考点55 生态工程-备战2021年高考生物一轮复习考点一遍过 学案

考点55  生态工程

高考频度：★★★☆☆     难易程度：★★★☆☆

1．生态工程建设的目的

遵循自然界物质循环的规律，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。

2．特点

少消耗、多效益、可持续的工程体系。

3．基本原理

（1）物质循环再生原理：物质在生态系统中循环往复、分层分级利用。

（2）物种多样性原理：物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。

（3）协调与平衡原理：处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力。

（4）整体性原理：进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，更重要的是，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。

（5）系统学和工程学原理：包括系统的结构决定功能原理和系统整体性原理。

4．生态工程实例(连线)

5．生态工程的发展前景

（1）“生物圈2号”生态工程实验的启示：使我们认识到人与自然和谐共处的重要性，深化了我们对自然规律的认识。

（2）发展前景：我们需要走有中国特色的道路，即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。

考向一  生态工程的原理

1．“四位一体”生态农业是我国北方典型的生态农业模式，它以沼气为纽带，将沼气池、猪禽舍、蔬菜栽培与日光温室有机地组合在一起。下列有关叙述不正确的是

A．将牛粪、猪粪直接施入沼气池，可以为沼气池中的微生物生长提供物质和能量

B．建立该系统遵循的主要原理有物质循环再生原理、物种多样性原理等

C．该系统的主要成分是蔬菜，人、牛、猪等均为消费者，它们构成食物网

D．由于废弃物的再利用，提高了该系统中各营养级之间的能量传递效率

【答案】D

【解析】将牛粪、猪粪直接施入沼气池，可以被微生物将其中的有机物分解为无机物，同时将能量多级利用，A正确；该生态系统将农业废弃物的转化、再生和资源化等综合起来，同时又增加了蔬菜的种植和猪牛等家畜的饲养，遵循了能量的多级利用、物质循环再生、物种多样性等原理，B正确；生产者是生态系统的主要成分，又是基本成分，人、猪和牛直接或间接取食于生产者(蔬菜)，生产者和消费者构成了食物网或食物链，C正确；不同结构的生态系统，能量传递效率是不会改变的，D错误。

归纳整合

关于生态工程的几个问题

（1）生态工程建设的目的：遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，使经济效益和生态效益同步发展。

（2）生态工程的特点：具有少消耗、多效益、可持续的特点。

（3）生态工程的理解：涉及的学科知识包括生态学和系统学；运用到的技术手段或方法有系统设计、调控和技术组装；最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。

