3.3 生态系统的物质循环-【帮课堂】2024-2025学年高二生物同步学与练（人教版2019选择性必修2）

第3章 动态系统及其稳定性 第3节 生态系统的物质循环 学习目标 1.分析生态系统中的物质在生物群落与非生物环境之间不断循环的规律。 2.举例说明利用物质循环，人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。 3.阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现象。 学习重点：碳循环 学习难点：生物富集 1.组成生物体的 ，都在不断进行着从 ，又从 的循环过程，这就是生态系统的物质循环。物质循环指组成生物体 的循环，物质循环在 范围进行，具有 。 2.碳循环的过程 循环阶段 主要物质形式 主要参与生物 主要生理作用 无机环境→生物群落 生物群落内部 生物群落→无机环境 3.温室效应产生的根本原因是 ，直接原因是 。 4.生物富集是生物体从周围环境吸收、积蓄 ，使其在机体内浓度超过 的现象。研究对象是 ；生物富集的渠道是 ；生物富集的特点是重金属和难以降解的化合物在生物体内浓度沿食物链不断升高，最终积累在 。 5.能量流动和物质循环 ，彼此 。物质是能量流动的 ，使能量沿食物链流动。能量是物质循环的 ，推动物质在生物群落和无机环境之间循环往复。 【答案】 1.碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素 非生物环境到生物群落 生物群落到非生物环境 化学元素 生物圈 全球性 2. 循环阶段 主要物质形式 主要参与生物 主要生理作用 无机环境→生物群落 CO2 生产者 光合作用 生物群落内部 有机物 生产者、消费者、分解者 捕食、寄生、腐生 生物群落→无机环境 CO2 生产者、消费者、分解者 呼吸作用、微生物分解作用、化石燃料燃烧 3.化石燃料的开采和使用 二氧化碳排放增加 4.某种元素或难以降解的化合物 环境浓度 重金属和难以降解的化合物 食物链和食物网 食物链的顶端 5.同时进行 相互依存，不可分割 载体 动力 1.如图为生态系统结构的一般模型，据图回答下列问题： (1)图中A代表________；肉食动物1的数量________(填“一定”或“不一定”)少于植食性动物的数量。 (2)如果②③④代表能量流动过程，④代表的能量大约是②的________。 (3)如果图中生产者是农作物棉花，为了提高棉花产量，从物质或能量的角度分析，针对②的调控措施及理由分别是___________________________________ _______________________________________________________________； 针对⑦的调控措施及理由分别是_____________________________________ ________________________________________________________________。 【答案】(1)分解者　不一定 (2)1%～4%　(3)控制(减少)植食性动物的数量，使棉花固定的能量尽可能保留在棉花植株　合理密植改善通风条件，满足光合作用对CO2需求，减少无氧呼吸消耗(增施有机肥，分解者分解有机物可产生更多无机盐、CO2满足棉花生长需要；喷淋降温，缓解强光照和高温导致的“午休”，满足光合作用对CO2的需求) 2.绿色办奥，促进生态环境改善、经济发展和社会进步是北京冬奥会的办奥理念。回答下列问题： (1)大气中的CO2依靠________(填生理过程)进入生物群落。冬奥会充分利用北京夏季奥运会场馆，所有场馆达到绿色建筑标准，从碳循环角度回答，水电、风电和光伏等新能源的利用有利于_____________________________________ _______________________________________________________________。 (2)为提高生物多样性的________价值，延庆赛区建立了一个集种植、养殖和休闲为一体的新型人工生态系统。科研小组对该新型人工生态系统的能量流动进行定量分析，得出相关数据[部分数据未给出，能量单位为(J·cm－2·a－1)]。 流入该新型人工生态系统的总能量为________(J·cm－2·a－1)，初级消费者传递给次级消费者的能量为________(J·cm－2·a－1)。 (3)张家口赛区的森林中自下而上有草本植物、灌木和乔木，形成群落的________，为动物创造了多种多样的____________________________________________。 守林人补植补造，浇水排涝，进行病虫害防治，如利用昆虫信息素诱杀雄性有害动物，可以通过________从而降低害虫的种群密度，这属于____________防治。 【答案】 (1)光合作用和化能合成作用　减少CO2排放(或“减少化石燃料的燃烧”) (2)直接　180　3　 (3)垂直结构　栖息空间和食物条件　改变性别比例降低出生率(答出“降低出生率”即可)　生物 3.结合下面的碳循环图解回答。 (1)碳循环及存在形式 (2)碳进入生物群落的途径。 (3)碳返回非生物环境的途径。 【答案】 （1）①在无机环境中：主要以CO2和碳酸盐的形式存在。 ②在生物群落内部：以含碳有机物的形式传递。 ③在生物群落和无机环境之间：以CO2的形式循环。 （2）生产者的光合作用和化能合成作用。 （3）生产者、消费者的呼吸作用；分解者的分解作用(实质是呼吸作用)和化石燃料的燃烧。 1.“过腹还田”可使农作物秸秆得到多途径的利用。 2.碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要以CO2的形式进行。 3.化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因。 4.物质是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力。 答案与提示 1.√ 2.√ 3.√ 4.√ 探究一 碳循环图解判断 下图是生态系统的碳循环示意图，探究快速判断碳循环示意图的方法。 【答案】 探究二 碳循环模式图的识别 2.下图中的图1、图2、图3都是碳循环模式图。分析各模式图，回答下面的问题： （1）图1中A、B、C、D所表示的内容分别是什么？ （2）图2中A、B、C、D、E所表示的内容分别是什么？ （3）图3中A、B、C、D、E、F所表示的内容分别是什么？ 【答案】 （1）A是生产者，B是大气中的CO2,C是消费者，D是分解者。 （2）A是生产者，B是大气中的CO2,C是初级消费者，D是磁极消费者，E是分解者。 （3）E是生产者，A是大气中的CO2,F是初级消费者，D是次级消费者，B是三级消费者，C是分解者。 探究点三 稻田养鱼养鸭农耕模式 3.下图是稻田养鱼养鸭的传统农耕方式，这是我国劳动人民在长期生产实践中总结的一套生态农业模式。该模式充分利用自然规律，实现了人类发展和自然的双赢。 (1)该稻田的生产者是 ，鸭和昆虫的种间关系为 。 (2)该模式下，鱼、鸭在水田里游动有利于水稻生长的原因是 。同时鱼、鸭的粪便为水稻生长提供了许多有机肥，水稻生长利用了有机肥中的 （填“物质”“能量”或“物质和能量”）。 (3)氮能在生物群落与无机环境中不断循环，从物质循环的角度解释为什么要往农田中不断施加氮肥？ 。 (4)该生态农业模式较稻单作模式除了可以调整能量流动方向，增加稻、鱼、鸭的产出，提高经济效益外，还具有 （回答两点）的优点。 【答案】 (1)浮游植物、杂草、水稻 竞争和捕食 (2)鱼、鸭对水稻天敌及其竞争者的捕食，使能量更多地流向水稻，增加了水稻的环境容纳量 物质 (3)氮元素随农产品的输出而流失，需不断补充适量氮源 (4)实现了物质利用的良性循环，提高了土地产出水平，创造了多种劳动力就业机会，增加了农民收入，促进了经济发展；同时降低了环境污染，促进了农村的可持续发展。 · 基础过关练 1．在第19届杭州亚运会开幕式中“数字人点火，零碳主火炬”是我们实现“双碳”目标的举措之一。