1、生态工程的实例和发展前景(45分钟100分)一、选择题(共4小题,每小题6分,共24分)1.如图为生态养猪模式。从图中可知该生态工程属于()A.物质循环利用的生态工程B.山区小流域综合治理与开发的生态工程C.节水和废水处理与应用的生态工程D.清洁及可再生能源系统综合利用的生态工程【解析】选C。本题结合生态养猪模式图解,考查农林牧副渔一体化生态工程。图示没有涉及废弃物的资源化,不是物质循环利用的生态工程,A错误;不可能是山区小流域综合治理与开发的生态工程,B错误;根据图示可知,该生态工程是节水和废水处理与应用的生态工程,C正确;图中没有提及能量问题,不可能是清洁及可再生能源系统综合利用的生态工程
2、,D错误。2.下列有关生态工程的说法,不正确的是()A.超载放牧导致草地退化,主要违背协调与平衡原理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物质循环再生原理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】选D。超载放牧导致草地退化,主要违背协调与平衡原理,故A项正确。矿区生态环境的恢复工程中,关键的措施是植被恢复,故B项正确。城市生活垃圾实现废物资源化利用依据的是物质循环再生原理, 故C项正确。对湿地的恢复,既要注意退耕还湿地和建立自然保护区,还需要进行合理开发利用,故D项错误。3.在林地果园中散养土鸡,让鸡采食大量的天然饲
3、料,既可替代人工除草,又可替代人工施肥,而且能提高鸡的品质,降低饲养成本。下列相关叙述错误的是()A.果园养土鸡,使废物资源化,提高了果园的能量传递效率B.鸡粪不能直接为植物生长提供能量,但可提供部分物质,节约用肥,减少污染C.种养结合降低了成本,获得了高经济效益和高生态效益D.果园是一个人工生态系统,结构简单,自我调节能力弱【解析】选A。果园养土鸡,使废物资源化,提高了能量利用率,而不是能量传递效率,A项错误;鸡粪作为肥料,既可以满足果树生长的需要,又可以节约用肥,减少污染,这种模式也可以节约生产成本,B、C项正确;果园是一个人工生态系统,植物种类比较少,自我调节能力弱,D项正确。4.中国生
4、态现代化水平将在2050年前后达到当时世界中等水平,生态现代化指数进入世界前40名,2100年生态现代化指数进入世界前20名,整体达到当时世界先进水平,但目前中国生态现代化整体水平较低,名列全球倒数第18位,国内也只有北京生态现代化水平超过平均水平。下列有关中国生态现代化的叙述正确的是()A.应当是先污染,后治理,再向生态现代化转型B.应当是发展“原料-产品-废料-原料-产品”的生产模式C.采用综合生态现代化原理,协调推进绿色工业化和生态现代化建设D.应当是先进行生态农业建设,再进行城市生态建设,最后再进行生态现代化建设【解析】选C。在发展经济的同时,要注重对环境的保护,不应该先污染,后治理,
5、否则生态环境遭到破坏恢复起来很困难,选项A错误;生态工程通过实行“循环经济”原则,使一个系统产生出的污染物,能够成为本系统或者另一个系统的生产原料,从而实现废弃物的资源化,建立“原料-产品-原料-产品”的无废料生产体系,选项B错误;采用综合生态现代化原理,协调推进绿色工业化和生态现代化建设,在发展经济的同时兼顾环境,选项C正确;中国生态现代化建设,应当是生态农业建设、城市生态建设、生态现代化建设同时进行,选项D错误。二、非选择题(共6小题,共76分)5.(16分)“四位一体”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、厕所与日光温室有机地组合在一起。如图是“四位一体
6、”农业生态工程模式图,图是该系统物质循环的示意图,请分析回答下列问题:“四位一体”农业生态工程模式图1.厕所2.猪禽舍3.沼气池进料口4.溢流渠5.沼气池6.通风口7.简易日光温室“四位一体”生态农业物质循环示意图(1)结合生态工程的原理,请补充图中的连线并注解,从而完成该生态系统的物质循环示意图。(2)该生态模式中建立了日光温室,日光温室和裸地栽培相比,植物需水量和需肥量为什么相对要多一点? 。使用沼气池里的沼渣为什么可以提高蔬菜的产量? 。(3)“四位一体”农业生态工程应用了 等原理,与自然生态系统相比,它的稳定性有什么特点? 。(4)举例说明“四位一体”农业生态工程有哪些生态效益。 (至
7、少两点)。【解析】(1)“四位”指沼气池、猪禽舍、厕所及日光温室四部分,是庭院经济与生态农业相结合的一种生产模式。要充分利用所有营养级之间的种间关系,实现多级利用,使能量尽可能多地流向对人类有益的部分,提高能量的利用率。(2)它的运行原理为:日光温室的增温效应可使蔬菜等作物在冬天也能正常生长,日光温室比裸地栽培温度相对要高,植物生长快,需水、需肥多,同时也使猪免受严寒而快速生长;温室内的植物为动物提供氧气,同时吸收二氧化碳;人、猪的粪尿及蔬菜废弃物等物质投入沼气池生产沼气,同时沼液和沼渣又是蔬菜的良好肥料,其中含有丰富的矿物质,能提高蔬菜的产量和质量。(3)“四位一体”农业生态工程应用了物质循
