生态浮床
水污染与立体农业微专题
【考查依据与内容】
“核心价值”命题“金线”(为什么考) | “知能素养”命题“银线”(考什么) |
随着社会的进步、科技与经济的迅速发展，人类越来越认识到环境保护的重要性，我国对环境保护的研究也越来越深入，并提出了一些治理环境的理念和观点。这些理念和观点与生物学科中生态环境的保护相关内容高度契合，近几年高考中以生态文明建设、生态农业为背景和切入点的试题逐年增多，试题大多结合大气污染、水污染、生态恢复等时代热点进行命题。 | (1)通过分析生态浮床的原理和作用，了解水污染治理的主要措施。 (2)通过分析立体农业的特点，达到资源多层次和循环利用的目的，使特定区域中的人和自然环境均受益。 (3)通过对“碳中和”与“碳达峰”的认识，树立环境保护意识，增强社会责任感。 （4）通过对微塑料的产生原因及危害进行分析，强化环保意识。 |
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【情境一】 水污染与生态修复
生态浮岛，又称人工浮床、生态浮床等。它以水生植物为主体，运用无土栽培技术原理，以高分子材料等为载体和基质，应用物种间共生关系，充分利用水体空间生态位和营养生态位，从而建立高效人工生态系统，用以削减水体中的污染负荷。 “纳米曝气—生物膜—水生植物”一体化生态修复集成系统是当前城市黑臭河道治理常用技术手段，该系统分别从水体增氧、微生物负载增殖、植物吸收降解等途径对黑臭水体进行全面水质净化，能有效地消除水体黑臭，提高水体的自净能力，从而实现对河道的生物修复。图1是该河道引清渐推生态修复工程流程图，图2是该河道的模拟修复示意图。 【追根于教材】
1．水体富营养化会导致藻类大量繁殖，进而破坏水体环境，导致水生动植物大量死亡，请分析原因。
2．纳米曝气机可产生纳米级的细小气泡，能快速增加水体溶解氧，提高治污效果的原因是什么？
3．沉水植物对于提高水体自净能力和保持水体清洁状态具有重要作用。在向河道内移栽沉水植物之前，先引进清水的目的是什么？与浮床上的挺水植物相比，沉水植物在净化水体效果方面的优点有哪些？
【真题回顾】
1.(2021·山东二模)为了打赢渤海综合治理攻坚战，山东强化区域联动和部门协作，多措并举加快建设“水清、滩净、岸绿、湾美、岛靓”的美丽渤海。至2020年，滨海湿地建设和海岸线生态修复，黄河口东方白鹳、黄黑嘴鹃等珍稀鸟类集，长岛海域斑海豹、大叶藻等海洋生物明显增多，渤海海域生物多样性正在逐步恢复，下列分析正确的是 ( )
A.加强海岸线生态修复，应该禁止生活污水和工业废水未经处理直接排入，并加强执法检查
B.对濒危物种进行就地保护，应该对其天敌进行灭绝式捕杀，以增加濒危物种的K值
C.为加强滨海湿地建设和海岸线生态修复，应该禁止一切对该地区的开发与利用
D.长岛海域斑海豹、大叶藻等海洋生物数量明显增多，说明该区域物种的丰富度提高
【变式训练】
2.(2022·德州二模)梯级式人工湿地——生态塘系统由阶梯式设置的沉淀池、垂直流人工湿地和生态塘构成，已广泛用于污水的深度处理，经过处理后，污水中的N和P元素的总含量均明显下降。此系统的人工湿地主要由基质(砾石、沙土等)、大型挺水植物和微生物等构成，生态塘种植黑藻等沉水植物和水葫芦等浮水植物，还可放养鱼类、鸭子等。
(1)梯级式人工湿地——生态塘系统具有生态修复功能，还具有重要的旅游观赏价值，这分别体现了生物多样性的________________价值。从生态系统各组分的作用分析，放养适
量的鱼类、鸭子等可提高该生态系统的稳定性，原因是_______________________________________________________________________。
(2)流入生态塘中的微生物死亡后，其体内的能量________(填“能”或“不能”)被绿植物的根系吸收利用，理由是______________________________。
(3)污水经处理后，总N、P含量明显下降主要依赖的生理过程有____________________________________。
(4)若要对该生态系统的植物进行补充种植，对植物的选择要求____________________________________
____________________________________________________________________________(至少答出两点)。
【情境二】 立体农业
所谓立体农业，就是充分利用落的空间结构和季节性，进行立体种植、立体养殖或立体复合种养的生产模式。如图为某生态果园模式图，请据图回答下列问题：
【追根于教材】
1．若要调查该生态系统中趋光性害虫的种密度，可使用的方法是什么？举例说明调查种密度常用方法还有哪些？
2．该生态果园中的种间关系分别有哪些？请举例说明。利用性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体，这种控制动物危害的技术方法属于哪种类型的防治？其能够起到防治害虫的原因是什么？
3.沼气池发酵产生沼气，参与发酵的微生物的作用是什么？
4.从能量流动角度分析农民进行除草、除虫等农业活动的意义是什么？
【真题回顾】
3.（2022.山东卷）某地长期稳定运行稻田养鸭模式，运行过程中不投放鸭饲料，鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等，鸭粪可作为有机肥料还田。该稻田的水稻产量显著高于普通稻田，且养鸭还会产生额外的经济效益。若该稻田与普通稻田的秸秆均还田且其他影响因素相同，下列说法正确的是( )