中国提出“双碳”目标具有重要的全球性意义，下列不属于其具有全球性原因的是（    ） A．碳循环具有全球性 B．生物圈具有全球性 C．大气环流具有全球性 D．每条食物链具有全球性 【解析】碳循环具有全球性和循环往复的特点，A正确；全球性是生物圈中的物质循环所具有的特点，所以生物圈的物质循环又称为生物地球化学循环，B正确；大气环流在全球范围内流动，可见大气环流具有全球性，C正确；食物链就是不同生物之间由于吃与被吃的关系而形成的链状结构，食物链不具备全球性，D错误。 【答案】D 2．农村综合发展型生态工程缓解了农村饲料、燃料、肥料的缺乏问题，提高了土地产出水平，也提高了经济效益。如图为南方某农村家庭生态工程模式图。下列相关叙述错误的是（　　） A．浮游植物和桑树是该生态系统的基石 B．该生态工程遵循了“整体”的生态学原理 C．凋落物等被塘泥中微生物分解实现了物质和能量的循环利用 D．该生态工程实现了能量的多级利用，大大提高了能量的利用率 【解析】浮游植物和桑树属于生产者，是该生态系统的基石，A正确；该生态工程实现了经济、社会和生态效益的总和，遵循了“整体”的生态学原理，B正确；凋落物被塘泥中微生物分解实现了物质的循环利用，能量单向流动，不能循环利用，C错误；该生态工程物质无废弃化，实现了能量的多级利用，大大提高了能量的利用率，D正确。 【答案】C 3．生态系统的各组分之间紧密联系形成具有一定结构和功能的统一体，使各种生物在其中定居和繁衍。如图为生态系统的相关模型，甲、乙、丙、丁为组成成分，①～⑦为生理过程。下列相关叙述正确的是（　　） A．生态系统的结构包括甲、乙、丙及其营养结构 B．能量沿着甲→乙→丙的方向单向流动，逐级递减 C．碳元素通过①光合作用和化能合成作用固定进入生物群落 D．信息传递只在生物与生物之间双向传递，维持生态系统的稳定 【解析】生态系统的结构包括组成成分和营养结构，组成成分包含甲生产者、乙消费者、丙分解者和丁非生物的物质和能量，A错误；能量沿着食物链和食物网单向流动，逐级递减，而丙是分解者不参与构成食物链和食物网，B错误；碳元素通过①绿色植物的光合作用和硝化细菌的化能合成作用固定进入生物群落，C正确；信息传递在生物与生物之间、生物与非生物环境之间双向传递，维持生态系统的稳定，D错误。 【答案】C 4．从海藻中提取生物柴油的未来发展可促进CO2的吸收，实现碳封存，获得更多的副产品及培养更优质的藻类品种，有关的碳循环过程如图所示，珊瑚虫以海藻为食。下列叙述正确的是（    ）    A．碳在生物群落内部主要以CO2的形式传递 B．化石燃料的大量燃烧是导致温室效应的主要原因 C．珊瑚虫同化的能量可以以粪便的形式流向分解者 D．用海藻开发生物柴油供应工厂可提高生态足迹 【解析】碳在生物群落内部主要以含碳有机物的形式传递，在生物群落与无机环境之间以二氧化碳的形式传递，A错误；温室效应形成的主要原因是化石燃料的大量燃烧，大气中的二氧化碳含量增多，导致生物圈中的碳循环平衡被打破，B正确；珊瑚虫的粪便中的能量是上一营养级中的能量，属于海藻的同化量的一部分，C错误；生态足迹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面积，从海藻中提取生物柴油供应工厂，有助于降低生态足迹，D错误。 【答案】B 5．氮循环过程如图所示，下列叙述错误的是（　　） A．大气中的氮必须通过I过程才能被大多数生物利用 B．生态系统中氮流出的主要途径是通过Ⅱ过程进行的 C．部分土壤微生物合成的脲酶能在Ⅲ过程中发挥作用 D．氮循环是指氮气在群落和无机环境之间不断循环流动 【解析】大气中的氮主要以N2形式存在，不能直接被生物利用，必须通过I过程转化为NH3或铵盐才能被大多数生物利用，A正确；由图可知，生态系统中氮流出的主要途径是通过Ⅱ过程进行的，B正确；部分土壤微生物合成的脲酶能将含氮有机物转化为NH3或铵盐，即脲酶能在Ⅲ过程中发挥作用，C正确；氮循环是指氮元素不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程，D错误。 【答案】D 6．火烧常被认为是草原生态系统维持稳定性与生态健康的重要干扰因子，并日益受到重视，是与草原同生同灭的环境要素。草地的不同利用管理方式中，以火烧的影响最为显著。下列相关叙述错误的是（　　） A．火烧可以通过改变土壤养分状况和土壤温度来直接或间接地影响碳素循环 B．火烧会使土壤表面碳化增加，加速火烧迹地的干燥，有利于阳性植物的生长 C．火烧会使草原生态系统的物质和能量在生物群落和无机环境之间反复利用 D．火烧后的草原生态系统能够在短时间内恢复原有状态，体现了生态系统的恢复力稳定性 【解析】碳循环是指的碳元素在生物群落和无机环境之间循环利用的过程，火烧可以通过改变土壤养分状况和土壤温度来直接或间接地影响碳素循环，A正确；火烧会使土壤表面碳化增加，黑色物质吸收的光能增加，加速火烧迹地的干燥，有利于阳性植物的生长，B正确；能量在生物群落中单向传递、逐级递减，不能实现反复利用，C错误；火烧后的草地生态系统能够在短时间内恢复原有状态，这属于生态系统的恢复力稳定性，D正确。 【答案】C 7．下列关于生态系统的结构、功能和稳定性的叙述，正确的是（    ） A．生态系统的结构指的是非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者 B．通过光合作用和细胞呼吸，物质和能量可以在无机环境和生物群落之间循环 C．充分利用作物秸秆进行再生产可以提高生态系统的能量利用率 D．人工生态系统需不断得到来自系统外的能量补充，自然生态系统则不需要 【解析】生态系统的结构包括生态系统的成分（非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者）和营养结构（包括食物链和食物网），A错误；能量流动的特点是单向流动，能量不能在无机环境和生物群落间循环，B错误；充分利用作物秸秆进行再生产，使更多的能量流向人类，从而提高生态系统的能量利用率，C正确；无论是人工生态系统还是自然生态系统，都需要不断得到来自系统外的能量补充，否则生态系统会遭到破坏，D错误。 【答案】C 8．“稻田养鱼”这种养殖方式在我国许多地方得到推广，鱼的活动可起到除虫、松土和增肥的作用。下列有关说法正确的是（　　） A．稻田除虫除杂草，可以帮助人们合理地调整生态系统的能量流动关系 B．鱼粪中的能量可通过分解者的分解作用被水稻利用 C．稻田生态系统在物质和能量上都是自给自足的 D．人类取食稻田中的水稻和鱼，体现了生物多样性的间接价值 【解析】稻田除虫除杂草，可以帮助人们合理地调整生态系统的能量流动的方向，使能量流向对人类有益的方向，A正确；鱼粪中含有丰富的有机物，通过分解者的分解作用变为无机物和释放出大量的热能，水稻是生产者，只能利用光能，B错误；生态系统在物质上是自给自足的，生态系统中的能量由于是单向流动的，故需要持续的输入能量，C错误；人类取食稻田中的水稻和鱼，体现了生物多样性的直接价值，D错误。 【答案】A 9．为了积极应对全球气候变化，我国提出2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”的战略目标。下列说法正确的是（　　） A．“碳中和”是指所有生物呼吸作用产生CO2的量与生产者固定CO2的量相等 B．提高作物秸秆还田率，增加农田土壤储碳量是促进“碳中和”实现的一种措施 C．增强森林固碳能力，减少大气中CO2浓度，体现了生物多样性的直接价值 D．实现“碳中和”后，生态系统的碳循环过程会明显减慢，生态足迹会增大 【解析】碳中和是生产者固定的CO2的总量与消费者、分解者呼吸释放的CO2的总量和化石燃料燃烧释放的CO2的总量达到动态平衡，A错误；提高秸秆还田率，增加农田土壤储碳量，减少碳的释放，是促进“碳中和”实现的一种措施，B正确；增强森林固碳能力，减少大气中CO2浓度，体现了生物多样性的间接价值，C错误；碳在生物群落和无机环境之间主要是以二氧化碳的形式进行循环，实现碳中和后生态系统的碳循环还是可以顺利进行，不会明显减慢，D错误。 