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课时作业(三十三) 生态系统的功能与稳定性
1.下表为不同食草动物和食肉动物的同化量在生产(P:生长、发育和繁殖的能量)与维持(R:呼吸作用散失的能量)之间的分配。下列说法错误的是( D )
P占同化量的比例(%)
R同化量的比例(%)
棉鼠(恒温食草动物)
13
87
红狐(恒温食肉动物)
4
96
狼蛛(变温食肉动物)
25
75
豌豆蚜虫(变温食草动物)
58
42
A.初级消费者的摄入量等于其P、R及粪便能量之和
B.红狐比棉鼠P占比低,与红狐捕获食物的过程更不容易有关
C.恒温动物比变温动物分配更多能量用于呼吸作用产热,因此R占比高
D.表中P与R的占比为长期进化形成的结果,是固定不变的
解析:初级消费者的摄入量等于同化的能量与初级消费者粪便中的能量之和,同化的能量有分为用于生长发育繁殖的能量以及呼吸散失的能量之和,故初级消费者的摄入量等于其P、R及粪便能量之和,A正确;食肉动物比食草动物捕获食物的过程更不容易,呼吸散失的能量更多,因此P占比低,所以红狐比棉鼠P占比低,与红狐捕获食物的过程更不容易有关,B正确;恒温动物比变温动物分配更多能量用于呼吸作用产热,维持正常的体温,因此R占比高,C正确;由表格数据可知,P与R的比例会随生物的生活模式改变,同时当环境改变时,如温度的变化,动物为了维持正常的体温,呼吸散失的能量增多,P与R的比例改变,D错误。故选D。
2.下图表示某生态系统能量流动图示,其中GP为总初级生产量;H为食草动物;C为食肉动物;R为呼吸,下列有关该生态系统的叙述正确的是( D )
A.图中的“取食”的能量即为H的同化量
B.没有被动物利用的净初级生产量比被利用的少
C.第二营养级中未利用的部分是指未被取食的尸体残骸
D.当各个营养级中未利用的能量为0时,此生态系统处于稳定状态
解析:图中的“取食”量=H同化量+粪便量,A错误;图中未利用的净初级生产量为293.1J/(cm2·a),动物同化量为62.8J/(cm2·a),利用量比未被利用的净初级生产量少,B错误;第二营养级中未利用的部分除了植食性动物遗体残骸的能量,还包下一营养级的粪便中的能量,C错误;生态系统处于稳定状态时,各个营养级中未利用的能量为0时,没有有机物的沉积,其能量的输入和输出也处于稳定状态,D正确。故选D。
3.桃园里养鸡是采用种养联合一体的模式。果园里面鸡吃的饲草料非常丰富,这样既节约养鸡成本又能节省土地利用率,鸡还能帮助捕食害虫,鸡粪还能充当肥料。下列叙述错误的是( A )
A.鸡粪为桃树生长提供物质和能量,可以减少化肥使用
B.鸡捕食桃园害虫属于生物防治,可以减少农药的使用
C.种养联合一体的模式可提高果园生态系统的能量利用效率
D.桃树和饲草的垂直分层分布,显著提高了光能的利用率
解析:鸡粪为桃树生长提供物质,而能量由太阳能提供,可以减少化肥使用,A错误;鸡捕食桃园害虫用害虫的天敌防止害虫,是生物防治方法,可以减少农药的使用,B正确;种养联合一体的模式充分利用了农田空间,提高了能量利用率,C正确;桃树和饲草的垂直分层分布,可以使阳光被上层的桃树和下层的植物充分利用,显著提高了光能的利用率,D正确。故选A。
4.(2024·甘肃张掖模拟预测)下列关于生态系统中生产量的叙述,正确的是( C )
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生产的有机物或固定的能量
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:净初级生产量=总初级生产量-植物呼吸消耗量,总初级生产量是流经整个生态系统的总能量,A错误;净初级生产量即用于自身生长、发育和繁殖的部分,其中一部分流向分解者,B错误;动物和其他异养生物靠消耗初级生产量制造的有机物或固定的能量,称为次级生产量,C正确;初级消费者遗体中的能量均属于次级生产量,D错误。故选C。
