第四章 第3节 生态工程-【金版新学案】2024-2025学年新教材高二生物选择性必修2 生物与环境同步课堂高效讲义教师用书word（人教版2019，不定项版）

第3节　生态工程 [学习目标]　1.简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。　2.举例说出生态工程的实例，分析这些实例所运用的主要生态工程原理。　3.尝试用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。　4.评析生态工程发展前景，结合具体事例说出我国生态工程的特点。 知识点一　生态工程的基本原理 1．生态工程的概念 2．生态工程所遵循的基本原理 生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础，遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。 (1)自生 ①含义：由生物组分产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。 ②要求 a．遵循自生原理，需要在生态工程中有效选择生物组分并合理布设。 b．维持系统的自生，需要创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖，以及它们形成互利共存关系的条件。 (2)循环 ①含义：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意义：通过系统设计实现不断循环，使前一环节产生的废物尽可能地被后一环节利用，减少整个生产环节“废物”的产生。 (3)协调 ①含义：处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡，需要考虑环境容纳量。 ②意义：如果生物的数量超过了环境承载力的限度，就会引起系统的失衡和破坏。 (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．考虑社会－经济－自然复合系统的影响力。 ②意义：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。 1．在建设高新农业时，沼气池的建立遵循了循环原理。 2．荒漠中种植植物时需要考虑干旱环境，这是利用的生态工程的协调原理。 学生用书第114页 3．“无废弃物农业”遵循的是循环原理。 4．林业生态工程建设，既考虑种树又考虑当地经济发展，遵循的是整体原理。 探究点　理解生态工程的基本原理，提升生命观念 1．图甲是一个生态系统。生产者是作物，消费者是牛、羊、猪等家畜和人，分解者是土壤中的细菌、真菌等微生物，图乙为各部分之间的联系。回答有关问题： (1)甲图所体现的主要生态工程原理是什么？是怎样实现的？ 提示：循环原理。该生态系统的人粪尿、牲畜粪便、作物残留物都能返回到农田土壤里，通过分解者的分解作用再供生产者利用。 (2)有同学认为，图甲设计方案能大大提高能量传递效率，这种认识对吗？ 提示：不对。该设计通过“沼气池”这一环节大大提高了能量利用率，而不是提高了能量传递效率。 (3)图乙体现了生态工程的哪种基本原理？ 提示：图乙体现了整体原理。 2．我国的植树造林运动在世界上规模最大，因而人工林面积占世界首位，请对我国的植树造林运动提出建设性意见。 提示：植树造林时，要根据自生原理和协调原理，树种绝不能单一，还要根据当地的气候、土壤等条件，因地制宜地植树。 归纳总结 生态工程遵循的基本原理 原理 理论基础 意义 实例 自生原理 自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持 实现系统结构与功能的协调，形成有序的整体 湿地生态系统的修复 循环原理 物质循环 实现不断循环，使废物资源化 “无废弃物农业” 协调原理 生物与生物、生物与环境的协调与适应 生物数量不超过环境承载力 西北地区不适于种植乔木类的杨树 整体原理 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 自然系统与社会、经济系统的关系问题 应用1.下列关于桑(蔗)基鱼塘所遵循的生态工程原理的说法，错误的是(　　) A．桑基鱼塘中生物组分通过合理布设，互利共存，遵循了自生原理 B．陆地种桑、桑叶饲蚕、蚕沙喂鱼、塘泥培桑，遵循了循环原理 C．桑树和甘蔗适应我国南方温暖湿润的气候，遵循了协调原理 D．鱼塘中四大家鱼混养充分利用了群落的空间结构，遵循了整体原理 答案：D 解析：遵循自生原理，需要在生态工程中有效选择生物组分并合理布设，A正确；陆地种桑、桑叶饲蚕、蚕沙喂鱼、塘泥培桑，使前一环节产生的废物尽可能地被后一环节利用，减少整个生产环节“废物”的产生，这遵循了循环原理，B正确；桑树和甘蔗适应我国南方温暖湿润的气候，遵循了生物与环境的协调原理，C正确；鱼塘中四大家鱼混养充分利用了群落的空间结构，立体养殖运用的是群落的空间结构原理，D错误。 解题方法 把握生态工程基本原理的判断方法 1．强调物质循环、废物利用、减轻环境污染→循环原理。 2．体现物种多，营养关系复杂→自生原理。 3．强调生物与环境的协调与平衡，涉及环境承载力→协调原理。 4．涉及自然、经济和社会，指整个系统，如林业生态工程建设→整体原理。 学生用书第115页 应用2.(2023·北京丰台高二期末)“张家港湾”是长江江海交汇的第一道湾，该生态提升工程致力于勾勒港城最美江滩。