生态工程(建议用时：40分钟)1．养殖水产品可获得较好的经济效益，千百年来我国人民发展出了高度复杂且可持续的农业生态系统——桑基鱼塘。鱼塘里加装增氧泵可以养更多鱼，如今依靠太阳能向增氧泵供电的鱼塘(简称“光伏鱼塘”)已替代桑基鱼塘。请回答下列问题：(1)桑基鱼塘中的桑树、水生植物、鱼类、昆虫、蛙类和底泥中的微生物等共同组成了________。通过设计食物链，使原本流向________(填生态系统的成分)的能量更多地流向人类，提高了能量的________，这主要遵循了生态工程的________原理。(2)鱼塘加装增氧泵的目的是__________________________________。光伏鱼塘对造成环境污染和破坏的生产方式进行改造，并提高生态系统的生产力，追求________、经济、社会效益的统一，主要体现了生态工程的________原理。(3)光伏鱼塘属于成功的生态工程，但西南山区却不宜照搬，因为建立生态工程时需遵循________和________原理。[解析] (1)桑基鱼塘中的桑树、水生植物、鱼类、昆虫、蛙类和底泥中的微生物等所有生物共同组成了群落。通过设计食物链，使原本流向分解者的能量更多地流向人类，提高了能量的利用率，促进了物质循环，这主要遵循了生态工程的物质循环再生原理。(2)鱼塘加装增氧泵的目的是增加水中的溶解氧，提高鱼类的成活率，提高饵料的利用率。光伏鱼塘对造成环境污染和破坏的生产方式进行改造，并提高生态系统的生产力，追求(自然)生态、经济、社会效益的统一，主要体现了生态工程的整体性原理。(3)光伏鱼塘属于成功的生态工程，但西南山区却不宜照搬，因为建立生态工程时需遵循协调与平衡和整体性原理。[答案] (1)群落 分解者 利用率 物质循环再生 (2)增加水中的溶解氧，提高鱼类的成活率，提高饵料的利用率 (自然)生态 整体性 (3)协调与平衡 整体性2．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____________、____________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。-7-\n(2)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。(4)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系统强。(3)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)根据图中食物网分析，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、整体性、物种多样性(任意两个) 经济 生态 (2)强 (3)空间(垂直；垂直结构和水平) (4)虾、鱼 捕食和竞争3．请回答下列与城市生态系统有关的问题。(1)城市生态系统是由自然系统、经济系统和社会系统所组成的人工生态系统，该系统的组成成分仍然包括生产者、消费者、分解者和____________________________，但其营养结构相对________(填“简单”或“复杂”)。(2)城市生态系统和自然生态系统都离不开物质循环和能量流动。下列表格中A、B、C三处与备选项序号的对应关系是：A对应________，B对应________，C对应________。自然生态系统城市生态系统有机物来源②A能量来源BC备选项：①太阳能；②本系统的生产者合成；③其他生态系统。(3)城市化进程的加快也带来了严重的环境污染等问题。某公司新近研究的垃圾“无害化”处理项目的生产流程如下：该公司上述对垃圾的处理方法对传统生产方式进行了________，一定程度上解决了垃圾污染问题。“无害化”主要是指________________________，这主要体现了生态工程的__________________原理。[解析] (1)无论是人工生态系统还是自然生态系统，生态系统的组成成分均包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量，但人工生态系统(如城市生态系统)的营养结构相对简单。-7-\n(2)城市生态系统有机物来源可以是②本系统的生产者合成以及由③其他生态系统输入；能量以物质为载体，自然生态系统的能量来源是①太阳能；城市生态系统的能量来源为①太阳能和③其他生态系统输入的有机物中的能量。故A对应②③，B对应①，C对应①③。