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专题5生态工程选修3现代生物技术专题一.生态工程的基本原理1．生态工程的概念：是指人类利用和等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对进行修复重建，对的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。2.生态工程建设的目的：遵循自然界的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止，达到经济效益和生态效益的同步发展。3．生态工程的特点：(1)；(2)；(3)。生态学系统学已被破坏的生态系统造成环境污染和破坏生产力物质循环环境污染少消耗多效益可持续4．生态经济：主要是通过实行的原则，实现，而实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程。循环经济废弃物的资源化5．基本原理(1)物质循环再生原理。(2)物种多样性原理。(3)协调与平衡原理。(4)整体性原理。(5)系统学和工程学原理：①系统的结构决定功能原理。②系统整体性原理。3．生态工程所遵循的基本原理项目理论基础意义实例物质循环再生原理物质循环可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响无废弃物农业物种多样性原理生态系统的稳定性生物多样性程度高，可提高系统的抵抗力稳定性“三北”防护林建设中的单纯林问题，珊瑚礁生态系统的生物多样性问题协调与平衡原理生物与环境的协调与平衡生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏太湖富营养化问题整体性原理社会、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林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题系统学和工程学原理系统的结构决定功能原理：分布式优于集中式和环式改变和优化系统的结构以改善功能桑基鱼塘系统整体性原理：整体大于部分之和保持很高的系统生产力珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系【易误警示】(1)不同的生态工程建设遵循的基本原理可能不同；(2)建立不同的生态工程时要依据不同的原理，因地制宜，不能相互照搬。对一些生态工程具体实例所用的生态学原理辨析不清(1)单一人工林比天然混和林稳定性低，易爆发虫害——物种多样性原理。(2)草原确定合理载畜量，不能过度放牧——协调与平衡原理。(3)引种考虑适应环境——协调与平衡原理。(4)林业生态工程建设，既考虑种树又考虑生活问题——系统整体性原理。突破易错疑点(5)整体性原理(6)整体性原理和系统整体性原理的比较整体性原理指社会、经济、自然三方面协调统一，保障整个系统的稳定与平衡，例如林业建设中自然系统、社会系统与经济系统的关系问题，即种树的同时考虑经济收入、粮食、燃料等问题。系统整体性原理指整体大于部分之和，即1＋12。目的是保持系统有很高的生产力，具体是指互利共生的生物体现系统整体性原理。单一的人工林比天然混合林的稳定性低，容易遭受害虫危害，这体现了生态工程的什么原理A．物质循环与再生利用原理B．协调与平衡原理C．物种多样性原理D．整体性原理例1C现有一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉淀池曝光池兼氧池植物池”，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。回答问题：⑴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，微生物通过呼吸将有机物分解。⑵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（生态系统、群落、种群）。在植物池的食物网中，植物位于第营养级。植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于所固定的能。⑶生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、和等原理。⑷一般来说，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。有氧和无氧（或细胞）生产者一群落太阳物质循环再生物种多样性已被破坏的生态系统（或受损的生态系统）例21．生态工程的实例(1)农村综合发展型生态工程问题：人多地少以及实现的多级利用。对策：建设农村综合发展型生态工程。物质、能量二.生态工程的实例和发展前景(2)小流域综合治理生态工程问题：_________。对策：应用生态工程的整体性原理、协调与平衡原理以及工程学原理，通过保土蓄水、耕作措施、林草措施等工程和生物措施，层层设防以控制土壤侵蚀。水土流失(3)大区域生态系统恢复工程问题：_____________。对策：退耕还林还草生态工程；_________生态工程；___________生态工程。(4)湿地生态恢复工程问题：________引发的系列效应。对策实施：湿地恢复工程；建立_______。土地沙漠化防沙治沙防护林湿地缩小缓冲带(5)矿区废弃地的生态恢复工程问题：矿藏开采后造成土体、土壤和植被，乃至整个地区生态系统的破坏；矿区极端恶劣的土地条件阻碍植被生长；影响土地景观，产生重金属污染。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。(6)城市环境生态工程问题：污染。对策：_______________；推广“环境友好技术”和低污染清洁工艺，减少污染的产出；治理污染，进行______________利用；建立健全法制。合理规划和布局废弃物资源化【易误警示】(1)在进行生态工程建设时，应积极利用自然生态系统的强大自我恢复力，节省投资；(2)生态恢复力有限，不能认为有了生态工程，就可以先污染破坏然后再治理。2．发展的前景(1)“生物圈2号”生态工程的实验及启示。(2)我国生态工程发展的前景与展望①西方国家生态工程的特点。②我国生态工程的特点。③我国生态工程存在的问题及发展前景。类型主要原理注意问题农村综合发展型生态工程物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理(1)核心：沼气工程(2)优点：农林牧副渔全面发展；开发可更新资源，减少环境污染小流域综合治理生态工程整体性原理、协调与平衡原理(1)“综合”表现在同时考虑到生态效益和经济效益(2)不同气候带、不同自然条件和不同经济发展水平的地区，生态工程模式应各具特色大区域生态系统恢复工程物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理“三北”防护林工程建设中应注意的问题：(1)考虑树种生态适应性问题，种植适宜品种(2)考虑树种多样性，保证防护林体系稳定性(3)不同地区应根据当地情况采取不同策略有一山区由于开采露天小铁矿等活动，自然生态系统完全被破坏，成为一片废墟，为尽快使该上去恢复到原有自然生态系统状态，应采取的最好措施是在这片废墟上A．回填土壤，引进多种外来物种，重建新的生态系统B．撤出人类全部活动，实行全面封闭，等自然恢复C．回填土壤，栽培当地经济农作物，发展农业生产D．回填土壤，栽种多种当地原有的植物，实行封山育林D例3【例4】池塘养殖普遍存在由于饵料、鱼类排泄物、换水不及时等引起的水体污染现象，研究者设计了一种循环水池塘养殖系统（如下图）。请回答下列问题：•(1)与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性。人工养殖池塘水体的N、P含量容易升高，会引起水体的富营养化；藻类等浮游生物大量繁殖、加之死亡后被微生物分解，引起水体的溶氧量下降，造成鱼类等死亡，进一步破坏了生态系统稳态，这种调节方式称为。高正反馈•(2)与传统养殖池塘相比，该养殖系统增加的生态工程设施有。可以通过在这些设施内栽植水生植物、放养滤食动物等措施，起到对水体的，有效减少水体中的N、P等含量。•(3)该养殖系统设计为前一池塘上层水流人后一池塘底部，实现水层交换，其目的有、。•(4)该养殖系统中串联的池塘不宜过多，因为。•(5)保持池塘水体中适当的N、P含量是必要的，该养殖系统可以通过、进行调控。生态塘和潜流湿地净化作用增加水中的溶氧量提高饵料的利用率后面池塘水体中的N和P含量（浓度）越来越高补水和排水水泵控制水的流量（循环频次）