5.为落实“绿水青山就是金山银山”理念,某地实施了退耕还湖工程。某经过改造的湖泊生态系统中存在三个营养级,其能量流动情况如下表(单位:×103kJ)。下列叙述正确的是( D )
营养级
第一营养级
第二营养级
第三营养级
同化量
500
Y
Z
呼吸作
用消耗
132
26.5
3.8
未被利用
292
34.3
3.1
其他部分
X
2.2
0.1
A.该生态系统的结构是指各种生物通过食物链和食物网形成的营养结构
B.候鸟迁入和迁出导致群落物种组成和空间结构发生变化,这属于群落演替
C.通过该表无法计算出第三营养级的消费者用于生长、发育和繁殖的能量
D.表中的X的具体数值是6,由第一营养级向第二营养级的能量传递效率是14%
解析:生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构两部分,组成成分有非生物物质和能量、生产者、消费者和分解者,营养结构指生物之间以食物营养为纽带所形成的食物链和食物网,A错误;候鸟的迁入和迁出导致群落的物种组成和空间结构发生变化属于群落的季节性,B错误;根据计算公式:同化量=呼吸作用消耗+用于生长、发育和繁殖的能量,用于生长发育和繁殖的能量=未利用+流入下一营养级+其他部分,在该生态系统中,肉食性动物为最高营养级,无流入下一营养级的能量,结合表中数据可得肉食性动物用于生长、发育和繁殖的能量为3.2×103KJ,C错误;根据C选项中的计算公式可推算出肉食性动物能量计算公式为:Z=3.8+3.1+0.1=7,植食性动物能量计算公式为:Y=26.5+34.3+2.2+7=70,植物能量计算公式为:500=132+292+X+70,即X=6;结合能量传递效率计算公式:能量传递效率=下一营养级同化量/上一营养级同化量×100%,可计算第一营养级向第二营养级的传递效率为70/500×100%=14%,D正确。故选D。
6.“稻—萍—蟹”立体农业生态系统是指在稻田中种水稻、水面养萍、水中养蟹的立体种养模式(需人工投放饲料)。浮萍覆盖在稻田水面可以固氮并抑制杂草生长,蟹可以捕食杂草、水生昆虫并提高土壤肥力。下列有关叙述正确的是( A )
A.该立体农业生态系统实现了物质的循环利用,提高了能量的利用率
B.流入该立体农业生态系统的总能量是水稻和浮萍光合作用固定的太阳能
C.该生态系统中稻、蟹只参与碳循环过程,萍既参与碳循环过程,又参与氮循环过程
D.碳在生物群落和无机环境之间主要以CO2形式循环,氮主要以N2形式循环
解析:该立体农业生态系统中物质的循环利用,实现了能量的多级利用,提高了能量的利用率,A正确;流入该立体农业生态系统的总能量是水稻和浮萍光合作用固定的太阳能以及人工投放饲料中的能量,B错误;物质循环具有全球性的特点,该生态系统中稻、蟹、萍既参与碳循环过程,又参与氮循环过程,C错误;碳在生物群落和无机环境之间主要以CO2形式循环,氮在生物群落和无机环境之间主要以铵盐、硝酸盐的形式循环,D错误。故选A。
7.(2024·浙江金华模拟预测)某生态系统部分营养成分之间的关系,以及部分营养级的部分能量值(单位:J·m-2·a-1)如图。下列判断正确的是( D )
A.上图X在能量流动和物质循环中分别代表热能和CO2
B.草→草食性动物→肉食性动物①→肉食性动物②是含有四个营养级的食物链
C.肉食性动物①属于初级消费者,由草食性动物到①的能量传递效率是3%
D.土壤中的重金属铅会沿着食物链逐渐在生物体内聚集,最终肉食性动物体内铅含量最高
解析:在能量流动中,能量主要以热能形式散失;物质循环包括碳循环、氮循环等,在碳循环中,X表示CO2,A错误;草食性动物与肉食性动物都不止一种,因此此食物链不一定含有四个营养级,B错误;食性动物①属于次级消费者,C错误;土壤中的重金属铅会沿着食物链逐渐在生物体内聚集,最终肉食性动物体内铅含量最高,属于生物富集现象,D正确。故选D。
8.DDT是一种人工合成的有机氯杀虫剂,不易分解,易溶于脂肪并积累在动物脂肪中。下表所示为某一水域DDT在不同水生动物体内的生物富集系数(BCF),BCF表示生物体中某种物质的浓度与环境中同种物质浓度的比值。下列叙述错误的是( B )