(3)由垃圾“无害化”处理项目的生产流程可知，该公司对垃圾采取先分类然后再将不同垃圾作为生产原料，使之形成对人类有用的产品。故上述对垃圾的处理方法是对传统生产方式进行了改善，一定程度上解决了垃圾污染问题。“无害化”主要是指使污染物转变为生产原料，实现废弃物的资源化，这主要体现了生态工程的物质循环再生原理。[答案] (1)非生物的物质和能量 简单 (2)②③ ① ①③ (3)改善 使污染物转变为生产原料，实现废弃物的资源化 物质循环再生4．如图是一个庭院生态系统模式图，请据图回答下列问题：(1)从生态学角度，一个家庭庭院也是一个________生态系统，在这个生态系统中有生产者、消费者和分解者，也存在能量流动和物质循环。(2)在庭院生态系统中系统的实际消费，也就是________________，如饲料、化肥等；系统的有效贡献，也就是这个庭院生态系统对系统外部的物质输出，包括________和________部分。(3)该生态系统用到了农业生态工程技术中的物质的良性循环技术，__________，种植业和畜牧业合理优化技术。(4)该庭院生态工程从总体上想要达到的目的是实现经济效益、________效益和社会效益。(5)建立该生态系统的生态工程遵循______________________________原理。[解析] (1)家庭庭院是人工设计的一个生态系统，属于人工生态系统。(2)因为是人工设计并管理的生态系统，庭院生态系统中系统的实际消费是来自外部的物质输入，人为加入的；庭院生态系统对系统外部的物质输出，就是人为使用生态系统内能量的过程，包括农户自身消费和出售部分。(3)物质的良性循环技术，种植业，畜牧业合理优化技术以及洁净可再生的新能源开发技术是在生态系统中常用的几种技术。(4)人工生态系统的目的是实现经济效益、生态效益和社会效益。(5)整体性原理、协调与平衡原理、物质循环再生原理是建立一个生态系统的基本原理。[答案] (1)人工 (2)来自外部的物质输入 农户自身消费 出售 (3)洁净可再生的新能源开发技术 (4)生态 (5)整体性原理、协调与平衡原理、物质循环再生-7-\n5．(2020·黑龙江省哈尔滨三中高三三模)2020年四川凉山连续发生2次火灾，过火面积近360公顷；澳洲丛林山火使1260多万公顷土地化为废墟，12.5亿动物葬身火海、上千物种濒临灭绝。据此回答问题：(1)山火后呈现的主要问题是________锐减，生态系统________降低，生态系统稳定性降低。(2)若你是当地生态系统设计师，山火后需重新规划设计森林生态系统，将依据生态工程的________，釆取适宜的生态恢复流程，该措施应朝着有利于________的方向进行，减少易燃隐患，并且要更好地适应新的气候条件。(3)重建过程需要注重结合的生态工程原理有______________________。(4)针对单一型树种的林区，森林大火反而可能是创造机会来弥补受到单一型树种影响的生态系统的自然价值，原因是______________________________。[解析] (1)根据“澳洲丛林山火使1260多万公顷土地化为废墟，12.5亿动物葬身火海、上千物种濒临灭绝”，可知山火后呈现的主要问题是生物多样性锐减，营养结构变得简单，生态系统自我调节能力降低，生态系统稳定性降低。(2)山火后需重新规划设计森林生态系统，将依据生态工程的理论和实践，釆取适宜的生态恢复流程，该措施应朝着有利于自然植被生长的方向进行，减少易燃隐患，并且要更好地适应新的气候条件。(3)根据分析中生态工程原理的概念可知，重建过程需要注重结合的生态工程原理有整体性原理、协调与平衡原理、物种多样性原理、系统学和工程学原理。(4)由于单一树种的生态系统生物种类少，营养结构简单，抵抗力稳定性低，易导致虫害，进而引起严重的危害，单一树种的用途有些过时，它们所带来的问题比其利用价值还多，所以针对单一型树种的林区，森林大火反而可能是创造机会来弥补受到单一型树种影响的生态系统的自然价值。[答案] (1)生物多样性 自我调节能力 (2)理论和实践 自然植被生长 (3)整体性原理、协调与平衡原理、物种多样性原理、系统学和工程学原理 (4)单一树种的生态系统的抵抗力稳定性低，易导致虫害，进而引起严重的危害/单一树种的用途有些过时，它们所带来的问题比其利用价值还多6．党的十九大报告指出：“大力度推进生态文明建设，……全面节约资源有效推进，能源资源消耗强度大幅下降。重大生态保护和修复工程进展顺利，森林覆盖率持续提高。生态环境治理明显加强，环境状况得到改善。”