2019-2020年高中生物 專題五 生態(tài)工程 第15課時(shí) 生態(tài)工程的基本原理學(xué)案 新人教版選修3.doc

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2019-2020年高中生物 專題五 生態(tài)工程 第15課時(shí) 生態(tài)工程的基本原理學(xué)案 新人教版選修3 [目標(biāo)導(dǎo)讀]　1.閱讀教材P107～108內(nèi)容，簡(jiǎn)述生態(tài)工程的概念，關(guān)注生態(tài)工程的建設(shè)。2.結(jié)合教材P109圖5－1、P110和P111資料分析、P113思考與探究，簡(jiǎn)述生態(tài)工程的原理，舉例說出各原理的內(nèi)容。3.嘗試運(yùn)用生態(tài)工程原理，分析生態(tài)環(huán)境問題及解決對(duì)策。 [重難點(diǎn)擊]　生態(tài)工程的基本原理。 1．生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括生態(tài)系統(tǒng)的組成成分、食物鏈和食物網(wǎng)，前者又包括非生物的物質(zhì)和能量、生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者。 2．生態(tài)系統(tǒng)的功能包括物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息傳遞。 3．物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng) 4．碳循環(huán) [課堂導(dǎo)入]　干裂的土地，赤紅的荒山，意味著不斷惡化的生態(tài)環(huán)境，幼苗的上方是蔚藍(lán)的地球，地球似乎化作一滴甘露，滋潤(rùn)著大地；幼苗又可寓意為生態(tài)工程，雖然柔弱，卻頑強(qiáng)地支撐著地球；地球和幼苗組合和諧，象征著希望。 什么是生態(tài)過程？其基本原理是什么？ 本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)生態(tài)工程的基本原理。 探究點(diǎn)一　生態(tài)工程與生態(tài)經(jīng)濟(jì) 閱讀教材P107～108內(nèi)容，結(jié)合下面的材料，回答相關(guān)問題。 資料1　1998年夏季，長(zhǎng)江洪水泛濫，根本原因是長(zhǎng)江上游亂砍濫伐森林，水源涵養(yǎng)和水土保持功能急劇降低，造成大量泥沙淤積河道；中游圍湖造田、亂占河道，造成具有蓄洪作用的湖泊面積急劇減小。 資料2　石油農(nóng)業(yè)大量使用化肥、農(nóng)藥、機(jī)械等，已造成資源破壞和農(nóng)業(yè)環(huán)境污染，對(duì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展造成很大障礙。 1．怎樣解決長(zhǎng)江洪水泛濫？ 答案　解決長(zhǎng)江洪水泛濫的措施有：我國政府提出的“積極營造長(zhǎng)江中上游水源涵養(yǎng)林和水土保持林”計(jì)劃，即以生物措施為主，結(jié)合工程措施，提高森林覆蓋率；“退耕還湖”和改革不合理耕作方式等。 2．洪災(zāi)的發(fā)生反映出傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式存在什么問題？ 答案　傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式不注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，沒有考慮生態(tài)成本，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以巨大的生態(tài)環(huán)境破壞為代價(jià)。 3．怎樣理解“石油農(nóng)業(yè)”？ 答案　“石油農(nóng)業(yè)”是指大量使用化肥、農(nóng)藥、機(jī)械的生產(chǎn)方式，因?qū)κ偷饶茉从懈叨鹊囊蕾囆远妹?。它把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)這一復(fù)雜的生物過程，變成了簡(jiǎn)單的機(jī)械過程和化學(xué)過程。由于其投入高，產(chǎn)出也高，對(duì)糧食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用，但同時(shí)它所產(chǎn)生的廢棄物和有害物質(zhì)的數(shù)量也很龐大，大大削弱了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和持續(xù)生產(chǎn)力，并造成日益嚴(yán)重的農(nóng)產(chǎn)品污染和環(huán)境污染等問題。 4．如何理解“污染物是放錯(cuò)地方的資源”這句話？ 答案　對(duì)環(huán)境造成危害的污染物，采用一定的措施和技術(shù)，就能夠進(jìn)行回收和循環(huán)利用，這樣不但能夠減少環(huán)境污染，而且提高了資源的利用率，減少了資源的浪費(fèi)。例如，對(duì)污水中的重金屬或氮、磷等養(yǎng)分就可以進(jìn)行回收再利用。因此說污染物是放錯(cuò)了地方?jīng)]有被利用的資源。 5．“石油農(nóng)業(yè)”的生產(chǎn)模式應(yīng)當(dāng)怎樣改進(jìn)？ 答案　在不同的國家有不同的改進(jìn)措施。例如在我國，人多地少，應(yīng)該大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。