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1、第4讲生 态 工 程考点一生态工程的原理及主要类型考点一生态工程的原理及主要类型1.1.生态工程的产生生态工程的产生: :(1)(1)背景背景: :人口爆炸、粮食短缺、资源枯竭、空气污染、人口爆炸、粮食短缺、资源枯竭、空气污染、生态环境被破坏生态环境被破坏, ,人类面临着生存和发展的挑战。人类面临着生存和发展的挑战。(2)(2)我国发展历史。我国发展历史。中国古代生态工程实例中国古代生态工程实例: :鱼类混合放养、桑基鱼塘鱼类混合放养、桑基鱼塘等。等。近代发展近代发展:20:20世纪世纪6060年代年代, ,马世骏教授提出生态工程马世骏教授提出生态工程概念概念, ,并归纳出并归纳出“整体、协调
2、、循环、再生整体、协调、循环、再生”的生态的生态工程原理。工程原理。2.2.生态工程的类型与实例生态工程的类型与实例: :类型类型原理原理实例实例物质循环利物质循环利用的生态工用的生态工程程物质循环利用物质循环利用城市生活垃圾减量化、城市生活垃圾减量化、无害化、资源化处理无害化、资源化处理; ;农村地区发展养殖业农村地区发展养殖业类型类型原理原理实例实例节水和废水节水和废水处理与应用处理与应用的生态工程的生态工程以节水为主、对以节水为主、对工业废水和生活工业废水和生活污水实施减量、污水实施减量、回收、再生、再回收、再生、再循环的措施循环的措施在干旱和半干旱地区在干旱和半干旱地区, ,收集雨水和
3、地表水收集雨水和地表水; ;农农业区实施节水灌溉业区实施节水灌溉; ;糖糖厂用废弃的糖蜜制酒厂用废弃的糖蜜制酒精等精等山区小流域山区小流域综合治理与综合治理与开发的生态开发的生态工程工程治理小流域生态治理小流域生态环境环境, ,可持续利可持续利用小流域自然资用小流域自然资源源三北、长江中上游三北、长江中上游防护林生态工程防护林生态工程类型类型原理原理实例实例清洁及可再清洁及可再生能源系统生能源系统组合利用的组合利用的生态工程生态工程能量的多级利能量的多级利用用; ;开发和利用开发和利用清洁能源清洁能源利用农作物秸秆、生利用农作物秸秆、生活垃圾发酵生产沼气活垃圾发酵生产沼气; ;开发太阳能、风能
4、开发太阳能、风能考点二生态工程在农业中的应用考点二生态工程在农业中的应用1.1.庭院生态工程庭院生态工程: :进行物质和能量的多级利用。进行物质和能量的多级利用。2.2.农业生态工程农业生态工程: :(1)(1)定义定义: :按照生态和经济规律按照生态和经济规律, ,种养结合种养结合, ,优化设计。优化设计。(2)(2)主要技术分析。主要技术分析。物质的良性循环技术物质的良性循环技术: :实现废物资源化实现废物资源化, ,提高能量利提高能量利用效率。用效率。洁净可再生的新能源开发技术洁净可再生的新能源开发技术: :废物资源化废物资源化, ,以便提以便提高能量转化效率高能量转化效率, ,减少环境
5、污染。减少环境污染。种植业和畜牧业合理优化技术种植业和畜牧业合理优化技术: :调整产业结构调整产业结构, ,以求以求得最大化的经济效益和生态效应。得最大化的经济效益和生态效应。3.3.生态农业常考实例分析生态农业常考实例分析: :(1)(1)桑基鱼塘模式。桑基鱼塘模式。图示图示: :分析分析: :人工建立的高产稳产的农业生态系统人工建立的高产稳产的农业生态系统, ,做到蚕做到蚕粪养鱼粪养鱼, ,鱼粪肥塘。塘泥肥田、肥桑鱼粪肥塘。塘泥肥田、肥桑, ,从而获得稻、鱼、从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收。蚕茧三丰收。(2)“(2)“四位一体四位一体”农业生态工程。农业生态工程。图示图示: : 分析。分析。a
