第四章生态工程
第一节、生态工程的原理和类型
【学习目标】
1、说出生态工程的概念
2、概述生态工程依据的原理——说出生态工程与传统工程的差异；能利用生态工程原理分析、
解释生态环境中出现的现象，简述生态工程的主要原理，如物质循环再生原理、物种多样性原理。
3、举例说出生态工程的主要类型。
【考纲要求】生态工程的原理：A级
【基础回顾】
1、生态工程的概念：生态工程是指
2、生态工程所遵循的基本原理
①②
③④
【共同探究】
一、生态工程的概念、
1.是指应用生态系统中、原则，结合经系统分析的最优化方法而设计的促进的生产工艺系统。
2.生态工程的目的：促进自然界良性循环的前提下，充分发挥资源的，防止，达到的同步发展。
3、生态工程的特点：与传统工程相比，生态工程要有利于、两方面，具有、、的特征。
二、生态工程所遵循的基本原理
1、物种共生的原理
主要包括共生、等多种关系，构成了生态系统的和机制。
2.生态位原理（1）实例：林冠层与林下层的鸟类占据不同的，摄取不同的食物。
（2）意义：可以构建一个具有多层次、的稳定而高效的生态系统。
3、物种多样性原理
（1）原理：生物多样性越高，生态系统就越稳定。
（2）意义：可实现对充分利用并增加系统的稳定性。
4食物链原理
食物链是实现生态系统中、和的基础，也是
重要因素。
【思考题1】：豆科植物和固氮菌互利共生，当把它们分开时，两者的生长都要受到损害，这体现了生态工程的原理是
A．生态位原理 B．物种多样性原理 C．物种共生原理 D．食物链原理
【思考题2】：生态系统内即使某个物种由于某种原因而死亡，也会很快有其他物种占据它原来的生态位置，从而避免了系统结构或功能的失衡。这体现了生态工程的什么原理
A．食物链原理 B．物种多样性原理 C．物种共生原理 D．生态位原理
【思考题3】：我国西北一些地区年降雨量小于450mm，只适宜种植灌木和草，但却被硬性规定
种植属于乔木的杨树，以致到处都是“杨家将”。生态的不适应使许多地方的杨树长成半死不活的“小老头”状，远不如当地树种那样有较高的生态适应性，结果防护林成为残败的“灰色长城”。其失败的原因主要是违背了
A ．物种多样性原理
B ．生态位原理 物种共生原理 D ．食物链原理 【小资料】：人教版把生态工程原理归纳为（1）物质循环再生原理：物质能在生态系统中循环往返，分层分级利用。（2）协调与平衡原理：要处理生物与环境的协调，生态系统中生物数量不能超过环境容纳量（3）整体性原理：生态工程建设要考虑社会、自然、经济的关系（4）物种多样性：物种繁多复杂生态系统稳定性好（5）系统学和工程学原理 三、生态工程的类型 1、农业生态工程
（1）目标：生产农产品 （2）性质：农业生态保护。 （3）实例：留民营村生态工程； 【思考题4】：右图为某地区生态工 程示意图。请据图回答：
（1）在该生态系统中，起决定作用 的是 。
（2）青贮、氨化处理是将秸秆和果 穗等切碎压实后，加氨水或氮素 化肥处理，以制成牛羊的优质饲料。
其过程微生物通过 将处理材料中的有机物分解。
（3）从能量角度出发，建立该生态系统的主要目的是
项目 理论基础 内容
意义 举例
食物 链 原 理
食物链既是一条能量转化链、物质传递链，又是条价值增值链
巧接食物链，调整食物链长度，利用相应的腐生生物，将各营养级的食物残渣或粪便等排泄物进一步转化 提高物质和能量利用率，减少环境污染 利用青蛙来控制农田中的害虫
物种 多样 性原 理 生态系统具有自我调节能力自我修复自我延续的能力 物种越多营养关系越复杂的生态系统，越稳定；生物多样性高，可以为各类生物提供多种生存的机会和条件，容纳更多的生物数量 增强生态系统结构和功能的稳态
单一物种人工林病虫害严重，自然林有虫无灾
生 态 位 原 理
