生物选择性必修2 生物与环境【课时作业】
第3节 生态工程
一、单项选择题
1.2019年5月底,北京市强制执行垃圾分类回收政策,对于垃圾中的有机废弃物将按照“无废化生态社区”模式进行处理。如图为“无废化生态社区”中对有机废弃物进行处理的相关方案。相关叙述正确的是( B )
A.“无废化生态社区”主要遵循的生态学原理是协调原理
B.从资源化、无害化角度分析,途径②、③优于④
C.有机肥料能为农作物提供营养物质和能量
D.“无废化生态社区”模式提高了物质循环速率和能量传递效率
解析:“无废化生态社区”主要遵循的生态学原理是循环原理;从资源化、无害化角度分析,通过多层分级利用有机废弃物中的物质,既充分利用有机物中的能量、又减少环境污染,因此途径②、③优于④;有机肥料被分解者分解后能为农作物提供营养物质,但不能为农作物提供能量;“无废化生态社区”模式提高了物质循环速率和能量利用的效率,但不能提高能量传递效率。
2.“菇—菜”立体栽培是充分利用温室大棚等设施的光、温度等环境优势,按照空间层次分布,形成优势互补和资源高效利用的生态农业模式之一,如图所示。有关叙述错误的是( C )
A.图中X可代表CO2,Y可代表O2
B.该生态系统中食用菌属于分解者
C.菌渣作为有机肥为蔬菜提供了能量
D.该模式遵循了循环原理等生态工程原理
解析:菌渣作为有机肥,只能通过分解者的分解作用为蔬菜提供CO2和无机盐,蔬菜不能从菌渣中直接获取能量。
3.以下事例与其主要体现的生态工程原理搭配错误的是( D )
选项 事例 主要体现 的原理
A 将单一树种的人工林改造成混合林 自生原理
B 确定草原合理的载畜量,不过度放牧 协调原理
C 林业生态工程建设中既要考虑种树也要考虑居民生活问题 整体原理
D 引进物种要考虑适应环境问题 循环原理
解析:将单一树种的人工林改造成混合林,主要体现自生原理;确定草原合理的载畜量,不过度放牧,主要体现协调原理;林业生态工程建设中既要考虑种树也要考虑居民生活问题,主要体现整体原理;引进物种要考虑适应环境问题,主要体现协调原理。
4.“三北”防护林工程建设既要考虑到树种的生态适应性,又要考虑到树种的多样性。这分别体现了生态工程的( A )
A.协调原理和自生原理
B.协调原理和循环原理
C.整体原理和自生原理
D.自生原理与整体原理
解析:“三北”防护林工程建设,考虑到树种的生态适应性,体现了协调原理;“三北”防护林工程建设,考虑到树种的多样性体现了自生原理。综上分析,A正确。
5.《四千年的农民》一书中记载了中国农民几千年来的耕作方法:积极种植能够固氮的豆科作物,以及收集一切可能的有机物质,包括人畜粪便、枯枝落叶、残羹剩饭、河泥、炕土、老墙土以及农产品加工过程中的废弃物等,采用堆肥和沤肥等多种方式,把它们转变为有机肥料,施用到农田中。这种做法的优点是( B )
①改善了土壤结构 ②培育了土壤微生物 ③实现了土壤养分的循环利用 ④改变了土壤酸碱性
A.①② B.①②③
C.①②③④ D.②③
解析:“无废弃物农业”能改善土壤结构,①正确;种植能够固氮的豆科作物,收集一切可能的有机物质等措施能培育土壤微生物,②正确;“无废弃物农业”实现了土壤养分如氮、磷、钾的循环利用,③正确;“无废弃物农业”不会改变土壤酸碱性,④错误。
6.奶牛场每天排放大量的粪便、饲料残渣,如不处理会严重影响周边人畜的饮水安全等。下图是某奶牛场废水处理流程图,据图分析下列说法错误的是( C )
A.废水流入厌氧池前,需经稀释处理,是为了防止微生物失水过多
死亡
B.控制废水流入氧化塘的速率,除有利于氧化塘中有机物被充分分解外,还有利于无机盐被充分吸收,使出水口处的水质达到排放要求
C.输入氧化塘的能量有太阳能和化学能,氧化塘前部的溶解氧含量比后部的多
D.氧化塘后部种植莲等挺水植物,有利于减少出水口处水中的浮游藻类,原因是挺水植物起遮光作用,影响浮游藻类进行光合作用
解析:废水流入厌氧池前先经稀释处理,是为了防止微生物在高浓度废水中失水过多死亡。适当减缓废水的流速,延长废水与微生物、水生植物的接触时间,有利于废水中有机物的充分分解和分解后产生的无机物被吸收,降低污染物含量。输入此氧化塘的能量有塘中生产者固定的太阳能和流入的废水中有机物含有的化学能;氧化塘前部的有机物含量较高,需氧微生物大量消耗氧气分解有机物,故溶解氧含量比后部的低。挺水植物起遮光作用,不利于藻类的光合作用,从而减少藻类的数量。
