高中生物人教版 (2019)选择性必修2第3节 生态工程导学案

  第3节  生态工程的原理（课时2）

【学习目标】

1.尝试用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。

2.评析生态工程发展前景，说出生态工程的局限性，举例说出我国生态工程的特点。

3.通过运用生态工程原理分析生态环境及解决对策（科学思维）。

4.尝试提出人与环境和谐共处的合理化建议（社会责任）。

【课前学习】 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，_________，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_________。

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_________，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_________问题。

③对策：采用_________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；在湿地周围建立_________，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________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_______的重建。

③案例：我国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_______、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_______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，而是与人口激增、环境与资源破坏、_______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_________的结合，需要生态工程发挥作用。

参考答案：1．（1）①人多地少  ②多级循环利用  （2）①区域气候  ②缩小和破坏  ③工程  缓冲带  （3）①生态系统  ②土壤微生物群落

2．（1）①标准化  ②监测技术  （2）①能源  ②经济、社会效益

【课上学习】

任务一：思考讨论  分析某村综合发展型生态工程

任务二：总结概括，并运用术语表达

阅读教材109页思维训练，完成填空

1.生命系统的结构特征是                            。

2.生命系统的功能特点是                            。

3.从生态的角度看，生命系统                        。

4.从历史的角度看，生命系统                        。

【课后练习】

1.湿地是地球上独特的生态系统是水域和陆地的自然过渡形态因此它具有多种多样的作用，下列选项中不属于湿地生态系统的作用的是（）

A是世界上生产能力最强的生态系统

B.调节区域气候

C为迁飞的鸟类和多种动植物提供栖息地

D.蓄洪防旱

2.矿区废弃地的生态恢复工程的关键是（   ）

A.优先选择农作物以提高经济效益

B.选择合适的养殖动物以增加物种多样性

C.植被恢复和土壤微生物群落的重建

D.尽可能依靠自然演替恢复其生态功能

3.下列有关生态工程的说法中，不正确的是（   ）

A.超载放牧导致草地退化，主要违背协调原理

B.矿区生态环境的恢复工程中，关键的措施是植被恢复和土壤微生物群落的重建

C.对湿地的恢复，只要注意退耕还湿地和建立自然保护区就可以

D.城市生活垃圾实现废物资源化利用依据的是循环原理

4.我国西北地区土地沙化和盐渍化非常严重，原因有多种，其中一个主要原因是超载放牧，导致草地退化。试分析上述事实主要违背了生态工程的什么原理(   )

A.自生原理 B.协调原理 C.循环原理 D.整体原理

5.在漫长的历史时期内，我们的祖先通过自身的生产和生活实践，积累了对生态方面的感性认识和经验，并形成了一些生态学思想，如自然与人和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识，下列说法错误的是(   )

A.生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律

B.若人与自然和谐统一，生产者固定的能量便可反复利用

C.“退耕还林、还草”是体现自然与人和谐统一思想的实例

D.人类应以保持生态系统相对稳定为原则，确定自己的消耗标准

6.设计生态工程的常用方法之一是给食物链(网)“加环”，下图就是一种“加环”示意图，据图判断下列说法错误的是(　　)

A．用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇，可增加经济效益

B．用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了物质的多级利用

C．将蛆蛹粪便还田,运用了能量循环利用原理

D．该生态工程的运转离不开人的管理

7.请根据图判断，该生态工程属于（   ）

A.农村综合发展型生态工程

B.湿地生态恢复工程

C.城市生态建设工程

D.矿区废弃地的生态恢复工程

8.下列关于生态工程原理的叙述，正确的是（）

A. “1＋1>2”体现了生态工程的整体性原理
B. “前面造林，后面砍林”的现象违背了系统整体性原理
C. 生态农业的建立，实现了物质和能量的多级循环利用
D. 太湖大面积水华，违反了协调与平衡原理

9.“无废弃物农业”是生态工程最早的模式之一。如图是“无废弃物农业”中对有机废弃物进行处理的一种方案。有关叙述不正确的是（）

A. 施用有机肥能为作物提供更多的营养物质和能量
B. 从废弃物资源化、无害化角度分析，途径②、③优于④
C. 该模式遵循自生、整体原理等基本原理
D. 蚯蚓、沼气池中的微生物等分解者能有效促进物质循环利用

10.甲鱼的生理习性较特殊，使得甲鱼养殖水体因为大量饵料投放而污染严重。为了改善甲鱼池水质，有人设计了下图所示的甲鱼养殖废水净化生态系统。有关叙述 不正确的是（）

