1. 通過(guò)分析鉛循環(huán)的過(guò)程、特點(diǎn)及成因，理解某些對(duì)生物體健康有害物質(zhì)在物質(zhì)循環(huán)過(guò)程中，具有生物富集和生物放大特點(diǎn)，并且在生物圈內(nèi)的擴(kuò)散具有全球性。
2. 通過(guò)探究土壤微生物的分解作用，掌握科學(xué)探究的基本思路和方法，培養(yǎng)提出問(wèn)題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果等方面能力，加強(qiáng)理論與實(shí)踐的結(jié)合。
3. 通過(guò)學(xué)習(xí)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)規(guī)律及關(guān)系，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，尋求更加科學(xué)、有效地利用生態(tài)系統(tǒng)中資源的原理，改善個(gè)人行為決策。
【課前學(xué)習(xí)】
一、生物富集
1．概念：生物體從周圍環(huán)境吸收、積蓄某種元素或_________的化合物，使其在機(jī)體內(nèi)濃度超過(guò)_________的現(xiàn)象。
2．特點(diǎn)
（1）隨食物鏈延長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高的生物體內(nèi)有害物質(zhì)的濃度_______。
（2）_______性：有害物質(zhì)可通過(guò)大氣、水和生物遷移等途徑擴(kuò)散到世界各地。
二、能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系
1.物質(zhì)作為能量的________，使能量沿著食物鏈（網(wǎng)）流動(dòng)；能量作為_(kāi)_______，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往返。
2.二者_(dá)___________，彼此相互依存，不可分割。
三、探究土壤微生物的分解作用
1.實(shí)驗(yàn)原理：土壤中存在的細(xì)菌、真菌等微生物，它們?cè)谏鷳B(tài)系統(tǒng)中的成分為_(kāi)______。分解者將環(huán)境中的_______分解為無(wú)機(jī)物，其分解速度與環(huán)境中的溫度、水分等生態(tài)因子相關(guān)。2.案例1 ：實(shí)驗(yàn)假設(shè)——土壤微生物能分解落葉使之腐爛；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)——實(shí)驗(yàn)組對(duì)土壤_______處理；對(duì)照組對(duì)土壤不做任何處理（自然狀態(tài)）。
3.案例2 ：實(shí)驗(yàn)假設(shè)——土壤微生物能分解淀粉。 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)——實(shí)驗(yàn)組A燒杯中加入30 mL的_______；對(duì)照組B燒杯中加入等量的蒸餾水。
參考答案：一、1.難以降解 環(huán)境濃度 2.（1）越高 （2）全球
二、1.載體 動(dòng)力 2.同時(shí)進(jìn)行 三、1.分解者 有機(jī)物 2. 高溫 3.土壤浸出液
【課上學(xué)習(xí)】
任務(wù)一：分析鉛循環(huán)的過(guò)程、特點(diǎn)及其成因：
1．閱讀資料，分析鉛濃度在生物體中的特點(diǎn)。
2．閱讀資料，分析生物富集隨暴露時(shí)間的變化。
3．閱讀材料，分析鉛濃度在生物群落內(nèi)的特點(diǎn)。
4．借助模型與建模，歸納總結(jié)鉛濃度在生物群落內(nèi)會(huì)放大的原因。
5．通過(guò)回顧鉛循環(huán)的主要過(guò)程，分析鉛在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)的特點(diǎn)及成因。
任務(wù)二：探究土壤微生物的分解作用：
1．探究實(shí)驗(yàn)部分
問(wèn)題1：落葉是在土壤微生物的作用下腐爛的嗎？
理解實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，分析結(jié)果和得出結(jié)論。
問(wèn)題2：土壤微生物能分解淀粉嗎？
分析所提供的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)。
2．思考討論部分
闡述胡楊死后，很長(zhǎng)時(shí)間都沒(méi)有腐爛的原因，并分析長(zhǎng)有胡楊的荒漠土壤一般比草原的貧瘠的原因。
任務(wù)三：結(jié)合種養(yǎng)結(jié)合循環(huán)農(nóng)業(yè)原理的學(xué)習(xí)，對(duì)比歸納能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)之間的關(guān)系