7.下列有关生态工程的说法,不正确的是( D )
A.超载放牧导致草地退化,主要违背协调原理
B.矿区生态环境的恢复工程中,关键的措施是植被恢复
C.城市生活垃圾实现废物资源化利用依据的是循环原理
D.对湿地的恢复,只要注意退耕还湿地和建立自然保护区就可以
解析:超载放牧导致草地退化,主要违背协调原理;矿区生态环境的恢复工程中,关键的措施是植被恢复;城市生活垃圾实现废物资源化利用依据的是循环原理;对湿地的恢复,既要注意退耕还湿地和建立自然保护区,还可以进行合理的开发利用。
8.下列关于湿地生态恢复工程的叙述,错误的是( C )
A.要建立缓冲带,以尽量减少人类的干扰
B.可采用工程和生物措施相结合的方法
C.对湿地的恢复,最主要的是增加物种多样性
D.湿地的恢复除利用生物工程手段外,还要依靠自然演替机制恢复其生态功能
解析:湿地生态恢复工程就是采用工程和生物措施相结合的方法,如退耕还湿地、建立自然保护区,废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程,以及植物物种的引进种植等,使受到干扰的湿地得以恢复。对湿地的恢复,能增加生物多样性。在湿地的周围,还应建立缓冲带,以尽量减少人类的干扰,使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。
二、非选择题
9.生态工程建设的目的是遵循自然界物质循环的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达到经济效益和生态效益的同步发展。请回答下列有关生态工程的问题。
(1)“应用太阳能水生态修复系统改善湖水水质”遵循的生态工程原理主要是 原理。使用有机肥料有利于提高农作物的产量,原因是 。
(2)从协调原理出发,在我国西北地区植树造林应 。
(3)在湿地生态恢复工程中,应在湿地周围建立缓冲带,以尽量减少 ,使湿地依靠 等机制恢复其生态功能。
(4)矿区废弃地生态恢复工程的关键在于植被恢复,以及植被恢复所必需的 的重建。
解析:(1)“应用太阳能水生态修复系统改善湖水水质”遵循的是自生原理;植物属于自养型生物,不直接从环境中吸收有机物,而施用有机肥料经过土壤微生物的分解作用,释放出CO2及N、P、K等无机盐离子,被农作物吸收,使其光合作用强度提高。
(2)我国西北地区植树造林应栽种与西北气候环境相适应的植被,并考虑环境的承载力。
(3)在湿地生态恢复工程中,应在湿地周围建立缓冲带,以尽量减少人类的干扰,使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。
(4)矿区废弃地生态恢复工程的关键在于植被恢复,以及植被恢复所必需的土壤微生物群落的重建。
答案:(1)自生 土壤微生物将有机肥料分解成无机盐和CO2,被农作物吸收,使其光合作用强度提高
(2)栽种与西北气候环境相适应的植被,并考虑环境的承载力
(3)人类的干扰 自然演替
(4)土壤微生物群落
10.“四位一体”(人居—种植—养殖—沼气)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,将养猪、养鸭、种植农作物、养蘑菇、沼气工程等多个生产过程有机地结合起来,成为一种高效良性的循环,使生态效益得到了良性发展。如图是该系统物质循环的示意图,请分析回答下列问题。
(1)该生态系统中的生产者主要是 。动物粪便中的臭味主要来自氨,在沼气池中,经过 (填生物名称)的作用,氨可以形成硝酸盐被植物吸收利用。
(2)该生态农业模式的建立要考虑环境承载力,处理好生物与环境的协调与平衡,这体现了生态工程的 原理。该生态农业模式的建立不但要考虑到自然生态系统的规律,还要考虑到经济与社会等系统的影响力,这体现了生态工程的 原理。
(3)这种生产模式对环境的污染小,因为生产一种产品时产生的有机废物变成了 。与普通的农业生态系统相比,“四位一体”生态农业具有更大的产出投入比的主要原因是 。
