1．生态工程建设的目的
遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。
2．特点
少消耗、多效益、可持续的工程体系。
3．基本原理
（1）物质循环再生原理：物质在生态系统中循环往复、分层分级利用。
（2）物种多样性原理：物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。
（3）协调与平衡原理：处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑环境承载力。
（4）整体性原理：进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，更重要的是，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。
（5）系统学和工程学原理：包括系统的结构决定功能原理和系统整体性原理。
4．生态工程实例(连线)
5．生态工程的发展前景
（1）“生物圈2号”生态工程实验的启示：使我们认识到人与自然和谐共处的重要性，深化了我们对自然规律的认识。
（2）发展前景：我们需要走有中国特色的道路，即不但要重视对生态环境的保护，更要注重与经济、社会效益的结合。学科&网
考向一 生态工程的原理
1．“四位一体”生态农业是我国北方典型的生态农业模式，它以沼气为纽带，将沼气池、猪禽舍、蔬菜栽培与日光温室有机地组合在一起。下列有关叙述不正确的是
A．将牛粪、猪粪直接施入沼气池，可以为沼气池中的微生物生长提供物质和能量
B．建立该系统遵循的主要原理有物质循环再生原理、物种多样性原理等
C．该系统的主要成分是蔬菜，人、牛、猪等均为消费者，它们构成食物网
D．由于废弃物的再利用，提高了该系统中各营养级之间的能量传递效率
【参考答案】D
归纳整合
关于生态工程的几个问题
（1）生态工程建设的目的：遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，使经济效益和生态效益同步发展。
（2）生态工程的特点：具有少消耗、多效益、可持续的特点。
（3）生态工程的理解：涉及的学科知识包括生态学和系统学；运用到的技术手段或方法有系统设计、调控和技术组装；最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。
（4）生态工程的主要任务：对已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。
2．下列有关生态工程的原理和实例中，错误的是
| 选项 | 有关实例 | 相关的生态工程原理 |
| A | 无废弃物农业 | 遵循物质循环再生原理 |
| B | 在人工林中增加植被的层次 | 遵循物种多样性原理 |
| C | 无锡太湖水体富营养化引起大面积水华 | 违反协调与平衡原理 |
| D | 前面造林，后面砍林 | 违反系统学和工程学原理 |
【答案】D
【解析】D项中讲的是在追求生态效益时必须考虑到社会效益、经济效益，这明显是整体性原理。
考向二 生态工程的实例分析
3．下图为某地的生态工程建设模式图，下列说法中，错误的是
A．各类植物的秸秆、枝叶用来生产饲料，人、畜、禽的粪便作为原料生产沼气，沼渣水返还农田、菜园、果园、苗圃、鱼塘，这体现了生态工程的物质循环再生原理。
B．该生态工程种植不同的农作物、果树、苗木，饲养牛、猪、鸡等多种畜禽，这体现了生态工程的物种多样性原理。
C．该生态工程建设模式的最大优点是能够实现能量和物质的循环利用
D．生态工程是一类少消耗、多收益、可持续的工程体系
【参考答案】C
【试题解析】各类植物的秸秆、枝叶用来生产饲料，人、畜、禽的粪便作为原料生产沼气，沼渣水返还农田、菜园、果园、苗圃、鱼塘，实现了物质的循环利用，这体现了生态工程的物质循环再生原理，A正确； 
技法提炼
农业生态系统的设计原则
（1）应当能够体现生态学原理与现代农业技术相结合的原则。
（2）应当能够构成一个合理的生产结构。
（3）应当体现充分利用自然界的物质和能量资源的原则。
（4）应当体现减少环境污染的原则。
（5）应当充分考虑经济、社会和生态的综合效益。
（6）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。