通过生态修复滩涂湿地，彻底改变过去化工围江、砂石围江、码头围江的乱象。下列叙述错误的是(不定项)(　　) A．建立该生态工程需要遵循协调、自生、整体等生态学原理 B．该生态工程能有效改善当地生态环境，取得的生物多样性直接价值大于间接价值 C．改造过程中该区域的生物群落发生了次生演替，物种的丰富度有所增加 D．“张家港湾”生态修复后的滩涂湿地生态系统抵抗力稳定性显著增强 答案：B 解析：该生态工程能有效改善当地生态环境，取得的生物多样性间接价值大于直接价值，B错误；群落演替是指随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，该地原有生物定居，因此为次生演替，且物种的丰富度有所增加，C正确；“张家港湾”生态修复后的滩涂湿地生态系统营养结构更复杂，抵抗力稳定性显著增强，D正确。 知识点二　生态工程的实例和发展前景 1．生态工程的实例 (1)农村综合发展型生态工程 ①问题：农村人口多，人多地少，产出不足。 ②对策：建立农村综合发展型生态工程，实现物质的多级循环利用。 ③案例：北京郊区的某村，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湿地作用：具有蓄洪防旱，调节区域气候，控制土壤侵蚀，自然净化污水，为迁飞的鸟类和其他多种动植物提供栖息地，以及为人们提供休闲娱乐的环境等功能。 ②问题：湿地的缩小和破坏问题。 ③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。 ④案例：厦门筼筜湖的生态恢复工程。 (3)矿区废弃地的生态恢复工程 ①问题：山体、土壤和植被，乃至整个地区生态系统的破坏。 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)我国生态工程存在的问题 ①缺乏定量化模型的指导，难以设计出标准化、易操作的生态工程样板。 ②设计缺乏高科技含量，生态系统的调控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 ①生态危机：不单纯是环境污染问题，而是与人口问题，环境与资源破坏、能源短缺等问题结合在一起的“并发症”。 ②解决措施：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，需要生态工程发挥作用。 (3)我国态度：我国党和政府高度重视生态文明建设，在党的十九大报告中，首次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。 学生用书第116页 生态工程的建设已经成为社会关注的热点。下图为某地一生态工程建设模式图，回答有关问题： (1)从能量流动的意义分析，该生态工程实现了__________________，提高了能量的________。 提示：能量的多级利用　利用率 (2)该生态工程借鉴了“无废弃物农业”，其主要体现了生态工程的________原理，与此密切相关的主要生物类群在生态系统的组成成分中属于________。 提示：循环　分解者 (3)在进行生态工程建设时，要根据当地的实际条件，因地制宜地进行，种植适合当地的农作物和果树等，并在考虑________的同时，也要充分考虑农民收入问题。这主要遵循了生态工程的____________原理。 提示：生态效益　协调和整体 探究点　理清生态工程的实例和发展前景，提升社会责任 1．据某生态工程示意图回答下列问题： (1)与传统农业生态系统相比，该系统提高了能量利用率，原因主要是什么？ 提示：流向分解者的能量有一部分以生活能源或食物中化学能的形式再度被利用。 (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：减少了化肥和农药的使用量，减轻了环境污染。 (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。 (4)为提高农作物产量，农民不仅需要适量施肥和浇水，还要进行除草和灭虫工作。从物质循环角度分析进行施肥的原因是什么？从能量流动角度分析进行除草灭虫的意义是什么？ 提示：本系统不断向外输出农产品和畜产品，因此为了提高产量，需要增加物质和能量的投入，因此要进行施肥和浇水。从能量流动角度分析进行除草灭虫工作，是调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 2．在矿区废弃地的生态恢复工程案例中，恢复植被的措施是植树和种草，为什么不是种植农作物？怎样合理地筹划养殖肉牛的数量？ 提示：矿区土壤条件恶劣，不适宜农作物的生长，因此种植适应性强、耐旱的灌木、草和树。合理地筹划养殖肉牛的数量，首先要考虑到牧草的产量，以草定畜；从外地调运饲料要考虑饲养成本；更重要的是要考虑到土地对粪肥的承载力，以及对粪肥的加工或利用情况，要保持在承载力范围以内，以免养殖规模过大，粪肥数量巨大而造成新的污染。 归纳总结 生态工程的类型与案例 类型 问题 主要原理 对策 农村综合 发展型生态工程 人多地少，资源有限 循环、整体、协调、自生原理 建立综合发展型生态工程 湿地生态恢复工程 湿地的缩小和环境污染以及生物资源的过度利用 自生、协调原理 控制污染、退田还湖 矿区废弃地的生态恢复工程 矿区生态环境的破坏和重金属污染 自生、协调、整体原理 修复土地、恢复植被 学生用书第117页 应用1.(2023·山东济宁高二期末)某地通过新建沼气池和植树造林，构建了新型农业生态系统(如下图所示)。下列叙述错误的是(　　) A．