- 生态工程的实例和发展前景
- 共850题
由于经济发展和人口增长，污水排放量增加．为解决居民生活饮用水问题，某水厂建设了水源生态湿地．下面为人工湿地群落组成简图，请据图回答问题．
（1）输入该人工湿地的能量有______．
（2）湿地中芦苇、绿藻和黑藻等植物的分层配置，体现了群落的______结构．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______．
（3）细菌、真菌等微生物的分解作用是净化污水的重要途径，为了提高分解效率，可采取的有效措施是______．控制污水流入人工湿地的速率，除了有利于有机污染物被充分分解外，还有利于______，使出水口处的水质达到排放要求．污水不能过量流入人工湿地，说明生态系统的______．
（4）该人工湿地利用了生态工程的______、______原理．
正确答案
解析
解：（1）输入该生态系统的能量除了生产者固定的太阳能外，还有污水有机物中所含的能量．
（2）湿地中芦苇属于挺水植物，绿藻属于浮游植物，黑藻属于沉水植物，分层配置，体现了群落的垂直结构．该湿地物种丰富度逐渐增加，说明其群落演替类型是 次生演替．
（3）分解者的是异养生物，其生命活动需要氧气参与，为了提高分解效率，可以向水体中通入适量的空气（氧气）．控制污水流入人工湿地的速率，还有利于湿地植物对无机盐被充分吸收，使出水口处的水质达到排放要求．生态系统的自我调节能力是有限的，所以要控制流入人工湿地的污水量．
（4）该生态系统体现了生态工程的物质循环再生、物种多样性原理．
故答案为：
（1）太阳能和化学能
（2）垂直 次生演替
（3）向水体中通入适量的空气（氧气） 无机盐被充分吸收 自我调节能力有限
（4）物质循环再生 物种多样性
下列有关湿地生态系统的说法中，正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、湿地生态系统的动物的种类也很多，营养结构复杂，抵抗力稳定性较强，A错误；
B、引入外来物种不一定会减少湿地生物多样性，也可能是增加生物多样性，B错误；
C、湿地是天然的蓄水库，能过滤和分解水中污染物，具有净化水源、蓄洪抗旱的作用，C正确；
D、围湖造田，生物种类会迅速减少，破坏了食物链，影响了生态系统的稳定性会破坏湿地生态系统，D错误．
故选：C．
与海洋、森林并称为地球三大生态体系的湿地，具有强大的生态净化作用，被喻为“地球之肾”．湖泊、沼泽、河口三角洲、沿海滩涂等都属于湿地范畴．湿地的保护与持续利用已成为当今国际社会关注的热点．下列关于湿地的说法正确的是（ ）
①湿地具有重要的经济功能和生态服务功能
②为了增加当种植业收入，应将天然湿地围垦造田
③在湿地生态环境中，水生植物、鱼类及软体动物、鸟类等形成食物链
④湿地的减少对当地的气候、蓄洪防洪有影响，但不会对污染物降解产生影响．
正确答案
解析
解：①湿地具有重要的经济功能和生态服务功能、旅游功能等，①正确；
②围湖造田，生物种类会迅速减少，破坏了食物链，影响了生态系统的稳定性会破坏湿地生态系统，②错误；
③在湿地生态环境中，水生植物、鱼类及软体动物、鸟类等形成食物链，③正确；
④湿地的减少对当地的气候、蓄洪防洪和对污染物降解都会产生影响，④错误．
故选：B．
图甲是利用人工湿地净化生活污水（主要含有机物）的原理简图．科研人员为有效控制该湿地生态系统中的某种害虫，引入了该害虫的天敌，并用一段时问的调查数据构建了图乙所示的模型（图乙中箭头方向代表曲线变化趋势）．请据图回答：
（1）②输入该人工湿地的能量来源有______、______．
（2）芦苇属于挺水植物，绿筷属于浮游植物，黑藻属于沉水植物，这一现象体现了群落具有______结构．
（3）检测表明，出水口中无机污染物和有机污染物的含量都大大降低，在该过程中起主要作用的生态系统成分是______和______．
（4）图乙模型属于______（“物理”或“概念”或“数学”）模型，其曲线变化趋势反映了生态系统中普遍存在______调节．仅从该模型分析，图中最可能代表天敌K值的数据为______．
正确答案
解析
