生物學案：生態(tài)工程的基本原理

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精5．1生態(tài)工程的基本原理1．簡述生態(tài)工程的概念，關(guān)注生態(tài)工程的建設(shè)。2．簡述生態(tài)工程的原理，舉例說出各原理的內(nèi)容.3．嘗試運用生態(tài)工程原理，分析生態(tài)環(huán)境問題及解決對策.一、關(guān)注生態(tài)工程建設(shè)1．生態(tài)經(jīng)濟（1）最主要的實行原則：________。(2）最主要的特點:使一個系統(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）實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟的最重要的手段之一：________。2．生態(tài)工程生態(tài)工程建設(shè)的目的就是遵循自然界________的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力,防止________，達到______效益和______效益同步發(fā)展。與傳統(tǒng)的工程相比，生態(tài)工程是一類少______、多______、可______的工程體系.二、生態(tài)工程所遵循的基本原理1．物質(zhì)循環(huán)再生原理(1）理論基礎(chǔ)：生態(tài)系統(tǒng)的________.物質(zhì)能夠在各類生態(tài)系統(tǒng)中進行__________和____________,循環(huán)往復(fù)，____________,從而達到取之不盡、用之不竭的效果。(2）實例-—無廢棄物農(nóng)業(yè)。“無廢棄物農(nóng)業(yè)”即通過積極種植能夠固氮的________，以及收集一切可能的______物質(zhì)，如糞便、枯枝落葉、河泥等，采用______和______等多種方式，把它們轉(zhuǎn)變?yōu)開_______，施用到農(nóng)田中，這樣既利用了______，又改善了________，培育了__________，實現(xiàn)了________如氮、磷、鉀及微量元素的______利用。（3）沒有物質(zhì)循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng)的危害：會產(chǎn)生________，造成________，并最終影響系統(tǒng)的穩(wěn)定和發(fā)展。2．物種多樣性原理（1）理論基礎(chǔ)：生態(tài)系統(tǒng)的______。物種繁多而復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的______穩(wěn)定性。__________程度高，可以為各類生物的生存提供多種機會和條件.眾多的生物通過________關(guān)系互相依存，就可以在有限的資源條件下，產(chǎn)生或容納更多的________，提高__________。（2）實例：純樟子松林、楊樹林的生物多樣性____，食物鏈________，缺少松毛蟲、天牛的______,而成片單一的林木又為其提供了豐富的________，因而會導致樹林的毀壞。珊瑚礁區(qū)的生物多樣性________，食物鏈________，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。例如，氮、磷等養(yǎng)分就能夠在該區(qū)生物體間充分地__________而很少流出系統(tǒng)外。3．協(xié)調(diào)與平衡原理（1）理論基礎(chǔ)：__________的協(xié)調(diào)與平衡。（2）處理好生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，需要考慮__________，又稱環(huán)境________，是指某種環(huán)境所能養(yǎng)活的生物______的最大數(shù)量。4．整體性原理（1）理論基礎(chǔ)：社會—經(jīng)濟—自然復(fù)合系統(tǒng).（如下圖）如上圖所示，人類所處的是一個由________、________、________復(fù)合而成的巨大的系統(tǒng)，三者相互影響而形成一個統(tǒng)一的整體。