【課后練習(xí)】
1. 含鉛汽油的燃燒、鉛的開(kāi)采及提取等人類活動(dòng)可以增加大氣和土壤中的鉛含量。植物能吸收含鉛物質(zhì)，動(dòng)物通過(guò)取食植物和飲用含鉛的水?dāng)z入鉛。下列相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）
A．營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高的生物，其體內(nèi)鉛濃度越低
B．鉛可在生物群落和非生物環(huán)境之間循環(huán)
C．增大清潔能源的利用率可減少大氣中鉛的來(lái)源
D．可采用具有富集特性的生物對(duì)環(huán)境中的鉛進(jìn)行吸收
2. 為修復(fù)長(zhǎng)期使用農(nóng)藥導(dǎo)致有機(jī)物污染的農(nóng)田，有人建議向土壤中投放由多種微生物組成的復(fù)合菌劑。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（ ）
A. 復(fù)合菌劑的投放，可改善被農(nóng)藥污染的農(nóng)田環(huán)境
B. 復(fù)合菌劑的投放，會(huì)阻礙此生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)
C. 復(fù)合菌劑中的微生物在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮分解者的作用
D. 與未修復(fù)時(shí)相比，修復(fù)后農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中物種豐富度可能改變
3. 常規(guī)稻作指田間僅種植水稻，稻蟹共作指利用稻田養(yǎng)蟹。稻田為河蟹提供了棲息場(chǎng)所，河蟹通過(guò)取食稻田蟲(chóng)子，減輕稻田蟲(chóng)害，河蟹的糞便可以作為肥料，有利于水稻生長(zhǎng)。與常規(guī)稻作相比，從生態(tài)學(xué)角度對(duì)稻蟹共作模式進(jìn)行分析，錯(cuò)誤的是（ ）
A. 改變了稻田中食物網(wǎng)的結(jié)構(gòu)
B．改變了稻田中群落的物種組成
C．水稻和河蟹之間建立了合作關(guān)系
D．水稻和河蟹之間存在能量循環(huán)流動(dòng)
4.下表為某水庫(kù)內(nèi)一條食物鏈中幾種生物體內(nèi)重金屬Cd的濃度（單位：ng·g-1）。請(qǐng)據(jù)表推測(cè)這幾種生物中，最可能為植食性的是（ ）
A．①生物 B．②生物 C．③生物 D．④生物
5. 某地果園產(chǎn)大桃，但果園大量廢棄枝條和落葉亂堆亂放占用土地，被焚燒后污染環(huán)境。為解決此問(wèn)題，區(qū)政府建設(shè)了“生態(tài)橋”工程，將廢棄物加工成有機(jī)肥后施加到果園土壤中，減輕污染的同時(shí)，提高了桃的產(chǎn)量。下列相關(guān)敘述正確的是（ ）
A. “生態(tài)橋”工程利用的是種養(yǎng)結(jié)合循環(huán)農(nóng)業(yè)的原理
B. “生態(tài)橋”工程的實(shí)施，促進(jìn)了果園生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)
C. 將有機(jī)肥施加到果園中，不會(huì)改變土壤微生物的組成和密度
D. 將廢棄物加工成有機(jī)肥，實(shí)現(xiàn)了果樹(shù)對(duì)廢棄物能量的循環(huán)利用
6.下列關(guān)于物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的敘述，錯(cuò)誤的是（ ）
A．物質(zhì)循環(huán)的“物質(zhì)”是指組成生物體的化學(xué)元素
B．生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)具有全球性和循環(huán)往復(fù)性
C．能量流動(dòng)就是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入和散失過(guò)程
D．物質(zhì)是能量的載體，能量是循環(huán)的動(dòng)力
7.為更好地建設(shè)雄安新區(qū)，科研人員調(diào)查白洋淀水域生態(tài)系統(tǒng)各成分中難降解的有機(jī)氯農(nóng)藥DDT污染的狀況，得到下表所示檢測(cè)結(jié)果。下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）
注：鯽魚(yú)主要以植物為食，烏鱧為肉食魚(yú)。
A．表格中各成分共同構(gòu)成了該生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)
B．DDT幾乎污染了白洋淀生態(tài)系統(tǒng)所有成分
C．營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，生物體內(nèi)的DDT含量越高
