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1、第4讲生态工程一、选择题(每小题6分,共24分)1.(2015重庆一中期中检测)下列关于生态工程建设的叙述,不正确的是(D)A.在进行林业工程建设时,若违反整体性原理,就会出现“前面造林,后面砍林”的现象B.在发展畜牧养殖业时要合理放牧,考虑环境承载力,遵循协调与平衡的原理C.“三北防护林”建设若违背物种多样性原理,则连年种植单一品种,会造成病虫害增加D.“桑基鱼塘”将鱼的粪便作为有机物还田,运用了能量循环再生原理【解析】生态系统的能量不能循环利用,能量是单向流动的,D项错误。2.塔式蚯蚓污水处理系统(如图所示)采用人造湿地原理,利用植物根系和蚯蚓等处理,通过泥、沙、小石、大石四层过滤,这样重
2、复几次后可实现农村生活污水的达标排放。下列有关分析正确的是(B)A.该生态系统的群落由植物和蚯蚓构成B.该生态系统选用蚯蚓等生物,体现了协调与平衡原理C.输入该生态系统的总能量是其植物所固定的太阳能D.该生态系统的群落只有垂直结构,不存在水平结构【解析】该生态系统的群落除了植物、蚯蚓外,还有微生物等,A项错误;该生态系统选用蚯蚓等生物作为分解者,能够分解有机物,增加了生物多样性,体现了协调与平衡原理,B项正确;输入该生态系统的总能量是其植物所固定的太阳能和污水有机物中的化学能,C项错误;群落的结构包括垂直结构和水平结构,该生态系统两种结构都具有,D项错误。3.(2015北京朝阳区期中检测)“四
3、位一体”生态农业是我国北方典型的生态农业模式,它以沼气为纽带,将沼气池、猪禽舍、蔬菜栽培与日光温室有机地组合在一起。下列有关叙述不正确的是(D)A.将牛粪、猪粪直接施入沼气池,可以为沼气池中的微生物生长提供物质和能量B.建立该系统遵循的主要原理有物质循环再生原理、物种多样性原理等C.该系统的主要成分是蔬菜,人、牛、猪等均为消费者,它们构成食物网D.由于废弃物的再利用,提高了该系统中各营养级之间的能量传递效率【解析】将牛粪、猪粪直接施入沼气池,微生物可以将其中的有机物分解为无机物,A项正确;该生态系统将农业废弃物的转化、再生和资源化等综合起来,同时又增加了蔬菜的种植和猪、牛等家畜的饲养,遵循了能
4、量的多级利用、物质循环再生、生物多样性等原理,B项正确;生产者是生态系统的主要成分,又是基本成分,人、猪和牛直接或间接取食于生产者(蔬菜),生产者和消费者构成了食物网,C项正确;废弃物的再利用实现了物质的多级利用,提高了生态系统中能量的利用率,但各营养级间的传递效率不改变,D项错误。4.(2015大庆一模)如图是某农业生态系统模式图,下列关于该系统的叙述错误的是(B)A.从根本上看,微生物利用的是农作物通过光合作用储存的能量B.用蚯蚓排泄物作为有机肥还田,运用了能量循环再生的原理C.沼渣、沼液作为肥料还田可以促进物质循环再利用D.食用菌、沼气池微生物及蚯蚓等生物是该生态系统中的分解者【解析】流
5、经生态系统的总能量是生产者所固定的太阳能,所以微生物利用的是农作物通过光合作用储存的能量,A项正确;能量在生态系统中单向流动,B项错误;沼渣、沼液作为肥料还田可以促进物质的循环利用,实现能量的多级利用,C项正确;食用菌、甲烷杆菌及蚯蚓能将有机物分解成无机物,是该生态系统中的分解者,D项正确。二、非选择题(共76分)5.(15分)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分解者转化为无机物,使土壤条件得到改善;同时由于人工林土壤中存在种子或繁殖体,导
