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生態(tài)工程 1.回答下列有關(guān)生態(tài)工程的問(wèn)題。 (1)某地為產(chǎn)煤大市,礦區(qū)生態(tài)破壞嚴(yán)重,礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程的關(guān)鍵在于　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,具體實(shí)施的措施有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(任答兩點(diǎn))。 (2)某生態(tài)工程以沼氣工程為中心,各類(lèi)植物的秸稈、枝葉用來(lái)生產(chǎn)飼料喂養(yǎng)畜、禽、魚(yú),人、畜、禽的糞便作為原料生產(chǎn)沼氣,沼渣水返還農(nóng)田、菜園、果園、苗圃、魚(yú)塘,體現(xiàn)了生態(tài)工程的　　　　　　　　　　原理。該生態(tài)工程建設(shè)中,魚(yú)塘中每一種魚(yú)苗的投放量都不宜超過(guò)其　　　　　　　　　。 (3)一般來(lái)說(shuō),生態(tài)工程的主要任務(wù)是對(duì)　　　　　　　　　　　　進(jìn)行修復(fù),對(duì)造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行改善,并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。在應(yīng)用植物修復(fù)技術(shù)治理重金屬污染的土壤時(shí),需選擇符合要求的植物,這遵循了生態(tài)工程的　　　　　　　　　原理。 答案 (1)植被恢復(fù)與土壤微生物群落的重建　人工制造表土、多層覆蓋、特殊隔離、土壤侵蝕控制、植被恢復(fù)(任答兩點(diǎn)即可) (2)物質(zhì)循環(huán)再生　環(huán)境容納量 (3)已破壞的生態(tài)系統(tǒng)　協(xié)調(diào)與平衡 解析 (1)礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程的關(guān)鍵在于植被恢復(fù)與土壤微生物群落的重建,具體實(shí)施的措施有人工制造表土、多層覆蓋、特殊隔離、土壤侵蝕控制、植被恢復(fù)等。(2)該生態(tài)工程體現(xiàn)了生態(tài)工程的物質(zhì)循環(huán)再生原理。該生態(tài)工程建設(shè)中,魚(yú)塘中每一種魚(yú)苗的投放量都不宜超過(guò)其環(huán)境容納量。(3)生態(tài)工程的主要任務(wù)是對(duì)已破壞的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù),對(duì)造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行改善,并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。選擇符合要求的植物遵循了生態(tài)工程的協(xié)調(diào)與平衡原理。 2.1985年以前,某地農(nóng)村的農(nóng)作物秸稈都是當(dāng)作燃料,而農(nóng)戶和家畜的糞便等均作為肥料直接施入農(nóng)田。后來(lái)逐步開(kāi)始進(jìn)行農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,下圖是2006年時(shí)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)工程示意圖。 (1)試分析1985年以前農(nóng)業(yè)技術(shù)手段的不利影響(至少舉兩個(gè)方面):　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)該生態(tài)工程的建設(shè)遵循了　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　等基本原理。與傳統(tǒng)工程相比較,生態(tài)工程具有　　　　　　　　　　　　　等特點(diǎn)。 (3)當(dāng)?shù)厝讼ＭM(jìn)一步提高該系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。專(zhuān)家們經(jīng)過(guò)考察后,建議他們?cè)黾右粋€(gè)奶牛養(yǎng)殖項(xiàng)目。村民接受了專(zhuān)家的建議,并對(duì)原有的生產(chǎn)項(xiàng)目做了一些調(diào)整。他們需要調(diào)整的項(xiàng)目主要是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)現(xiàn)代生物技術(shù)可應(yīng)用于生態(tài)建設(shè),舉例說(shuō)明: 　。 答案 (1)能源和物質(zhì)資源浪費(fèi)、引起環(huán)境污染、農(nóng)業(yè)成本高等 (2)物質(zhì)循環(huán)再生原理、整體性原理、物種多樣性原理、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理　少消耗、多效益、可持續(xù) (3)種植的農(nóng)作物種類(lèi)和數(shù)量(或原養(yǎng)殖家畜的數(shù)量) (4)基因工程中抗蟲(chóng)、抗病轉(zhuǎn)基因植物的種植減少了農(nóng)藥的使用;細(xì)胞工程中組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用,可對(duì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行綜合治理;胚胎工程中胚胎移植可以用于保護(hù)瀕危野生動(dòng)物,保護(hù)生物多樣性 解析 (1)1985年以前,該地農(nóng)村的農(nóng)作物秸稈都是當(dāng)作燃料,而農(nóng)戶和家畜的糞便等均作為肥料直接施入農(nóng)田,造成了能源和物質(zhì)資源的浪費(fèi)、環(huán)境污染、農(nóng)業(yè)成本高等不利的影響。 (2)生態(tài)工程建設(shè)目的是遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律,充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力,防止環(huán)境污染,達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。該生態(tài)工程的建設(shè)遵循了物質(zhì)循環(huán)再生原理(如秸稈被重復(fù)利用,沼渣和沼液作肥料)、整體性原理(考慮自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的整體影響)、物種多樣性原理(物種數(shù)量增多:家畜、食用菌等)、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理(改善和優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu))等基本原理。與傳統(tǒng)工程相比較,生態(tài)工程具有少消耗、多效益、可持續(xù)等特點(diǎn)。 (3)當(dāng)?shù)厝讼ＭM(jìn)一步提高該系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。專(zhuān)家經(jīng)過(guò)考察后,建議他們?cè)黾右粋€(gè)奶牛養(yǎng)殖項(xiàng)目,就需要更多的奶牛的食物,所以村民需要調(diào)整種植的農(nóng)作物種類(lèi)和數(shù)量(或原養(yǎng)殖家畜的數(shù)量)。 (4)基因工程中抗蟲(chóng)、抗病轉(zhuǎn)基因植物的種植減少了農(nóng)藥的使用;細(xì)胞工程中組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用,可對(duì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行綜合治理;胚胎工程中胚胎移植可以用于保護(hù)瀕危野生動(dòng)物,保護(hù)生物多樣性等,是現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用于生態(tài)建設(shè)的典型事例。 3.綠色城市的重要標(biāo)志之一是實(shí)現(xiàn)垃圾的“減量化、資源化和無(wú)害化”。下圖是垃圾資源化、無(wú)害化處理的一種方案。 (1)列出該生態(tài)系統(tǒng)中的三種分解者的名稱(chēng):　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)從資源與環(huán)境的角度來(lái)看,④⑤途徑優(yōu)于③途徑的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　。 (3)進(jìn)行⑦過(guò)程的甲烷桿菌與酵母菌在細(xì)胞結(jié)構(gòu)上的最主要區(qū)別是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)每一位市民都應(yīng)該積極參與①②過(guò)程,具體做法是　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)該生態(tài)工程突出體現(xiàn)了　　　　　　　　　　　　　這個(gè)基本原理。 答案 (1)蚯蚓、蒼蠅、細(xì)菌(微生物) (2)④⑤途徑可以充分地利用垃圾中的物質(zhì)(對(duì)物質(zhì)的多級(jí)利用)　減少環(huán)境污染 (3)甲烷桿菌無(wú)成形的細(xì)胞核 (4)將生活垃圾分類(lèi)處理 (5)物質(zhì)循環(huán)再生 解析 (1)分解者是以分解有機(jī)物質(zhì)為生的異養(yǎng)微生物或動(dòng)物。由圖示可知,該生態(tài)系統(tǒng)中的三種分解者是蚯蚓、蒼蠅、細(xì)菌。(2)④⑤途徑運(yùn)用生態(tài)學(xué)原理可充分地利用垃圾中的物質(zhì),即實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)的多級(jí)利用,減少了環(huán)境污染,明顯優(yōu)于③途徑(燃燒)。(3)甲烷桿菌為原核生物,而酵母菌為真核生物,甲烷桿菌無(wú)成形的細(xì)胞核。(4)每一位市民都應(yīng)該積極參與①②過(guò)程,將生活垃圾分類(lèi)處理,以實(shí)現(xiàn)能量和物質(zhì)的多級(jí)利用。(5)從圖示看出,該生態(tài)工程突出體現(xiàn)了物質(zhì)循環(huán)再生這個(gè)基本原理。 4.生物炭是指利用炭化技術(shù)使生物在缺氧條件下不完全燃燒所產(chǎn)生的富碳產(chǎn)物。科研人員以玉米秸稈(生物炭原材料)、北方粳稻為材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。結(jié)果如下表。 實(shí)驗(yàn) 組號(hào) 處理方式 北方粳稻不同發(fā)育期的根鮮重/g 分蘗期 拔節(jié)期 抽穗期 灌漿期 Ⅰ ? 28.12 48.99 62.36 63.06 Ⅱ 每千克干土加 10 g 生物炭 50.86 49.97 71.09 69.91 Ⅲ 每千克干土加 20 g 生物炭 37.63 51.33 69.79 64.12 Ⅳ 每千克干土加 40 g 生物炭 35.10 55.07 67.55 71.47 (1)選擇　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的北方粳稻,移栽至各組土壤中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。