每个种群在生态系统中都有特定的功能和位置
将适宜的生物引入生态系统，填补空白的生态位
实现物种多样化，提高生态系统的稳定性，提高物质、能量利用效率 稻田养鱼，鱼吃掉危害水稻生产的害虫，同时为水稻提供矿质元素，水稻能够为与提供一定饵料 物种 共生 原理 生物相互依存，不能单独生存和繁衍 经过长期进化而形成的种间关系，包括共生、竞争等多种关系
构成生态系统的自我调节和反馈机制
大豆与根瘤菌互利共生
（4）沼气池中微生物有除臭作用，这种臭味物质是，经的硝化作用，形成等物质被植物吸收利用。随着池中氧气的消耗，池中微生物异化作用类型变化是。
（5）该生态工程建设能作为样板在全国推广，从生态学分析是因为其最大优点是
。
（6）该工程主要运用了哪些生态工程的基本原理：
（7）蓝绿萍的代谢类型是，在生态系统中的地位是。
2、林业生态工程
（1）目标：保护生态环境
（2）作用：防风固沙、、
（3）实例：三北防护林建设
（4）成果：取得了显著的、和社会效益。
3、治污生态工程
（1）目标：
（2）实例：“人工湿地”生态工程
①主要组成：水生植物、等
②主要作用：微生物的和作用以及相关的作用。
【小资料】：什么叫湿地？湿地的作用有哪些？
目前国际上公认的湿地定义是《湿地公约》做出的，即：湿地系指不问其为天然或人工、长久或暂时之沼泽地、泥炭地或水域地带，带有或静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体者包括低潮时水深不超过6米的水域。湿地包括多种类型，沼泽、泥炭地、湿草甸、湖泊、河流及洪泛平原、河口三角洲、滩涂、珊瑚礁、红树林、水库、池塘、水稻田等都属于湿地。湿地被誉为地球的“肾脏”，具有蓄洪防旱，调节区域气候，控制土壤侵蚀，自然净化污水，为迁飞的鸟类和多种动、植物提供栖息地，以及为人们提供休闲娱乐的环境等功能。湿地缩小会导致局部气候恶劣、地下水位下降、生物多样性降低、迁飞鸟类绝迹等。
【思考题5】：下列关于湿地生态系统的叙述中，正确的是（多选）
A.人工湿地通过物理沉降、化学分解和生物作用，实现了水质净化
B.湿地植物的主要作用是为水体提供丰富的氧，有利于微生物分解
C.湿地生态恢复工程就是指退耕还湿地或建立自然保护区
D.在湿地周围建立缓冲带，有利于湿地依靠自然演替恢复生态功能
4.生态的保护、修复和改善
（1）目标：对于受到不同程度或生态系统而进行的环境与生态的保护、修复和改善。（2）实例：①沙漠治理②草地改良③矿区废弃地改造。其生态修复的关键是
【思考题6】：下图为矿区生态恢复工程流程图，请据图回答：
（1）该恢复工程中，①②分别指
措施。
（2）恢复植被的措施是植树、种草，为什么不是种植农作物？。
（3）、该生态工程所遵循的原理主要是
矿区废弃地
植树、草地
社会、市场
畜牧养殖
①②
环境投入
就业投肉蛋奶
牧
草
加
工
业
厩
肥
【小资料】：生态工程的类型归纳
类型实例主要原理注意问题
农业生态工程留民营村
生态工程
物种多样性原理、食物
链原理
①核心;沼气工程为中心
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
林业生态工程“三北”
防护林
物种多样性原理、物种
共生原理
“三北”防护林工程建设中应注意的问题：
①考虑树种适应性问题，种植适宜品种
②考虑树种多样性，保护防护林体系稳定性
③不同地区应根据当地情况采取不同策略
治污生态工程人工湿地
生态工程
物种多样性原理①生物物种丰富度
②考虑不同植物处理污水的先后顺序
生态的恢复和重建工程矿区废弃
地的生态
修复工程
物种共生原理①种植耐旱的灌木草和树木
②合理确定载畜量
③改良表土
【课堂巩固】：