D．水生植物同化的太陽(yáng)能只有少部分傳遞給烏鱧
8.某小組為探究土壤微生物的分解作用，進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（ ）
A．本實(shí)驗(yàn)設(shè)置的因變量是土壤中微生物的種類以及數(shù)量
B．根據(jù)土壤中同種落葉的腐爛程度可以判斷土壤微生物的作用
C．將帶有落葉的土壤在60℃恒溫箱中處理1h的目的是殺死土壤微生物
D．實(shí)驗(yàn)中土壤的溫度和含水量、落葉的種類和大小都應(yīng)保持相同且適宜
9.某生物興趣小組以帶有落葉的表層土壤（深5cm左右）為實(shí)驗(yàn)材料，研究土壤微生物在適宜溫度下的分解作用，對(duì)土壤處理情況如表所示。下列有關(guān)敘述不正確的是（ ）
A.該實(shí)驗(yàn)?zāi)芴骄坎煌寥罎穸葪l件下，土壤微生物對(duì)落葉的分解作用
B.該實(shí)驗(yàn)的自變量為土壤是否滅菌，因變量是土壤的濕度
C.為了控制實(shí)驗(yàn)中的無(wú)關(guān)變量，作為實(shí)驗(yàn)材料的落葉也應(yīng)進(jìn)行滅菌處理
D.預(yù)期結(jié)論是1、3組的落葉不被分解，2、4組中的落葉被不同程度分解
10. 隨著我國(guó)畜禽業(yè)大力發(fā)展，畜禽廢水排放帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重。為緩解這一問(wèn)題，我國(guó)南方某些地區(qū)借助蚯蚓生態(tài)濾池進(jìn)行畜禽廢水的處理。蚯蚓生態(tài)濾池利用蚯蚓、土壤、植物、微生物對(duì)廢水進(jìn)行沉淀、分解利用，具有環(huán)境友好的特點(diǎn)。
（1）下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置模擬了蚯蚓生態(tài)濾池。它由配水箱、驅(qū)動(dòng)泵、布水管、蚯蚓生態(tài)濾池4部分組成。
（1）該裝置是一個(gè)簡(jiǎn)易的生態(tài)系統(tǒng)，流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的總能量主要來(lái)源于 ，蚯蚓屬于該生態(tài)系統(tǒng)組成成分中的 ，其作用是 。
（2）為探討同樣條件下不同蚯蚓密度對(duì)畜禽廢水的處理效果。研究者設(shè)置了3個(gè)蚯蚓密度，再將其放置于3個(gè)不同濾池的土壤層中，測(cè)量不同蚯蚓密度對(duì)畜禽廢水中各指標(biāo)的去除率，結(jié)果如下表所示。
不同蚯蚓密度對(duì)畜禽廢水中各指標(biāo)的去除率
注：COD：化學(xué)需氧量（水體有機(jī)物含量指標(biāo)，有機(jī)物含量高，則化學(xué)需氧量高）
TP：總磷量 TN：總氮量 NH4+-N：以NH4+形式存在的N
請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，回答下列問(wèn)題：
①當(dāng)蚯蚓密度為 （g·L-1）時(shí)，畜禽廢水最適合用作異養(yǎng)生物的生態(tài)養(yǎng)殖；
②當(dāng)蚯蚓密度為 （g·L-1）時(shí)，畜禽廢水總體去污能力最強(qiáng)；
③隨著蚯蚓密度的增加，對(duì)廢水中的 （填物質(zhì)或元素名稱）去除效果不斷增強(qiáng)。
（3）對(duì)N的去除利用的是硝化作用和反硝化作用的原理。硝化作用是將NH4+-N轉(zhuǎn)化成NO3--N或NO2--N；反硝化作用是將NO3--N和NO2--N還原成氣態(tài)氮。硝化細(xì)菌為自養(yǎng)型生物，反硝化細(xì)菌和蚯蚓均為異養(yǎng)型生物。由表中數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)：隨蚯蚓密度上升，NH4+-N去除率顯著增加，TN去除率降低，請(qǐng)解釋上述現(xiàn)象產(chǎn)生的可能原因：① ，② ，③ 。
（4）若將該實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)用到我國(guó)北方，請(qǐng)簡(jiǎn)要闡明需要注意的事項(xiàng) 。
參考答案
1. A. 鉛屬于重金屬，進(jìn)入生物體后，能形成多種比較穩(wěn)定的化合物，分布于生物體的多種組織細(xì)胞中，導(dǎo)致鉛不易被生物體排出，從而積蓄在體內(nèi)，使其在機(jī)體內(nèi)濃度超過(guò)環(huán)境濃度，發(fā)生生物富集。一旦含有鉛的生物被更高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的動(dòng)物食用，鉛就會(huì)沿著食物鏈逐漸在生物體內(nèi)聚集，最終積累在食物鏈的頂端。因此，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高的生物，其體內(nèi)的鉛濃度越高。因此A選項(xiàng)錯(cuò)誤。B．