该生态系统中，处于第二营养级的生物有人和家禽、家畜 B．该生态系统中人的作用非常关键 C．该生态系统的建立，提高了相邻两个营养级之间的能量传递效率 D．清除农田中的杂草可以调整能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分 答案：C 解析：该生态系统中，农作物为生产者，处于第一营养级；人和家禽、家畜以农作物为食，处于第二营养级，A正确。该生态系统中人的作用非常关键，人工生态系统的运转离不开人的管理，B正确。相邻两个营养级之间的能量传递效率为10%～20%，构建新型农业生态系统，只能提高能量的利用率，不能提高能量传递效率，C错误。清除农田中的杂草可以调整能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分，D正确。 题后归纳 传统农业、现代农业和生态农业的比较 概念 优点 缺点 传统农业 简单的种植业 不产生严重的环境污染 结构简单，能量流动、物质循环水平低，经济效益低 现代农业 利用化肥、农药等提高农作物产量的生产方式 大量使用化肥、农药和机械，获得较高的经济效益 过量施用化肥、农药，严重污染环境 生态农业 运用生态学原理，建立的综合农业生态体系 通过物质多级循环利用，增加经济效益，净化环境 种植及维护难度大 应用2.(2024·湖南郴州高二期末)生态工程倡导“无废弃物农业”的建设。农业废弃物是一种有价值的资源，经过处理后可作为燃料、肥料、饲料、工业原料等，不仅可减轻对环境的污染，还可改良土壤理化性质，提高土壤肥力，增加产品竞争力。下列叙述错误的是(不定项)(　　) A．生态工程建设要以生态系统的自组织、自我调节能力为基础 B．“无废弃物农业”遵循了循环原理，极大提高了能量传递效率 C．农业废弃物的利用可实现土壤养分如氮、磷、钾等微量元素的循环利用 D．在进行生态工程建设时，依据自生原理，合理搭配植物提高生物多样性 答案：BC 解析：生态工程建设以生态系统的自组织、自我调节功能为基础，遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理，A正确；“无废弃物农业”遵循了生态工程的循环原理，极大提高了能量利用率，B错误；农业废弃物的利用可实现土壤养分如氮、磷、钾等大量元素及微量元素的循环利用，C错误；在进行生态工程建设时，应合理搭配植物以提高系统的生物多样性，体现了生态工程的自生原理，D正确。 思维导图 要语必背 1．生态工程建设的目的是遵循生态学规律，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。生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。 2．农村综合发展型生态工程实现了物质的多级循环利用，取得了经济效益、社会效益和生态效益的全面提高。 3．湿地生态恢复工程主要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。 4．矿区废弃地的生态恢复工程关键在于植被恢复，以及对植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建。 学生用书第118页 1．(2023·河南周口高二期中)下列关于生态工程遵循的基本原理的叙述，错误的是(　　) A．选择净化能力强且能互利共生的多种水生生物修复湿地，体现了协调原理 B．桑基鱼塘农业生产模式中将蚕沙喂鱼、塘泥培桑，体现了循环原理 C．生态工程建设时，号召农民种树的同时要考虑农民的生活问题，体现了整体原理 D．以降低水体污染物和增加溶氧量改善湿地水生生物生存环境，体现了自生原理 答案：A 解析：遵循自生原理，需要在生态工程中有效选择生物组分并合理布设，在湿地修复过程中，应该选择污染物净化能力较强的多种水生植物，还需要考虑这些植物各自的生态位差异，以及它们之间的种间关系，通过合理的人工设计，使这些物种形成互利共存的关系，A错误；桑基鱼塘农业生产模式中，将蚕沙喂鱼、塘泥培桑，体现了循环原理，B正确；生态工程建设时，号召农民种树的同时要考虑农民的生活问题，体现了整体原理，C正确；以降低水体污染物和增加溶氧量的方式改善湿地水生生物生存环境，体现了自生原理，D正确。 2．(2023·昆明一中高二期中)下列有关生态工程原理的说法，错误的是(　　) A．降低水体污染物增加溶氧量可改善水生生物的生存环境，有利于湿地系统的自生 B．传统农业中将稻麦秸秆喂牛未体现循环原理 C．西北地区防护林建设中主要种植本地树种、避免过度放牧，体现了协调原理 D．在进行林业工程建设时，允许农民适度砍伐体现了整体原理 答案：B 解析：湿地生态工程中，降低水体污染物增加溶氧量可改善水生生物的生存环境，有利于生态系统的自生，A正确；循环原理是指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，传统农业中将稻麦秸秆喂牛体现了循环原理，B错误；协调原理是指处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡，需要考虑环境容纳量，西北地区防护林建设中主要种植本地树种、避免过度放牧，体现了协调原理，C正确；整体原理是指进行生态工程建设时，既要考虑自然生态系统的规律，又要考虑经济和社会等系统的影响力，在进行林业工程建设时，允许农民适度砍伐体现了整体原理，D正确。 3．(2023·湖南长沙高二期中)稻鱼共生系统通过采取“稻＋青蛙＋泥鳅＋鲤鱼”的生态种养新模式，鲤鱼为水稻除草，蛙为水稻除虫，蛙粪为鲤鱼和泥鳅补充了食物。