- 生态工程的实例和发展前景
- 共850题
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．回答问题：
（1）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______呼吸将有机物分解．
（2）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______（生态系统、群落、种群）．在植物池的食物网中，植物位于第______营养级．植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于_______所固定的______能．
（3）生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、______和______等原理
（4）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．
正确答案
解析
解：（1）微生物通过细胞呼吸将有机物分解．
（2）群落是指生活在一定的自然区域内，相互之间具有直接或间接的各种生物种群的总和，所以植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了群落．在食物网中，植物位于第一营养级，属于生产者．生态系统的最终能量来源是生产者固定的太阳能．
（3）生态农业所遵循的基本原理有物质循环再生原则、物种多样性原则、协调平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理．
（4）生态工程的主要任务是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．
故答案为：
（1）无氧和有氧（或细胞）
（2）群落 一 生产者 太阳
（3）物质循环再生 物种多样性
（4）已被破坏的生态环境（或受损的生态系统）
（1）施用有机肥料有利于提高农作物的产量，原因是土壤微生物分解有机肥料所产生的______使农作物的光合作用强度得到提高．
（2）从资源化、无害化角度分析，途径②、③优于④的原因是______．
（3）少量有机废弃物排入河流，不会使河流中的生物种类和数量发生明显变化．这说明生态系统具有______．
（4）焚烧塑料垃圾所产生的二恶英会诱发______基因突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞．
（5）应在______的土壤中去寻找能降解塑料的微生物，从含有多种微生物的土壤中分离出这类微生物，需使用______培养基．
正确答案
CO2和无机盐
通过多层分级利用有机废弃物的物质，既充分利用有机物中的能量，又减少了环境污染
自我调节（自我净化）
原癌基因和抑癌基因
富含塑料垃圾
选择
解析
解：（1）有机肥料施入土壤以后，经土壤微生物的作用会转化成腐殖质，腐殖质进一步分解，不但可释放出氮（N）、磷（P）、钾（K）等肥料元素，供作物不断地吸收利用；而且有机质分解后还能不断地释放出大量的二氧化碳（CO2）和水分，提高光合作用强度．
（2）从资源化的角度分析，途径②③优于④是由于多层次分级利用有机废弃物的物质，能充分利用有机物中的能量；从无害化角度分析途径②③优于④是由于减少了环境污染．
（3）少量有机废弃物排入河流，不会使河流中的生物种类和数量发生明显变化，这说明生态系统具有一定的自我调节能力．
（4）正常细胞变为癌细胞是由于原癌基因和抑癌基因发生基因突变．
（5）能降解塑料的微生物属于分解者，能降解塑料的微生物可以从富含塑料垃圾的土壤中寻找，从含有多种微生物的土壤中分离出这类微生物，需使用选择培养基．
故答案为：
（1）CO2和无机盐
（2）通过多层分级利用有机废弃物的物质，既充分利用有机物中的能量，又减少了环境污染
（3）自我调节（自我净化）
（4）原癌基因和抑癌基因
（5）富含塑料垃圾 选择
为了解决城市水污染问题，建立人工湿地公园可起到重要作用，根据如图回答相关问题．
（1）图中的人工湿地是一个生态系统，该生态系统中属于生产者的生物有______．对该生态系统滩涂沙土中小动物类群丰富度的研究时，由于鼠妇（俗称“潮虫”）、蚯蚓等小动物活动能力强，又因为身体微小，故常利用______取样进行采集、调查的方法．
（2）输入该生态系统的能量有______和______．
（3）人工湿地可以净化城市污水，但对污水排放量还要加以控制，原因是生态系统的______是有限的．
（4）近年来发现人工湿地还具有蓄洪防旱的功能，这主要是体现了生物多样性的______价值．
（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______．