生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)指的是物質(zhì)在不斷進(jìn)行著從非生物環(huán)境到生物群落，又從生物群落到非生物環(huán)境的循環(huán)過(guò)程。鉛參與生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，因此鉛可在生物群落和非生物環(huán)境之間循環(huán)。因此B選項(xiàng)正確。C．用清潔能源替代鉛的使用，可以減少大氣中鉛的來(lái)源。因此C選項(xiàng)正確。 D. 正因?yàn)殂U會(huì)發(fā)生生物富集，所以可以通過(guò)采用具有富集特性的生物對(duì)環(huán)境中的鉛進(jìn)行吸收，降低環(huán)境中的鉛濃度。因此D選項(xiàng)正確。
2. A. 題干中提到，使用農(nóng)藥導(dǎo)致有機(jī)物污染，由此可以得知農(nóng)藥中所含有的有機(jī)物污染了環(huán)境，復(fù)合菌劑中微生物進(jìn)行分解作用可以減少有機(jī)物的含量，從而改善被農(nóng)藥污染的農(nóng)田環(huán)境。因此A選項(xiàng)正確。B．復(fù)合菌劑是由多種微生物組成，微生物在生態(tài)系統(tǒng)中起分解者的作用，分解者能夠?qū)?dòng)植物遺體殘骸和動(dòng)物的排遺物中的有機(jī)物分解成無(wú)機(jī)物，有利于生物群落中的物質(zhì)回歸非生物環(huán)境，促進(jìn)了生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。因此B選項(xiàng)錯(cuò)誤。 C．復(fù)合菌劑是由多種微生物組成的，微生物在生態(tài)系統(tǒng)中是分解者，分解者可以通過(guò)分解作用將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物。因此C選項(xiàng)正確。 D. 因?yàn)閺?fù)合菌劑的投放，增加了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中分解者的種類和數(shù)量，因此，與未修復(fù)時(shí)相比，修復(fù)后的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，物種的數(shù)目（即物種豐富度）可能改變。因此D選項(xiàng)正確。
3. A. 與常規(guī)稻作相比，稻蟹共作模式向稻田中引入了河蟹，河蟹屬于消費(fèi)者，改變了稻田中原有的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)。因此A選項(xiàng)正確。 B. 與常規(guī)稻作相比，稻蟹共作模式向稻田中引入了河蟹，改變了稻田中群落的物種組成。因此B選項(xiàng)正確。C. 由題干可知，稻田為河蟹提供了棲息場(chǎng)所，河蟹通過(guò)取食稻田蟲(chóng)子，減輕稻田蟲(chóng)害，河蟹的糞便可以作為肥料，有利于水稻生長(zhǎng)。水稻和河蟹之間建立的是合作關(guān)系。因此C選項(xiàng)正確。 D. 在生態(tài)系統(tǒng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間能量是單向流動(dòng)，逐級(jí)遞減，不是循環(huán)流動(dòng)的。因此D選項(xiàng)錯(cuò)誤。
4. 重金屬進(jìn)入生物體后，能形成多種比較穩(wěn)定的化合物，導(dǎo)致其不易被生物體排出，從而積蓄在體內(nèi)，使重金屬在機(jī)體內(nèi)濃度超過(guò)環(huán)境濃度，發(fā)生生物富集。一旦含有重金屬的生物被更高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的動(dòng)物食用，它就會(huì)沿著食物鏈逐漸在生物體內(nèi)聚集，最終積累在食物鏈的頂端。因此，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高的生物，其體內(nèi)的重金屬濃度越高。根據(jù)這一規(guī)律，我們可以推出，這條食物鏈為：①→②→③→④。再由食物鏈的組成，我們可以知道，第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)為生產(chǎn)者，第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)為初級(jí)消費(fèi)者，即植食性動(dòng)物，植食性的生物位于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)為次級(jí)消費(fèi)者，第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)為三級(jí)消費(fèi)者。在一條食物鏈中，次級(jí)消費(fèi)者和三級(jí)消費(fèi)者均屬于肉食性動(dòng)物。因此B選項(xiàng)正確。
