生态工程（分层作业）解析版-人教版高中生物选择性必修2

4.3生态工程（分层作业）

I-

（限时:20min）

知识点1生态工程及其遵循的基本原理

1.生态果园是一种新型种养模式，果树下种植茶树、草菇，养殖的多种家禽可以有效控制杂

草和害虫，粪便可作为果树的肥料。下列有关该生态系统的叙述正确的是（）

A.果园中种植果树、茶树、草菇，饲养多种家禽，体现了生态工程的自生原理

B.粪便作为果树的肥料，体现了生态工程的整体原理

C.多种作物和家禽增加了收入，体现了生态工程的协调原理

D.多种作物和家禽混合种养增加了物种丰富度，降低了生态系统的抵抗力稳定性

【答案】A

【解析】多种作物和家禽混合种养增加了物种丰富度，营养结构变复杂，提高了生态系统的

抵抗力稳定性，D错误。

2.近年在宋庄蓄滞洪区实施了生态修复工程，生态效应逐渐显现，该地区已成为北京城市

副中心防洪格局的绿色安全屏障。下列对生态工程原理与对应的修复措施的描述不合理的是

（）

A.循环一一选择含微生物的填料置于湿地中以提高能量循环利用效率

B.协调一一选择耐涝的本地植物以实现生物与环境的协调与适应

C.整体一一选择同时具备经济和观赏价值的生物以实现生态与社会、经济结合

D.自生——选择净化能力强的多种生态位有差异的植物以维持系统的自生能力

【答案】A

【解析】选择含微生物的填料置于湿地中以促进系统的物质迁移与转化，能量不能循环利

用，A错误；选择耐涝的本地植物，能适应当地的环境，成活率较高，体现了协调原理，B

正确；选择同时具备经济和观赏价值的生物以实现生态与社会、经济结合，体现了整体原

理，C正确；选择净化能力强的多种生态位有差异的植物，有助于维持生态系统的自生能

力，使水域生态系统达到相对稳定状态，体现了自生原理，D正确。

3.下列有关生态工程的说法，错误的是（）

A.生态工程就是对被破坏的生态环境进行修复、重建，提高生产力或改善生态环境

B,“无废弃物农'也”是我国主要利用生态工程的循环原理进行农业生产的一种模式

C,在应用植物修复技术治理被重金属污染的土壤时，需要选择符合要求的多种植物，这遵循

了自生和协调原理

D.在湿地生态恢复工程中，建立缓冲带主要是为了减少人类的干扰

【答案】A

【解析】生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，对人工生态系统

进行分析、设计和调控，或对已被破坏的生态环境进行修复、重建，从而提高生态系统的生

产力或改善生态环境，促进人类社会与自然环境和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程，

A错误。循环原理是通过系统设计实现不断循环，使前一环节产生的废物尽可能地被后一环

节利用，减少整个生产环节“废物”的产生。“无废弃物农业”是我国主要利用生态工程的

循环原理进行农业生产的一种模式，B正确。在应用植物修复技术治理被重金属污染的土壤

时，需要选择符合要求的多种植物并合理布局，在进行生态工程建设时，生物与环境、生物

与生物的协调与平衡也是需要考虑的问题，这遵循了台生和协调原理，,正确.在湿地生态

恢复工程中，建立缓冲带主要是为了减少人类的干扰，使湿地依靠自然演替等机制恢复其生

态功能，D正确。

4.生态工程建设对于实现美丽中国的宏伟蓝图起着重要作用，下列关于生态工程原理的叙

述，错误的是（）

A.奥林匹克森林公园实现了生态、社会和经济效益的协同发展，主要遵循整体原理

B,建设人工湿地时引入污染物净化能力强的外来物种，主要遵循自生原理

C我国西北矿区废弃地生态恢复工程中优先选择种植灌木和草，主要遵循协调原埋

D.我国古代劳动人民依靠“无废克物农业”维持了土壤的肥力，主要遵循循环原理

【答案】B

【解析】奥林匹克森林公园建设不仅要考虑自然生态系统的规律，还要考虑经济和社会等系

统的影响力，主要遵循整体原理，A正确；建设人工湿地时引入污染物净化能力强的外来物

种，可能造成外来物种入侵，应尽量使用本地物种，B错误；在进行生态工程建设时，生物

与环境、生物与生物的协调与平衡也是需要考虑的问题，我国西北矿区废弃地生态恢复工程

中优先选择种植灌木和草，主要遵循协调原理，C正确；我国古代劳动人民依靠“无废弃物

农业”维持了土壤的肥力，实现了废物再利用，使前一环节的废物尽可能地被后一环节利

用，主要遵循循环原理，D王确。

5.下列关于生态工程所遵循的基本原理的叙述，错误的是（）

A.选择净化能力强且能互利共生的多种水生生物修复湿地，体现了协调原理

