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专项练习03 生物与环境
1.污水处理厂的尾水排放量大、污染物含量较高,直接排放至天然水体易引起富营养化,因此对污水厂尾水的深度处理引起了社会的广泛关注。
(1)污水处理厂尾水中的N、P污染可能导致自然水域蓝藻(蓝细菌)等藻类大量增生,由于藻类的 导致夜间水体中含氧量明显下降;另一方面,藻类生活周期短,藻类大量增生后伴随着大量死亡,导致需氧型微生物的大量繁殖,使水体含氧量进一步减少。含氧量降低和藻类分泌的毒素都会引起鱼虾等水生动物死亡,加剧水体的污染,形成 调节,最终超出生态系统的 能力而崩溃。
(2)科研人员对污水处理系统进行了设计和改造,其原理如下图。
①若不给污水处理池甲通入O2,在甲气体出口收集到了二氧化碳、甲烷等气体;若通入足够的O2,则收集到气体中无甲烷成分,由此推测产甲烷菌的代谢类型为 ,检测甲液体中氨态氮的浓度,流出口NH4+的浓度比流入口明显升高,其原因是 。
②硝化细菌代谢类型与绿色植物相同,硝化作用是将转NH4+-N化成NO3--N或NO2--N,反硝化细菌和乳酸菌代谢类型相同,反硝化作用是将NO3--N和NO2--N还原成气N2。依据上述信息分析,去除有机污染物中N的的过程,填写下表。
污水处理装置
通入O2
接种主要微生物
甲
-
产甲烷杆菌
乙
丙
(3)为因地制宜探索治理河水污染的生态方法,研究人员将污染河水引入人工实验湿地(见下图)。在该人工实验湿地中引入满江红、芦苇、水芹和凤眼莲等水生植物。
①人工湿地所有的生物组成 ,具有涵养水源、物种储存、调节气候等生态功能,体现了生态系统的 价值。
②通过湿地净化,出水口水样中可溶性有机物浓度显著下降,其主要原因是湿地中的 微生物分解了大量有机物。
A.好氧 B.放氧 C.厌氧 D.兼性厌氧
③人工湿地和生态塘除了具有生态保护、修复的功能,还兼具生态景观游憩休闲功能,实现 效益双丰收。
2.奥森主湖具有水域面积小且封闭、易污染、缺少完整食物链等特点导致水体容易富营养化,爆发水华。为评估奥森主湖的水体生态系统现状,提出水质净化的有效措施,进行了相关研究。
(1)从村落和农田到如今北京最大的森林公园,展现了生物群落的 过程。通过生态工程,对人工生态系统进行分析、设计和调控,可实现生态系统的 、功能平衡和收支平衡。
(2)研究人员利用软件对公园主湖生态系统进行模拟研究。依据自然水域数据设计模型1。模拟期限为5个植物生长期,部分实验结果如图所示。
比较图1和图2可知,2017年沉水植物的存在抑制了浮游植物的生长,支持上述结论的依据是 。
(3)为彻底解决持续性净水的问题,研究人员以模型1为基础,分别在进水口增加人工湿地、加入底栖动物田螺、将沉水植物菹草置换为挺水植物荷花,构建模型2、3、4,重复(2)模拟实验。结果显示,各模型沉水植物中仅水藓长势的差异显著,如图3。其它植物干重均呈规律性周期变化。
注:田螺以有机碎屑、浮游生物、苔藓类植物为食,也是鲤鱼的食物之一。
①根据实验结果推测,以下净水措施的可持续性排序依次为: > > B
A.现有人工湿地净化系统 B.无人工湿地净化系统
C.优化群落的垂直结构 D.增加多条完整的食物链
②请从生态系统营养结构的角度分析,增加底栖动物有效提升主湖自净能力的原因 。
3.过度放牧使呼伦贝尔草原牧草的年平均产量下降。为兼顾草原生态系统的稳定和畜牧业的发展,科研人员选取样地,探究不同放牧强度对草原植物及群落特征的影响。
(1)草原中的所有生物构成 。不放牧时,调查草原中几种主要牧草的丰富度,科研人员 选择若干样方,结果如下。
禾本科
莎草科
菊科
其他
物种数目
30
25
10
5
由表可知,呼伦贝尔草原牧草中 可能是优势物种,这为研究牲畜捕食策略提供依据。
(2)科研人员根据单位面积可承载的牲畜数量设定放牧强度,得到的部分实验结果如下表所示。
禁牧
轻度放牧
重度放牧
植株高度平均值
(cm)
第2年
25.77
17.55
13.72
第3年
22.52
18.89
16.65
盖度平均值(%)
第2年
60