【答案】B · 能力提升练 10．我国南方比较常见的桑基鱼塘农业生态系统如图所示。下列说法正确的是（    ）    A．流经该生态系统的总能量是桑树通过光合作用固定的太阳能总量 B．与种植单一作物的农田相比，该生态系统的自我调节能力较强 C．蚕沙、沼渣和废液等的利用提高了该生态系统中能量的传递效率 D．为提高输出品的产量，该生态系统中的食物链越长越好 【解析】流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量和饵料中的能量，A错误；与种植单一作物的农田相比，该生态系统营养结构复杂，自我调节能力强，B正确；蚕沙、沼渣和废液等的利用提高了该生态系统中能量的利用率，而能量的传递效率不能提高，C错误；食物链越短能量损失越少，输出品的产量高，D错误。 【答案】B 11．图1是某生态系统各组分关系示意图，图2是某生态系统碳循环示意图，其中字母代表生物类型，序号代表过程。下列相关叙述正确的是（    ）    A．图1的丁、图2的B均代表分解者，其一定是细菌等微生物 B．图2的过程①只代表光合作用，②③⑤代表呼吸作用 C．图1中丙、图2中B的存在，能够加快生态系统的物质循环 D．图1中乙和丁是联系生物群落和非生物环境的两大“桥梁” 【解析】图1分析：乙为生产者，甲为大气中的二氧化碳，丁为分解者，丙为消费者。图2分析：A为生产者，B为分解者，C、D为消费者。即图1的丁、图2的B均代表分解者，但不一定是细菌等微生物，如蚯蚓，A错误；图2的过程①代表光合作用、化能合成作用，②③代表呼吸作用，⑤代表分解者的分解作用，B错误；图1中丙是消费者、图2中B是分解者，消费者的存在能够加快生态系统的物质循环，C错误；图1中乙是生产者、丁是分解者，生产者和分解者是联系生物群落和非生物环境的两大“桥梁”，D正确。 【答案】D 12．为了发展生态农业，某地农民分别建立了庭院生态系统和以鱼食昆虫杂草—鱼粪肥田为基础设计的稻鱼共生系统，其中图为庭院生态系统结构图。表为稻鱼共生系统和水稻单作系统的温室气体排放量（表中单位：kgCO2·eq/hm2）。下列说法正确的是（　　） 生产方式 化肥 农药 饲料 合计 氮肥 复合肥 小麦 玉米 水稻单作 459.0 1578.5 51.5 0 0 2089 稻鱼共生 278.2 1116.2 43.2 222.6 265.5 1925.7 A．相比稻鱼共生系统，水稻单作系统是没有消费者的，所以自我调节能力差 B．稻鱼共生系统增强了土壤肥力，其设计体现了循环、协调等生态学基本原理 C．流入该庭院生态系统的能量是生产者固定的太阳能 D．该生态系统的结构包括生产者、消费者、分解者及非生物的物质与能量 【解析】水稻单作系统存在消费者，例如以水稻为食的害虫等，A错误；稻鱼共生系统有较为复杂的食物链，物质能在生态系统中循环往复，稻鱼共生系统增强了土壤肥力，每种生物的种群数量在环境承载力以内，其设计体现了循环、协调等生态学基本原理，B正确；流入该庭院生态系统的能量除了生产者固定的太阳能，还有饲料中稳定的化学能，C错误；生态系统的结构包括生态系统的成分、食物链和食物网，生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量，D错误。 【答案】B 13．图1、2、3分别代表人体体液中物质交换、食物网中能量流动、生态系统碳循环的示意图，以下叙述正确的是（    ） A．图1中的A与D之间能直接进行物质交换，B与D之间不能直接进行物质交换 B．图2中B从上一营养级获得的能量中，C占的比例为a，B体重增加x，至少需要A的量为y，则y=20ax+5x C．因捕食关系而建立的食物链中，能量最少的是图3中的B所处的营养级 D．从研究内容来看，图1、2、3分别属于生命系统的个体水平、群落水平和群落水平 【解析】图1代表人体液中物质交换示意图，其中A为组织液、B为淋巴、C为血浆、D为细胞内液，其中淋巴细胞的细胞内液D可以与淋巴液B之间直接进行物质交换，A错误；图2中的食物链为A→C→B 和A→B，乙图中 B 从上一营养级获得的能量中，C 占的比例为 a，B 体重增加 x，至少需要A的量为y，y=ax÷20%÷20%+（1-a）x÷20%，即 y= 20ax+5x，B正确；图3代表生态系统碳循环的示意图，其中A为生产者、B为分解者、C为消费者、D为大气中的二氧化碳库，分解者B不参与因捕食关系而建立的食物链的构成，C错误；乙图代表食物网中能量流动示意图，其中A为生产者、B和C为消费者，因缺少分解者而不能构成群落，因此乙不能属于群落水平，丙包括了无机环境应属于生态系统水平，D错误。 【答案】B 14．大气中的二氧化碳含量是变化的，我们把释放二氧化碳的库称为源，吸收二氧化碳的库称为汇。在分析碳循环各个构成元素的基础上，某科研小组提出了中国陆地生态系统碳循环模式图，其中括号内的数据为年变化量（109tC/a），未加括号的数据为库存量（109tC）。下列叙述错误的是（　　） A．碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的 B．不考虑人类活动的作用，仅考虑正常的自然因素时，中国陆地植被是一个二氧化碳的汇，它每年净吸收0．37×109tC的碳量 C．考虑化石燃料的燃烧和生产以及生物质燃烧等人为因素时，该系统每年会向大气净排放0.62×109t C的碳量 D．“土壤呼吸”是陆地生态系统通过呼吸作用排放二氧化碳最多的途径，即土壤微生物通过无氧或有氧呼吸产生的二氧化碳量 【解析】碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行，碳元素在群落内部主要以含碳有机物的形式传递，A正确；不考虑人类活动的作用，仅考虑正常的自然因素时，由图可知，植物进行光合作用吸收大气的C，只有自身呼吸作用和凋落物的途径离开植物群落；因此中国陆地植被每年净吸收的碳量=光合作用-植物呼吸作用-土壤呼吸=（4.26-1.85-2.04）×109t=0.37×109t，B正确；考虑化石燃料的燃烧和生产以及生物质燃烧等人为因素时，由图可知，在中国陆地生态系统中，吸收C的只有植物的光合作用；释放C的有土壤呼吸、人的呼吸、植物的呼吸作用、生物质燃烧和化石燃烧+水泥；因此这个条件下该系统年会向大气净排放的碳量=土壤呼吸+植物呼吸作用+生物质燃烧+（化石燃烧+水泥）—光合作用=（2.04+0.08+1.85+0.18+0.73-4.26）×109t=0.62×109t，C正确；土壤呼吸包括土壤微生物呼吸、根系呼吸和土壤动物呼吸，以及一个非生物学过程，即含碳矿物质的化学氧化作用，D错误。 【答案】D 15．研究人员在对某湖泊生态系统研究后，绘制了该生态系统的食物网(图甲) 和碳循环示意图(图乙) ，图中A、B、C、D表示生态系统的相关成分。下列说法正确的是（    ） A．图甲中水蚤与河蚌的关系是捕食 B．图乙中的C 属于第二营养级 C．甲图含有乙图中B、C、D三种成分 D．水蚤的粪便能被细菌分解，该情况下细菌获得的能量来源于第一营养级同化的能量 【解析】湖泊中，河蚌捕食水蚤，水蚤与河蚌都以小球藻为食，故水蚤与河蚌的关系是捕食和竞争，A错误；乙图为碳循环示意，由于生产者和大气二氧化碳之间为双箭头，并且所有生物均进行呼吸作用产生二氧化碳，因此图A是大气二氧化碳库，B是生产者，则C是消费者，次级消费者属于第三营养级，B错误；食物链中没有D分解者，C错误；水蚤粪便中的能量属于小球藻同化的能量，故水蚤的粪便能被细菌和真菌分解，这种情况下，细菌和真菌的能量直接源于第一营养级小球藻同化的能量，D正确。 【答案】D 16．如图1表示生态系统各成分之间的联系，图2为一定时间内某一生态系统中的几个种群（属于不同营养级）的数量变化曲线。据图分析，下列说法正确的是（    ）    A．图1中共有2条食物链 B．种群丙在a、b、c、d四个时期中增长速率最大的是a时期 C．图1中能构成生物群落的是B、C、D、E、F，图2中的乙相当于图1中的B D．