正确答案
解析
解：（1）芦苇、绿藻、黑藻能够进行光合作用合成有机物，属于自养生物，因此它们属于生态系统成分中的生产者．土壤小动物较小，不能用标志重捕法；活动范围较大，不能用样方法．用取样器取样法调查其丰富度．
（2）该生态系统中能量来源有生产者固定的太阳能和生活污水中有机物中的化学能，比自然生态系统多了一个有机物中的化学能．
（3）生态系统的自我调节能力是有限的，因此要控制污水排放量，不能超过它的承受能力．
（4）人工湿地还具有蓄洪防旱的功能属于生态功能，生态功能都属于间接利用价值．
（5）次生演替是指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其它繁殖体的地方发生的演替．因此该群落演替类型是次生演替．
故答案为：
（1）芦苇、绿藻、黑藻 取样器
（2）生产者固定的太阳能 污水中有机物中的化学能
（3）自我调节能力
（4）间接
（5）次生演替
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．回答问题：
（1）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______呼吸将有机物分解．
（2）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______（填“生态系统”“群落”或“种群”）．
（3）生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、______和______等原理．
（4）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．
正确答案
解析
解：（1）污水流经厌氧沉淀地、曝气池和兼氧池后得到初步净化．在这个过程中，微生物通过厌氧呼吸和需氧呼吸将有机物分解．
（2）群落是指生活在一定的自然区域内，相互之间具有直接或间接的各种生物种群的总和，所以植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了群落．
（3）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．
（4）一般来说，生态工程的主要任务是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．
故答案为：
（1）厌氧 需氧
（2）群落
（3）物质循环再生 物种多样性
（4）已被破坏的生态环境（或受损的生态系统）
北京奥林匹克公园南区建有一个复合垂直流人工湿地，展示了较新的生态污水（常富含N、P）处理技术．如图1示复合垂直流人工湿地构造示意图（箭头示水流方向），请分析回答下列问题：
（1）人工湿地的上行池和下行池中均栽有芦苇、香蒲、菖蒲、美人蕉等，它们在生态系统中属于______，并且都是挺水植物能有效抑制浮游藻类的生长，这是因为它们可以对浮游藻类起到______的作用．
（2）人工湿地的植物根系常形成一个网络样结构，网络中的根系不仅能直接吸附和吸收污水中的等营养物质，而且还为______的吸附和代谢提供了良好的环境条件，使它们能够通过______和______两种方式将污水中的有机物降解．
据此分析，硝化细菌和反硝化细菌分别生活在复合垂直流人工湿地的______池和______池流入湿地的污水在“先下后上”的过程中，与______充分接触，得到了明显净化．
有机氮
（3）污水脱氮过程离不开硝化细菌和反硝化细菌的作用，作用机理如图所示．
（4）经人工湿地处理的生活污水可作为非饮用水用于很多生产过程，不仅减少了污染还节约了水资源． 为了使复合垂直流人工湿地能够长期稳定的运行还需要控制进水口的水量和进水速率，一旦排入的污 水量超过一定的限度就有可能导致污染物无法被降解而使得复合垂直流人工湿地崩溃，从生态学的角度分析，这是因为______．
正确答案
解析
解：（1）有芦苇、香蒲、菖蒲、美人蕉等具有一定净化污水能力，在该生态系统成分中属于生产者，能通过光合作用合成有机物，并将太阳能（或光能）输入到该生态系统的第一营养级．以上植物都是挺水植物，体现了生态系统的垂直结构，因为它们可以对浮游藻类起到遮光，所以能有效抑制浮游藻类的生长．
（2）人工湿地的植物网络样结构的根系，不仅能直接吸附和吸收污水中的N、P等营养物质，而且还为分解者的吸附和代谢提供了良好的环境条件，使它们能够通过分解作用降解污水中的有机物．湿地基质常使用碎石等多种材质，碎石间留有一些空隙，以提供充足的氧气供根部进行呼吸作用．