A. 蔬菜、浮游植物是该生态系统的主要成分
B. 养殖池中的废水可以为蔬菜提供物质和能量
C. 建立该生态系统主要依据的原理是物质循环再生
D. 该系统中的物质循环离不开水体中微生物的分解作用

​11.“无废弃物农业”是生态工程最早的模式之一。如图是“无废弃物农业”中对有机废弃物进行处理的一种方案。有关叙述不正确的是（）

A. 施用有机肥能为作物提供更多的营养物质和能量
B. 从废弃物资源化、无害化角度分析，途径②、③优于④
C. 该模式遵循物质循环再生原理、整体性原理等基本原理
D. 蚯蚓、沼气池中的微生物等分解者能有效促进物质循环利用

12.随着城市化的发展，城市水污染问题日益突出。建立人工湿地公园是解决城市水污染的一种有效途径，右面是人工湿地处理城市污水的示意图。下列有关说法正确的是( )

A. 流经该生态系统的总能量要大于该系统生产者所固定的全部太阳能
B. 挺水植物芦苇在湿地边沿随地势高低分布不同，属于群落的垂直结构
C. 绿藻、黑藻可吸收城市污水中的有机物，并用于自身的光合作用
D. 人工湿地净化污水时，体现了该湿地生态系统的恢复力稳定性

13.某现代生态循环农业示范区的发展模式如下图。

回答下列问题：

（1）流经该生态系统的能量有________。

（2）如果用焚烧的方式处理秸秆，带来的危害有________（答出2点即可）。

（3）回收的农业废弃物可投入________中产生沼渣沼液。与施用化肥相比，茶园施用沼渣、有机肥的优点有________（答出2点即可）。

（4）与传统农业相比，该生态农业的优点有________。从生态学角度分析，建立该农业生态系统的主要目的是________。

（5）建立该生态农业遵循的基本原理主要有________（答出3点即可）。

答案解析

1.答案：A

解析：湿地被誉为地球的“肾”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场地以及为人们提供休闲娱乐的环境等功能B、C、D项属于湿地生态系统的作用：但它的生产能力并不是世界上最强的生产能力最强的生态系统是海洋生态系统，A项不属于湿地生态系统的作用。

2.答案：C

解析：矿区废弃地几乎很少有动植物，而且土壤也被严重破坏所以关键要先进行植被恢复和土壤微生物群落的重建。

3.答案：C

解析：协调原理包括生态系统的生物数量不能超过环境承载力（环境容纳量）的限度，而超载放牧超过了环境承载力，导致草地退化，违背了生态工程的协调原理，A项正确，在矿区生态环境的恢复工程中，关键的措施是植被的恢复及其所必需的土壤微生物群落的重建，B项正确，应采用工程学和生态学措施相结合的方法。如废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程、动植物物种的引进，及建立缓冲带等，使受干扰的湿地得以恢复，C项错误：对城市生活垃圾分类、回收、利用，实现废物资源化，这是利用物质能在生态系统中循环往复，分层分级利用的原理即循环原理，D项正确。

4.答案：B

解析：协调原理是生态工程的基本原理之一，该原理的一个重要方面就是处理好生物与环境、生物与生物的协调平衡，需要考虑环境容纳量和环境的承载力。

5.答案：B

解析：生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律，人类只能认识并利用其运行规律，不能改变它，A项正确。生产者固定的能量可多级利用，但不能反复利用，B项错误。“退耕还林、还草”可防风固沙、涵养水源等，是体现自然与人和谐统一思想的实例，C项正确。人类应以保持生态系统相对稳定为原则，确定自己的消耗标准，避免过度消耗，破坏生态环境，D项正确。

6．C  用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇、残渣来培育食用菌和蛆蛹实现了废弃物的资源化，实现了物质的多级循环利用,A项和B项正确；将蛆蛹粪便还田，运用了物质循环原理，但能量是不能循环利用的，C项错误；生态工程的正常运转离不开人的管理，D项正确。