某地区因环境污染造成E中出现部分白化苗，F、D的数量也都将减少 【解析】根据图1可知，E是生产者，A是二氧化碳库，B、D、F都属于消费者，C是分解者，B、D、E、F每个营养级可能含有多个种群，无法确定含有几条食物链，A错误；种群密度最大的时期即种群数量最多的时刻，故种群丙在 a 、 b 、 c 、 d 四个时期中种群密度最大的是 a 时期，不是增长速率，B错误；图1中能构成生物群落的是B、C、D、E、F，图2中的乙是初级消费者，可以相当于图1中的F，C错误；某地区因环境污染造成E中出现部分白化苗，光合作用固定的太阳能减少，则F、D的数量也都将减少，D正确。 【答案】D 17．单位时间内生产者所固定的全部太阳能或生产者生产出来的全部有机物的量，叫做总初级生产量，除去自身呼吸消耗外，剩余部分称为净初级生产量。动物和其他异养生物靠消耗植物的初级生产量制造的有机物质或固定的能量，称为次级生产量。下列叙述正确的是（    ） A．净初级生产量是流经整个生态系统的总能量 B．净初级生产量一部分用于自身生长、发育和繁殖，一部分流向分解者 C．次级生产量是消费者和分解者同化植物的初级生产量制造的物质或获得的能量 D．初级消费者粪便中的能量和遗体中的能量均属于净初级生产量 【解析】流经生态系统的总能量是生产者固定的能量，生产者固定的能量一部分被自身呼吸作用消耗掉，剩下的可用于生长、发育和繁殖，这部分能量称为净初级生产量，A错误；净初级生产量是除生产者之外的各营养级所需能量唯一来源，其去路包括流入下一个营养级以及流向分解者，B错误；次级生产量是除生产者外的其它有机体的生产，即消费者和分解者利用初级生产量进行同化作用，表现为动物和其它异养生物生长、繁殖和营养物质的贮存，C正确；初级消费者粪便中的能量属于上一营养级同化的能量，即初级生产量；初级消费者遗体中的能量属于次级生产量，D错误。 【答案】C 18．下列有关生态系统能量流动的叙述，正确的是（    ） A．兔子吃了1公斤的草，则这1公斤草中的能量就流入到了兔子体内 B．一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中约有10%–20%的能量流入到狼的体内 C．绿色植物通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入到生物群落 D．生态系统的能量是伴随物质而循环利用的 【解析】兔子吃了1公斤的草，即摄入1公斤草的能量，但摄入的能量并没有全部都流入兔子体内，粪便中的能量没有流入其体内，A错误；能量传递效率是指一个营养级中的能量只有10%～20%被下一个营养级所利用，每个营养级是以种群作为一个整体来研究的，不能以个体为单位来衡量，B错误；生产者主要通过光合作用将无机物合成有机物，将光能转化成化学能储存在有机物中，所以能量就从无机环境流入到生物群落，C正确；生态系统的物质可循环，能量不可循环，并沿着食物链和食物网单向流动，逐级递减，D错误。 【答案】C 19．科研人员为研究江苏近海食物网的季节性变化，采用测量生物不同组织中稳定性同位素13C、15N的含，按公式计算获得了部分生物的平均营养级，结果如下图。叙述不正确的是（    ） A．水生生物的分层与阳光、溶氧量等因素密切相关 B．图中所有生物不能组成生物群落，也不能组成完整食物网 C．春季三梭蟹的营养级高于夏季，说明其拥有的能量比夏季少 D．不同季节小黄鱼的营养级差异较大，可能与其食物来源改变有关 【解析】在垂直方向上，水生群落具有明显的分层现象，与光照、水体温度、盐度及溶氧量等密切相关，A正确；图中纵轴上的生物缺乏生产者和分解者，因此，既不能组成完整生物群落，也不能构成食物网，B正确；春季三梭蟹的营养级高于夏季，但其食物来源有差异，其拥有的能量不一定少于夏季，C错误；由于某种生物在不同季节生态系统中食物的种类和数量会因气候、光照等的变化而改变，因而小黄鱼食物来源可能会发生改变，导致统计结果中不同季节营养级发生较大差异，D正确。 【答案】C · 思维拓展练 20．太湖流域每年都会因N、P排放超标，出现严重的富营养化现象，对周围居民的生活和饮水安全造成影响。如图为科研人员通过对太湖某区域的生物组成及其食物关系调查，绘制的部分食物网示意图。回答下列问题： (1)上图所示的食物网中所有生物 （“能”或“不能”）构成一个群落，理由是 。调查得知鲚鱼和银鱼摄食不同类型的浮游动物，这将有利于减弱两者之间的 关系。 (2)太湖中的鲢鱼主要生活在水体上层，鲚鱼、银鱼主要生活在水体中层和中下层，鲫鱼主要生活在水体底层，这样的群落结构在生态学上的意义是 。 (3)当湖水出现富营养化时，通过投入生态浮床和种植挺水植物，能够一定程度抑制藻类等浮游植物生长，分析其原因是 （答出两点即可）。 (4)研究者用血球计数板（1mm×1mm×0.1mm）对治理后的某单细胞藻进行计数。在相同样点取多个湖水样品混合后，稀释100倍进行计数，结果如图所示。治理后该藻种群密度为 个/L。 (5)下表为太湖某区域生态系统的能量分析数据（单位：KJ·m-2·a-1），其中Ⅰ—Ⅳ表示食物链中不同的营养级，能量X为用于生长发育的能量。则表中生物类群V和能量Y分别表示的是 和 ，最高营养级及其上一营养级之间的能量传递效率为 （保留两位小数）。 生物类群 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 同化能量 871.27×105 141.1×105 15.91×105 0.88×105 211.85×103 能量X 369.69×105 61.77×105 2.81×105 0.34×105 19.26×105 能量Y 501.58×105 79.33×105 13.1×105 0.54×105 192.59×105 【解析】（1）生物群落包括生态系统中全部的生物，该食物网中只含有部分生产者和消费者，缺少分解，不能构成一个生物群落。调查得知鲚鱼和银鱼摄食不同类型的浮游动物，由于二者处于同一营养级，所以该现象减弱他们之间的（种间）竞争关系。 （2）鲢鱼主要生活在水体上层，鲚鱼、银鱼主要生活在水体中层和中下层，鲫鱼主要生活在水体底层，这体现了群落的垂直结构，该结构使生物充分利用空间、食物等环境资源。 （3）生态浮床和芦苇等挺水植物遮挡阳光抑制藻类生长，同时吸收水中的N、P等无机盐抑制藻类生长，因此投入生态浮床和种植挺水植物，能够一定程度抑制藻类等浮游植物生长。 （4）据题意可知，该血球计数板的规格为l mm×1 mm×0.1 mm，25×16，即一个大方格含有25个中方格，据图可知，一个中方格有24个某单细胞藻，因此一个大方格酵母菌数量为24×25=600个，一个大方格内的细胞悬液体积是0.1微升，1微升=0.001毫升，培养液稀释倍数为100倍，因此培养液中某单细胞藻的密度为600×104×102×103=6×1011个/L。 （5）表中I—IV表示食物链中不同的营养级，所以Ⅴ不属于生产者和消费者，是分解者；能量X+能量Y=同化的能量，而同化的能量中大部分是通过呼吸作用消耗，所以Y表示呼吸作用以热能形式散失的能量；根据同化的能量的数据，最高营养级是Ⅳ，上一营养级Ⅲ，二者之间的能量传递效率为（0.88×10⁵）÷（15.91×10⁵）=5.53%。 【答案】(1) 不能 食物网只涉及生产者和消费者，不包括分解者 种间竞争 (2)使生物充分利用空间、食物等环境资源 (3)生态浮床和芦苇等挺水植物遮挡阳光抑制藻类生长；吸收水中的N、P等无机盐抑制藻类生长 (4)6×1011 (5) 分解者 呼吸作用以热能形式散失的能量 5.53% 21．图1是某湖泊中部分食物关系图。科研人员调查了放养鲢鱼和鳙鱼(5月21日投入鱼苗) 后对该湖泊中大型浮游动物桡足类和小型浮游动物轮虫相对数量的影响，结果如图2。已知鲢鱼和鳙鱼是常见的滤食性鱼类，将浮游生物和有机碎屑过滤在鳃耙上进行摄食，较大的浮游生物和有机碎屑容易被摄食。请回答下列问题： (1)滤食性鱼类在生态系统中属于 (成分)，大型浮游动物同化的能量的去向有：流向下一营养级、流向分解者、 。 (2)桡足类和轮虫的种间关系为 。采集的样品保存于5%的福尔马林溶液中，目的是 。 (3)由图2可知，与放养前相比，放养鲢鱼和鳙鱼后轮虫的数量上升，结合图1分析原因可能有 。 (4)铜绿微囊藻是导致湖泊水华的主要藻类。