专题4 第14讲 生态系统和生态环境的保护 （课件）-【步步高】2024年新高考生物考前三个月（鲁湘辽吉）

专题四　生态专题 第14讲 生态系统和生态环境的保护 内容索引 生态系统的结构、功能及生态农业 生态环境的保护和治理 预测演练 考点1 考点2 1.(2023·淄博高三模拟)研究者设计了“海洋牧场”海水生态养殖模式，即在上层挂绳养殖海带等藻类，在中层挂笼养殖牡蛎等滤食性贝类，在底层设置人工鱼礁，养殖海参等底栖杂食动物。 典例示范 考点1　生态系统的结构、功能及生态农业 PART ONE 图1是该“海洋牧场”部分构造和物质循环关系图。图2是该生态系统部分生物的能量流动过程。请回答下列问题： (1)图1中各种生物属于该生态系统生产者的是________________等，生产者在完成生态系统功能中所起的重要作用是__________________________ ___________________________。 浮游植物、海带 固定太阳能，将无机物转化 为有机物，是生态系统的基石 (2)牡蛎属于生态系统中的________ _________(填成分)。若养殖海带量过多，会导致牡蛎的产量______， 从能量流动的角度分析其原因是________________________________________________________________________________________________________。 消费者 和分解者 下降 海带和浮游植物之间存在种间竞争关系，若养殖海带数量过多，会导致牡蛎的食物来源减少，流入牡蛎的能量减少 (3)图2中M2表示_________________ _________________。 (4)当生态系统中分解者很少或没有时，对碳循环的影响是_______________ ________________________。生态系统被重金属污染后，重金属会经_______富集，________越高的生物受害越严重。 牡蛎用于生长、 发育和繁殖的能量 腐殖质中的碳元 素不能回到非生物环境中 食物链 营养级 (5)“海洋牧场”养殖模式提升了群落______方向上结构的复杂程度，充分利用了生态系统中的______________ ___________。但在构建该模式时，还需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系、对环境的影响等因素，从而确定生物之间的合适比例，这样做的目的是___________________________ _________________________。 垂直 空间、阳光、 食物等资源 既能维持生态系统的稳定性， 又确保养殖产品的持续高产 应用提炼 1.生态系统各组成成分的作用及其地位 项目 非生物的物质和能量 生产者 消费者 分解者 实例 光、热、水、空气、无机盐等 自养生物，主要是绿色植物 异养生物，主要是动物 主要是营腐生生活的细菌和真菌 项目 非生物的物质和能量 生产者 消费者 分解者 作用 生物群落中物质和能量的根本来源 制造有机物，储存能量；为消费者提供食物和栖息场所 加快生态系统的物质循环；对于植物的传粉、种子传播等具有重要作用 将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物，返回到非生物环境中，供生产者重新利用 地位 － 生态系统的基石 生态系统最活跃的成分 生态系统的关键成分 2.能量流动模型 (1)生产者的能量流动模型(见图1)：流经整个生态系统的总能量是生产者固定的总能量(W1)，一部分经生产者的呼吸作用消耗(A1)，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖(B1＋C1＋D1)，包括现存在植物体的B1、流向分解者的C1和流向下一营养级的D1。可见在某个生 态系统中，该生态系统中所有生物的总能量都来自W1，所有生物总能量之和都小于W1(呼吸作用消耗的缘故)。 (2)消费者的能量流动模型(见图2)：摄入能量－粪便能量＝同化能量(A)，同化能量(A)－呼吸作用消耗能量＝自身生长、发育和繁殖能量(B)。 (3)能量传递效率不会是100%。从图1 可以看出，从第一营养级到第二营养级能量的传递效率等于D1/W1，因此不会达到100%，一般情况下，相邻两个营养级间的能量传递效率为10%～20%。 对点精练 1.西藏位于中国青藏高原西南部，是中国西南边陲的重要门户。