5. A. “生態(tài)橋”工程通過(guò)將果園中廢棄枝條和落葉等廢棄物加工成有機(jī)肥后施加到果園土壤，可以促進(jìn)果園生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，有利于種植業(yè)的發(fā)展。而種養(yǎng)結(jié)合循環(huán)農(nóng)業(yè)，指的是把種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)相結(jié)合，“生態(tài)橋”工程并沒(méi)有發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)，因此不是利用的種養(yǎng)結(jié)合循環(huán)農(nóng)業(yè)的原理。因此A選項(xiàng)錯(cuò)誤。 B．由題干可知，“生態(tài)橋”工程將果園中廢棄枝條和落葉等廢棄物加工成有機(jī)肥后施加到果園土壤，可以促進(jìn)果園生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。因此B選項(xiàng)正確。
C. 將有機(jī)肥施加到果園中，增加了土壤中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量，土壤微生物一般為異養(yǎng)型生物，可能會(huì)改變土壤微生物的組成和密度。因此C選項(xiàng)錯(cuò)誤。 D. 在生態(tài)系統(tǒng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間能量是單向流動(dòng)，逐級(jí)遞減，不是循環(huán)流動(dòng)的，不能被循環(huán)利用。因此D選項(xiàng)錯(cuò)誤。
6．C 生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)所指的物質(zhì)是組成生物體的C、H、0、N、P、S等化學(xué)元素，A正確；生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)具有全球性（生物地球化學(xué)循環(huán)）和循環(huán)往復(fù)的特點(diǎn)，B正確；生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是指能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失過(guò)程，C錯(cuò)誤；物質(zhì)循環(huán)的過(guò)程中伴隨能量流動(dòng)，即物質(zhì)是能量的載體，且能量為物質(zhì)循環(huán)提供動(dòng)力，D正確。
7．A 營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)是指食物鏈和食物網(wǎng)，表格中各成分沒(méi)有共同構(gòu)成了該生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)，A錯(cuò)誤；該生態(tài)系統(tǒng)的所有成分中都含有一定濃度的DDT，說(shuō)明DDT幾乎污染了白洋淀生態(tài)系統(tǒng)所有成分，B正確；食物鏈中營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高的生物，體內(nèi)富集的DDT越多，C正確；鯽魚(yú)主要以植物為食，烏鱧為肉食魚(yú)，根據(jù)能量的單向傳遞、逐級(jí)遞減的特點(diǎn)可知，水生植物同化的太陽(yáng)能只有少部分傳遞給烏鱧，D正確。
8.A 本實(shí)驗(yàn)設(shè)置的因變量是落葉的腐爛程度，A錯(cuò)誤；土壤中同種落葉的腐爛程度可以作為檢測(cè)的指標(biāo)，B正確；放在60℃恒溫箱1h目的是滅菌，同時(shí)避免土壤的理化性質(zhì)改變，C正確；實(shí)驗(yàn)中土壤的溫度和含水量、落葉的種類和大小屬于無(wú)關(guān)變量，無(wú)關(guān)變量應(yīng)保持相同且適宜，D正確。
9．B 題中表格有兩個(gè)自變量：土壤是否滅菌和土壤濕度，因此可以探究不同土壤濕度條件下，土壤微生物對(duì)落葉的分解作用，A正確；該實(shí)驗(yàn)的自變量是土壤濕度和是否滅菌，因變量是落葉分解程度，B錯(cuò)誤；作為實(shí)驗(yàn)材料的落葉也應(yīng)進(jìn)行滅菌處理，防止落葉中的微生物影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，C正確；1、3組土壤滅菌，土壤中沒(méi)有微生物分解落葉，2、4組沒(méi)有滅菌，土壤中有微生物分解落葉，只是在濕潤(rùn)和較干燥的環(huán)境中分解程度不同，D正確。
10. 【答案】（1）綠色植物光合作用固定的太陽(yáng)能；分解者；分解有機(jī)物，促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)