该模式减少了饲料、化肥、农药的投入，达到了“鱼增产、粮稳定、品质优”的成效。下列说法错误的是(　　) A．雄蛙的鸣叫声吸引了雌蛙与之抱对体现了信息传递有利于种群的繁衍 B．青蛙、泥鳅、鲤鱼的粪便为水稻生长补充了物质和能量 C．稻鱼共生系统的建设遵循了生态工程的整体原理 D．稻鱼共生系统有效实现了物质和能量的多级利用，提高了能量利用率 答案：B 解析：鸣叫声属于物理信息，雄蛙的鸣叫声吸引了雌蛙与之抱对体现了信息传递有利于种群的繁衍，A正确；多种动物的粪便为水稻生长提供所需的矿物质，但不能提供能量，B错误；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，由题可知，稻鱼共生系统的建设遵循了生态工程的整体原理，C正确；蛙粪中的有机物作为鱼的食物，实现了物质和能量的多级利用，提高了能量利用率，D正确。 4．(2023·贵州黔东一模)“湿地银行”是在不改变湿地基本特征和生态功能的前提下，合理利用湿地的生物、景观、人文等资源，选择合适的水生蔬菜、水生观赏植物种植等湿地生态环境友好型产业，为构建湿地保护和经济社会发展双赢格局探索出一条新路径。下列叙述错误的是(　　) A．“湿地银行”的建设体现了生态工程的协调、整体等原理 B．湿地修复后可能会降低不同物种生态位的重叠程度 C．“湿地银行”的建设有利于促进湿地生态系统的物质循环 D．湿地可以调节气候体现了生物多样性的直接价值 答案：D 解析：“湿地银行”的建设，利用湿地的生物、景观、人文等资源，选择合适的水生蔬菜、水生观赏植物种植等措施，体现了生态工程的协调、整体等原理，A正确；湿地修复选择合适的水生蔬菜、水生观赏植物种植，可能会降低不同物种生态位的重叠程度，B正确；“湿地银行”的建设很好地促进了生物与环境之间物质循环，C正确；湿地可以调节气候，这体现了生物多样性的间接价值，D错误。 5．(2024·海南模拟)海南拥有1 900多千米的海岸线，海洋生态资源丰富。近年来，海南沿海积极发展海洋牧场进行海洋渔业生产。三亚市某科研团队建立贝—鱼—藻复合生态系统，在贝类养殖区开展网箱养鱼，间养大型海藻，如图所示。下列叙述错误的是(不定项)(　　) A．在该生态系统中，珠母贝可摄食有机碎屑和浮游动植物，属于消费者 B．在该生态系统中，鱼类的粪便和残饵均可为大型海藻的生长提供能量 C．该养殖模式中需考虑浮游植物和珠母贝等生物之间的协调主要遵循了自生原理 D．与该生态养殖相比，传统网箱养鱼可能受自然灾害及病害的影响较大 答案：ABC 解析：由图中信息分析，珠母贝可取食有机碎屑，为分解者，也可摄食浮游动植物，为消费者，故其可能属于生态系统的消费者和分解者，A错误；从生态系统的成分和能量流动的角度分析，鱼类的粪便和残饵被分解者分解产生无机盐，无机盐为大型海藻提供营养物质，但是不能为大型海藻提供能量，B错误；该养殖模式中需考虑浮游植物和珠母贝等生物之间的协调主要遵循了协调原理，C错误；一般而言，生态系统的组成成分越多，营养结构越复杂，则抵抗力稳定性越强，因传统网箱养鱼的生态系统营养结构简单，自我调节能力弱，抵抗力稳定性低，因此传统网箱养鱼可能受自然灾害及病害的影响较大，D正确。 6．(创新情境)下图表示一种“甘薯＋奶牛＋沼气＋花木＋龙虾＋食用菌”的生态农业模式，据图回答下列问题： 学生用书第119页 (1)图示甘薯属于该生态系统成分中的________，该生态系统的设计遵循的生态学原理是__________________(至少答出两点)。 (2)用沼气池中的沼渣、沼液给作物施肥比直接施用牛粪肥效更快，原因是________________________________________________________________________。 (3)某昆虫喜食甘薯的叶片，起初的农药随喷洒次数的增加杀虫效果越来越差，昆虫群体的抗药性逐渐增强，请提出一项生物防治措施：________________________________________ ________________________________。 (4)根据生态系统中分解者的作用，若要采用生物方法处理生活垃圾，在确定处理生活垃圾的方案时，通常需要考虑的因素有___________________________________________________ _________________________________ (至少答出两点)。 (5)与传统农业相比，该农业生态系统具有的优点是_________________________________ _____________________________________。 答案：(1)生产者　循环原理、整体原理等　(2)沼气池中的微生物将禽畜粪中的有机物分解成无机物，农作物可以直接吸收　(3)引入天敌、用性外激素诱捕害虫　(4)待分解垃圾的性质、引进的分解者生物的种类、处理环境的理化条件等　(5)实现物质和能量的多级利用(废物资源化) 解析：(1)图示甘薯能进行光合作用，属于该生态系统成分中的生产者。该生态系统中有牛粪等排泄废物通入沼气池产生的沼液可以用于培养花木、龙虾等；沼渣可以用于培育食用菌、甘薯等，实现了废物的资源化，体现了循环原理；该生态系统所处的是自然系统、经济系统和社会系统所构成的巨大复合系统，遵循整体原理，故该生态系统遵循了循环原理和整体原理等，提高了能量的利用率。(2)沼气池中的微生物将禽畜粪中的有机物分解成无机物，农作物可以直接吸收，因此用沼气池中的沼渣、沼液给作物施肥比直接施用牛粪肥效更快。