在進行生態(tài)工程建設(shè)時，不但要考慮____________的規(guī)律，更重要的是，還要考慮__________等系統(tǒng)的影響力,只從生態(tài)學的角度片面考慮生物與環(huán)境之間、生物與生物之間的相互影響是不可以的。(2）意義:只有應(yīng)用整體性原理，才能統(tǒng)一協(xié)調(diào)____________、__________、____________之間的關(guān)系，保障生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定。5．系統(tǒng)學和工程學原理(1)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理理論基礎(chǔ)：______優(yōu)于集中式和環(huán)式。生態(tài)工程需要考慮系統(tǒng)內(nèi)部不同組分之間的結(jié)構(gòu)，通過改變和________，達到改善系統(tǒng)______的目的.在________的結(jié)構(gòu)中，一般局部的障礙不至于造成整個網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。（2）系統(tǒng)整體性原理理論基礎(chǔ)：整體功能大于部分之和.系統(tǒng)的各組分之間要有__________關(guān)系，只有這樣才能順利完成能量、物質(zhì)、信息等的__________，并且實現(xiàn)總體功能大于__________的效果，即“1＋1〉2”。思考：在我國西北一些地區(qū)年降雨量小于450mm，不是種植了適應(yīng)當?shù)丨h(huán)境的灌木和草，而是大量種植了不適應(yīng)當?shù)丨h(huán)境的楊樹。答案:一、1.（1）循環(huán)經(jīng)濟（2）污染物生產(chǎn)原料廢棄物的資源化（3）生態(tài)工程2．物質(zhì)循環(huán)環(huán)境污染經(jīng)濟生態(tài)消耗效益持續(xù)二、1。（1）物質(zhì)循環(huán)區(qū)域小循環(huán)全球地質(zhì)大循環(huán)分層分級利用(2）豆科作物有機堆肥漚肥有機肥料廢棄物土壤結(jié)構(gòu)土壤微生物土壤養(yǎng)分循環(huán)(3）廢棄物環(huán)境污染2．（1)穩(wěn)定性抵抗力生物多樣性食物鏈生物量系統(tǒng)生產(chǎn)力（2）低短而單調(diào)天敵食物來源高復(fù)雜循環(huán)利用3．（1）生物與環(huán)境（2）環(huán)境承載力容納量種群4．（1）社會系統(tǒng)經(jīng)濟系統(tǒng)自然系統(tǒng)自然生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)濟和社會（2）當前與長遠局部與整體開發(fā)與環(huán)境建設(shè)5．（1）分布式優(yōu)化結(jié)構(gòu)功能分布式（2）適當?shù)谋壤D(zhuǎn)換和流通各部分之和思考：主要違背了協(xié)調(diào)與平衡原理。1．物種多樣性與生物多樣性物種多樣性是指多種多樣的生物種類，強調(diào)物種的變異性。生物多樣性是指生命形式的多樣化（從類病毒、病毒、細菌、放線菌、支原體、真菌到植物、動物），各種生命形式之間及其與環(huán)境之間的多種相互作用,以及各種生物群落、生態(tài)系統(tǒng)及其生態(tài)環(huán)境與生態(tài)過程的復(fù)雜性.一般地講，生物多樣性可以從三個層面上去描述,即遺傳(基因）多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)與景觀多樣性.2．協(xié)調(diào)與平衡原理所謂協(xié)調(diào)與平衡是指生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡.協(xié)調(diào)主要指生物要適應(yīng)環(huán)境，因此在建設(shè)生態(tài)工程時，不要盲目引種或栽種;平衡是指某環(huán)境下生物種群的數(shù)量與環(huán)境的承載力要平衡,如果生物的數(shù)量超過了環(huán)境的承載力，就會引起系統(tǒng)的失衡和破壞。如草原上的過度放牧就是典型的例子.3．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(gòu)成的巨大的復(fù)合系統(tǒng),三者相互影響而形成的統(tǒng)一整體。