4．下图是江苏某农村因地制宜建设的生态农业园示意图，请据图回答下列问题：
（1）该生态农业园建设主要依据的生态工程原理有__________________________(至少2个)。
（2）池塘养鱼时，通常采用多鱼种混合放养模式(上层为食浮游生物的鳙鱼，中层为食草的草鱼，下层为杂食性的鲫鱼等)。从群落结构分析，这种养殖模式的优点是___________________。
（3）防治果树虫害时，常利用性引诱剂来诱捕害虫或干扰交配，从而降低害虫种群密度。这属于生态系统中的________________(信息类型)传递在农业生产中的应用。
（4）流入该生态农业园的总能量有________________________________和人工输入的能量，人工输入的能量有________________(至少2项)等。该生态农业园增加了“蝇蛆养殖、食用菌种植”等项目，其意义是________________________________________________________。
（5）根据图示，用箭头表示生态系统三类生物成分之间的能量流动关系。
【答案】（1）物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理等
（2）充分利用了生态系统的空间和食物资源
（3）化学信息
（4）稻麦蔬菜、草莓、梨等生产者固定的太阳能 种子、幼苗、鸡苗、鸭苗、牛犊、电力、石油等 实现了生态系统物质和能量的多级利用、减少了环境污染
（5）如图所示
1．下列有关生态工程的原理和实例中，错误的是
| 选项 | 有关事例 | 相关的生态工程原理 |
| ① | 无废弃物农业 | 遵循物质循环再生原理 |
| ② | 在人工林中增加植被的层次 | 遵循物种多样性原理 |
| ③ | 无锡太湖水体富营养化引起大面积水华 | 违反协调与平衡原理 |
| ④ | 前面造林，后面砍林 | 违反系统学和工程学原理 |
A．① B．②
C．③ D．④
2．下列关于生态工程实例的叙述，错误的是
A．退耕还林还草工程属于大区域生态系统恢复工程B．在人工制造的表土上种植农作物是矿区生态环境恢复的首要措施C．对城市环境的治理要把整个城市作为一个巨大的生态系统来考虑
D．退耕还湿、水土保持和解决当地农民生计都是湿地生态恢复工程需要考虑的
3．下列关于湿地生态恢复工程的叙述，错误的是
A．要建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰B．可采用工程和生物措施相结合的方法C．对湿地的恢复，只是退耕还湿地或建立自然保护区就可以
D．湿地的恢复除利用生物工程手段外，还要依靠自然演替机制恢复其生态功能
4．下列有关生态学的基本原理在生产实践中的应用的叙述，错误的是
A．合理的规划载牧量，能使能量持续地流向对人类有益的部分B．生态农业系统中，将秸秆作饲料喂牲畜能实现能量的多级利用C．大量引入外来物种，能增加当地生态系统的物种多样性，提高稳定性
D．合理地引入天敌治理害虫，能避免因化学农药的大量施用而带来的二次污染
5．现有一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉淀池→曝气池→兼氧池→植物池”，其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水经净化处理后，可用于浇灌绿地。有关说法不正确的是
A．污水流经厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池后得到初步净化。在这个过程中，微生物通过无氧和有氧呼吸将有机物分解
B．植物池中水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了一个生态系统
C．在植物池的食物网中，植物位于第一营养级
D．该生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、物质循环再生和物种多样性等原理
6．如图表示某生态农场生产流程，据图分析下列说法错误的是
A．食用菌和蚯蚓在该生态系统中属于分解者B．该生态系统达到了能量多级利用的目的C．因食物链延长，系统总能量利用效率降低
D．循环利用有机废弃物，提高了系统的效益
7．南方地区普遍釆用在荔枝园内养鸡的生产模式，总收益约是普通荔枝园的2倍。下图为该模式的结构与功能示意图。下列说法正确的是