科研人员利用围隔实验，研究草鱼、鲢鱼、鳙鱼对水华的控制，实验结果见图3。 ①以叶绿素a含量作为藻类相对数量的统计指标，其原因是 。已知草鱼主要以大型沉水植物为食，结合图1分析，出现图3b所示结果的原因是 。 ②根据实验结果，应该选择 鱼来控制水华，理由是 。 【解析】（1）滤食性鱼类以浮游生物和有机碎屑为食，因此滤食性鱼类在生态系统中属于消费者和分解者；根据能量流动的原理，大型浮游动物同化的能量去向有流向下一营养级、流向分解者、自身呼吸消耗； （2）由图2可知，桡足类生物的数量出现波动，而轮虫数量在逐渐减少，桡足类和轮虫的种间关系为竞争；采集的样品保存于5%的福尔马林溶液中，目的是固定样本，防止样本腐烂变质，以便后续的观察和研究； （3）由图1可知，鲢鱼和鳙鱼是滤食性鱼类，较大的浮游生物和有机碎屑容易被摄食。与放养前相比，放养鲢鱼和鳙鱼后轮虫的数量上升，原因可能是鲢鱼和鳙鱼大量捕食桡足类（大型浮游动物），桡足类与轮虫存在竞争关系，桡足类减少后，轮虫的生存压力减小，从而数量上升； （4）①以叶绿素a含量作为藻类相对数量的统计指标，是因为叶绿素a是藻类进行光合作用的主要色素，其含量与藻类的数量存在正相关关系；由图1可知，草鱼主要以大型沉水植物为食，而不是以铜绿微囊藻为食，所以草鱼的存在对铜绿微囊藻的数量影响不大，因此出现图3b所示结果，即图中黑色区域（铜绿微囊藻）面积没有明显变化； ②应该选择鲢鱼和鳙鱼来控制水华，理由是从图3中可以看出，鲢鱼和鳙鱼存在时，黑色区域（铜绿微囊藻）的面积明显减小，说明鲢鱼和鳙鱼对铜绿微囊藻有抑制作用，能够有效控制水华现象。 【答案】(1)消费者和分解者 自身呼吸消耗 (2)竞争 固定样本，防止腐烂变质 (3)鲢鱼和鳙鱼大量捕食桡足类（大型浮游动物），桡足类与轮虫存在竞争关系，桡足类减少后，轮虫的生存压力减小，从而数量上升 (4)叶绿素a是藻类光合作用主要色素，含量与藻类数量正相关 草鱼以大型沉水植物为食，对铜绿微囊藻数量影响不大 鲢鱼和鳙 鲢鱼和鳙鱼存在时铜绿微囊藻面积明显减小，能有效控制水华 22．某湖泊曾处于重度富营养化状态，水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段，成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物在不同光照强度下光合速率及水质净化能力如图1所示。    (1)正常情况下，保持生态系统结构与功能相对稳定的因素有 （编号选填） ①能量单向流动   ②物质循环利用   ③信息双向传递 (2)当湖水富营养化时，该生态系统生物量金字塔与能量金字塔的形态 （相同/相反）。 (3)若该生态系统中鲫鱼的食物由50%水蚤、30%田螺、10%藻类和10%水草组成，且该体统能量从生产者到消费者的传递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率为20%。若要收获100KJ的鲫鱼，至少需要 KJ的藻类。    (4)据图1推测，若3种草本沉水植物在治理后的上述生态系统中形成群落，其空间结构为 （垂直/水平）结构。 (5)上述3种草本沉水植物中只有黑藻具C4光合作用途径（浓缩CO₂形成高浓度C4后，再分解成CO2传递给C5），使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用，在水生植物群落中竞争力较强、根据图1设计一个简单的实验方案，验证黑藻的碳浓缩优势，完成下列表格。 实验设计方案 实验材料 对照组： 实验组：黑藻 实验条件 控制光照强度为 μmol·m-2·s-1 营养及环境条件相同且适宜，培养时间相同 控制条件 测量指标 (6)为达到湖水净化的目的，据图2简述最佳治理方案及理由 。 【解析】（1）生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构，其功能表现为物质循环、能量流动和信息传递，生态系统的结构和功能是相对稳定的，即保持生态系统结构与功能相对稳定的因素有能量单向流动、物质循环利用和信息双向传递，即①② ③正确。 故选①② ③。 （2）当湖水富营养化时，浮游藻类大量滋生，且藻类生活周期较短，因而，该生态系统生物量金字塔表现为倒置关系，而能量金字塔均表现为正置状态，可见，此时生物量金字塔与能量金字塔之间是相反的。 （3）假如鲫鱼的食物由50%水溞、30%田螺、10%藻类和10%水草组成，且该系统能量从生产者到消费者的传递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率为20%。如果要收获100kJ的鲫鱼，至少需要藻类的能量：在藻类→水溞→鲫鱼食物链中，需要藻类的能量为100x50%÷20%÷10%=2500kJ；在藻类→鲫鱼食物链中，需要藻类的能量为100x10%÷10%=100 kJ；在藻类→田螺→鲫鱼食物链中，需要藻类的能量为100x30%÷20%÷10%=1500kJ；共需要2500+1500+100=4100kJ的藻类。 （4）图1结果显示，金鱼藻、黑藻和苦草对光照的需求表现为苦草适宜弱光环境，其次是黑藻需要较强光照，需要最强光照的是金鱼藻，据此推测，这3种草本沉水植物在治理后的上述生态系统中形成群落，其空间结构表现为垂直结构。 （5）根据图1可知，在相同光照强度下，①金鱼藻与②黑藻的光合作用强度高度接近，尤其在光照强度为500时，两者光合作用强度完全相同，有利于控制无关变量一致，而③苦草的光照强度与②黑藻相差较大。题意显示“上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径”可知①、③均无C4途径，而除了上述3种草本沉水植物外的其他植物是否有C4途径不确定，所以不能从①、③外的其他植物为②选对照组，本实验的目的是验证黑藻的碳浓缩优势，因此，这里的对照组选择金鱼藻最合适，光照条件为500μmol·m-2·s-1。因此控制条件为低二氧化碳浓度。因变量是光合速率的快慢，即检测指标是单位时间释放氧气的量。 （6）某湖泊曾处于重度富营养化状态，水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段，成功实现了水体生态恢复。据图2分析，金鱼藻除藻率高，黑藻除氮率高，苦草除磷率高，三者配合能高效的去除氮、磷和藻，能实现综合治理效果，因此可以合理引入浮水植物，减弱沉水植物的光照强度；合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物。 【答案】(1)①② ③ (2)相反 (3)4100 (4)垂直 (5)金鱼藻 500 低浓度二氧化碳 单位时间释放氧气的量 (6)金鱼藻除藻率高，黑藻除氮率高，苦草除磷率高，三者配合能高效的去除氮、磷和藻。 23．我国引种互花米草最早用于生态修复工程。随着时间的推移，互花米草对我国滨海湿地的危害开始显现，目前互花米草已被列入我国外来入侵物种名单。图1、2分别是某沿海湿地在互花米草入侵初期和入侵12年后大型底栖动物食物网结构。请回答下列问题：    (1)互花米草能够防风固沙、阻挡潮流，因而最初被引进用于生态修复，主要利用了生物多样性的 价值。生物多样性的直接价值 （选填“大于”“小于”或“等于”）生态价值。 (2)稳定同位素溯源技术是通过测定食物中稳定同位素（如13C）确定食物来源，选择碳元素的主要依据是 。在无机环境与生物群落之间碳主要以 的形式循环。 (3)与图2相比，图1表明互花米草入侵初期大型底栖动物食物网的复杂性较高，这是因为入侵初期的互花米草植株矮小细密，且生物量较低，可为底栖动物提供 。入侵12年后，浮游植物从该生态系统中消失，最可能的原因是 。 (4)互花米草在我国沿海扩展造成危害，除了与其自身的高繁殖力、生长优势、高适应性有关外，还离不开 等非生物因素的助推。 (5)互花米草的迅速扩张严重影响到滨海湿地的生物多种性，研究人员开展互花米草的控制和综合利用研究。 ①对互花米草的治理方法有物理、化学和生物方法。下列不属于生物方法的是 。 A．在互花米草分布区筑堤并在堤内大量灌水，减少互花米草根部氧气供应 B．