實(shí)施的具體措施包括：可以根據(jù)田間作物的需要適量施用高效、低毒、低殘留的農(nóng)藥，多施有機(jī)肥，提高作物對(duì)水、肥等資源的利用效率，對(duì)作物秸稈和畜禽糞便進(jìn)行再利用，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的多級(jí)利用，等等。一方面要不斷提高土地的產(chǎn)出水平；另一方面要減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)環(huán)境的污染，促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。 6．總結(jié)傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的弊端。 答案　傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)模式正在毀壞水、大氣、土壤和生物資源等，不注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，沒有考慮生態(tài)成本，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以巨大的生態(tài)環(huán)境破壞為代價(jià)。 7．生態(tài)經(jīng)濟(jì) (1)原則：“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”。 (2)特點(diǎn)：一個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物，能夠成為本系統(tǒng)或者另一個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)原料，從而實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化。 (3)手段：生態(tài)工程。 8．關(guān)注生態(tài)工程建設(shè) (1)概念：生態(tài)工程是指人類應(yīng)用生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科的基本原理和方法，通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)控和技術(shù)組裝，對(duì)已被破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)、重建，對(duì)造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，從而促進(jìn)人類社會(huì)和自然環(huán)境的和諧發(fā)展。 (2)目的：遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。 (3)特點(diǎn)：與傳統(tǒng)的工程相比，生態(tài)工程是一類少消耗、多效益、可持續(xù)的工程體系。 (4)產(chǎn)生原因：傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)模式正在毀壞水、大氣、土壤和生物資源，消耗地球贈(zèng)給我們的自然資本，為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，要建設(shè)生態(tài)工程。 歸納提煉 1．生態(tài)工程建設(shè)的目的就是遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。與傳統(tǒng)的工程相比，生態(tài)工程是一類少消耗、多效益、可持續(xù)的工程體系。 2．實(shí)現(xiàn)“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”最重要的手段之一就是生態(tài)工程。 3．傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)經(jīng)濟(jì)的區(qū)別 (1)傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)是大量使用化肥、農(nóng)藥、機(jī)械的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，不注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以巨大的生態(tài)環(huán)境破壞為代價(jià)。(2)生態(tài)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)了原料產(chǎn)品原料產(chǎn)品的生產(chǎn)體系，實(shí)現(xiàn)了廢棄物資源化的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。具有少消耗、多效益、可持續(xù)的特點(diǎn)。 活學(xué)活用 1．江蘇某縣地處水鄉(xiāng)，畜禽養(yǎng)殖和栽桑養(yǎng)蠶是當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的兩大支柱產(chǎn)業(yè)。在生產(chǎn)總量不斷擴(kuò)張的同時(shí)，該縣堅(jiān)持在發(fā)展中解決環(huán)境問題，優(yōu)化生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了資源的最大化利用。