第1节生态工程及其原理

林业生态工程(绝密)第一章概论一·生态工程的概念与内涵1马世骏（1987）：利用生态系统中物种共生与物质循环再生原理及结构与功能协调原则，结合结构最优化方法设计的分层多级利用物质的生产工艺系统。

2熊文愈（1986）：生态工程即生态系统工程，是系统工程和生态系统的结合，即利用分析、调整、决策、规划、模拟、预测、设计、实施、管理和评价等系统工程技术，对生态系统进行设计和管理的技术。

3云正明（1998）：生态工程是应用生态学、经济学的有关理论和系统论的方法以生态环境保护与社会经济协同发展为目的（也可以理解为可持续发展），对人工生态系统、人类社会生态环境和资源进行保护、改造、治理、调控、建设的综合工艺技术体系或综合工艺过程。

4王如松（1997）：着眼于生态系统的持续发展能力的整合工程技术二，生态工程的主要内容：（背）1生态经济系统的分析与评价（自然条件与社会经济条件）2生物种群的选择（生物种群适合自然、社会经济条件）3生物群落结构匹配（平面结构与垂直结构生物多样性）4环境因子的调控（改良）（改良不利环境因子）5生物与环境的节律调控（调整生物机能与环境的关系）6食物链的“加环”与“解链”（人为参与物质与能量循环过程）7生物产品加工（提高生态系统的产出）8生态工程效益预评估（生态、经济、社会效益）三·林业生态工程：是根据生态学、林学及生态控制论原理，设计、建造与调控以木本植物为主体的人工复合生态系统的工程技术，其目的在于保护、改善与持续利用自然资源与环境。

四，林业生态工程包括传统的森林培育与经营技术，但是它又与造林和森林经营有以下区别：1、山丘区林业生态工程2、平原区林业生态工程3、风沙区林业生态工程4、沿海林业生态工程5、城市林业生态工程6、水源区林业生态工程7、复合农林生态工程8、防治山地灾害林业生态工程9、自然保护区林业生态工程六，生态环境与林业生态工程的作用（论述）生态环境：是指影响人类生存与发展的水资源，土地资源，生物资源以及气候资源数量与质量状况的总称。

（完整版）生态工程学复习材料生态工程学复习材料名词解释：1.生态工程：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.生物工程技术：通过改变基因结构开发新物种或新变异体，以满足人类多种需要的先进技术。

3.生态技术：利用生态系统原理和生态设计原则，如物质多层次分级利用原理、种群匹配原理等，从工厂使用的原料开始，系统全面地对工厂的运作过程进行合理设计，做到既有可观的经济效益和社会效益，又将其对环境的破坏作用维持在最小的水平，甚至根本杜绝对环境的破坏。

4.自我调节：当生态系统中某个层次结构中某一成分改变，或外界的输出发生一定变化，系统本身主要通过反馈机制，自动调节内部结构（质和量）及相应功能，维护生态系统的相对稳定性和有序性。

5.生态位：生态系统中各种生态因子都具有明显的变化梯度，这种变化梯度中能被某种生物占据利用或适应的部分称为生态位。

6.系统：由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体。

7.耗散结构理论：一个开放系统，它的有序性来自非平衡态，也就是说，在一定的条件下，当系统处于某种非平衡态时，它能够产生维持有序性的自组织，不断和系统外进行物质和能量的交换。

8.黑箱原理：又称为等级组织原理或整合层次原理，描述和预测系统的行为，并非要完全知道系统以下层次的构成，了解该系统的生态结构和功能，只需要有第一层次的资料，第二层次的资料是不必要的。

