5.2 生态工程的实例和发展前景
一、学习目的
1．知识与技能目标
能够对生态工程的实例进行科学的分析，总结出它们的特点，并应用生态工程的原理，设计简单的生态工程。
2．过程与方法目标
通过参观、调查、搜集资料等方法，了解农村综合发展型生态工程、小流域综合治理生态工程、大区域生态系统恢复工程、湿地生态恢复工程、矿区废弃地的生态恢复工程、城市环境生态工程的具体措施。走出“先污染，后治理”的老路，并展望生态工程发展的前景。
3．情感与价值观目标
肯定我国农民和科技工作者在实践中的创造，理解实践出真知的道理，培养求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度。
二、过程
三、知识点解析
1．生态工程实例分析
2．农业生态系统设计方案基本要求是什么？
提示 ①设计方案的原则农业生态系统的设计方案应当符合以下原则：a．应当能够体现生态学原理与现代农业技术相结合的原则．b．应当能够构成一个合理的生产结构；c．应当体现充分利用自然界的物质和能量资源；d．应当体现减少环境污染的原则；e．应当充分考虑经济、社会和生态的综合效益；f．所设计的农业生态系统，从理论上看应当能够实现良性循环。
②对设计方案的分析
学生应当运用生态学知识，对所设计的农业生态系统进行预测性的分析，如资源和能源的利用情况、农产品增产情况、农药和化肥使用的减少情况等。
四、例题分析
例1．据报载，进入20世纪后，几乎每年都至少有一种鸟类或哺乳类动物从地球上消失，造成野生动物濒危和绝灭的下述原因中，最重要的是（ ）
A 干旱少雨，饮水缺乏 B 天敌过多，大量被捕食
C 食物不足 D 人类活动破坏了生态平衡
方法指导：天敌、水和食物都会影响野生动物的生活，但是，事实上这些年野生动物的天敌并没有增多，而缺水、缺少食物也都是由于生态环境的被破坏造成的。所以，人类活动破坏了生态环境，才是造成野生动物濒危和绝灭的主要原因。当然，掠夺式的开发利用和环境污染，也是很重要的原因，只是题中未列出这两条。
答案：D
例2．某山区小镇，近10余年来，先后建立了多种乡镇企业，随着外来人口的增加，小镇污水的排放量增加。据环保部门测定：小镇街道的声响为90分贝，降水pH为6.5，河水中含氧量为2 mg／mL。请回答：
(1)该镇受到的污染有_______________。
(2)为调查污染源，从某厂取得排放水水样，放置一天后，加入____________经保温1 h时，水样仍为蓝色，则该厂排放水是否为污染源? ______________________________。
(3)治理小镇环境污染最根本的措施是__________________________________________。
方法指导：从材料看该镇受到的污染是噪音污染和水污染；为调查污染源，从某厂取得排放水水样，放置一天后，加入亚甲基蓝溶液，保温1 h后，水样仍为蓝色，说明该厂的排水不是污染源。治理小镇污染最根本的措施是严格控制污染源。
答案：(1)噪音污染、水污染(2)亚甲基蓝溶液不是(3)严格控制污染源
例3．人类的生存环境是一个巨大的生态系统，随着社会生产力的发展，环境污染已达到空前严重的地步。据统计，建一个100万千瓦的煤电站，每年给大气带来6 000吨飞尘、800万吨CO2、4万吨SO2、1万吨氮氧化物。当前环境保护已成为人们日益关心的重大问题，保护环境就是保护人类自身。
(1)工业“三废”指的是________________。
(2)造成“温室效应”的原因是人类向大气排放了大量的（ ）
A CO B CO2 C．SO2 D NO2
（3）1982年，我国南方某城市降了一场较大的“酸雨”，使得郊区栽种的西瓜全部烂死。关于“酸雨”的形成，以下说法正确的是（ ）
A 空气中的CO2溶于雨中
B 空气中的氯化氢溶于雨中
C 空气中的硫氧化物及所形成的硫酸和硫酸盐随雨降到地面
D 空气中的一氧化碳溶于水中
（4）保护环境，一方面要防止“三废”污染，但更重要的是（ ）
A 消除噪声 B 保护水土
C 防止放射性污染 D 自然保护
（5）近年来，我国许多城市禁止汽车使用含铅汽油，其主要原因是（ ）
A 提高汽油燃烧值 B 降低汽油成本
C 避免铅的化合物污染大气 D 铅资源短缺
（6）某环境中SO2气体较多，为改善环境，周围应多种植的植物是（ ）
A 山毛榉和黑核桃 B 美人蕉和柠檬
C 银杏和法国梧桐 D 柳杉和月季
方法指导：本题考查环境污染的危害及防治，是一道综合题。从当前人类所面临的环境问题入手，将有关生物、化学知识有机结合在一起，考查学生综合应用知识的能力。
答案：(1)废水、废气、废渣(2)B(3)C(4)D(5)C(6)D
五、课后巩固
（一）选择题
1．湿地生态系统的作用不包括 （ ）A