在人力难以到达的互花米草分布区内，使用无人机喷洒灭草剂 C．在近海滩涂种植海桑、秋茄、桐花树、海榄雌、红树等植物 D．春季互花米草萌芽期，对互花米草分布区采取全区域的刈割或“刈割+翻耕” ②麋鹿常食互花米草，图3是科研人员构建“互花米草防治与麋鹿保护耦合生态系统”的模式图。在构建该生态系统时，必须合理确定麋鹿的 。麋鹿适当强度地采食和踩踏会使互花米草将更多的能量用于 ，从而阻断互花米草繁殖，降低群落优势度。 (6)从互花米草的引入，我们可以得到的启示有哪些? 。 【解析】（1）生物多样性具有调节生态系统的功能，例如森林和草地具有防风固沙、水土保持作用，这体现了生物多样性的间接价值；生物多样性的直接价值小于生态价值（间接价值）。 （2）因为碳链是构成生物有机分子的骨架，因此，可用碳元素作为标记确定食物来源；无机环境中的碳元素以二氧化碳的形式被生产者固定为含碳有机物进入生物群落，在生物群落中有机物又通过呼吸作用和分解作用被分解为二氧化碳返回无机环境，因此无机环境有生物群落之间碳以二氧化碳的形式循环。 （3）在生物群落中，植物可为动物提供食物和栖息环境；互花米草入侵12年后，由于互花米草大量生长，遮挡水面的光线，浮游植物因为光照不足而不能生长繁殖，导致浮游植物消失。 （4）互花米草与其自身的高繁殖力、生长优势、高适应性有关外，还离不开海洋洋流运动等非生物因素的助推。 （5）①A、在护花米草分布区内大量灌水，改变土壤温度和湿度，属于物理防治，A正确； B、利用灭草剂消灭护花米草，属于化学防治，B正确； C、种植海桑、秋茄、桐花树、海榄雌、红树等植物防治护花米草，利用了群落中种间竞争的原理，属于生物防治，C错误； D、“刈割+翻耕”利用机械直接清除护花米草，属于机械防治，D错误。 故选ABD。 ②在构建生态系统是，要考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应，需要处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡，需要考虑环境容纳量，即需要合理确定麋鹿的投放数量和季节；麋鹿适当强度的采食和踩踏，导致护花米草植株受伤，不再适合繁殖，将导致护花米草将更多的能量用于自身的生长。 （6）从互花米草的引入，提示我们外来物种的引入要考虑生态安全，且防控时间要适度延长；构建人工生态系统时优先选择本地伴生物种；对外来物种的引入要建立防溢出机制。 【答案】(1)间接 小于 (2)有机物以碳链为骨架（有机物都含有C） CO₂ (3)食物和栖息场所等 互花米草大量生长，遮挡水面的光线，浮游植物因为光照不足而不能生长、繁殖 (4)海洋洋流运动 (5)ABD 投放数量和季节 自身的生长 (6)外来物种的引入要考虑生态安全，且防控时间要适度延长；构建人工生态系统时优先选择本地伴生物种；对外来物种的引入要建立防溢出机制（合理即给分） 学科网（北京）股份有限公司 限公司原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3章 动态系统及其稳定性 第3节 生态系统的物质循环 学习目标 1.分析生态系统中的物质在生物群落与非生物环境之间不断循环的规律。 2.举例说明利用物质循环，人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源。 3.阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现象。 学习重点：碳循环 学习难点：生物富集 1.组成生物体的 ，都在不断进行着从 ，又从 的循环过程，这就是生态系统的物质循环。物质循环指组成生物体 的循环，物质循环在 范围进行，具有 。 2.碳循环的过程 循环阶段 主要物质形式 主要参与生物 主要生理作用 无机环境→生物群落 生物群落内部 生物群落→无机环境 3.温室效应产生的根本原因是 ，直接原因是 。 4.生物富集是生物体从周围环境吸收、积蓄 ，使其在机体内浓度超过 的现象。研究对象是 ；生物富集的渠道是 ；生物富集的特点是重金属和难以降解的化合物在生物体内浓度沿食物链不断升高，最终积累在 。 5.能量流动和物质循环 ，彼此 。物质是能量流动的 ，使能量沿食物链流动。能量是物质循环的 ，推动物质在生物群落和无机环境之间循环往复。 1.如图为生态系统结构的一般模型，据图回答下列问题： (1)图中A代表________；肉食动物1的数量________(填“一定”或“不一定”)少于植食性动物的数量。 (2)如果②③④代表能量流动过程，④代表的能量大约是②的________。 (3)如果图中生产者是农作物棉花，为了提高棉花产量，从物质或能量的角度分析，针对②的调控措施及理由分别是___________________________________ _______________________________________________________________； 针对⑦的调控措施及理由分别是_____________________________________ ________________________________________________________________。 2.绿色办奥，促进生态环境改善、经济发展和社会进步是北京冬奥会的办奥理念。回答下列问题： (1)大气中的CO2依靠________(填生理过程)进入生物群落。冬奥会充分利用北京夏季奥运会场馆，所有场馆达到绿色建筑标准，从碳循环角度回答，水电、风电和光伏等新能源的利用有利于_____________________________________ _______________________________________________________________。 (2)为提高生物多样性的________价值，延庆赛区建立了一个集种植、养殖和休闲为一体的新型人工生态系统。科研小组对该新型人工生态系统的能量流动进行定量分析，得出相关数据[部分数据未给出，能量单位为(J·cm－2·a－1)]。 流入该新型人工生态系统的总能量为________(J·cm－2·a－1)，初级消费者传递给次级消费者的能量为________(J·cm－2·a－1)。 (3)张家口赛区的森林中自下而上有草本植物、灌木和乔木，形成群落的________，为动物创造了多种多样的____________________________________________。 守林人补植补造，浇水排涝，进行病虫害防治，如利用昆虫信息素诱杀雄性有害动物，可以通过________从而降低害虫的种群密度，这属于____________防治。 3.结合下面的碳循环图解回答。 (1)碳循环及存在形式 (2)碳进入生物群落的途径。 (3)碳返回非生物环境的途径。 1.“过腹还田”可使农作物秸秆得到多途径的利用。 2.碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要以CO2的形式进行。 3.化石燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因。 4.物质是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力。 探究一 碳循环图解判断 下图是生态系统的碳循环示意图，探究快速判断碳循环示意图的方法。 探究二 碳循环模式图的识别 2.下图中的图1、图2、图3都是碳循环模式图。分析各模式图，回答下面的问题： （1）图1中A、B、C、D所表示的内容分别是什么？ （2）图2中A、B、C、D、E所表示的内容分别是什么？ （3）图3中A、B、C、D、E、F所表示的内容分别是什么？ 探究点三 稻田养鱼养鸭农耕模式 3.下图是稻田养鱼养鸭的传统农耕方式，这是我国劳动人民在长期生产实践中总结的一套生态农业模式。该模式充分利用自然规律，实现了人类发展和自然的双赢。 (1)该稻田的生产者是 ，鸭和昆虫的种间关系为 。 (2)该模式下，鱼、鸭在水田里游动有利于水稻生长的原因是 。