6、.“a.“四位四位”: :指沼气池、猪禽舍、厕所及日光温室四指沼气池、猪禽舍、厕所及日光温室四部分部分, ,是庭院经济与生态农业相结合的一种生产模式。是庭院经济与生态农业相结合的一种生产模式。b.b.运行原理运行原理: :.日光温室的增温效应可使蔬菜等作物在冬天也能日光温室的增温效应可使蔬菜等作物在冬天也能正常生长正常生长; ;同时也使猪、禽免受严寒而快速生长。同时也使猪、禽免受严寒而快速生长。.温室内的植物为动物提供氧气温室内的植物为动物提供氧气, ,同时吸收二氧化碳。同时吸收二氧化碳。.人、猪、禽的粪便及蔬菜废弃物和秸秆等物质投人、猪、禽的粪便及蔬菜废弃物和秸秆等物质投入沼气池产气入沼气池
7、产气, ,同时温室的高温也提高了沼气池在冬同时温室的高温也提高了沼气池在冬天的产气稳定性。天的产气稳定性。.沼液和沼渣又是蔬菜的良好肥料沼液和沼渣又是蔬菜的良好肥料, ,有助于减少蔬菜有助于减少蔬菜的病虫害的病虫害, ,提高蔬菜的产量和质量。提高蔬菜的产量和质量。c.c.生态学原理生态学原理:“:“四位一体四位一体”充分应用了物质循环再充分应用了物质循环再生原理和生物多样性原理等生原理和生物多样性原理等, ,提高了单位土地面积的提高了单位土地面积的产出产出, ,同时减轻了环境污染同时减轻了环境污染, ,大大提高了农业的综合效大大提高了农业的综合效益。益。类型一生态工程的类型及原理类型一生态工程
8、的类型及原理1.(20171.(2017台州模拟台州模拟) )南京古泉生态农场是生态农业的南京古泉生态农场是生态农业的典范。该农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植典范。该农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植农作物、种蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过农作物、种蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程合理地有机结合起来程合理地有机结合起来, ,成为一种高效良性的循环成为一种高效良性的循环, ,生生态效益达到了良性发展。请就此生态农场的特点态效益达到了良性发展。请就此生态农场的特点, ,完完成下列问题成下列问题: :(1)(1)该生态农场充分体现了该生态农场充分体现了_原理原理, ,实现了经济
9、、实现了经济、生态环境和生态环境和_同步发展。同步发展。(2)(2)该系统工程的核心之一是沼气池该系统工程的核心之一是沼气池, ,沼气的制作如图沼气的制作如图所示所示, ,如果将如果将“无机物无机物农田农田”这一环节去掉这一环节去掉, ,土壤中土壤中的无机物得不到补充的无机物得不到补充,_,_受到破坏受到破坏, ,土壤肥力土壤肥力_(_(填填“升高升高”或或“下降下降”) )。(3)(3)在该生态农场中存在如图所示的物质循环过程在该生态农场中存在如图所示的物质循环过程, ,据据图分析不符合生态工程原理的叙述是图分析不符合生态工程原理的叙述是_。A.A.物质经过多级利用物质经过多级利用, ,实现
10、了良性循环实现了良性循环B.B.每一级生产环节都获得产品每一级生产环节都获得产品, ,提高了生态经济效益提高了生态经济效益C.C.由于食物链延长由于食物链延长, ,能量逐级损耗能量逐级损耗, ,系统总能量利用率系统总能量利用率降低降低D.D.由于各级产物都可以利用由于各级产物都可以利用, ,减少了废物和污染减少了废物和污染【解析【解析】(1)(1)生态工程中的生态农业是建立在物质循生态工程中的生态农业是建立在物质循环利用原理基础上的环利用原理基础上的, ,在实现经济效益的同时在实现经济效益的同时, ,也取得也取得了良好的生态效益和社会效益。了良好的生态效益和社会效益。(2)(2)物质循环的特点
