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專題5 生 態(tài) 工 程 5.1 生態(tài)工程的基本原理,一、關注生態(tài)工程建設 1.生態(tài)工程概念： (1)技術手段和方法：通過_________、調控和技術組裝，對已 被破壞的生態(tài)環(huán)境進行___________，對造成環(huán)境污染和破壞 的_____________進行改善。 (2)結果：提高生態(tài)系統(tǒng)的_______，促進人類社會和自然環(huán)境 的_________。,系統(tǒng)設計,修復、重建,傳統(tǒng)生產(chǎn)方式,生產(chǎn)力,和諧發(fā)展,2.生態(tài)工程建設： (1)目的：遵循自然界_________的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生 產(chǎn)潛力，防止_________，達到_________和_________的同步 發(fā)展，從而促進人類社會和自然環(huán)境的和諧統(tǒng)一。 (2)優(yōu)勢：與傳統(tǒng)工程相比，少消耗、_______、可持續(xù)發(fā)展。,物質循環(huán),環(huán)境污染,經(jīng)濟效益,生態(tài)效益,多效益,3.生態(tài)經(jīng)濟概念： (1)原則：_____________。 (2)目標：一個系統(tǒng)產(chǎn)出的_______，能夠成為本系統(tǒng)或者另 一個系統(tǒng)的_________，從而實現(xiàn)_______________。 (3)最重要的手段之一：_________。,“循環(huán)經(jīng)濟”,污染物,生產(chǎn)原料,廢棄物的資源化,生態(tài)工程,二、生態(tài)工程所遵循的基本原理 1.物質循環(huán)再生原理： (1)含義：物質能夠在各類生態(tài)系統(tǒng)中進行___________和 _______________，循環(huán)往復，_________利用，從而達到 取之不盡、用之不竭的效果。,區(qū)域小循環(huán),全球地質大循環(huán),分層分級,(2)實例：“無廢棄物農(nóng)業(yè)”：,有機物,有機肥料,農(nóng)田,循環(huán)利用,堆肥,漚肥,2.物種多樣性原理： (1)理論基礎：生物多樣性程度高，生物通過_______關系相互 依存，可在有限的資源條件下，產(chǎn)生或容納更多的生物量， 提高___________。 (2)實例。 ①正面：珊瑚礁區(qū)生物多樣性非常高，不同生物在珊瑚礁區(qū)占 據(jù)不同的位置，通過_______關系互相依存，使得珊瑚礁_______ 穩(wěn)定性較高。 ②反面：單一種植的樟子松林或楊樹林的___________程度較低， 極易遭受蟲害，_______穩(wěn)定性較低。,食物鏈,系統(tǒng)生產(chǎn)力,食物鏈,抵抗力,生物多樣性,抵抗力,3.協(xié)調與平衡原理： (1)理論基礎：生物與環(huán)境的___________。 (2)含義：處理好生物與環(huán)境的協(xié)調與平衡，需要考慮環(huán)境承 載力，又稱___________，它是指某種環(huán)境所能養(yǎng)活的生物種 群的_________。,協(xié)調與平衡,環(huán)境容納量,最大數(shù)量,4.整體性原理： (1)理論基礎：_______________________。(如下圖) (2)原理：在進行生態(tài)工程建設時，不但要考慮到_________ _____的規(guī)律，還要考慮到___________等系統(tǒng)的影響力。,社會-經(jīng)濟-自然復合系統(tǒng),自然生態(tài),系統(tǒng),經(jīng)濟和社會,5.系統(tǒng)學和工程學原理：,改變和優(yōu)化,系統(tǒng),功能,比例關系,能量、物質、信息,【微點撥】 1.建立生態(tài)經(jīng)濟的模式是什么？ 提示：實現(xiàn)原料→產(chǎn)品→原料的生產(chǎn)體系，使廢棄物資源化。 2.為什么說“污染物是放錯地方的資源”？ 提示：對環(huán)境造成危害的污染物，采用一定的措施和技術，就能夠回收和循環(huán)利用，這樣不但能夠減少環(huán)境污染，而且提高了資源的利用率，減少了資源的浪費，因此說“污染物是放錯地方的資源”。,3.樟子松林的松毛蟲數(shù)量為什么會肆意增長，而珊瑚礁區(qū)卻有很高的生物多樣性？ 提示：純樟子松林的生物多樣性低，食物鏈短而單調，缺少松毛蟲的天敵，而成片單一的林木又為其提供了豐富的食物來源，因而會導致樹林的毀壞。但珊瑚礁區(qū)的生物多樣性高，食物鏈復雜，不同的生物占據(jù)了不同的時間位、空間位和資源位，因而充分利用了珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境，所以該區(qū)有很高的生物多樣性。,4.某些地區(qū)出現(xiàn)“前面造林，后面砍林”的現(xiàn)象，這是哪一原理失調造成的？ 提示：整體性原理。 