其中,Ⅰ組為對(duì)照組,處理方式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)與Ⅰ組相比,　　　　期生物炭對(duì)根鮮重的促進(jìn)作用最大,該時(shí)期　　　組實(shí)驗(yàn)的處理方式對(duì)根鮮重的促進(jìn)作用最明顯。 (3)生物炭本身質(zhì)輕、多孔, 施入土壤后可提高土壤肥力和肥料利用效率,它還富含一些作物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)元素, 故此研究成果對(duì)在實(shí)踐中遵循生態(tài)工程的　　　　　　　　　　　　原理具有指導(dǎo)意義。 答案 (1)生理狀態(tài)良好且長(zhǎng)勢(shì)相對(duì)一致　等量的不添加生物炭的干土 (2)分蘗?、? (3)物質(zhì)循環(huán)再生 解析 (1)依題意可知,本實(shí)驗(yàn)中的北方粳稻為無(wú)關(guān)變量,根據(jù)實(shí)驗(yàn)的單一變量原則,無(wú)關(guān)變量應(yīng)保證相同,所以應(yīng)選擇生理狀態(tài)良好且長(zhǎng)勢(shì)相對(duì)一致的北方粳稻,移栽至各組土壤中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)中的自變量為生物炭的量,表中信息顯示,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組均為實(shí)驗(yàn)組,Ⅰ組則為對(duì)照組,對(duì)照組的處理方式為等量的不添加生物炭的干土。(2)比較表中北方粳稻不同發(fā)育期的根鮮重可知,與Ⅰ組相比,在每千克干土加10 g生物炭的條件下,分蘗期的根鮮重最大,說(shuō)明分蘗期生物炭對(duì)根鮮重的促進(jìn)作用最大,該時(shí)期Ⅱ組實(shí)驗(yàn)的處理方式對(duì)根鮮重的促進(jìn)作用最明顯。(3)依題意可知,此研究成果對(duì)在實(shí)踐中遵循生態(tài)工程的物質(zhì)循環(huán)再生原理具有指導(dǎo)意義。 5.下圖是某農(nóng)村綜合發(fā)展生態(tài)工程建立生態(tài)農(nóng)業(yè)的案例,據(jù)圖回答下列問(wèn)題。 (1)該生態(tài)農(nóng)業(yè)建立所依據(jù)的生態(tài)學(xué)基本理論是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。該圖中蘑菇和蚯蚓屬于生態(tài)系統(tǒng)中的　　　　　(填寫(xiě)組成成分)。 (2)該生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)中既要考慮當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)生活特點(diǎn),還要提高當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)收入,因此其依據(jù)的主要生態(tài)工程基本原理有　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　和　　　　　　　　　　　　。 (3)該生態(tài)農(nóng)業(yè)的優(yōu)越性表現(xiàn)在　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)在“農(nóng)作物→豬→農(nóng)戶”這條食物鏈中,若農(nóng)作物通過(guò)光合作用產(chǎn)出50 mol葡萄糖,農(nóng)戶從豬中獲取的能量最多相當(dāng)于　　　　mol的葡萄糖。 答案 (1)生態(tài)系統(tǒng)中能量多級(jí)利用和物質(zhì)循環(huán)再生　分解者 (2)物質(zhì)循環(huán)再生原理　整體性原理　協(xié)調(diào)與平衡原理 (3)各種農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)互相協(xié)調(diào),互惠互利,實(shí)現(xiàn)了能量和物質(zhì)的多級(jí)利用 (4)2 解析 (1)生態(tài)學(xué)中能量多級(jí)利用和物質(zhì)循環(huán)再生是建立生態(tài)系統(tǒng)所依據(jù)的基本理論。(2)該生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)中既要考慮當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)生活特點(diǎn),還要提高當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)收入,因此其依據(jù)的主要生態(tài)工程基本原理有物質(zhì)循環(huán)再生原理、整體性原理和協(xié)調(diào)與平衡原理。(3)該生態(tài)農(nóng)業(yè)中各種農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)互相協(xié)調(diào),互惠互利,實(shí)現(xiàn)了能量和物質(zhì)的多級(jí)利用。(4)能量在食物鏈中傳遞時(shí)按10%~20%的效率逐級(jí)遞減,農(nóng)戶從豬中獲取的能量最多相當(dāng)于5020%20%=2(mol)的葡萄糖。 6.下圖是江蘇某農(nóng)村因地制宜建設(shè)的生態(tài)農(nóng)業(yè)園示意圖,請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。 (1)該生態(tài)農(nóng)業(yè)園建設(shè)主要依據(jù)的生態(tài)工程原理有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(至少2個(gè))。 (2)池塘養(yǎng)魚(yú)時(shí),通常采用多魚(yú)種混合放養(yǎng)模式(上層為食浮游生物的鳙魚(yú),中層為食草的草魚(yú),下層為雜食性的鯽魚(yú)等)。