A.与普通稻田相比，该稻田需要施加更多的肥料
B.与普通稻田相比，该稻田需要使用更多的农药
【变式训练】
4.（2023.淄博一模）立体农业是利用落的空间结构原理，为充分利用空间和资源而发展起来的一种农业生产模式。秧藕养鱼是一种池塘立体生态种养模式：水体的上层主要是以浮游植物为食物的鲢鱼，中层主要是以水生植物为食的草鱼，底层主要是以软体动物为食的青鱼。某秧藕养鱼立体农业生态系统的能量流动如下图，图中的英文字母表示能量（单位：KJ）。
(1)据图可知，生产者输入该生态系统的能量为___________（KJ），该生态系统的正常运行需要有机物的不断输入，原因是___________。
(2)图中字母d表示___________，植食性鱼类到肉食性鱼类的能量传递效率可表示为___________。
(3)鱼塘的人工管理十分重要，若种植的莲藕数量过多，会造成鲢鱼减产，从种间关系的角度分析，原因是___________。在夏季，可利用昆虫的趋光性，用___________诱捕池塘上空的飞蛾作为鱼类的补充食物。
(4)秧藕养鱼立体生态种养模式在生产实践中获得了较高的经济效益，原因是___________。
【情境三】 森林碳汇、碳中和与碳达峰
2020年的联合国大会上我国承诺力争在2030年前实现碳达峰(CO2的排放不再增长，达到峰值之后逐步降低)，2060年前实现“碳中和”(净零排放)的目标，以此为建设生态文明作出贡献。森林碳汇是指森林植物通过光合作用将大气中的CO2固定在植被与土壤中，从而减少大气中CO2浓度的过程。碳汇造林是实现“碳中和”的重要举措。为了实现上述目标，我国采取了包括“碳减排”“碳捕集”“碳封存”和“碳利用”等多种措施。
【追根于教材】
如图表示某生态系统中的碳循环示意图。
1．“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消CO2排放总量，实现相对“零排放”，达到“碳中和”时，图中X1过程吸收的CO2总量________(填“大于”“等于”或“小于”)Y1、Y2、Y3和Z4过程释放的CO2总量，理由是什么？
2．植树造林是“碳捕集”的重要措施之一，造林的树种应以本地树种为主，原因是什么？“碳减排”与我们的日常生活息息相关，试从“衣、食、住、行”的角度分析“碳减排”可以采取的措施有哪些？
3．“碳封存”是指通过技术手段捕集CO2，再通过高压管道送到地下或者海底永久性封存。试分析该方法对环境造成的负面影响可能有哪些？
【真题回顾】
5.北京2022年冬奥会通过建立动植物监测系统、动物救助中心、低碳交通保障体系、垃圾回收利用体系等多项举措，兑现了“绿办奥”的庄严承诺，成为历史上首个实现“碳中和”的冬奥会。下列叙述错误的是（ ）
A. 冬奥会设计遵循循环、协调、整体等生态学原理
B. 对动植物的系列保护措施有效保护了物种多样性
C. 垃圾回收再利用提高了生态系统的能量利用效率
D. 北京冬奥会采取的系列举措有效增加了生态足迹
【变式训练】
6.(2022·青岛一模)为研究气候变暖对农田生态系统的影响，研究者对某区域甲、乙农田进行实验，对照组保持环境温度，实验组增温，检测田间增温对小麦—麦蚜—天敌的影响。与对照组相比，增温组相关指标如下表所示。下列说法错误的是( )
区域 | 小麦生物量(干重) | 麦长管蚜发生量 | 禾谷缢管蚜发生量 | 瓢虫数量 |
甲 | ＋ | ＋＋ | ＋＋ | － |
乙 | ＋ | ＋＋ | NS | NS |
| | | | |
注：＋表示相对值增加，－表示相对值减少，NS表示无显著差异。
A.增温有利于小麦生物量的积累，可抵消麦蚜种增加导致的小麦减产
B.气候变暖背景下，该区域农田可适当减少农药的使用，以减少环境污染
D.为维持该农田生态系统的稳定性，麦蚜同化的能量不超过小麦同化量的20%即可
【情境四】 微塑料与生物健康
在第二届联合国环境大会上,微塑料作为一种新型环境污染物,被列入环境与生态科学研究领域的第二大科学问题,成为与全球气候变化、臭氧耗竭等并列的重大全球环境问题。微塑料是指环境中粒径小于5 mm的塑料类污染物,其主要成分是树脂。微塑料通过危害生物的健康对海洋、陆地生态系统甚至整个生物圈带来不良影响。
【追根于教材】
1.土壤中的微生物可对微塑料进一步降解，并会在其周围形成新的微生物落，此类微生物落形成的生态系统通常被称为塑料圈。塑料圈可看作一个生态系统，其判断依是什么？该生态系统能量的主要来源是什么？
2.从生态系统的组成成分分析，环境中的微塑料属于什么成分？微塑料的进入会大大降低原有生态系统的抵抗力稳定性，原因是什么？
3.研究表明，微塑料还会对水生生物造成影响。下图为微塑料在不同水生生物体内的富集情况，其中鱼类微塑料富集系数最高，原因是什么？
4.微塑料的来源主要分为两类,第一类是初生微塑料,即生产时的粒径就小于5 mm的塑料微珠,常被用在有清洁作用的洗漱用品中;第二类是次级微塑料,是指大块塑料经过物理、化学和生物作用最终形成的微小颗粒。微塑料污染带来的后果越来越严重,且人类对环境中的微塑料也没有有效的治理方案。试从污染源控制的角度提出一条缓解微塑料污染的建议。
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