4.3 生态工程-【新课程能力培养】2025-2026学年高中生物选择性必修2 生物与环境学习手册（人教版）

B.人类活动是造成龙血树成为濒危物种的 主要原因 C.可以利用现代生物技术对龙血树的基因 进行保护 D.建立龙血树自然保护区，禁止人类对龙 血树进行任何形式的开发和利用 解析：龙血树的树脂可加工成一种名贵的中 药，具有直接价值，A正确；人类活动是造 成龙血树成为濒危物种的主要原因，B正 确；利用现代生物技术，可对龙血树的基因 进行保护，C正确；反对盲目地、掠夺式地 开发和利用，坚持合理利用是保护生物多样 性的关键，D错误。 答案：D 例2下列属于保护生物多样性的措施的是 () A.为美化城市环境，随意从国外引进多种 第3节 核心素养 1.科学思维：尝试运用生态工程原理，分析 生态环境问题及解决对策。 2.社会责任：设计简单的生态工程，强化生 态观。 川知识点一 关注生态工程建设 知识梳理 1.关注生态工程建设 (1)生态工程的概念：人类应用生态学和系 统学等学科的基本原理和方法，对人工 第4章人与环境。 观赏类植物 B.为保护草场、减少沙化，杀死所有危害 草原的黄鼠 C.为控制水葫芦在我国造成的严重灾害， 将其天敌引入我国 D.将东北虎迁入野生动物园繁殖，并进行 部分野外回归试验 解析：盲目引进物种会造成生物污染（如生 物入侵)，引入入侵物种的天敌也应考虑是 否会造成二次生物污染，如处理不当，会影 响生物多样性，A、C不符合题意；黄鼠也 是草原生态系统的重要组成部分，可将其控 制在一定数量范围内，B不符合题意；将人 工繁育的动物放回野生环境，是保护生物多 样性的一种有效方法，D符合题意。 答案：D 生态工程 生态系统进行分析、设计和调控，或对 已被破坏的生态环境进行 从而提高生态系统的 或改善 促进人类社会与自然环境 和谐发展的系统工程技术或综合工艺 过程。 (2)生态工程建设的目的：遵循 规 律，充分发挥资源的生产潜力，防止 达到经济效益和 的 同步发展。 (3)生态工程的特点：与传统工程相比，生 态工程是一类 、多效益、 的工程体系。 高中生物学选择性必修2（人教版） 2.生态工程所遵循的基本原理 生态工程以生态系统的 为基 础，遵循着 等生态学基 本原理。 (1)自生 ①含义：由生物组分而产生的 自 我优化、 、自我更新和维持。 ②要求 a.遵循自生原理，需要在生态工程中有效选 择 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 及它们形成 关系的条件。 (2)循环 ①含义：在生态工程中促进系统的物质 ， 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 较高。 ②意义：通过系统设计实现不断 使前一环节产生的 尽可能地被 后一环节利用，减少整个生产环节 6“ ”的产生。 (3)协调：处理好生物与环境、生物与生物 的协调与平衡，需考虑 。如果 生物的数量超过了 的限度，就 会引起系统的失衡和破坏。 (4)整体 ①要求：a.遵从 的规律。 b.考虑 复合系统的影响力。 ②意义：统一协调当前与长远、 开发建设与 之间的关系，保障生 态系统的平衡和稳定。 72)学 教材拓展 结合实例，分析下列问题： (1)“无废弃物农业”遵循的基本原理主要 是什么？它是怎样实现物质的循环利 用的？ (2)为什么我国西北一些地区种植的防护林 成了残败的“灰色长城”？这说明这一 生态工程建设没有遵循什么原理？ (3)为什么珊瑚礁区能够在养分稀少的深海 中保持很高的生物多样性？这体现了自 然生态系统的什么原理？ 要点精析 1.生态工程遵循的基本原理归纳 原理论 理基础 内容 意义 实例 由生物组分 而产生的自 实现系统结 自生态 构和功能的 湿地生态修复 生 系统 我组织、自 原 我优化、自 协调，形成工程中引进动 的稳 有序的整植物和建立缓 理 定性 我调节、自 我更新和维 体，并且可冲带等 以自我维持 持 物质在生态 可避免环境“无废弃物农 循 系统中循环 环 物质往复、分层 污染及其对业”；农村综 循环 系统稳定性合发展型生态 分级利用 理 (强调“废 和发展的影工程中物质利 用的良性循环 物利用”) 响 生物 处理好生物 生物数量我国西北地区 与环 与环境、生 不超过环只适宜种植灌 调 境、 物与生物的 境承载力，木和草本植 原 生物 协调与适 与生 应，需要考 可避免系物：矿区废弃 理 物的 统的失衡地的生态恢复 虑环境容 和破坏 工程 协调纳量 林业工程建设 统一协调各中号召农民种 人类 种关系（当树和考虑贫困 处在 各组分之间 要有适当的 前与长远、地区农民的生 整 社会 比例和有序 局部与整活问题；农村 体 一经 体、开发建综合发展型生 原 济 的结构 设与环境保态工程能创造 理 自然 (强调生态 与社会、经 护之间的关多种劳动就业 复合 系)，保障机会，开发可 济相结合) 系统 系统的平衡以更新的资 和稳定 源，减少环境 污染等 2.