(3)生物防治是指利用一种生物对付另外一种生物的方法，生物防治大致可以分为以虫治虫、以鸟治虫和以菌治虫三大类，因此可引入天敌，用性外激素诱捕害虫进行生物防治。(4)若要采用生物方法处理生活垃圾，在确定处理生活垃圾的方案时，通常需要考虑的因素为以下几个方面：了解生活垃圾的性质以确定能分解该垃圾的分解者、选择能分解垃圾中有机物的分解者、调整处理垃圾的理化条件(温度、湿度、pH等)以便适合分解者生活，快速降解有机物。(5)该生态农业比传统农业具有较高的经济效益，在能量传递过程中减少了能量的消耗，让能量尽可能多地流向对人类有益的部分，物质经多次重复利用，减少了物质的消耗，因此作物枝叶的综合利用提高了农业效率。 课时测评15　生态工程 (时间：40分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－9题每小题2分，10－13题每小题4分，共34分) 知识点一　生态工程的基本原理 1．(2023·江苏南通高二期中)“绿色”是杭州亚运会办赛理念之一，《杭州亚运会绿色行动方案》中提出，实施绿色能源供应等八个专项行动，力争实现首个碳中和亚运会，下列说法错误的是(　　) A．杭州亚运会采取的绿色能源供应等举措有效降低了生态足迹 B．场馆绿化引进适合杭州生境的绿植，遵循了协调原理 C．亚运村产生的生活污水可为净化系统中的植物提供物质和能量 D．“数实融合”点燃主火炬塔，对减少碳排放实现碳中和具有现实意义 答案：C 解析：生态足迹，又叫生态占用，是指在现有条件下，维持某一人口单位(一个人、一个城市、一个国家或全人类)生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积。杭州亚运会采取的绿色能源供应等举措有效降低了生态足迹，A正确；协调原理是指生物与环境、生物与生物的协调与适应，场馆绿化引进适合杭州生境的绿植，遵循了协调原理，B正确；植物所需能量来源是光能，亚运村产生的生活污水可为净化系统中的植物提供物质，但不能提供能量，C错误；“数实融合”点燃主火炬塔，减少碳排放，对实现碳中和具有现实意义，D正确。 2．(2023·安徽芜湖高二期中)辽宁盘锦的“红海滩”是国家5A级景区，绵延百里的滨海滩涂生长着翅碱蓬单一群落。研究人员对翅碱蓬群落进行研究，发现翅碱蓬生物群落稳定性较差。随着景观破碎化程度加重，人类活动对其干扰程度增加，进行湿地修复尤为紧迫。下列有关叙述不正确的是(　　) A．在沿海建立多种多样的景观、景点，会增大生态足迹 B．在湿地修复过程中，应遵循生态工程的自生原理 C．湿地修复过程中生物多样性的增加会提高翅碱蓬生物群落的稳定性 D．湿地修复后，生物群落的垂直结构不会发生变化 答案：D 解析：在沿海建立多种多样的景观、景点，人类活动增加，会增大生态足迹，A正确；遵循自生原理需要在生态工程中有效选择生物组分并合理布设，因此在湿地修复过程中，应遵循生态工程的自生原理，B正确；湿地修复过程中生物多样性的增加会提高生态系统的自我调节能力，提高生物群落的稳定性，C正确；湿地修复后，物种丰富度增加，生物群落的垂直结构也发生了变化，D错误。 3．(2023·云南师大附中高二期中)沿海防护林体系不仅具有防风固沙、保持水土、涵养水源的功能，对于沿海地区防灾减灾和维护生态平衡起着独特而不可替代的作用。下列相关叙述正确的是(　　) A．建设沿海防护林体系应遵循生态工程的自生、循环、协调和整体原理 B．建设沿海防护林体系应该选择种植同一种植物，有利于提高工作效率 C．建设沿海防护林体系应该禁止渔民沿海捕鱼，禁止游人海边游览洗浴 D．建设沿海防护林体系是防御海啸和风暴等自然灾害的唯一有效的措施 答案：A 解析：建设沿海防护林体系，属于生态工程，遵循生态工程的自生、循环、协调和整体原理，A正确；建设沿海防护林体系应该选择种植不同种植物，有利于增加生物多样性，提高生态系统的稳定性，B错误；建设沿海防护林体系应该遵循“合理利用就是最好的保护”，C错误；建设沿海防护林体系是防御海啸和风暴等自然灾害的有效措施之一，D错误。 4．(2023·河南信阳高二期中)科学家在黄河流域盐碱地地区开创了“上粮下藕、藕鱼套养、鸭鹅混养”的立体种养模式。在盐碱地开挖鱼塘，挖出的泥土在鱼塘边堆成台田种植作物，鱼塘中养殖咸水鱼并种藕，台田经雨水浇灌后盐碱含量降低，田间杂草可以喂鱼和鸭、鹅，动物的排泄物能为莲藕和作物提供肥料。下列叙述错误的是(　　) A．生态系统需要系统外的物质和能量投入才能保证生态系统结构和功能的相对平衡 B．“上粮下藕”体现了群落的水平结构，养殖咸水鱼体现了生态工程的协调、整体原理 C．该模式不但提高了该地区的生物多样性和生态系统的生产力，还增加了土壤碳储量 D．该模式具有能改善生态环境的优点，体现了生物多样性的直接价值 答案：D 解析：该生态系统不断有物质输出，需要不断得到来自系统外的物质和能量的投入，以便维持生态系统结构和功能的相对平衡，A正确；“上粮下藕”是指鱼塘种藕，在鱼塘旁边的台田种植作物，这体现了群落的水平结构，在盐碱地养殖咸水鱼考虑了生物与环境的协调与适应，以及生态、经济和社会问题，体现了生态工程的协调、整体原理，B正确；该模式增加了盐碱地地区的生物种类，不但提高了该地区的生物多样性和生态系统的生产力，还增加了土壤碳储量，C正确；改善生态环境体现的是生物多样性的间接价值，D错误。 知识点二　生态工程的实例和发展前景 5．(2023·河南洛阳高二期末)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．