【电子课本】选择性必修二 4.3生态工程

第4章  第3节  生态工程

答案及提示

问题探讨

在2008年北京奧运会的筹办过程中，奥林匹克森林公园是一个重要建设项目公园所在地原来主要是普通村落和农田。2002年招标设计，2005年开工建设，2008年建成。公园建设坚持“绿色奥运”的理念，充分利用了原有地貌和植被，采用了营造近自然林系统、废物资源循环利用等多项生态技术。例如，公园的水系建设采用了雨水收集、污水利用、中水净化、智能化灌溉和生态防渗等环保技术。

讨论

1.农田弃耕后，在自然状态下也可以演替为森林，为什么还要人工造林呢？

提示：弃耕的农田在自然状态下演替为森林需要经过数十年甚至更长的时间，而利用生态工程原理进行人工造林，可以缩短建设周期，在较短时间内获得生态效益。

2.为什么要先做森林公园的整体设计再开工呢？

提示：建设北京奥林匹克森林公园是涉及生态学、工程学、系统学、经济学等多学科的原理和方法的系统工程，要综合考虑诸多方面的因素，而且建设成本较高，在开工前做好整体设计可以保证工程建设的合理性与可实施性，也可以有效控制建设成本和后续维护成本，避免不必要的浪费,提高生态效益。

3.公园建设为什么要充分利用原有的地貌和植被，营造近自然林系统呢？

提示：生态工程的建设要顺应自然，即合乎自然规律。自然的地貌和植被，是自然选择生物与环境相适应的结果，充分利用原有的地貌和植被有利于该公园的可持续发展，并且会减少人力和物力的投入。

第1小节

旁栏思考题1

有人说，过度从土地索取导致土地退化，是有些古文明中断的一个重要原因。我国几千年的农业发展没有出现这一问题，这是中华文明数千年延续不断的条件之一。你认同这一观点吗？请查找资料，对这一观点作出评析。

提示：历史上美索不达米亚、小亚细亚等地居民毁林造田，使那里成为不毛之地。而中华文明在“天人合一”“道法自然”等生态智慧和“仁民爱物”“民胞物与”等生态伦理的指导下，生生不息、源远流长。

旁栏思考题2

从协调原理出发，想一想，在我国西北地区进行防护林建设，应选择哪些树种？如果在该地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？

提示：我国西部地区缺雨干早，土壤较为贫瘠，应该选择适合当地自然环境条件的树种，如沙棘、山杏、刺槐、小叶锦鸡儿等。在西北地区发展畜牧养殖业，应该注意牲畜数量不能超过草地的承载力。

思考·讨论

讨论

1.尝试画出桑基鱼塘中的食物链。

提示：桑树→蚕；甘蔗→人；甘蔗→猪→人；虽然用蚕沙喂鱼，但池塘中还可能存在如下食物链：浮游植物→鱼；浮游植物→浮游动物→鱼。

2.桑基鱼塘应用了生态工程的哪些基本原理？

提示：自生：桑基鱼塘中的生物组分通过合理布设，互利共存，实现了系统结构与功能的协调，形成了可以自我维持的有序的整体。

循环：“陆基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙喂鱼、塘泥培桑”这样的农业生产模式维持着高效的物质循环。

协调：所选择的生物与生物、生物与环境达到了协调和平衡，例如，桑和甘蔗适应我国南方温暖湿润的气候；四大家鱼混养充分利用了群落的空间结构：桑叶饲蚕，利用了种间关系，但养殖的蚕的数量没有多到危及桑的存活；等等。

整体：桑基鱼塘在设计时，陆地与水面配比合理，各组分的搭配与比例适当，结构有序，形成了一个不可分割的整体；桑基鱼塘将原本割裂的生产系统优化组合，能够发展多种经营，为农民创造收入,是结构优化的“社会一经济一自然复合系统”。

3.当桑叶价格高，卖桑叶比卖鱼更合算时，当地农民会将蚕沙用作桑树的肥料，而不是喂鱼。由此可以看出，生态工程除了要考虑生态学、工程学原理，还需要关注什么？

提示：还需要关注经济学原理，要达到经济效益和生态效益的同步发展。

练习与应用

一、概念检测

1.生态工程遵循整体、协调、循环、自生等基本原理。判断下列相关表述是否正确。

（1）依据生态工程的循环原理，应该对垃圾进行焚烧处理。（×）

（2）园林既能改善生态环境，又能提高社会和经济效益，体现了生态工程的整体原理。（√）

2.建设人工湿地可将污水、污泥有控制地投放到人工建造的湿地上，主要利用了土壤、人工介质、微生物的作用对污水和污泥进行处理。下列叙述，不合理的是（C）

A.合理搭配植物以提高系统的生物多样性

B.尽量使用本地物种以减少外来物种入侵

C.为提高能量传递效率增大引入湿地的污水总量

D.选择合适的人工介质以利于好氧微生物的分解作用

二、拓展应用

1953年朝鲜战争停战后，南北双方以北纬 38°为停火线，沿线两侧大约500km²为非军事区， 这里的地表经过战争浩劫，几乎没有生物存在。几十年来，由于基本没有人类活动，这里恢复了 完全的口然状态。河水清澈、森林茂盛、物种繁多,还出现了多种被认为早已在朝鲜半岛灭绝的动物, 如棕熊。有科学家评论说：“全世界只有在这个地方，由于3 000年以来的农耕文明突然终止，原始物种可在没有人类干扰的情况下自由发展，这个地区的生态恢复情况大大超过了人类所有生态建设所能达到的水平。”说说这个案例给你的启示。

