2025届高考生物备考教案：生态系统的物质循环、信息传递和稳定性

课时7　生态系统的物质循环、信息传递和 稳定性 考点1　生态系统的物质循环 1.物质循环的概念和碳循环 2.生物富集 3.能量流动和物质循环的关系 项目 能量流动 物质循环 形式 [14]　太阳能→化学能→热能　 [15]　无机物有机物　 过程 沿[16]　食物链（网）　 单向流动 在[17]　生物群落　和[18]　非生物环境　之间循环往返 特点 [19]　单向流动、逐级递减　 循环性、全球性 范围 生态系统[20]　各营养级　 生物圈 联系 （1）在生物群落中它们的流动渠道是食物链和食物网，且同时进行，相互依存，不可分割； （2）能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程； （3）物质是能量沿食物链（网）流动的[21]　载体　，能量是物质在生态系统中循环往返的[22]　动力　 4.探究土壤微生物的分解作用 （1）实验原理： ①土壤中存在的细菌、真菌等微生物是[23]　分解者　。 ②分解者的作用是将环境中的[24]　有机物　分解为无机物，分解速度与环境中的温度、水等因素相关。 （2）实验方案及结论 比较项目 参考案例1 参考案例2 实验假设 土壤微生物能分解落叶使之腐烂 土壤微生物能分解淀粉 实 验 设 计 实验组 对土壤进行[25]　灭菌　处理 A烧杯中加入一定量的土壤浸出液和淀粉糊 对照组 对土壤不做处理 B烧杯中加入等量的蒸馏水和淀粉糊 自变量 土壤中是否含[26]　微生物　 是否含有土壤浸出液 实验现象 在相同时间内实验组落叶的腐烂程度小于对照组 A A1 不变蓝 A2 [27]　产生砖红色沉淀　 B B1 变蓝 B2 [28]　无砖红色沉淀　 结论分析 [29]　土壤微生物对落叶有分解作用　 土壤浸出液中的微生物能分解淀粉 注：在A1、B1中加入碘液，在A2、B2中加入斐林试剂并加热。 基础自测 1.生态系统的物质循环指的是各种化合物在生物群落与非生物环境之间往复循环。（ ×　） 2.植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环。（ √　） 3.物质循环和能量流动是两个相对独立的过程。（ ×　） 4.只有在光照的条件下，生态系统的能量流动和物质循环才是同时进行的。（ ×　） 5.能量流动的起点通常是生产者固定的太阳能，终点是散失的热能；而物质循环中物质在非生物环境与生物群落之间循环往返，无起点和终点。（ √　） 6.一个完善的生态系统不需要从外界获得任何物质和能量补给，就能长期维持其正常功能。（ ×　） 7.生物富集的物质会沿着食物链、食物网在生物体内聚集，营养级越高，浓度也越高。（ √　） 8.减少化石燃料的大量使用可消除温室效应的形成；（ ×　） 碳循环中无机碳通过光合作用和化能合成作用进入生物群落[2023江苏，T4B、C]。（ √　） 9.“过腹还田”可使农作物秸秆得到多途径的利用[2022浙江6月，T18D]。（ √　） 10.碳在池塘生物群落中主要以　有机物　的形式传递，碳循环具有全球性的主要原因是　大气中的二氧化碳可以随着大气环流在全球范围内流动　[2021河北，T22（4）]。 情境应用 氮元素在生物群落和非生物环境之间是不断循环的，为什么还要往农田中不断地施加氮肥呢？ 提示　农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量，使能量更多地流向人类，满足人类需要为目的的。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥，这与物质循环并不矛盾。 深度思考 1.请从物质与能量观的角度解释大气中的碳被固定进入生物群落的过程中的物质变化和能量变化。 提示　（1）物质变化：大气中的碳以CO2的形式首先被光合作用暗反应中的C5固定形成C3，然后C3在ATP和NADPH的作用下被还原成C5和（CH2O）等。（2）能量变化：光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，再转化为有机物中稳定的化学能。 2.生物富集作用与能量流动的特点相同吗？ 提示　不相同。能量在沿食物链流动时逐级递减，而农药或重金属盐等存在生物富集作用，营养级越高，生物体内这些物质浓度越高。 3.生物圈是不是一个在物质、能量上自给自足的系统？为什么？ 提示　（1）生物圈是一个在物质上自给自足的系统。因为生物圈是指地球上的全部生物与其非生物环境的总和，通过物质循环构成一个在物质上自给自足的系统。（2）生物圈不是一个在能量上自给自足的系统。因为能量在生态系统中单向流动、逐级递减，因此生物圈必须不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。 命题点1　碳循环的过程和特点分析 1.[全国Ⅲ高考]生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关碳循环的叙述，错误的是（ A　） A.消费者没有参与碳循环的过程 B.生产者的光合作用是碳循环的重要环节 C.土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节 D.碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2形式循环 解析　消费者的存在能加快生态系统的物质循环，A错误；大气中的二氧化碳库中的碳进入生物群落是通过生产者的光合作用或化能合成作用实现的，生产者的光合作用是碳循环的重要环节，B正确；土壤中的微生物可以通过呼吸作用将含碳有机物中的碳返回大气中，因此土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节，C正确；碳在生物群落和无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行，在生物群落内部主要以含碳有机物的形式传递，D正确。 命题变式 [设问拓展型]碳循环中，蓝细菌能将大气中的CO2转化为生物体内的含碳有机物；氮循环中，相关细菌能将动植物遗体中的氮和动物代谢过程中产生的含氮废物转化为N2，上述过程中的蓝细菌和相关细菌分别属于生态系统组成成分中的　生产者　、　分解者　。农业生产中为了提高产量和效益，往往要施用氮肥，从能量流动的角度分析，其目的是　补充植物生长发育中所需元素，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分　。 解析　蓝细菌内含有藻蓝素和叶绿素及进行光合作用相关的酶，可以进行光合作用，属于生产者；细菌大多数是异养生物，属于分解者。农业生产中，施用氮肥可以为植物提供生长所必需的元素，有利于物质的合成。物质是能量的载体，所以有利于能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 2.[浙江4月高考，6分]某生态系统碳循环的部分示意图如图所示。 回答下列问题： （1）图中的字母　D　表示大气中的CO2，由于许多因素的影响，其含量夏季　低于　冬季。 （2）CO2被生产者吸收转变成体内物质进入生物群落，再被图中的A、B的　呼吸作用　和C的分解作用以及E的燃烧，转变成CO2后重新循环。若此生态系统中的生物群落处在正常演替过程中，生产者吸收的CO2量　大于　整个生物群落排放的CO2量。 （3）若将本题图修改为该生态系统的能量流动示意图，可将D的含义改为　非生物环境　，其他字母及文字代表的含义不变，还需要修改之处有：增加“光→A”、取消“→E→D”、　取消“D→A”　。 解析　（1）首先根据双向箭头确定示意图中的A为生产者、D为大气中的CO2，然后再依次确定B为消费者、C为分解者、E为化石燃料。由于冬季天气寒冷，人们通过各种方式取暖，且夏季植物光合作用旺盛，一般情况下夏季大气中CO2含量低于冬季。（2）CO2通过生产者的光合作用或化能合成作用进入生态系统，之后可通过生产者和消费者的呼吸作用等进入大气。正常演替过程中的生物群落，生产者吸收的CO2量应大于整个生物群落排放的CO2量，这样有利于演替的正常进行。