（4）生态工程的主要任务：对已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。

2．下列有关生态工程的原理和实例中，错误的是

【答案】D

【解析】D项中讲的是在追求生态效益时必须考虑到社会效益、经济效益，这明显是整体性原理。

考向二  生态工程的实例分析

3．下图为某地的生态工程建设模式图，下列说法中，错误的是

A．各类植物的秸秆、枝叶用来生产饲料，人、畜、禽的粪便作为原料生产沼气，沼渣水返还农田、菜园、果园、苗圃、鱼塘，这体现了生态工程的物质循环再生原理。

B．该生态工程种植不同的农作物、果树、苗木，饲养牛、猪、鸡等多种畜禽，这体现了生态工程的物种多样性原理。

C．该生态工程建设模式的最大优点是能够实现能量和物质的循环利用

D．生态工程是一类少消耗、多收益、可持续的工程体系

【答案】C

【解析】各类植物的秸秆、枝叶用来生产饲料，人、畜、禽的粪便作为原料生产沼气，沼渣水返还农田、

菜园、果园、苗圃、鱼塘，实现了物质的循环利用，这体现了生态工程的物质循环再生原理，A正确；物

种多样性原理的含义是：物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性，可以在有限的资源条件下，

产生或容纳更多的生物量，提高系统生产力，可见，该生态工程种植不同的农作物、果树、苗木，饲养牛、

猪、鸡等多种畜禽，这体现了生态工程的物种多样性原理，B正确；该生态工程建设模式的最大优点是实现

能量和物质的分层次多级利用，提高了物质和能量的利用率，同时减少了对环境的污染，但不能实现能量

的循环利用，C错误；生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系，是实现循环经济最重要的手段

之一，D正确。

技法提炼

农业生态系统的设计原则

（1）应当能够体现生态学原理与现代农业技术相结合的原则。

（2）应当能够构成一个合理的生产结构。

（3）应当体现充分利用自然界的物质和能量资源的原则。

（4）应当体现减少环境污染的原则。

（5）应当充分考虑经济、社会和生态的综合效益。

（6）所设计的农业生态系统，从理论上看应当能够实现良性循环。

4．下图是江苏某农村因地制宜建设的生态农业园示意图，请据图回答下列问题：

（1）该生态农业园建设主要依据的生态工程原理有__________________________(至少2个)。

（2）池塘养鱼时，通常采用多鱼种混合放养模式(上层为食浮游生物的鳙鱼，中层为食草的草鱼，下层为杂食性的鲫鱼等)。从群落结构分析，这种养殖模式的优点是___________________。

（3）防治果树虫害时，常利用性引诱剂来诱捕害虫或干扰交配，从而降低害虫种群密度。这属于生态系统中的________________(信息类型)传递在农业生产中的应用。

（4）流入该生态农业园的总能量有________________________________和人工输入的能量，人工输入的能量有________________(至少2项)等。该生态农业园增加了“蝇蛆养殖、食用菌种植”等项目，其意义是________________________________________________________。

（5）根据图示，用箭头表示生态系统三类生物成分之间的能量流动关系。

【答案】（1）物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理等　

（2）充分利用了生态系统的空间和食物资源　

（3）化学信息　

（4）稻麦蔬菜、草莓、梨等生产者固定的太阳能　 种子、幼苗、鸡苗、鸭苗、牛犊、电力、石油等　  实现了生态系统物质和能量的多级利用、减少了环境污染　

（5）如图所示

【解析】（1）该生态农业园建设主要依据的生态工程原理有物质循环再生原理、物种多样性原理、协

调与平衡原理等。（2）池塘养鱼时，通常采用多鱼种混合放养模式(上层为食浮游生物的鳙鱼，中层为

食草的草鱼，下层为杂食性的鲫鱼等)，这种养殖模式充分利用了生态系统的空间和食物资源，缓解生物

间的竞争。（3）防治果树虫害时，常利用性引诱剂来诱捕害虫或干扰交配，从而降低害虫种群密度，

其中性引诱剂的使用属于生态系统中的化学信息传递在农业生产中的应用。（4）流入该生态农业园的

总能量是稻麦蔬菜、草莓、梨等生产者固定的太阳能和人工输入的能量；人工输入的能量有种子、幼苗、

鸡苗、鸭苗、牛犊、电力、石油等。该生态农业园增加了“蝇蛆养殖、食用菌种植”等项目，该项目实现

了生态系统物质和能量的多级利用、减少了环境污染。（5）生产者的能量可以流向消费者和分解者，

消费者的能量可以流向分解者，图中分解者的能量还可以流向消费者(如蝇蛆养殖→鸡鸭养殖)，由此画

出该生态系统三类生物成分之间的能量流动关系图。

1．下列有关生态工程的原理和实例中，错误的是

A．①                B．②

C．③                         D．④

2．下列关于生态工程实例的叙述，错误的是

A．退耕还林还草工程属于大区域生态系统恢复工程
B．在人工制造的表土上种植农作物是矿区生态环境恢复的首要措施
C．对城市环境的治理要把整个城市作为一个巨大的生态系统来考虑

D．退耕还湿、水土保持和解决当地农民生计都是湿地生态恢复工程需要考虑的

3．下列关于湿地生态恢复工程的叙述，错误的是

A．要建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰
B．可采用工程和生物措施相结合的方法
C．对湿地的恢复，只是退耕还湿地或建立自然保护区就可以

D．湿地的恢复除利用生物工程手段外，还要依靠自然演替机制恢复其生态功能

4．下列有关生态学的基本原理在生产实践中的应用的叙述，错误的是

A．合理的规划载牧量，能使能量持续地流向对人类有益的部分
B．生态农业系统中，将秸秆作饲料喂牲畜能实现能量的多级利用
C．大量引入外来物种，能增加当地生态系统的物种多样性，提高稳定性