B,桑基鱼塘农业生产模式中将蚕沙喂鱼、塘泥培桑，体现了循环原理

C.生态工程建设时，号召农民种树的同时要考虑农民的生活问题，体现了整体原理

D.以降低水体污染物和增加溶氧量的方式改善湿地水生生物生存环境，体现了自生原理

【答案】A

【解析】遵循自生原理，需要在生态工程中有效选择生物组分并合理布设，在湿地修复过程

中，应该选择污染物净化能力较强的多种水生植物，还需要考虑这些植物各自的生态位差

异，以及它们之间的种间关系，通过合理的人工设计，使这些物种形成互利共存的关系，A

错误。

知识点2生态工程的实例和发展前景

6.宁夏渝河一度因生活污水、工业废水随意排放导致水质恶化，生态系统功能失调成为制约

当地农业可持续发展的重要因素.通过综合养殖、发展生态农业等途径对渝河流域的生态进

行治理和恢复，物种多样性逐渐增加。以下叙述错误的是（）

A.该生态系统可利用的能量包括太阳能和排放的工业废水、生活污水中的化学能

B,该举措恢复环境的同时提高了经济效益，体现了生态工程的整体原理

C随治理的进行，生态系统功能逐步恢复，体现了生物多样性的直接价值

D.生态治理和恢复过程中，栽种的杨、柳等植物一般都是当地原有物种

【答案】C

【解析】流经该生态系统的总能最包括生产者固定的太阳能和排放的工业废水、生活污水中的化学

能，A正确；渝河生态治理是通过综合养殖、发展生态农业等途径实现的，既可恢复环境，

又发展了经济，这体现了生态工程的整体原理，B正确；随治理的进行，生态系统功能逐步

恢复，体现了生物多样性的间接价值，C错误；生态治理和恢复过程中，栽种的杨、柳等植

物一般都是当地原有物种，主要遵循生态工程的协调原理，考虑了生物与环境的适应，D正

确。

7.建设宜居宜业和美乡村是目前我国全面推进乡村振兴的重点工作，如图是农村庭院生态工

程建设的模式图。下列相关叙述正确的是（）

A.用猪、鸡的粪便生产沼气给农户使用，遵循了生态工程的自生原理

B,与传统农业相比，该生态工程各营养级之间的能量传递效率较高

C.建设农村庭院生态工程需结合当地自然、社会和经济的情况综合考虑问题

D.由于该系统食物链延长，能量逐级递减，系统总能量利用率降低

【答案】C

【解析】用猪、鸡的粪便生产沼气给农户使用是通过系统设计，使前一环节产生的废物尽可

能地被后一环节利用，减少整个生产环节“废物”的产生，遵循了生态工程的循环原理，A

错误；能量传递效率是指营养级之间同化量的比值，与传统农业相比，该生态工程通过系统

设计优化，充分利用了粪便等废弃物中的能量，实现了能量的多级利用，提高了能量利用

率，但生态工程不能提高能量传递效率，B、D错误；建设农村庭院生态工程需结合当地自

然、社会和经济的情况综合考虑问题，兼顾经济、社会与生态效益，C正确。

8.黄土高原是我国典型的生态脆弱区和生态气候过渡带。为了控制水土流失、阻止土地

退化和恢复生态系统健康，近几十年来黄土高原实施了大规模的植被恢复和矿区重建工程。

经过持续努力，黄土高原的生态条件发生了变化，植被覆盖度显著提高，高原地表实现了由

“黄”到“绿”的转变。下列相关叙述错误的是（）

A.黄土高原植被恢复和矿区重建工程遵循的生态学原理主要有整体原理、协调原理等

B.高原地表由“黄”到“绿”的转变过程中，该生态系统组分逐渐增多，抵抗力力稳定性逐渐增

强

C矿区废弃地生态修复的关键在于尽可能依靠自然演替恢复其生态功能

D.这个案例说明人类活动改变了群落演替的速度和方向

【答案】C

【解析】黄土高原植被恢复和矿区重建工程要考虑到生物的生态适应性，遵从自然生态系统

的规律，故遵循的生态学原理主要有整体原理、协调原理等，A正确；高原地表由“黄”到

“绿”的转变过程中，植被越来越多，该生态系统组分逐渐增多，其抵抗力稳定性增强，但

是恢复力稳定性逐渐降低，B正确；矿区废弃地的生态工程恢复关键在于植被的恢复，以及

植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建，近几十年来黄土高原实施了大规模的植被恢复和

矿区重建工程，主要依靠人工演替恢复其生态功能，C错误；这个案例中高原地表实现了

由“黄”到“绿”的转变，说明人类活动改变了群落演替的速度和方向，D正确。

9.植物对重金属的生物富集系数是指某种重金属元素在植物体内与土壤中含量的比值。某

矿区三个样地I、II、HI的污染程度依次加重，统计甲、乙植物对矿区重金属铅（Pb）、镉

（Cd）及锌亿n）的富集系数如表所示。据表分析，以下叙述合理的是（）

PbH集系数Cd富集系数ZnBWMt