（3）若将本题图修改为该生态系统的能量流动示意图，通过呼吸作用等产生的热能都指向D中，所以D为非生物环境，生产者不能利用热能，要取消“D→A”。 命题变式 [图形变换型]如图为碳循环局部示意图，下列有关叙述正确的是（ D　） A.图中至少有3条食物链 B.碳在生物群落内以CO2的形式进行流动 C.CO2只能通过绿色植物的光合作用进入生物群落 D.增加E的数量和减少化石燃料的燃烧均有利于缓解温室效应 解析　据图分析可知，A为大气中的二氧化碳库，E为生产者，F为初级消费者， D为次级消费者，B为三级消费者，C为分解者。食物链只包括生产者和消费者，故图中至少有一条食物链， A错误；碳在生物群落内以含碳有机物的形式进行流动，B错误；CO2除了通过绿色植物的光合作用，还可以通过某些微生物的化能合成作用进入生物群落，C错误；增加E（生产者）的数量可加强对CO2的吸收，减少化石燃料的燃烧可减少CO2的排放，这两种方式均有利于缓解温室效应，D正确。 命题点2　生物富集作用 3.[2023哈尔滨质监]生物富集效率可以用生物富集系数（BCF）进行量化，计算公式为BCF＝生物体中某种物质的浓度/环境中同种物质的浓度，以下有关叙述错误的是（ C　） A.生物富集的过程一般是沿着食物链和食物网进行的 B.生物富集效率会受生物特性、有害物质性质及环境因素的影响 C.BCF越大，说明该物质越容易在生物体内分解 D.生物富集具有全球性 解析　由“BCF＝生物体中某种物质的浓度/环境中同种物质的浓度”可知，BCF越大，说明该物质越难在生物体内分解，C错误。 4.[2023浙江6月节选，6分]地球上存在着多种生态系统类型，不同的生态系统在物种组成、结构和功能上的不同，直接影响着各生态系统的发展过程。 回答下列问题： （1）在消杀某草原生态系统中的害虫时，喷施了易在生物体内残留的杀虫剂Q，一段时间后，在该草原不同的生物种类中均监测到Q的存在，其含量如图所示（图中数据是土壤及不同营养级生物体内Q的平均值）。由图可知，随着营养级的递增，Q含量的变化规律是　逐级积累（或增大）　；在同一营养级的不同物种之间，Q含量也存在差异，如一年生植物与多年生植物相比，Q含量较高的是　多年生植物　。因某些环境因素变化，该草原生态系统演替为荒漠，影响演替过程的关键环境因素是　温度和水分　。该演替过程中，草原中的优势种所占据生态位的变化趋势为　逐渐减小　。 （2）农田是在人为干预和维护下建立起来的生态系统，人类对其进行适时、适当地干预是系统正常运行的保证。例如在水稻田里采用灯光诱杀害虫、除草剂清除杂草、放养甲鱼等三项干预措施，其共同点都是干预了系统的　物质循环　和能量流动；在稻田里施无机肥，是干预了系统　物质循环　过程。 解析　（1）从图中数据可知，随着营养级递增，Q含量的变化规律是逐渐积累。某些物质，如Q等，具有化学性质稳定、难以分解、无法排出等特点，其在生物体内的含量会随着生物体年龄的增长而增加，因此，与一年生植物相比，多年生植物体内Q的含量较高。因某些环境因素变化，该草原生态系统演替为荒漠，影响演替过程的关键环境因素是温度和水分。该演替过程中，草原中的优势种会被替代，草原中优势种的生态位逐渐减小。（2）在水稻田里用灯光诱杀害虫、除草剂清除杂草、放养甲鱼都干预了系统的物质循环和能量流动。一般来说，土壤中的有机物被分解者分解为无机物后才能被生产者利用，在稻田里施无机肥，无机肥中的无机营养可被生产者直接利用。因此，在稻田里施无机肥干预了系统物质循环过程。 命题点3　探究土壤微生物的分解作用 5.[多选]某生物兴趣小组以带有落叶的表层土壤（深5 cm左右）为实验材料，研究土壤微生物在适宜温度下的分解作用，对土壤的处理情况如表所示。下列有关叙述正确的是（ ACD　） 组别 1组 2组 3组 4组 土壤处理 灭菌 不灭菌 灭菌 不灭菌 土壤湿度 湿润 湿润 较干燥 较干燥 A.该实验能探究不同土壤湿度条件下，土壤微生物对落叶的分解作用 B.该实验的自变量为土壤是否灭菌，因变量是土壤的湿度 C.为了控制实验中的无关变量，作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理 D.预期结论是1、3组的落叶几乎不被分解，2、4组的落叶被不同程度分解 解析　根据题表及题干信息可知，该实验有两个自变量：土壤是否灭菌和土壤湿度。该实验能探究不同土壤湿度条件下土壤微生物对落叶的分解作用，因变量为落叶分解程度，A正确、B错误。作为实验材料的落叶也应进行灭菌处理，防止落叶中的微生物影响实验结果，C正确。1、3组土壤灭菌，落叶几乎不被分解；2、4组没有灭菌，土壤中的微生物会分解落叶，且在湿润和较干燥的环境中对落叶的分解程度不同，D正确。 6.[2024大庆适应性考试]将当年收获的小麦秸秆剪成小段，分别进行露天堆放、水泡和土埋3种方式的处理，重复3次，每隔15 d检测一次秸秆残留量，结果如图。下列分析合理的是（ B　） A.秸秆还田后露天堆放是利用秸秆最合理的方式 B.温度、湿度、O2浓度均会影响微生物对秸秆的分解速度 C.秸秆残留量越低说明微生物的分解作用越弱 D.从露天堆放、水泡2条曲线可以推测好氧型微生物分解能力高于厌氧型微生物 解析　土埋方式下秸秆残留量下降最快，即秸秆分解最快，因此秸秆还田后土埋是最合理的处理方式，A错误；微生物对秸秆的分解主要通过细胞呼吸，而温度、湿度、O2浓度等因素均会影响微生物的呼吸作用，进而影响对秸秆的分解速度，B正确；秸秆残留量越低说明微生物的分解作用越强，C错误；露天堆放处理比水泡处理时氧气多，而曲线图显示露天堆放时秸秆残留物较多，可推测好氧型微生物的分解能力弱于厌氧型微生物，D错误。 命题点4　物质循环和能量流动的关系分析 7.下列关于生态系统物质循环和能量流动的叙述，错误的是（ A　） A.使用粪便作肥料，其能量可以流向植物，实现了对能量的多级利用 B.碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的 C.非生物环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用 D.能量流动和物质循环是同时进行的，彼此相互依存，不可分割 解析　粪便中的能量流向分解者，植物不能利用，A错误。 8.如图为生态系统能量流动和物质循环的关系图，下列叙述错误的是（ B　） A.能量流动和物质循环可借助生物之间的取食过程相依相伴进行 B.图中②可表示热能，③④只能表示能量流动的部分环节，不能表示物质循环的部分环节 C.不易被分解的有害物质沿③④传递会表现出生物富集 D.若图中物质循环表示碳循环，则碳在③④过程的传递形式主要为含碳有机物 解析　能量流动和物质循环可借助生物之间的取食过程（即捕食关系）相依相伴进行，A正确；图中②表示各种生物通过呼吸作用以热能形式散失的能量，③④可以表示能量流动或者物质循环的部分环节，B错误；不易被分解的有害物质沿③④传递会表现出生物富集，营养级越高，有害物质积累越多，C正确；碳在生物群落内以含碳有机物的形式进行流动，若图中物质循环表示碳循环，碳在③④过程的传递形式主要为含碳有机物，D正确。 考点2　生态系统的信息传递 1.信息传递 （1）生态系统的信息既可来自生物，也可来自非生物环境。 （2）生态系统的信息传递一般指的是生态系统各组分之间及种群内个体间的信息传递，细胞间的信息传递指的是个体内细胞间的信息交流，可见二者研究的对象存在差异。 （3）生态系统的信息传递可以是双向的，也可以是单向的；既可以从低营养级向高营养级传递，也可以从高营养级向低营养级传递。 2.生态系统功能之间的关系 项目 能量流动 物质循环 信息传递 特点 单向流动、逐级递减 反复利用 往往是双向的 范围 生态系统中各营养级 生物圈 生物之间，生物与非 生物环境之间 途径 食物链和食物网 多种 地位 驱动物质循环的动力 能量的载体 决定能量流动和物质 循环的方向和状态　 联系 同时进行，相互依存，不可分割，形成一个统一整体 基础自测 1.生物可以通过一种或多种信息类型进行交流。（ √　） 2.昆虫通过特殊的腺体分泌的信息素可以通过空气传播。（ √　） 3.生态系统中的信息传递对所有捕食者都必然有利。（ ×　） 4.