解：（1）工湿地中有植物可以光合作用固定太阳能，流经该生态系统的总能量是污水中有机物的化学能和生产者固定的太阳能．
（2）人工湿地中挺水植物、浮游植物和沉水植物在垂直方向上具有明显的分层现象，形成了群落的垂直结构．
（3）生态系统中的分解者能是将动植物遗体和排遗物分解成无机物，生产者能吸收环境中的无机物合成自身．
（4）数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式．曲线图是数学模型的另一种表现形式．由乙图可知，天敌种群数量在P2上下波动，故天敌K值的数据分别为P2．
故答案为：（1）光能 （污水）有机物中的化学能
（2）垂直
（3）生产者 分解者（前后顺序可调换）
（4）数学 负反馈 P2
下列关于湿地生态系统的叙述中，正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、污水流经人工湿地后，人工湿地通过物理沉降、化学分解和微生物的分解作用，水中有机物有所减少实现了水质净化，A正确；
B、湿地植物并无“为水体”提供氧气的主要作用，水体氧气来自大气中氧的扩散，水体中微生物的分解在污染早期是即型微生物，后期则主要是厌氧微生物在起作用，B错误；
C、除退耕还湿地和建立自然保护区外，还取决于湿地上、中游的水土保持等，C错误；
D、在湿地周围建立缓冲带，兼有水域和陆地生态系统的特点，有利于湿地依靠自然演替恢复生态功能，D正确．
故选：AD．
（1）图中的人工湿地是一个生态系统，该生态系统中生产者包括有______．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、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______．
（6）若在此基础上，进一步建立一个集污水净化、休闲、养鱼为一体的新型人工生态系统，其主要目的是设法调整能量流动关系，______．
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．
（6）人类建立新型一个集污水净化、休闲、养鱼为一体的新型人工生态系统，主要目的就是设法调整能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分．
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
（6）使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
随着生活污水的大量排放，淡水湖泊水华、河水变黑臭现象频繁发生．以下是三种治理方案：
Ⅰ．人工打捞和投放大量化学杀藻剂紧急处理．
Ⅱ．利用人工湿地净化生活污水，原理简如图1（方框内生物顺序不分先后）：
Ⅲ．采用跌水充氧技术对生活污水进行处理：生活污水首先进入沼气池，经过沼气池处理后的污水再用泵提升进入多级跌水池，跌水池分多格串行，内装组合填料，借助生长在填料上的微生物去除有机物，经过跌水池的污水一部分回流入沼气池，另一部分进入水耕型蔬菜池，原理简图如图2：
根据上述资料回答下列问题：
（1）大量污水的排放引起水华及河水变臭，从生态系统的稳定性的角度分析其原因是______．杀藻剂处理水华与生物修复的方法相比，主要缺点是______（写两点）．
（2）方案II的人工湿地是一个生态系统，输入该生态系统中的能量有______．该人工湿地运用了______原理，种植挺水、浮游、沉水等植物，提高了群落利用环境资源的能力．若将上述人工湿地其改造为湿地公园，要适当增加生物种类，这体现了生物多样性的______价值．
（3）方案III中，沼气发酵是一个及其复杂的生物化学过程，包括各种不同类型微生物所完成的各种代谢途径．如S-菌系分解乙醇产生H2，H2对它继续分解乙醇有阻抑作用，而MON-菌系可利用H2和CO2合成沼气中的甲烷，以上两种菌系的关系在生物学上称为______．经过水耕型蔬菜池处理后的水中，______元素明显减少；水耕型蔬菜如水芹菜、茭白的生长，对水中______（植物）的繁殖和生长起到了抑制作用，实现了水体净化．