解析:(1)该生态系统中的生产者主要是种植的农作物。硝化细菌可将氨氧化成硝酸盐,硝酸盐能够被植物吸收利用。(2)协调原理的含义是处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡,需要考虑环境承载力,可见该生态农业模式的建立要考虑环境承载力,体现了生态工程的协调原理。该生态农业模式的建立不但要考虑到自然生态系统的规律,还要考虑到经济与社会等系统的影响力,这体现了生态工程的整体原理。(3)在这种生产模式中,生产一种产品时产生的有机废物变成了生产另一种产品的原料(或另一种产品的投入),因此对环境的污染小。与普通的农业生态系统相比,“四位一体”生态农业充分利用了秸秆、人畜粪便等废弃物中的能量,因此具有更大的产出投入比。
答案:(1)农作物 硝化细菌
(2)协调 整体
(3)生产另一种产品的原料(或另一种产品的投入) 秸秆、人畜粪便中的能量被多级利用(或充分利用了废弃物中的能量)
三、不定项选择题
11.如图为利用自然生态系统净化污水的一种大面积、敞开式污水处理池塘(氧化塘)。请据图分析,下列叙述正确的是( ABD )
A.图中a可以表示氧气,b可以表示二氧化碳、无机盐等
B.由图示可知,氧化塘净化污水的途径有物理沉降和微生物的分解
作用
C.氧化塘实现污水净化的主要原理是利用细菌和藻类的分解作用来分解有机污染物
D.随着距水面深度的不断增加,不同水层微生物的呼吸作用类型变化顺序可能是需氧型、兼性厌氧型、厌氧型
解析:藻类的光合作用可以为细菌的分解作用提供氧气和有机物,故a可以表示氧气,b可以表示二氧化碳和无机盐等;整个过程中既有物理沉降又有微生物的分解作用;这个过程中细菌起分解作用,而藻类属于生产者,进行光合作用;随着距水面深度的增加,含氧量不断下降,不同水层的微生物呼吸作用类型可能依次是需氧型、兼性厌氧型、厌氧型。
12.生态文明建设需要以生态学原理为指导,下列有关叙述错误的是( BD )
A.我国西北地区选用耐旱性强的植物建设防护林遵循了协调的原理
B.桑基鱼塘实现了对能量的多级循环利用,从而提高了能量利用率
C.“三孩”政策的实施可以调节人口出生率,改变人口的年龄结构
D.建立动植物园是以就地保护的形式来保护生物多样性
解析:桑基鱼塘实现了对能量的多级利用,从而提高了能量利用率,能量不能循环利用;建立自然保护区是以就地保护的形式来保护生物多样性,建立动植物园属于易地保护。
四、综合探究题
13.科学家发明了一种新型的稳定塘污水生态处理系统,取得了良好效果。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、防渗层等结构。稳定塘包括好氧塘、兼性塘、厌氧塘等,其结构如图所示,稳定塘污水生态处理系统的主要指标如表所示。请分析有关材料,回答下列问题。
类型 深浅/m 污水停留 时间/d 适宜处理的污水中有机物浓度 含有的 主要生物
好氧塘 <1 3~5 低 藻类、好 氧菌等
兼性塘 1~2 5~30 较高 细菌、真 菌、原生 动物、藻 类等
厌氧塘 2.5~5.0 20~50 高 厌氧菌等
(1)从表中数据可以发现:不同的稳定塘水深有明显差异。这主要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较长的原因主要是
。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的 等原理。
(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,人工打捞藻类、投放大量化学杀藻剂等紧急处理方式是常用的治理方法。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,取得较好的效果。与杀藻剂处理水华相比,生物修复方法的主要优点是
。
解析:(1)不同的分解者对氧气的需求不同,故不同的稳定塘水深差异明显。(2)好氧塘较浅,光照充足;好氧塘中分解者能彻底氧化分解有机物,为藻类提供丰富的CO2和无机盐,因此好氧塘内藻类生长较正常情况要快。(3)从表格可以看出,厌氧塘适宜处理有机物浓度高的污水,其中的厌氧菌分解大量有机物所需时间较长,故污水在厌氧塘中停留时间较长;生态系统的调节能力是有一定限度的,因此污水不能过量排入;该生态系统的建立利用了生态工程的自生原理和循环原理。(4)生物修复方法与化学方法相比,减少了环境污染,保护了生物多样性,也可避免藻类产生抗药性。
答案:(1)溶氧量(或氧气)
(2)光照充足;分解者分解有机物,为藻类提供丰富的CO2和无机盐
(3)厌氧塘处理有机物浓度高的污水,其厌氧菌分解大量有机物所需时间长 自我调节 自生、循环
(4)能减少环境污染,有利于保护生物多样性(合理即可)