5.“1+12”體現(xiàn)了生態(tài)工程的什么原理？ 提示：系統(tǒng)學和工程學原理中的系統(tǒng)整體性原理。,1.下列不屬于生態(tài)工程建設目的的是( ) A.對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進行改善 B.防止環(huán)境污染 C.促進人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展 D.單純追求糧食產(chǎn)量 【解析】選D。生態(tài)工程建設的目的是遵循自然界物質循環(huán)的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。如果單純追求糧食產(chǎn)量，可能影響整個生態(tài)系統(tǒng)的和諧發(fā)展。,2.下列措施中最可能與人類的可持續(xù)發(fā)展的原則不相符合的是 ( ) A.森林采伐量小于生長量 B.人工魚塘每年生產(chǎn)者固定的能量大于消費者同化量 C.對工業(yè)和生活排放的污水或廢氣進行無害化處理后再排放 D.農(nóng)田施用的無機氮多于固定的氮元素 【解析】選D。森林采伐量小于生長量，有利于資源的再生；對污水或廢氣進行無害化處理，有利于資源的利用；生產(chǎn)者固定的能量大于消費者同化量，有利于維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定；農(nóng)田施用的無機氮較多，容易造成環(huán)境污染，不利于可持續(xù)發(fā)展。,3.下列不屬于生態(tài)工程的是( ) A.沼氣工程 B.?；~塘 C.長江兩岸加固河堤 D.退耕還林還草 【解析】選C。沼氣工程、?；~塘和退耕還林還草都利用了生態(tài)工程的原理，實現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，但長江兩岸加固河堤與生態(tài)工程無關。,4.協(xié)調與平衡原理主要是指( ) A.生物與環(huán)境的適應及環(huán)境對生物的承載力 B.系統(tǒng)各組分之間要有適當?shù)谋壤P系 C.自然系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)、社會系統(tǒng)協(xié)調統(tǒng)一 D.物質循環(huán)和能量流動協(xié)調統(tǒng)一 【解析】選A。協(xié)調與平衡原理主要是處理好生物與環(huán)境的協(xié)調和平衡，需要考慮環(huán)境的承載力，即環(huán)境所能養(yǎng)活的生物種群的最大數(shù)量。,5.下列結構示意圖能體現(xiàn)系統(tǒng)學和工程學原理的是( ),【解析】選D。D項中，一般局部出現(xiàn)故障，不會造成整個網(wǎng)絡癱瘓，很多生態(tài)系統(tǒng)也存在類似現(xiàn)象，如我國南方的?；~塘模式，體現(xiàn)了系統(tǒng)的結構決定功能原理，即把很多個生產(chǎn)系統(tǒng)通過優(yōu)化組合，有機地整合在一起，成為一個新的高效生態(tài)系統(tǒng)，大大提高了系統(tǒng)的生產(chǎn)力。,6.生態(tài)系統(tǒng)內即使某個物種由于某種原因而死亡，也會很快有其他物種占據(jù)它原來的生態(tài)位置，從而避免了系統(tǒng)結構或功能的失衡。這體現(xiàn)了生態(tài)工程的什么原理( ) A.協(xié)調與平衡原理 B.物種多樣性原理 C.物質循環(huán)再生原理 D.整體性原理,【解析】選B。一個生態(tài)系統(tǒng)生物種類多，營養(yǎng)結構復雜，生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性越高，原因是生態(tài)系統(tǒng)內即使某個物種由于某種原因而死亡，也會很快有其他物種占據(jù)它原來的生態(tài)位置，從而避免了系統(tǒng)結構或功能的失衡，這種現(xiàn)象體現(xiàn)了生態(tài)工程的物種多樣性原理。,一、關注生態(tài)工程建設 1.生態(tài)經(jīng)濟的實質：能夠滿足我們的需求而又不會危及子孫后代滿足其需要的經(jīng)濟。 2.傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)與生態(tài)工程： (1)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式——“石油農(nóng)業(yè)”。 ①內容：大量使用化肥、農(nóng)藥、機械的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。 ②弊端：不注重生態(tài)環(huán)境的保護，沒有考慮環(huán)境成本，經(jīng)濟的發(fā)展以巨大的生態(tài)環(huán)境破壞為代價。,(2)生態(tài)工程與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的區(qū)別：,3.