利用性外激素诱杀害虫属于化学防治。（ ×　） 5.蝙蝠依赖超声波进行定位、取食和飞行，这说明生物体正常的生命活动离不开信息传递。（ √　） 6.生态系统中的物理信息只来自非生物环境。（ ×　） 7.两只雄孔雀为吸引异性争相开屏，说明行为信息能够影响种间关系。（ ×　） 8.（题干信息说明：使用人工合成的性引诱剂Y诱杀B可减轻B的危害）性引诱剂Y传递给害虫B的信息属于　化学信息　。 深度思考 黑光灯诱杀害虫和施用信息素都能控制害虫数量，它们的原理相同吗？ 提示　不相同。黑光灯诱杀害虫依靠的是物理信息，直接降低害虫种群密度。施用信息素依靠的是化学信息，以降低害虫的出生率，进而降低害虫种群密度。 命题点1　信息传递的类型和作用分析 1.[高考组合]生命活动的正常进行离不开信息传递。下列关于信息传递的叙述，错误的是（ C　） A.[2023湖南，T4A改编]“油菜花开陌野黄，清香扑鼻蜂蝶舞”中油菜花通过物理、化学信息吸引蜂蝶 B.[2021海南，T24（2）改编]雄鹿常通过吼叫、嗅闻等方式获得繁殖机会，其中嗅闻利用的信息种类属于化学信息 C.[2021江苏，T9C]在繁殖季节，白鹭求偶时发出的鸣叫声属于行为信息 D.[2021福建，T18（1）改编]光和温度属于生态系统信息传递中的物理信息 解析　油菜花的黄色（物理信息）可吸引蜂蝶，油菜花分泌的化学物质（化学信息）具有香味，也可吸引蜂蝶，A正确。嗅闻的对象是能产生气味的物质，嗅闻利用的信息种类属于化学信息，B正确。鸣叫声属于物理信息，C错误。光、温度、湿度等属于生态系统信息传递中的物理信息，D正确。 2.[海南高考]某同学将一面镜子竖立在一棵树旁，该树上的一只小鸟飞到镜前，对着镜子中的“小鸟”愤怒地啄击扑打。下列关于该事件中信息传递的叙述，错误的是（ D　） A.小鸟啄击扑打的动作本身是一种行为信息 B.小鸟的眼睛能够感受镜子发出的物理信息 C.小鸟把镜子传递的信息当作来自入侵者的信息 D.激怒小鸟的信息是直接来自非生物的化学信息 解析　小鸟啄击扑打的动作本身是一种行为信息，A正确；小鸟的眼睛能够感受镜子反射的光，光属于物理信息，B正确、D错误；小鸟把镜子传递的信息当作来自入侵者的信息，因此会对其进行愤怒地啄击扑打，C正确。 命题点2　能量流动、物质循环和信息传递的综合分析 3.[2022湖南]稻—蟹共作是以水稻为主体、适量放养蟹的生态种养模式，常使用灯光诱虫杀虫。水稻为蟹提供遮蔽场所和氧气，蟹能摄食害虫、虫卵和杂草，其粪便可作为水稻的肥料。下列叙述正确的是（ B　） A.该种养模式提高了营养级间的能量传递效率 B.采用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递 C.硬壳蟹（非蜕壳）摄食软壳蟹（蜕壳）为捕食关系 D.该种养模式可实现物质和能量的循环利用 解析　该种养模式通过能量的多级利用提高了能量利用率，但不能提高营养级间的能量传递效率，A错误。自然界中的光、声、温度、湿度、磁场等，通过物理过程传递的信息，称为物理信息，采用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递，B正确。捕食为种间关系，硬壳蟹（非蜕壳）和软壳蟹（蜕壳）为同一物种，硬壳蟹（非蜕壳）摄食软壳蟹（蜕壳）不是捕食关系，C错误。生态系统中的物质可以循环利用，能量不能循环利用，D错误。 4.[2024江苏检测]下列关于物质循环、能量流动和信息传递的叙述，错误的是（ C　） A.能量是物质循环的动力，物质是能量流动的载体 B.光照对于植物既可能是能量，也可能是一种信号 C.生态系统的信息传递是双向的，如植物和太阳之间的信息传递 D.在信息传递的作用下，物质循环和能量流动有条不紊地进行，共同维持生态系统的稳态 解析　能量流动和物质循环都是沿着食物链和食物网进行的，能量是物质循环的动力，而物质是能量流动的载体，A正确。光照对于植物既可能是能量，如植物可以通过光合作用对光能进行转化；同时光照也可能是一种信号，影响植物基因的表达，B正确。生态系统中信息传递往往是双向的，但并不都是双向的，如捕食者和被捕食者之间在捕食过程中的信息传递是双向的，但植物和太阳之间的信息传递是单向的，植物无法向太阳传递信息，C错误。信息传递可以调节种间关系，在信息传递的作用下，物质循环和能量流动有条不紊地进行，共同维持生态系统的稳态，D正确。 考点3　生态系统的稳定性 1.生态平衡 2.生态系统的稳定性 （1）对生态系统稳定性的理解 （2）生态系统稳定性的类型 项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 区 别 实质 [10]　保持　自身结构与功能相对稳定 [11]　恢复　自身结构与功能相对稳定 核心 [12]　抵抗干扰，保持原状　 [13]　遭到破坏后恢复原状　 影响 生态系统中物种丰富度越大，营养结构越[14]　复杂　，抵抗力稳定性[15]　越强　 条件越适宜，恢复原状所需时间越短 二者联系 两者是同时存在于同一系统中体现生态系统稳定性的两个方面，它们相互作用，共同维持生态系统的稳定 （3）提高生态系统稳定性的措施 3.设计和制作生态缸 （1）实验设计要求 设计要求 相关分析 生态缸必须是[19]　封闭　的 防止外界生物或非生物因素的干扰 生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，种类齐全（具有生产者、消费者和分解者） 使生态缸中的生态系统能够进行[20]　物质循环　和[21]　能量流动　，在一定时期内保持稳定 生态缸的材料必须[22]　透明　 便于为光合作用提供光能，便于观察 生态缸不宜过大，缸中的水量应适宜，要留出一定的[23]　空间　 便于操作，且使缸内储备一定量的空气 生态缸应置于通风、光线良好的地方，但要避免阳光直射 防止水温过高导致生物死亡 选择的动物不宜过多，个体不宜太大 减少对氧气的消耗，防止氧气的产生量小于消耗量 （2）结果分析 生态缸内的生物只能存活一段时间。生态缸中的营养结构极为简单，自我调节能力极差，所以抵抗力稳定性极低，生态系统的稳定性极易被破坏。 基础自测 1.生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是一种动态的平衡。（ √　） 2.生态系统的自我调节能力表现在自身净化作用、群落内部的负反馈调节和生物群落与非生物环境之间的负反馈调节等方面。（ √　） 3.在一块牧草地上栽种乔木树林后，其恢复力稳定性上升。（ ×　） 4.可通过观察动植物的生活情况、水质变化等判断生态系统的稳定性。（ √　） 5.就生态系统结构而言，生态缸的稳定性取决于物种数。（ ×　） 6.相对稳定的能量流动、物质循环和信息传递是生态系统平衡的特征[2022河北，T12C]。（ √　） 7.湿地生态系统稳定性是其自我调节能力的基础[2021河北，T12C]。（ ×　） 深度思考 1.除了生态系统中存在负反馈调节，还有哪些生命活动过程中存在负反馈调节？ 提示　绝大多数激素分泌的调节、体温调节、血糖平衡调节和水盐平衡调节等都存在负反馈调节。 2.负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础，那么生态系统中是否存在正反馈调节？正反馈调节与负反馈调节的区别是什么？ 提示　生态系统中存在正反馈调节。正反馈调节与负反馈调节的区别如表所示： 调节机制 正反馈 负反馈 调节方式 加速最初发生变化的那种成分所发生的变化 抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化 结果 常使生态系统偏离稳态 有利于生态系统保持相对稳定 实例分析 若一个湖泊受到的污染超过其自我调节能力，则污染会越来越严重 草原上植食性动物和植物的数量变化 3.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系一定是相反的吗？ 提示　抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系并不一定都是相反的，如冻原生态系统，动植物种类稀少，营养结构简单，它的抵抗力稳定性很低，又由于环境条件极其恶劣，因此，其恢复力稳定性也很低。 