Question

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

（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，它們在生態(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的生長，這是因為它們可以對浮游藻類起到遮光的作用．
（2）人工濕地的植物根系常形成一個網(wǎng)絡樣結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡中的根系不僅能直接吸附和吸收污水中的等營養(yǎng)物質(zhì)，而且還為無機鹽（N、P）的吸附和代謝提供了良好的環(huán)境條件，使它們能夠通過分解者（微蟲物）和有氧呼吸兩種方式將污水中的有機物降解．
據(jù)此分析，硝化細菌和反硝化細菌分別生活在復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”的過程中，與植物根系和微生物充分接觸，得到了明顯凈化．
有機氮$\stackrel{氨化作用}{→}$NH${\;}_{4}^{+}$、NH₃$→_{有氧環(huán)境}^{硝化細菌}$NO${\;}_{2}^{-}$、NO${\;}_{3}^{-}$$→_{厭氧環(huán)境}^{反硝化細菌}$N₂、N₂O
（3）污水脫氮過程離不開硝化細菌和反硝化細菌的作用，作用機理如圖所示．
（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)過程，不僅減少了污染還節(jié)約了水資源． 為了使復合垂直流人工濕地能夠長期穩(wěn)定的運行還需要控制進水口的水量和進水速率，一旦排入的污 水量超過一定的限度就有可能導致污染物無法被降解而使得復合垂直流人工濕地崩潰，從生態(tài)學的角度分析，這是因為生態(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．從硝化細菌和反硝化細菌的作用機理看出，硝化細菌需要生活在有氧環(huán)境中，因此硝化細菌將生活在復合垂直流人工濕地的下行池；反硝化細菌需要無氧環(huán)境，因此生活在復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，能通過光合作用合成有機物，并將太陽能（或光能）輸入到該生態(tài)系統(tǒng)的第一營養(yǎng)級．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)，因為它們可以對浮游藻類起到遮光，所以能有效抑制浮游藻類的生長．
（2）人工濕地的植物網(wǎng)絡樣結(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，使它們能夠通過分解作用降解污水中的有機物．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行呼吸作用．
（3）作用機理中可以看出，硝化細菌需要生活在有氧環(huán)境中，因此硝化細菌將生活在復合垂直流人工濕地的下行池，反硝化細菌需要無氧環(huán)境，因此生活在復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 水量超過一定的限度就有可能導致污染物無法被降解而使得復合垂直流人工濕地崩潰，從生態(tài)學的角度分析，這是因為生態(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）無機鹽（N、P）   分解者（微蟲物）   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

點評 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，意在考查考生能從題干中獲取有效信息的能力；能理解所學知識的要點，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系的能力，難度適中．