11、是循环往复、分层分级利用物质循环的特点是循环往复、分层分级利用, ,从而从而达到取之不尽、用之不竭达到取之不尽、用之不竭, ,即物质循环再生原理。如即物质循环再生原理。如果把果把“无机物无机物农田农田”这一环节去掉这一环节去掉, ,势必会使物质势必会使物质循环受到破坏循环受到破坏, ,土壤中的无机物得不到及时补充土壤中的无机物得不到及时补充, ,土壤土壤肥力下降。肥力下降。(3)(3)能量沿着食物链流动时能量沿着食物链流动时, ,能量逐级递减能量逐级递减, ,传递效率传递效率大约为大约为10%10%20%,20%,因此最高营养级获得的总能量最低。因此最高营养级获得的总能量最低。但系统的总能量包
12、括各生产环节上输出的产品能量但系统的总能量包括各生产环节上输出的产品能量, ,显然这个系统总能量利用率与单种作物的系统总能量显然这个系统总能量利用率与单种作物的系统总能量利用率相比大大增加。利用率相比大大增加。答案答案: :(1)(1)物质循环利用社会效益物质循环利用社会效益(2)(2)物质循环下降物质循环下降 (3)C(3)C2.2.请根据以下资料回答下列问题请根据以下资料回答下列问题: :罗氏沼虾属于热带虾类罗氏沼虾属于热带虾类, ,营养丰富营养丰富, ,味道鲜美味道鲜美, ,个个体大体大, ,生长快生长快, ,易养殖易养殖, ,市场前景广阔市场前景广阔, ,现已成为我国南现已成为我国南方
13、地区重点发展的特优水产品之一。沼虾是一种杂食方地区重点发展的特优水产品之一。沼虾是一种杂食性虾类性虾类, ,适宜生活在水质清澈、溶氧量高适宜生活在水质清澈、溶氧量高, ,水温为水温为242430 30 的水体中。的水体中。(1)(1)在传统养殖过程中在传统养殖过程中, ,为保证产量为保证产量, ,往往向养殖塘中往往向养殖塘中投放大量饵料投放大量饵料, ,一些残余饵料及虾的排泄物沉到水底一些残余饵料及虾的排泄物沉到水底被被_大量分解大量分解, ,导致水体富养化、溶氧量降低导致水体富养化、溶氧量降低, ,沼虾的数量减少。沼虾的数量减少。(2)(2)为控制水体污染为控制水体污染, ,专家建议在养殖塘
14、中人工引入植专家建议在养殖塘中人工引入植物浮床及沉水植物物浮床及沉水植物( (如图如图) )。由图可见。由图可见, ,鸢尾、苦草与鸢尾、苦草与轮叶黑藻在养殖塘中有明显的分层现象轮叶黑藻在养殖塘中有明显的分层现象, ,形成群落的形成群落的_。它们通过与浮游藻类竞争。它们通过与浮游藻类竞争_,_,抑制抑制藻类生长藻类生长, ,改善水质。改善水质。(3)(3)根据以上资料分析根据以上资料分析, ,你认为此简易工程属于你认为此简易工程属于_的生态工程。的生态工程。A.A.物质循环利用物质循环利用 B.B.节水和废水处理与应用节水和废水处理与应用 C.C.山区小流域综合治理与开发山区小流域综合治理与开发
15、 D.D.清洁及可再生能源系统组合利用清洁及可再生能源系统组合利用(4)(4)输入该养殖塘的总能量输入该养殖塘的总能量_(_(填填“大于大于”“”“等等于于”或或“小于小于”) )总初级生产量。总初级生产量。(5)(5)为了维持水质洁净为了维持水质洁净, ,持续获得高产持续获得高产, ,人工引入植物人工引入植物浮床及沉水植物时往往需要考虑植物的种类、数量及浮床及沉水植物时往往需要考虑植物的种类、数量及比例比例, ,这主要体现了生态工程的这主要体现了生态工程的_(_(填填“循循环环”“”“再生再生”或或“整体协调整体协调”) )原理。原理。(6)(6)近几年不少地方开展了稻田养殖近几年不少地方开
