第41讲 生态工程
1．珠江三角洲的农民充分利用自然条件，建立该地特有的农业生态系统的良性循环模式：蔗基鱼塘和桑基鱼塘。如图是蔗基鱼塘和桑基鱼塘的模式图，据图回答下列问题：
(1)这种人工生态系统最基本的生物因素是________________________________________________________________________
________________。要使它长期稳定发展，除了有稳定的________来源，各类生物要________________。
(2)蚕粪、蔗叶进入鱼塘经过________的作用，释放出____________，被植物利用。 (3)该生态系统把桑基鱼塘与蔗基鱼塘有机地组合在一起，优化了系统结构，遵循________________原理。
(4)生态工程所遵循的基本原理有______________、______________、______________、________________________________________________________________________等。
解析：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。题中人工生态系统最基本的生物因素是生产者和分解者。生态工程所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、系统学和工程学原理等。 答案：(1)生产者和分解者 能量 保持相对稳定
(2)分解者 矿质离子 (3)系统的结构决定功能
(4)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 系统学和工程学原理(回答其中任意四点即可)
2．(2016·邯郸二模)如图所示为农民采用的笼养蝇蛆法而形成的人工生态系统。
说明：鸡粪中含有较多的营养物质未被消化，因此可再添加其他饲料养猪，以生态学的角度看，这是一个理想的生态系统。
请据图回答：
(1)构成此生态系统，不可缺少的生物成分是________。
(2)猪粪经过________________作用，可被农作物再利用；猪粪中的氨经过________(生
物)的作用，形成NO3和NO2被农作物吸收。若在该系统中增加一个沼气池，该池中要接种的菌种的新陈代谢类型是________________________________________________________________________。
(3)人在该食物网中位于多个营养级，在人采食的食物中有可能有转基因食物，说出在转基因生物或其产品研究中应遵循的科学研究中的一项内容：________________________________________________________________________。
(4)图中农民养蝇的主要目的是缓解农村的“三料”中________的缺乏问题。
解析：(1)生态系统中必不可少的成分是生产者，生产者是生态系统的基石。(2)猪粪经过分解者的分解作用，产生的无机盐被农作物吸收利用。硝化细菌能将氨氧化成NO－3和
－，从而被农作物吸收。沼气池是密闭的，其中的菌种为异养厌氧型生物。(3)在转基因NO2
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生物或其产品研究过程中，绝大多数科学家都能自觉地遵循科学研究道德。如将重组DNA的转移限制在遗传上具有特定缺陷的生物上，要求对外源DNA进行认真选择，避免产生对人体有毒害的或过敏的蛋白质等。
答案：(1)生产者 (2)分解者的分解 硝化细菌
异养厌氧型 (3)把重组DNA的转移限制在遗传上具有特定缺陷的生物上等 (4)饲料 3．(2016·武汉二中二模)回答下列与生态工程有关的问题：
(1)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，与传统的工程相比，生态工程具有少消耗、多效益、________等特点。
(2)生态工程所遵循的基本原理有物质循环再生、协调与平衡、________、________________和物种多样性等原理。人畜粪便用于农作物的生产主要符合________________原理；连年种植单一品种造成病虫害增加主要违反了________________原理。
(3)“猪—沼—果”是我国一种常见的生态农业模式，以沼气为纽带，带动畜牧业、林果业等相关农业产业共同发展。该生态农业中的所有生物共同组成了________(填“生态系统”“群落”或“种群”)；该生态农业模式能实现能量的________。
解析：(1)生态工程是对已被破坏或受损的生态系统进行修复，与传统的工程相比，具有少消耗、多效益、可持续的特点。(2)生态工程遵循的基本原理有物质循环再生原理、协调与平衡原理、物种多样性原理、整体性原理、系统学和工程学原理等。农作物吸收的是无机物，人畜粪便被分解者分解，产生的无机盐用于农作物，遵循的是物质循环再生原理；连年种植单一品种造成病虫害增加主要违反了物种多样性原理。(3)生态农业中的所有生物构成的是群落。生态农业实现了能量的多级利用。
答案：(1)已被破坏的生态系统(或受损的生态系统) 可持续
(2)整体性 系统学与工程学 物质循环再生 物种多样性 (3)群落 多级利用(多途径利用) 4．(2016·惠州模拟)随着生活污水的大量排放，淡水湖泊水华频繁发生。人工打捞和投放大量化学杀藻剂紧急处理是常用的治理方法。近年来，采用投放食浮游植物的鱼类和种植大型挺水植物构建生物修复系统的方法，获得了较好的效果。另外，环保部门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(如图)。
根据上述资料回答下列问题：
(1)杀藻剂处理水华与生物修复的方法相比，主要缺点是____________和________________；挺水植物在该系统中的作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________， 该修复系统经过一段时间运行后，群落结构趋于稳定，群落的这个变化过程属于________________________________________________________________________。
(2)污水处理过程中有多种微生物参与，生长在填料上的微生物在该生态系统中属于________。经过水耕型蔬菜池处理后的水中________元素明显减少；水耕型蔬菜池中还生活着其他生物类群，水耕型蔬菜池就是一个小型的________________。水耕型蔬菜如水芹菜、茭白的生长，对水中________________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________多层次的循环利用。
(3)为了检验污水处理的效果，常测定BOD5的值，BOD5通常指20 ℃下，1 L污水中所含有机碳源在微生物氧化时，5日内所消耗分子氧的毫克数。若假设原来100 mL污水中的有机物含量为2.1 g，等价于1.8 g葡萄糖的耗氧量，污水
处理后测得BOD5的值为190 mg/L，则污水净化率达到________左右(以BOD5减少的百分率表示)。
(4)上述资料中应用的生态工程的基本原理有________________________、________________________。
答案：(1)污染环境 使藻类具有抗药性的个体数量增加 通过光合作用将光能转化为化学能，固定在光合作用所制造的有机物中 生态系统的自我调节
(2)分解者 氮、磷 生态系统 藻类 物质 (3)99%
(4)物种多样性原理 物质循环再生原理(或系统整体性原理) 5．(2016·肇庆模拟)绿色城市的重要标志之一是实现垃圾的“减量化、资源化和无害化”。下图是垃圾资源化、无害化处理的一种方案：
(1)列出该生态系统中的三种分解者的名称：________、________、________。
(2)从资源与环境的角度来看，④⑤途径优于③途径的主要原因是________________________________________________________________________。
(3)进行⑦过程的甲烷杆菌与酵母菌在细胞结构上的最主要区别是________________________________________________________________________。
(4)每一位市民都应该积极参与①②过程，具体做法是________________________________。
(5)该生态工程突出体现了________这个基本原理。
解析：(1)分解者是以分解有机物质为生的异养微生物或动物。由图示可知，该生态系统中的三种分解者是蚯蚓、苍蝇、细菌。(2)④⑤途径运用生态学原理可充分地利用垃圾中的物质，即实现了物质的多级利用，减少了环境污染，明显优于③途径燃烧。(3)甲烷杆菌为原核生物，而酵母菌为真核生物，甲烷杆菌无成形的细胞核。(4)每一位市民都应该积极参与①②过程，将生活垃圾分类包装，以实现能量和物质的多级利用。(5)从图示看出该生态工程突出体现了物质循环再生这个基本原理。
答案：(1)蚯蚓 苍蝇 细菌(微生物)
(2)④⑤途径可以充分地利用垃圾中的物质(对物质的多级利用)、减少环境污染 (3)甲烷杆菌无成形的细胞核 (4)将生活垃圾分类包装 (5)物质循环再生