植物

IIIIIIIIIIII1!lIII

甲1.253.746.214.7610.2915.972.445309.19

乙0340.611.211.932.513.081.27l.5«2.70

A.两种植物体内重金属含量高于土壤

B,甲更适合用于该矿区土壤修复

C.乙对Pb的富集能力高于Cd和Zn

D.乙对Cd富集量与土壤污染程度无关

【答案】B

【解析】Pb污染程度为I、II时，乙对Pb的富集系数均小于1,说明体内重金属含量低于土

壤，A错误；甲对Pb、Cd和Zn的富集系数均高于乙，说明甲更易吸收重金属，因此甲更适

合用于该矿区土壤修复，B正确；乙对Pb的富集系数均小于Cd和Zn的富集系数，因此乙

对Pb的富集能力低于Cd和Zn,C错误；随土壤污染程度依次加重，乙对Cd的富集系数逐

渐增大，因此乙对Cd富集量与土壤污染程度有关，D错误。

10.沙漠化防治一直是困扰人类的难题。为了固定流沙、保障包兰铁路的运行，我国人民探索

出将麦草插入沙丘防止沙流动的“草方格”固沙技术。流沙固定后，“草方格”为原有沙生

植物种子萌发、生长，群落逐渐形成，沙漠化得到治理。在“草方格”内种植沙生植物，可

加速治沙进程。甘肃古浪八步沙林场等地利用该技术，成功阻挡了沙漠的侵袭，生态效益显

著，成为沙漠化治理的典范。关于“草方格”技术，下列叙述错误的是（）

A.采用“草方格”技术进行流沙固定、植被恢复遵循了生态工程的自生原理

B.在“草方格”内种植沙拐枣、梭梭等沙生植物遵循了生态工程的协调原理

C.在未经人工种植的“草方格”内，植物定植、群落形成过程属于初生演替

D.实施“草方格”生态工程促进了生态系统防风固沙、水土保持功能的实现

【答案】C

【解析】采用“草方格”技术进行流沙固定，有益于生物组分生长、发育、繁殖，使植被逐

渐恢复，该过程遵循了生态工程的自生原理，A正确；在“草方格”内种植沙拐枣、梭梭等

沙生植物时考虑了生物与环境、生物与生物的协调与适应，遵循了生态工程的协调原理，B正

确；由题干可知，“草方格”内保留有沙生植物种子，故该群落形成过程属于次生演替，C错

误；“草方格”固沙技术能防止沙流动，有利于植被恢复，促进了生态系统防风固沙、水土

保持功能的实现，D正确。

能力提升练

（限时:lOmin）

一、选择题

1.为了推进乡村振兴，某地积极推广“温室鱼菜共生种养模式”，其主要结构和原理如图所示。

下列相关叙述错误的是（）

蔬

果

层

质

基

层

砾

石

A.设计该系统时遵循循环、协调等生态工程基本原理

B.蓄水池适当光照可增加水中藻类数量，既能降低水中无机盐浓度，又能为鱼类提供丰富食

物

C.适当增加养殖鱼的种类，丰富群落的垂直结构，有利于空间和营养等资源的充分利用

D.栽培基质和砾石层中的微生物有利于分解鱼粪，为果蔬生长提供物质和能量

【答案】D

【解析】农村综合发展型生杰工程是一个物质和能量多级利用的工程，其利用的生态系统基

本原理有循环原理、协调原理等，A正确；蓄水池适当增加光照，可以增加水中的藻类的数

量，藻类增多，吸收水中无机盐的能力增强，水中无机盐的浓度降低，同时为仔类提供了丰

富的食物，B正确；垂直结构是群落在空间中的垂直分布或分层现象，适当增加养殖鱼的种

类，可以丰富群落的垂直结陶，有利于空间和营养等资源的充分利用，C正确；微生物分解

鱼粪可以为果蔬提供无机盐等营养物质，但是不能提供能量，D错误。

2.明清时期，我国南方长江三角洲等地先民就探索出一种桑基鱼塘的农业生产模式，将原本

割裂的生态系统通过优化组合，有机整合在一起。下列相关叙述正确的是（）

A.蚕排泄物喂鱼体现了物质与能量可以从蚕流向鱼

B.该生态系统主要由人进行控制，无需信息传递的调节

C,为提高经济收益，应大量投放不同种类的鱼苗

D.陆基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙喂鱼、塘泥培桑体现了循环原理

【答案】C

【解析】蚕排泄物不属于蚕同化的能量，而是第一营养级同化的能量，所以蚕排泄物喂鱼体

现了物质与能量可以从桑树流向鱼，A错误：信息传递能使生命活动正常进行，促进生物种

群繁衍，还能调节生物之间的种间关系，维持生态系统的稳定，所以虽然桑基鱼塘生态系统

主要由人进行控制，但是仍然需信息传递的调节，B错误；因食物资源、空间资源足有限的，

为提高经济收益，应适量投放不同种类的鱼苗，C错误；陆基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙喂鱼、