虽然地处高原，但西藏的自然环境多种多样，生态系统有森林、草原、湖泊等。请分析回答下列问题： (1)森林、草原、湖泊都属于生态系统，这些生态系统的结构包括___________________________________________，其能量流动和物质循环都是沿着_______________进行的。 生态系统组成成分与营养结构(食物链、食物网) 食物链和食物网 生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构。组成成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量，营养结构是食物链和食物网。生态系统的物质循环和能量流动就是沿着食物链和食物网进行的。 (2)西藏那曲市降雨少，蒸发量大，气候寒冷、干燥，分布着广阔的草原生态系统，与森林生态系统相比，那曲草原生态系统的抵抗力稳定性______，其原因是_______________________________________________ _________________________________。 抵抗力稳定性的实质是保持自身结构、功能的相对稳定，当生态系统中物种丰富度越大，营养结构越复杂，抵抗力稳定性就越强。所以与森林生态系统相比，那曲草原生态系统动植物种类少，物种丰富度低，营养结构简单，其自我调节能力弱，抵抗力稳定性低。 较低 那曲草原生态系统的动植物种类少，营养结构简单， 自我调节能力弱，抵抗力稳定性较低 (3)西藏林芝市降雨较多，气候湿润，森林生态系统是一道亮丽的风景。森林中的云杉、松树上常常挂满“松萝”，“松萝”吸附在这些植物上并从中吸取汁液，“松萝”与这些植物的关系为_______，“松萝”还具有很强的抗菌和抗原虫的功效，这体现了生物多样性的________价值。 寄生 直接 寄生是一种生物从另一种生物(宿主)的体液、组织或已消化的物质中获取营养并通常对宿主产生危害的现象。“松萝”吸附在这些植物上并从中吸取汁液，故“松萝”与这些植物的关系为寄生。间接价值是指对生态系统起到重要调节作用的价值，而直接价值是指对人类有食用、药用和作为工业原料等实用意义的，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值，“松萝”的抗菌和抗原虫的功效属于直接价值。 (4)西藏各地区也分布着很多湖泊。某一湖泊的食物网如图，图中数字为能量数值，单位是kJ/(m2·a)，据图分析，该食物网中裸鲤位于___________ 营养级，第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为________(小数点后保留一位小数)。 第二和第三 19.8% 裸鲤可以直接以浮游植物为食，故属于第二营养级；裸鲤还以浮游动物为食，故属于第三营养级。能量传递效率是相邻两个营养级间同化量之比，由图可知，第一营养级(浮游植物)同化量为32 630 kJ/(m2·a)，第一营养级传递给第 二营养级(浮游动物和裸鲤)的同化量为5 980＋490＝6 470 kJ/(m2·a)，所以能量传递效率为6 470÷32 630×100%≈19.8%。 2.(2023·营口高三模拟)如图是我国南方某山区建立的生态农业生态系统示意图：高山种树、养殖种鱼，鱼苗和农户粪便经河流进入梯田，在梯田中形成“稻—萍—鱼”立体农业生态系统，既减轻了环境污染，又增加了农民的经济收入。请回答下列问题： (1)输入梯田农业生态系统的能量有_______ _________________________________________________________。 固定的太阳能、粪便中有机物的能量、来自鱼苗体内的能量 生产者 图1中梯田农业生态系统有鱼苗的投入，图2中有粪便进入梯田，故输入梯田农业生态系统中的能量包括生产者固定的太阳能、粪便中有机物的能量和来自鱼苗体内的能量。 (2)从物质循环的角度分析，需要向梯田中增施氮肥、磷肥的原因是_______________ _________________________________。 增施有机肥会降低梯田水中的含氧量，原因是___________________________________ ______________。 (3)在投放鱼苗时，农户会选择适宜的鱼类，且需要根据梯田大小决定投放数量，以上操作主要遵循生态工程的________原理。图2体现了生态工程需遵循________原理。 