A．该模式实现了对物质和能量的循环利用B．鸡粪中所含的能量流入果树，促进果树的生长C．与普通荔枝园相比，该模式提高了能量的利用率
D．荔枝树固定的太阳能是输入该系统的全部能量
8．下图表示某人工设计的生态系统示意图。相关叙述不正确的是
A．合理使用农家肥提高土壤肥力的同时增加大气中CO2浓度，利于葡萄和蔬菜增产B．蝇蛆和蚯蚓是该生态系统的分解者，可促进系统中物质循环和能量流动的进行C．该生态系统由于饲养猪、鸡延长了食物链，最终使人获得的能量减少
D．该生态系统遵循了物质循环再生原理，但各营养级之间的能量传递效率并未提高
9．回答下列与生态工程有关的问题：
（1）—般来说，生态工程的主要任务是对________进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，与传统的工程相比，生态工程具有少消耗、多效益、________等特点。
（2）生态工程所遵循的基本原理有物质循环再生、协调与平衡、______、______和物种多样性等原理。人畜粪便用于农作物的生产主要符合________原理；连年种植单一品种造成病虫害增加主要违反了__________原理。
（3）“猪一沼一果”是我国一种常见的生态农业模式，以沼气为纽带，带动畜牧业、林果业等相关农业产业共同发展。该生态农业中的所有生物共同组成了_____（填“生态系统” “群落”或“种群”）；该生态农业模式能实现能量的________。
10．城市中由于经济发展和人口增长，污水排放量增加。为解决居民生活饮用水问题，某水厂建设了水源生态湿地。下面为人工湿地群落组成简图，请据图回答问题：
（1）湿地中各种生物共同构成一个________。沼泽湿地在蓄洪防旱方面有重要作用，这体现了生物多样性的___________价值。
（2）输入该人工湿地的能量是______________。
（3）湿地中芦苇、绿藻和黑藻等植物的分层配置，体现了群落的________结构。群落中物种组成的多少称为____________。
（4）控制污水流入人工湿地的速率，除有利于有机污染物被充分分解外，还有利于植物充分吸收污水中的无机盐，使出水口处的水质达到饮用标准。废水不能过量流入人工湿地，说明生态系统的_________________________________。
（5）实地调查中发现、该湿地物种丰富度逐渐增加，其群落演替类型是__________。
（6）在此基础上，可进一步建立一个集污水净化、休闲、养鱼为一体的新型人工生态系统，其主要目的是设法调整能量关系，使____________________________。
- (广东)污水处理厂的污泥富含有机质和无机成分，可用作肥料，但其多环芳烃(PAHs)等有机污染物含量通常较高，施入土壤会带来二次污染，生物质炭是由作物废弃秸秆等炭化而成，将污泥、含7%生物质炭的污泥均堆放一段时间后用于盆栽实验，研究它们对黑麦草生长及PAHs迁移的影响，结果见下表：
| 测定项目 | 红壤 | 红壤＋污泥 | 红壤＋含7%生物质炭的污泥 |
| 土壤PAHs含量(μg/kg) | 527 | 1 079 | 765 |
| 黑麦草叶绿素含量(mg/g) | 2.0 | 2.1 | 2.3 |
| 黑麦草每盆干重(g) | 1.7 | 2.3 | 2.7 |
| 黑麦草PAHs含量(μg/kg) | 401 | 651 | 428 |
（1）生物质炭孔隙结构发达，能改善土壤的通气状况，使根系细胞____________加强，________合成增加，从而促进根系对土壤养分的吸收。
（2）由表可知，施用含生物质炭的污泥______________________________，从而促进黑麦草生长；污泥的施用使土壤和黑麦草的PAHs含量________________，但生物质炭的输入______________________________________，从而降低PAHs污染的风险，由此可见，生物质炭有望用作污泥改良剂，促进污泥的推广应用，污泥的应用符合生态工程的_____________原理。
1．【答案】D
【解析】无废弃物农业，遵循物质循环再生原理，A正确。在人工林中增加植被的层次，遵循物种多样性原理，B正确。水体富营养化引起大面积水华，违反协调与平衡原理，C正确。前面造林，后面砍林，遵循系统学和工程学原理，D错误。
