1、第第 1 节节 生态工程的理论依据生态工程的理论依据 目标导读 1.结合教材 P4，阐述生态工程的概念。2.结合教材 P47的图文，简析生态工程 的相关理论。 重难点击 1.生态工程的概念。2.生态工程相关理论的内容。 云南，“彩云之南”，我国一个美丽的省份，有丰富的动植物资源，也有众多水域分布，更 是远近闻名的旅游胜地。 但是 2009 年至 2012 年， 这片美丽的土地却在承受着巨大的痛苦 旱灾。这是天灾还是人祸？如图是相关的图片。结合这幅图，请同学们思考以下几个问题： (1)在云南持续发生这样的大旱，原因到底是什么？ (2)经济的发展带来社会进步，但是我们的环境问题却越来越严重，我们到
2、底需要什么样的经 济发展的新思路才能避免对环境的破坏呢？ 一、生态工程的概念 1.传统概念 生态工程是应用生态系统中物种共生与物质循环再生原理、结构与功能协调原则、结合系统 分析的最优化方法，设计的促进分层多级利用物质的生产工艺系统。 2.新概念 应用生态学、经济学的有关理论和系统论方法，以生态环境保护与社会经济协同发展(可持续 发展)为目的，对人工生态系统、人类社会环境和资源进行保护、改造、治理、调控和建设的 综合工艺技术体系或综合工艺过程。 沼气工程已成为我国当今农村生态工程建设中最重要和最基础性的组分。如图是沼气池的示 意图，据图分析： 1.沼气和传统的煤、天然气、石油相比，有什么优点？
3、 答案 沼气是一种绿色清洁能源，还可以再生。 2.沼气渣是一种很好的有机肥料，可以增加土壤肥力，有利于作物生长，这体现了生态系统 的哪种功能？ 答案 物质循环的功能。 3.沼气工程的优点有哪些？ 答案 不仅增加了农民的经济收入，而且减少了生活、生产造成的环境污染，生态、社会、 经济效益显著提高。 1.人类设计生态工程的根本目标是( ) A.在促进自然界良性循环的前提下，达到生态效益与经济效益的同步发展 B.在促进自然界良性循环的前提下，防治环境污染，提高经济效益 C.防治环境污染，达到生态效益与经济效益的同步发展 D.在促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防治环境污染，达到经济
4、效 益与生态效益的同步发展 答案 D 解析 设计生态工程的根本目标是在促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜 力，防治环境污染，达到经济效益与生态效益的同步发展。 二、生态工程的相关理论 1.系统论 (1)系统的特征 有序的有机整体 执行特定的功能 较强的整体功能 组成成分之间发生相互作用 具有一定的边界 (2)系统论意识的出现：生态工程概念的最早提出者马世骏将“整体、协调、循环、再生”作 为生态工程的基本原则。其中的“整体”就是针对生态工程的“系统性”而言的。 2.生态学的有关理论 (1)生物之间的共生、抗生理论 共生关系：生态工程中的生物之间相互利用、相互促进、互为防护的重要机制
5、。 抗生关系：生态工程中一种生物对另一种生物的抵抗作用，如植物对特殊病虫害的抗生作 用。 (2)生物多样性理论 生态系统中，生物种群数量越丰富，结构及营养关系越复杂，稳定性越高。为了保证生态工 程所构建的生态系统具有较高的稳定性，而且能够创造良好的生态效益和经济效益，必须以 生物多样性为重要原则。 (3)食物链理论 食物链的功能 a.通过食物链可以将某种形式的能量和物质转变成另一种形式的能量和物质。 b.通过食物链可以把一种生物产品转化成为另一种类型的生物产品。 c.通过食物链的作用可以使低能量的生物产品转化为高能量的生物产品。 d.通过食物链的作用可以将一些低价值的产品转变为高价值的产品。
6、e.可以通过食物链某一环节生物产品的增加或减少，调节另一环节的生物产品数量。 食物链的人工调节 在人为的生态工程系统中，可以通过对食物链各环节的调控，改变物质、能量的转移途径和 富集方式。 3.社会经济学理论和工程学理论 4.协调与平衡理论 在应用这些理论建设生态工程的过程中，还必须坚持生态效益、社会效益和经济效益协调的 原则。 结合以下材料分析： 材料一 向日葵与大豆间作：利用豆科植物的生物固氮作用可以提高土壤肥力，有利于其他 作物的生长。 材料二 由珊瑚虫和某些藻类共生组成的珊瑚礁区，物种繁多，系统稳定。 材料三 湿地治理生态工程中，人们将湿地内疯长的水草收割后贮存起来，作为圈养家畜的 饲
