1、第二节第二节 生态工程实例生态工程实例 学习导航 1.举例说明治污生态工程， 概述人工湿地的作用机理。 2.举例概述生态恢复工程。 3.结合实例阐明生态农业工程。 重难点击 我国生态工程的实例分析。 方式一 进入 21 世纪， 伴随着人类生产、 生活方式的变化及乡村城市化和城乡一体化的深入， 农业已从传统的生产形式逐步转向景观、生态、健康、医疗、教育、观光、休闲、度假等方 向。农业观光园的出现，就等于扩大了人类的生存空间，为人类生存和需求创造了更好的、 更适宜的环境条件。 结合以上内容请同学们思考下面问题： (1)农业观光园有什么样的价值？ (2)结合本地的实际，请你来设计一个有特色的农业观光
2、园，你有何设想？ 可能我们也没有办法一下子想出一个理想的方案，那我们就来看看一些具体的例子吧。看看 专家们在碰到具体的生态学问题时是如何处理的？ 方式二 上海血铅超标事件 2011 年 9 月初，康桥地区儿童在入园、入学前进行体检当中，陆续发现部分儿童血液的含铅 量超标，此后对当地 1 306 名儿童进行血铅检测，发现 49 名儿童血铅超标，其中以 13 岁 儿童为主。联合调查组认定，血铅超标主要是儿童接触环境中含铅灰尘经消化系统摄入体内 所致。 结合以上内容，大家思考一下，在经济发达的上海出现此类严重的污染事件，说明了什么？ 面对严重的环境污染问题，我们有什么样的具体措施？我们可以从今天要学
3、习的内容中找到 一些可以借鉴的方法和思路。 一、治污生态工程一、治污生态工程 1内容：包括污水治理生态工程、城市垃圾处理生态工程、湖泊或水源地治理生态工程等。 2主要涉及方面 固体、液体和有机废弃物的处理、生物肥料的研制、湖区污染的治理、塑料的再生利用等。 3实例 “人工湿地”生态工程：人为建设的利用湿地净化污水的生态工程。 1什么是“人工湿地”？ 答案 “人工湿地”是人为建设的利用湿地净化污水的生态工程，是将石、砂、土壤等材料 按照一定的比例组成基质，并栽种经过选择的水生、湿生植物，构成类似于自然湿地状态的 工程化湿地系统。 2“人工湿地”是如何净化污水的？ 答案 “人工湿地”净化污水的过程
4、十分复杂， 包括利用基质、 植物、 微生物的物理、 化学、 生物的三重协同作用， 对污水进行净化处理， 其作用机理包括吸附、 滞留、 过滤、 氧化还原、 沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、水分蒸腾和养分吸收等。 3人工湿地污水处理系统有何优点？ 答案 低成本、低能耗，有较高的生态效益和经济效益。 4人工湿地的重要组成成分之一是水生植物，它在污水的净化中起着怎样的作用？ 答案 植物可以吸收水体中的铵盐、硝酸盐以及磷酸盐，同时植物的根系可吸附和富集重金 属和有毒有害物质，这些物质在植物被收割后又离开了水体。植物密集并交织在一起的根系 也能对固体颗粒起到拦截吸附作用。此外，植物为微生物的
5、生长提供了更大的吸附表面积， 还能为水体输送氧气等。 5人工湿地中的微生物是降解水体污染物的主力军，试分析它在人工湿地中的作用。 答案 好氧微生物将废水中大部分有机物分解为 CO2和 H2O，厌氧微生物将有机物分解成 CO2和 CH4等。人工湿地中的某些原生动物，将污水中的有机颗粒作为营养物质吸收。 1判断正误： (1)治污生态工程涉及固体、液体和有机废弃物的处理( ) (2)人工湿地中起作用的主要是水生植物和微生物( ) (3)人工湿地中起作用的微生物只能是好氧微生物( ) 答案 (1) (2) (3) 2湿地生态系统具有较强的净化功能，被誉为“地球之肾”，下列叙述错误的是( ) A“人工湿
6、地”是模拟自然湿地的人工生态系统 B“人工湿地”是利用湿地净化污水的生态工程 C“人工湿地”成本低、耗能少 D“人工湿地”对污水的净化作用是通过不同类型的水生植物实现的 答案 D 解析 “人工湿地”是人为建设的利用湿地净化污水的生态工程，成本低、耗能少。其净化 作用是通过不同类型的水生植物和微生物的共同作用实现的。 二、生态恢复工程二、生态恢复工程 1概念 对于受到不同程度干扰或破坏的生态系统的保护、修复和改善。 2首要步骤(第一步)：恢复植被。 3实例 (1)矿山废弃地生态恢复工程：在植被恢复的过程中，要注意选择生长快、抗逆性强的树种， 优先选择固氮树种，尽量选择适应性强的乡土树种和先锋树种
