- 生态工程的实例和发展前景
- 共850题
最近，科学家发明了一种新型的稳定塘污水生态处理系统，取得良好效果．稳定塘是一种人工构筑、以净化污水为目的工程设施，具有围堤、防渗层等．稳定塘包括好氧塘、兼性塘、厌氧塘等．其结构如图，稳定塘污水生态处理系统的主要指标见下表，请分析上述材料，回答下列问题：
（1）从表中数据可以发现：不同的稳定塘水深差异明显．这主要是与稳定塘生态系统中的分解者对______的需求不同有关．
（2）好氧塘内藻类生长通常比正常情况要快，其主要原因是______．
（3）污水在厌氧塘中停留时间特别长的原因主要是______．同时，废水不能过量流入厌氧塘，说明生态系统的______能力有限．经过稳定塘处理的污水，再流经潜流湿地，就能作为农业、工业用水．该系统主要依据了生态工程中______、______等原理．
（4）由于人们长期向湖泊、河流中大量捧放生活污水（和某些工农业废水），导致水华现象频繁发生．通过人工打捞、投放大量化学杀藻剂等紧急处理是常用的治理方法．近年来，人们还采用投放食浮游植物的鱼类、种植大型挺水植物和人工浮床等方法构建生物修复系统，收到较好的效果．与杀藻剂处理水华相比，生物修复方法的主要优点是______和______．
正确答案
溶氧量（或氧气）
分解者分解有机物，为藻类提供CO2和无机盐
厌氧塘处理污水中有机物浓度高，其厌氧菌分解大量有机物所需时间长
自我调节
物种多样性原理
物质循环再生原理
减少环境污染
保护生物多样性
解析
解：（1）从表中数据可以发现：不同的稳定塘水深差异明显．这主要是与稳定塘生态系统中的分解者对氧气的需求不同有关．
（2）好氧塘内，好氧菌的代谢速度相对较快，产生CO2和无机盐多，有利于藻类的生长．
（3）污水通过好氧塘、兼氧塘后，仍有大量有机物进入厌氧塘，导致厌氧塘分解有机物时间长，但流入量不能太多，否则会导致原有的生态系统平衡被打破，这也体现了厌氧塘的自我调节能力是有限的．好氧菌、兼氧菌和厌氧菌等生物体现了物种多样性原理；分解后的产物重新被植物利用，净化后的水被重新利用，这些都体现了物质循环再生的原理．
（4）与杀藻剂处理水华相比，生物修复方法的主要优点是减少环境污染和保护生物多样性．
故答案为：
（1）溶氧量（或氧气）
（2）分解者分解有机物，为藻类提供CO2和无机盐
（3）厌氧塘处理污水中有机物浓度高，其厌氧菌分解大量有机物所需时间长 自我调节 物种多样性原理 物质循环再生原理
（4）减少环境污染 保护生物多样性（或不杀伤天敌，或不会使藻类产生抗药性，答案合理即给分）
（1）排入氧化塘的污水中的有机物可以被______等生物分解，为了提高分解的效率，可以采取的措施是______．由此可知该类生物的同化作用类型为______．其基因结构特点是______．
（2）为了分离出能高效分解污水有机物的微生物，则应配制以______为碳源的______（选择/鉴别）培养基．
（3）氧化塘在一段时间后，水质会变绿，原因是此时水体中含较多______，导致______大量繁殖所致．
正确答案
解析
解：（1）细菌可作为生态系统中分解者成分，可将污水中有机物分解为无机物．由图中可知，能处理溶解性可降解物质的细菌时需氧型生物，因此可以向氧化塘内通入空气提高细菌的分解的效率．由此可知该类生物是分解者，是异养型生物．同时它们是原核生物，其基因编码区是连续的．
（2）选用以污水（中有机物） 为碳源的选择培养基，可以分离出能高效分解污水有机物的微生物．
（3）由于污水中有大量的含N、P等元素的无机盐/矿质元素离子，从而造成水体富营养化，导致藻类大量繁殖，氧化塘在一段时间后，水质会变绿．
故答案为：
（1）细菌 向氧化塘内通入空气 异养型 基因编码区是连续的
（2）污水（中有机物） 选择
（3）含N、P等元素的无机盐/矿质元素离子 藻类
现有一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉淀池→曝光池→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、曝光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）在该池塘上发生的群落演替类型属于______；调查池塘中草鱼的种群密度，常采用的方法是______．该生态系统中的挺水植物、浮游植物、沉底植物形成了群落的______结构．