大量氮、磷元素 随农产品的输出而缺失，需不断补充 梯田中分解者通过有氧呼吸分解有机物， 大量消耗氧气 协调 整体 (4)从生态系统的结构分析，稻田养鱼增加了生态系统__________的复杂性。成鱼能以杂草和害虫为食，从能量流动的角度分析，对人类的意义是________________ _______________________。 (5)梯田中“稻—萍—鱼”立体农业生产方式充分利用了____________，增加流入该生态系统的总能量。 营养结构 使能量持续高效 地流向对人类有益的部分 空间和资源 考点2　生态环境的保护和治理 2.(2023·益阳高三模拟)绿水青山就是金山银山，加强生态环境保护，促进人与自然和谐共生。根据资料回答下列问题： 资料一：为在2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”目标，我国科研人员采取了包括“碳减排”“碳捕集”“碳封存”和“碳利用”等多种措施。 典例示范 PART TWO 资料二：某湖泊由于生活污水的大量排放导致水体富营养化，科研人员为探寻有效的生态修复途径，利用菹草、苦草等沉水植物在该湖泊不同处理区域进行实验，并检测水体中的总氮(TN)、总磷(TP)含量，实验结果如图3。 资料三：豚草是一种常见的入侵物种，严重破坏生态环境。豚草的主要天敌是广聚萤叶甲，它可取食豚草叶片，并对豚草产生显著抑制作用。 图1为某生态系统碳元素流动模型，图中数字表示 生理过程或化学反应过程。图2是盐沼湿地中两种 主要植物翅碱篷、芦苇的示意图。 (1)“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消CO2排放总量，实现相对“零排放”。用图1中的数字序号间的关系，构建“碳中和”数学模型，即____________________。 ⑩＝①＋②＋③＋④ (2)植树造林是“碳捕集”的重要措施之一。被海洋捕获的碳称为蓝碳，滨海湿地是海岸带蓝碳生态系统的主体。为提高湿地蓝碳储量，某省实施“退养还湿”生态修复工程(如图4)。该工程应遵循_____________________ (答出两点即可)生态工程基本原理。据图2分析可知，对促进海岸滩涂淤积，增加盐沼湿地面积贡献度高的植物是______，原因是_________________ ___________________________________________________。 自生、整体、协调等 芦苇 与翅碱蓬相比， 芦苇的根系发达，利于在滩涂环境下立地扎根，快速蔓延 (3)实现碳达峰、碳中和，海洋是重要抓手，但研究发现深海区的下层几乎没有初级生产量，原因是______________________________________ _________。“碳封存”是指通过技术手段捕集CO2，再通过高压管道送到地下或者海底久性封存。试分析该方法可能对环境造成的负面影响是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 阳光不能照射到深海区的下层，不能进行 光合作用 过高浓度的CO2将杀死土壤微生物或深海生物(或使土壤或海水酸化，影响土壤生物或海洋生物的生存，从而对生物多样性造成威胁或封存在地下或海底的CO2也有可能会逃逸到大气当中，加剧温室效应等) (4)湖泊水体富营养化后，人工引入植物浮床及菹草、苦草等沉水植物，它们通过与浮游藻类竞争________和无机盐等，可抑制藻类生长，改善水质。种植的苦草与浮游藻类在湖泊中的分布体现了群落的_______结构。少量污水排放到湖泊，一段时间后污水被净化，该过程的完成主要依赖于生态系统组成成分中的________________。 阳光 垂直 生产者和分解者 (5)根据图3所示的检测结果说明： ①种植菹草和苦草均能__________水体中的 总氮和总磷含量； ②____________________________________ ______________________。 (6)资料三中包含的种间关系有_______________。豚草的暴发通常会使入侵地的物种多样性________，利用广聚萤叶甲防治豚草的方式属于_________。 有效降低 菹草能更有效地降低总氮含量，苦草能 更有效地降低总磷含量 捕食、种间竞争 降低 生物防治 应用提炼 1.碳达峰和碳中和 “碳达峰”是二氧化碳排放量由增转降的历史拐点，标志着碳排放与经济发展实现脱钩，达峰目标包括达峰年份和峰值。