7．A  据图中信息该生态系统具有养猪场、养鱼的稻田和鱼、蟹池，符合循环原理，属于农村综合发展型生态工程，A符合题意。

8. D  系统各组分间要有适当的比例关系，使得能量、物质、信息等的转换和流通顺利完成，并实现总体功能大于各部分之和的效果，即“1+1＞2”体现了生态工程的系统整体性原理，A错误；整体性原理是指生态系统建设要考虑自然、经济、社会的整体影响，故发生“前面造林，后面砍林”的现象，违背了整体性原理，B错误；能量可以多级利用，但不能循环利用，C错误；协调与平衡原理是指生态系统的生物数量不能超过环境承载力（环境容纳量）的限度，太湖大面积水华，违反了协调与平衡原理，D正确。
9. A  有机肥不能为植物提供能量，A错误；对有机废弃物进行②、③的处理，既实现了物质和能量的多级利用，又减少了④处理过程中产生的污染问题，所以从资源化、无害化角度分析，途径②、③优于④，B正确；“无废弃物农业”通过积极种植能够固氮的豆科植物，以及收集一切可能的有机物质，采用堆肥和沤肥等方式，制成有机肥料，改善土壤结构，培育土壤微生物，实现土壤中养分的循环利用，因此该模式遵循自生、整体原理等基本原理，C正确；通过蚯蚓、沼气池中的微生物等分解者能有效地促进系统中物质的循环利用，D正确。

10. B  生态系统中的主要成分是生产者，蔬菜、浮游植物是该生态系统的主要成分，A正确；废水中有机物，必须被分解者分解成无机物才能为蔬菜提供物质，生态系统中能量流动是单向的，废水中有机物所含有的能量不能被植物所利用，B错误；建立该生态系统主要依据的原理是物质循环再生，C正确； 该生态系统中的物质循环离不开水体中微生物的分解作用，D正确。
11．A  有机肥不能为植物提供能量，A错误；对有机废弃物进行②、③的处理，既实现了物质和能量的多级利用，又减少了④处理过程中产生的污染问题，所以从资源化、无害化角度分析，途径②、③优于④，B正确；“无废弃物农业”通过积极种植能够固氮的豆科植物，以及收集一切可能的有机物质，采用堆肥和沤肥等方式，制成有机肥料，改善土壤结构，培育土壤微生物，实现土壤中养分的循环利用，因此该模式遵循物质循环再生原理、整体性原理等基本原理，C正确；通过蚯蚓、沼气池中的微生物等分解者能有效地促进系统中物质的循环利用，D正确。
12. A  流经该湿地生态系统的总能量包括生态系统中生产者固定的全部太阳能和城市污水中有机物中所包含的化学能，A正确；生物群落的垂直结构指的是生物群落在垂直方向上具有明显的分层现象，而挺水植物芦苇在湿地中随地势高低分布属于水平结构，B错误；绿藻、黑藻只能利用污水中的无机盐、水等作为光合作用的原料，C错误；人工湿地净化污水时，体现了该湿地生态系统的抵抗力稳定性，D错误。
13.【答案】（1）生产者固定的太阳能和人类投入的有机物中的能量
（2）污染空气、引发火灾、破坏土壤结构造成耕地质量下降等
（3）沼气池；改善土壤结构、培育土壤微生物、实现土壤养分及微量元素的循环利用
（4）少消耗、多效益、可持续；实现生态系统内能量和物质的多级利用，提高农产品的产量，减少环境污染（或合理地调整生态系统中的能量流动关系，提高能量利用率，减少环境污染）
（5）物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理​​​​​​​

【解析】（1）由图可知，流经该生态系统的能量有生产者固定的太阳能和人类投入的有机物中的能量。（2）如果用焚烧的方式处理秸秆，带来的危害有污染空气、引发火灾、破坏土壤结构造成耕地质量下降等。（3）回收的农业废弃物可投入沼气池 中产生沼渣沼液。与施用化肥相比，茶园施用沼渣、有机肥的优点改善土壤结构、培育土壤微生物、实现土壤养分及微量元素的循环利用。（4）与传统农业相比，该生态农业的优点有少消耗、多效益、可持续  实现生态系统内能量和物质的多利用，提高农产品的产量，减少环境污染（或合理地调整生态系统中的能量流动关系，提高能量利用率，减少环境污染）。（5）建立该生态农业遵循的基本原理主要有物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理。