2020年高考生物讲义：第41讲生态工程

1、第 41 讲生态工程课时强化训练测控导航表知识点题号1.生态工程的特点、原理及应用1,22.生态工程的实例分析3,4,5,6,7,81. (2019 湖北黄冈月考)为治理某废弃采石场的生态环境，对其进行 了公园化建设。(1)_对其进行整理和覆土，并选择适生植物进行人工造林,不同恢复时 期的植物物种数如图所示。to11,植物残体及凋落物中的有机物被生 态系统中的_ 转化为无机物，使土壤条件得到改善；同时由于人工林土壤中存在_,导致群落中植物物种数增加；t113,人工林抵抗力稳定性的变化是_；群落中植物物种数逐渐增加，物种之间_加剧。(2)_ 通过人工林建设和园林景观构建，既改善了生态环境，又可提

2、高社 会和经济效益，这主要体现了生态工程的 _原理。解析:(1)t0ti,植物残体及凋落物中的有机物被生态系统中的分解 者分解成无机物，使土壤条件得到改善。改造的废弃采石场中的土壤 中存在一些种E S H I Cl I A N G H U A X U hl L I Ah h h h时间子或其他繁殖体，所以在群落演替过程中植物物种数会 增加。t1 t3,由于人工林中的植物物种数增加，所以人工林的自我调节能力逐渐增强，导致人工林的抵抗力稳定性也逐渐增加。在一个群落中，植物之间因光照、土壤中的水分和无机盐等因素而具有竞争 关系。(2) 生态工程的整体性原理是指进行生态工程建设时，不但要考虑到 自然生

3、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。答案：(1)分解者 种子或繁殖体 增强 竞争(2)整体性2.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。(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

4、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。解析：(1)生物质炭能改善土壤的通气状况，增加土壤中的氧气量，使 根系细胞的有氧呼吸加强,ATP 的产生量增加，为根系主动运输吸收养 分提供能量。(2)由表可知，施用含生物质炭的污泥时，黑麦草叶绿素 含量增加，从而促进黑麦草的生长。与只施用污泥相比，施用含生物质 炭的污泥测定项目土壤 PAHs 含量(卩 g/kg)黑麦草叶绿素含量(mg/g)黑麦草每盆干重(g)黑麦草 PAHs含量(卩g/kg)红壤+红壤污泥5271 0

5、792.02.11.72.3401651红壤+含 7%生物质炭的污泥7652.32.7428能降低土壤和黑麦草中 PAHs 的含量，说明生物质炭的输入 能降低污泥中PAHS 的含量，从而降低 PAHS 亏染的风险。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直接或间 接地被植物吸收利用，因此利用了物质循环再生的生态工程原理。答案：(1)有氧呼吸 ATP(2)能增加黑麦草叶绿素含量 升高能降低污泥中 PAHS 的含量物质循环再生3.(2018 湖南长郡中学模拟)生物量是指某一调查时刻单位面积内 现存生物的有机物总量。科研人员对我国某矿区开展生态恢复工作20 年后形成的人工恢复

6、群落和未受干扰的原始林群落不同植被类型的生物量进行了研究。(1) 由于采矿作业对环境具有极大的破坏作用，不仅使得原有植被完全破坏,而且可能丧失基本的土壤条件，在这一基础上自然恢复群落 的过程为_ 演替，伴随这一演替过程，群落的物种数目即_ 逐渐增加。(2) 若要加速矿区的恢复，可以采用生态工程手段，生态工程需要遵循的基本原理包括物质循环再生原理、物种多样性原理、整体性原理、 原理和_ 原理。(3)矿区恢复的第一步要使用机械方法压实平整土地，人工制造_ ,为植被的恢复提供基本条件。解析：(1)采矿作业使得环境中原有植被完全破坏，而且可能丧失基本 的土壤条件，所以在此基础上的自然恢复群落的过程为初

7、生演替。伴 随这一演替过程的进行，群落的物种数目即丰富度(或“物种多样性”)逐渐增加。(2) 建设生态工程需要遵循的基本原理包括：物质循环再生原理、物种 多样性原理、整体性原理、协调与平衡原理、系统学和工程学原理。矿区废弃地可能丧失了基本的土壤条件，因此，矿区恢复的第一步 要使用机械方法压实平整土地，人工制造表土，为植被的恢复提供基 本条件。答案:(1)初生 丰富度(或“物种多样性”)(2) 协调与平衡系统学和工程学表土4.某地以前是个农业结构单一、生态环境恶劣的地方，现在已经改造 成如下的农、林、牧、渔综合发展的农业生态村，据相关资料和所学 知识回答下面的问题：(1)_ 该生态工程建设遵循了

