Question

12．北京奧林匹克公園南區(qū)建有一個(gè)復(fù)合垂直流人工濕地，展示了較新的生態(tài)污水（常富含N、P）處理技術(shù)．如圖1示復(fù)合垂直流人工濕地構(gòu)造示意圖（箭頭示水流方向），請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：

（1）人工濕地的上行池和下行池中均栽有蘆葦、香蒲、菖蒲、美人蕉等，它們?cè)谏鷳B(tài)系統(tǒng)中屬于生產(chǎn)者，并且都是挺水植物能有效抑制浮游藻類(lèi)的生長(zhǎng)，這是因?yàn)樗鼈兛梢詫?duì)浮游藻類(lèi)起到遮光的作用．
（2）人工濕地的植物根系常形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)樣結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)中的根系不僅能直接吸附和吸收污水中的等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而且還為無(wú)機(jī)鹽（N、P）的吸附和代謝提供了良好的環(huán)境條件，使它們能夠通過(guò)分解者（微蟲(chóng)物）和有氧呼吸兩種方式將污水中的有機(jī)物降解．
據(jù)此分析，硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌分別生活在復(fù)合垂直流人工濕地的下行池和上行池流入濕地的污水在“先下后上”的過(guò)程中，與植物根系和微生物充分接觸，得到了明顯凈化．
有機(jī)氮$\stackrel{氨化作用}{→}$NH${\;}_{4}^{+}$、NH₃$→_{有氧環(huán)境}^{硝化細(xì)菌}$NO${\;}_{2}^{-}$、NO${\;}_{3}^{-}$$→_{厭氧環(huán)境}^{反硝化細(xì)菌}$N₂、N₂O
（3）污水脫氮過(guò)程離不開(kāi)硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌的作用，作用機(jī)理如圖所示．
（4）經(jīng)人工濕地處理的生活污水可作為非飲用水用于很多生產(chǎn)過(guò)程，不僅減少了污染還節(jié)約了水資源． 為了使復(fù)合垂直流人工濕地能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行還需要控制進(jìn)水口的水量和進(jìn)水速率，一旦排入的污 水量超過(guò)一定的限度就有可能導(dǎo)致污染物無(wú)法被降解而使得復(fù)合垂直流人工濕地崩潰，從生態(tài)學(xué)的角度分析，這是因?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有一定限度的．

Answer 1

分析 人工濕地中的植物一般選擇蘆葦、香蒲、菖蒲、美人蕉等具有一定凈化污水能力．從硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌的作用機(jī)理看出，硝化細(xì)菌需要生活在有氧環(huán)境中，因此硝化細(xì)菌將生活在復(fù)合垂直流人工濕地的下行池；反硝化細(xì)菌需要無(wú)氧環(huán)境，因此生活在復(fù)合垂直流人工濕地的上行池中．

解答 解：（1）有蘆葦、香蒲、菖蒲、美人蕉等具有一定凈化污水能力，在該生態(tài)系統(tǒng)成分中屬于生產(chǎn)者，能通過(guò)光合作用合成有機(jī)物，并將太陽(yáng)能（或光能）輸入到該生態(tài)系統(tǒng)的第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)．以上植物都是挺水植物，體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈兛梢詫?duì)浮游藻類(lèi)起到遮光，所以能有效抑制浮游藻類(lèi)的生長(zhǎng)．
（2）人工濕地的植物網(wǎng)絡(luò)樣結(jié)構(gòu)的根系，不僅能直接吸附和吸收污水中的N、P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而且還為分解者的吸附和代謝提供了良好的環(huán)境條件，使它們能夠通過(guò)分解作用降解污水中的有機(jī)物．濕地基質(zhì)常使用碎石等多種材質(zhì)，碎石間留有一些空隙，以提供充足的氧氣供根部進(jìn)行呼吸作用．
（3）作用機(jī)理中可以看出，硝化細(xì)菌需要生活在有氧環(huán)境中，因此硝化細(xì)菌將生活在復(fù)合垂直流人工濕地的下行池，反硝化細(xì)菌需要無(wú)氧環(huán)境，因此生活在復(fù)合垂直流人工濕地的上行池中．流入濕地的污水在“先下后上”的過(guò)程中，與植物根系和微生物充分接觸，得到了明顯凈化．
（4）一旦排入的污 水量超過(guò)一定的限度就有可能導(dǎo)致污染物無(wú)法被降解而使得復(fù)合垂直流人工濕地崩潰，從生態(tài)學(xué)的角度分析，這是因?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有一定限度的．
故答案為：
（1）生產(chǎn)者    遮光
（2）無(wú)機(jī)鹽（N、P）   分解者（微蟲(chóng)物）   有氧呼吸 
（3）下行     上行     植物根系和微生物
（4）生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有一定限度的

點(diǎn)評(píng) 本題考查了生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、穩(wěn)定性以及人工濕地的作用等知識(shí)，意在考查考生能從題干中獲取有效信息的能力；能理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系的能力，難度適中．