D．合理地引入天敌治理害虫，能避免因化学农药的大量施用而带来的二次污染

5．现有一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉淀池→曝气池→兼氧池→植物池”，其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水经净化处理后，可用于浇灌绿地。有关说法不正确的是

A．污水流经厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池后得到初步净化。在这个过程中，微生物通过无氧和有氧呼吸将有机物分解

B．植物池中水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了一个生态系统

C．在植物池的食物网中，植物位于第一营养级

D．该生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、物质循环再生和物种多样性等原理

6．如图表示某生态农场生产流程，据图分析下列说法错误的是

A．食用菌和蚯蚓在该生态系统中属于分解者
B．该生态系统达到了能量多级利用的目的
C．因食物链延长，系统总能量利用效率降低

D．循环利用有机废弃物，提高了系统的效益

7．南方地区普遍釆用在荔枝园内养鸡的生产模式，总收益约是普通荔枝园的2倍。下图为该模式的结构与功能示意图。下列说法正确的是　

A．该模式实现了对物质和能量的循环利用
B．鸡粪中所含的能量流入果树，促进果树的生长
C．与普通荔枝园相比，该模式提高了能量的利用率

D．荔枝树固定的太阳能是输入该系统的全部能量

8．下图表示某人工设计的生态系统示意图。相关叙述不正确的是

A．合理使用农家肥提高土壤肥力的同时增加大气中CO2浓度，利于葡萄和蔬菜增产
B．蝇蛆和蚯蚓是该生态系统的分解者，可促进系统中物质循环和能量流动的进行
C．该生态系统由于饲养猪、鸡延长了食物链，最终使人获得的能量减少

D．该生态系统遵循了物质循环再生原理，但各营养级之间的能量传递效率并未提高

9．回答下列与生态工程有关的问题：

（1）—般来说，生态工程的主要任务是对________进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，与传统的工程相比，生态工程具有少消耗、多效益、________等特点。

（2）生态工程所遵循的基本原理有物质循环再生、协调与平衡、______、______和物种多样性等原理。人畜粪便用于农作物的生产主要符合________原理；连年种植单一品种造成病虫害增加主要违反了__________原理。

（3）“猪一沼一果”是我国一种常见的生态农业模式，以沼气为纽带，带动畜牧业、林果业等相关农业产业共同发展。该生态农业中的所有生物共同组成了_____（填“生态系统” “群落”或“种群”）；该生态农业模式能实现能量的________。

10．城市中由于经济发展和人口增长，污水排放量增加。为解决居民生活饮用水问题，某水厂建设了水源生态湿地。下面为人工湿地群落组成简图，请据图回答问题：

（1）湿地中各种生物共同构成一个________。沼泽湿地在蓄洪防旱方面有重要作用，这体现了生物多样性的___________价值。

（2）输入该人工湿地的能量是______________。

（3）湿地中芦苇、绿藻和黑藻等植物的分层配置，体现了群落的________结构。群落中物种组成的多少称为____________。

（4）控制污水流入人工湿地的速率，除有利于有机污染物被充分分解外，还有利于植物充分吸收污水中的无机盐，使出水口处的水质达到饮用标准。废水不能过量流入人工湿地，说明生态系统的_________________________________。

（5）实地调查中发现、该湿地物种丰富度逐渐增加，其群落演替类型是__________。

（6）在此基础上，可进一步建立一个集污水净化、休闲、养鱼为一体的新型人工生态系统，其主要目的是设法调整能量关系，使____________________________。

11．(2013·广东)污水处理厂的污泥富含有机质和无机成分，可用作肥料，但其多环芳烃(PAHs)等有机污染物含量通常较高，施入土壤会带来二次污染，生物质炭是由作物废弃秸秆等炭化而成，将污泥、含7%生物质炭的污泥均堆放一段时间后用于盆栽实验，研究它们对黑麦草生长及PAHs迁移的影响，结果见下表：