同时鱼、鸭的粪便为水稻生长提供了许多有机肥，水稻生长利用了有机肥中的 （填“物质”“能量”或“物质和能量”）。 (3)氮能在生物群落与无机环境中不断循环，从物质循环的角度解释为什么要往农田中不断施加氮肥？ 。 (4)该生态农业模式较稻单作模式除了可以调整能量流动方向，增加稻、鱼、鸭的产出，提高经济效益外，还具有 （回答两点）的优点。 · 基础过关练 1．在第19届杭州亚运会开幕式中“数字人点火，零碳主火炬”是我们实现“双碳”目标的举措之一。中国提出“双碳”目标具有重要的全球性意义，下列不属于其具有全球性原因的是（    ） A．碳循环具有全球性 B．生物圈具有全球性 C．大气环流具有全球性 D．每条食物链具有全球性 2．农村综合发展型生态工程缓解了农村饲料、燃料、肥料的缺乏问题，提高了土地产出水平，也提高了经济效益。如图为南方某农村家庭生态工程模式图。下列相关叙述错误的是（　　） A．浮游植物和桑树是该生态系统的基石 B．该生态工程遵循了“整体”的生态学原理 C．凋落物等被塘泥中微生物分解实现了物质和能量的循环利用 D．该生态工程实现了能量的多级利用，大大提高了能量的利用率 3．生态系统的各组分之间紧密联系形成具有一定结构和功能的统一体，使各种生物在其中定居和繁衍。如图为生态系统的相关模型，甲、乙、丙、丁为组成成分，①～⑦为生理过程。下列相关叙述正确的是（　　） A．生态系统的结构包括甲、乙、丙及其营养结构 B．能量沿着甲→乙→丙的方向单向流动，逐级递减 C．碳元素通过①光合作用和化能合成作用固定进入生物群落 D．信息传递只在生物与生物之间双向传递，维持生态系统的稳定 4．从海藻中提取生物柴油的未来发展可促进CO2的吸收，实现碳封存，获得更多的副产品及培养更优质的藻类品种，有关的碳循环过程如图所示，珊瑚虫以海藻为食。下列叙述正确的是（    ）    A．碳在生物群落内部主要以CO2的形式传递 B．化石燃料的大量燃烧是导致温室效应的主要原因 C．珊瑚虫同化的能量可以以粪便的形式流向分解者 D．用海藻开发生物柴油供应工厂可提高生态足迹 5．氮循环过程如图所示，下列叙述错误的是（　　） A．大气中的氮必须通过I过程才能被大多数生物利用 B．生态系统中氮流出的主要途径是通过Ⅱ过程进行的 C．部分土壤微生物合成的脲酶能在Ⅲ过程中发挥作用 D．氮循环是指氮气在群落和无机环境之间不断循环流动 6．火烧常被认为是草原生态系统维持稳定性与生态健康的重要干扰因子，并日益受到重视，是与草原同生同灭的环境要素。草地的不同利用管理方式中，以火烧的影响最为显著。下列相关叙述错误的是（　　） A．火烧可以通过改变土壤养分状况和土壤温度来直接或间接地影响碳素循环 B．火烧会使土壤表面碳化增加，加速火烧迹地的干燥，有利于阳性植物的生长 C．火烧会使草原生态系统的物质和能量在生物群落和无机环境之间反复利用 D．火烧后的草原生态系统能够在短时间内恢复原有状态，体现了生态系统的恢复力稳定性 7．下列关于生态系统的结构、功能和稳定性的叙述，正确的是（    ） A．生态系统的结构指的是非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者 B．通过光合作用和细胞呼吸，物质和能量可以在无机环境和生物群落之间循环 C．充分利用作物秸秆进行再生产可以提高生态系统的能量利用率 D．人工生态系统需不断得到来自系统外的能量补充，自然生态系统则不需要 8．“稻田养鱼”这种养殖方式在我国许多地方得到推广，鱼的活动可起到除虫、松土和增肥的作用。下列有关说法正确的是（　　） A．稻田除虫除杂草，可以帮助人们合理地调整生态系统的能量流动关系 B．鱼粪中的能量可通过分解者的分解作用被水稻利用 C．稻田生态系统在物质和能量上都是自给自足的 D．人类取食稻田中的水稻和鱼，体现了生物多样性的间接价值 9．为了积极应对全球气候变化，我国提出2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”的战略目标。下列说法正确的是（　　） A．“碳中和”是指所有生物呼吸作用产生CO2的量与生产者固定CO2的量相等 B．提高作物秸秆还田率，增加农田土壤储碳量是促进“碳中和”实现的一种措施 C．增强森林固碳能力，减少大气中CO2浓度，体现了生物多样性的直接价值 D．实现“碳中和”后，生态系统的碳循环过程会明显减慢，生态足迹会增大 · 能力提升练 10．我国南方比较常见的桑基鱼塘农业生态系统如图所示。下列说法正确的是（    ）    A．流经该生态系统的总能量是桑树通过光合作用固定的太阳能总量 B．与种植单一作物的农田相比，该生态系统的自我调节能力较强 C．蚕沙、沼渣和废液等的利用提高了该生态系统中能量的传递效率 D．为提高输出品的产量，该生态系统中的食物链越长越好 11．图1是某生态系统各组分关系示意图，图2是某生态系统碳循环示意图，其中字母代表生物类型，序号代表过程。下列相关叙述正确的是（    ）    A．图1的丁、图2的B均代表分解者，其一定是细菌等微生物 B．图2的过程①只代表光合作用，②③⑤代表呼吸作用 C．图1中丙、图2中B的存在，能够加快生态系统的物质循环 D．图1中乙和丁是联系生物群落和非生物环境的两大“桥梁” 12．为了发展生态农业，某地农民分别建立了庭院生态系统和以鱼食昆虫杂草—鱼粪肥田为基础设计的稻鱼共生系统，其中图为庭院生态系统结构图。表为稻鱼共生系统和水稻单作系统的温室气体排放量（表中单位：kgCO2·eq/hm2）。下列说法正确的是（　　） 生产方式 化肥 农药 饲料 合计 氮肥 复合肥 小麦 玉米 水稻单作 459.0 1578.5 51.5 0 0 2089 稻鱼共生 278.2 1116.2 43.2 222.6 265.5 1925.7 A．相比稻鱼共生系统，水稻单作系统是没有消费者的，所以自我调节能力差 B．稻鱼共生系统增强了土壤肥力，其设计体现了循环、协调等生态学基本原理 C．流入该庭院生态系统的能量是生产者固定的太阳能 D．该生态系统的结构包括生产者、消费者、分解者及非生物的物质与能量 13．图1、2、3分别代表人体体液中物质交换、食物网中能量流动、生态系统碳循环的示意图，以下叙述正确的是（    ） A．图1中的A与D之间能直接进行物质交换，B与D之间不能直接进行物质交换 B．图2中B从上一营养级获得的能量中，C占的比例为a，B体重增加x，至少需要A的量为y，则y=20ax+5x C．因捕食关系而建立的食物链中，能量最少的是图3中的B所处的营养级 D．从研究内容来看，图1、2、3分别属于生命系统的个体水平、群落水平和群落水平 14．大气中的二氧化碳含量是变化的，我们把释放二氧化碳的库称为源，吸收二氧化碳的库称为汇。在分析碳循环各个构成元素的基础上，某科研小组提出了中国陆地生态系统碳循环模式图，其中括号内的数据为年变化量（109tC/a），未加括号的数据为库存量（109tC）。下列叙述错误的是（　　） A．碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的 B．不考虑人类活动的作用，仅考虑正常的自然因素时，中国陆地植被是一个二氧化碳的汇，它每年净吸收0．37×109tC的碳量 C．考虑化石燃料的燃烧和生产以及生物质燃烧等人为因素时，该系统每年会向大气净排放0.62×109t C的碳量 D．“土壤呼吸”是陆地生态系统通过呼吸作用排放二氧化碳最多的途径，即土壤微生物通过无氧或有氧呼吸产生的二氧化碳量 15．研究人员在对某湖泊生态系统研究后，绘制了该生态系统的食物网(图甲) 和碳循环示意图(图乙) ，图中A、B、C、D表示生态系统的相关成分。下列说法正确的是（    ） A．图甲中水蚤与河蚌的关系是捕食 B．图乙中的C 属于第二营养级 C．甲图含有乙图中B、C、D三种成分 D．水蚤的粪便能被细菌分解，该情况下细菌获得的能量来源于第一营养级同化的能量 16．如图1表示生态系统各成分之间的联系，图2为一定时间内某一生态系统中的几个种群（属于不同营养级）的数量变化曲线。据图分析，下列说法正确的是（    ）    A．图1中共有2条食物链 B．种群丙在a、b、c、d四个时期中增长速率最大的是a时期 C．