16、展了稻田养殖, ,充分利用稻田良充分利用稻田良好的生态条件好的生态条件, ,获得稻、虾双丰收。这项农业生态工获得稻、虾双丰收。这项农业生态工程的程的_技术能按照生态和经济规律对产业进行技术能按照生态和经济规律对产业进行综合优化综合优化, ,取得了生态效益和经济效益的最大化。取得了生态效益和经济效益的最大化。【解析【解析】(1)(1)残余饵料及虾的排泄物沉到水底被分解残余饵料及虾的排泄物沉到水底被分解者分解者分解, ,产生大量无机物产生大量无机物, ,并消耗大量氧气并消耗大量氧气, ,导致水体导致水体富养化富养化, ,使沼虾的数量减少。使沼虾的数量减少。(2)(2)鸢尾、苦草与轮叶黑鸢尾、苦草与
17、轮叶黑藻生活在水中不同的层次藻生活在水中不同的层次, ,体现了群落的垂直结构。体现了群落的垂直结构。(3)(3)由题意可知由题意可知, ,该过程属于节水和废水处理与应用的该过程属于节水和废水处理与应用的生态工程。生态工程。(4)(4)输入该养殖塘的总能量包括生产者固输入该养殖塘的总能量包括生产者固定的总初级生产量和污水中有机物所含的化学能。定的总初级生产量和污水中有机物所含的化学能。(5)(5)人工引入植物浮床及沉水植物时往往要考虑植物人工引入植物浮床及沉水植物时往往要考虑植物的种类、数量和比例的种类、数量和比例, ,这体现了生态工程的整体性原这体现了生态工程的整体性原理和协调与平衡原理。理和
18、协调与平衡原理。(6)(6)种植业和养殖业合理优化种植业和养殖业合理优化, ,使该生态工程取得了生态效益和经济效益的最大化。使该生态工程取得了生态效益和经济效益的最大化。答案答案: :(1)(1)分解者分解者( (或微生物或微生物) )(2)(2)垂直结构阳光和垂直结构阳光和无机盐无机盐(3)B(3)B(4)(4)大于大于(5)(5)整体协调整体协调(6)(6)种植业种植业和养殖业合理优化和养殖业合理优化( (或种养结合、种植业和畜牧业合或种养结合、种植业和畜牧业合理优化理优化) )类型二生态工程在农业中的应用类型二生态工程在农业中的应用(2017(2017浙江浙江4 4月选考真题节选月选考真
19、题节选) )回答与生态工程有回答与生态工程有关的问题关的问题: :(1)(1)对农作物秸秆多途径利用的基本过程示意图如下对农作物秸秆多途径利用的基本过程示意图如下, ,贯穿全过程的核心技术是贯穿全过程的核心技术是_技术。其中技术。其中“过腹还田过腹还田”的具体途径是的具体途径是_。将秸秆和动物粪便等通过微生物发。将秸秆和动物粪便等通过微生物发酵产生沼气酵产生沼气, ,这利用了农业生态工程的这利用了农业生态工程的_技术。技术。(2)(2)农业生产上农业生产上, ,畜牧业依赖和受制于种植业畜牧业依赖和受制于种植业, ,可以通可以通过种植业和畜牧业的过种植业和畜牧业的_技术提高经济和社技术提高经济和
20、社会效益。会效益。“退耕还林退耕还林”后后, ,林地的增加可以减少林地的增加可以减少_,_,更有利于受损生态系统的恢复。使用农药更有利于受损生态系统的恢复。使用农药能有效控制农业害虫能有效控制农业害虫, ,但也使生态系统的但也使生态系统的_减少减少, ,因此利用生物的因此利用生物的_进进行生物防治是今后的发展方向。行生物防治是今后的发展方向。【解析【解析】(1)(1)农作物秸秆多途径利用的全过程贯穿的农作物秸秆多途径利用的全过程贯穿的核心技术是物质的良性循环技术。核心技术是物质的良性循环技术。“过腹还田过腹还田”的具的具体途径是秸秆体途径是秸秆家畜家畜粪便粪便农田。将秸秆和动物粪农田。将秸秆和
21、动物粪便等通过微生物发酵产生沼气便等通过微生物发酵产生沼气, ,这是利用了农业生态这是利用了农业生态工程中的洁净可再生的新能源开发技术。工程中的洁净可再生的新能源开发技术。(2)(2)农业生农业生产上产上, ,可以通过种植业和畜牧业合理优化技术提高经可以通过种植业和畜牧业合理优化技术提高经济和社会效益。济和社会效益。“退耕还林退耕还林”后后, ,林地的增加可以减林地的增加可以减少水土流失少水土流失, ,更有利于受损生态系统的恢复。使用农更有利于受损生态系统的恢复。使用农药能有效控制农业害虫药能有效控制农业害虫, ,但会使生态系统的生物多样但会使生态系统的生物多样性减少性减少, ,利用生物的种间