1．（09山东）利用泥浆生物反应器处理污染土壤，原理是将污染土壤用水调成泥浆状，同时加入部分营养物质和菌种等，在有氧条件下剧烈搅拌，使污染物快速分解，由此推知，该反应器A．能够实现物质循环 B．主要处理有机污染
C．可看作一个小型生态系统 D．存在能量输入、传递、转化和散失
2 “猪—沼—茶”是华南山地丘陵地区常见的生态农业模式，由种植（茶树）、养殖（猪）、农户（人）和沼气生产（微生物）四个子系统构成。该生态农业模式的叙述中正确的是（）A．是由茶树、猪、人和微生物组成的生态系统
B．实现了物质和能量在系统中的多级循环利用
C．使整个生产过程进入了废物资源化的良性循环
D．注重系统内部的自身调节作用，不需要外部投入
3下图为生态养猪模式。从图中可知该生态工程属于
A．湿地生态恢复的生态工程
B．节水和废水处理与应用的生态工程
C．生态恢复工程
D．清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程
4．矿山废弃地生态修复工程的关键是
A．优先选择农作物以提高经济效益
B．选择合适的养殖动物以增加物种多样性
C．植被恢复和土壤微生物群落的重建 D．尽可能依靠自然演替恢复其生态功能
5．下列关于生态工程的理解，不合理地是
A.我国“三北防护林”运用物种多样性原理，取得了巨大的生态效益
B.人工湿地生态系统应用了生态工程的物种多样性原理
C.在湿地周围建立缓冲带，可减少人类的干扰，使湿地依靠自然演替等恢复其生态功能
D.在对城市进行规划和布局时，要进行城市生态分区
D．尽可能依靠自然演替恢复其生态功能学科网
6.人工湿地污水处理系统逐渐受到重视。人工湿地是将污水、污泥有控制地投放到人工建造的湿地上，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的协同作用对污水、污泥进行处理的一种技术。
为提高人工湿地净化功能，下列相关措施不合理的是
A.合理搭配植物建立优化的植物群落
B.尽量使用本地物种以减少外来物种的入侵
C.选择合适的人工介质，有利于好氧微生物的分解作用
D.增大引入湿地的污水的总量以提高湿地净化效率
7．(多选)下列关于生态工程的叙述，错误的是（）
A．窦店村综合发展型生态工程建立了良好的物质多级循环利用程序
B．在城市环境治理中，实现垃圾分类处理体现了物种多样性原理
C．对湿地的恢复，只要注意退耕还湿地或建立自然保护区就可以了
D．我国的生态工程应该以经济和社会效益为主要目标
8．(多选)下列说法正确的是
A．适当放牧，由于动物摄食作用，可增加草原生态系统的生物多样性
B．捕食者体型比被捕食者小，则生物数量关系肯定会构成倒金字塔形
C．生态系统中能量流向分解者之后，仍可能从分解者再流向消费者
D．“桑基鱼塘”生态系统与普通稻田生态系统相比实现了能量多级利用
9.建设社会主义新农村的关键是发展生态农业，走可持续发展之路。下图是某地区
尝试的生态农业模式图。它利用雏鸭旺盛的杂食性，吃掉稻田里的杂草和害虫；利用鸭不
间断的活动产生中耕浑水效果，
既刺激了水稻生长，又促进了
土壤中原有农药的分解；水稻
的秸秆，用作养猪、养鸭、培
育蘑菇、生产沼气，鸭粪、沼
渣等用于肥田，从而生产出无
污染大米与蛋肉类。请据图回
答下列有关问题：
（1）该农业生态系统中最基本、最关键的成分是；鸭属于消费者；蔬菜大棚中的全部生物，在生态学上称为。
（2）该生态系统把很多单个生态系统通过优化组合有机地整合在一起，遵循了生态工程的
原理。
（3）储存在生产者体内的能量，最终去向是。
（4）按林德曼10％定律，若该生态系统中水稻和杂草共固定了4．5×109kJ的能量，沼气
池中的微生物从水稻和杂草中获得了3.2×108kJ的能量。那么害虫最多可从水稻和杂草获得
能量kJ。