在复杂的生态系统研究中，重要特征的定性解释和预言，比非重要特征的精确阐明更有价值。

9.生态系统模型：在对生态系统全面分析的基础上，抓住反映系统本质的属性，以文字、图式、符号或数字表达式对系统描述的方式。

或者说，模型是客观生态系统的抽象和简化。

10.概念模型：即文字模型，在构建物理或数学模型时，通常将生态系统中的各个分室或每个生态过程进行划分和确定，并以符合生态生物学习惯的文字加以叙述的方式。

人教版高中生物目录（新教材）必修1第1章走进细胞第1节细胞是生命活动的基本单位第2节细胞的多样性和统一性第2章组成细胞的分子第1节细胞中的元素和化合物细胞中的无机物第2节细胞中的糖类和脂质第3节蛋白质是生命活动的主要承担者第4节核酸是遗传信息的携带者第3章细胞的基本结构第1节细胞膜的结构和功能细胞器之间的分工合作第2节细胞核的结构和功能第4章细胞的物质输入和输出第1节被动运输第2节主动运输和胞吞、胞吐第5章细胞的能量供应和利用第1节降低化学反应的活化能的酶一酶的本质和作用二酶的特性第2节细胞的能量“货币”ATP第3节呼吸作用的原理及应用第4节光合作用与能量转化一捕获光的色素和结构二光合作用的能量转化第6章细胞的生命历程第1节细胞的增殖第2节细胞的分化第3节细胞的衰老和死亡必修2第1章遗传因子的发现第1节孟德尔的豌豆杂交实验（一）第2节孟德尔的豌豆杂交实验（二）第2章基因和染色体的关系第1节减数分裂和受精作用一减数分裂二受精作用第2节基因在染色体上第3节伴性遗传第3章基因的本质第1节基因是主要的遗传物质第2节DNA的结构第3节DNA的复制第4节基因是具有遗传效应的DNA片段第4章基因的表达第1节基因引导蛋白质的合成第2节基因表达与性状的关系第5章基因突变及其他变异第1节基因突变和基因重组第2节染色体变异第3节人类遗传病第6章生物的进化第1节生物具有共同祖先的证据第2节自然选择和适应的形成第3节种族基因组成的变化和物种的形成一种族基因组成的变化二自然环境在物种形成中的作用第4节协同进化和生物多样性的形成选修1第1章人体的内环境和稳态第1节细胞生活的环境第2节内环境的稳态第2章神经调节第1节神经调节的基本结构第2节神经调节的基本方法第3节神经冲动的产生和传导第4节神经系统的分级调节第5节人脑的高级功能第3章体液调节第1节激素和内分泌系统第2节激素调节的过程第3节体液调节与神经调节的关系第4章免疫调节第1节免疫系统的组成和功能第2节特异性免疫第3节免疫失调第4节免疫学的应用第5章植物生命活动的调节第1节植物生长素第2节其他植物激素第3节植物生长调节剂的应用第4节环境因素参与植物的生命活动调节选修2第1章种群及其动态第1节种群的数量特征第2节种群数量的变化第3节影响种群数量变化的因素第2章群落及其演替第1节群落的结构第2节群落的主要类型第3节群落的演替第3章生态系统及其稳定性第1节生态系统的结构第2节生态系统的能量流动第3节生态系统的物质循环第4节生态系统的信息传递第5节生态系统的稳定性第4章人与环境第1节人类活动对生态环境的影响第2节生物多样性及其保护第3节生态工程一生态工程的原理二生态工程的实例和发展前景选修3第1章发酵工程第1节传统发酵技术的应用第2节微生物的培养技术及应用一微生物的培养技术二微生物的选择培养和计数第3节发酵工程及其应用第2章细胞工程第1节植物细胞工程一植物细胞工程的基本技术二植物细胞工程的应用第2节动物细胞工程一动物细胞培养二动物细胞融合和单克隆抗体第3节胚胎工程一胚胎工程的理论基础二胚胎工程技术及其应用第3章基因工程第1节重组DNA技术的基本工具第2节基因工程的基本操作程序第3节基因工程的应用第四节蛋白质工程的原理及应用第4章生物技术的安全性与伦理问题第1节转基因食物的安全性第2节关注生殖性克隆人第3节禁止生物武器。