请回答下列与生态工程有关的问题：(1)上述成就的取得与走生态经济之路有关，生态经济主要是通过实行“________”的原则，而相关的最重要手段之一就是生态工程。如人们对已被破坏的生态环境进行修复和重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，促进了人和自然的和谐发展。(2)“全面节约资源有效推进，能源资源消耗强度大幅下降”，其手段之一是实现废弃物的资源化，这在很大程度上与生态工程所遵循的“________原理”有关。-7-\n(3)早期建设“三北防护林”过程中，辽宁西部章古台地区的樟子松林由于生物种类过于单一，使得松毛虫肆虐，原本茂密葱绿的森林甚至成为鸟兽了无踪影的“不毛之地”。这与生态工程所遵循的“________原理”不符，与该基本原理相对应的生态学理论基础是________。(4)珊瑚虫与某些藻类共生组成的珊瑚礁区，众多的生物通过食物链关系互相依存，就可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的生物量，提高了系统生产力。珊瑚礁之所以能够保持如此高的生产力，得益于实现了“1＋1>2”的“________原理”。(5)人类处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统之中，在植被贫瘠地区号召农民植树造林的同时，还应关注他们的生活问题，才能避免发生“前面造林，后面砍林”的现象，从根本上达到造林护林的目的。这遵循的是生态工程的“________原理”。(6)我国南方水网地区的“桑基鱼塘”模式，把桑、蚕、鱼、稻等单个生产系统通过优化组合，有机地整合到一起，成为高效生态系统。此与生态工程建设所遵循的“________原理”有关。(7)生态工程对恢复和重建受损的生态环境有重要作用，但为什么不能走“先污染、破坏，后治理”的老路？_________________________________。[解析] (1)生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产出的污染物成为本系统或另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经济的最重要的手段之一就是生态工程。(2)“全面节约资源有效推进，能源资源消耗强度大幅下降”，其手段之一是实现废弃物的资源化，这在很大程度上与生态工程所遵循的“物质循环再生原理”有关。(3)生态系统中生物种类越多，营养结构越复杂，生态系统的稳定性越高。早期建设“三北防护林”的实例与生态工程所遵循的“物种多样性原理”不符，与该基本原理相对应的生态学理论基础是生态系统的稳定性。(4)系统整体性原理强调各组分之间要有适当的比例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，并实现“1＋1＞2”的效果。珊瑚虫与某些藻类共生组成的珊瑚礁区，众多的生物通过食物链关系互相依存，就可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的生物量，提高了系统生产力。珊瑚礁之所以能够保持如此高的生产力，得益于实现了“1＋1＞2”-7-\n的“系统整体性原理”。(5)人类处在一个社会—经济—自然复合而成的系统中，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。如在植被贫瘠地区号召农民植树造林的同时，还应关注他们的生活问题，才能避免发生“前面造林，后面砍林”的现象，从根本上达到造林护林的目的。这遵循的是生态工程的“整体性原理”。(6)系统的结构决定功能原理是指生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。我国南方水网地区的“桑基鱼塘”模式，把桑、蚕、鱼、稻等单个生产系统通过优化组合，有机地整合到一起，成为高效生态系统，大大提高了系统的生产力。此与生态工程建设所遵循的“系统的结构决定功能原理”有关。(7)生态工程对恢复和重建受损的生态环境有重要作用，但生态系统的恢复力稳定性是具有一定限度的，从而导致生态工程的局限性，因而生态工程不能解决所有的污染、破坏问题。所以生态工程中不能走“先污染、破坏，后治理”的老路。[答案] (1)循环经济 (2)物质循环再生 (3)物种多样性 生态系统的稳定性 (4)系统整体性 (5)整体性 (6)系统的结构决定功能 (7)生态系统的恢复力稳定性是具有一定限度的，导致了生态工程的局限性，使生态工程并不能解决所有的污染、破坏问题7．