排出的二氧化碳或温室气体被植树造林、节能减排等形式抵消，这就是所谓的“碳中和”。试题中常结合生态系统的物质循环、能量流动等知识点考查。 2.外来物种入侵的防治 外来物种入侵会破坏当地的生态平衡，降低物种多样性，对农业、林业造成危害，甚至威胁人类健康。通过立法宣传、生物安全检疫等可以防止外来物种的入侵，通过生物控制和生态修复等可以控制外来物种的繁殖和扩散、恢复生态平衡。 3.生态恢复 生态恢复是对生态系统停止人为干扰，以减轻负荷压力，依靠生态系统的自我调节能力使其向自然状态进行演替，或者利用生态系统的自我恢复能力，辅以人工措施，使遭到破坏的生态系统逐步恢复。 对点精练 3.(2023·白山高三期末)森林碳汇在中国实现碳达峰、碳中和目标中起着十分关键的作用。如表为某自然保护区内森林资源碳储量的结构特征，其中的碳储量是指碳元素的存留量(以碳元素的质量表示)，碳密度为单位面积的碳储量。请分析并回答下列问题： 森林类型 碳储量(t) 碳密度(t/hm2) 针叶林 138 067.7 11.2 阔叶林 5 944.7 19.6 针叶混交林 2 559.6 50.4 森林类型 碳储量(t) 碳密度(t/hm2) 阔叶混交林 44.4 4.9 针阔混交林 4 459.9 33 灌木林 81 228.9 2.9 合计/平均 232 305.2 5.7 (1)森林植物通过__________吸收CO2，并将碳储存在植物的根、茎、叶、果实内。碳在森林群落内部以________的形式传递， 并使其中的能量沿着____________流动， 还有部分能量流向________(填生态系统的成分)。在这个过程中，物质和能量的相互依存体现在_______________________ ___________________。 光合作用 有机物 食物链(网) 分解者 物质是能量的载体，能量 为物质循环提供动力 (2)从上表可以看出，该保护区内的______林碳储量最大，若这些碳元素均以葡萄糖存留，该林相当于存留了葡萄糖________(保留一位小数点)万吨。 针叶 34.5 分析图表数据可知，针叶林的碳储量最大。已知葡萄糖的分子式为C6H12O6，相对分子质量为180，6个碳原子质量之和为72，碳储量是指碳元素的存留量(以碳元素的质量表示)，针叶林的碳储量为138 067.7 t，相当于138 067.7× 180÷72÷10 000≈34.5(万吨)。 (3)研究团队还调查了该保护区内森林不同坡度的碳储量和碳密度，结果如图所示。从图中可以看出，森林碳储量在____坡集中最多，该处碳储量和碳密度均较大，原因是______________________________________________。 急 坡度大，受人为干扰程度小(碳输入多且碳输出少) (4)(多选)从长时间来看，增加该自然保护区碳储量的合理措施有______。 A.去耕造林，大幅增加区内森林面积 B.燃烧落叶，维持保护区环境的整洁 C.适当砍伐密集林，减少森林碳排放 D.科学经营管理，增加森林净生产力 CD 4.(2023·泰安高三二模)紫茎泽兰在《中国第一批外来入侵物种名单》中名列第一位。研究人员拟采用替代控制法对紫茎泽兰进行防治，通过对紫茎泽兰入侵地物种丰富度调查，筛选出3种本地植物(南酸枣、假地豆和狗尾草)，作为紫茎泽兰具有竞争力的潜在替代植物。现利用盆栽法进行竞争力研究，部分结果如图1、图2。请据图回答下列问题： (1)对于入侵物种的防治，除利用生物替代控制外，还可以采取的方法有________________________________ ________________________(答两点)。用样方法调查紫茎泽兰入侵地的物种丰富度时，物种丰富度与样方大小的关系是__________________________ _______________。 人工机械防治、化学防治、引入天敌(捕食者或寄生生物)控制等 一定范围内，样方面积越大，物种丰富度越高 (2)研究人员将紫茎泽兰与3种本地植物分别设置单种和混种处理，单种时每盆种植2株，混种处理方法是每盆种植________________________。实验期间每周随机移动花盆1次，以避免_______ _______________________________。 1株紫茎泽兰和1株本地植物 光照等 无关变量的差异对实验结果的影响 为了排除无关变量对实验结果的干扰，当单种每盆种植2株时，则混种处理组也应含有2株植株，具体方法是每盆种植1株紫茎泽兰和1株本地植物。