命题点1　生态系统的稳定性和调节机制分析 1.[2024宝鸡检测]生态系统平衡的调节主要是通过系统的反馈机制、抵抗力稳定性和恢复力稳定性实现的。下列相关叙述错误的是（ A　） A.正反馈调节可通过自身功能减缓系统内的压力以维持生态系统稳定 B.环境容纳量、自我调节、自净作用等都是生态系统抵抗力稳定性的表现形式 C.污染水域切断污染源后，生物群落的恢复是系统恢复力稳定性的表现之一 D.生态系统发育越成熟，则其结构越复杂，抵抗外界干扰的能力也越强 解析　负反馈调节在生态系统中普遍存在，生态系统的稳定性依赖于以负反馈为基础的自我调节，A错误；生态系统抵抗力稳定性的表现有环境容纳量、自我调节、自净作用等，B正确；污染水域切断污染源后，生物群落可逐渐恢复，这是生态系统恢复力稳定性的表现之一，C正确；生态系统发育越成熟，则其物种丰富度也越大，营养结构越复杂，抵抗外界干扰的能力也越强，D正确。 2.北极苔原指北极地区北冰洋与泰加林带之间的永久冻土地和沼泽地带，苔原气候属荒漠气候，年降水量低。在北极苔原生态系统中，动植物种类稀少，营养结构简单，其中生产者主要是地衣，其他生物大都直接或间接地依靠地衣来维持生活。下列关于北极苔原生态系统及其稳定性的叙述，错误的是（ C　） A.食物网相对简单，抵抗力稳定性较低 B.北极苔原气候条件差，恢复力稳定性较低 C.物种特性如抗逆性与抵抗力稳定性有关，与恢复力稳定性无关 D.冰川大量融化会影响北极苔原的现有稳定性 解析　北极苔原生态系统中，动植物种类稀少，营养结构简单，气候条件差，抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低，A、B正确；物种特性与抵抗力稳定性和恢复力稳定性均有一定的关系，C错误；非生物环境的变迁会影响生态系统的稳定性，冰川融化影响北极的气候以及生态系统的边界范围、温度变化等，从而影响生态系统的稳定性，D正确。 命题点2　生态缸的制作和分析 3.为观察生态系统的稳定性，某兴趣小组设计了4个密闭、透明的生态缸，各缸内的组成和条件见表。下列叙述正确的是（ B　） 生态系统组成 光 水草 藻类 浮游动物 小鱼 泥沙 生态缸编号 ① － ＋ ＋ ＋ － ＋ ② ＋ ＋ ＋ ＋ － ＋ ③ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ④ ＋ ＋ ＋ ＋ － － 注：“＋”表示有；“－”表示无。 A.生态缸②③④应置于太阳光直射的地方 B.生态缸②中的氧气含量应该高于生态缸③的 C.经过一段时间的培养，发现生态缸①的稳定性最强 D.只有生态缸③中含有生态系统必需的全部组成成分 解析　生态缸②③④应置于散射光下，防止水温过高导致生物死亡，A错误。生态缸②中的氧气含量应该高于生态缸③的，因为③比②中多了小鱼，小鱼会消耗氧气，所以③中的氧气含量较低，B正确。生态缸①没有光，缺乏能量来源，生态系统的稳定性最弱，C错误。生态系统应该具有生产者、消费者和分解者以及非生物的物质和能量，生态缸②③中含有生态系统必需的全部组成成分，D错误。 4.某同学用苔藓、金鱼藻、铁线蕨、蚯蚓、鼠妇、蜗牛等生物和一些石块、泥土设计制作一个较为稳定的生态缸，以下叙述正确的是（ B　） A.加入该生态缸的成分按生态系统的组成成分可概括为生产者、消费者和分解者 B.虽然该生态缸处于密闭状态，但维持缸内生态系统能量流动仍需依赖外界环境 C.为了维持生态缸的稳定，应当保证缸中植物同化的能量与小动物和分解者同化的总能量相当 D.随着缸中苔藓、金鱼藻、铁线蕨等植物的生长繁殖，该生态缸中物质总量先增加后逐渐维持稳定 解析　加入该生态缸的成分按生态系统的组成成分可概括为生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量，A错误；虽然该生态缸处于密闭状态，其中的物质循环不需要外界环境的维持，但维持缸内生态系统能量流动仍需依赖外界环境，B正确；为了维持生态缸的稳定，应当保证缸中植物同化的能量多于小动物和分解者同化的总能量，C错误；密闭的生态缸内物质虽然存在形式上的变化，但物质总量是固定的，D错误。 1.[2023广东]凡纳滨对虾是华南地区养殖规模最大的对虾种类。放苗1周内虾苗取食藻类和浮游动物，1周后开始投喂人工饵料，1个月后对虾完全取食人工饵料。1个月后虾池生态系统的物质循环过程如图。下列叙述正确的是（ B　） A.1周后藻类和浮游动物增加，水体富营养化程度会减轻 B.1个月后藻类在虾池的物质循环过程中仍处于主要地位 C.浮游动物摄食藻类、细菌和有机碎屑，属于消费者 D.异养细菌依赖虾池生态系统中的沉积物提供营养 解析　结合题中信息可知，1周后开始投喂人工饵料，水体中N、P等无机盐含量增多，水体的富营养化程度会增加，A错误；生产者是生态系统的基石，藻类属于生产者，故一个月后藻类在虾池的物质循环中仍处于主要地位，B正确；分析可知，浮游动物摄食藻类、细菌和有机碎屑，属于消费者和分解者，C错误。 2.[2023湖北]胁迫是指一种显著偏离于生物适宜生活需求的环境条件。水杨酸可以减轻胁迫对植物的不利影响。在镉的胁迫下，添加适宜浓度的水杨酸可激活苦草体内抗氧化酶系统，降低丙二醛和H2O2含量，有效缓解镉对苦草的氧化胁迫。下列叙述错误的是（ D　） A.水杨酸能缓解H2O2对苦草的氧化作用 B.在胁迫环境下，苦草种群的环境容纳量下降 C.通过生物富集作用，镉能沿食物链传递到更高营养级 D.在镉的胁迫下，苦草能通过自身的调节作用维持稳态 解析　据题干信息可知，添加适宜浓度的水杨酸可激活苦草体内抗氧化酶系统，降低丙二醛和H2O2含量，因此水杨酸能缓解H2O2对苦草的氧化作用，A正确；胁迫是指一种显著偏离于生物适宜生活需求的环境条件，因此在胁迫环境下，苦草种群的环境容纳量下降，B正确；生物富集是指生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象，镉等重金属存在生物富集现象，因此，通过生物富集作用，镉能沿食物链传递到更高营养级，C正确；苦草自身的调节作用是有一定限度的，在镉的胁迫下，苦草不能通过自身的调节作用维持稳态，D错误。 3.[2023辽宁，不定项]磷（P）是导致水体富营养化的重要营养元素之一。湖水中P会随生物遗体残骸、排泄物等沉入底泥。当遇到风浪扰动时，浅水型湖泊底泥中的P会进入上层水体而被生物重新利用；深水型湖泊因水体过深，底泥中的P无法被风浪扰动进入上层水体。若仅考虑P循环，下列叙述正确的是（ CD　） A.水中P沿食物链在生物体内聚集，最终积累在食物链顶端 B.定期清除底泥对减缓两种类型湖泊富营养化具有同等效果 C.减少外源P的输入是控制深水型湖泊富营养化的关键措施 D.相同条件下，浅水型湖泊比深水型湖泊更易发生富营养化 解析　生物富集是指生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象。水中P可被生产者吸收利用，沿着食物链在生物体内传递，也可被生物排出体外，故最终不会积累在食物链顶端，A错误；结合题干“当遇到风浪扰动时，浅水型湖泊底泥中的P会进入上层水体而被生物重新利用；深水型湖泊因水体过深，底泥中的P无法被风浪扰动进入上层水体”可知，相同条件下，浅水型湖泊比深水型湖泊更易发生富营养化，定期清除底泥对减缓浅水型湖泊富营养化具有较好的效果，对深水型湖泊富营养化效果不大，B错误、D正确；结合题干可知，减少外源P的输入是控制深水型湖泊富营养化的关键措施，C正确。 4.[2023湖南]党的二十大报告指出：我们要推进美丽中国建设，坚持山水林田湖草沙一体化保护和系统治理，统筹产业结构调整、污染治理、生态保护、应对气候变化，协同推进降碳、减污、扩绿、增长，推进生态优先、节约集约、绿色低碳发展。下列叙述错误的是（ D　） A.一体化保护有利于提高生态系统的抵抗力稳定性 B.一体化保护体现了生态系统的整体性和系统性 C.一体化保护和系统治理有助于协调生态足迹与生态承载力的关系 D.