A．防风固沙、护岸固提
B．对维持生物圈的碳――氧平衡和水循环起重要作用
C．调节水流量和控制洪水
D．在一定范围内消除污染
2．“三北防护林工程”建设中，应当特别注意的生态工程原理是（ ）B
A．物种多样性原理和整体性原理
B．协调与平衡原理和物种多样性原理
C．协调与平衡原理和物质循环再生原理
D．系统工程学原理
3．“小流域综合治理”的综合体现在 （ ）A
A．改变单纯造林、蓄水、减沙等工程模式，同时注重生态效益和经济效益
B．采用多种植物进行生态工程恢复
C．运用了多种生物措施
D．运用了生态工程的整体性原理
4．下列关于“生物圈2号”实验的叙述错误的是 （ ）C
A．建立“生物圈2号”的目的是制造一个人工模拟的生态系统
B．“生物圈2号”中设置了生产者、消费者、分解者三大功能类群
C．“生物圈2号”完全模拟地球条件
D．“生物圈2号”实验的失败，使人们认识到与自然和谐共处的重要性
5．城市生态系统是人类起主导作用的生态系统，其主导作用体现在 （ ）B
A．城市的一切设施是人制造的
B．人类对城市生态系统的发展起支配作用
C．消费者主要是人类
D．城市中动物、植物不多，分解者功能不强，人是主要种群
6．下列关于生态农业的叙述，不正确的是 （ ）D
A．生态农业实现了对能量和物质的多级利用
B．生态学的基本原理是发展生态农业的主要理论基础
C．生态农业使废物资源化，提高能量的转化效率，减少环境污染
D．农业生态系统的抵抗力稳定性比自然生态系统高
7．一青年农民利用自己学习的生态学知识在自家庭院里搞了一个小型生态农业，使0.25亩的庭院创收达几万元。其物质循环和能量流动如图所示，
请找出下列对该系统叙述有错误的一项（ ）D
A．该系统中，人的因素非常关键，其中生产者是葡萄
B．该系统体现了物质、能量多级利用和高效转化
C．该系统内蚯蚓和甲烷菌等为分解者
D．猪在其中为三级消费者
8．窦店农村综合发展生态工程作为我国农村生态工程的样板
在全国推广，这是由于该生态工程 （ ）B
A．以实施沼气工程为中心
B．建立了良好的物质多级循环利用程序
C．创造了较多的劳动力就业机会
D．最早推出“无公害蔬菜”
（二）填充题
9．如右图为“秸秆的多级利用”农业生态系统中能量流动和物质循环示意图。请回答下列问题：
(1)“秸秆的多级利用”充分体现了生态工程的______________原理，最大限度地实现了物质的循环，减轻了燃烧秸秆造成的__________________效应。
(2)图中属于生产者的是__________________；消费者是__________________；分解者是
__________________。
(3)在该农业生态系统中，物质经多次重复利用，提高了______________________________。
(4)农村大量燃烧秸秆和柴草会产生什么问题?至少列举两种现象。
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
分析：⑴物质循环再生 温室 ⑵作物 家畜 食用菌、蚯蚓 ⑶物质利用率
⑷ 燃烧秸秆和柴草会使热能利用率低 使秸秆不能作为有机肥料返田，土壤有机质得不到补充，土壤与农作物之间物质循环遭到破坏，以致于土壤肥力下降，农作物产量不能提高。
10．如右图是某一生态农业系统的结构模式图，请据图回答：
(1)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，人们建立如图所示的农业生态
系统的主要目的是_____________
______________________________。
(2)该生态系统的主要成分是_______________________。
仅从质量考虑，若要生产2 kg鸡肉，最多需要消耗农作物共计_____________kg。
(3)在发酵装置里的B过程中起重要作用的微生物，其细胞结构与水稻根细胞最主要的区别是_______________________________________，它的代谢类型为__________________。
(4)氮是植物生长必需的元素。但在种植大豆时不施氮肥，仍能旺盛生长，其原因是______________________________________________________________________________。
(5)蘑菇在该生态系统的成分中属于_____________。在农业生产上，将蘑菇房与蔬菜大棚相通，可提高蔬菜产量。试分析增产原因：_____________________。
(6)在沼气池中常有一种刺激性的臭气，该物质是_____________，通过_____________细菌的作用可将臭气除去，并能形成_____________被植物吸收。