塘泥培桑体现了循环原理，D正确。

3.城市高架桥桥底空间光照和降水相对较少，汽车尾气污染较重，管理维护频率低，常为城市

管理的“灰色地带”。某城市积极贯彻绿色发展理念，对桥底空间进行改造，将“桥下灰”转变为

了“生态绿”。在改造过程中，相关措施与原理相匹配的是（）

A.选择不同类型的植物搭配种植并合理布设，符合协调原理

B.选择种植生长缓慢、长久不落叶、生长周期长的植物，符合循环原理

C.选择种植耐阴、耐热、耐旱、抗污染能力强的植物，符合自生原理

D.设置雨水收集系统用于植物浇灌，增设民众游乐设施，符合整体原理

【答案】D

【解析】有效选择生物组分并合理布设，要创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖，以及

它们形成互利共存关系的条件，故选择不同类型的植物搭配种植并合理布设，符合自生原理，

A错误；循环原理是指在生态工程中促进物质的迁移与转化，既保证各环节物质迁移顺畅，

也保证主要物质或元素的转化率高，故选择种植生长缓慢、长久不落叶、生长周期长的植物，

不符合循环原理，B错误；协调原理是指生物与环境、生物与生物之间要协调与适应，选择

种植耐阴、耐热、耐旱、抗污染能力强的植物，符合协调原理，c错误；整体原理是指遵从

自然生态系统的规律，各组分之间要有适当的比例，考虑经济和社会的影响力，故设置雨水

收集系统用于植物浇灌，增设民众游乐设施，符合整体原理，D正确。

4.湿地是一种独特的生态系统，是绿水青山的重要组成部分。下列叙述错误的是（）

A.在城市地区建设人工湿地可改善生态环境

B.移除湖泊中富营养化沉积物有利于生态系统的恢复

C.移栽适应当地环境的植物遵循了生态工程的协调原理

D.气温和害虫对湿地某植物种群的作用强度与该种群的密度有关

【答案】D

【解析】湿地具有蓄洪防旱、净化水质、调节气候等作用，因此在城市地区建设人工湿地有

利于改善生态环境，A正确；湖泊富营养化严重时会导致水华，移除湖泊中富营养化沉积

物，可改善湖泊水质，有利于生物多样性的保护和生态系统的恢复，R正确：移栽适应当地

环境的植物体现了生物与环境的协调与适应，遵循了生态工程的协调原理，C正俏；气温等

气候因素属于非密度制约因素，对种群的作用强度与该种群的密度无关，D错误。

5.弗兰克氏菌能够与沙棘等非豆科木本植物形成根瘤，进行高效的共生固氮，促进植物根系

生长，增强其对旱、寒等逆境的适应性。下列叙述错误的是（）

A.沙棘可作为西北干旱地区的修复树种

B,在矿区废弃地选择种植沙棘，未遵循生态工程的协调原理

C,二者共生改良土壤条件，可为其他树种的生长创造良好环境

D.研究弗兰克氏菌的遗传多样性有利于沙棘在生态修复中的应用

【答案】B

【解析】在矿区废弃地选择种植沙棘，因地制宜，种植适合该地区生长的物种，遵循生态工

程的协调原理，B错误。

二、非选择题

1.“纳米曝气一生物膜一水生植物”一体化生态修复集成系统是当前城市黑臭河道治理常

用的技术手段，该系统分别从水体增氧、微生物负载增殖、植物吸收降解等途径对黑臭水体

进行全面水质净化，有效地消除水体黑臭，提高水体的自净能力，从而实现对河道的生物修