22、关系进行生物防治是今后的利用生物的种间关系进行生物防治是今后的发展方向。发展方向。答案答案: :(1)(1)物质的良性循环秸秆物质的良性循环秸秆家畜家畜粪便粪便农田农田洁净可再生的新能源开发洁净可再生的新能源开发(2)(2)合理优化水土流失生物多样性种间关系合理优化水土流失生物多样性种间关系【加固训练【加固训练】如图是一个庭院生态工程的模式图。请据图分析如图是一个庭院生态工程的模式图。请据图分析回答回答: :(1)(1)该图中有该图中有_条食物链。条食物链。(2)(2)该生态系统中处于第二营养级的生物有该生态系统中处于第二营养级的生物有_。(3)(3)从图中可知从图中可知, ,人类生活中所需的
23、能源来自太阳能、人类生活中所需的能源来自太阳能、沼气等沼气等, ,利用这些能源与利用煤炭相比利用这些能源与利用煤炭相比, ,突出的优点是突出的优点是_。(4)(4)该生态工程中的能量能够更多地被人类利用该生态工程中的能量能够更多地被人类利用, ,原因原因是是_。(5)(5)该生态工程遵循的原理是该生态工程遵循的原理是_。(6)(6)人工设计的生态系统也具有信息传递的功能人工设计的生态系统也具有信息传递的功能, ,下列下列有关叙述正确的是有关叙述正确的是_。A.A.生态系统的物理信息都来源于环境生态系统的物理信息都来源于环境B.B.植物都通过化学物质传递信息植物都通过化学物质传递信息C.C.信息
24、沿食物链从低营养级向高营养级传递信息沿食物链从低营养级向高营养级传递D.D.信息可以调节生物种间关系信息可以调节生物种间关系【解析【解析】(1)(1)该生态系统中的食物链有该生态系统中的食物链有: :黄瓜、番茄等黄瓜、番茄等蔬菜蔬菜人人, ,黄瓜、番茄等蔬菜黄瓜、番茄等蔬菜猪猪人人, ,黄瓜、番茄等黄瓜、番茄等蔬菜蔬菜鸡、鸭鸡、鸭人人, ,共共3 3条。条。(2)(2)据食物链可以判断据食物链可以判断, ,人、猪、鸡、鸭均为第二营养人、猪、鸡、鸭均为第二营养级的生物。级的生物。(3)(3)太阳能、沼气属于清洁能源太阳能、沼气属于清洁能源, ,无污染或污染很少。无污染或污染很少。(4)(4)利用
25、有关生态工程的原理利用有关生态工程的原理, ,可以更充分利用流向分可以更充分利用流向分解者或未利用的能量。解者或未利用的能量。(5)(5)将分解者的物质再度利用将分解者的物质再度利用, ,符合物质循环再生原理。符合物质循环再生原理。(6)(6)生态系统中的物理信息除来源于环境外生态系统中的物理信息除来源于环境外, ,还可来自还可来自生物个体生物个体; ;植物可以接受光、电磁波等物理信息植物可以接受光、电磁波等物理信息, ,也可也可以通过颜色等向外传递物理信息以通过颜色等向外传递物理信息; ;信息传递在生物与信息传递在生物与生物之间往往是双向的。生物之间往往是双向的。答案答案: :(1)3(1)
26、3(2)(2)人、鸡、鸭、猪人、鸡、鸭、猪(3)(3)减少了燃烧煤减少了燃烧煤炭所产生的污染炭所产生的污染(4)(4)充分利用了废弃物中的能量充分利用了废弃物中的能量, ,实实现了能量的多级利用现了能量的多级利用(5)(5)物质循环再生原理物质循环再生原理(6)D(6)D【易错警示【易错警示】不同生态工程依据的主要原理有差异不同生态工程依据的主要原理有差异(1)(1)建立生态农业工程建立生态农业工程物质循环再生原理。物质循环再生原理。(2)(2)草原确定合理载畜量草原确定合理载畜量, ,不能过度放牧不能过度放牧协调与平协调与平衡原理。衡原理。(3)(3)引种考虑适应环境引种考虑适应环境协调与平衡原理。协调与平衡原理。(4)(4)植树造林植树造林整体性原理。整体性原理。