图1中能构成生物群落的是B、C、D、E、F，图2中的乙相当于图1中的B D．某地区因环境污染造成E中出现部分白化苗，F、D的数量也都将减少 17．单位时间内生产者所固定的全部太阳能或生产者生产出来的全部有机物的量，叫做总初级生产量，除去自身呼吸消耗外，剩余部分称为净初级生产量。动物和其他异养生物靠消耗植物的初级生产量制造的有机物质或固定的能量，称为次级生产量。下列叙述正确的是（    ） A．净初级生产量是流经整个生态系统的总能量 B．净初级生产量一部分用于自身生长、发育和繁殖，一部分流向分解者 C．次级生产量是消费者和分解者同化植物的初级生产量制造的物质或获得的能量 D．初级消费者粪便中的能量和遗体中的能量均属于净初级生产量 18．下列有关生态系统能量流动的叙述，正确的是（    ） A．兔子吃了1公斤的草，则这1公斤草中的能量就流入到了兔子体内 B．一只狼捕食了一只兔子，则这只兔子中约有10%–20%的能量流入到狼的体内 C．绿色植物通过光合作用合成有机物，能量就从无机环境流入到生物群落 D．生态系统的能量是伴随物质而循环利用的 19．科研人员为研究江苏近海食物网的季节性变化，采用测量生物不同组织中稳定性同位素13C、15N的含，按公式计算获得了部分生物的平均营养级，结果如下图。叙述不正确的是（    ） A．水生生物的分层与阳光、溶氧量等因素密切相关 B．图中所有生物不能组成生物群落，也不能组成完整食物网 C．春季三梭蟹的营养级高于夏季，说明其拥有的能量比夏季少 D．不同季节小黄鱼的营养级差异较大，可能与其食物来源改变有关 · 思维拓展练 20．太湖流域每年都会因N、P排放超标，出现严重的富营养化现象，对周围居民的生活和饮水安全造成影响。如图为科研人员通过对太湖某区域的生物组成及其食物关系调查，绘制的部分食物网示意图。回答下列问题： (1)上图所示的食物网中所有生物 （“能”或“不能”）构成一个群落，理由是 。调查得知鲚鱼和银鱼摄食不同类型的浮游动物，这将有利于减弱两者之间的 关系。 (2)太湖中的鲢鱼主要生活在水体上层，鲚鱼、银鱼主要生活在水体中层和中下层，鲫鱼主要生活在水体底层，这样的群落结构在生态学上的意义是 。 (3)当湖水出现富营养化时，通过投入生态浮床和种植挺水植物，能够一定程度抑制藻类等浮游植物生长，分析其原因是 （答出两点即可）。 (4)研究者用血球计数板（1mm×1mm×0.1mm）对治理后的某单细胞藻进行计数。在相同样点取多个湖水样品混合后，稀释100倍进行计数，结果如图所示。治理后该藻种群密度为 个/L。 (5)下表为太湖某区域生态系统的能量分析数据（单位：KJ·m-2·a-1），其中Ⅰ—Ⅳ表示食物链中不同的营养级，能量X为用于生长发育的能量。则表中生物类群V和能量Y分别表示的是 和 ，最高营养级及其上一营养级之间的能量传递效率为 （保留两位小数）。 生物类群 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 同化能量 871.27×105 141.1×105 15.91×105 0.88×105 211.85×103 能量X 369.69×105 61.77×105 2.81×105 0.34×105 19.26×105 能量Y 501.58×105 79.33×105 13.1×105 0.54×105 192.59×105 21．图1是某湖泊中部分食物关系图。科研人员调查了放养鲢鱼和鳙鱼(5月21日投入鱼苗) 后对该湖泊中大型浮游动物桡足类和小型浮游动物轮虫相对数量的影响，结果如图2。已知鲢鱼和鳙鱼是常见的滤食性鱼类，将浮游生物和有机碎屑过滤在鳃耙上进行摄食，较大的浮游生物和有机碎屑容易被摄食。请回答下列问题： (1)滤食性鱼类在生态系统中属于 (成分)，大型浮游动物同化的能量的去向有：流向下一营养级、流向分解者、 。 (2)桡足类和轮虫的种间关系为 。采集的样品保存于5%的福尔马林溶液中，目的是 。 (3)由图2可知，与放养前相比，放养鲢鱼和鳙鱼后轮虫的数量上升，结合图1分析原因可能有 。 (4)铜绿微囊藻是导致湖泊水华的主要藻类。科研人员利用围隔实验，研究草鱼、鲢鱼、鳙鱼对水华的控制，实验结果见图3。 ①以叶绿素a含量作为藻类相对数量的统计指标，其原因是 。已知草鱼主要以大型沉水植物为食，结合图1分析，出现图3b所示结果的原因是 。 ②根据实验结果，应该选择 鱼来控制水华，理由是 。 22．某湖泊曾处于重度富营养化状态，水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段，成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物在不同光照强度下光合速率及水质净化能力如图1所示。    (1)正常情况下，保持生态系统结构与功能相对稳定的因素有 （编号选填） ①能量单向流动   ②物质循环利用   ③信息双向传递 (2)当湖水富营养化时，该生态系统生物量金字塔与能量金字塔的形态 （相同/相反）。 (3)若该生态系统中鲫鱼的食物由50%水蚤、30%田螺、10%藻类和10%水草组成，且该体统能量从生产者到消费者的传递效率为10%，从消费者到消费者的能量传递效率为20%。若要收获100KJ的鲫鱼，至少需要 KJ的藻类。    (4)据图1推测，若3种草本沉水植物在治理后的上述生态系统中形成群落，其空间结构为 （垂直/水平）结构。 (5)上述3种草本沉水植物中只有黑藻具C4光合作用途径（浓缩CO₂形成高浓度C4后，再分解成CO2传递给C5），使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用，在水生植物群落中竞争力较强、根据图1设计一个简单的实验方案，验证黑藻的碳浓缩优势，完成下列表格。 实验设计方案 实验材料 对照组： 实验组：黑藻 实验条件 控制光照强度为 μmol·m-2·s-1 营养及环境条件相同且适宜，培养时间相同 控制条件 测量指标 (6)为达到湖水净化的目的，据图2简述最佳治理方案及理由 。 23．我国引种互花米草最早用于生态修复工程。随着时间的推移，互花米草对我国滨海湿地的危害开始显现，目前互花米草已被列入我国外来入侵物种名单。图1、2分别是某沿海湿地在互花米草入侵初期和入侵12年后大型底栖动物食物网结构。请回答下列问题：    (1)互花米草能够防风固沙、阻挡潮流，因而最初被引进用于生态修复，主要利用了生物多样性的 价值。生物多样性的直接价值 （选填“大于”“小于”或“等于”）生态价值。 (2)稳定同位素溯源技术是通过测定食物中稳定同位素（如13C）确定食物来源，选择碳元素的主要依据是 。在无机环境与生物群落之间碳主要以 的形式循环。 (3)与图2相比，图1表明互花米草入侵初期大型底栖动物食物网的复杂性较高，这是因为入侵初期的互花米草植株矮小细密，且生物量较低，可为底栖动物提供 。入侵12年后，浮游植物从该生态系统中消失，最可能的原因是 。 (4)互花米草在我国沿海扩展造成危害，除了与其自身的高繁殖力、生长优势、高适应性有关外，还离不开 等非生物因素的助推。 (5)互花米草的迅速扩张严重影响到滨海湿地的生物多种性，研究人员开展互花米草的控制和综合利用研究。 ①对互花米草的治理方法有物理、化学和生物方法。下列不属于生物方法的是 。 A．在互花米草分布区筑堤并在堤内大量灌水，减少互花米草根部氧气供应 B．在人力难以到达的互花米草分布区内，使用无人机喷洒灭草剂 C．在近海滩涂种植海桑、秋茄、桐花树、海榄雌、红树等植物 D．春季互花米草萌芽期，对互花米草分布区采取全区域的刈割或“刈割+翻耕” ②麋鹿常食互花米草，图3是科研人员构建“互花米草防治与麋鹿保护耦合生态系统”的模式图。在构建该生态系统时，必须合理确定麋鹿的 。麋鹿适当强度地采食和踩踏会使互花米草将更多的能量用于 ，从而阻断互花米草繁殖，降低群落优势度。 (6)从互花米草的引入，我们可以得到的启示有哪些? 。 学科网（北京）股份有限公司 限公司原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$