Question

【題目】在懷化市城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的過程中，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增長(zhǎng)，污水排放量增加，污水處理越來越困難。如何科學(xué)有效地處理污水，成為懷化市城鎮(zhèn)化過程中亟待解決的問題。建立人工濕地公園是首選方案，可以獲得生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)三重效益。如圖甲是某人工濕地公園污水處理示意圖。請(qǐng)回答下列問題：

（1）圖甲濕地中蘆葦、綠藻和黑藻等植物的分層配置，體現(xiàn)了群落的____________結(jié)構(gòu)。人工濕地中植物的根系不僅能吸收____________等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，還能為____________吸附和代謝提供良好的環(huán)境條件，利于它們通過分解作用降解污水中的有機(jī)物。但人們對(duì)污水排放量還要加以控制，原因是人工濕地以____________為基礎(chǔ)的____________是有限的。

（2）圖乙表示該人工濕地公園草魚的種群數(shù)量增長(zhǎng)速率隨時(shí)間的變化情況，如果在t1時(shí)用標(biāo)志重捕法調(diào)查草魚的種群密度，第一次捕獲40條全部標(biāo)志釋放，一段時(shí)間后進(jìn)行了第二次捕捉，其中未標(biāo)志的30條、標(biāo)志的10條，估算草魚種群在t2時(shí)是____________條。

（3）在此基礎(chǔ)上，某地進(jìn)一步建立了一個(gè)集污水凈化、休閑、養(yǎng)魚為一體的新型人工生態(tài)系統(tǒng)。科研小組對(duì)該新型人工生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)進(jìn)行定量分析，得出相關(guān)數(shù)據(jù)，如下表所示（部分?jǐn)?shù)據(jù)未給出，能量單位為，肉食性動(dòng)物作為只占據(jù)一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)研究）。

生物類型	X	傳遞給分解者的能量	未利用的能量	傳給下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量	外來有機(jī)物輸入的能量
生產(chǎn)者	44.0	5.0	95.0	20.0	0
植食性動(dòng)物	9.5	1.5	11.0	Y	5.0
肉食性動(dòng)物	6.3	0.5	6.5	0.7	11.0

據(jù)表分析，流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為____________，X是指____________的能量，數(shù)據(jù)Y為____________。

Answer 1

【答案】垂直（或空間） N、P（或礦質(zhì)元素、無機(jī)鹽） 微生物（或分解者） 負(fù)反饋調(diào)節(jié)（或反饋調(diào)節(jié)） 自我調(diào)節(jié)能力 320 180 呼吸作用散失 3

【解析】

生物群落的空間結(jié)構(gòu)包括水平結(jié)構(gòu)和垂直結(jié)構(gòu)；生態(tài)系統(tǒng)之所以能維持穩(wěn)定，是由于生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力，而負(fù)反饋調(diào)節(jié)是生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)。分析圖乙，t1時(shí)種群有最大增長(zhǎng)速率，對(duì)應(yīng)種群增長(zhǎng)曲線中的值，隨著時(shí)間變化t2時(shí)種群增長(zhǎng)速率為零，種群數(shù)量達(dá)到K值。標(biāo)志重捕法計(jì)算種群數(shù)量公式：種群數(shù)量=；在生態(tài)系統(tǒng)中某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量可劃分為：呼吸散失量、流向分解者的量、流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的量和流向分解者。

（1）生物群落的空間結(jié)構(gòu)包括水平結(jié)構(gòu)和垂直結(jié)構(gòu)，圖甲濕地中蘆葦、綠藻和黑藻等植物的分層配置，體現(xiàn)了群落的垂直結(jié)構(gòu)；人工濕地中植物的根系不僅能吸收N、P（或礦質(zhì)元素、無機(jī)鹽）等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，還能為微生物（或分解者）吸附和代謝提供良好的環(huán)境條件，利于它們通過分解作用降解污水中的有機(jī)物。生態(tài)系統(tǒng)之所以能維持穩(wěn)定，是由于生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力，而負(fù)反饋調(diào)節(jié)是生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)。因此，人們對(duì)污水排放量還要加以控制，原因是人工濕地以負(fù)反饋調(diào)節(jié)為基礎(chǔ)的自我調(diào)節(jié)能力是有限的。

（2）分析圖乙，t1時(shí)種群有最大增長(zhǎng)速率，對(duì)應(yīng)種群增長(zhǎng)曲線中的值，隨著時(shí)間變化t2時(shí)種群增長(zhǎng)速率為零，種群數(shù)量達(dá)到K值。根據(jù)標(biāo)志重捕法計(jì)算種群數(shù)量公式可計(jì)算出t1時(shí)種群數(shù)量=條，因此可估算出t2時(shí)種群數(shù)量為320條。

（3）在生態(tài)系統(tǒng)中某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量可劃分為：呼吸散失量、流向分解者的量、流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的量和流向分解者。結(jié)合表中數(shù)據(jù)，流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量=生產(chǎn)者固定的量+外來有機(jī)物輸入的能量=（44.0+5.0+95.0+20）+（5.0+11.0）=180.0，并且可以判斷出表中X代表的為呼吸作用散失的能量；根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，植食性動(dòng)物流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)是能量即肉食性動(dòng)物的同化量為Y，根據(jù)上述能量分配關(guān)系有 Y+11=6.3+0.5+6.5+0.7，所以Y=3。