为了排除光照等无关变量的差异对实验结果的影响，保证实验结果的准确性，在实验过程中应每周随机移动花盆1次。 (3)依据实验结果，作为控制紫茎泽兰入侵的最佳替代植物是________，原因是___________________________________________________________________________。 假地豆 假地豆与紫茎泽兰混种后，能明显抑制紫茎泽兰的生长，而自身生长受抑制较小 分析图1可知，3种本地植物分别与紫茎泽兰混种后，假地豆与紫茎泽兰混种组中紫茎泽兰的生物量最低，分析图2可知，3种本地植物分别与紫茎泽兰混种后，假地豆的生物量与单种时无明显差异，可见假地豆与紫茎泽兰混种后，能明显抑制紫茎泽兰的生长，而自身生长受抑制较小，故假地豆能作为控制紫茎泽兰入侵的最佳替代植物。 (4)泽兰实蝇是紫茎泽兰的专食性天敌，其将卵产在紫茎泽兰生长点上，孵化后即蛀入幼嫩部分取食。紫茎泽兰与泽兰实蝇之间能量的传递效率远低于10%，其原因是__________________________ _________。与实验室研究相比，野外条件下泽兰实蝇对紫茎泽兰的防治效果很有限，原因是____________________ _____。 泽兰实蝇仅取食紫茎泽兰的 幼嫩部分 紫茎泽兰的繁殖速度 较快 由题意可知，泽兰实蝇仅取食紫茎泽兰的幼嫩部分，获得紫茎泽兰的能量较少，紫茎泽兰与泽兰实蝇之间能量的传递效率远低于10%。与实验室研究相比，野外条件下紫茎泽兰的生长繁殖速度较快，泽兰实蝇对紫茎泽兰的防治效果有限。 1.(2023·大连高三一模)同一湖泊中通常会生长大量的微囊藻和绿藻，绿藻具有丰富的营养价值，是浮游动物的重要饵料。湖泊水体富营养化时，微囊藻等蓝细菌大量增殖并产生难以被降解的藻毒素，严重威胁水体安全和人类健康。请回答下列问题： 1 2 3 4 5 预测演练 PART THREE (1)生态系统的组成成分有________________________________________ ________。湖泊的湖岸边到湖心处分布的生物种类和数量有差异，这体现了群落的______结构。群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这是不同物种之间以及生物与无机环境之间__________的结果。 (2)微囊藻产生的藻毒素抑制水生植物的生长，造成水生动物中毒和死亡，生态系统的结构和功能受到影响，从而降低其________稳定性。 1 2 3 4 5 非生物的物质和能量、生产者、消费者和 分解者 水平 协同进化 抵抗力 (3)科研小组对某湖泊生态系统的能量流动进行定量分析，得出相关数据，如表所示(X表示能量流动的去向之一，Y、Z为能量值，能量单位为J·cm－2·a－1，肉食性动物只作为一个营养级研究)。据表分析，X是指___________________，流入该生态系统的总能量为_________________。能量从植食性动物到肉食性动物的传递效率是________(保留一位小数)。 生物类型 呼吸作用 散失的能量 X 未利用 流向下一营养级的能量 外来有机物输入的能量 生产者 44.0 5.0 95.0 Y 0 植食性动物 9.5 1.5 11.0 Z 5.0 肉食性动物 6.8 0.5 7.2 0 11.0 1 2 3 4 5 流向分解者的能量 180.5 J·cm－2·a－1 13.7% 1 2 3 4 5 用于生长、发育和繁殖的能量可分为流入下一营养级的能量、未利用的能量和流入分解者的能量，所以X表示流向分解者的能量。流入该生态系统的总能量值为生产者所固定的能量和外来有机物输入的能量。肉食性动物同化的能量为6.8＋0.5＋7.2＝14.5 (J·cm－2·a－1)，其中有11 J·cm－2·a－1来自外来有机物的输入，所以上一营养级输入的能量为3.5 J·cm－2·a－1，所以Z为3.5 J·cm－2·a－1，植食性动物同化的能量为9.5＋1.5＋11＋3.5＝25.5 (J·cm－2·a－1)， 1 2 3 4 5 其中有5 J·cm－2·a－1来自外来有机物的输入，所以上一营养级输入的能量Y为20.5 J·cm－2·a－1，生产者固定的能量为44＋5.0＋95＋20.5＝164.5 (J·cm－2·a－1)，所以流入该生态系统的总能量为164.5＋5.0＋11.0＝180.5 (J·cm－2·a－1)。能量从植食性动物到肉食性动物的传递效率是3.5÷25.5×100%≈13.7%。 (4)研究者获得一株棕鞭毛虫(以浮游藻类为食的浮游动物)。为研究棕鞭毛虫对微囊藻的清除能力和降解藻毒素的效果，采集表层下40 cm的富营养化湖水注入透光透析袋中，添加棕鞭毛虫后放置于原位，进行实验，结果如图。 1 2 3 4 5 ①棕鞭毛虫能清除微囊藻和降解藻毒素，这体现了生物多样性的_______ 价值。为保护某湖泊的生物多样性而建立自然保护区，这属于________保护。 1 2 3 4 5 间接 就地 1 2 3 4 5 棕鞭毛虫能清除微囊藻和降解藻毒素，这体现了生物多样性的间接价值，为保护某湖泊的生物多样性而建立自然保护区，这属于就地保护。 1 2 3 4 5 本实验中，为研究棕鞭毛虫对微囊藻的清除能力和降解藻毒素的效果，实验的自变量是有无棕鞭毛虫，所以对照组的处理是不添加棕鞭毛虫，其他处理与实验组相同， 1 2 3 4 5 据图可知，实验组蓝细菌数量降低，而绿藻和其他藻类的比例逐渐升高，棕鞭毛虫对湖泊群落的影响是促使了以蓝细菌为优势类群向以绿藻和其他藻类为主的群落的演替，改善了群落结构。 1 2 3 4 5 ②本实验中，对照组的处理是_____________________________________。 ③实验结果表明，棕鞭毛虫对湖泊群落的影响是_____________________ ____________________________________________________________。 不添加棕鞭毛虫，其他处理与实验组相同 促使以蓝细菌为优势类 群向以绿藻和其他藻类为优势类群的群落的演替，改善了群落结构 1 2 3 4 5 2.为了获得不使用农药化肥的绿色有机米，科研人员设计了稻－蟹综合养殖模式。在稻田中养殖中华绒螯蟹时，除饵料外，同时投入少量的虾苗、小杂鱼等。如图是该模式中可能存在的食物关系，请回答下列问题： (1)图中中华绒螯蟹属于第________营养级，青虾与浮游动物之间的种间关系是________________。 二、三 捕食和种间竞争 1 2 3 4 5 (2)稻－蟹综合养殖模式中加入中华绒螯蟹可以促进水稻生长的原因有__________________________________________。在稻田中投入少量的虾苗、小杂鱼的主要目的是____________________________________。 蟹可以松土，捕食杂草、害虫，排泄物肥田等 增加生物多样性，维持生态系统的稳定 1 2 3 4 5 (3)为了研究上述模式的可行性，科研工作者设置了3个平行对照田，3个平行试验田。试验田蟹苗的投放密度为800只/亩，相关结果如表。根据实验结果，对该模式可行性做出判断并说明理由：__________________ _____________________________。 项目 生物量(相对值) 对照组 实验组 中华绒螯蟹 0.00 49.98 水稻 2 798 2 737 可行，既获得了绿色 有机米、蟹，又减小了环境污染 1 2 3 4 5 (4)上述试验田中收获的蟹的产量虽高，但每只蟹的个头较小，科研人员继续开展了蟹苗投放密度与蟹的产量和单个重量的关系研究，请完成表格： 实验步骤 简要操作过程 水稻种植 共设置9块试验田，按照当地常规水稻种植方式进行水稻栽培 中华绒螯 蟹的投放 设置①___________________共3个蟹苗投放密度梯度，每个梯度3次重复，雌蟹和雄蟹比例为1∶1，蟹的规格和大小一致。于6月份投入9块试验田中 500、600、700只/亩 1 2 3 4 5 实验步骤 简要操作过程 试验田间管理 补水换水，维持田间水位，②______________________ _____________________等 实验结果分析 9月收获中华绒螯蟹，计算③_______________________ _____________，10月份收获水稻并计算平均产量 每日投放一定量的饵料， 不使用农药除草、治虫 中华绒螯蟹的平均产量和 单个平均重量 3.如图为某一陆地生态系统的碳循环示意图，括号内的数字表示年变化量，单位为109tC/a，未加括号的数字表示库存量，单位为109tC。在不考虑砍伐、火灾、病虫害等情况下，净生态系统生产力(NEP)可以近似看作是陆地生态系统与大气 1 2 3 4 5 间的净碳交换量(碳收入和碳支出的差值)，NEP是衡量陆地生态系统碳源分布的重要指标。请回答下列问题： (1)碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要以_______________的形式进行。