高中生物生态工程的基本原理
生态工程是以生物学和生态学为基础，运用工程技术手段调节、修复和改善环境的一门交叉学科。

其基本原理包括生态系统的特征、工程手段的选择和应用以及生态系统的动态平衡。

首先，在生态工程中，了解和理解生态系统的特征是至关重要的。

生态系统是由生物群落和非生物环境组成的有机整体。

它包括物质和能量的循环，以及生物之间和生物与环境之间的相互作用。

生态工程师需要了解生态系统的结构、功能和相互关系，以便制定合理的工程方案。

其次，选择和应用适当的工程手段是生态工程的关键。

根据特定的问题和目标，生态工程师需要选择合适的工程手段，以达到修复、调节或改善环境的目的。

例如，植物修复是一种常用的生态工程手段，通过利用植物的生长和代谢特性，吸收和稀释有毒物质、固定土壤、保护土壤等。

此外，还可以利用人工湿地、河流修复、海岸保护等工程手段，对环境进行修复和改善。

最后，生态系统的动态平衡是生态工程的目标之一、生态系统具有稳定性和动态平衡的特点，生态工程旨在通过调节和修复，使生态系统恢复到相对稳定的状态。

为了实现这一目标，需要掌握生态系统的演替规律和调节机制。

例如，在生物多样性保护中，保护和恢复生物多样性是保持生态系统稳定的关键因素之一
总之，生态工程的基本原理涉及到生态系统的特征、工程手段的选择和应用以及生态系统的动态平衡。

通过深入理解这些原理，生态工程师可以更好地解决环境问题，并为实现可持续发展做出贡献。

人教同行2021年第1期新教材中“生态工程的基本原理”内涵探讨人民教育出版社课程教材研究所北京（100081) 陈慧颖摘要解读生态工程所遵循的基本原理——“ 理的具体内涵。

关键词生态工程；高中生物学;核心素养 文章编号 1005 -2259(2021)1-0006 -03人教版普通高中教科书《生物学•选择性必修2 •生物与环境》第4章第3节“生态工程”，由原实 验教材选修3的一章内容精简而来。

不同于实验 教材，新教材阐述的生态工程的基本原理是“整体、 协调、循环、自生”，表述更为简洁、凝练。

基本原理 虽然只有8个字，但却蕴含着来自生态学、系统学、 经济学等多个学科的思想。

这一节内容能够帮助 学生理解如何“实现生态文明建设”，也能帮助学 生进一步建立系统观、生态观等生命观念，锻炼科 学思维。

因此，有必要对4个基本原理进行更加深 人的分析。

1提出背景20世纪60年代以来，全球生态危机爆发，主要表现为人口激增、环境污染、能源短缺和资源破坏2.4第4章“人与环境”与原实验教材相应章节比，本章内容变化很 大。

除了原来环境保护的内容，还有“生态工程”的内容，章名称因此改为“人与环境”。

本章包括3 节。

第1节“人类活动对生态环境的影响”，第2节 “生物多样性及其保护”，与原实验教材相应章节 大体相同。

其中，第1节引人了“生态足迹”的概 念，可以帮助学生更直观形象地认识人口增长与环 境的关系;第2节介绍全球性生态环境问题，将酸 雨与海洋污染合并为环境污染。

第3节“生态工 程”与原选修3“生态工程”相比，变化相当大。

这 一节内容要浓缩原来一个专题（一章）的内容，作 了极大的删减。

本节分两小节，第一小节为“生态整体、协调、循环、自生”提出的背景，分析了 4个原等。

在这样的背景下，世界各国，尤其是众多发展 中国家,都面临着如何协调经济发展与资源、环境保护的严峻考验。

1979年，我国著名生态学家马 世骏先生在“中国环境科学学会成立大会”上作了 “环境系统理论的发展和意义”的报告，开创性地 提出了“生态系统工程”的概念[1]。

农业生态学第一章绪论第一节生态学及其发展1、1866年，德国生物学家海克尔在其著作《有机体的普通形态学》中第一次正式提出生态学的概念，并将生态学定义为：生态学是研究生物与其环境互相关系的科学.2、1971年，奥德姆在其所著作的《生态学基础》中,认为生态学是研究生态系统的结构和功能的科学。

3、1866年，德国学者海克尔提出生态学定义，标志着生态学的诞生.4、1935年英国生态学家坦斯列首次提出生态系统的概念，把生物有机体与其环境看成是一个整体，提出生态系统是在特定的区域互相作用的全部生物与无机环境的综合体。

5、1942年，美国生态学家林德曼提出食物链6、20世纪30年代，贝塔朗菲提出系统论;40年代美国科学家香农创立信息论.7、生态工程是20世纪60年代有奥德姆和马世俊分别提出的。