(2020·长春市高三二模)在我国北方地区，由于冬天气温很低，会导致农作物不能生长，家畜生长缓慢，甚至停止，沼气池不能正常产气等一系列生产生活问题。为解决上述问题，有关专家设计了如图所示“四位一体”的农业生态工程(“四位”指沼气池、猪禽舍、厕所及日光蔬菜温室四部分)，请分析回答：(1)一般来说，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，它是实现________最重要的手段之一。(2)图中①～④最终形成的沼液用于蔬菜的生产主要符合________原理。沼液作为一种有机肥，与直接施用化肥相比，优点是_____________________________(答出两点即可)。为提高温室蔬菜的光合作用强度，可采取的措施有____________________________________(答出两点即可)。(3)图中①～⑦过程不能表示能量流动的有___________，该生态农业模式实现了能量的___________。[解析] (1)一般来说，生态工程的主要任务是对已被破坏的生态环境进行修复，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、可持续等特点，它是实现循环经济最重要的手段之一。(2)图中①～④最终形成的沼液用于蔬菜的生产主要符合物质循环再生原理。沼液作为一种有机肥，与直接施用化肥相比，优点是有利于增加土壤微生物类群、改善土壤性质、为植物提供CO2、降低环境污染。为提高温室蔬菜的光合作用强度，可采取的措施有适当补充光源、适当补充CO2等。(3)图中①～⑦过程不能表示能量流动的有⑦，沼液中的无机盐可被植物吸收，但不能给植物提供能量；该生态农业模式能实现能量的多级利用，但不能使能量循环利用。[答案] (1)已被破坏的生态环境 可持续 循环经济 (2)物质循环再生 有利于增加土壤微生物类群、改善土壤性质、为植物提供CO2、降低环境污染(答出两点即可) 增强光照、补充CO2 (3)⑦ 多级利用-7-\n8．为治理城市某区域被污染的水体，科研人员通过引进河水、设计湿地景观、优化植物种植等，建成了城市湿地景观公园(如图)，其中箭头代表水流方向，折水涧为阶梯式进水道，河水由此引入该系统。一段时间后，不仅污染的水体环境明显改善，而且对引进的河水也有了一定的净化作用。请回答：(1)不同区域选择种植不同类型的植物，在净化水体的同时又能美化环境，这体现了生态工程建设的________原理。在该湿地景观公园中，A区域中以挺水植物芦苇为主，B、C区域以沉水植物伊乐藻、苦草为主，体现了群落的________结构。(2)A区域种植芦苇能通过三种途径净化水体：①通过阻挡、吸附等使污染物沉降；②通过增加水中________，使微生物分解增强；③通过减弱________，抑制水体中藻类繁殖。(3)从净化水体、维持生态稳定的角度分析，水质较清的B、C区域种植沉水植物的作用有________、________。(4)若该湿地公园对引进的河水有净化作用，则与进水口水样相比，出水口水样中____________。①总氮磷含量下降 ②浮游生物数量较多 ③有毒物质减少 ④溶解氧上升[解析] (1)生态工程所遵循的整体性原理的意义在于统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定。同时为解决水域富营养化的问题，还应兼顾各种生物的数量，不能超过环境承受能力，避免系统的失衡和破坏，即协调与平衡原理。群落的水平结构是指受各种因素的影响，不同地段分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差别，常呈现镶嵌分布，A、B、C区域是不同地段，且主要生长的植物不同，所以是群落的水平结构。(2)好氧型微生物的分解作用时需要氧气，可以通过提高水中的溶氧量使得分解作用增强；藻类是光能自养型生物，没有光就不能合成有机物，不能生长和繁殖。(3)污水中含有矿质元素，可作为营养物质被沉水植物吸收，植物通过光合作用产生氧气，可增加水域的溶氧量，作为生产者，它能合成有机物，是消费者直接或间接的食物来源。(4)出水口的污染物含量大大降低，如N、P化合物的含量、有毒物质的含量，由于A、B、C区域均种植了植物，所以水中的溶氧量较高。但由于水中有机物、N、P化合物等含量减少，水中的浮游生物的量减少。[答案] (1)整体性(和协调与平衡原理) 水平 (2)溶氧量 水体中的光照 (3)可有效吸收矿质营养(或增加水体含氧量) 为其他生物提供食物 (4)①③④-7-