6、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增强;群落中植物物种数逐渐增加,物种之间竞争加剧。(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整体性原理。【解析】(1)植物残体及凋落物中的有机物可被分解者转化为无机物;能够使群落中植物物种数量增加,说明人工林土壤中存在种子或繁殖体。随着时间的推移,由于植物物种数增多,则人工林的抵抗力稳定性增强,同时,该人工林内物种之间竞争加剧。(2)人工林建设和园林景观的构建,既改善了生态环境,又提高了社会和经济效益,主要体现了生态工程的整体性原理。6.(15分)(2015天水一模)南京古泉生
7、态农场是生态农业的典范。该农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植农作物、养蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程合理地有机结合起来,成为一种高效良性的循环,生态效益达到了良性发展。请就此生态农场的特点,完成下列问题:(1)该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的物质循环再生、物种多样性和整体性原理。(2)在该生态农场中存在如图所示的物质循环过程,据图分析不符合生态工程原理的叙述是(C)A.物质经过多级利用,实现了良性循环B.每一级生产环节都获得产品,提高了生态经济效益C.由于食物链延长,能量逐级损耗,系统总能量利用率降低D.由于各级产物都可以利用,减少了废物和污染(3)该系统工程的核心之一是沼
8、气池,沼气的制作如图所示:如果将“无机物农田”这一环节去掉,对生态农业系统有何影响?土壤中的无机物得不到补充,物质循环受到破坏,土壤肥力下降。(4)根据生态工程中的物种多样性这一原理,有人认为生态农业建设中,应使食物链和营养级越长越多越好。请你结合所学有关生态工程原理,分析该结论是否正确,为什么?不正确,因为食物链长,各食物链中的生物数量难以达到一定规模,影响经济效益;营养级多,高层次营养级生物获得的能量较少,该营养级生物数量也较少。【解析】(1)生态工程中的生态农业是建立在物质循环再生、物种多样性和整体性等原理基础上的,在实现经济效益的同时,也取得了良好的生态效益和社会效益。(2)能量沿着食
9、物链流动时,传递效率大约为10%20%,因此最高营养级获得的总能量最低。但系统的总能量包括各生产环节上输出的产品能量,其利用率与单种作物的系统总能量利用率相比大大增加。(3)如果把“无机物农田”这一环节去掉,会造成物质循环受到破坏,土壤无机物得不到及时补充,土壤肥力会下降。(4)从能量流动逐级递减的特点分析,食物链不能无限延长,因为食物链长,各食物链中的生物数量难以达到一定规模,影响经济效益;营养级多,高层次营养级生物获得的能量较少,该营养级生物数量也较少。7.(15分)(2016湛江调研)图为矿区生态恢复工程流程图,图为此恢复工程过程中生态系统能量流动示意图。请回答下列问题:(1)在恢复过程
10、中,关键在于植被恢复,以及为其恢复所必需的土壤微生物群落的重建。(2)在此工程中,恢复植被的措施是植树和种草,而不是种植农作物的原因是矿区土壤条件恶劣,不适宜农作物的生长。(3)图中,A、C分别为呼吸作用、肉食性动物。(4)从图可看出,能量流动具有单向流动和逐级递减的特点。(5)若用a、b、c代表此生态系统中全部生产者、消费者、分解者所获得的能量值,已知在一定时间内,ba+c,则代表全部生产者固定的能量值应为b,代表图中B所获得的能量值应为a或c。【解析】(1)土壤微生物是生态系统中的主要分解者,是生态系统不可缺少的成分,所以,在生态系统恢复过程中,必须考虑恢复土壤微生物群落。(2)矿区土壤条