8、生态学按其性质一般分为理论生态学和应用生态学两大类。

第二节1、1983年正式确定在农业院校开设农业生态学课,并在1986年有国家教委将农业生态学列为农学专业的主要课程，同时在部分农业院校开始试办农业生态专业。

第三节1、农业生态学的研究对象主要是农业生态学系统.2、农业生态学的主要内容包括农业生态系统的组成、结构、功能及其调控的原理和技术途径。

3、农业生态学的特点：理论实用性、学科交叉性、研究统一性、宏观层次性第二章第一节1、系统：有互相依赖的若干组分结合在一起,能完成特定功能，并朝特定目标发展的有机整体。

2、一个系统的组成，必须满足3个条件：第一,系统必须具备两个以上的构成要素:第二,各要素之间必须具有某种联系;第三，各要素必须以整体的形式完成特定的功能。

3、系统的特征：系统结构的有序性、系统的层次、系统的整体性、系统功能的整合性4、生态系统:在一定的时间和空间范围内,生物与生物之间、生物与非生物环境之间密切联系、相互作用并具有一定结构及完成一定功能的综合体,或者说是由生物群落与非生物环境互相依存所组成的一个生态学功能单位。

4.3（一）生态工程的基本原理题组一生态工程的概念、目的及特点1．生态经济所遵循的主要原理和实现的重要手段分别是()A．循环原理和生态工程B．整体原理和生态工程C．循环原理和工程学手段D．无污染原理和生态工程【答案】A【解析】生态经济主要是通过循环原理，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，而实现生态经济最重要的手段之一就是生态工程，A正确。

2．下列关于生态工程建设的叙述，正确的是()A．我国生态工程建设更注重于生态恢复，不太强调经济效益B．不同的生态工程体现的原理和采取的措施基本相同C．在进行生态工程建设时，应根据实际，因地制宜D．北京窦店村综合发展型生态工程是一个样板，各地可以照搬【答案】C【解析】我国的生态工程不但重视对生态环境的保护及恢复，更注重与经济、社会效益的结合，A错误；不同的生态工程体现的原理和采取的措施不同，B错误；在进行生态工程建设时，应根据实际，因地制宜，C正确；生态工程的建设需要遵循协调原理，各地的实际情况有区别，故各地不能照搬窦店村综合发展型生态工程，D错误。

3．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【答案】D【解析】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。

题组二生态工程的原理4．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，遵循了循环原理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【答案】B【解析】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，遵循了整体原理，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。

第一节生态工程的主要类型第二节生态工程在农业中的应用课标解读重点难点1.理解生态工程的原理。

2.简述生态工程的主要类型及其在农业上的应用。

3.分析我国农业生态工程的主要技术。

1.生态工程的原理及主要类型。

(重点)2.农业生态工程的意义以及我国农业生态工程的主要技术。

(难点)生态工程的概念1.生态工程诞生的背景人口爆炸、粮食短缺、资源枯竭、空气污染、生态环境被破坏，人类面临着生存和发展的挑战。

在这样的背景下，20世纪60年代，生态工程应运而生。

2．生态工程原理整体、协调、循环和再生。

3．生态工程学的研究对象生态工程学的研究对象是社会——经济——自然复合生态系统。

生态工程的主要类型1.2．节水和废水处理与应用的生态工程。

3．山区小流域综合治理与开发的生态工程。

4．清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程。

1．下图所体现的主要生态工程原理是什么？【提示】物质循环再生原理。

生态工程在农业中的应用1.农业生态工程的模式2．我国农业生态工程的主要技术(1)核心技术：物质的良性循环技术。

(2)洁净可再生新能源开发技术：如太阳能、沼气、风能等。

(3)种植业和畜牧业合理优化技术：如退耕还林、还草，设计高效可行的套种、间种和轮种，减少农药、化肥使用。

2．在一个经常发生虫灾的林业管理粗放地带，人们提出了营造混合林和单纯林两个方案，并产生了争论。

请你判断：哪一个方案比较合理？道理是什么？【提示】营造混合林比较合理。

因为混合林的物种数目比单纯林多，生态结构较为复杂，抵抗力稳定性强。

3．农业生态工程对调整种植业和畜牧业结构的意义(1)农业生态工程以生态学原理为依据，将种植、养殖、水产、园艺与林业、副业、加工业等进行优化，将农业废弃物的转化、再生及资源化等综合起来，将节能、应用清洁能源、生态建筑及人口调控、生物多样性保护等结合起来。

(2)生态农业有效地促进了物质循环、能量流动、信息流动的畅通、人与环境和谐相处，经济、生态环境和社会效益同步发展，是实现农业现代化过程中保证农业可持续发展的一种生产方式。