生態(tài)農(nóng)業(yè)常見類型： (1)?；~塘模式。 人工建立的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，做到蠶糞養(yǎng)魚，魚糞肥塘，塘泥肥田、肥桑，從而獲得稻、魚、蠶繭三豐收，如圖所示：,(2)沼氣農(nóng)田立體養(yǎng)殖模式。 該生態(tài)系統(tǒng)利用農(nóng)作物發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)，利用廢棄物實現(xiàn)物質的循環(huán)，保證能量的多級利用，如圖所示：,【易錯提醒】 (1)“無廢棄物農(nóng)業(yè)”不同于“石油農(nóng)業(yè)”：“無廢棄物農(nóng)業(yè)”屬于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，優(yōu)點是追求物質循環(huán)利用，沒有廢棄物，很少對環(huán)境和資源造成破壞，但生產(chǎn)效率低；“石油農(nóng)業(yè)”是指化肥、農(nóng)藥和機械大量使用對環(huán)境資源造成破壞，生產(chǎn)效率提高。 (2)有了生態(tài)工程也不可以先污染后治理：生態(tài)恢復力有限，不能認為有了生態(tài)工程，就可以先污染后治理。,1.生態(tài)農(nóng)業(yè)的特點是在維持和改善系統(tǒng)內的生態(tài)平衡、不對其周圍環(huán)境造成明顯改變的情況下，求得最大生產(chǎn)力和可持續(xù)發(fā)展。下列不屬于生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的是( ) A.病蟲害的生物防治 B.作物輪作、套種 C.使用化肥提高作物產(chǎn)量 D.秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用,【解題關鍵】解答本題需要準確理解生態(tài)農(nóng)業(yè)的前提和目的： (1)前提是維持和改善系統(tǒng)內的生態(tài)平衡、不對其周圍環(huán)境造成明顯改變。 (2)目的是“求得最大生產(chǎn)力和可持續(xù)發(fā)展”。 只有同時符合這兩個要求的生產(chǎn)方式才屬于生態(tài)農(nóng)業(yè)。,【解析】選C。生態(tài)農(nóng)業(yè)是采用生態(tài)工程的基本原理實現(xiàn)的無污染、可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)思路，病蟲害的生物防治和廢棄物的利用都能夠避免環(huán)境污染，作物輪作、套種實現(xiàn)了土地的可持續(xù)利用，均符合生態(tài)原理?；实纳a(chǎn)和使用會造成環(huán)境污染，同時不利于土地的利用。,2.當前，我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展已由科技含量較低的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉變?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)雖然產(chǎn)量大大提高，但由于大量使用化肥、農(nóng)藥，造成了嚴重的環(huán)境污染，因此我國政府正大力推廣經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益相統(tǒng)一的生態(tài)農(nóng)業(yè)。下列關于生態(tài)農(nóng)業(yè)的敘述不正確的是( ) A.生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中食物鏈和營養(yǎng)級越多，在能量流動中消耗的能量越少 B.生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性比現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高 C.生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)設計的指導原則是實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的能量和物質的多級利用 D.生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)屬于人工生態(tài)系統(tǒng)，人的作用非常突出,【解題關鍵】解答本題需要注意兩點： (1)了解生態(tài)農(nóng)業(yè)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的區(qū)別。 (2)明確生態(tài)農(nóng)業(yè)建設所遵循的原理。,【解析】選A。能量的多級利用并不是食物鏈越長越好，還要考慮能量在傳遞過程中的生物呼吸所消耗的能量；但是生態(tài)農(nóng)業(yè)實現(xiàn)了廢物資源化，提高了能量的利用率。