据图分析，植物一年内用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量为___________tC/a。如果考虑人类生产活动影响等因素，则该生态系统的NEP是_______(填“正值”或“负值”)。 1 2 3 4 5 CO2(二氧化碳) 2.41×109 负值 碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要以CO2(二氧化碳)的形式进行。植物一年内用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量为(4.26－1.85)×109tC/a＝2.41×109(tC/a)。如果考虑人类生产活动 影响等因素，植物进行光合作用吸收大气中的碳，除了自身呼吸作用和掉落物的途径离开植物群落，还有生物质燃烧、木材生产、粮食、化石燃烧等途径，因此生态系统的NEP＝4.26－1.85－2.04－0.18－0.08－0.73＝－0.62，是负值。 1 2 3 4 5 (2)我国已将碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局，确定了2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标。北京冬奥会打造了首个真正实现“碳中和”目标的奥运会。 ①冬奥核心区绿化造林成活率达99%以上，森林覆盖率达到80%以上。冬奥核心区造林的树种多以本地树种为主，宜乔则乔，宜灌则灌，实现森林树种的多样化。核心区多选择本地物种的原因有_________________ _____________________________________________________，“宜乔则乔，宜灌则灌”涉及生态工程的______原理。 1 2 3 4 5 本地物种有较高 生态适应性；避免外来物种入侵，保证本地生态系统安全性 协调 1 2 3 4 5 如果选择外地物种，可能会导致外来物种入侵，导致本地生物多样性降低，因此选择本地物种可以避免外来物种入侵，保证本地生态系统的安全性；同时本地物种具有较高的生态适应性，外来物种 不一定能适应当地环境，成活率低。协调原理是指处理好生物与生物、生物与环境的协调与适应，需要考虑环境承载力，因此“宜乔则乔，宜灌则灌”涉及生态工程的协调原理。 ②北京冬奥会严格做好垃圾分类和处理，专用餐具加入微生物后直接变成水和气体，参与此过程的微生物在生态系统成分中属于_________。废旧电池中的重金属离子等物质进入土壤后会被植物吸收，沿___________ 逐级积累，最后可能进入人体；抗生素类的药物进入土壤后会杀死土壤中的部分细菌，破坏土壤生态平衡。所以废旧电池、过期药物应投入______(颜色)垃圾回收箱中。 1 2 3 4 5 分解者 食物链(网) 红色 1 2 3 4 5 微生物能分解有机物，把有机物直接变成水和气体，属于分解者。根据生物富集可知，重金属离子等有毒物质进入土壤后会被植物吸收，沿食物链(网)逐级积累。废旧电池、过期药物属于有害垃圾，应投入红色垃圾回收箱中。 (3)下列对“碳循环”“碳达峰”“碳中和”的叙述，正确的有________ (填序号)。 ①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 ②碳中和是指采取植树、节能减排等方式达到CO2相对“零排放” ③碳达峰是CO2排放量达历史最高后经平台期保持稳定的过程 ④植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环 1 2 3 4 5 ①②④ 1 2 3 4 5 无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用，①正确； “碳中和”是指通过新能源开发利用、节能减排以及植树造林等形式，抵消人类生产生活行为中产生的二氧化碳或温室气体排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”的过程，②正确； 碳达峰是指二氧化碳排放量达到历史最高位，然后经历平台期进入持续下降的过程，是二氧化碳排放量由增转降的历史拐点，③错误； 植物可通过光合作用将大气中的碳元素固定到生物群落中，同时也可通过呼吸作用将碳以二氧化碳的形式释放到空气中去，④正确。 4.