（1）生物质炭孔隙结构发达，能改善土壤的通气状况，使根系细胞____________加强，________合成增加，从而促进根系对土壤养分的吸收。

（2）由表可知，施用含生物质炭的污泥______________________________，从而促进黑麦草生长；污泥的施用使土壤和黑麦草的PAHs含量________________，但生物质炭的输入______________________________________，从而降低PAHs污染的风险，由此可见，生物质炭有望用作污泥改良剂，促进污泥的推广应用，污泥的应用符合生态工程的_____________原理。

12．（2020年全国统一高考生物试卷（新课标Ⅱ)·38）植树造林、“无废弃物农业”、污水净化是建设美丽中国的重要措施。回答下列有关生态工程的问题：

（1）在植树造林时，一般认为，全部种植一种植物的做法是不可取的。因为与混合种植方式所构建的生态系统相比，按照种植一种植物方式所构建的生态系统，其抵抗力稳定性___________。抵抗力稳定性的含义是___________。

（2）“无废弃物农业”是我国利用生态工程的原理进行农业生产的一种模式，其做法是收集有机物质。包括人畜粪便、枯枝落叶等，采用堆肥和沤肥等多种方式，把它们转变为有机肥料，再施用到农田中。施用有机肥料的优点是________________（答出3点即可）。在有机肥料的形成过程中，微生物起到了重要作用，这些微生物属于生态系统组分中的________。

（3）在污水净化过程中，除发挥污水处理厂的作用外，若要利用生物来回收污水中的铜、镉等金属元素，请提供一个方案：_______________。

1．【答案】D

【解析】无废弃物农业，遵循物质循环再生原理，A正确。在人工林中增加植被的层次，遵循物种多样性原理，B正确。水体富营养化引起大面积水华，违反协调与平衡原理，C正确。前面造林，后面砍林，遵循系统学和工程学原理，D错误。

2．【答案】B

【解析】退耕还林还草工程属于大区域生态系统恢复工程，A正确；人工制造的表土是矿区生态环境恢复的首要措施，但不能种植农作物，可以植树种草，B错误；对城市环境的治理要把整个城市作为一个巨大的生态系统来考虑，即用生态工程的方法对城市环境进行综合治理，C正确；退耕还湿、水土保持和解决当地农民生计都是湿地生态恢复工程需要考虑的，D正确。

3．【答案】C

【解析】湿地生态恢复工程就是采用工程和生物措施相结合的方法，如退耕还湿地、建立自然保护区，废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程，以及植物物种的引进种植等，使受到干扰的湿地得以恢复。在湿地的周围，还应建立缓冲带，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。故选C。

4．【答案】C

【解析】合理的规划载牧量，能使能量持续地流向对人类有益的部分，A正确；生态农业系统中，将秸秆作饲料喂牲畜能实现能量的多级利用，B正确；大量引入外来物种，能增加当地生态系统的物种多样性，可能会提高稳定性，有可能导致生态入侵，使得本地物种的生存受到威胁，C错误；合理地引入天敌治理害虫，能避免因化学农药的大量施用而带来的二次污染，D正确。

5．【答案】B

【解析】污水流经厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池，其实是让不同呼吸类型的细菌和真菌分解利用污水中的有机物，故A正确；植物池中所有的生物与无机环境构成一个生态系统，故B错误；在植物池的食物网中，植物作为生产者，位于食物链的起始端，属于第一营养级，故C正确；该生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、物质循环再生和物种多样性等原理，故D正确。

6．【答案】C

【解析】食用菌和蚯蚓在该生态系统中属于分解者，A正确；该生态系统达到了能量多级利用的目的，B正确；该生态系统食物链并没有延长，而是通过能量多级利用提高了能量的利用率，C错误；循环利用有机废弃物，达到物质循环再生的目的，提高了生态系统的效益，D正确。

7．【答案】C

【解析】生态系统中能量流动是单向的，只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，不可逆转，A项错误；鸡粪中所含的能量被分解者利用一部分，另一部分以热能的形式散失，果树只能利用鸡粪被分解者分解后产生的无机物，B项错误；与普通荔枝园相比，该模式提高了能量的利用率，C项正确；该荔枝园还需要给鸡投放饲料，因此，输入该系统的全部能量包括荔枝树固定的太阳能和给鸡投放的饲料，D项错误。