請(qǐng)分析該縣農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(部分)示意圖，回答下面問題。 (1)該農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)從__________________________開始，圖中屬于消費(fèi)者的生物有__________。 (2)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)相比，該農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)更能凈化環(huán)境，主要原因是________________________________________________________________________。 (3)該農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)為何能提高經(jīng)濟(jì)效益？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)從生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性看，該農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)比簡(jiǎn)單的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)不易發(fā)生蟲害的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 請(qǐng)說出兩種根據(jù)生物學(xué)原理防治害蟲的方法：________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)桑等生產(chǎn)者固定的太陽能　蠶、禽、畜　(2)糞便等“廢棄物”被及時(shí)利用　(3)實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)和能量的多級(jí)利用，提高了農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量；減少了化肥、農(nóng)藥的使用(降低農(nóng)業(yè)投入)　(4)抵抗力穩(wěn)定性較高(營養(yǎng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，自動(dòng)調(diào)節(jié)能力較強(qiáng))　天敵防治、激素防治、種植轉(zhuǎn)基因抗蟲作物(任選兩種即可) 解析　(1)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是從生產(chǎn)者固定太陽能開始的，例如桑等農(nóng)作物；直接或間接以生產(chǎn)者為食的是消費(fèi)者，如蠶、畜、禽。 (2)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比，該系統(tǒng)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行了多級(jí)利用，如利用糞便等合成有機(jī)肥，減少了對(duì)化肥的使用，降低了生產(chǎn)成本，減輕了對(duì)環(huán)境的污染。 (3)投入減少，使物質(zhì)循環(huán)利用，使產(chǎn)量提高。 (4)該生態(tài)系統(tǒng)生物群落結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，從而使抵抗力穩(wěn)定性增強(qiáng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)能力提高。利用生物的種內(nèi)關(guān)系或種間關(guān)系來誘殺害蟲，如利用捕食關(guān)系引入天敵，利用性引誘劑進(jìn)行防治害蟲等。 探究點(diǎn)二　生態(tài)工程所遵循的基本原理 生態(tài)工程是人類學(xué)習(xí)自然生態(tài)系統(tǒng)“智慧”的結(jié)晶，是生態(tài)學(xué)、工程學(xué)、系統(tǒng)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科交叉而產(chǎn)生的新興學(xué)科。閱讀教材P109～113內(nèi)容，完成以下問題。 1．物質(zhì)循環(huán)再生原理 物質(zhì)能夠在各類生態(tài)系統(tǒng)中，進(jìn)行區(qū)域小循環(huán)和全球地質(zhì)大循環(huán)，循環(huán)往復(fù)，分層分級(jí)利用，從而達(dá)到取之不盡、用之不竭的效果。 2．物種多樣性原理 生物多樣性程度高，可以為各類生物的生存提供多種機(jī)會(huì)和條件。眾多的生物通過食物鏈關(guān)系互相依存，就可以在有限的資源條件下，產(chǎn)生或容納更多的生物量，提高系統(tǒng)生產(chǎn)力。 3．協(xié)調(diào)與平衡原理 處理好生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，需要考慮環(huán)境承載力。環(huán)境承載力(又稱環(huán)境容納量)是指某種環(huán)境所能養(yǎng)活的生物種群的最大數(shù)量。如果生物的數(shù)量超過了環(huán)境承載力的限度，就會(huì)引起系統(tǒng)的失衡和破壞。 4．