矿石的开采只是破坏生态环境，不会产生其他危害 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．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 D．恢复矿区生态环境首先要通过机械方法平整压实土地，人工制造表土 答案：D 解析：矿石的开采不仅是破坏生态环境，也会产生其他危害，如地表塌陷等，A不合理；矿区废弃地的土地条件极端恶劣，甚至有严重重金属污染，植被难以恢复而农作物更难以生长，大力发展农田，收效难以保证，B不合理；矿区废弃地生态修复的关键是植被恢复及其所必需的土壤微生物群落的重建，C不合理；恢复矿区生态环境，需首先通过机械方法平整压实土地，人工制造表土，再种草植树，D合理。 6．(2023·湖北宜昌高二期中)为践行“长江大保护”，保护长江宜昌段生物多样性，近年来宜昌积极推动生态修复和库岸综合整治等三大工程，认真落实“十年禁渔”等相关保护计划。如今，长江天更蓝、水更绿，许久未见的江豚也频繁“露脸”了。下列叙述正确的是(　　) A．对生物资源合理开发利用遵循了生态工程的循环原理 B．建立动植物繁育基地是对生物多样性最有效地保护措施 C．“长江大保护”的有效实施可有效提高江豚的环境容纳量 D．“多吃蔬菜少吃肉”不仅有益健康，还可以增加个人的生态足迹 答案：C 解析：对生物资源合理开发既考虑自然生态系统的规律，又考虑社会经济问题，遵循了生态工程的整体原理，A错误；保护生物多样性的最有效措施是就地保护，如建立自然保护区，实施长江十年禁渔计划，即为建立自然保护区的一种措施，B错误；实施“长江大保护”可以改善江豚的生活环境，可增大长江水域生态系统中江豚种群的环境容纳量，C正确；增大饮食结构中肉类食物(食物链增长)的比例，会增大生态足迹，“多吃蔬菜少吃肉”不仅有益健康，还可以减少个人的生态足迹，D错误。 7．(2023·贵州贵阳高二期中)如图为生态浮岛示意图，生态浮岛是利用生态工程原理，以水生植物为主体，以高分子材料等为载体，运用无土栽培技术降解富营养化水体中氮、磷含量的生态修复技术。下列叙述错误的是(　　) A．不设置气孔，烂根的主要原因是根细胞无氧呼吸产生的酒精使根细胞中毒 B．植物从水体中吸收的P元素可以用于合成蛋白质、核糖等生物大分子有机物 C．一些需氧微生物通过有氧呼吸可以降解水体中的一些有机污染物 D．生态浮岛的植物选择需考虑净化污染物能力并遵循生态工程的协调原理 答案：B 解析：如果不设置气孔，则根细胞会因为缺氧而只能进行无氧呼吸，产生的酒精会使根细胞中毒死亡，A正确；核糖为小分子，元素组成为C、H、O，蛋白质的组成元素为C、H、O、N，一般也不含有P，故植物从水体中吸收的P元素不可以用于合成核糖，B错误；需氧微生物可以通过有氧呼吸分解水体中的一些有机污染物，C正确；生态浮岛的植物最好选用净化污染物能力强的植物，并遵循生态工程的协调原理，选择适应当地环境的植物，D正确。 8．(2023·山东潍坊高二期中)在工程建设中所形成的裸露地带称为工程边坡。在工程边坡群落的恢复过程中，采用乔灌草配置模式(乔木＋小乔木＋灌木＋矮灌木＋草本)进行植被重建，比单纯种植草本植物的效果更显著。同时，选用环境适应性强、天敌少的物种有助于植被的较快恢复。下列相关说法错误的是(　　) A．工程建设导致的植被破坏和植被重建过程均属于群落演替 B．选择用于植被重建的植物时，应当遵循本土植物优先原则 C．选用有当地引种史的具有一定入侵性的引入种不利于植被重建 D．工程边坡的植被重建过程表明人类活动可以改变群落演替的速度 答案：C 解析：工程建设导致的植被破坏属于群落逆向演替，植被重建过程属于群落正向演替，A正确；本土植物对当地环境的适应性好，所以选择用于植被重建的植物时，应当遵循本土植物优先原则，B正确；选用有当地引种史的具有一定入侵性的引入种一般不会造成生态入侵，而且引入种的入侵性有利于植被重建，C错误；工程边坡的植被重建过程表明人类活动可以改变群落演替的速度，D正确。 9．(2023·安徽高三期中)城市高架桥桥底空间光照和降水相对较少，汽车尾气污染较重，管理维护频率低，常为城市管理的“灰色地带”。某城市积极贯彻绿色发展理念，对桥底空间进行改造，将“桥下灰”转变为了“生态绿”。在改造过程中，相关措施与原理相匹配的是(　　) A．选择不同类型的植物搭配种植并合理布设，符合协调原理 B．选择种植生长缓慢、长久不落叶、生长周期长的植物，符合循环原理 C．选择种植耐阴、耐热、耐旱、抗污染能力强的植物，符合自生原理 D．设置雨水收集系统用于植物浇灌，增设民众游乐设施，符合整体原理 答案：D 解析：有效选择生物组分并合理布设，要创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖，以及它们形成互利共存关系的条件，故选择不同类型的植物搭配种植并合理布设，符合自生原理，A错误；循环是指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化，既保证各环节物质迁移顺畅，也保证主要物质或元素的转化率较高，故选择种植生长缓慢、长久不落叶、生长周期长的植物，不符合循环原理，B错误；协调原理是指在进行生态工程建设时，生物与环境、生物与生物之间要协调与适应，选择种植耐阴、耐热、耐旱、抗污染能力强的植物，符合协调原理，C错误；整体原理是指遵从自然生态系统的规律，各组分之间要有适当的比例，考虑经济和社会的影响力，故设置雨水收集系统用于植物浇灌，增设民众游乐设施，符合整体原理，D正确。 10．(2023·江西赣州高二期中)升金湖有着“中国鹤湖”之称，平水期至枯水期的升金湖主要湿地可划分为天然湿地和人工湿地两大系统，12种类型。