8．【答案】C

【解析】合理施用农家肥后分解者将有机物分解为无机物，同时产生二氧化碳，既增加了肥力又给光合作用提供了原料，A正确。蝇蛆和蚯蚓是该生态系统的分解者，在生态系统中能促进物质循环和能量流动，B正确。该生态系统饲养猪、鸡延长了食物链，提高了能量利用率，最终使人获得的能量增加，C错误。该生态系统遵循了物质循环再生原理，只是提高了能量利用率，但未提高各营养级之间的传递效率，D正确。

9．【答案】（1）己被破坏的生态系统（或受损的生态系统）   可持续

（2）整体性    系统学和工程学   物质循环再生   物种多样性

（3）群落    多级利用（多途径利用）

【解析】（1）—般来说，生态工程的主要任务是对己被破坏的生态系统（或受损的生态系统）进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，与传统的工程相比，生态工程具有少消耗、多效益、可持续等特点。（2）生态工程所遵循的基本原理有物质循环再生原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理和物种多样性等原理。人畜粪便用于农作物的生产主要符合物质循环再生原理；连年种植单一品种造成病虫害增加主要违反了物种多样性原理。（3）“猪一沼一果”生态农业中的所有生物共同组成了群落。该生态农业模式能实现能量的多级利用（多途径利用）。

10．【答案】（1）生物群落    间接

（2）太阳能和污水有机物中的化学能

（3）垂直   丰富度

（4）自我调节能力是有一定限度的

（5）次生演替

（6）使能量持续高效地流向对对人类最有益的部分

【解析】（1）同一自然区域内各种生物共同构成一个生物群落。沼泽湿地在生态方面的作用体现了生物多样性的间接价值。（2）输入该人工湿地的能量除太阳能外，还包括生活污水所含有机物中的化学能。（3）湿地中不同植物的分层配置，体现了群落的垂直结构。群落中物种组成的多少称为物种丰富度。（4）生态系统的自我调节能力具有一定限度，因此废水不能过量流入人工湿地。（5）该湿地群落演替是在具有一定生物的基础上进行的，属于次生演替。（6）建立集污水净化、休闲、养鱼为一体的新型人工生态系统，主要目的是调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对对人类最有益的部分，实现生态效益、社会效益和经济效益的统一。

11．【答案】（1）呼吸作用　    ATP　

（2）能增加黑麦草叶绿素含量　  升高　  能降低土壤和黑麦草中PAHs的含量　  物质循环再生

【解析】（1）生物质炭能改善土壤的通气状况，促进细胞的呼吸作用，使得细胞的呼吸作用加强，合成的ATP增多，为根系主动吸收养分提供能量。（2）由表可知，施用含有生物质炭的污泥中黑麦草叶绿素的含量较多，从而促进黑麦草的生长，污泥施用后土壤和黑麦草的PAHs含量增加，生物质炭的输入则能降低土壤和黑麦草中PAHs的含量。污泥中含有大量的有机质和无机成分，施用污泥的目的是使其中的养分被充分吸收利用，因此利用了物质循环再生的生态工程原理。

12.【答案】（1）低    生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状或不受损害的能力   

（2）改善了土壤结构；培育了土壤微生物；实现了土壤养分的循环利用    分解者   

（3）种植能吸收这些金属元素的水生植物，再从植物中回收金属   

【解析】（1）生态系统的抵抗力稳定性取决于生态系统中物种组成的复杂程度，种植一种植物，生态系统的生物种类过少，抵抗力稳定性较低；所谓抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状或不受损害的能力。（2）由于有机肥料中有机物较多，故施用有机肥料可以改善土壤结构、培育土壤微生物、实现了土壤养分的循环利用。分解人畜粪便、枯枝败叶中的有机物质的微生物属于分解者。

（3）利用生物来回收污水中的金属元素，可以通过种植能吸收这些金属元素的水生植物，再从植物中回收金属。