生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)是遵循生態(tài)經(jīng)濟原理，在遵循“循環(huán)經(jīng)濟”的原則下，通過優(yōu)化組合，使一個系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物資源化，實現(xiàn)物質和能量的多級利用，同時防止了環(huán)境污染；在生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中人的作用非常突出，一旦失去人的作用，該系統(tǒng)將受到破壞，因而生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)又屬于人工生態(tài)系統(tǒng)。,二、生態(tài)工程的基本原理,【易錯提醒】 整體性原理≠系統(tǒng)整體性原理 (1)整體性原理是指人類處在一個社會、經(jīng)濟、自然復合而成的巨大系統(tǒng)中。建立在對系統(tǒng)成分的性質及相互關系充分了解基礎上的整體理論，是解決生態(tài)環(huán)境問題的必要基礎。 (2)系統(tǒng)整體性原理屬于系統(tǒng)學和工程學原理之一。系統(tǒng)整體性是指系統(tǒng)各組分之間要有適當?shù)谋壤P系，只有這樣才能順利完成能量、物質和信息等的轉換和流通，并且實現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果。,1.(2014溫州模擬)如圖是一個農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式圖，關于該系統(tǒng)的敘述，錯誤的是( ) A.微生物也能利用農(nóng)作物通過光合作 用儲存的能量 B.多途徑利用農(nóng)作物可提高該系統(tǒng)的 能量利用率 C.沼渣、沼液作為肥料還田，使物質 能夠循環(huán)利用 D.沼氣池中的微生物是該生態(tài)系統(tǒng)的消費者,【解題關鍵】解答本題需要考慮兩個方面： (1)分析圖中生產(chǎn)者、消費者和分解者及其作用。 (2)明確能量在圖中生物之間的利用情況。,【解析】選D。農(nóng)作物通過光合作用固定太陽能，沼氣池中微生物如甲烷桿菌等是分解者，可以利用其中的能量，故A項正確，D項錯誤；圖中農(nóng)作物能被多種生物利用，提高了生態(tài)系統(tǒng)中能量的利用率，故B項正確；沼渣、沼液作為肥料還田，使物質能夠循環(huán)利用，故C項正確。,2.(2013濟寧高二檢測)材料1：實施沼氣工程，是我國政府為改善農(nóng)村環(huán)境和發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟大力推廣的一種生態(tài)工程。 材料2：地衣中的真菌和藻類互利共生，當把它們分開時，兩者都不能正常生長。 材料3：居住在林區(qū)的農(nóng)民，“靠山吃山”是他們生活的根本。當進行林業(yè)工程建設時，一方面號召農(nóng)民種樹，另一方面考慮林區(qū)農(nóng)民的生活問題，使改善生態(tài)和發(fā)展經(jīng)濟結合起來，才能真正做到造林護林。,上述材料依據(jù)下列哪些生態(tài)工程原理( ) ①物質循環(huán)再生原理 ②物種多樣性原理 ③協(xié)調與平衡原理 ④整體性原理 ⑤系統(tǒng)整體性原理 ⑥系統(tǒng)的結構決定功能原理 A.①⑤④ B.②④⑥ C.③④⑤ D.①③④,【解題關鍵】解答本題的關鍵是閱讀題干文字，提取有效信息：材料1中“沼氣工程”體現(xiàn)“廢棄物”的利用，材料2中“地衣中的真菌和藻類互利共生”體現(xiàn)“1+12”的效果，材料3中“靠山吃山”體現(xiàn)“整體性”原理。,【解析】選A。物質循環(huán)再生原理：物質能夠在各類生態(tài)系統(tǒng)中進行區(qū)域小循環(huán)和全球地質大循環(huán)，循環(huán)往復，分層分級利用，從而達到取之不盡、用之不竭的效果。地衣中的真菌和藻類單獨存在時，兩種生物都不能很好地生活，但是在一起的時候就出現(xiàn)了一種“1+12”的效果，體現(xiàn)了系統(tǒng)整體性原理。所謂生態(tài)工程的整體性原理，是指人類所處的自然系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)和社會系統(tǒng)所構成的巨大復合系統(tǒng)，三者相互影響而形成統(tǒng)一整體。,【方法規(guī)律】判斷生態(tài)工程原理的方法 (1)如果強調充分利用廢棄物，則為物質循環(huán)再生原理。 (2)如果強調生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，則為物種多樣性原理。 (3)如果強調各成分之間關系，則為協(xié)調與平衡原理。 (4)如果強調社會、經(jīng)濟和自然協(xié)調統(tǒng)一，則為整體性原理。 (5)如果強調整體大于部分之和，則為系統(tǒng)整體性原理。 以上所述只是一般規(guī)律，如果遇到特殊情況，還要具體分析，一個生態(tài)工程也可能涉及多個原理。,