2020_2021学年高中生物专题5生态工程2生态工程的实例和发展前景课时提升训练含解析新人教版选修320210313174

1、生态工程的基本原理生态工程的实例和发展前景(20分钟50分)1.(14分)依据生态学原理对农村家庭生活用燃料、厨余垃圾和庭院养殖进行整体设计,构建的庭院生态系统如图所示。请回答下列问题:(1)该生态工程设计将猪圈养在温室内的目的是:农作物在生长过程中能为猪提供_;温室给猪的生长提供了适宜的_。(2)该生态系统中的_都可以作为沼气池中发酵的原料。经过发酵产生的沼渣、沼液可以作为_。沼气池中的菌群属于该生态系统成分中的_。(3)该生态工程设计的优点是_。【解析】农作物光合作用产生氧气供猪呼吸利用,温室温度高,给猪提供了热量维持体温,减少了猪自身的能量消耗。人畜粪便、秸秆、厨余垃圾等可进入沼气池发酵

2、产生沼气,沼渣、沼液作为肥(饲)料。沼气池中的菌群属于该生态系统成分中的分解者。该生态工程节约能源,减少废弃物产生,实现了物质的多级、循环利用,提高了能量利用率。答案:(1)氧气温度(2)人畜粪便、秸秆、厨余垃圾等肥(饲)料分解者(3)节约能源;减少废弃物产生;物质的多级、循环利用;提高能量利用率2.(16分)(2018宜春高二检测)建设社会主义新农村的关键是发展生态农业,走可持续发展之路。如图是泰州某地尝试的生态农业模式图。它利用雏鸭旺盛的杂食性吃掉稻田里的杂草和害虫;利用鸭不间断的活动产生中耕浑水效果,既刺激了水稻生长,又促进了土壤中原有农药的分解;水稻的秸秆,用来养猪、养鸭、培育蘑菇、生

3、产沼气,鸭粪、沼渣等肥田,从而生产出无污染大米与蛋肉类。请据图回答有关问题:(1)该生态系统把很多单个生产系统通过优化组合有机地整合在一起,这体现了_原理。(2)储存在生产者体内的能量最终去向是_。(3)氮元素能在生物群落和无机环境中不断循环,为什么还要往农田中不断施加氮肥?_。(4)该生态系统的主要成分是_。【解析】(1)系统的结构决定功能原理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。(2)储存在生产者体内的能量可流向分解者和下一营养级。(3)农田生态系统要输出农产品。(4)生态系统的主要成分是生产者。答案:(1)系统的结构决定功能(2)流向下一营养级、

4、流向分解者(3)氮元素不断通过产品输出该生态系统(4)水稻、杂草、蔬菜【补偿训练】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_。(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_。可以通过在这些设施内栽植水生植物、放养滤食动物等措施,起到对水体的_,有效减少

5、水体中的N、P等含量。(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,因为_。(5)保持池塘水体中适当的N、P含量是必要的,该养殖系统可以通过_、_进行调控。【解析】(1)人工养殖池塘生态系统中物种种类少,抵抗力稳定性低,恢复力稳定性高,重度污染引起的调节方式属于正反馈调节。(2)为了减少水体中N、P等含量,可向养殖系统中增加生态塘和潜流湿地,在其中栽植水生植物、放养滤食动物,可起到对水体进行净化处理的作用。(3)水层交换的目的是增加水中的溶氧量、提高饵料的利用率。(4)由于后面池塘水体中的 N和 P 含量(浓度)越来越

6、高,所以养殖系统中串联的池塘不宜过多。(5)为了保持池塘水体中适当的N、P含量,所以需对养殖系统进行补水和排水、水泵控制水的流量进行调控。答案:(1)高正反馈(2)生态塘和潜流湿地净化作用(3)增加水中的溶氧量提高饵料的利用率(4)后面池塘水体中的N 和P含量(浓度)越来越高(5)补水和排水水泵控制水的流量(循环频次) 3.(8分)(2018大同高二检测)为治理某废弃采石场的生态环境,对其进行了公园化建设。(1)对其进行整理和覆土,并选择适生植物进行人工造林,不同恢复时期的植物物种数如图所示。t0t1,植物残体及凋落物中的有机物被生态系统中的_转化为无机物,使土壤条件得到改善;同时由于人工林土

7、壤中存在_,导致群落中植物物种数增加;t1t3,人工林抵抗力稳定性的变化是_;群落中植物物种数逐渐增加,物种之间_加剧。(2)通过人工林建设和园林景观构建,既改善了生态环境,又可提高社会和经济效益,这主要体现了生态工程的_原理。【解析】(1)生态系统成分中的分解者可将有机物转化为无机物,供生产者利用。在群落次生演替过程中,土壤中原有的植物种子或繁殖体增加了人工林生态系统中的植物物种数。图示t1t3阶段,植物物种数增加,该生态系统的抵抗力稳定性增强。植物物种数逐渐增加,物种之间竞争加剧。(2)人工林的建设和园林景观的构建,既改善了生态环境,又可提高社会和经济效益,主要体现了生态工程的整体性原理。

8、答案:(1)分解者种子或繁殖体增强竞争(2)整体性【补偿训练】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:类型深浅(m)污水停留时间(天)适宜处理污水中有机物浓度含有的主要生物好氧塘1 m35低藻类、好氧菌兼性塘12 m530较高细菌、真菌、原生动物、藻类厌氧塘2.55.0 m2050高厌氧菌(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

9、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。该系统主要依据的生态工程原理有_、_等。(4)由于人们长期向湖泊、河流中大量排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,起到较好的效果。与杀藻剂处理水华相比,生物修复方法的主要优点是_和_。【解析】(1)从表

10、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、兼性塘后,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、兼性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等。答案:(1)溶氧量(或氧气

11、)(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,答案合理即可)4.(12分)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。下图示为复合垂直流人工湿地构造示意图(箭头表示水流方向),请分析并回答下列问题:(1)人工湿地的上行池和下行池中均栽有芦苇、香蒲、菖蒲、美人蕉等具有一定_能力的湿地植物,这些人工湿地植物一般宜选用本地物种,避免_,以保证当地生态系统的安全性。(2)人

12、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有利于促进根部的_。(3)若研究该人工湿地生态污水处理能力,应对_水质进行检测,通过比较_含量的差值,来分析人工湿地的净化功能。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_。【解析】(1)芦苇、香蒲、菖蒲、美人蕉能吸收N、P等矿质元素,具有净化污水的能力,一般选用本地物种是为了防止外来物种的入侵。(2)网络样结构中的根系不仅能直接吸附和吸收污水中的N和P等营养物质,而且还为水中的微生物(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。矿质元素的吸收是主动运输,需要能量和载体,碎石间留有一些空隙有利于促进根部的有氧呼吸。(3)要判