7、。 (2)林业生态建设 目标：维护环境与发展经济。 基础：优化土地利用。 依据：发挥水土资源和生物资源的生产潜力。 (3)西部的生态治理：西部环境恶化的实质是水土流失。 1从生态学的角度分析，要使生态退化逆转，首先应该进行哪一步的恢复？ 答案 要实现一个地区环境的好转，首先要恢复这一地区的植被，逐步恢复生物群落，并形 成合理、高效的食物链，才能在演替的过程中保持长期的稳定与平衡。 2一般地说，矿山废弃地生态恢复工程的关键是什么？应该如何进行选择？ 答案 关键在于植被恢复，以及为植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建。所以在矿山废 弃地植被恢复过程中，要注意选择生长快、抗逆性强的树种，优先选择固氮
8、树种，尽量选择 适应性强的乡土树种和先锋树种，注意树种的多功能效益。 3我国西部地区环境恶化，有哪些表象？其最突出的矛盾是什么？ 答案 西部地区环境恶化的表象是植被减少、地力减退、粮食产量下降、自然灾害加剧。而 水土流失是西部生态问题中最本质、最突出的矛盾。 4 我国对西部的生态治理采取的政策是什么？ 答案 落实退耕还林、还草政策。 3在矿山废弃地生态恢复工程中，关键的措施是( ) A人工制造表土 B特殊隔离 C土壤侵蚀控制 D植被恢复 答案 D 解析 任何生态系统的发展都离不开生产者，恢复生态系统，首要的是恢复植被。 4如图为矿区废弃地的生态恢复工程流程图，请据图回答下面的问题： (1)该恢
9、复工程中，是指_ _(措施)。 (2)恢复植被的措施是植树和种草，为什么不是种植农作物？ _。 (3)该生态工程所遵循的主要原理是_。 问题导析 (1)该恢复工程中应表示采取工程机械措施平整压实土地，人工制造表土。 (2)矿区废弃地恢复植被的措施是植树和种草，不宜种植农作物，原因是矿区土壤条件恶劣， 不适宜农作物的生长，因此种植适应性强，耐旱的灌木、草和树。 (3)该恢复工程遵循了协调与平衡原理、整体性原理等。 答案 (1)采取工程机械措施平整压实土地，人工制造表土 (2)矿区土壤条件恶劣，不适宜农 作物的生长 (3)整体性原理、协调与平衡原理 易错点拨 生态工程建设的三个易错点 (1)在进行
10、生态工程建设时，应根据当地的实际条件，因地制宜，不能生搬硬套。 (2)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。 (3)生态系统的恢复力有限，不能认为有了生态工程，就可以走发达国家“先污染、破坏，后 治理”的老路。 三、生态农业工程、生态城市三、生态农业工程、生态城市 1生态农业工程 (1)依据：生态学理论。 (2)前提：环境与经济的协调发展。 (3)特点：多层次、多功能的农业生产。 (4)目的：促进物质在系统内的循环和重复使用，以最少的投入获取最大的经济效益和生态效 益。 2生态城市 (1)含义：基于社会、经济、自然三个系统并高度统一的可持续发展的城市。 (2)
11、特点 注重高效和谐性。 保持完整性。 实现可持续性等。 1留民营村进行的农业建设的主要措施有哪些？ 答案 调整生产结构，开发利用新能源和大力植树造林；对太阳能、生物能和有机废弃物进 行了综合利用。 2简述留民营村生态农业的社会效益和环境效益。 答案 (1)社会效益：向社会提供粮食、蔬菜、肉、奶、蛋、饲料、加工食品等多种农副产品。 (2)环境效益：降低污染、净化空气、改变农田结构，有效地保护了土地资源。 5下列关于生态农业的叙述，不正确的是( ) A生态学原理是其主要理论基础 B实现了对能量和物质的多级循环利用 C实现废物资源化，实现能量的多级利用，减少环境污染 D对害虫进行生物防治有利于保护生
12、物多样性，提高了农业生态系统的稳定性 答案 B 解析 生态农业模式的建立，实现了物质的循环利用和能量的多级利用，不能实现能量的循 环利用。 6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、种植农作 物、养蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程合理地有机结合起来，成为一种高效良性 循环，生态效益达到了良性发展。请就此生态农场的特点，完成下列问题： (1)该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的_、_和 _。 (2)该系统工程的核心之一是沼气池，沼气的制作如图所示： 在图中标出箭头，表示生产过程中的物质循环。 如果将“无机物农田”这一环节去掉，对生态农业系统有何影响？ _