（3）作用机理中可以看出，硝化细菌需要生活在有氧环境中，因此硝化细菌将生活在复合垂直流人工湿地的下行池，反硝化细菌需要无氧环境，因此生活在复合垂直流人工湿地的上行池中．流入湿地的污水在“先下后上”的过程中，与植物根系和微生物充分接触，得到了明显净化．
（4）一旦排入的污 水量超过一定的限度就有可能导致污染物无法被降解而使得复合垂直流人工湿地崩溃，从生态学的角度分析，这是因为生态系统的自我调节能力是有一定限度的．
故答案为：
（1）生产者 遮光
（2）无机盐（N、P） 分解者（微虫物） 有氧呼吸
（3）下行 上行 植物根系和微生物
（4）生态系统的自我调节能力是有一定限度的
生活污水中含有大量的N、P元素，直接排放到水体中，会引起浮游藻类大量繁殖，出现水华现象．某科研人员研究了水面部分遮光（约
（1）图一中，实验水塘与对照水塘处理的不同之处是______，
（2）分析图一的数据可以得出的结论是：______．
（3）生活污水流入人工湿地前，需经稀释处理，是为了防止______．
（4）控制生活污水流入人工湿地的速率，除有利于人工湿地中有机物被充分分解外，还有利于______，使出水口处的水质达到排放要求．
（5）根据图一的实验结果，人工湿地中种植芦苇等挺水植物，有利于减少水中的浮游藻类，原因是______．
正确答案
解析
解：（1）实验水塘研究将水面部分遮光（约
（2）图一中数据可知，实验组水塘中叶绿素a含量比对照组水塘中叶绿素a含量低，可推知：遮光引起光照减弱，影响藻类植物叶绿素a的合成（降低水华发生程度）
（3）生活污水中含有大量的有机物，直接流入人工湿地，造成人工湿地的浓度升高，会造成微生物失水过多死亡，所以在流入人工湿地前，要经过稀释处理．
（4）由于生活污水中含有大量的有机物，人工湿地中分解者不能在很短的时间内将所有的有机物分解，得到的无机物也不能被植物充分利用，使得出水口的水质受到影响，因此在实践中需要控制生活污水流入人工湿地的速率．
故答案为：
（1）实验水塘进行部分遮光，对照水塘不进行遮光
（2）遮光光照减弱，影响藻类植物叶绿素a的合成（降低水华发生程度）
（3）微生物（水生生物）失水过多死亡
（4）无机盐被充分吸收
（5）挺水植物起遮光作用，影响浮游藻类进行光合作用
下面为城市废水处理的工艺流程简图，请回答以下问题：
（1）城市废水处理主要是去除悬浮物和溶解性有机物．近年来，科学家研究出“生物膜法”，能让溶液中的一种或几种成分无法透过，其它成分能透过．该方法的原理是模拟生物膜的______性，把废水中的污染物与水分离．参与三级处理过程的微生物，其新陈代谢的主要类型为______．
（2）有一种微生物能够分解污水中的某种有机污染物，这种微生物能够快速增殖的原因之一是污水中含有其生长繁殖所需的______和水、无机盐等营养物质，投放时应选择处于生长曲线______ 期的这种微生物．
（3）饮用水采用与废水处理基本相同的步骤，检测饮用水中是否含有大肠杆菌，培养基中应加入______染料．
（4）在一些城市治理水系时，把河岸和河底都铺上一层水泥，河道反而更快的污染变质了．原因是天然水体是一个完整的生态系统，包括生物群落和______．铺上水泥时清除了底泥，主要破坏了生态系统成分中______的作用，所以水质变坏更快．由此可见，治理污染必须符合自然规律．
正确答案
解析
解：（1）“生物膜法”模拟了生物膜的选择透过性，能让溶液中的一种或几种成分无法透过，其它成分能透过，将废水中的污染物与水分离．参与三级处理的生物处理是利用分解者将初沉和二沉的污泥中有机物分解成无机物，此过程的所需的微生物是异养厌氧型．
（2）微生物生长离不开适应的生活条件，如适应的温度、适应的PH、充足的营养等，由于污水中适合其生长繁殖所需的碳源、氮源、生长因子 和水、无机盐等营养物质，因此这种微生物能够快速增殖．投放时最好选择细菌处于增长率最大的时期较好，即处于生长曲线的对数期．
（3）由于大肠杆菌在含有伊红-美蓝的培养基上，菌落会出现金属光泽．检测饮用水中是否含有大肠杆菌，培养基中应加入伊红-美蓝染料．
（4）一个生态系统由生物群落和无机环境组成，天然水体是一个完整的生态系统，同样也是由生物群落和无机环境组成．把河岸和河底都铺上一层水泥，导致河岸和河底中的分解者不能发挥作用，不能促进物质循环，违反了物质循环再生原理，使得河道反而更快的污染变质了．
故答案为：
（1）选择透过性 异养厌氧型
（2）碳源、氮源、生长因子 对数
（3）伊红-美蓝
（4）无机环境 分解者
（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）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______．
（3）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______．