8、_、_ 等原理，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，实现了_ 效益和_ 效益的同步发展。与单一作物的农田相比，该生态系统的自我调节能力较 _ (填“强”或“弱”)。(3)_ 桑园设计成立体农业，树上养蚕，地面养鸡，这是体现了群落的 _结构。池塘内营养级最高的生物为 _ ,其中鱼和虾的种间关系是_ 。解析：(1)生态工程建设的目的就是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；其遵循的基本原理有物质循环再生原理、整体性原理、协调 与平衡原理、物种多样性原理等。(2) 该农业生态工程实现了物质和能量的多级利用，其自我调节能力比单一的农业生态

9、系统强。(3) 将桑园设计成立体农业，树上养蚕,地面养鸡，体现了群落的垂直 结构。(4) 鱼和虾处于最高营养级，它们都可以以微藻为食，所以两者之间存 在竞争关系，且鱼还可以以虾的幼体为食，说明两者之间还存在捕食 关系。答案：(1)物质循环再生协调与平衡 经济 生态强(3) 空间(垂直;垂直结构和水平)(4) 虾、鱼捕食和竞争5.长江的水体污染是由于流入长江的次级河流(城市生活污水)污染引起的,某研究小组利用人工浮床技术对次级河流中水质净化进行研 究,实验装置如图所示污水中 TN TP 去除率的比较(%)处理总氮 TN总磷 TP对照42.638.8茭白92.883.3菖蒲92.794.3混合94

10、.984.7(1) 图中植物的作用是_ 。该植物采收后，可干燥处理后用来提取 Cu Zn、Hg Pb 等金属,则该植物_(填“适合”或“不适合”)做家畜饲料。(2) 此案例属于_ 生态工程的实例。人类对城市生活污水的治理应用了生态工程的哪些原理？_ 。(写一个即可)(3) 该小组利用人工浮床开展了“茭白和菖蒲对生活污水净化效果的研究”。为了避免实验误差，你认为每个实验装置中的植物株数应_ 。(4) 该小组实验结果如上表所示，从此表中看出，该小组研究的因变量为_,你从表中得出的结论是 _解析：(1)人工浮床的原理就是利用浮床植物发达的根系吸附大量悬 浮物,靠其中的微生物降解和吞噬作用净化水中的污

11、染物，其次浮床 植物在生长过程中还能利用水中的氮、磷污染物；另外人工浮床通过 遮光作用来抑制水体中藻类的生长繁殖，可有效防止“水华”发生，提高水的透明度；可干燥处理后用来提取 Cu Zn、 Hg Pb 等金属,则 该植物不适合做家畜饲料，防止随着食物链进行生物富集，对人体造 成伤害。(2)人类对城市生活污水的治理应用了生态工程的协调与平衡、整体 性等原理。(3) 每一实验组的植物数量应该相同，而且具有一定的数量，避免因统计误差对实验的影响。(4) 据表分析：自变量是种植的植物种类，因变量是污水中的 N P 含量, 结论是两种植物不论单独种植还是等量混合种植，净化效果均明显高 于对照组。答案:(

12、1)吸收水中的化学元素不适合(2) 城市环境 协调与平衡、整体性原理等(答出一点即可)(3) 多株且相等 (4)污水中 N P 含量 两种植物不论单独种植还是 等量混合种植净化效果均明显高于对照组(或菖蒲对总磷的去除效果 明显高于茭白和混合菖蒲种植)6.(2018 河北邯郸二模)2017 年 12 月 5 日,第三届联合国环境大会 上，我国大力推进生态文明建设的一个生动范例一一河北塞罕坝林场 被授予“地球卫士奖”。1962 年建场以来，塞罕坝三代林场建设者们 在“黄沙遮天日，飞鸟无栖树”的荒漠地上艰苦奋斗，营造出 112 万亩 的世界上面积最大的一片人工林。(1) 塞罕坝森林覆盖率从 11.4

13、%提高到 80%每年可涵养水源、净化水质 1.37 亿立方米，固碳 74.7 万吨,释放氧气 54.5 万吨,这体现了生物 多样性的_价值。(2) 塞罕坝荒漠沙地变林海，这属于群落的 _演替，此过程群落的物种丰富度会_ ,从而提高了生态系统的_ 稳定性。(3) 塞罕坝的成功，除了依靠持之以恒的信念，也少不了科学求实的管理理念。塞罕坝人注重“多品种种植”，这体现了生态工程的 _原理,提出“一边抓造林，一边抓营林”的理念，这体现了生态工程的_原理。(4) 塞罕坝人践行了 “绿水青山就是金山银山”的科学论断，结合塞罕坝成功的事例，举两点说明_。解析：(1)塞罕坝森林可涵养水源、净化水质等，这体现了生