11、件恶劣,不适宜农作物的生长,所以生态系统的恢复过程中恢复植被的措施是植树和种草。(3)据题图分析可知,A表示呼吸作用,B表示分解者分解作用,C表示次级消费者同化的能量。(4)生态系统中能量流动的特点是单向流动,逐级递减。(5)流经生态系统的总能量为生产者固定的太阳能,ba+c,所以代表全部生产者固定的能量值应为b,B表示分解者,其所获得的能量为a或c。8.(15分)(2015黑龙江双鸭山一中期末检测)海珠湿地公园是城市内湖湿地与半自然果林镶嵌交混的复合湿地生态系统,被称为广州市的“南肺”和“肾”。(1)湿地生态系统中各生物种群占据不同的位置,这体现了群落的空间(或垂直和水平)结构。除图中的螺蛳
12、(以藻类为食)和几种水生植物代表的生态系统成分外,湿地生态系统还包括非生物的物质和能量、分解者。(2)海珠湿地生态系统被称为广州之“肾”,是因为其具有净化水体的功能。但是,如果湿地生态系统长期遭到生活污水的污染,就容易发生水华现象,导致生物多样性锐减,从而降低生态系统的抵抗力稳定性。因此,海珠湿地后期改造主要通过种植多种植物来降解生活污染物,解决水华问题,此举主要体现了生态工程的物种多样性原理。(3)某研究小组同学发现,同时使用黑藻和好氧细菌能够大大提高生活污水的处理效果,请简述其原理:好氧细菌分解有机物产生CO2(和无机盐)有利于黑藻生长;黑藻利用CO2(和无机盐)进行光合作用,产生O2促进
13、好氧细菌分解污水中的有机物。【解析】(1)种群占据不同的位置体现了群落的空间结构;生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量,植物是生产者、螺蛳是消费者,因此还缺少非生物的物质和能量、分解者。(2)湿地生态系统具有净化水体的功能;水华的发生会使生物多样性减少,导致生态系统的抵抗力稳定性下降;通过种植植物降解生活污染物,体现了生态工程的物种多样性原理。(3)好氧细菌分解有机物产生CO2(和无机盐)有利于黑藻生长;黑藻利用CO2(和无机盐)进行光合作用,产生O2促进好氧细菌分解污水中的有机物,所以同时使用黑藻和好氧细菌能够大大提高生活污水的处理效果。9.(16分)(2015湖北质
14、检)一青年农民利用自己学习的生态学知识,在自家庭院里建了一个小型生态农业,年创收入数十万元。图示是该家庭生态工程的模式图,请据图分析回答问题:(1)从图中可知,人类生活中所需的能源来自于太阳能、沼气等。利用这些能源与利用煤炭相比,突出的优点是减少了燃烧煤炭所产生的污染,降低了成本。(2)该案例是一个典型的生态工程的案例,而生态工程是实现循环经济最重要的手段之一。在这一案例中主要运用的生态工程的基本原理有物质循环再生原理、整体性原理、协调与平衡原理、物种多样性原理(答出两项即可)(写两条)。(3)该青年为了更好地创收,引进了杜泊羊,并与当地科研工作者协作,通过胚胎工程快速繁殖了杜泊羊,流程如图所
15、示,据图回答相关问题:他们为了获得更多的卵母细胞,需用促性腺激素对雌性杜泊羊进行处理,从输卵管中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精。代孕绵羊对植入胚胎基本不产生排斥反应为胚胎在当地普通绵羊体内存活提供了可能的生理学基础。为了进一步扩大繁殖规模,可通过胚胎分割技术获得同卵多胎。【解析】(1)太阳能、沼气等能源物质属于清洁能源,不会造成环境污染,而煤炭等燃料易造成大气中CO2含量增加,引起温室效应等。(2)该生态系统充分利用了废弃物中的能量,实现了能量的多级利用,是实现循环经济的最重要手段之一。该生态工程遵循的基本原理有物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理等。(3)为了获得更多的卵母细胞,需用促性腺激素对雌性杜泊羊进行处理,从输卵管中采集的卵母细胞可直接与获能的精子进行体外受精。代孕绵羊对植入胚胎基本不产生排斥反应为胚胎在当地普通绵羊体内存活提供了可能的生理学基础。为了进一步扩大繁殖规模,可通过胚胎分割技术获得同卵多胎。7