8、环再生和物种多样性等原理,与自然生态系统相比,抵抗力稳定性较低,恢复力稳定性较高。(4)“四位一体”农业生态工程充分应用了物质循环再生和物种多样性等原理,提高了单位土地面积的产出,同时减少了环境污染,大大提高了农业的综合效益。答案:(1)如图所示:(2)日光温室比裸地栽培温度相对要高,植物生长快,所以需水、需肥多沼气池里的沼渣含有丰富的矿物质,能提高蔬菜的产量(3)物质循环再生和物种多样性抵抗力稳定性较低,恢复力稳定性较高(4)使用清洁、高效的沼气,减少对薪柴的砍伐量,有利于植被保护和水土保持;人、畜粪便的无害化处理,改善农村卫生条件;沼渣、沼液的合理利用,提高了土壤肥力,从而减少化肥使用量(
9、任选两点或其他合理答案即可)【误区警示】本题中最易出错的是第(1)小题和第(3)小题。(1)解第(1)小题时要考虑到人和猪之间的捕食关系,还要考虑动物的呼吸作用会产生CO2供蔬菜利用,同时猪粪、人的生活垃圾、蔬菜的茎、叶均可用来生产沼气,沼渣、沼液中的无机物可供植物利用。(2)第(3)小题中的稳定性要从抵抗力稳定性和恢复力稳定性两方面考虑,要注意答案的全面性。6.(16分)江苏某农户创建的冬季生态型种植养殖模式如图所示,请据图回答下列问题。(1)牛棚内产生的 可扩散进入蔬菜大棚,提高蔬菜的光合效率;蔬菜光合作用产生的可扩散进入牛棚。(2)秸秆除了作为牛的饲料外,还可与牛粪混合堆沤进行 ,腐熟的
10、产物肥效提高,这是因为。这种肥料用于蔬菜栽培可以提高蔬菜产量。(3)在牛的品系、饲料品种和用量不变的条件下,采用这种养殖模式,牛的生长速度明显提高,主要原因是 。(4)牛棚保温所需的热能来源于牛身散热、地热、和。(5)从生态系统主要功能的角度分析,这种种植养殖模式较好地实现了 。【解析】物质的循环利用和能量的多级利用是生态农业的突出特色。(1)牛的呼吸为蔬菜提供光合作用的原料,蔬菜产生的氧气为牛棚更新空气。(2)秸秆和牛粪经微生物的分解,才能被植物吸收利用。(3)外界温度与牛体温相差越少,牛维持体温消耗的能量就越少。(4)太阳光能是牛棚内热能的主要来源,另外微生物发酵也产热。(5)生态农业的优
11、越性体现在物质的循环利用和能量的多级利用(高效利用)。答案:(1)二氧化碳氧气(2)发酵微生物将有机物分解为无机物(3)牛棚内温度较高,因而牛维持体温消耗的能量较少(4)太阳光能发酵产热(5)物质的循环利用和能量的高效利用7.(14分)随着生活污水的大量排放,淡水湖泊水华现象频繁发生。人工打捞和投放大量化学杀藻剂进行紧急处理是常用的治理方法。近年来,采用投放以浮游植物为食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
12、填料上的微生物去除污水中的有机物,经过跌水池处理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)杀藻剂处理水华的方法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,对水中的生长和繁殖起到了抑制作用,实现了水体净化,并进一步实现了生态系统中的多层次的循
13、环利用。(3)为了检验污水处理的效果,常测定污水BOD5的值,BOD5通常指20 下,1 L污水中所含的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、。【解析】(1)杀藻剂处理水华的方法与生物修复的方法相比,主要缺点是污染环境(杀伤天敌)和使藻类产生抗药性;挺水植物在该系统中的作用是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,该修复系统经过一段
14、时间运行后,群落结构趋于稳定,群落的这个变化过程属于生态系统的自我调节。(2)污水处理过程有多种微生物参与,生长在填料上的微生物在该生态系统中属于分解者。经过水耕型蔬菜池处理后的水中,氮、磷元素明显减少;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生态系统。水耕型蔬菜如水芹菜、茭白的生长,对水中藻类的生长和繁殖起到了抑制作用,实现了水体净化,并进一步实现了生态系统中的物质多层次的循环利用。(3)1.8 g(1.8180=0.01 mol)C6H12O6的彻底分解需消耗O2 0.06 mol(0.0632=1.92 g),BOD5=19 200 mg/L,而污水处理后测得BOD
15、5的值为190 mg/L,故污水的净化率=(19 200-190)19 200100%99%。(4)上述资料中应用的生态工程的基本原理包括物质循环再生原理、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。答案:(1)污染环境(杀伤天敌)使藻类产生抗药性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(任选两个)8.(10分)(2020南宁高二检测)党的十九大将生态文明建设放在了突出地位,某乡镇积极响应十九大号召,搞起了生态农