14、物多样性 的生态功能，即间接价值。(2) 塞罕坝由荒漠沙地变成林海，这属于群落的初生演替。此演替过程 中群落的物种丰富度会增加，生态系统的营养结构复杂，从而提高了 生态系统的抵抗力稳定性。“多品种种植”体现了生态工程的物种多样性原理。在进行林业 工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面要考虑贫困地区的农 民生活问题，否则容易造成“前面造林，后面砍林”的现象，即生态工 程设计时要遵循整体性原理。(4) 三代塞罕坝人以坚韧不拔的斗志和永不言败的担当，将昔日黄沙 遮天、飞鸟不栖的荒原，建设成百万亩的人工林海，同时提出“一手抓 造林，一手抓营林”的理念，这些均体现了 “绿水青山就是金山银山” 的科学

15、论断。答案：(1)间接初生增加抵抗力(3) 物种多样性整体性(4) 塞罕坝三代林场建设者们在“黄沙遮天日，飞鸟无栖树”的荒漠地 上营造出 112 万亩的世界上面积最大的一片人工林，同时提出“一手 抓造林,一手抓营林”的理念，注重“多品种种植”等7.以前某地农村农作物秸秆都是作为燃料燃烧，而农户和家畜的粪便 等均作为肥料直接施入农田，后来逐步开始进行农村产业结构调整，下图是现在当地生态工程示意图。(1) 试分析以前生产方式的主要不利影响：_ 。(2) 该生态工程的建设遵循了 _基本原理。生态工程与传统工程相比较，具有 等特点。(3)当地人希望进一步提高该系统的经济效益和生态效益。专家经过考察后,

16、建议他们增加一个奶牛养殖项目。村民接受了专家的建议 并对原有的生产项目做了一些调整。他们需要调整的项目主要是(4)_ 现代生物技术可应用于生态建设，例如_ 工程中抗虫、抗病转基因植物的种植减少了农药的使用；_ 工程中组织培养技术的应用，可对城市环境进行综合治理。又如_ 工程中胚胎移植可以用于保护濒危野生动物，保护生物多样性等。(5)_ 该生态工程中的能量能够更多地被人类利用，原因是_ 。解析：(1)农作物秸秆作为燃料燃烧造成环境污染，农户和家畜的粪便 等均作为肥料直接施入农田，造成能源和物质的浪费。(2)生态农业依 据的生态学原理有物质循环再生原理、 物种多样性原理、整体性原理、 协调与平衡原

17、理。(3)增加奶牛养殖项目，应对农作物种类和数量以及 原养殖家畜的数量作出相应的调整。(4)抗虫、抗病转基因植物的获 得属于基因工程，组织培养技术属于细胞工程，胚胎移植属于胚胎工 程。(5)由于该生态系统充分利用了废弃物中的能量，实现了能量的多 级利用，所以能量能够更多地被人类利用。答案:(1)能源和物质资源的浪费，造成环境污染，农业成本高等(2) 物质循环再生原理、 物种多样性原理、 整体性原理、 协调与平衡 原理(选填两个)少消耗、多效益、可持续(3) 种植的农作物的种类和数量(或原养殖家畜的数量等)基因细胞胚胎(5) 充分利用了废弃物中的能量，实现了能量的多级利用(废弃物资 源化)8.英

18、国的一位生态学家曾指出，生态农业必须具备以下条件：它必 须是一个自我维持系统，一切副产品都要再循环，尽量减少损失，提倡 使用固氮植物、作物轮作以及正确处理和使用农家肥料等方法来保持 土壤肥力。它必须实行多种经营，种植业用地与畜牧业用地的比例 要恰当，这样才能使系统自我维持，并增加农业生态系统的稳定性和 生产出最大的生物量。请回答下列问题：(1) 上述条件强调的是生态农业应遵循 _ 原理,这是借鉴了_模式,这种模式的突出特点是_。(2) 上述条件强调的是 _ 原理禾廿_原理,这有利于_(3)_生态农业设计是生态农业建设实施的前提和依据。某研究性课题 小组在调查分析当地农业生产实际情况的基础上，设计了一个良性循 环的农业生态系统。假如你是该小组的成员，你认为这个设计应包括 哪些方面的内容？解析:(1)条件通过农家肥料等改善土壤结构，培育土壤微生物，实 现土壤养分的循环利用，体现了物质在生态系统中循环往复，分层分 级利用, 从而达到取之不尽、用之不竭的效果。借鉴了无废弃物农业 模式。 (2) 条件中“多种经营”等体现了生态工程中的物种多样性 原理, “种植业用地与畜牧业用地的比例要恰当”等体现了系统的结 构决定功能原理。这样有利于维持系统较高的抵抗力稳定性 , 优化结 构 , 完善功能 , 增加生物量的产出。(3) 生态农业的设计要考虑合理巧接食物链、物质的循环再生