水生动物
贻贝
海螺
浮游动物
鱼类
牡蛎
BCF
1.71
0.54
2.84
26.95
1.52
A.该水域中的鱼类在食物链中的营养级较高
B.DDT参与的物质循环与碳循环的过程相同
C.BCF的大小与DDT在生物体内分解的难易程度相关
D.减少有机氯类杀虫剂的使用可以降低生物富集系数
解析:有机氯农药DDT属于难以降解的化学物质,可以随捕食关系在食物链中进行富集,在最高营养级鱼类的含量最高,A正确;DDT会导致生物富集,因此DDT参与的物质循环与碳循环的过程不相同,B错误;BCF表示生物体中某种物质的浓度与环境中同种物质浓度的比值,根据DDT在不同水生动物体内的生物富集系数大小可知BCF的大小与DDT在生物体内分解的难易程度相关,C正确;减少杀虫剂的使用可以降低该生态系统的生物富集现象,D正确。故选B。
9.黑光灯发出的365 nm左右波长的紫外线可用于在夜间诱杀趋光性昆虫。下列叙述正确的是( B )
A.利用黑光灯诱杀害虫属于物理防治
B.诱杀累计数与黑光灯使用次数呈正相关
C.黑光灯诱杀过程体现了信息传递具有双向性特点
D.黑光灯诱捕法还可用于调查该区域的物种丰富度
解析:黑光灯发出的紫外光属于物理信息,用黑光灯诱杀昆虫属于生物防治,A错误;黑光灯使用次数越多,累计诱杀害虫越多,诱杀累计数与黑光灯使用次数呈正相关,B正确;黑光灯诱杀过程信息只有单向传递,不能体现信息传递具有双向性特点,C错误;光灯发出紫外光诱捕具有趋光性的昆虫,是因为这些昆虫对紫外光敏感,没有这种应激性的昆虫不能被捕获,因此不能用于调查该区域的物种丰富度,D错误。故选B。
10.生态系统的组成成分之间能通过信息传递建立联系,如含羞草在强烈的声音刺激下,会有小叶合拢、叶柄下垂等反应;猎豹和猫科动物有着高度特化的尿标志的信息,它们总是仔细嗅尿味并观察前兽留下的足迹,由此判断时间信息,避免与栖居在此的对手相遇;草原中有一种鸟,当雄鸟发现危险时就会急速起飞,并扇动两翼,给在孵卵的雌鸟发出逃避的信息。下列有关叙述错误的是( B )
A.含羞草小叶合拢的过程体现了物理信息的传递
B.猎豹避免与对手相遇的过程只体现了化学信息的传递
C.雄鸟急速起飞,并扇动两翼属于行为信息
D.信息传递过程中不仅有信息源,也有信道和信息受体
解析:声音属于物理信息,A正确;尿标志的信息属于化学信息,前兽留下的足迹属于物理信息,B错误;急速起飞,并扇动两翼属于行为信息,C正确;信息传递过程中不仅有信息源,也有信道和信息受体,D正确。故选B。
11.烟草植株受到蛾幼虫攻击后,能够产生和释放信息素。信息素在白天可以吸引蛾幼虫的天敌来捕食蛾幼虫,夜间能够驱除夜间活动的雌蛾,使它们不能停留在叶片上产卵。下列有关叙述错误的是( A )
A.提取烟草产生的信息素防治害虫属于化学防治
B.“烟草→蛾幼虫→蛾幼虫天敌”构成一条食物链
C.烟草释放信息素在白天和夜间都会使它本身受益
D.该现象体现了信息能够调节生物的种间关系
解析:提取烟草的信息素用于害虫防治属于生物防治,A错误;烟草植株受到蛾幼虫攻击,蛾幼虫又会被的天敌来捕食,可以构成食物链,B正确;烟草释放的信息素在白天可以吸引蛾幼虫的天敌,夜间能够驱除夜间活动的雌蛾防止雌蛾产卵,白天夜间都可以起到防御作用,因此白天夜间都使烟草收益,C正确;烟草释放的信息素可以调节烟草、蛾、天敌的中间关系,D正确。故选A。
12.健康稳定的生态系统可为人类提供可持续的服务,且具有较好的自我调节能力,受到外界干扰时能够较快地恢复到平衡状态。下列关于生态平衡和生态系统稳定性的叙述,错误的是( B )
A.生态系统达到平衡时,其结构基本保持稳定
B.生态系统的组分越多,其恢复力稳定性就越强
C.生物间的信息传递有利于生态系统的平衡与稳定
D.处于平衡的生态系统,其生产量和分解量基本相等