（2）人同化的能量中有一部分用于______，其余在呼吸作用中以热能的形式散失．鲢鱼从200克增加到2000克，理论上至少需要消耗藻类______克．
（3）要维持该生态系统的稳定，除了以上所列成分外，还必须要有的成分是______．该生态系统的主要成分有______．从生态系统的主要功能分析，该新型池塘生态系统较好地实现了______．
（4）芦蒿是一种作物，其细胞产生的______两种激素，在适宜浓度范围内均能促进细胞伸长，引起植株增高．
正确答案
解析
解：（1）在该池塘上发生的群落演替类型属于次生演替；调查池塘中草鱼的种群密度，常采用的方法是标志重捕法；该生态系统中的挺水植物、浮游植物、沉底植物形成了群落的垂直结构．
（2）生物同化的能量中有一部分用于自身的生长、发育和繁殖等生命活动，其余在呼吸作用中以热能的形式散失．能量的传递理论上至少需要按传递效率的20%计算．鲢鱼从200克增加到2000克，理论上至少需要消耗（2000-200）÷20%=9000克藻类．
（3）一个完整的生态系统包括生物成分和非生物成分，生物成分包括生产者、消费者和分解者．生产者主要指绿色植物包括水草、藻类、香莲和芦蒿，能够通过光合作用制造有机物，为自身和其他生物提供能量．要维持该生态系统的稳定，除了以上所列成分外还必须要有的成分是该生态系统的能量来源是生产者固定的太阳能．从生态系统的主要功能分析，该新型池塘生态系统较好地实现了 物质的循环利用和能量的多级利用．
（4）芦蒿是一种作物，其细胞产生的生长素、赤霉素两种激素，在适宜浓度范围内均能促进细胞伸长，引起植株增高．
故答案为：
（1）次生演替 标志重捕法 垂直（垂直结构）
（2）自身的生长、发育和繁殖等生命活动 9000
（3）非生物的物质和能量 水草、藻类、香莲和芦蒿 物质的循环利用和能量的多级利用
（4）生长素、赤霉素
池塘养殖普遍存在由于饵料、鱼类排泄物、换水不及时等引起的水体污染现象，研究者设计了一种循环水池塘养殖系统（如图）．请回答下列问题：
（1）与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性______，人工养殖池塘水体的N、P含量容易升高，会引起水体的富营养化；藻类等浮游生物大量繁殖、加之死亡后被微生物分解，引起水体的溶氧量下降，造成鱼类等死亡，进一步破坏了生态系统稳态，这种调节方式称为______反馈（填“正”或“负”）．
（2）与传统养殖池塘相比，该养殖系统增加的生态工程设施有______、______．在这些设施内有水生植物、滤食动物、各种微生物，通过吸附、分解、吸收转化等方式对水体起到______，有效减少水体中的等含量，增强了生态系统稳态．
（3）该养殖系统设计为前一池塘上层水流入后一池塘底部，实现水层交换，其目的有______、______
（4）该养殖系统中串联的池塘不宜过多，否则会造成后面池塘水体中的N、P含量______．
正确答案
解析
解：（1）与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统中物种种类少，营养结构简单，自我调节能力弱，因此抵抗力稳定性低，恢复力稳定性高．人工养殖池塘水体的N、P含量容易升高，会引起水体的富营养化，藻类等浮游生物大量繁殖、加之死亡后被微生物分解，引起水体的溶氧量下降，造成鱼类等死亡，进一步破坏了生态系统稳态，这种调节方式称为正反馈调节．
（2）与传统养殖池塘相比，该养殖系统增加了一些生态工程生态塘和潜流湿地设施，通过在这些设施内栽培水生植物、放养滤食动物等措施，潜流湿地中的水生植物可以从塘水中吸收N、P，可以对水体起到净化作用，有效抑制水体污染．
（3）该养殖系统设计为前一池塘上层水流人后一池塘底部，实现了水层交换，有利于增加水中的溶氧量、提高饵料的利用率．
（4）该养殖系统中串联的池塘过多由于池塘净化能力有限，因后面池塘水体中的N和P含量（浓度）因为积累而越来越高．
故答案为：
（1）高 正
（2）生态塘 潜流湿地 净化作用
（3）增加水中的溶氧量 提高饵料的利用率
（4）越来越高
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