每年到升金湖越冬、停歇补食、繁殖和栖息的水禽多达8～10万只。下列叙述正确的是(不定项)(　　) A．湿地具有调节气候、涵养水源的功能，这属于生物多样性的间接价值 B．建造人工湿地可以改善野生动物的生活环境，使其环境容纳量增大 C．在鸟类到升金湖越冬期间，人为提供鸟食可以改变群落演替的速度和方向 D．设计人工湿地时要遵循自生、协调、整体等生态工程的基本原理 答案：ABD 解析：湿地具有涵养水源、调节气候的功能，属于生物多样性的间接价值，A正确；建造人工湿地，可以大大改善一些野生动物的生活环境，为野生动物提供更好的生存环境，从而使其环境容纳量增大，B正确；为越冬鸟类提供食物不会影响生物群落演替的速度和方向，C错误；生态工程要遵循自生、协调和整体等原理，设计人工湿地也不例外，D正确。 11．(2024·湖南娄底高二期末)某地创新发展“稻＋虾”综合种养的立体生态农业，实现“一田两用、一季双收”，助力群众经济收入。小龙虾的主要食物是稻田中的杂草，但也食用水稻幼苗，有挖洞筑巢的习性，且在稻田中会将土壤里的种子翻出、破坏幼芽生长。农业技术人员建立稻虾共作的田间工程(如下图)，通过挖掘环形沟环绕稻田，为小龙虾提供繁殖和栖息环境。下列叙述正确的是(不定项)(　　) A．与食用蔬菜相比，食用小龙虾会降低生态足迹 B．投放小龙虾时应该尤其注意小龙虾的投放时机 C．稻虾共作可降低杂草的种群密度，减弱其与水稻的种间竞争 D．该模式中充分利用小龙虾的粪便可减少化肥的使用，这遵循整体原理 答案：BC 解析：吃小龙虾的食物链是植物→小龙虾→人类，因此，吃小龙虾会增大生态足迹，A错误；据题干信息“小龙虾的主要食物是稻田中的杂草，但也食用水稻幼苗，有挖洞筑巢的习性，且在稻田中会将土壤里的种子翻出、破坏幼芽生长”可知，在投放小龙虾时应尤其注意小龙虾的投放时机，应在水稻过了幼苗期后再行投放，B正确；小龙虾的主要食物是稻田中的杂草，稻虾共作可降低杂草的种群密度，减弱其与水稻的种间竞争，C正确；该模式中充分利用小龙虾的粪便可减少化肥的使用，遵循的是循环原理，D错误。 12．(2023·江西南宁高二期中)当河流穿过市中心人口密集区时，因常年有大量生活污水排入，会造成水质污染。研究人员为探索河流污染治理方法，将污染河水引入人工湿地生态实验田，在湿地中分别引种挺水植物(菖蒲、千屈菜、旱伞草)、浮水植物(水葫芦)、沉水植物(黑藻)，检测水质相关指标变化。结果如下图。下列说法正确的是(不定项)(　　) A．植物能够净化水质体现了生物多样性的直接价值 B．图示结果表明该人工湿地生态系统具有一定的自我净化能力 C．水葫芦净化效果最好，只引种水葫芦就可显著提高河流的抵抗力稳定性 D．尽量引种净化能力强的多种植物遵循了生态工程的整体原理 答案：B 解析：植物能够净化水质体现了生物多样性的间接价值，A错误；对照组总氮和总磷质量浓度有一定下降，表明该人工湿地生态系统具有一定的自我净化能力，B正确；只引种水葫芦生物多样性较低，不能显著提高河流的抵抗力稳定性，C错误；遵循自生原理，需要在生态工程中有效选择生物组分并合理布设，引种净化能力强的多种植物遵循了生态工程的自生原理，D错误。 13．(2024·江西南昌高二期末)传统种植养殖时，养鱼要换水，种菜要施肥。鱼菜共生是一种融合水产养殖和无土栽培的生态种植方式，可实现“养鱼不换水，种菜不施肥”。在鱼菜共生系统中，微生物将鱼粪便中的含氮化合物转化为可供蔬菜生长的硝酸盐，水产养殖的水流经蔬菜后，再回流养鱼。下列叙述错误的是(不定项)(　　) A．该系统中，微生物、鱼和蔬菜形成互利共存的关系，体现了生态工程的自生原理 B．蔬菜进行光合作用可为鱼呼吸作用提供氧气，鱼的粪便可以为蔬菜生长提供能量 C．若使用传感器监测发现水质变化过大，说明该生态系统的自我调节能力有一定限度 D．能将含氮化合物转化为可供蔬菜生长的硝酸盐的微生物，在生态系统中均为分解者 答案：BD 解析：生态工程是以生态系统的自组织、自我调节功能为基础，遵循着整体、协调、循环、自生等生态工程的基本原理，通过合理的人工设计将微生物、鱼和蔬菜形成互利共存的关系，这体现了生态工程的自生原理，A正确；鱼的粪便经分解者分解为无机物，不能为蔬菜生长提供能量，蔬菜生长所需的能量是由光合作用提供的，B错误；使用传感器监测的水质变化过大，说明该生态系统的自我调节能力有一定限度，C正确；能将含氮化合物转化为可供蔬菜生长的硝酸盐的土壤微生物，有些是生产者，如硝化细菌，D错误。 14．(12分)(2023·山东潍坊高二期中)人工湿地是一种生态污水处理工程系统。人工湿地与传统污水处理厂相比，投资低、成本低、效率高，具有多重生态服务功能。下图为某市人工湿地结构和污水处理示意图，回答下列问题： (1)流经该人工湿地污水处理系统的总能量包括________________________________，该系统能降低污染物中有机物和无机盐的含量，最可能利用了生态系统组分中的______________。 (2)防止污水浓度过高，造成微生物过度失水死亡，在将污水排入处理系统前，一般要先对入流的污水进行______________，同时还要控制单位时间污水的输入量，原因是________________________________________________________________________。 (3)在设计该人工湿地系统时，可参考生态工程的设计，以生态系统的______________功能为基础，遵循着____________________等生态学基本原理。