解析: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三个特征,生态系统达到平衡时,其结构基本不发生变化,A正确;一般而言,生态系统的组分越多,营养结构越复杂,其抵抗力稳定性越强,恢复力稳定性越弱,B错误;物种间信息传递能调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定,有利于生态系统的平衡与稳定,C正确;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三个特征,故处于平衡的生态系统生产量和分解量基本相等,D正确。故选B。
13.(2024·山东青岛三模)“海洋牧场”是指在一定海域内,利用自然的海洋生态环境,将人工放流的经济海洋生物聚集起来,像在陆地放牧牛羊一样,对鱼、虾、贝、藻等海洋资源进行有计划和有目的的海上放养。下图为科学家在河北省祥云湾海洋牧场示范区调查得到部分食物网和部分营养级的能量流动图示(注:碎屑在生态系统中处于第一营养级)。
(1)在群落水平进行的研究除了有物种组成,还能研究哪些问题?__群落结构、群落演替、种间关系等__(答出2点)。
(2)图1中只充当第二营养级的生物是__浮游动物__;蟹类能充当第__二、三、四、五__营养级。第二营养级到第三营养级的能量传递效率为__7.27__%(保留小数点后两位)。
(3)经调查,以祥云湾为代表的海洋生态系统的生物量金字塔为上宽下窄,可能的原因是__浮游植物个体小,寿命短__。在这种情况下,能量金字塔__不能__(填“能”或“不能”)呈现上宽下窄。
(4)祥云湾海洋牧场区在实验期间没有输出水产资源,如果后期需要捕捞,为维持生态平衡,提高系统稳定性,请你给出合理建议
__合理捕捞,剩余数量维持在K/2__(答出1点)。
解析:(1)在群落水平,可以研究物种组成、丰富度、生态位、种间关系、群落结构等内容。
(2)图1中:浮游动物只捕食浮游植物,只充当第二营养级。第二营养级的同化量为3 858+142.9=4 000.9,第三营养级的同化量为290.9,第二营养级到第三营养级的能量传递效率为290.9/4 000.9×100%=7.27%。
(3)由于浮游植物个体较小、寿命较短,故以祥云湾为代表的海洋生态系统的生物量金字塔为上宽下窄。但由于能量传递使逐级递减的,故能量金字塔不可能呈现上宽下窄。
(4)为了维持生态平衡,在后期捕捞时,应该进行合理捕捞,捕捞后剩余数量维持在K/2,方便其快速恢复数量。
【选做多选题】
实施乡村振兴战略过程中,为了实现生态效益、经济效益与社会效益的统一,科研人员对某个农业基地各营养级能量流动情况进行了定量分析(单位:103KJ/(m2·a)),下列有关叙述正确的是( BCD )
营养级
自身呼
吸散失
的能量
甲
未被利
用的能量
流入下一
营养级的
能量
有机物输
入的能量
第一
营养级
605
128
1 466
434
-
第二
营养级
126
44
282
a
96
第三
营养级
32
13
b
9
34
A.a代表的能量为第三营养级的同化量,b的数值为58
B.甲代表以落叶、残骸和粪便等形式流向分解者的能量
C.第二营养级和第三营养级之间的能量传递效率约为14.7%
D.有机物的输入可以提高该农业基地生态系统的稳定性
解析:a代表由第二营养级流入第三营养级的能量,第三营养级还有有机物输入,因此第三营养级的同化量为a+34.其中434+96=126+44+282+a,得a=78,a+34=32+13+b+9,得b=58,A错误;甲代表以落叶、残骸和粪便等形式流向分解者的能量,B正确;第二营养级的总同化量为434+96=530,第二营养级流入第三营养级的同化量为a=78,因此能量传递效率为78/530×100%≈14.7%,C正确;对人类利用强度较大的生态系统,给予相应的物质、能量的投入,可以保证生态系统内部结构与功能的协调,提高生态系统稳定性,D正确。故选BCD。
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