运用自生原理可以从根本上达到一体化保护和系统治理 解析　生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状（不受损害）的能力，叫抵抗力稳定性，一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高，由题可知，一体化保护有利于提高生态系统的抵抗力稳定性，A正确。一体化保护不仅考虑了自然生态系统的规律，也考虑了经济和社会等系统的影响力，体现了生态系统的整体性和系统性，B正确。生态足迹是指在现有技术条件下，维持某一人口单位（一个人、一个城市、一个国家或全人类）生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积，坚持一体化保护和系统治理有助于协调生态足迹与生态承载力（代表地球提供资源的能力）的关系，C正确。自生是由生物组分产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持，运用自生原理无法从根本上达到一体化保护和系统治理，D错误。 5.[2022海南]珊瑚生态系统主要由珊瑚礁及生物群落组成，生物多样性丰富。下列有关叙述错误的是（ B　） A.珊瑚虫为体内虫黄藻提供含氮物质，后者为前者提供有机物质，两者存在互利共生关系 B.珊瑚生态系统具有抵抗不良环境并保持原状的能力，这是恢复力稳定性的表现 C.对珊瑚礁的掠夺式开采会导致珊瑚生态系统遭到破坏 D.珊瑚生态系统生物多样性的形成是协同进化的结果 解析　抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力，珊瑚生态系统能抵抗不良环境并保持原状，这是抵抗力稳定性的表现，B错误。 6.[2022河北，多选]某林场对林下无植被空地进行开发，采用了“上层林木＋中层藤本药材＋下层草本药材＋地表药用真菌”的立体复合种植模式。下列叙述正确的是（ CD　） A.林、藤、草和真菌等固定的太阳能是流入该生态系统的总能量 B.该模式改变了生态系统物质循环的渠道 C.该模式提高了生态系统的抵抗力稳定性 D.该模式利用群落的垂直结构提高了群落利用环境资源的能力 解析　生产者固定的太阳能是流入该生态系统的总能量，真菌不属于生产者，A错误；该模式下该生态系统中物质循环的渠道依然是食物链和食物网，B错误；该模式增加了物种多样性，使食物链和食物网变得更加复杂，提高了生态系统的抵抗力稳定性，C正确；该模式利用群落的垂直结构提高了群落利用环境资源的能力，D正确。 7.[2021湖南]某草原生态系统中植物和食草动物两个种群数量的动态模型如图所示。下列叙述错误的是（ B　） A.食草动物进入早期，其种群数量增长大致呈“J”形曲线 B.图中a点的纵坐标值代表食草动物的环境容纳量 C.该生态系统的相对稳定与植物和食草动物之间的负反馈调节有关 D.过度放牧会降低草原生态系统的抵抗力稳定性 解析　食草动物进入早期，食物充足，其种群数量增长大致呈“J”形曲线，A正确；环境容纳量指的是一定的环境条件所能维持的种群最大数量，而图中a点的纵坐标值为食草动物短时间内出现的最大数量，不能代表食草动物的环境容纳量，B错误；在植物与食草动物之间存在负反馈调节，负反馈调节使生态系统中的植物和食草动物的数量保持动态平衡，从而维持了生态系统的相对稳定，C正确；过度放牧会导致植物种类和数量大量减少，进而使食草动物因缺少食物而大量死亡，最终造成草原生态系统的抵抗力稳定性降低，D正确。 8.[2023全国乙节选，7分]农田生态系统和森林生态系统属于不同类型的生态系统。回答下列问题。 （2）负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。请从负反馈调节的角度分析，森林中害虫种群数量没有不断增加的原因是　在森林中，当害虫种群数量增加时，一方面，食虫鸟类由于食物丰富，数量也会增多；另一方面，害虫种群数量增加后，其食物减少，害虫种群数量的增长就会受到抑制　。 （3）从生态系统稳定性的角度来看，一般来说，森林生态系统的抵抗力稳定性高于农田生态系统，原因是　森林生态系统比农田生态系统物种丰富度高，食物网复杂，自我调节能力强　。 解析　（2）负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。在森林中，当害虫种群数量增加时，一方面，食虫鸟类由于食物丰富，数量也会增多；另一方面，害虫种群数量增加后，其食物减少，害虫种群数量的增长就会受到抑制。（3）一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。与农田生态系统相比，森林生态系统中的组分多，食物网复杂，自我调节能力强，抵抗力稳定性高。 9.[2023广东，12分]上世纪70～90年代珠海淇澳岛红树林植被退化，形成的裸滩被外来入侵植物互花米草占据，天然红树林秋茄（乔木）－老鼠簕（灌木）群落仅存32 hm2。为保护和恢复红树林植被，科技人员在互花米草侵占的滩涂上成功种植红树植物无瓣海桑，现已营造以无瓣海桑为主的人工红树林600 hm2。各林龄群落的相关特征见下表。 红树林群落（林龄） 群落 植物 树冠层 林下互花 林下无瓣海桑 林下秋茄 高度 种类 郁闭度 米草密度 更新幼苗密度 更新幼苗密度 （m） （种） （％） （株/m2） （株/100 m2） （株/100 m2） 无瓣海桑群落（3年） 3.2 3 70 30 0 0 无瓣海桑群落（8年） 11.0 3 80 15 10 0 无瓣海桑群落（16年） 12.5 2 90 0 0 0 秋茄－老鼠簕群落（＞50年） 5.7 4 90 0 0 19 回答下列问题： （1）在红树林植被恢复进程中，由裸滩经互花米草群落到无瓣海桑群落的过程称为　次生演替　。恢复的红树林既是海岸的天然防护林，也是多种水鸟栖息和繁殖场所，体现了生物多样性的　间接　价值。 （2）无瓣海桑能起到快速实现红树林恢复和控制互花米草的双重效果，其使互花米草消退的主要原因是 　无瓣海桑对互花米草有较强的遮阴作用，导致互花米草无法获得充足光照而生长受抑制，且无瓣海桑群落林龄为3～8年间，林下无瓣海桑更新幼苗密度增加　。 （3）无瓣海桑是引种自南亚地区的大乔木，生长速度快，5年能大量开花结果，现已适应华南滨海湿地。有学者认为无瓣海桑有可能成为新的外来入侵植物。据表分析，提出你的观点和理由　无瓣海桑可能成为新的外来入侵物种。理由：无瓣海桑群落林龄为3～16年间，林下秋茄更新幼苗密度为0，无瓣海桑群落林龄为16年时，植物种类减少到2种，说明无瓣海桑在与其他植物竞争的过程中占优势，导致当地物种减少甚至灭绝　。 （4）淇澳岛红树林现为大面积人工种植的无瓣海桑纯林。为进一步提高该生态系统的稳定性，根据生态工程自生原理并考虑不同植物的生态位差异，提出合理的无瓣海桑群落改造建议　选择适量适合在滩涂上生长，植株高度高于无瓣海桑的多种本土植物，以及一些适合在无瓣海桑群落林下生长的本土阴生植物进行种植，尽量提高生物多样性程度，利用它们的种间关系达到共存的目的　。 解析　（1）次生演替是指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。由裸滩经互花米草群落到无瓣海桑群落的过程称为次生演替。恢复的红树林是海岸的天然防护林和多种水鸟栖息和繁殖场所，体现了生物多样性的间接价值。（2）分析表中数据可知，无瓣海桑群落林龄在3～16年间，随着林龄增加，群落高度上升，树冠层郁闭度增加，由于无瓣海桑的高度高于互花米草，其对互花米草有遮阴作用，导致互花米草无法获得充足的光照而生长受抑制，同时在无瓣海桑群落林龄为3～8年间，林下无瓣海桑更新幼苗密度增加，因此无瓣海桑能起到快速实现红树林恢复和控制互花米草的双重效果。（3）无瓣海桑有可能成为新的外来入侵物种。理由：据表中数据分析，无瓣海桑群落林龄为16年时，植物种类减少到2种，无瓣海桑群落林龄为3～16年间，林下秋茄更新幼苗密度为0，说明无瓣海桑在与其他植物竞争的过程中处于优势，其生长速度快，繁殖速度快，有可能成为新的外来入侵物种。（4）为进一步提高该生态系统的稳定性，一方面可以选择适量适合在滩涂上生长，植株高度高于无瓣海桑的多种本土植物进行种植，另一方面可以种植一些适合在无瓣海桑群落林下生长的本土阴生植物，利用它们的种间关系达到共存的目的。 