它既包括自然系統(tǒng)的生物與環(huán)境、生物與生物之間的相互影響，又包括經(jīng)濟和社會等系統(tǒng)的影響力，只有把生態(tài)與經(jīng)濟和社會有機地結(jié)合起來，才能從根本上達到建設(shè)生態(tài)工程的目的。題型一生態(tài)工程的基本原理【例1】下列措施與生態(tài)工程的原理不符合的一項是（）。A．森林的采伐量小于生產(chǎn)量B．人工魚塘生產(chǎn)者的能量小于消費者的能量C．農(nóng)田通過農(nóng)作物輸出的氮素多于補充的氮素D．向農(nóng)田施用的無機氮肥多于生物固定的氮肥解析：森林的采伐量小于生產(chǎn)量，利于森林的發(fā)展;人工魚塘生產(chǎn)者的能量小于消費者的能量，可以通過人工補充能量來維持;農(nóng)田通過農(nóng)作物輸出的氮素多于補充的氮素，土壤就會越貧瘠，影響可持續(xù)發(fā)展；向農(nóng)田施用的無機氮肥可以多于生物固定的氮肥。答案:C題型二運用生態(tài)工程基本原理分析實例【例2】為加強水體治理，珠江流域某城市構(gòu)建了較大面積的人工濕地.(1）當污染物隨水流進入該濕地時,濕地水體中碳元素的遷移和轉(zhuǎn)化途徑如下圖。請用箭頭和文字補充虛線框中的碳轉(zhuǎn)化途徑。（2）一段時間后,濕地中出現(xiàn)了輪蟲等浮游動物，可控制綠藻等浮游植物的增殖；管理員還放養(yǎng)了一些魚和鴨,為城市增添自然氣息。請寫出可能存在的食物鏈（兩條）。（3)如果含有重金屬的工業(yè)廢水進入該系統(tǒng)，請根據(jù)生態(tài)學基本原理，指出可能產(chǎn)生哪些負面影響。解析：本題考查了生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能的基礎(chǔ)知識,由圖可知，可溶性有機碳可作為好氧細菌的碳源，被好氧細菌分解利用,好氧細菌呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳等作為黑藻、綠藻等植物光合作用的原料，同時又是其呼吸作用的產(chǎn)物，這樣，在細菌、植物、無機環(huán)境之間形成了穩(wěn)定的物質(zhì)循環(huán).根據(jù)第（2）小題的題干，梳理出兩條食物鏈，重金屬鹽在食物鏈中有富集現(xiàn)象，對高營養(yǎng)級的人危害很大，而且難于降解，易發(fā)生二次污染。答案：（1）（2）綠藻→輪蟲→魚、黑藻→魚→鴨。（3）重金屬進入食物鏈,危害人體健康；重金屬無法降解，易發(fā)生二次污染。1．下列有關(guān)生態(tài)工程的敘述，不正確的是（）。A．為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，經(jīng)濟發(fā)展必須符合生態(tài)學規(guī)律,改變“人類能征服自然”的錯誤觀念，走生態(tài)經(jīng)濟之路B．“無廢棄物農(nóng)業(yè)”所采用的肥料一般是采用人畜糞便、枯枝落葉、殘羹剩飯、河泥等通過堆肥和漚肥等方式轉(zhuǎn)變成的有機肥,也可適量地使用化肥C．眾多的生物通過食物鏈關(guān)系相互依存，就可以在有限的資源條件下，產(chǎn)生或容納更多的生物量，提高系統(tǒng)生產(chǎn)力D．珊瑚礁之所以能夠保持很高的系統(tǒng)生產(chǎn)力，得益于珊瑚蟲和藻類組成的高效的植物——動物營養(yǎng)循環(huán)2．實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟的最重要手段之一是(）.A．大力發(fā)展“石油農(nóng)業(yè)" B．消除污染物C．禁止產(chǎn)出污染物 D．生態(tài)工程3．生物的數(shù)量超過了環(huán)境的承載力后，就會引起生態(tài)系統(tǒng)的（）.A．整體性被破壞 B．系統(tǒng)性被破壞 C．失衡和破壞 D．物種多樣性被破壞4．某些地區(qū)出現(xiàn)“前面造林，后面砍林”的現(xiàn)象，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是(）。A．協(xié)調(diào)與平衡原理失調(diào) B．整體性原理失調(diào)C．系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定功能原理失調(diào) D．系統(tǒng)整體性原理失調(diào)答案:1．B“無廢棄物農(nóng)業(yè)”不包括使用化肥。2．D石油農(nóng)業(yè)會產(chǎn)生大量的污染物，