废弃物的再利用不能提高生态系统的能量 传递效率。 3.运用自生原理设计生态工程时，一般尽量 提高生物多样性程度。生物种类越多，群 第4章人与环境。 落的结构越复杂，抵抗力稳定性越高。即 便某个种群消亡，其他种群也能弥补上 来，有利于维持系统自身的稳定。 例1下列有关生态工程的原理和事例，错 误的是() 选项 有关事例 相关的生态工程原理 “无废弃物农业” 遵循循环原理 B 在人工林中增加 植被的层次 遵循协调原理 太湖中水葫芦疯长， C 违背协调原理 破坏水体生态系统 D 前面造林，后面砍树 违背整体原理 解析：“无废弃物农业”遵循了循环原理， A正确；在人工林中增加植被的层次遵循了 自生原理，B错误；太湖中水葫芦疯长，破 坏了水体生态平衡，这违背了协调原理，C 正确；前面造林，后面砍树，这违背了整体 原理，D正确。 答案：B 例2如图表示一种“甘薯+奶牛+沼气+花 木+龙虾+食用菌”的生态农业模式，下列有 关叙述正确的是( 甘薯藤 青贮奶牛 龙虾沼液 花木 底泥甘薯 牛粪 沼气池 食用菌 沼渣 A.图中可以组成的食物链是甘薯藤→奶 牛→牛粪 B.该生态系统的设计遵循了循环原理、自 生原理等生态学原理 C.图中只有生产者、消费者和分解者这三 高中生物学选择性必修2（人教版） 种成分 D.青贮的目的是通过微生物的有氧呼吸， 分解甘薯藤中的有机物，有利于奶牛的 消化吸收 解析：图中所示的食物链是由生产者和消 费者组成的，即甘薯→奶牛，A错误；生 态学原理有很多，该生态系统的特点是物 质循环利用，即主要利用了循环原理和自 生原理，B正确；图中具有生态系统的四种 成分：甘薯、花木等属于生产者，沼气池 中的微生物、食用菌、底泥中的腐生微生 物等都属于分解者，奶牛属于消费者，沼 渣属于非生物的物质和能量，C错误；将甘 薯藤青贮就是通过微生物的发酵，将甘薯 藤中不易被奶牛消化吸收的有机物分解为 较易吸收的有机物，提高物质和能量的利 用率，D错误。 答案：B 川知识点二 生态工程的实例和发展前景？ 知识梳理 一、生态工程的实例 实例 问题 原理 对策 案例 实现物质的多 建立农以沼气 农村综级循环利用， 村综合 工程为 合发展在资源有限的 发展型中心的 型生态条件下能较多 整体 生态工生态工 工程 地产出，以解 程 决 的矛盾 梨 控制 厦门筼 湿地生 湿地 和 自生、 筜湖的 态恢复 破坏 退田 生态恢 工程 还湖 复工程 74 学 续表 实例 问题 原理 对策 案例 赤峰市 矿区废 修复 元宝山 弃地的 矿区生态环境 协调、 土地 矿区生 生态恢问题 复工程 态恢复 工程 二、生态工程的发展前景 (1)不足 ①缺乏 的指导，难以像“精确 农业”那样设计出标准化、易操作的生态 工程样板。 ②有些设计缺乏 生态系统的 调控尚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：环境污染、 环境与资源破坏 等。 (3)我国的态度：把 作为建设社会 主义现代化强国的重要目标，在发展 中 自然、 自然、 自然。 教材拓展 生态工程实例中运用的原理及对应内容 实例 主要原理及对应的内容 自生：有效选择畜、鱼等多种生物组 分并合理布设 农村综合 循环：作物一→粮食、秸秆→人、畜食 发展型生 用→粪便残渣→沼气池→农田→作物 态工程 整体：利用了自然生态系统中的成分， 增加了就业和经济收入，解决了社会 问题 续表 实例 主要原理及对应的内容 循环：废水等污染物的处理 协调：根据原湿地中物种的分布情况 湿地生态 引入动植物 恢复工程 自生：减少人类的干扰，依靠其自然 演替等机制恢复其生态功能 自生：人工进行地表覆盖、植被恢复 矿区废弃 协调：根据环境引入当地土著物种 地的生态 恢复工程 整体：搞好矿区经济的同时，实现自 然生态系统的恢复 要点精析 设计生态工程的方法 方法一：食物链（网）的“相接”，即 巧接食物链（网），如下图所示。 太阳能 农作物 家禽、家畜 在同一生态系统中，巧接食物链（网） 由图甲变为图乙，可提高能量的利用率。 家畜 太阳能 农作物 家禽 杂草 昆虫 乙 方法二：食物链（网）的“加环”可为 未被利用的残余物找到出路。