Question

【題目】在懷化市城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的過程中，隨著經濟發(fā)展和人口增長，污水排放量增加，污水處理越來越困難。如何科學有效地處理污水，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)、社會和經濟三重效益。如圖甲是某人工濕地公園污水處理示意圖。請回答下列問題：

（1）圖甲濕地中蘆葦、綠藻和黑藻等植物的分層配置，體現了群落的____________結構。人工濕地中植物的根系不僅能吸收____________等營養(yǎng)物質，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物。但人們對污水排放量還要加以控制，原因是人工濕地以____________為基礎的____________是有限的。

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

（3）在此基礎上，某地進一步建立了一個集污水凈化、休閑、養(yǎng)魚為一體的新型人工生態(tài)系統(tǒng)。科研小組對該新型人工生態(tài)系統(tǒng)的能量流動進行定量分析，得出相關數據，如下表所示（部分數據未給出，能量單位為，肉食性動物作為只占據一個營養(yǎng)級研究）。

生物類型	X	傳遞給分解者的能量	未利用的能量	傳給下一營養(yǎng)級的能量	外來有機物輸入的能量
生產者	44.0	5.0	95.0	20.0	0
植食性動物	9.5	1.5	11.0	Y	5.0
肉食性動物	6.3	0.5	6.5	0.7	11.0

據表分析，流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量為____________，X是指____________的能量，數據Y為____________。

Answer 1

【答案】垂直（或空間） N、P（或礦質元素、無機鹽） 微生物（或分解者） 負反饋調節(jié)（或反饋調節(jié)） 自我調節(jié)能力 320 180 呼吸作用散失 3

【解析】

生物群落的空間結構包括水平結構和垂直結構；生態(tài)系統(tǒng)之所以能維持穩(wěn)定，是由于生態(tài)系統(tǒng)具有自我調節(jié)能力，而負反饋調節(jié)是生態(tài)系統(tǒng)自我調節(jié)能力的基礎。分析圖乙，t1時種群有最大增長速率，對應種群增長曲線中的值，隨著時間變化t2時種群增長速率為零，種群數量達到K值。標志重捕法計算種群數量公式：種群數量=；在生態(tài)系統(tǒng)中某營養(yǎng)級的同化量可劃分為：呼吸散失量、流向分解者的量、流向下一營養(yǎng)級的量和流向分解者。

（1）生物群落的空間結構包括水平結構和垂直結構，圖甲濕地中蘆葦、綠藻和黑藻等植物的分層配置，體現了群落的垂直結構；人工濕地中植物的根系不僅能吸收N、P（或礦質元素、無機鹽）等營養(yǎng)物質，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)具有自我調節(jié)能力，而負反饋調節(jié)是生態(tài)系統(tǒng)自我調節(jié)能力的基礎。因此，人們對污水排放量還要加以控制，原因是人工濕地以負反饋調節(jié)為基礎的自我調節(jié)能力是有限的。

（2）分析圖乙，t1時種群有最大增長速率，對應種群增長曲線中的值，隨著時間變化t2時種群增長速率為零，種群數量達到K值。根據標志重捕法計算種群數量公式可計算出t1時種群數量=條，因此可估算出t2時種群數量為320條。

（3）在生態(tài)系統(tǒng)中某營養(yǎng)級的同化量可劃分為：呼吸散失量、流向分解者的量、流向下一營養(yǎng)級的量和流向分解者。結合表中數據，流入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量=生產者固定的量+外來有機物輸入的能量=（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；根據表中的數據，植食性動物流向下一營養(yǎng)級是能量即肉食性動物的同化量為Y，根據上述能量分配關系有 Y+11=6.3+0.5+6.5+0.7，所以Y=3。