整體性原理 在進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時(shí)，不但要考慮到自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，還要考慮到經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等系統(tǒng)的影響力。 5．系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理 (1)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理：在生態(tài)工程建設(shè)中，需要利用此原理來改善和優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到功能改善的效果。 (2)系統(tǒng)整體性原理：系統(tǒng)各組分之間要有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系，只有這樣才能順利完成能量、物質(zhì)、信息等的轉(zhuǎn)換和流通，并且實(shí)現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果，即“1＋1>2”。 小貼士　(1)單一人工林比天然混交林穩(wěn)定性低，易爆發(fā)蟲害——物種多樣性原理。(2)草原確定合理載畜量，不能過度放牧——協(xié)調(diào)與平衡原理。(3)引種考慮適應(yīng)環(huán)境——協(xié)調(diào)與平衡原理。(4)林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)，既考慮種樹又考慮生活問題——整體性原理。 歸納提煉 1．生態(tài)工程所遵循的基本原理比較 項(xiàng)目 理論基礎(chǔ) 意義 實(shí)例 物質(zhì)循環(huán)再生原理 物質(zhì)循環(huán) 可避免環(huán)境污染及其對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定和發(fā)展的影響 無廢棄物農(nóng)業(yè) 物種多樣性原理 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 生物多樣性程度高，可提高系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性 “三北”防護(hù)林建設(shè)中的單純林問題，珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性問題　 協(xié)調(diào)與平衡原理　　 生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡 生物數(shù)量不超過環(huán)境承載力，可避免系統(tǒng)的失衡和破壞 太湖富營養(yǎng)化問題 整體性原理　 社會(huì)—濟(jì)—自然經(jīng)復(fù)合系統(tǒng) 統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關(guān)系，保障系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定　 林業(yè)建設(shè)中自然系統(tǒng)與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的關(guān)系問題　 系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理 統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理：分布式優(yōu)于集中式系和環(huán)式　　 改變和優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以改善功能 桑基魚塘 系統(tǒng)整體性原理：總體功能大于各部分之和產(chǎn)力　 保持很高的系統(tǒng)生 珊瑚礁藻類和珊瑚蟲的關(guān)系 2.整體性原理和系統(tǒng)整體性原理的比較 (1)整體性原理 整體性原理指社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然三方面協(xié)調(diào)統(tǒng)一，保障整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定與平衡，例如林業(yè)建設(shè)中自然系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的關(guān)系問題，即種樹時(shí)同時(shí)要考慮經(jīng)濟(jì)收入、糧食、燃料等問題。 (2)系統(tǒng)整體性原理是系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理之一，指整體功能大于各部分之和，即1＋1>2。目的是保持系統(tǒng)具有很高的生產(chǎn)力，如藻類和珊瑚蟲、大豆和根瘤菌、地衣中的苔蘚和真菌的共生等。 活學(xué)活用 2．南京古泉生態(tài)農(nóng)場(chǎng)是生態(tài)農(nóng)業(yè)的典范。該農(nóng)場(chǎng)將養(yǎng)豬、養(yǎng)魚、沼氣工程、養(yǎng)鴨、種植農(nóng)作物、養(yǎng)蘑菇、種桑養(yǎng)蠶、種植果樹等多個(gè)生產(chǎn)過程合理地有機(jī)結(jié)合起來，成為一種高效良性循環(huán)，生態(tài)效益達(dá)到了良性發(fā)展。請(qǐng)就此生態(tài)農(nóng)場(chǎng)的特點(diǎn)，完成下列問題： (1)該生態(tài)農(nóng)場(chǎng)充分體現(xiàn)了生態(tài)工程基本原理中的____________、______________和________________。 (2) 該系統(tǒng)工程的核心之一是沼氣池，沼氣的制作如圖所示： ①在圖中標(biāo)出箭頭，表示生產(chǎn)過程中的物質(zhì)循環(huán)。 ②如果將“無機(jī)物—農(nóng)田”這一環(huán)節(jié)去掉，對(duì)生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)有何影響？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)在該生態(tài)農(nóng)場(chǎng)中存在如圖所示的物質(zhì)循環(huán)過程，據(jù)圖分析不符合生態(tài)工程原理的敘述是(　　) A．物質(zhì)經(jīng)過多級(jí)利用，實(shí)現(xiàn)了良性循環(huán) B．每一級(jí)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都獲得產(chǎn)品，提高了生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益 C．由于食物鏈延長(zhǎng)，能量逐級(jí)損耗，系統(tǒng)總能量利用率降低 D．由于各級(jí)產(chǎn)物都可利用，減少了廢物污染 (4)根據(jù)生態(tài)工程中的物種多樣性這一原理，有人認(rèn)為生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)中，應(yīng)使食物鏈越長(zhǎng)和營養(yǎng)級(jí)越多越好。請(qǐng)你結(jié)合所學(xué)有關(guān)生態(tài)工程原理，分析該結(jié)論是否正確，為什么？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)物質(zhì)循環(huán)再生原理　物種多樣性原理　整體性原理　 (2)①如右圖所示　②土壤中的無機(jī)物得不到補(bǔ)充，物質(zhì)循環(huán)受到破壞，土壤肥力下降　(3)C　(4)不正確。因?yàn)槭澄镦溤介L(zhǎng)，各營養(yǎng)級(jí)中的生物數(shù)量難以達(dá)到一定規(guī)模，影響經(jīng)濟(jì)效益；營養(yǎng)級(jí)越多，高層次營養(yǎng)級(jí)生物獲得的能量越少，該營養(yǎng)級(jí)生物數(shù)量也越少 解析　(1)生態(tài)工程中的生態(tài)農(nóng)業(yè)是建立在物質(zhì)循環(huán)再生與物種多樣性和整體性等原理基礎(chǔ)上的，在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也具有良好的生態(tài)效益和社會(huì)效益。 (2)物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)是循環(huán)往復(fù)、分層分級(jí)利用，從而達(dá)到取之不盡、用之不竭，即物質(zhì)循環(huán)再生原理。如果把“無機(jī)物→農(nóng)田”這一環(huán)節(jié)去掉，勢(shì)必會(huì)造成物質(zhì)循環(huán)受到破壞，土壤無機(jī)物得不到及時(shí)補(bǔ)充，土壤肥力會(huì)下降。 (3)能量沿著食物鏈流動(dòng)時(shí)，能量逐級(jí)遞減，傳遞效率大約為10%～20%，因此最高營養(yǎng)級(jí)獲得的總能量最低。但系統(tǒng)的總能量包括各生產(chǎn)環(huán)節(jié)上輸出的產(chǎn)品能量，顯然這個(gè)系統(tǒng)總能量利用率與單種農(nóng)作物的系統(tǒng)總能量利用率相比會(huì)大大增加。 (4)從能量流動(dòng)逐級(jí)遞減的特點(diǎn)分析，食物鏈不能無限延長(zhǎng)，一般不超過5個(gè)營養(yǎng)級(jí)。 1．下列關(guān)于生態(tài)工程的敘述，不正確的是(　　) A．當(dāng)人類賴以生存的生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)了嚴(yán)重的健康問題時(shí)，生態(tài)工程應(yīng)運(yùn)而生 B．生態(tài)工程能夠減少環(huán)境污染 C．生態(tài)工程以犧牲環(huán)境和資源為前提，生產(chǎn)出更多的產(chǎn)品 D．生態(tài)工程力求達(dá)到生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一 答案　C 解析　A選項(xiàng)為生態(tài)工程產(chǎn)生的背景，B、D選項(xiàng)為生態(tài)工程的意義，C項(xiàng)描述會(huì)破壞環(huán)境和浪費(fèi)資源，不是可持續(xù)發(fā)展，明顯錯(cuò)誤。 2．下圖說明我國現(xiàn)有的生產(chǎn)模式嚴(yán)重違反了什么生態(tài)工程原理(　　) A．整體性原理 B．協(xié)調(diào)與平衡原理 C．系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理 D．物質(zhì)循環(huán)再生原理 答案　D 解析　從題圖中不難看出，綜合污染物與能源消耗呈逐年上升的趨勢(shì)，說明了生產(chǎn)活動(dòng)產(chǎn)生的物質(zhì)不能被充分利用，造成了能源的消耗過大。 3．設(shè)計(jì)良性循環(huán)的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循的基本原則是(　　) A．