2．【答案】B
3．【答案】C
【解析】湿地生态恢复工程就是采用工程和生物措施相结合的方法，如退耕还湿地、建立自然保护区，废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程，以及植物物种的引进种植等，使受到干扰的湿地得以恢复。在湿地的周围，还应建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰，使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。故选C。学&科网
4．【答案】C
【解析】合理的规划载牧量，能使能量持续地流向对人类有益的部分，A正确；生态农业系统中，将秸秆作饲料喂牲畜能实现能量的多级利用，B正确；大量引入外来物种，能增加当地生态系统的物种多样性，可能会提高稳定性，有可能导致生态入侵，使得本地物种的生存受到威胁，C错误；合理地引入天敌治理害虫，能避免因化学农药的大量施用而带来的二次污染，D正确。
5．【答案】B
【解析】污水流经厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池，其实是让不同呼吸类型的细菌和真菌分解利用污水中的有机物，故A正确；植物池中所有的生物与无机环境构成一个生态系统，故B错误；在植物池的食物网中，植物作为生产者，位于食物链的起始端，属于第一营养级，故C正确；该生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、物质循环再生和物种多样性等原理，故D正确。
6．【答案】C
【解析】食用菌和蚯蚓在该生态系统中属于分解者，A正确；该生态系统达到了能量多级利用的目的，B正确；该生态系统食物链并没有延长，而是通过能量多级利用提高了能量的利用率，C错误；循环利用有机废弃物，达到物质循环再生的目的，提高了生态系统的效益，D正确。
7．【答案】C
8．【答案】C
【解析】合理施用农家肥后分解者将有机物分解为无机物，同时产生二氧化碳，既增加了肥力又给光合作用提供了原料，A正确。蝇蛆和蚯蚓是该生态系统的分解者，在生态系统中能促进物质循环和能量流动，B正确。该生态系统饲养猪、鸡延长了食物链，提高了能量利用率，最终使人获得的能量增加，C错误。该生态系统遵循了物质循环再生原理，只是提高了能量利用率，但未提高各营养级之间的传递效率，D正确。
9．【答案】（1）己被破坏的生态系统（或受损的生态系统） 可持续
（2）整体性 系统学和工程学 物质循环再生 物种多样性
（3）群落 多级利用（多途径利用）
10．【答案】（1）生物群落 间接
（2）太阳能和污水有机物中的化学能
（3）垂直 丰富度
（4）自我调节能力是有一定限度的
（5）次生演替
（6）使能量持续高效地流向对对人类最有益的部分
【解析】（1）同一自然区域内各种生物共同构成一个生物群落。沼泽湿地在生态方面的作用体现了生物多样性的间接价值。（2）输入该人工湿地的能量除太阳能外，还包括生活污水所含有机物中的化学能。（3）湿地中不同植物的分层配置，体现了群落的垂直结构。群落中物种组成的多少称为物种丰富度。（4）生态系统的自我调节能力具有一定限度，因此废水不能过量流入人工湿地。（5）该湿地群落演替是在具有一定生物的基础上进行的，属于次生演替。（6）建立集污水净化、休闲、养鱼为一体的新型人工生态系统，主要目的是调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对对人类最有益的部分，实现生态效益、社会效益和经济效益的统一。
11．【答案】（1）呼吸作用 ATP
（2）能增加黑麦草叶绿素含量 升高 能降低土壤和黑麦草中PAHs的含量 物质循环再生
【解析】（1）生物质炭能改善土壤的通气状况，促进细胞的呼吸作用，使得细胞的呼吸作用加强，合成的ATP增多，为根系主动吸收养分提供能量。（2）由表可知，施用含有生物质炭的污泥中黑麦草叶绿素的含量较多，从而促进黑麦草的生长，污泥施用后土壤和黑麦草的PAHs含量增加，生物质炭的输入则能降低土壤和黑麦草中PAHs的含量。污泥中含有大量的有机质和无机成分，施用污泥的目的是使其中的养分被充分吸收利用，因此利用了物质循环再生的生态工程原理。
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