生态工程的原理高中生物生态工程的原理一、定义生态工程原理是指通过利用工程技术来解决自然生态过程中的问题，实现景观的生态恢复、环境的改善以及资源的可持续利用。

二、目的1、促进自然生态系统的健康：通过恢复破坏的生态系统，促进生态系统健康平衡，使它变得更加稳定强大；2、减少环境污染：通过引入新的技术和工程设施，有效的降低污染指标，减少环境的污染和恶化；3、保护脆弱生态系统：有效保护脆弱的生态系统，维持自然环境的可持续发展；4、有效利用资源：利用工程技术，有效利用资源和开发，提高资源的利用效率。

三、原理1、生态多样性：根据不同的生态系统，维护和提高它们间的生态多样性，鼓励和引导多样性的维护、保护和发展；2、平衡改造：根据自然发展规律，运用平衡改造的技术，维持生态的平衡；3、科学分析：根据不同的自然生态系统，分析其本质特性及其动态，以确保生态系统的长期健康发展；4、联动利用：将生态系统连接起来，建立网络，形成联动利用，提高资源的利用效率、经济效益和社会效益；5、生态可持续：追求可持续性发展，及时对生态系统进行有效的管护，实现社会经济与自然和谐发展。

四、作用1、科学管理：定义生态工程的范围，在科学的角度进行分析和控制；2、资源利用：有效地利用资源，恢复损坏的资源，节约自然资源；3、科学发展：通过对自然生态过程的理解，实现生态系统的可持续发展；4、经济效益：根据生态工程原理，及时应对环境问题，有效改善环境质量，节约社会成本，极大提高经济效益。

五、应用1、生态园林：通过生态工程原理，重建或者抢救濒危景观，实施雨水收集、清洁水资源及污染控制等生态园林工程；2、水土保持：实现水土保持的功能，改善土壤质量，减少土壤损失；3、灌溉水污染治理：通过引入湿地、人工湖治理等手段，有效改善灌溉水污染和水质；4、自然保护区：在自然保护区内，采取有效的生态工程技术，保护生物多样性，对环境起到有效保护作用。

生态系统就是在一定空间中共同栖居(qī jū)着的所有生物与其环境之间由于不断地进行物质循环和能量流动而形成的统一整体，即一个生态学功能单位。

根据人类对生态系统的干扰程度大小，又可分为自然生态系统(如森林、草原、湖泊和海洋等)，半自然半人工生态系统(如农田、果园)和人工生态系统(如城市)。

任何生态系统都具有以下共同(gòngtóng)特性：① 具有能量流动、物质循环和信息传递三大(sān dà)功能。

② 具有自动调节能力。

③ 是一种开放的动态系统。

普通来说，生态系统都包括下列 4 种主要组成成份。

(1)非生物环境；(2)生产者；(3)消费者；(4)分解者。

生态系统中的生物成份按照其在生态系统中的功能可划分为三大类群：生产者(自养生物)、消费者(异养生物)和分解者(又称还原者)。

生态系统可根据地理条件的不同而分为两大类一级系统：水生生态系统和陆生生态系统。

一级系统还可细分为更多的二级系统。

如水生生态系统又可分为海洋生态系统和淡水生态系统，陆生生态系统也可分为森林、草原、荒漠、高山、冻原等生态系统。

二级系统还可以划分出三级系统，三级系统还可以分出四级系统等。

生产者所固定的能量和物质是通过一系列取食和被食的关系在生态系统中传递的，各种生物按其食物关系罗列的链状顺序称为食物链。

水体生态系统中的食物链如：浮游植物→浮游动物→草食性鱼类→ 肉食性鱼类。

食物链彼此交织连结，形成一个网状结构，这就是食物网。

生态系统中普通都有两类食物链，即捕食食物链和碎屑食物链。

(四)营养级和生态金字塔一个营养级是指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。

生态系统中的能流是单向的，通过各个营养级的能量是逐级急剧减少的，所以食物链就不可能太长，生态系统中的营养级普通惟独四、五级，很少有超过六级的。

能量通过营养级逐级减少，如果把通过各营养级的能量流由低到高划成图，就成为一个(yī ɡè)金字塔形，称为能量金字塔。