基础练习 一、选择题 1.[2024辽宁实验中学模拟]下列有关生态平衡的说法，错误的是（ A　） A.生态平衡仅指生态系统的结构处于相对稳定的一种状态 B.生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是一种动态的平衡 C.生态系统中的生产过程与消费、分解过程处于平衡的状态是实现可持续发展的重要标志 D.负反馈调节机制是生态系统维持生态平衡的基础 解析　生态平衡是指生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态，而不是单指结构处于相对稳定的一种状态，A错误；处于生态平衡时，生态系统仍可以发生变化，保持一种相对稳定的动态平衡状态，B正确；生态平衡时，生态系统中的生产过程与消费、分解过程处于平衡的状态，这时生态系统的外貌、结构以及动植物组成等都保持相对稳定的状态，这种平衡是实现可持续发展的重要标志，C正确；生态平衡反映生态系统的稳定性，这是通过负反馈调节机制实现的，该机制是生态系统具有自我调节能力的基础，D正确。 2.[2024南昌模拟]2023年4月，我国自然资源部等四部门联合印发了《生态系统碳汇能力巩固提升实施方案》，碳循环是实现“固碳增汇”的重要基础。下列相关叙述错误的是（ B　） A.碳循环是指碳元素在生物群落与非生物环境之间的循环过程 B.根据生物富集效应，食物链中最高营养级生物含碳有机物的浓度最高 C.碳循环过程中，物质作为能量的载体，能量作为物质循环的动力 D.化石燃料的使用、水泥的生产等是二氧化碳浓度升高的主要原因 解析　生物富集效应指生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象，镉、汞等重金属、DDT、六六六等有机化合物以及一些放射性物质通常会存在这样的生物富集现象，但生物富集效应不适用于推断食物链中最高营养级生物含碳有机物的浓度，B错误。 3.[2023渭南模拟]下列关于生态系统稳定性的叙述，错误的是（ C　） A.轻度污染的河流很快恢复，体现了生态系统的自我调节能力 B.与森林生态系统相比，沙漠生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性均较低 C.生态系统的自我调节能力是无限的 D.一般某生态系统中的食物网越复杂，该生态系统抵抗外界干扰的能力就越强 解析　河流受到轻度污染后能够自我净化，很快恢复，体现了生态系统的自我调节能力，A正确；沙漠生态系统的物种少、结构简单，其抵抗力稳定性和恢复力稳定性均较低，B正确；生态系统的自我调节能力是有限的，当外界干扰的强度超过一定限度时，生态系统的稳定性急剧下降，生态平衡就会遭到严重破坏，C错误；一般来说，生态系统的食物网越复杂，其抵抗外界干扰的能力就越强，即抵抗力稳定性越强，D正确。 4.[2024云南统考]下列关于生态系统中信息传递的叙述，正确的是（ D　） A.在黑斑蛙的繁殖季节，雄蛙通过叫声求偶，这是一种行为信息 B.某种鸟通过点头或鞠躬追求配偶，这一现象说明生态系统中的信息传递可以调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定 C.利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物，使其远离农田，属于行为信息的应用 D.莴苣种子必须接受某种波长的光信息才能萌发，说明生命活动的正常进行离不开信息传递 解析　黑斑蛙雄蛙的叫声属于物理信息，A错误；某种鸟通过点头或鞠躬追求配偶，这一现象说明生态系统中的信息传递与种群的繁衍密切相关，B错误；利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物，使其远离农田，利用的是物理信息，C错误；光作为物理信息，刺激莴苣种子萌发，说明生命活动的正常进行离不开信息传递，D正确。 5.[2024河南联考]信息传递是生态系统的功能之一，信息传递过程中，信息的产生者为信息源，信息的接收者为信息受体。大多数鱼主要靠鱼鳔发声与同伴交流，农业生态系统用一定频率的声波处理某些蔬菜提高发芽率，在芦笋的栽培中应用昆虫信息素防治斜纹夜蛾。下列相关叙述错误的是（ D　） A.上述传递的信息分别属于物理信息、物理信息和化学信息 B.生命活动的正常进行、生物种群的繁衍离不开信息传递 C.与化学防治相比，用昆虫信息素防治斜纹夜蛾能防止污染环境 D.生态系统中的信息传递是双向的，信息源和信息受体不可转换 解析　鱼鳔发出的声音属于物理信息，一定频率的声波属于物理信息，昆虫信息素属于化学信息，A正确；生命活动的正常进行、生物种群的繁衍离不开信息传递，B正确；与化学防治相比，用昆虫信息素防治斜纹夜蛾属于生物防治，能降低环境污染，C正确；生态系统中的信息传递往往是双向的，信息源和信息受体可以相互转换，如某种动物发出信息的时候是信息源，接收信息的时候是信息受体，D错误。 6.[2024贵阳模拟]大兴安岭森林物种丰富，是我国东北重要的生态屏障和国家森林保育区；呼伦贝尔草原是世界著名的天然牧场，具有多种营养丰富的牧草，二者均是处于生态平衡的生态系统。下列关于二者的叙述，错误的是（ C　） A.二者均具有结构平衡、功能平衡和收支平衡的特征 B.二者维持和恢复生态平衡的调节机制是负反馈调节 C.二者物质、能量的输入、输出均衡，生物种类的组成一成不变 D.遭遇严重砍伐和极度放牧后，二者恢复原状的难度极大 解析　大兴安岭森林和呼伦贝尔草原均是处于生态平衡的生态系统，处于生态平衡的生态系统具有结构平衡、功能平衡和收支平衡的特征，A正确；大兴安岭森林和呼伦贝尔草原物质、能量的输入、输出均衡，但生物种类的组成并不是一成不变的，而是处于动态平衡中，C错误；生态系统的自我调节能力是有限的，遭遇严重砍伐和极度放牧后，大兴安岭森林和呼伦贝尔草原恢复原状的难度极大，D正确。 7.[2023重庆三模]为积极应对全球气候变化，我国政府宣布，力争于2030年前实现碳达峰，于2060年前实现碳中和。下列叙述正确的是（ C　） A.只要我国实现了碳中和，就可解决全球温室效应问题 B.实现碳中和可以有效降低碳元素在生物群落中的含量 C.大力开发新能源和可再生能源有利于实现碳达峰和碳中和 D.生态系统达到碳中和时，生产者吸收的CO2量等于消费者释放的CO2量 解析　碳循环具有全球性，我国实现了碳中和，不一定能解决全球温室效应问题，A错误；碳中和后大气中的CO2能保持稳态，但不能有效降低碳元素在生物群落中的含量，B错误；生态系统达到碳中和时，意味着总的CO2吸收量与排放量相等，即实现正负抵消，而非指生产者吸收的CO2量等于消费者释放的CO2量，D错误。 8.[2024浙江大联考]如图表示某自然生态系统的部分碳循环过程，甲、乙、丙、丁分别表示生态系统的组成成分，据图判断，下列叙述错误的是（ A　） A.甲是生产者，不全是植物 B.丙在碳循环过程中不可缺少 C.甲、乙、丙、丁间的碳以有机物的形式流动 D.图中应添加“大气CO2”指向“丁”的箭头 解析　分析题图可知，丙为分解者，甲和乙为消费者，丁为生产者，A错误；丙作为分解者在生态系统中不可缺少，若缺少分解者，物质循环将不能正常进行，B正确；图中甲、乙、丙、丁分别代表初级消费者、次级消费者、分解者、生产者，它们共同构成该生态系统的生物群落，碳元素在它们之间的流动是以有机物的形式进行的，C正确；图中缺少的生理过程是光合作用和化能合成作用，故应添加“大气CO2”指向“丁”的箭头，D正确。 9.[2024益阳质检]某地区莹蚊肆虐，为了防治莹蚊，人们喷洒了杀虫剂DDD。该杀虫剂在生物体内很难降解，使用初期效果显著，后期效果下降。科学家检测了该地区湖泊中和几种生物体内DDD的浓度（见表）。下列叙述正确的是（ D　） 检测对象 水 A B C D DDD浓度（μg/kg） 0.02 15.5 16.1 0.1 0.53 A.该湖泊生态系统的结构是指群落和非生物环境 B.DDD的使用导致莹蚊幼虫产生抗药性突变 C.