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专题5生态工程5．1生态工程的基本原理[学习目标][核心素养]1.简述生态工程的概念，关注生态工程建设。2.简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容。3.尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。1.科学思维：以生态工程的原理为基础，分析各种生态系统的原理。2.社会责任：利用生态工程的原理，分析生态环境问题。读教材、抓双基自主预习一、关注生态工程建设1．生态工程建设(1)理论基础：生态学和系统学等学科。(2)技术手段：系统设计、调控和技术组装。(3)目的：遵循自然界1__________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2___________的同步发展。物质循环生态效益(4)特点：与传统工程相比，生态工程是一类3__________、4_________、5_________的工程体系。(5)原因：传统经济模式正在毁坏水、大气、土壤和6_____________，消耗地球赠给我们的自然资本。少消耗多效益可持续生物资源2．生态经济(1)原则：7__________。(2)特点：使一个系统产出的8________，能够成为本系统或者另一个系统的9__________，从而实现废弃物的10________。(3)手段：11__________。循环经济污染物生产原料资源化生态工程二、生态工程所遵循的基本原理原理理论基础意义实例物质循环再生原理12__________可避免13________及其对系统稳定和发展的影响14________农业物质循环环境污染无废弃物物种多样性原理生态系统的15_________稳定性16____________程度高，可产生或容纳更多的生物量，提高系统的生产力“三北”防护林建设中的问题、珊瑚礁生态系统的生物多样性问题抵抗力生物多样性协调与平衡原理生物与环境的17___________生物数量不超过18___________，可避免系统的失衡和破坏太湖19___________问题、过度放牧等协调与平衡环境承载力富营养化整体性原理20___________________复合系统统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳态林业建设中自然系统与社会、21______等系统的关系社会—经济—自然经济系统的结构决定功能原理22________优于集中式和环式改善和优化系统的结构以改善功能23_________系统学和工程学原理系统整体性原理总体功能24_______各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分布式桑基鱼塘大于1．判断下列叙述的正误。(1)生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续。()(2)“桑基鱼塘”生态农业实现了物质和能量的多级循环利用。()(3)超载放牧导致草地退化，主要是违背了协调与平衡原理。()(4)在林业工程建设时要考虑整体性原理，防止“前面造林，后面砍林”。()√×√√(5)实现循环经济的基本原理是物质循环再生原理。()(6)在建设高新农业时，沼气池的建立遵循了物质循环再生原理。()(7)某湖中水体富营养化，引起大面积水华，违反的是物种多样性原理。()(8)与石油农业相比，“无废弃物农业”最大的优点是遵循了物质循环再生的原理。()√√×√2．下列有关生态工程及其基本原理叙述错误的是()A．生态工程可对已被破坏的生态环境进行修复重建B．治理雾霾要考虑自然—经济—社会效益，遵循了系统整体性原理C．实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程D．生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系解析：选B生态工程可对已破坏的生态环境进行修复、重建，对造成污染破坏的传统生产方式进行改善，A正确；治理雾霾要考虑自然—经济—社会效益，遵循了整体性原理，而系统整体性原理是指整体的功能大于各部分之和的效果，B错误；实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程，C正确；生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系，D正确。解疑难、提能力课堂探究探究点一|生态工程与石油农业|核心探究|1．多方面理解生态工程(1)涉及的学科知识：生态学和系统学。运用的技术手段或方法有系统设计、调控和技术组装。(2)最终目的：促进人类社会和自然环境的和谐发展。(3)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．传统农业的生产模式：石油农业是指大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。由于需要大量的石油、煤、天然气等作为原料或提供动力而得名。不注重生态环境的保护，没有考虑环境成本，经济的发展以生态环境的严重破坏为代价。3．生态工程与传统农业的比较生态工程传统石油农业基本理论生态学、工程学工程学调控机制人为辅助下的自我调节人为调控与自然环境的关系协调破坏主要能源太阳能化学能生物多样性保持减少4．生态经济(1)特点：实现原料→产品→原料→产品的无废弃物生产体系，实现了废弃物的资源化。(2)实质：能够满足我们的需求，而又不会危及子孙后代满足其需要的经济。(3)与生态工程的关系：生态工程是实现生态经济最重要的手段之一。[特别提醒](1)“无废弃物农业”不同于“石油农业”；“无废弃物农业”的优点是追求物质循环利用，没有废弃物，很少对环境和资源造成破坏，但生产效率低；“石油农业”是指大量使用化肥、农药和机械的农业生产方式。