一、学习目的
1．知识与技能目标
能够对生态工程的实例进行科学的分析，总结出它们的特点，并应用生态工程的原理，设计简单的生态工程。
2．过程与方法目标
通过参观、调查、搜集资料等方法，了解农村综合发展型生态工程、小流域综合治理生态工程、大区域生态系统恢复工程、湿地生态恢复工程、矿区废弃地的生态恢复工程、城市环境生态工程的具体措施。走出“先污染，后治理”的老路，并展望生态工程发展的前景。
3．情感与价值观目标
肯定我国农民和科技工作者在实践中的创造，理解实践出真知的道理，培养求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度。
二、过程
三、知识点解析
1．生态工程实例分析
2．农业生态系统设计方案基本要求是什么？
提示 ①设计方案的原则农业生态系统的设计方案应当符合以下原则：a．应当能够体现生态学原理与现代农业技术相结合的原则．b．应当能够构成一个合理的生产结构；c．应当体现充分利用自然界的物质和能量资源；d．应当体现减少环境污染的原则；e．应当充分考虑经济、社会和生态的综合效益；f．所设计的农业生态系统，从理论上看应当能够实现良性循环。
②对设计方案的分析
学生应当运用生态学知识，对所设计的农业生态系统进行预测性的分析，如资源和能源的利用情况、农产品增产情况、农药和化肥使用的减少情况等。
四、例题分析
例1．据报载，进入20世纪后，几乎每年都至少有一种鸟类或哺乳类动物从地球上消失，造成野生动物濒危和绝灭的下述原因中，最重要的是（ ）
A 干旱少雨，饮水缺乏 B 天敌过多，大量被捕食
C 食物不足 D 人类活动破坏了生态平衡
方法指导：天敌、水和食物都会影响野生动物的生活，但是，事实上这些年野生动物的天敌并没有增多，而缺水、缺少食物也都是由于生态环境的被破坏造成的。所以，人类活动破坏了生态环境，才是造成野生动物濒危和绝灭的主要原因。当然，掠夺式的开发利用和环境污染，也是很重要的原因，只是题中未列出这两条。
答案：D
例2．某山区小镇，近10余年来，先后建立了多种乡镇企业，随着外来人口的增加，小镇污水的排放量增加。据环保部门测定：小镇街道的声响为90分贝，降水pH为6.5，河水中含氧量为2 mg／mL。请回答：
(1)该镇受到的污染有_______________。
(2)为调查污染源，从某厂取得排放水水样，放置一天后，加入____________经保温1 h时，水样仍为蓝色，则该厂排放水是否为污染源? ______________________________。
(3)治理小镇环境污染最根本的措施是__________________________________________。
方法指导：从材料看该镇受到的污染是噪音污染和水污染；为调查污染源，从某厂取得排放水水样，放置一天后，加入亚甲基蓝溶液，保温1 h后，水样仍为蓝色，说明该厂的排水不是污染源。治理小镇污染最根本的措施是严格控制污染源。
答案：(1)噪音污染、水污染(2)亚甲基蓝溶液不是(3)严格控制污染源
例3．人类的生存环境是一个巨大的生态系统，随着社会生产力的发展，环境污染已达到空前严重的地步。据统计，建一个100万千瓦的煤电站，每年给大气带来6 000吨飞尘、800万吨CO2、4万吨SO2、1万吨氮氧化物。当前环境保护已成为人们日益关心的重大问题，保护环境就是保护人类自身。
(1)工业“三废”指的是________________。
(2)造成“温室效应”的原因是人类向大气排放了大量的（ ）
A CO B CO2 C．SO2 D NO2
（3）1982年，我国南方某城市降了一场较大的“酸雨”，使得郊区栽种的西瓜全部烂死。关于“酸雨”的形成，以下说法正确的是（ ）
A 空气中的CO2溶于雨中
B 空气中的氯化氢溶于雨中
C 空气中的硫氧化物及所形成的硫酸和硫酸盐随雨降到地面
D 空气中的一氧化碳溶于水中
（4）保护环境，一方面要防止“三废”污染，但更重要的是（ ）
A 消除噪声 B 保护水土
C 防止放射性污染 D 自然保护
（5）近年来，我国许多城市禁止汽车使用含铅汽油，其主要原因是（ ）
A 提高汽油燃烧值 B 降低汽油成本
C 避免铅的化合物污染大气 D 铅资源短缺
（6）某环境中SO2气体较多，为改善环境，周围应多种植的植物是（ ）
A 山毛榉和黑核桃 B 美人蕉和柠檬
C 银杏和法国梧桐 D 柳杉和月季
方法指导：本题考查环境污染的危害及防治，是一道综合题。从当前人类所面临的环境问题入手，将有关生物、化学知识有机结合在一起，考查学生综合应用知识的能力。
答案：(1)废水、废气、废渣(2)B(3)C(4)D(5)C(6)D
五、课后巩固
（一）选择题
1．湿地生态系统的作用不包括 （ ）A
A．防风固沙、护岸固提