据表中数据可推测生物B处于最低营养级 D.DDD存在生物富集现象且该现象具有全球性 解析　该湖泊生态系统的结构是指组成生态系统的成分（包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者）和营养结构（食物链和食物网），A错误；莹蚊幼虫本身就存在抗药性突变，DDD只是对抗药性突变起选择作用，B错误；由于DDD很难降解，因此会随着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端，B含有DDD的量最多，可能是最高营养级，C错误；有害物质通过食物链在生产者和消费者体内不断积累，且这种有害物质会随着生物迁移等途径扩散到世界各地，因此DDD存在生物富集现象且该现象具有全球性，D正确。 10.为探究影响生态系统稳定性的因素，四个生物小组制作了如图所示的四组生态瓶。下列相关叙述错误的是（ D　） A.相较于丙、丁两组生态瓶，甲组中各种生物成分更齐全，生物存活的时间最长 B.甲、乙两组生态瓶相比较说明光照是保持生态系统稳定的前提 C.甲、丙两组生态瓶相比较说明生产者是联系群落与非生物环境的关键因素 D.由于生态瓶密闭，所以生态瓶不用置于通风良好处，但要避免阳光直射 解析　甲组有光照，有植物等生产者，能进行光合作用释放氧气，供其他生物（消费者等）呼吸作用利用，也有泥沙等非生物物质和在其中生存的分解者，利于植物的生活；丙组缺少植物等生产者，不能进行光合作用释放氧气，不利于其他生物的生存；丁组无光照，缺少植物等生产者，也不利于其他生物的生存，因此相较于丙、丁两组生态瓶，甲组中各种生物成分更齐全，生物存活的时间最长，A正确。甲、乙两组互为对照，乙组无光照，植物不能进行光合作用释放氧气，不利于其他生物的存活，而甲组有光照，生物存活的时间更长，从而能说明光照是保持生态系统稳定的前提，B正确。甲、丙两组的区别在于甲组有生产者，而丙组无生产者，甲组能通过光合作用将无机物合成有机物，生物存活时间更长，说明生产者是联系群落与非生物环境的关键因素，C正确。生态瓶应放置在通风、光线良好的地方，但要避免阳光直射，以免温度过高杀死生态瓶内的生物，D错误。 11.[2023哈尔滨质监]“无废弃物农业”体现了我国古代劳动人民的勤劳和智慧。“无废弃物农业”的类型之一就是把人畜粪便、枯枝落叶以及农产品加工过程中的废弃物等，采用堆肥和沤肥等多种方式转变为有机肥料，以下叙述错误的是（ D　） A.堆肥和沤肥过程中，微生物将一部分有机物分解为无机物 B.若农田生态系统的结构和功能处于相对稳定的状态，则该生态系统达到了生态平衡 C.农田生态系统具备自我调节能力的基础是负反馈调节 D.与秸秆直接还田相比，堆肥和沤肥有效提高了能量传递效率 解析　堆肥和沤肥过程中，微生物具有分解作用，将有机物分解为无机物，A正确；若农田生态系统的结构和功能处于相对稳定的状态，即物质和能量的输入、输出均衡，生物的种类组成稳定，即达到了生态平衡，B正确；负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统具备自我调节能力的基础，C正确；堆肥和沤肥不能提高能量传递效率，但能提高能量利用效率，D错误。 二、非选择题 12.[2023衡水中学模拟，10分]蚯蚓是陆地生态系统土壤中的主要动物类群，在塑造土壤结构和促进养分循环方面起着重要作用，被称为“生态系统的工程师”。请回答下列问题： （1）蚯蚓可以提高土壤中有机物的分解速率，可作为生态系统组成成分中的　分解者　，进而影响土壤生态系统的　物质循环　功能。 （2）蚯蚓可通过分泌的信号分子提高植物抗逆性，机理如图所示。在此过程中蚯蚓和土壤微生物产生了　化学　（填信息种类）信息。生态系统中的信息传递需要有信息产生的部位——信息源；信息传播的媒介——信道；信息接收的生物或其部位——信息受体。图示过程中，作为信息受体的是　土壤微生物和植物　。 （3）蚯蚓会间接影响植物对土壤中重金属的吸收。镉（Cd）是土壤中具有毒性的污染物之一，进入生物体内能形成比较稳定的化合物，不易被排出，可通过　食物链　逐级积累，最终危害人体健康。 解析　（1）生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者以及非生物的物质和能量。蚯蚓可以提高土壤中有机物的分解速率，故可作为生态系统组成成分中的分解者，分解者的存在，能加速土壤生态系统的物质循环功能。（2）结合题意和题图分析可知，蚯蚓和土壤微生物可产生化学信息，土壤微生物作为信息受体可接收蚯蚓分泌的信号分子，而植物作为信息受体可接收蚯蚓分泌的信号分子和土壤微生物分泌的植物生长调节剂类物质。（3）镉（Cd）是土壤中具有毒性的污染物之一，进入生物体内能形成比较稳定的化合物，不易被排出，且通过食物链（营养级）逐级积累，最终危害人体健康。 能力提升 一、选择题 13.[2024吕梁模拟]党的二十大报告中，再次强调了我国的双碳目标，表示要积极稳妥地推进碳达峰、碳中和。地球上碳循环主要表现为自然生态系统的绿色植物从空气中吸收二氧化碳，经光合作用转化为碳水化合物并释放出氧气，同时又通过生物地球化学循环过程及人类活动将二氧化碳释放到大气中。下列有关物质循环和能量流动的叙述错误的是（ B　） A.生物圈中碳元素在非生物环境和生物群落之间循环往复运动 B.生态系统的能量流动都是从生产者固定太阳能开始，沿着食物链逐级递减 C.植树种草提高森林覆盖率和秸秆还田提高农田土壤储碳量都能缓解温室效应 D.能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，同时进行，彼此相互依存，不可分割 解析　碳循环具有全球性和循环往复运动的特点，A正确；生态系统的能量流动不都是从生产者固定太阳能开始的，如硝化细菌进行化能合成作用，从化学能开始，B错误；植树种草提高森林覆盖率和秸秆还田提高农田土壤储碳量都能降低大气二氧化碳浓度，缓解温室效应，C正确；能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，二者同时进行，彼此相互依存，不可分割，共同维持生态系统的相对稳定状态，D正确。 14.[2024武汉部分学校调研]全球气候变暖带来的极端高温和干旱天气，导致某高山频发火灾。该高山海拔落差大，从山谷到山顶分布着阔叶林、针叶林、灌木、草甸等，落叶常年堆积，形成大量可燃物。下列叙述错误的是（ B　） A.该高山分布着阔叶林、针叶林、灌木、草甸等，体现了群落的水平结构 B.树木在旱季扩展根系以获得足够的水分，体现了生态系统的恢复力稳定性 C.高山火灾后进行的演替为次生演替 D.山火增加了CO2的排放，加剧了温室效应，会进一步引起全球气候变化 解析　该高山从山谷到山顶分布着阔叶林、针叶林、灌木、草甸等，这种分层与地形的变化等有关，体现了群落的水平结构，A正确。抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状（不受损害）的能力。树木在旱季扩展根系以获得足够的水分，体现了生态系统的抵抗力稳定性，B错误。次生演替是指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替，因此高山火灾后发生的演替为次生演替，C正确。山火增加了CO2的排放，CO2排放增多会加剧温室效应，从而进一步引起全球气候变化，D正确。 15.[2024福州一测]朱红毛斑蛾是危害榕树的一种重要食叶害虫，榕树叶片被取食后会释放β-罗勒烯，β-罗勒烯会吸引雌性花胸姬蜂，雌性花胸姬蜂能产生性外激素吸引雄性花胸姬蜂，雌、雄花胸姬蜂交配后将卵产在朱红毛斑蛾幼虫体内而降低其数量。下列相关分析错误的是（ B　） A.朱红毛斑蛾与榕树、花胸姬蜂之间分别是捕食和寄生关系 B.用性外激素干扰花胸姬蜂交配可防治朱红毛斑蛾对榕树的危害 C.榕树—朱红毛斑蛾—花胸姬蜂的营养系统是协同进化的结果 D.β-罗勒烯作为化学信息调节种间关系，维持生态系统的稳定 解析　由题干“朱红毛斑蛾是危害榕树的一种重要食叶害虫”可推出，朱红毛斑蛾和榕树之间为捕食关系；由题干“雌、雄花胸姬蜂交配后将卵产在朱红毛斑蛾幼虫体内”可推出，朱红毛斑蛾和花胸姬蜂之间为寄生关系，A正确。用性外激素干扰花胸姬蜂交配后，花胸姬蜂的产卵量下降，寄生在朱红毛斑蛾幼虫体内的花胸姬蜂数量减少，朱红毛斑蛾的数量会增多，对榕树的危害增大，B错误。