提示：我们在认识到生态工程在恢复、重建受损生态环境方面可发挥重要作用的同时，不能忘记大自然固有的强大的生态恢复力量，更不能误认为只要有了生态工程，就可以先污染，后治理；在生态工程建设中，我们应充分利用自然生态系统的恢复能力，结合当地生态环境有针对性地进行生态工程建设，以达到更好的效果，并节约成本。

第2小节

思考·讨论

请分析图b，并与当地农村的生态系统相比较，讨论以下问题。

1.在这一案例中，主要运用了生态工程的哪些基本原理？

答案：整体、协调、循环、自生等。

2.这一生态系统的结构和功能有哪些特点？

答案：生态系统中的各组分搭配合理，紧密联系形成一个有序的整体，实现了物质多级循环利用、能量充分利用、减少了废物排放与环境污染。

3.这一生态工程有哪些值得借鉴的做法？

答案：这一生态工程实现了物质利用的良性循环，提高了土地产出水平，创造了多种劳动力就业机会，增加了农民收入,促进了经济发展；同时降低了环境污染，促进了农村的可持续发展。

思维训练

生命是什么？这是一个古老又充满哲理的问题。概括、总结从细胞到生态系统多层 次生命系统的共同特征，对你认识生命的本质会有帮助。这个活动，需要你综合运用已经学过的内容，甚至需要查找资料获取更多信息，并用准确的术语表达。

1.生命系统的结构。与一般的非生命系统相比，生命系统的复杂程度更高。生命 系统尽管结构复杂，但都是由各个组成部分 构成的统一的、有序的整体。生命系统的结构特征是_________________________________ 。

答案：开放性、复杂性、有序性、动态性、整体性

2.生命系统的功能。生命系统不断从 外界环境获取物质或能量，形成新的组织结构，也不断排出物质、散失热能，等等。细 胞能形成新细胞，个体能产生新个体。生命系统的功能特点是________ 。

答案：能与环境进行物质和能量的交换以维持自身的有序性，进行“自我更新”；细胞和个体等生命系统还能进行“自我复制”

3.生命系统与环境的关系。任何生命系统都不能孤立地存在，而是与其他生物，包括同种和不同种的生物，紧密联系在一起的，同时又依存于非生物环境。从生态的视角看，生命系统___________________。

答案：依存于环境，也能适应环境、影响环境

4.生命系统的历史。分析生命系统的 由来，追寻生命系统的历史，也是理解生命 是什么的关键。从历史的角度看，生命系统 　　　　　　　　。

答案：由最原始、最简单的生命进化而来，凝聚着漫长的进化史

练习与应用

一、概念检测

1.生态工程建设需要因地制宜、多措并举。判断下列相关表述是否正确。

(1 )农村综合发展型生态工程实现了物质和能量的循环利用。(×)

(2)农村综合发展型生态工程的原理是一样 的，各地均可按相同的模式建设。(×)

(3) 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。     (√)

(4) 在某矿区废弃地进行公园化建设时，需要考虑植被与土壤之间的协调。 (√)

2.2017年，我国农业部启动了农业绿色发展行动，其中要求提高农作物秸杆的利用率。下 列对农作物秸秆处理不当的是(C)

A.过腹还田

B.青贮、氨化处理

C.田间焚烧，留灰做底肥

D.利用作物秸秆培养蚯蚓

二、拓展应用

莱茵河是欧洲大陆的一条大河，流经多个国家，曾是流域内几千万人的饮用水水源，也是鲑鱼等洄游性鱼的洄游河流。第二次世界大战以后， 伴随经济的快速发展，过度捕捞、河道的渠化、 工业污水的排放、繁忙的内河航运等人类活动导致莱茵河的水质严重恶化，因河道裁弯取宜，鱼类洒游受阻等问题日趋严重。

(1 )针对上述问题，列举莱茵河的治理要解决哪些方面的问题。

提示：要解决过度捕捞、河道的渠化、工业污水的排放、繁忙的内河航运等人类活动带来的水质严重恶化等问题。要协调经济和社会发展与生态环境保护之间的关系。

严格控制流域内的污水排放并对污水进行净化处理;拆除不合理的航道、灌溉和防洪工程；保护植被、加强绿化、恢复生态；保护洄游鱼类、保护鱼类产卵场、控制鱼类捕捞量；等等。