例如，用玉米 的副产品玉米芯生产木糖醇等，其残余物用 第4章人与环境。 来栽培食用菌，栽培食用菌后的残余物再用 来养殖蛆蛹，蛆蛹粪便再作为优良有机肥还 田等。 玉米玉米芯木糖醇 残余物 食用菌 残余物蛆 饲料禽畜 农作物 粪便 例1某市以“保护、生态、原乡”为主要 设计原则，打造了集森林保育、生态修复于 一体，兼具农耕田园特色的国家森林公园。 下列有关叙述不正确的是() A.森林公园是生态工程的生动缩影 B.森林公园的建设是一类少消耗、多效益、 可持续的工程体系 C.森林公园的建设利用了协调原理和整体 原理等生态学的基本原理 D.可以大量引入热带景观植物，增加物种 多样性 解析：森林公园进行森林保育、生态修复可 改善生态环境，也为动植物提供了生存的环 境，是生态工程的生动缩影，A正确；森林 公园的建设属于生态工程建设，其特点是少 消耗、多效益、可持续，B正确；生态工程 的建设利用了协调原理和整体原理等生态学 基本原理，C正确；生态工程建设应考虑生 物与环境的协调与适应，生态系统的生物数 量不能超过环境承载力的限度（环境容纳 量)，故不宜大量引入热带景观植物，D 错误。 答案：D 学 75 N 高中生物学选择性必修2（人教版） 例2设计生态工程的常用方法之一是给 食物网“加环”，下图是食物网“加环”示 意图。据图判断，下列说法不正确的是 玉米 残渣 →食用菌 一农作物 玉米芯 残渣 粪便 木糖醇 蛆蛹一饲料 →禽畜 A.用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了能 量的多级利用 B.用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇，可 增加经济效益 (76)学 C.用蛆蛹粪便做有机肥还田，利用了生态 工程的循环原理 D.在离开人的管理条件下，该生态工程仍 可能正常运转 解析：用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了 物质和能量的多级利用，A正确；用玉米的 副产品玉米芯生产木糖醇，可提高经济效 益，B正确；用蛆蛹粪便做有机肥还田，利 用了生态工程的循环原理，C正确；在该生 态系统中，人起决定性的作用，所以在离开 人的管理条件下，该生态工程不能正常运 转，D错误。 答案：D高中生物学选择性必修2（人教版） 可再生和不可再生资源的压力。 (2)提示：①②④⑤， 知识点二关注全球性生态环境问题 知识梳理 1.(1)CO2(3)氟氯烃、哈龙(4)植被的破 坏(5)生物生存的环境(6)大气水体 2.全球性 3.稳态生存和可持续发展 教材拓展 (1)提示：生活污水中富含有机物，有机物的分解 是通过需氧微生物进行的，分解过程中消耗了大量的溶 解氧。 (2)提示：来自微生物对有机物的分解。进入湖泊 后，N、P被水生植物所利用，所以含量急下降。 (3)提示：该地点生活污水中的有机物基本被分解 完毕，所以导致需氧生物耗氧量降低 ●"第2节生物多样性及其保护 知识点一 生物多样性及其价值 知识梳理 1.植物、动物和微生物生态系统全球性所有 生物独特性生物群落组成、结构、功能 2.药用文学艺术创作固碳供氧防风固沙 调节气候基因流动 3.(1)生态系统稳定性 (2)生存和发展 教材拓展 遗传多样性染色体变异物种多样性生态系统 多样性 知识点二生物多样性丧失的原因及保护措施 知识梳理 52 3.自然保护区最有效异地动植物繁育中心 行将灭绝基因组织培养珍稀、濒危物种人与自 然生态环境废物的重复利用立法、执法掠夺式 >"第3节生态工程 知识点一关注生态工程建设 知识梳理 1.(1)修复、重建生产力生态环境(2)生 态学环境污染生态效益(3)少消耗可持续 2.自组织、自我调节功能整体、协调、循环、自 生(1)①自组织自我调节②a.生物组分b.生 长、发育、繁殖互利共存(2)①迁移与转化转 化率②循环废物废物(3)环境容纳量环境 承载力(4)①a.自然生态系统b.社会一经济一自 然②局部与整体环境保护 教材拓展 (1)提示：循环。该生态系统的人粪尿、牲畜粪 便、作物残留都返回农田土壤里供生产者利用。 (2)提示：当地的环境不利于该树种的生长，且种 植树种单一，营养结构简单，易受虫害侵袭。协调原理。 (3)提示：珊瑚礁区生物多样性高，营养结构复 杂，不同的生物占据了不同的生态位，充分利用了环境 资源。体现了自生原理。 知识点二生态工程的实例和发展前景 知识梳理 一、人多地少循环缩小协调污染整体 植被恢复 二、(1)①定量化模型②高科技含量(2)人 口问题能源短缺(3)美丽中国尊重顺应 保护