13、_。 (3)在该生态农场中存在如图所示的物质循环过程，据图分析不符合生态工程原理的叙述是 ( ) A物质经过多级利用，实现了良性循环 B每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益 C由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用率降低 D由于各级产物都可利用，减少了废物污染 (4)根据生态工程中的物种多样性这一原理，有人认为生态农业建设中，应使食物链越长和营 养级越多越好。请你结合所学有关生态工程原理，分析该结论是否正确，为什么？ _ _ _。 答案 (1)物质循环再生原理 物种多样性原理 整体性原理 (2)如图所示： 土壤中的无机物得不到补充，物质循环受到破坏，土壤肥力下降 (3)C (4)
14、不正确。因为食物链越长，各营养级中的生物数量难以达到一定规模，影响经济效益；营 养级越多，高层次营养级生物获得的能量越少，该营养级生物数量也越少 解析 (1)生态工程中的生态农业是建立在物质循环再生与物种多样性和整体性等原理基础 上的，在实现经济效益的同时，也具有良好的生态效益和社会效益。(2)物质循环的特点是循 环往复、分层分级利用，从而达到取之不尽、用之不竭的目的，即物质循环再生原理。如果 把“无机物农田”这一环节去掉，势必会造成物质循环受到破坏，土壤无机物得不到及时 补充，土壤肥力会下降。(3)能量沿着食物链流动时，能量逐级递减，传递效率大约为 10% 20%，因此最高营养级获得的总能量
15、最低。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农作物的系统总能量利用率相比会大大增加。(4)从能 量流动逐级递减的特点分析，食物链不能无限延长，一般不超过 5 个营养级。 1下列不属于我国生态工程建设实例的是( ) A沼气工程 B桑基鱼塘 C防沙治沙工程 D焚烧城市生活垃圾 答案 D 解析 焚烧城市生活垃圾一方面未实现废物资源化，另一方面会产生污染，不属于我国生态 工程建设实例。 2如图为生态养猪模式。从图中可知该生态工程属于( ) A物质循环利用的生态工程 B山区小流域综合治理与开发的生态工程 C节水和废水处理与应用的生态工程 D清洁及可再生能源系统组合
16、利用的生态工程 答案 C 解析 从题图中看出，该生态工程实现了废水的循环利用。 3下列关于我国生态工程与西方发达国家生态工程的比较中，正确的是( ) 西方国家的生态工程以治理环境污染和恢复被破坏的生态系统为主要目标，我国的生态工 程注重生态环境与经济、社会效益相结合 西方国家的生态工程应用范围比我国小 我 国的生态工程难以设计出标准化、易操作的生态工程样板 A B C D 答案 A 解析 发达国家与我国的生态工程建设强调的重点有所不同，西方国家的生态工程除了治理 环境污染的目标外，主要是通过介于工程和依靠自然恢复力的一种中间途径，集中于对破坏 的生态系统进行生态恢复。我国的生态工程走有中国特色
17、的道路，不但要重视对生态环境的 保护，更要注重与经济、社会效益相结合。总体来看，发达国家的生态工程的应用范围比我 国小，也不那么强调经济效益。不过，目前我国的生态工程还有一些不足之处，如缺乏定量 化模型指导，难以设计出标准化、易操作的生态工程样板等。 4 如图是我国南方开始尝试的农业生态系统的结构模式图， 其中利用植物秸秆为原料生产的 燃料乙醇，是一种“绿色能源”，可减少对石油资源的依赖，请据图回答下列问题： (1)该生态系统的主要成分是_。 蘑菇在该生态系统中的成分属于_。 (2)生态系统的主要功能是物质循环和能量流动，从生态学角度分析，人们建立图示的农业生 态系统的主要目的是_ _。 建立该生态工程所遵循的基本原理包括_ _等(至少 答两个)。 答案 (1)水稻、杂草 分解者 (2)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(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) 物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理 解析 (1)生态系统中的主要成分是生产者，蘑菇营腐生生活，应属于分解者。(2)图示的农业 生态系统实现了物质的多级循环利用，在资源有限的条件下有较多的产出，从而取得更大的 经济效益、社会效益和生态效益，所以其遵循的原理有整体性原理、物质循环再生原理，由 于增加了营养结构的复杂程度，所以也遵循物种多样性原理。