（2）①2.48；②7.45；③有機(jī)物，P，NH4+-N
（3）①蚯蚓為異養(yǎng)型生物，當(dāng)蚯蚓密度上升時(shí)，畜禽廢水中有機(jī)物含量減少；②硝化細(xì)菌為自養(yǎng)型生物，不受畜禽廢水中有機(jī)物含量的影響，硝化細(xì)菌可通過(guò)硝化作用，將水中的NH4+-N轉(zhuǎn)化為NO3--N或NO2--N，導(dǎo)致水中NH4+-N去除率顯著升高；③反硝化細(xì)菌為異養(yǎng)型生物，畜禽廢水中有機(jī)物含量的減少，導(dǎo)致其新陳代謝過(guò)程中能利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少，各項(xiàng)新陳代謝活動(dòng)（包括反硝化作用）受抑制，因此硝化細(xì)菌產(chǎn)生的NO3--N和NO2--N沒(méi)法通過(guò)反硝化作用還原成氣態(tài)氮，從而導(dǎo)致TN去除率降低。
（4）控制好溫度、光照等條件，保證凈化裝置中的植物和蚯蚓能夠正常生存。
【解析】（1）地球上各生態(tài)系統(tǒng)（包括生物群落和非生物環(huán)境）的總能量一般來(lái)源于太陽(yáng)。進(jìn)入生物群落中，流經(jīng)生物群落各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的總能量來(lái)源于生產(chǎn)者固定的能量，主要是綠色植物光合作用固定的太陽(yáng)能。
蚯蚓能夠?qū)⒂袡C(jī)物分解成無(wú)機(jī)物，是生態(tài)系統(tǒng)中的分解者，作用是分解有機(jī)物，促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)。
（2）① 異養(yǎng)生物需要利用環(huán)境中的有機(jī)物進(jìn)行生存，因此COD越高，越適合異養(yǎng)生物的生態(tài)養(yǎng)殖。表中的數(shù)據(jù)是COD去除率，因此COD去除率越低，則COD越高，越適合異養(yǎng)生物的生態(tài)養(yǎng)殖。當(dāng)蚯蚓密度為2.48 g·L-1時(shí)，COD最低，因此最適合用作異養(yǎng)生物的生態(tài)養(yǎng)殖。
② 讀表中的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)蚯蚓密度為7.45 g·L-1時(shí)，畜禽廢水中COD、TP和NH4+-N的去除率是最高的，因此此時(shí)，廢水中總體去污能力最強(qiáng)。
③讀表中的數(shù)據(jù)可知，隨著蚯蚓密度的增加，畜禽廢水中COD、TP和NH4+-N的去除率是不斷增強(qiáng)。題目中要求填物質(zhì)或元素名稱，因此不能直接填COD、TP和NH4+-N，要填有機(jī)物、P和NH4+-N。
（3）① 蚯蚓為異養(yǎng)型生物，當(dāng)蚯蚓密度上升時(shí)，畜禽廢水中有機(jī)物含量減少；②硝化細(xì)菌為自養(yǎng)型生物，不受畜禽廢水中有機(jī)物含量的影響，硝化細(xì)菌可通過(guò)硝化作用，將水中的NH4+-N轉(zhuǎn)化為NO3--N或NO2--N，導(dǎo)致水中NH4+-N去除率顯著升高；③反硝化細(xì)菌為異養(yǎng)型生物，畜禽廢水中有機(jī)物含量的減少，導(dǎo)致其新陳代謝過(guò)程中能利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少，各項(xiàng)新陳代謝活動(dòng)（包括反硝化作用）受抑制，因此硝化細(xì)菌產(chǎn)生的NO3--N和NO2--N沒(méi)法通過(guò)反硝化作用還原成氣態(tài)氮，從而導(dǎo)致TN去除率降低。
（4）我國(guó)南北地區(qū)的差異主要體現(xiàn)在溫度、光照和水分的不同，本生態(tài)系統(tǒng)中有充足的水分，因此應(yīng)用到北方地區(qū)的時(shí)候，需要控制好溫度、光照等條件，目的是保證凈化裝置中的植物和蚯蚓能夠正常生存即可。
生物種類
①
②
③
④
Cd
8.8
14.1
21.9
41.6
不同成分
水
底泥
水生植物
浮游動(dòng)物
底棲動(dòng)物
鯽魚(yú)
烏鱧
DDT含量
（μg/Kg）
0.1
0.7
6.3
21.0
37.9
19.4
124.4
1組
2組
3組
4組
土壤處理
滅菌
不滅菌
滅菌
不滅菌
土壤濕度
濕潤(rùn)
濕潤(rùn)
較干燥
較干燥
蚯蚓密度
（g·L-1）
去除率/%
COD
TP
TN
NH4+﹣N
2.48
32.5
73.47
11.94
75.56
4.97
46.03
79.97
7.53
79.48
7.45
56.86
95.20
1.37
97.2

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第3節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)

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