充分利用自然界的物質(zhì)和能量 B．追求經(jīng)濟(jì)效益的最大化 C．盡量減少有害生物的種類 D．提高沼氣池的轉(zhuǎn)化效率 答案　A 解析　良性生態(tài)農(nóng)業(yè)是最大限度提高物質(zhì)和能量的利用率，減少環(huán)境污染，增加生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 4．“四位一體”(人居—種植—養(yǎng)殖—沼氣)生態(tài)農(nóng)業(yè)是我國北方典型的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，它以沼氣為紐帶，將沼氣池、豬禽舍、蔬菜栽培與日光溫室有機(jī)地組合在一起。下圖是該系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的示意圖，請(qǐng)分析回答下列問題。 (1)圖中有________條食物鏈。沼氣的產(chǎn)生依賴該生態(tài)系統(tǒng)中的成分是________。 (2)該生態(tài)系統(tǒng)中能量能否循環(huán)利用？________。 (3)“四位一體”應(yīng)用于______________等原理，與自然生態(tài)系統(tǒng)相比，它的抵抗力穩(wěn)定性________(高/低)。 (4)舉例說明“四位一體”農(nóng)業(yè)有哪些生態(tài)效益？ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(至少寫出兩點(diǎn))。 答案　(1)兩　分解者　(2)不能　(3)物質(zhì)循環(huán)再生、物種多樣性、整體性、系統(tǒng)學(xué)與工程學(xué)(任寫2個(gè)即可)　低 (4)①使用清潔、高效的沼氣，減少對(duì)薪柴的砍伐量，有利于植被保護(hù)和水土保持；②人、畜糞便的無害化處理，改善了農(nóng)村衛(wèi)生條件；③沼渣、沼液的合理利用，提高了土壤肥力，從而減少化肥用量；④減少農(nóng)藥用量，有利于環(huán)境保護(hù) 解析　題圖中有兩條食物鏈，分別是蔬菜→人和蔬菜→豬→人，沼氣是由分解者的分解作用產(chǎn)生的。能量在生態(tài)系統(tǒng)中不能循環(huán)利用?！八奈灰惑w”可應(yīng)用于物質(zhì)循環(huán)再生、物種多樣性、整體性、系統(tǒng)學(xué)與工程學(xué)原理等，由于該系統(tǒng)內(nèi)生物種類和數(shù)目少，因而它的抵抗力穩(wěn)定性較自然生態(tài)系統(tǒng)低。 基礎(chǔ)過關(guān) 知識(shí)點(diǎn)一　生態(tài)工程的概念和建設(shè) 1．下列觀點(diǎn)不符合生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)思路的是(　　) A．調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，開發(fā)多種經(jīng)營 B．保持生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的生態(tài)平衡 C．以高能量獲得農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)量 D．循環(huán)利用農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物 答案　C 解析　以高能量獲得農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)量是“石油農(nóng)業(yè)”的做法，生態(tài)農(nóng)業(yè)的設(shè)計(jì)要求是投入少，產(chǎn)出多。 2．生態(tài)工程建設(shè)的實(shí)質(zhì)目的是(　　) A．減少生產(chǎn)消耗，增加生產(chǎn)效益 B．減少環(huán)境污染，發(fā)揮資源潛力 C．征服自然世界，主宰經(jīng)濟(jì)發(fā)展 D．遵循自然規(guī)律，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展 答案　D 解析　生態(tài)工程建設(shè)的目的是遵循自然界物質(zhì)循環(huán)規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。其實(shí)質(zhì)是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。 3．人們?yōu)榱私鉀Q某些在農(nóng)、牧、漁業(yè)等生產(chǎn)中產(chǎn)生的生態(tài)問題而采取了下列各項(xiàng)措施，其中導(dǎo)致完全相反的結(jié)果的是(　　) A．更好的人口控制方法 B．制造更強(qiáng)、更有效的農(nóng)藥 C．合理地放養(yǎng)牲畜 D．把科學(xué)的耕作技術(shù)運(yùn)用于海洋 答案　B 解析　人口的迅速增加必然會(huì)給生態(tài)系統(tǒng)增加更大的壓力，所以控制人口增長(zhǎng)是解決生態(tài)問題的有效方法；合理地放養(yǎng)牲畜和科學(xué)合理地利用海洋資源是解決生態(tài)問題的有效途徑；但制造更強(qiáng)、更有效的農(nóng)藥必然會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，這與人們的愿望是完全相反的。對(duì)于病蟲害的防治應(yīng)致力于生物防治方法的研究與開發(fā)，這樣才能有效地解決病蟲害的防治和環(huán)境污染問題。 