（4）方案Ⅲ设计了沼气池、水耕蔬菜池、农田等对人类有益的环节，从能量流动的角度看，其突出意义是______．该方案不但实现了废弃物资源化，还节省了化肥，增加了当地农民的收入，这体现了生态工程中的______原理（写两个）．
正确答案
解析
解：（1）大量污水的排放使河水变得又黑又臭，从生态系统稳定性的角度分析其原因是外来干扰超过了生态系统的自我调节能力，生态系统的自我调节能力是有一定限度的．杀藻剂处理水华与生物修复的方法相比，主要缺点是污染环境（杀伤天敌）和使藻类产生抗药性．
（2）据图分析可知输入该生态系统的能量有生产者固定的太阳能和污水中有机物中的化学能．该人工湿地中的植物绿藻为浮游植物，还有芦苇为挺水植物，黑藻为沉水植物，体现了群落具有垂直结构．改造环境时，适当增加生物种类，符合生态工程物种多样性的原理，体现了生物多样性的直接价值．
（3）S-菌系分解乙醇产H2，H2对它继续分解乙醇有抑制作用，而MOH-菌系可利用H2和CO2合成沼气中的甲烷，所以两种菌系的关系为互利共生．经过水耕型蔬菜池处理后的水中，氮、磷元素被大量吸收，明显减少．水耕型蔬菜如水芹菜、茭白的生长，对水中藻类的繁殖和生长起到了抑制作用，实现了水体净化，并进一步实现了生态系统的物质多层次的循环利用．
（4）从生态系统能量流动的角度分析，建立人工生态系统的目的是实现能量的多级利用，提高能量的利用率．该人工湿地的建立体现了生态工程的物质循环再生原理、协调与平衡原理、整体性原理等．
故答案为：
（1）生态系统的自我调节能力有限 污染环境、使藻类产生抗药性
（2）芦苇等生产者固定的太阳能、污水有机物中的化学能 群落的垂直结构 直接
（3）互利共生 N、P 藻类
（4）实现对能量的多级利用，大大提高能量的利用率 物质循环再生、整体性
分析以下两个湿地生态系统，回答有关问题．
Ⅰ．图一是利用人工湿地净化生活污水的原理简图，请据图回答问题：
（1）人工湿地中的芦苇属于挺水植物，绿藻属于浮游植物，黑藻属于沉水植物，这一现象体现了群落具有______结构．
（2）该人工湿地中的芦苇、藻类等植物生长迅速的主要原因是______． 该湿地生态系统的能量输入包括______．
（3）某同学实地调查了该人工湿地后，向相关部门提出应加强对重点污染源的控制这一合理的建议，其依据的生态学理由是______．
Ⅱ．南方水塘在夏季水体中N、P增多时，会引起水华．为探究光与水华的关系，研究人员用实验的方法研究了在水面部分遮光（约
（4）蓝藻是引起水华的微生物之一，与高等植物相比较，其结构上最大的特点是______．叶绿素在光合作用过程中主要吸收______光．
（5）实验水塘与对照水塘处理的不同之处是______，实验结论是______．
（6）分析以上图的数据可以得出的结论是：______．
正确答案
解析
解：（1）人工湿地中挺水植物、浮游植物和沉水植物在垂直方向上具有明显的分层现象，形成了群落的垂直结构；
（2）污水中的有机物被水体中的微生物分解，为植物提供氮、磷等无机盐，故人工湿地中的芦苇、藻类等植物生长迅速．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）蓝藻是原核生物，没有成形的细胞核（或没有核膜包被的细胞核）．叶绿素在光合作用过程中主要吸收红橙光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光．
（5）实验水塘研究将水面部分遮光（约
（6）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）
故答案为：
（1）垂直
（2）有丰富的N、P等矿质离子和CO2 生活污水中有机物和生产者固定的太阳光能
（3）生态系统的自我调节能力是有限的
（4）没有成形的细胞核（或没有核膜包被的细胞核） 红橙光和蓝紫光
（5）实验水塘进行部分遮光，对照水塘不进行遮光
（6）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）