复。图1是该河道生态修复工程流程图，图2是该河道的模拟修复示意图。请回答下列问

题：

河

水

图1

（1）该河道因工厂和生活污水的排放导致水体中N、P等元素含量升高，引起

大量繁殖，死亡后被微生物分解，引起水体溶解氧下降，造成鱼类等死

亡，进一步破坏生态系统的稳定。

（2）纳米曝气机可产生纳米级的细小气泡，能快速增加水体溶解氧，有利于,

从而提高治污效果。

（3）沉水植物对于提高水体自净能力和保持水体清洁状态具有重要作用，在选择河道沉水

植物时要综合考虑河道水体的（至少答出2点）等条件。在向河

道内移栽沉水植物之前,先引进清水的目的是______________________________________o

和浮床上的挺水植物相比，沉水植物在净化水体方面的优点看0

（4）在水体中放养食藻虫能有效降低藻类和有机碎屑的含量，这说明食藻虫在生态系统中的

组成成分可能是________________o治理后，该河道水质得以恢复，水生植物层次分明，两

栖类和鸟类等动物迁入增多，该群落发生的演替类型是_________o

【答案】（1）藻类（及其他浮游生物）

（2）需氧生物的有氧呼吸，促进水体中的污染物降解

（3）温度、透明度、污染状况

增加水体透明度，有利于沉水植物进行光合作用，促进生长

沉水植物根、茎、叶完全浸没于水中，可以从底泥中吸收N、P等元素;在水中进行光合作用,

增加水中溶解氧

（4）消费者和分解者次生演替

【解析】

（1）生活污水和工业废水都含有大量的氮、磷等元素，有利于藻类及其他浮游生物大量繁

殖。

（2）增加水体的溶解氧，有利于需氧生物的有氧呼吸，促进河道中污染物降解，从而提高治

污效果。

（3）由于沉水植物是完全沉没于水中的，如果污染特别严重导致水质黑臭，会导致水体透

光性不良,影响沉水植物的光合作用。因此在选择沉水植物进行河道水体治理时需要考虑水

体的透明度、温度及污染状况等。引进清水可增加水体透明度，有利于沉水植物的光合作

用，促进生长。从图示可以看出，浮床上的挺水植物根系未扎入底泥中，而沉水植物的根系

是扎入底泥中的，因此，和浮床上的挺水植物相比，沉水植物在净化水体方面的优点有沉水

植物根、茎、叶均完全浸没于水中，可以从底泥中吸收N、P等元素；在水中进行光合作

用增加水体溶解氧含量。

(4)从“在水体中放养食藻虫能有效降低藻类和有机碎屑的含量”可以推测，食藻虫能够以

藻类和有机碎屑为食，因此食藻虫在生态系统中的组成成分可能是消费者和分解者。治理

后，该河道水质得以恢复，水生植物层次分明，两栖类和鸟类等动物迁入增多，由于保留了

原有的土壤条件等，故该群落发生的演替是次生演替。

,拓展培优练;(限时：8min)

1.广州海珠国家湿地公园是典型的城市湿地生态系统,有广州“南肺”之称.当地劳动人民在

密集的水网之上将低洼易有洪患之处挖成池塘饲养鱼类，堆泥成垛，在垛上种植果树,从而形

成了垛基果林的景观基底，如图所示。回答下列问题。

(1)该生态系统中，垛基上的果林和鱼塘构成了群落的结构。垛基上优先种植适

应性强的本土植被遵循了生态工