16、业(如图),当地环境得到了很大的改善。请据图回答下列问题:(1)系统中一个生产环节的产出是另一个生产环节的投入,使得系统中的物质能够,有效地防止环境污染,同时也能够提高能量的,获得较大的经济效益。(2)该生态系统利用昆虫的性外激素防治虫害,这种防治方法称为。鸭的食物来源有杂草和害虫,则鸭粪中含有用于生长、发育和繁殖的能量。(3)生态农业可以改善当地的生态环境,体现了生物多样性的价值。【解析】(1)农业生态系统的主要目的是实现物质的循环再生和能量的多级利用。系统中一个生产环节的产出是另一个生产环节的投入,使得系统中的物质能够循环利用,有效地防止环境污染,同时也能够提高能量的利用率获得较大的经济效
17、益。(2)该生态系统利用昆虫的性外激素防治虫害,这种防治方法称为生物防治。鸭的食物来源有杂草和害虫,鸭粪不属于鸭同化的能量,该部分能量属于上一营养级,则鸭粪中含有杂草和害虫用于生长、发育和繁殖的能量。(3)生态农业可以改善当地的生态环境,属于生态功能,体现了生物多样性的间接价值。答案:(1)循环利用利用率(2)生物防治杂草和害虫(3)间接 9.(10分)(2020广州高二检测)现有一生活污水净化处理系统,处理流程为“厌氧沉淀池曝气池兼氧池植物池”,其中植物池中生物着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水经净化处理后,可用于浇灌绿地。回答问题:(1)污水流经厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池后得到初步净
18、化。在这个过程中,微生物通过呼吸将有机物分解。(2)植物池中,水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了(填“生态系统”“群落”或“种群”)。在植物池的食物网中,植物位于第营养级。植物池中所有蛙类获得能量的最终来源是所固定的能。(3)生态工程所遵循的基本原理有整体性原理、协调与平衡原理、 原理、原理和原理。(4)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。【解析】(1)微生物通过细胞呼吸(有氧和无氧呼吸)将有机物分解。(2)群落是指生活在一定的自然区域内,相互之间具有直接或间接关系的各种生物种群的总和,所以植物池中,水生植
19、物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了群落。在食物网中,植物位于第一营养级,属于生产者,生态系统的最终能量来源是生产者所固定的太阳能。(3)生态农业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。(4)生态工程的主要任务是对已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)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。答案:(1)细胞(或有氧和无氧)(2)群落一生产者太阳(3)物质循环再生物种多样性系统学和工程学(4)已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)10.(10分)池塘养殖普遍存在由于饵料利用不充分、鱼类排泄物积
20、累、换水不及时等引起的水体污染现象,研究者设计了一种循环水池塘养殖系统(如图)。请回答下列问题:(1)该人工养殖鱼塘属于的生态工程。与自然池塘相比,人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性更高。与传统养殖池塘相比,该养殖系统增加的生态工程设施有。可以通过在这些设施内栽植水生植物、放养滤食动物等措施,起到对水体的,有效减少水体中的 N、P 等含量。(2)该养殖系统设计为前一池塘上层水流入后一池塘底部,实现水层交换,其目的有、。 该养殖系统中串联的池塘不宜过多,因为。(3)保持池塘水体中适当的N、P含量是必要的,该养殖系统可以通过(答出两点即可)进行调控。【解析】(1)该人工养殖鱼塘属于物质循环利用的生态
21、工程。与自然池塘相比,人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性更高。由图可知,与传统养殖池塘相比,该养殖系统增加的生态工程设施有生态塘和潜流湿地。由于水生植物可以吸收无机盐,可以通过在这些设施内栽植水生植物、放养滤食动物等措施,起到对水体的净化作用,有效减少水体中的 N、P 等含量。(2)该养殖系统设计为前一池塘上层水流入后一池塘底部,实现水层交换,其目的有增加水中的溶氧量、提高饵料的利用率。该养殖系统中串联的池塘不宜过多,由于池塘净化能力有限,后面池塘水体中的N和P含量(浓度)越来越高。(3)为了保持池塘水体中适当的N、P含量,需对养殖系统进行补水、排水、水泵控制水的流量的调控。答案:(1)物质循环利用生态塘和潜流湿地净化作用(2)增加水中的溶氧量提高饵料的利用率后面池塘水体中的 N 和 P 含量(浓度)越来越高(3)补水、排水、水泵控制水的流量等