虽然生产效率得到提高，但是对环境资源造成了破坏。(2)有了生态工程也不可以先污染后治理：生态恢复力有限，不能认为有了生态工程，就可以先污染后治理。|探究演练|1．(2019·荆州期末)实现循环经济重要的手段之一是()A．大力发展“石油农业”B．生态工程C．清除污染物D．禁止产出污染物解析：选B大力发展“石油农业”会造成资源浪费和环境污染，A错误；实现循环经济最重要的手段之一是生态工程，B正确；循环经济要实现废弃物的资源化，不仅仅是清除污染物，C错误；循环经济是指使一个系统产生出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，而不是禁止产出污染物，D错误。2．无废弃物农业与石油农业相比，其主要优点是()A．生产效率高，产品种类多B．物质循环利用，对环境的破坏性很小C．以石油、煤等原料提供动力，生产效率高D．生物多样性程度高，环境承载力大解析：选B石油农业以煤和石油等作为原料或动力，极大地提高了生产效率，与题干中无废弃物农业的优点不符；无废弃物农业与石油农业相比，其主要优点是实现废物资源化，提高能量的利用率，减少环境污染，生物多样性的优势不明显。3．下列哪项叙述完全符合生态经济()①建立“原料→产品→原料→产品”的无废料生产体系②在资源利用不增加甚至减少的条件下实现经济增长③在经济产出不变甚至增加的条件下，向环境排放的废弃物大大减少④先生产后治理，提高经济效益A．①②④B．①②③C．①③④D．②③④解析：选B生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化。生态经济实现了原料→产品→原料→产品的生产体系，实现了废弃物资源化的循环经济，具有少消耗、多效益、可持续的特点。探究点二|生态工程的原理|核心探究|1．判断生态工程原理的方法(1)如果强调充分利用废弃物，则为物质循环再生原理。(2)如果强调生态系统稳定性，则为物种多样性原理。(3)如果强调各成分之间关系，则为协调与平衡原理。(4)如果强调社会、经济和自然协调统一，则为整体性原理。(5)如果强调整体的功能大于部分之和的效果，则为系统整体性原理。以上所述只是一般规律，如果遇到特殊情况，还要具体分析，一个生态工程也可能涉及多个原理。2．整体性原理≠系统整体性原理(1)整体性原理是指社会、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，如图所示：(2)系统整体性原理属于系统学和工程学原理之一，强调整体功能大于各部分之和的效果，即“1＋12”，目的是保证系统有很高的生产力，互利共生的生物能体现系统整体性原理，如藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌等。系统整体性是指系统各组分之间要有适当的比例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质和信息等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分之和的效果。3．几种常见的生态工程模式(1)物质能量的多层分级利用系统，如作物秸秆的多级利用。(2)水陆交换的物质循环系统，如桑基鱼塘生产体系。(3)农林牧渔联合生产系统，如农林牧渔生产体系初级模式和粮桑渔畜农业生产体系。[特别提醒](1)各种生态工程原理不是孤立的，而是相互联系的。建立不同的生态系统，往往要综合运用多种生态工程的原理。(2)生物多样性高，食物链复杂，可充分利用生态系统的环境。只有保持生态系统较高的生物多样性，才能保证生态系统的稳定与平衡。|探究演练|4．(2019·咸阳期中)统一协调社会、经济、自然的关系，保障系统的平衡和稳定，这体现了生态工程的()A．物种多样性原理B．整体性原理C．系统整体性原理D．物质循环再生原理解析：选B统一协调社会、经济、自然的关系，保障系统的平衡和稳定，这体现了生态工程的整体性原理。5．建立生态农业时巧设、增设食物链的目的不包括()A．努力实现物质和能量的多级利用B．减轻对环境的污染，提高抵抗力稳定性C．加强生物防治，控制有害生物的危害D．延长食物链，提高能量传递效率解析：选D建立生态农业时巧设、增设食物链，可以努力实现物质和能量的多级利用，A正确；可以减轻对环境的污染，提高抵抗力稳定性，B正确；可以加强生物防治，控制有害生物的危害，C正确；可以实现能量的多级利用，使废物资源化，提高能量的利用率，但不能提高能量传递效率，D错误。6．(2019·大连模拟)农作物秸秆除用于生产燃料乙醇外，还可用于培育蘑菇和生产沼气等。如图为某生态农场的部分结构模式图。下列相关叙述不正确的是()A．物质经过多级利用，实现了良性循环B．粪便作为有机肥还田，运用了能量循环再生的原理C．蘑菇和沼气池中的微生物属于该生态系统的分解者D．该生态农业对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行了改进解析：选B该生态农业实现了物质的多级利用和循环再生，但能量不能循环再生，A正确，B错误；蘑菇和沼气池中的微生物都属于分解者，C正确；生态农业对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行了改进，减少环境污染的同时获得了较大的经济效益，D正确。课堂小结|网络构建||巩固基础|1．生态工程建设的目的是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．生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。3．运用生态工程可对遭到破坏的生态环境进行修复和重建。4．生态经济主要通过实现“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物，成为本系统或另一个系统的生产原料，从而实现废物资源化。5．生态工程的基本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、整体性原理、系统和工程学原理。