Ⅱ．为进一步探究菖蒲的作用，该研究小组又进行了实验，实验结果如图．
上图注解：图中a、b、c、d分别从不同地点采集的生活污水、工业污水、混合污水、普通池塘水4种水样；BOD表示水中有机污染物经微生物分解的需氧量
（4）上述实验在放入菖蒲前应事先______起始数据．
（5）处理后a、b、c、d 4种水样中的总氮量均下降到较低的水平，其原因是______．
（6）4种水样中，有机污染物浓度最高的是______（填图中字母）．
（7）该实验的目的是______．
正确答案
解析
解：（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）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．
（3）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，结论是污水中的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．
（4）实验的自变量是4种水样，因变量是水中有机污染物经微生物分解的需氧量和总氮量，则上述实验在放入菖蒲前应事先 测定并记录起始数据．
（5）水样中的含氮无机盐被菖蒲吸收，则处理后a、b、c、d 4种水样中的总氮量均下降到较低的水平．
（6）a水中有机污染物经微生物分解的需氧量最高，说明4种水样中，有机污染物浓度最高．
（7）该实验的目的是探究菖蒲对不同种类污水的净化作用．
故答案为：Ⅰ．（1）吸收水中的化学元素；不适合
（2）多株且相等
（3）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种植）
Ⅱ．（4）测定并记录
（5）水样中的含氮无机盐被菖蒲吸收
（6）a
（7）探究菖蒲对不同种类污水的净化作用
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麦草的PAHs含量______，但生物质炭的输入能够______，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．
（3）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______进行改善，并提高生态系统的生产力．生态工程建设的目的就是遵循自然界______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．与传统工程相比较，生态工程是一类______的工程体系．
正确答案
解析
解：（1）根据题目的信息，生物质炭孔隙结构发达，能改善土壤的通气状况，所以促进根细胞的有氧呼吸，导致ATP合成增多，根细胞主要以主动运输吸收无机盐，需要消耗能量，ATP供应增多从而促进根系对土壤养分的吸收．
（2）根据题目及表格中的信息，盆栽试验表明，污泥、含7%生物质炭的污泥盆栽黑麦草比单纯红壤叶绿素含量及干重都高，表明施用含生物质炭的污泥，污泥富含无机成分能促进作物生长．表格中的数据信息可知，单纯红壤PAHs含量527，红壤+污泥PAHs含量是1079，红壤+7%生物质炭污泥PAHs含量是765，黑麦草的PAHs含量分别是401、651、428，都有所升高．仅对比红壤+污泥PAHs数据和红壤+7%生物质炭污泥PAHs数据可以发现生物质炭能够吸附污泥中的PAHs，从而降低PAHs污染的风险．污水处理后的无机物被植物重新吸收利用，符合生态工程的物质循环再生原理．
（3）一般来说，生态工程的主要任务是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传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力．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．与传统工程相比较，生态工程是一类少消耗、高效益、可持续的工程体系．
故答案为：
（1）有氧呼吸 ATP
（2）无机营养物质含量丰富 均升高 吸附污泥中的PAHs 物质循环再生
（3）已被破坏的生态环境（或受损的生态系统） 传统生产方式 物质循环 少消耗、高效益、可持续
下列对城市垃圾的处理办法不妥当的是（ ）
正确答案
解析
解：A、对城市垃圾进行分类处理，并实现垃圾资源化利用，A正确；
B、对城市垃圾改露天放置为掩埋处理，地表种植植物，B正确；
C、对城市垃圾利用热解方法使垃圾分解，C正确；
D、对城市垃圾不能堆放在一块，通过微生物自然分解，D错误．
故选：D．
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