Question

【题目】北京的奥林匹克森林公园占地680公顷，是北京最大的公共公园，也是2008年北京奥运会的配套工程之一。奥森公园设计理念是“通往自然的中轴线”，是一个以自然山水、植被为主的，可持续发展的生态地带，目的是使之成为北京市中心地区与外围边缘之间的绿色屏障，对进一步改善城市的环境和气候具有举足轻重的生态战略意义。

奥森公园中有4．7公顷人造湿地，南园主要景观有三处：叠水花台、沉水廊道、湿地潜流。其中“沉水廊道”尤为特别，一座廊桥的桥面沉入水面下一米多深，廊道两边有玻璃幕墙隔着湖水，为游人近距离观察水生动植物提供了便利。水面上有“表演轻功”的水黾，在水里有游荡的小鱼儿、小蝌蚪等。有挺水植物如芦苇、香蒲、水葱、黄菖蒲、莲等；浮水植物如荇菜、睡莲、水鳖等；还有沉水植物如狸藻、金鱼藻等。

“湿地潜流”等采用了新型的复合垂直流人工湿地（如构造示意图）生态污水处理技术。富含N、P的污水经过进水口进入下行池，在基质（大小不等的砾石）中，由上向下垂直下渗，再自下而上经上行池的基质渗出后，由出水口注入氧化塘继续处理。

湿地植物与奥森其他植物一样，尽量选用本地物种，植物根系常形成一个网络样结构与基质的表面吸附诸多微生物，其中硝化细菌和反硝化细菌就是脱氮的能手，作用机理如下图所示。经人工湿地处理的生活污水、收集的雨水等可作为非饮用水用于很多生产过程，不仅减少了污染还节约了水资源。

有机氮NH4+、NH3NO2－、NO3－厌氧环境N2、N2O

奥森公园已经成为北京市的“绿肺”和生态屏障，展现“人与自然和谐相处”的中华文明。由于集多种功能于一身，同时承担着诸多社会活动，奥森无法通过独立的自我调节维持整个生态系统的稳定，仍需不断通过补充物质和能量，移除废物等人工措施加以维持，因此奥森并不是典型的生态工程。

（1）奥森公园设计和改造过程中依据的生态工程原理有_____________（至少写出两个）。

（2）流经奥森公园的总能量为____________________________________________________。

（3）“沉水廊道”观察到的生态系统空间结构为_____________，水鳖、金鱼藻等属于生态系统营养结构中的_____________。

（4）“湿地潜流”等复合垂直流人工湿地在净化污水中起到重要作用。

①微生物在湿地植物的根系和基质上形成大量的“生物膜”，这些微生物在生态系统成分中属于___________，作用是_____________。

②硝化细菌和反硝化细菌分别生活在_____________中（填“上行池”或“下行池”），判断依据为____________。

③湿地植物尽量选用本地物种的目的是_____________。

④为研究复合垂直流人工湿地生态污水处理能力，请设计一个简便可行的实验方案，包括实验操作和检测指标，字数不超过30个。_____________。

（5）奥森既然不是典型的生态工程，推测典型的生态工程的特点是_____________。

Answer 1

【答案】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、系统学与工程学原理 生产者固定的太阳能总量和人工物质和能量的输入 垂直结构 第一营养级 分解者 将动植物的遗体和动物的排泄物，分解成可被生产者（植物）重新利用的二氧化碳和各种无机物，释放能量 下行池和上行池 硝化细菌和反硝化细菌的异化作用类型分别是需氧型和厌氧型，下行池中含氧丰富，上行池中含氧较少 避免外来物种入侵，避免对本地生态系统生物生存造成威胁，保证本地生态系统的安全性，其次还有适应性问题，由于温度、湿度、光照等原因，外地物种不一定适合在北京种植（回答出其中任何一个方面即可得分） 从进水口和出水口取水样检测，比较N、P含量的差值 依靠系统“自组织”来长期维持稳定（能够通过独立的自我调节维持整个生态系统的稳定，即不需要通过补充物质、能量和移除废物等人工措施加以维持的生态系统）

【解析】

本题主要考查生物科学与环境保护，以及生态系统结构的相关知识点，要求在牢记知识点的前提下，运用知识间的联系解决问题。

（1）阅读题中信息可知，奥森公园设计和改造过程中依据的生态工程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、系统学与工程学原理。

（2）奥森仍需不断通过补充物质和能量，移除废物等人工措施加以维持，所以流经奥森公园的总能量为，生产者固定的太阳能总量和人工物质和能量的输入。

（3）“沉水廊道”中不同生物生活在不同的水层，为生态系统空间结构中的垂直结构；水鳖、金鱼藻等能利用太阳能合成有机物，故属于生产者，在食物链中占据第一营养级。

（4）①根据题意可知，形成“生物膜”的微生物，不能合成有机物，属于分解者；分解者在生态系统中的作用是将动植物的遗体和动物的排泄物，分解成可被生产者（植物）重新利用的二氧化碳和各种无机物，释放能量。

②硝化细菌生活在下行池，反硝化细菌生活在上行池；据“有机氮NH4+、NH3NO2－、NO3－厌氧环境N2、N2O”可知，硝化细菌和反硝化细菌的异化作用类型分别是需氧型和厌氧型，下行池中含氧丰富，上行池中含氧较少。

③非本地物种属于外来物种，有可能对本地生态系统生物生存造成威胁；且外地物种不一定能适应北京的环境。

④污水中主要含N、P，故可从进水口和出水口取水样检测，比较N、P含量的差值，若差值较大，说明复合垂直流人工湿地生态污水处理能力较强。

（5）典型的生态工程的特点是，能够通过独立的自我调节维持整个生态系统的稳定，即不需要通过补充物质、能量和移除废物等人工措施加以维持的生态系统。