作用的生产者，所以生态缸需要提供适宜的光照。

5．（2016·大连测试）目前我国在矿产资源开发中，坚持“谁污染、谁治理”“谁破坏、谁恢复”的原则，建立健全矿区生态环境恢复治理的责任机制。

下列关于矿区废弃地生态恢复的叙述合理的是（　　）

A．矿区废弃地生态恢复的关键是尽可能依靠自然演替恢复其生态功能

B．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

C．该生态工程恢复所遵循的主要原理是整体性原理、协调与平衡原理

D．矿石的开采只是破坏生态环境，不会产生其他危害

答案　C

解析　矿区废弃地生态恢复工程的关键是植被恢复和土壤微生物群落的重建，这主要依靠人类的活动；矿区的土壤条件恶劣，不适宜农作物的生长；矿山开发形成大量岩质陡边坡及矿渣废弃地，边坡的不稳定性会导致许多不良地质灾害。

6．池塘养殖普遍存在由于饵料、鱼类排泄物、换水不及时等引起的水体污染现象，研究者设计了一种循环水池塘养殖系统（如图所示）。

请回答下列问题：

（1）与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性____________。

人工养殖池塘水体的N、P含量容易升高，会引起水体的富营养化；藻类等浮游生物大量繁殖，加之死亡后被微生物分解，引起水体的溶氧量下降，造成鱼类等死亡，进一步破坏了生态系统稳态，这种调节方式称为________________________。

（2）与传统养殖池塘相比，该养殖系统增加的生态工程设施有____________________________。

可以通过在这些设施内栽植水生植物、放养滤食动物等措施，起到对水体的________________________，有效减少水体中的N、P等含量。

（3）该养殖系统设计为前一池塘上层水流入后一池塘底部，实现水层交换，其目的有______________________、______________________。

（4）该养殖系统中串联的池塘不宜过多，因为______________________________________

________________________________________________________________________。

（5）保持池塘水体中适当的N、P含量是必要的，该养殖系统可以通过______________、______________________进行调控。

答案　

（1）高　正反馈

（2）生态塘和潜流湿地　净化作用

（3）增加水中的溶氧量　提高饵料的利用率

（4）后面池塘水体中的N和P含量（浓度）越来越高

（5）补水和排水　水泵控制水的流量（循环频次）

解析　

（1）群落的营养结构越复杂，其抵抗力稳定性越高，恢复力稳定性越低，人工养殖池塘营养结构简单，恢复力稳定性高，抵抗力稳定性低。

负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，本题中因水体富营养化导致藻类大量繁殖，死亡后使水体溶氧量下降，造成鱼类的死亡，这是正反馈调节。

（2）由图可知，该养殖系统比传统养殖池塘增加了生态塘和潜流湿地，这些设施内的水生植物、滤食动物可以净化水体、吸收水体中的矿质元素。

（3）前一池塘的上层植物进行光合作用含有较多的氧气，这些浮游植物及剩余的饵料到下一个池塘的底部后又可以被利用，提高了饵料的利用率。

（4）因营养的聚积使后面池塘中的N和P含量会越来越高。

（5）由于是人工养殖系统，可以自主调节池塘里的水，以控制N、P含