某城市利用人工湿地对生活污水（主要含有机物）进行净化处理（见图1）．
（1）请用箭头和文字补充虚线框中碳转化途径．
（2）为了防止爆发藻类水华，研究者在人工湿地中投放食浮游植物的鱼类和种植大型挺水植物，这些措施利用了哪些种间关系？______．挺水植物在该人工湿地中的作用是（写出一点即可）______．
（3）利用人工湿地对生活污水净化处理时，还应加强对污染源的控制，不能过量排放，依据的生态学理由是______．
（4）浮游植物可吸收水体中的无机磷，进入植物细胞的磷元素通过参与______反应（写反应式），保持细胞内ATP含量的相对稳定．分析发现，在无机磷浓度不同的水域中，浮游植物的种类差别明显，从进化角度分析，这是______的结果．
（5）图2是采用平板划线法纯化培养人工湿地中某一种细菌的实验结果．你认为，在______（填图中编号）区域最有可能出现单菌落，实验者在培养基上划线的顺序是______（用图2中编号表示）．
正确答案
解析
解：（1）人工湿地中的好氧微生物能吸收有有机碳，并将其分解为无机碳．藻类能进行光合作用吸收无机碳，也进行呼吸作用释放无机碳，所以虚线框中应补充的碳转化途径如图：
（2）为了防止爆发藻类水华，研究者在人工湿地中投放食浮游植物的鱼类和种植大型挺水植物，投放食浮游植物的鱼类是为了捕食藻类，降低藻类数量；种植大型挺水植物可以吸收营养，降低富营养化程度；遮光，影响藻类生长；分泌有害代谢物抑藻类生长等．
（3）因为生态系统的自我调节能力是有限的，所以利用人工湿地对生活污水净化处理时，还应加强对污染源的控制，不能过量排放．
（4）浮游植物可吸收水体中的无机磷，进入植物细胞的磷元素通过参与 ATP的合成反应，保持细胞内ATP含量的相对稳定．在无机磷浓度不同的水域中，浮游植物的种类差别明显，从进化角度分析，这是自然选择的结果．
（5）采用平板划线法纯化培养人工湿地中某一种细菌的时候，随着划线次数的增多，细菌数目越来越少，形成的菌落也越来越少，所以培养基上划线的顺序是①③②，在②区域最有可能出现单菌落．
故答案为：
（1）如图：
（2）捕食、竞争 吸收营养，降低富营养化程度；遮光，影响藻类生长；分泌有害代谢物抑藻
（3）生态系统的自我调节能力是有限的
（5）②①③②
景观式人工生态湿地兼具观赏与污水处理功能．图甲表示人工湿地部分成分之间的关系，图乙表示图甲中某好氧细菌的种群数量变化曲线，请回答：
（1）图甲中的细菌属于生态系统的______（成分），藻类中的碳元素以______形式传递给细菌．
（2）图乙中与K值对应的点是______，若浮游藻类过度繁殖会导致K值______．bc段种群的出生率______（＞、一、＜）死亡率．
（3）对人工湿地中的植物进行合理配置，可以提高景观的观赏效果，这体现了生物多样性的______价值，而人为的控制改变了群落演替的______．
（4）人工湿地拥有较多的生物种类和数量，提高了生态系统的______能力．利用生态系统处理污水，可实现物质的循环利用，提高______．
正确答案
解析
解：（1）图甲中的细菌能分解污水为二氧化碳、氨气、水等无机物，能分解污泥中的有机物，属于分解者；碳在群落内部以有机物的形式流动，在群落和无机环境之间以二氧化碳的形式流动，藻类中的碳元素以有机物形式传递给细菌．
（2）种群数量达到稳定后，在K值上下波动，故乙中与K值为a点，若浮游藻类过度繁殖，其残枝败叶被微生物分解会消耗的大量水体中的氧气，影响好氧型细菌额繁殖，好氧型细菌K值下降，bc段种群数量下降，其的出生率小于死亡率．
（3）对人工湿地中的植物进行合理配置，可以提高景观的观赏效果，这体现了生物多样性的直接使用价值，而人为的控制改变了群落演替的速度和方向．
（4）人工湿地拥有较多的生物种类和数量，所以营养结构复杂，自我调节能力强，痛苦了我的心高．利用生态系统处理污水，可实现物质的循环利用，并提高能量利用率．
故答案为：
（1）分解者 有机物
（2）a 下降＜
（3）直接 速度和方向
（4）自我调节 能量利用率
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