B．对维持生物圈的碳――氧平衡和水循环起重要作用
C．调节水流量和控制洪水
D．在一定范围内消除污染
2．“三北防护林工程”建设中，应当特别注意的生态工程原理是（ ）B
A．物种多样性原理和整体性原理
B．协调与平衡原理和物种多样性原理
C．协调与平衡原理和物质循环再生原理
D．系统工程学原理
3．“小流域综合治理”的综合体现在 （ ）A
A．改变单纯造林、蓄水、减沙等工程模式，同时注重生态效益和经济效益
B．采用多种植物进行生态工程恢复
C．运用了多种生物措施
D．运用了生态工程的整体性原理
4．下列关于“生物圈2号”实验的叙述错误的是 （ ）C
A．建立“生物圈2号”的目的是制造一个人工模拟的生态系统
B．“生物圈2号”中设置了生产者、消费者、分解者三大功能类群
C．“生物圈2号”完全模拟地球条件
D．“生物圈2号”实验的失败，使人们认识到与自然和谐共处的重要性
5．城市生态系统是人类起主导作用的生态系统，其主导作用体现在 （ ）B
A．城市的一切设施是人制造的
B．人类对城市生态系统的发展起支配作用
C．消费者主要是人类
D．城市中动物、植物不多，分解者功能不强，人是主要种群
6．下列关于生态农业的叙述，不正确的是 （ ）D
A．生态农业实现了对能量和物质的多级利用
B．生态学的基本原理是发展生态农业的主要理论基础
C．生态农业使废物资源化，提高能量的转化效率，减少环境污染
D．农业生态系统的抵抗力稳定性比自然生态系统高
7．一青年农民利用自己学习的生态学知识在自家庭院里搞了一个小型生态农业，使0.25亩的庭院创收达几万元。其物质循环和能量流动如图所示，
请找出下列对该系统叙述有错误的一项（ ）D
A．该系统中，人的因素非常关键，其中生产者是葡萄
B．该系统体现了物质、能量多级利用和高效转化
C．该系统内蚯蚓和甲烷菌等为分解者
D．猪在其中为三级消费者
8．窦店农村综合发展生态工程作为我国农村生态工程的样板
在全国推广，这是由于该生态工程 （ ）B
A．以实施沼气工程为中心
B．建立了良好的物质多级循环利用程序
C．创造了较多的劳动力就业机会
D．最早推出“无公害蔬菜”
（二）填充题
9．如右图为“秸秆的多级利用”农业生态系统中能量流动和物质循环示意图。请回答下列问题：
(1)“秸秆的多级利用”充分体现了生态工程的______________原理，最大限度地实现了物质的循环，减轻了燃烧秸秆造成的__________________效应。
(2)图中属于生产者的是__________________；消费者是__________________；分解者是
__________________。
(3)在该农业生态系统中，物质经多次重复利用，提高了______________________________。
(4)农村大量燃烧秸秆和柴草会产生什么问题?至少列举两种现象。
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
分析：⑴物质循环再生 温室 ⑵作物 家畜 食用菌、蚯蚓 ⑶物质利用率
⑷ 燃烧秸秆和柴草会使热能利用率低 使秸秆不能作为有机肥料返田，土壤有机质得不到补充，土壤与农作物之间物质循环遭到破坏，以致于土壤肥力下降，农作物产量不能提高。
10．如右图是某一生态农业系统的结构模式图，请据图回答：
(1)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，人们建立如图所示的农业生态
系统的主要目的是_____________
______________________________。
(2)该生态系统的主要成分是_______________________。
仅从质量考虑，若要生产2 kg鸡肉，最多需要消耗农作物共计_____________kg。
(3)在发酵装置里的B过程中起重要作用的微生物，其细胞结构与水稻根细胞最主要的区别是_______________________________________，它的代谢类型为__________________。
(4)氮是植物生长必需的元素。但在种植大豆时不施氮肥，仍能旺盛生长，其原因是______________________________________________________________________________。
(5)蘑菇在该生态系统的成分中属于_____________。在农业生产上，将蘑菇房与蔬菜大棚相通，可提高蔬菜产量。试分析增产原因：_____________________。
(6)在沼气池中常有一种刺激性的臭气，该物质是_____________，通过_____________细菌的作用可将臭气除去，并能形成_____________被植物吸收。