7、料，在治理后的水体内养鱼，这样既发展了经济，又疏通了河道，保护了生态环境。 1.材料一体现了生态工程的哪种理论？ 答案 生物之间的共生理论。 2.材料二体现了生态工程的哪种理论？ 答案 生物多样性理论。 3.材料三中，人为的增加了食物链，从能量流动的角度考虑有什么益处？ 答案 调节了能量流动的方向，使能量尽可能多的流向对人类最有益的部分。 2.生态工程是人类学习自然生态系统“智慧”的结晶，是生态学、工程学、系统学、经济学 等学科交叉而产生的新兴学科。下列选项中属于生态工程所遵循的原理的是( ) 系统论 个别与特殊的理论 食物链理论 生物之间的共生理论 能量循环流动 理论 生物之间的抗生理论 因
8、地制宜理论 生物多样性理论 A. B. C. D. 答案 B 解析 个别与特殊的理论、因地制宜理论并不是生态工程所要遵循的理论。能量在生态系统 中是单向流动的，而不是循环流动的。 生态工 程的理 论依据 生态工程的概念 基本理论：生态学、经济学 目的：可持续发展 综合工艺技术体系：保护、改造、 治理、调控和建设 生态工程的目标 前提：促进自然界良性循环 实质：充分发挥资源的生产潜力，防治环境 污染，达到经济效益与生态效益同步发展 生态工程的相关理论 系统论 生物之间的共生、抗生理论 生物多样性理论 食物链理论 协调与平衡理论 1.下列不属于生态工程的是( ) A.沼气工程 B.桑基鱼塘 C.长
9、江两岸加固河堤 D.退耕还林还草 答案 C 解析 A、B、D 都是利用生态工程原理，实行系统工程的可持续发展，C 不是生态工程。 2.实现循环经济的最重要的手段之一是( ) A.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 答案 B 解析 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，而实现循环经济最重要的手 段之一就是生态工程。 3.我国“三北防护林”，虽然取得了巨大的生态效益和经济效益，但由于没有完全按照自然 生态平衡规律办事，也产生了不少问题。例如，辽宁的章古台地区，由于单一种植樟
10、子松， 使松毛虫因为没有天敌而肆虐一时，使很多地方几乎成了不毛之地。这个事实说明了( ) A.樟子松的抗虫能力很差 B.松毛虫的危害性很强，并专一性的侵害樟子松 C.生物多样性对生态系统的重要性 D.由于植物种类单一，导致松毛虫只能侵害樟子松 答案 C 4.下列不属于生态工程建设目标的是( ) A.对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善 B.防治环境污染 C.单纯追求粮食产量 D.促进人类社会和自然环境的和谐发展 答案 C 解析 根据生态工程的概念可知，防治环境污染，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进 行改善，促进人类社 会和自然环境的和谐发展都是生态工程建设的目的。只有 C 项不正确，
11、单纯追求粮食产量有 可能影响整个生态系统的和谐发展。 5.下图是某地农民以沼气为纽带建立的农业生态系统，据图回答下列问题： (1)该生态工程主要运用了哪些基本理论？ _。 (2)通过实践证明，这种生态系统较为理想，不仅有很好的生态效益，而且也为农民增加了经 济效益，其原因是充分利用了_中的能量。建立这种生态系统的目的就是 _。 (3)动物粪便中的臭味主要来自氨，在沼气池中经_作用，可以形成_ 被植物吸收利用。 答案 (1)食物链理论、 生物多样性理论 (2)各营养级 使能量更多地流向对人类最有益的部 分 (3)硝化细菌的硝化 硝酸盐 解析 (1)从图中分析可看出该生态工程主要运用了食物链理论、生物多样性理论。 (2)建立以沼气为纽带的农业生态系统的目的是充分调整能量流动关系，使能量更多地流向对 人类最有益的部分。 (3)沼气池中的臭味主要来自氨，氨经硝化细菌的硝化作用形成硝酸盐可被植物吸收利用。