(2)莱茵河流域管理委员会和沿河国家于 1987年提出了重塑莱茵河的生态修复计划，查阅资料，了解该计划的设计思路。

(3) 查阅最新进展，了解莱茵河的生态现状。

（2）（3）提示：查阅资料后进行讨论交流。

(4 )谈谈莱茵河治理给你的启发。

提示：答案合理即可。提示：一方面可以从人们对污染治理的观念转变，制订科学的治理方案，加强国际合作与公众参与等角度来谈；另一方面可以将菜茵河的治理与我国在河流治理方面的典型案例进行对比分析，并提出合理化建议等。

(5 )你家乡附近的河流是否也出现20世纪莱茵河遇到的问题？能否借鉴莱茵河治理的经验和 教训？提出你的想法。

提示：可查阅资料，走访当地居民,咨询相关部门，了解情况后进行交流。

复习与提高

一、选择题

1. “杂交水稻之父”袁隆平成功培育出高产杂交水稻的关键是在野生水稻中发现了雄性不育 植株，这是利用了生物多样性中的（D）

A.生物种类多样性    B.生态环境多样性

C.生态系统多样性    D.遗传（基因）多样性

2.城市生态工程是指用生态工程的方法对城市环境进行综合治理。下列措施，不符合城市生态工程建设基本原理的是（D）

A.大力推广“环境友好技术”

B.采用浮床工艺法等手段治理水污染

C.分区建设工业区、居住区、生态绿地等

D.用法律手段禁止汽车上路，严禁造纸厂、酒厂生产，以断绝污染的源头

3.本章章首页所示的云南省红河州哈尼梯田，被盛赞为江河一森林一村寨一梯田四位一体的人与自然高度协调、可持续发展的生态系统， 是我国劳动人民创造的农耕文明奇观。在这里， 山顶是森林，可以涵养水源；山坡上是层层梯田；半山腰上建有村寨；山脚下有江河。近些年来，哈尼梯田部分地区试行稻一鱼一鸭生态种养模式， 将种稻、养鱼、养鸭相结合，取得显著经济效益。

（1）维持哈尼梯田这一生态系统可持续发展的关键是（B）

A.层层的梯田         B.山顶的森林

C.半山腰的村寨     D.山脚下的江河

（2）稻一鱼一鸭生态种养模式能提高经济效益的原因是（C）

A.当地日照充足             B.当地土壤条件好

C.物质分层分级利用       D.物质和能量循环利用

二、非选择题

1. 2020年2月24日，全国人民代表大会常务委员会通过了《关于全面禁止非法野生动物交易、革除滥食野生动物陋习、切实保障人民群众生命健康安全的决定（草案）》。禁止野生动物交易、革除滥食野生动物陋习为什么有利于保障人民群众的生命健康安全？

提示：(1)野生动物可能携带能够感染人的寄生虫、细菌、病毒等病原体，在猎捕、宰杀、加工、交易和食用野生动物的过程中，病原体会发生扩散、传播，直接危害人民群众的生命健康。(2)每种生物在自然界中都有其地位与作用，禁止野生动物交易、革除滥食野生动物的陋习可以有效阻止人们对野生动物的猎捕，从而起到保护生物多样性、维持生态平衡的作用。人和动物都是自然界中的一分子，保护野生动物，就是保护人类；善待野生动物，就是善待我们自己。

2.有的科学家说，人类总是如下图所示，依靠科技的进步，使自身更加适应环境。然而，人口也会随之明显增长，并使生态环境进一步遭到破坏，如消耗更多的资源、生物多样性锐减以及产生更多的废弃物和污染物，从而形成一种恶性循环。

 

你认同这种观点吗？你认为人口、科技进步和资源与环境之间应当是一种什么样的关系？

提示：不认同。世界近几百年来人口过快增长与科技进步有一定关系，人口过快增长造成资源大量消耗、生态遭到严重破坏的情况是比较普遍的。但是，在许多人口增长控制得比较好、生态治理和环境保护做得比较好的国家和地区，资源和环境状况正在朝着好的方向转化，因此不能笼统地认同这种观点。

人口、科技进步、资源与环境之间应当是一种相互协调的关系。科技进步特别是农业科技进步可以使地球养活更多的人口，但科技进步并不一定导致人口猛增，有些科技发达的国家甚至出现人口下降的趋势；应用先进科技可以提高资源和能源的利用效率，开发绿色能源和防治污染。因此，人类不仅要大力推动科技进步，还要大力加强人口、资源和环境教育。此外，各国还要加强有关的法制建设和国际合作，使全球人口增长得到合理的控制，使资源得到合理的利用，使生态环境不再遭到破坏并且朝着好的方向发展。总之，人类应当坚持走一条自然、经济、社会相协调的可持续发展之路。

3.下表显示某地哺乳动物和鸟类生存受到威胁的各主要原因及其比例。

（1）请根据这些数据绘制柱形图，横轴表示每类动物受威胁的原因，纵轴表示数值。

答案：如图

（2）分析这两类动物生存受到威胁的主要原 因是什么。

答案：哺乳动物受到威胁的主要原因是丧失栖息地和偷猎；鸟类受到威胁的主要原因是丧失栖息地。

4.学完“生物与环境”模块，你对生物与环境的关系、人与环境的关系有哪些体会和见解？

提示：请学生结合自身体会来谈。