知識(shí)點(diǎn)二　生態(tài)工程的原理 4．下列敘述違背生態(tài)工程中生態(tài)學(xué)原理的是(　　) A．充分考慮環(huán)境因子對(duì)生物的影響 B．盡可能減少種間競(jìng)爭(zhēng)所產(chǎn)生的耗損 C．實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán) D．以單一種群獲得經(jīng)濟(jì)效益的最大化 答案　D 解析　設(shè)計(jì)生態(tài)工程的目的是在促進(jìn)自然界良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達(dá)到生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的同步發(fā)展，D選項(xiàng)單純追求經(jīng)濟(jì)效益，顯然違背了生態(tài)學(xué)原理。 5．在進(jìn)行林業(yè)工程建設(shè)時(shí)，一方面要號(hào)召農(nóng)民種樹，另一方面要考慮貧困地區(qū)農(nóng)民的生活問題，如糧食、燒柴以及收入等問題。以上做法依據(jù)的生態(tài)工程原理是(　　) A．系統(tǒng)整體性原理 B．整體性原理 C．系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理 D．以上都不是 答案　B 解析　從本題中可以看出，在生態(tài)恢復(fù)的過程中，不但要考慮到生態(tài)效益，還要考慮與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的關(guān)系，應(yīng)屬于整體性原理。 6．下列結(jié)構(gòu)示意圖中，最能體現(xiàn)系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理的是(　　) 答案　D 能力提升 7．對(duì)生態(tài)農(nóng)業(yè)原理中能量多級(jí)利用的理解正確的是(　　) A．盡可能設(shè)計(jì)一條很長(zhǎng)的食物鏈 B．使流向人類的能量最多 C．實(shí)現(xiàn)“原料—產(chǎn)品—原料—產(chǎn)品”的生產(chǎn)模式 D．通過生物防治減少能量損失 答案　C 解析　在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，要合理利用資源，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的多級(jí)利用，使能量最大限度地流向人類或人類所需的產(chǎn)品。食物鏈過長(zhǎng)，能量在食物鏈中流動(dòng)時(shí)逐級(jí)消耗，人類所獲得的能量太少。 8．某草原牧區(qū)，在進(jìn)行草場(chǎng)建設(shè)時(shí)，既注重不同牧草種類的搭配種植，又對(duì)單位面積內(nèi)的放牧量做了一定控制。這種做法體現(xiàn)了(　　) A．實(shí)行“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的原則 B．低消耗，多效益的原則 C．遵循物種多樣性和協(xié)調(diào)與平衡原理 D．建立自然—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)復(fù)合系統(tǒng) 答案　C 解析　遵循物種多樣性和協(xié)調(diào)與平衡原理都是生態(tài)工程建設(shè)應(yīng)當(dāng)遵循的原理。進(jìn)行牧區(qū)草場(chǎng)建設(shè)時(shí)，既要考慮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的復(fù)雜性，又要考慮生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)平衡，才能保證生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。 9．建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的關(guān)鍵是發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，走可持續(xù)發(fā)展之路。下圖是泰州某地嘗試的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式圖。它利用雛鴨旺盛的雜食性吃掉稻田里的雜草和害蟲；利用鴨不間斷的活動(dòng)產(chǎn)生中耕渾水效果，既刺激了水稻生長(zhǎng)，又促進(jìn)了土壤中原有農(nóng)藥的分解；水稻的秸稈，用作養(yǎng)豬、養(yǎng)鴨、培育蘑菇、生產(chǎn)沼氣，鴨糞、沼渣等肥田，從而生產(chǎn)出無污染大米與蛋肉類。請(qǐng)據(jù)圖回答有關(guān)問題： (1)該生態(tài)系統(tǒng)把很多單個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)通過優(yōu)化組合有機(jī)地整合在一起，這體現(xiàn)了________________________________________________________________________原理。 (2)儲(chǔ)存在生產(chǎn)者體內(nèi)的能量最終去向是____________________________________。 (3)氮元素能在生物群落和無機(jī)環(huán)境中不斷循環(huán)，為什么還要往農(nóng)田中不斷施加氮肥？