生态系统中的信息包括物理信息、化学信息和行为信息，β-罗勒烯属于化学信息，其可以调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定，D正确。 16.[2023河南名校联考]如图为某生态系统中碳循环的部分示意图，图中甲～戊代表不同组成成分，①～③表示相关过程，A、B、C代表能量流经丙所处营养级的去向，其中数字代表能量值，单位为J/（cm2·a）。 下列叙述正确的是（ D　） A.①过程为光合作用，是碳元素进入生物群落的唯一途径 B.由图中数据可计算出丙到丁的能量传递效率为15％ C.乙、丙、丁三种成分的数量关系为依次递减 D.甲～戊各成分之间存在的信息传递通常为双向进行 解析　①过程可为光合作用，是碳元素进入生物群落的途径之一，碳还可以通过化能合成作用进入生物群落，A错误。A代表丙（第二营养级）摄入的能量、B代表丙同化的能量，C代表丙用于生长、发育和繁殖的能量。图中20 J/（cm2·a）属于乙同化的能量（丙粪便中的能量来自乙），故丙的同化量为100－20＝80 J/（cm2·a），由图中数据无法得出丁的同化量，故不能计算丙到丁的能量传递效率，B错误。若乙是树木，丙是昆虫，丁是食虫鸟，则三种成分的数量关系不是依次递减的，C错误。甲～戊各成分之间存在反馈调节，故信息传递通常为双向进行，D正确。 17.[情境创新/2023湖南统考]切叶蚁能切割植物的绿色嫩叶，叶片碎屑既可作为成年蚁的食物，又可被做成肥料来种植某种担子菌，蚁群采集菌丝喂养幼年蚁，这种采集行为能刺激该真菌生长。切叶蚁会分泌物质促进自身体表的丝状放线菌增殖，该放线菌产生的抗生素可随蚁群的运动散布到担子菌菌群中，抑制寄生于担子菌的霉菌Escovopsis生长。下列说法错误的是（ A　） A.调查切叶蚁等土壤小动物类群的丰富度可采用标记重捕法 B.该案例能体现信息可以调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定 C.切叶蚁在食物链中可属于第二营养级，该种群同化的能量来自生产者和分解者 D.Escovopsis的存在使切叶蚁、担子菌和丝状放线菌三者之间形成了互惠互利的关系 解析　调查切叶蚁等土壤小动物类群的丰富度可采用取样器取样法，A错误。由题干关于切叶蚁、担子菌、丝状放线菌三者之间关系和信息传递方式的叙述可知，信息可以调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定，B、D正确。植物是生产者，属于第一营养级，切叶蚁能切割植物的绿色嫩叶，叶片碎屑可作为成年蚁的食物，说明切叶蚁可属于第二营养级；切叶蚁种群中的成年蚁以叶片碎屑为食，幼年蚁食用担子菌的菌丝。植物是生产者，担子菌是分解者，所以，切叶蚁种群同化的能量来自生产者和分解者，C正确。 二、非选择题 18.[2023南京调研，11分]森林及其产品的固碳功能对减缓气候变化具有重要作用，木质林产品（HWP）是缓解温室效应的重要碳库。图1为HWP在森林阶段的部分碳循环示意图；图2中的曲线a表示40年间人类燃烧化石燃料所产生的二氧化碳相对量，曲线b表示40年间环境中二氧化碳的实际增加相对量。请回答下列问题： （1）森林生态系统中的碳元素主要以　有机物　的形式储存在植物体内成为森林碳库。当遭遇人为干扰或自然干扰后，原本储存在植物体中的碳就会释放回大气中，其回归途径除了图1所示，还有　微生物的分解作用、化石燃料的燃烧　。 （2）图2中a、b两条曲线变化趋势出现差异的主要原因可能是　不同时间生产者的光合作用消耗的二氧化碳的量不同　。 （3）湿地在上亿年的形成过程中，泥炭不断堆积，形成巨大的“碳库”。 ①湿地的水域中有处于挺水层、浮水层和沉水层的不同生物，形成了群落的　垂直　结构。食物链和食物网是生态系统的营养结构，生态系统的　物质循环和能量流动　就是沿着这种渠道进行的。 ②湿地中有很多水鸟，多以鱼等水中生物为食。图3表示能量流经某水鸟所处的营养级的示意图[单位：J/（cm2·a）]，其中C表示　水鸟所处的营养级用于生长、发育和繁殖的能量　，若鱼所处的营养级的同化量为500 J/（cm2·a），则鱼所处的营养级与其下一营养级（水鸟所处的营养级）之间的能量传递效率为　16　％。若研究一个月内水鸟所处营养级的能量情况，图中未显示出来的能量是　未被利用的能量　。 （4）中国二氧化碳排放力争于2030年前实现碳达峰，争取2060年前实现碳中和。下列相关理解正确的是　abc　（多选）。 a.非生物环境中的碳可在碳循环中被生物群落反复利用 b.不是每个生态系统都可依靠自身实现碳中和 c.发展低碳经济、植树造林是实现碳平衡的有效手段 解析　（1）森林生态系统中的碳元素主要以有机物的形式储存在植物体内成为森林碳库。当遭遇人为干扰或自然干扰后，原本储存在植物体中的碳就会释放回大气中，其回归途径除了图1所示，还有微生物的分解作用、化石燃料的燃烧。（2）图2中曲线a表示40年间人类燃烧化石燃料所产生的二氧化碳相对量，曲线b表示40年间环境中二氧化碳的实际增加相对量，二者之间的变化趋势不同的主要原因可能是不同时间生产者的光合作用消耗的二氧化碳的量不同。（3）①湿地的水域中有处于挺水层、浮水层和沉水层的不同生物，形成了群落的垂直结构。生态系统的物质循环和能量流动是沿着食物链和食物网进行的。②图3中的C表示水鸟所处的营养级用于生长、发育和繁殖的能量，该营养级的同化量为100－20＝80 J/（cm2·a），鱼所处的营养级的同化量为500 J/（cm2·a），则两营养级之间的能量传递效率为80/500×100％＝16％。若研究一个月内水鸟所处营养级的能量情况，图中未显示出来的能量是未被利用的能量。（4）碳循环过程中，非生物环境中的碳可以被生物群落反复利用，a正确；受人类活动影响，有些自然生态系统依靠自身不能实现碳中和，b正确；发展低碳经济、植树造林是实现碳平衡的有效手段，c正确。 创新练习 19.[说出生态修复方案的作用机理/2023济南三模，12分]某湖泊由于水生植物腐败、污水排放等，水体出现严重有机污染以及水华现象。科研人员创建了三个样池并标号1、2、3，除养分浓度不同（3＞2＞1）外，其余初始条件均相同且适宜，一段时间后统计了各样池中生产者同化的总能量（GPP）及呼吸散失量（R）与水深（Z）的关系，如图所示。请回答以下问题。 （1）从生态系统的稳定性角度分析，该湖泊生态失衡的原因是　生态系统的自我调节能力有限，当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的稳定性急剧下降　。控制污染源，若干年后该湖泊会重新回到原有的生态平衡，这依赖于生态系统具有　恢复力稳定　性。 （2）图中Zeu的含义是　该生态系统生产者同化的总能量和呼吸散失量相等时所对应的水深　。长期处于该点对应状态的生态系统　不能　（填“能”或“不能”）维持稳态，理由是　在此点时生产者同化的总能量等于其呼吸散失量，没有用于生长、发育和繁殖的能量，无法流向分解者和下一营养级　。 （3）养分浓度对GPP和Zeu的影响分别是　随着养分浓度增加，浅水层的GPP值变大，深水层的GPP值变小；随着养分浓度增加，Zeu变小　。主要原因是　高浓度的养分和充足的光照使湖泊浅水层的浮游植物大量繁殖，固定的太阳能增加，GPP值增加；而照射到深水层的光照减少，水下植物固定的太阳能降低，GPP值变小；随水深增加，GPP值变小，而养分浓度越高生产者的R越大，所以Zeu变小　。 （4）为了治理该湖泊，研究人员采取太阳能水生态修复方案，利用太阳能电机系统产生纵向的高速流来搅动水体，破坏表层生物层的同时将底层低溶解氧的水提升到表层，该方案治理效果良好。请结合群落及生态系统的相关知识和以上信息，从两个角度说明该生态修复方案的作用机理：　搅动水体使溶解氧增加，减少了浮游动物等初级消费者的死亡，浮游动物等初级消费者可捕食浮游植物，缓解水华现象　、　溶解氧增加，水体中好氧细菌数量增加，分解有机物缓解有机污染（或表层生物层被破坏，对光的遮蔽减弱，中下层植物获得的光照增加，生命活动增强，对N、P等的吸收增加）　。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$