從群落結(jié)構(gòu)分析,這種養(yǎng)殖模式的優(yōu)點(diǎn)是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)防治果樹(shù)蟲(chóng)害時(shí),常利用性引誘劑來(lái)誘捕害蟲(chóng)或干擾交配,從而降低害蟲(chóng)種群密度。這屬于生態(tài)系統(tǒng)中的　　　　　　　　　　(信息類(lèi)型)傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。 (4)流入該生態(tài)農(nóng)業(yè)園的總能量有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　和人工輸入的能量,人工輸入的能量有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(至少2項(xiàng))。該生態(tài)農(nóng)業(yè)園增加了“蠅蛆養(yǎng)殖、食用菌種植”等項(xiàng)目,其意義是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案 (1)物質(zhì)循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理等 (2)充分利用了生態(tài)系統(tǒng)的空間和食物資源 (3)化學(xué)信息 (4)稻麥?zhǔn)卟恕⒉葺?、梨等生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能　種子、幼苗、雞苗、鴨苗、牛犢、電力、石油等　實(shí)現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)和能量的多級(jí)利用,減少了環(huán)境污染 解析 (1)該生態(tài)農(nóng)業(yè)園建設(shè)主要依據(jù)的生態(tài)工程原理有物質(zhì)循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理等。(2)池塘養(yǎng)魚(yú)時(shí),通常采用多魚(yú)種混合放養(yǎng)模式(上層為食浮游生物的鳙魚(yú),中層為食草的草魚(yú),下層為雜食性的鯽魚(yú)等),這種養(yǎng)殖模式充分利用了生態(tài)系統(tǒng)的空間和食物資源,緩解生物間的競(jìng)爭(zhēng)。(3)防治果樹(shù)蟲(chóng)害時(shí),常利用性引誘劑來(lái)誘捕害蟲(chóng)或干擾交配,從而降低害蟲(chóng)種群密度,性引誘劑屬于生態(tài)系統(tǒng)中的化學(xué)信息。(4)流入該生態(tài)農(nóng)業(yè)園的總能量是稻麥?zhǔn)卟?、草莓、梨等生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能和人工輸入的能量;人工輸入的能量有種子、幼苗、雞苗、鴨苗、牛犢、電力、石油等。該生態(tài)農(nóng)業(yè)園增加了“蠅蛆養(yǎng)殖、食用菌種植”等項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)和能量的多級(jí)利用,減少了環(huán)境污染。 7.請(qǐng)據(jù)圖回答與生態(tài)工程相關(guān)的問(wèn)題。 圖1 圖2 (1)圖1為竇店村綜合發(fā)展生態(tài)工程示意圖,該工程主要運(yùn)用了哪些生態(tài)工程的基本原理?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(至少答兩項(xiàng))。此生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者有　　　　　　　　　,生命活動(dòng)所需的能量歸根到底都來(lái)自　　　　　　　　。燃燒沼氣為雞舍增加照明時(shí)間,可以增加產(chǎn)蛋量,這屬于　　　　　信息傳遞。 (2)圖2為礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程流程圖,該恢復(fù)工程中,①是指　　　　　　　　　　　　　　措施。該生態(tài)工程所遵循的主要原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)澳大利亞的大堡礁,生物多樣性非常高,珊瑚蟲(chóng)和藻類(lèi)組成了高效的植物—?jiǎng)游餇I(yíng)養(yǎng)循環(huán),因此珊瑚礁能夠保持很高的系統(tǒng)生產(chǎn)力。此生態(tài)系統(tǒng)體現(xiàn)了生態(tài)工程的基本原理是　。 答案 (1)物質(zhì)循環(huán)再生原理、整體性原理、物種多樣性原理　農(nóng)作物、藍(lán)綠萍　太陽(yáng)光能　物理 (2)人工制造表土、壓實(shí)　系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理 (3)系統(tǒng)整體性原理 解析 (1)圖1為農(nóng)村綜合發(fā)展型生態(tài)工程,依據(jù)的原理包括物質(zhì)循環(huán)再生原理、整體性原理和物種多樣性原理等。此生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者有谷物、藍(lán)綠萍,生命活動(dòng)需要的能量最終來(lái)自太陽(yáng)能。光照為物理信息。(2)圖2為礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程。該恢復(fù)工程中首先要人工制造表土、壓實(shí)。礦區(qū)廢棄地土壤和植被的恢復(fù)決定了系統(tǒng)的功能。由于剛恢復(fù)的土壤條件較差,不宜種植作物,植樹(shù)、種草體現(xiàn)了系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理。(3)珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)體現(xiàn)了系統(tǒng)整體性原理。