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)該生態(tài)系統(tǒng)的主要成分是________________________________________________。 答案　(1)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能　(2)流向下一營養(yǎng)級(jí)、流向分解者　(3)氮素不斷通過產(chǎn)品輸出該生態(tài)系統(tǒng)　(4)水稻、雜草、蔬菜 解析　系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理需要考慮系統(tǒng)內(nèi)部不同組分之間的結(jié)構(gòu)，通過改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu)，達(dá)到改善系統(tǒng)功能的目的。儲(chǔ)存在生產(chǎn)者體內(nèi)的能量可流向分解者和下一營養(yǎng)級(jí)。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)要輸出農(nóng)產(chǎn)品。 10．某校研究性學(xué)習(xí)小組同學(xué)前往市郊調(diào)查農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，經(jīng)過交流和修改后繪制出下圖，請(qǐng)據(jù)圖回答有關(guān)問題： (1)你認(rèn)為該生態(tài)系統(tǒng)是否達(dá)到了良性循環(huán)？并請(qǐng)說明理由。 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)能量和物質(zhì)多級(jí)利用的實(shí)現(xiàn)，是根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的__________________原理設(shè)計(jì)的。 (3)沼氣池中存在的生物在其細(xì)胞中都存在的細(xì)胞器是______________。 (4)如果要提高農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)該農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)時(shí)，可根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中生物種群間的_______________________的關(guān)系，科學(xué)增加農(nóng)田中的________________。 (5)請(qǐng)你評(píng)價(jià)以上農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)方案的優(yōu)點(diǎn)。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)達(dá)到了良性循環(huán)。因?yàn)樵谠撋鷳B(tài)系統(tǒng)中，物質(zhì)和能量得到了充分利用　(2)物質(zhì)循環(huán)再生　(3)核糖體　(4)相互依存和相互制約　生物種類　(5)科學(xué)地利用了生態(tài)系統(tǒng)的各種成分；能量最大限度地得到了利用，使能量朝向有利于人類的方向流動(dòng)；減少化肥使用，從而減少環(huán)境污染；實(shí)現(xiàn)了廢棄物資源化利用 解析　(1)由圖示分析可知，該生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)、能量都得到了充分的利用，達(dá)到了良性循環(huán)。(2)該生態(tài)農(nóng)業(yè)依據(jù)的原理是生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)再生原理，科學(xué)地實(shí)現(xiàn)了對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中各種成分的充分利用、能量多級(jí)利用，使能量流向了對(duì)人類最有益的方面。(3)沼氣池中存在的生物主要是厭氧微生物，如產(chǎn)甲烷桿菌等，多數(shù)屬于原核生物，其細(xì)胞中都存在的細(xì)胞器只有核糖體。(4)生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性大小決定于生態(tài)系統(tǒng)中生物種類、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，生物種類越多，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力越大，抵抗力穩(wěn)定性越強(qiáng)。所以設(shè)計(jì)生態(tài)系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)中生物種群間相互依存和相互制約的關(guān)系，科學(xué)地增加生物種類，達(dá)到提高穩(wěn)定性的目的。(5)評(píng)價(jià)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：①食物鏈設(shè)置是否合理，生態(tài)系統(tǒng)的各種成分能否充分利用；②物質(zhì)、能量的多級(jí)利用；③減少農(nóng)藥化肥使用量，減少環(huán)境污染；④最大限度地使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?