该人工湿地生态系统不仅可以净化水质，改善生态环境，在湿地滩上种植的观赏类花卉和树木还可作为休闲旅游资源，这体现了生物多样性的________价值。 (4)若某种药物A由于处理不当随污水进入该人工湿地处理系统，则水体可能出现________现象从而使某些藻类种群大爆发，进而导致鱼虾类大量死亡，并且由于________作用极有可能使该生态系统逐渐远离稳态。 (5)物质循环的特点是____________________。 答案：(1)生产者所固定的太阳能和污染物中有机物中的能量　分解者、生产者　(2)一定的稀释处理　人工湿地污水处理系统的处理污水能力有一定限度　(3)自组织、自我调节　整体、协调、循环、自生　直接价值和间接　(4)富营养化　正反馈　(5)全球性、循环往复运动 解析：(1)自然状况下，流经生态系统的总能量是生产者所固定的太阳能；对于人工湿地，由题图可知，流经该生态系统的总能量是生产者所固定的太阳能和污水中有机物中的能量。该生态系统能降低污水中有机物和无机盐含量，达到消除污染、净化污水的目的，最可能利用了生态系统组成成分中的分解者、生产者，因为题图中污水中悬浮有机碳被好氧细菌分解利用了，部分污染物沉降形成沉积物被厌氧细菌分解了，好氧细菌和厌氧细菌都属于分解者；而污染物中的无机盐可以被黑藻等沉水植物、绿藻等浮游植物直接吸收利用。(2)在处理污水时，一般要先对入流的污水进行稀释处理，是为了防止污水浓度过高，造成微生物过度失水死亡，同时还要控制单位时间污水的输入量防止过载，原因是污水处理系统的处理能力是有限的。(3)在设计该人工湿地系统时，可参考生态工程的设计，以生态系统的自组织、自我调节功能为基础，生态学基本原理包括整体、协调、循环、自生等。生态系统的直接价值是对人类有食用、药用和工业原料等实用意义，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值，间接价值是对生态系统起重要调节作用的价值，人工湿地生态系统可以净化水质，改善生态环境，体现了生物多样性的间接价值；在湿地滩上种植的观赏类花卉和树木还可作为休闲旅游资源，体现了生物多样性的直接价值。(4)水体富营养化指的是水体中N、P等无机盐含量过多而引起的水质污染现象。其实质是由于无机盐的输入输出失去平衡性，从而导致水域生态系统物种分布失衡，单一物种疯长，破坏了系统的物质与能量的流动，使整个水域生态系统逐渐走向灭亡。若某种药物A由于处理不当随污水进入该人工湿地处理系统，使某些藻类种群大爆发，这属于水体的富营养化现象；正反馈是指生态系统中某一成分的变化所引起的其他一系列变化，不是抑制而是加速最初发生的变化，所以正反馈调节的作用常常使生态系统远离平衡状态或稳态。藻类种群爆发，与鱼类争夺氧气，导致鱼类大量死亡，导致进一步恶化，使生态系统远离稳态的作用为正反馈。(5)物质循环具有全球性、循环往复运动的特点。 15．(14分)科研人员对太湖的富营养化问题(主要由浮游藻类引起)尝试进行生态修复，他们利用菹草、苦草两种本地沉水植物在太湖的不同区域进行实验，实验结果如下：图1是水样中总氮(TN)、总磷(TP)的含量；图2是水样中叶绿素a的含量。请据图回答下列问题： (1)植物吸收的氮、磷可用于合成细胞内的生物大分子有________、________。优先选择本地物种进行生态修复体现了生态工程建设的________原理。 (2)图1结果说明：种植菹草和苦草均能有效降低水体的总氮和总磷，苦草更能有效降低________。据图2可知，沉水植物可以抑制“水华”的爆发，说明水样中的叶绿素a含量最可能体现________(生物)的多少。 (3)由图1和图2分析可知，________(填“N”或“P”)对浮游藻类的生长影响更大。依据是与苦草相比，菹草降低________的效果更好，同时水样中________含量更低。 (4)与利用沉水植物相比，使用空心菜、水芹等作为浮床植物对氮、磷的去除率更高，其原因可能有：浮床植株光合速率快，生长旺盛，对氮、磷的需求量更高；根系具有泌氧功能，促进根细胞________，有利于氮、磷的吸收。 (5)对太湖尝试进行生态修复，除上述措施外，你还能从两个不同的角度分别给出一条合适的建议吗？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)蛋白质　核酸　协调　(2)总磷(TP)　浮游藻类　(3)N　总氮　叶绿素a　(4)有氧呼吸　(5)减少N、P等污染物的排放、增加水生植物的多样性、增加浮游藻类的捕食者等 解析：(1)蛋白质的元素组成主要是C、H、O、N，有些还含有P，核酸的元素组成是C、H、O、N、P，且蛋白质和核酸都是大分子，因此植物吸收的氮、磷可用于合成细胞内的生物大分子有核酸和蛋白质；使用本地物种进行生态修复体现了生态工程建设的协调原理。(2)结合图1可知，与菹草处理相比，苦草处理与无草处理的TP含量差别更大，因此苦草更能降低TP含量；浮游藻类含有叶绿素，能进行光合作用，因此水样中的叶绿素a含量最可能体现浮游藻类的多少。(3)叶绿素a含量的减少，会影响光合速率，影响植物的生长，因此结合图1和图2可知，菹草对叶绿素a的影响更大，而菹草主要影响TN，故N对浮游藻类的生长影响更大，菹草降低总氮量的效果更好，同时水样中叶绿素a含量更低。(4)氧气是有氧呼吸的原料之一，根系具有泌氧功能，促进根细胞有氧呼吸，而对氮、磷的吸收主要是主动运输的方式，需要有氧呼吸为其提供能量。(5)结合图示结果及题干信息可知，减少N、P等污染物的排放、增加水生植物的多样性、增加浮游藻类捕食者的措施，可以对生态系统进行修复。 学科网（北京）股份有限公司 $$