(2023·广东，21)20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如表。 红树林群落(林龄) 群落高度(m) 植物种类(种) 树冠层郁闭度(%) 林下互花米草密度 (株/m2) 林下无瓣海桑更新幼苗密度 (株/100 m2) 林下秋茄更新幼苗密度 (株/100 m2) 无瓣海桑群落(3年) 3.2 3 70 30 0 0 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 红树林群落(林龄) 群落高度(m) 植物种类(种) 树冠层郁闭度(%) 林下互花米草密度 (株/m2) 林下无瓣海桑更新幼苗密度 (株/100 m2) 林下秋茄更新幼苗密度 (株/100 m2) 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 1 2 3 4 5 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_________。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______价值。 次生演替 间接 由题意可知，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，则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的场所，这是红树林在生态系统方面的调节作用，体现了生物多样性的间接价值。 1 2 3 4 5 (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_________________________________ _______________。 无瓣海桑生长速度快，比互花米草高， 在竞争中占优势 无瓣海桑是速生乔木，种植后由于其生长速度较快，与互花米草在阳光等的竞争中占据优势，能有效抑制互花米草的蔓延。 1 2 3 4 5 (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_______________________ __________________________________________________________________________________________________________。 根据表格数据可知，随着时间的推移，无瓣海桑群落中植物种类逐渐减少，林下没有无瓣海桑和秋茄更新幼苗，则无瓣海桑的种群数量不再增加，可能会被本地物种所替代，所以不会成为新的入侵植物。 随着时间的推移，无瓣海 桑群落中植物种类逐渐减少，林下没有无瓣海桑和秋茄更新幼苗，可能会被本地物种替代，所以不会成为新的入侵植物 1 2 3 4 5 (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：_______________________________ ___________________________________________。 通过适当控制引进树种规模，扩大本土树种的种植，增加物种，使营养结构变得复杂，可提高生态系统的稳定性，还能防止新的物种入侵。 适当控制引进树种规模，扩大本土 树种的种植，增加物种，提高生态系统的稳定性 1 2 3 4 5 5.(2023·济宁高三期末)人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用人工基质、微生物、植物等生物对污水进行净化。如图为人工湿地示意图，回答下列问题： 1 2 3 4 5 (1)区分湿地群落与其他群落的重要特征是________________，湿地植物属于该生态系统成分中的________；根据污水中成分含量的变化，从进水口到出水口的不同地段，分别种植不同的湿地植物，这体现了群落的_____结构。 群落的物种组成 生产者 水平 1 2 3 4 5 (2)相比其他污水处理方式，人工湿地具有成本低、净化率高的特点。经过处理后的污水流入上行池，在上行池中可以养殖一些鱼、虾等水生动物，获取一定的经济利益。某调查小组对湿地生态系统进行了相关调查。 ①图甲的Ⅰ和Ⅱ分别表示鲫鱼的出生率和死 亡率，则在____点时，鲫鱼的数量达到最大，出生率和死亡率的变化，直接影响到鲫鱼的__________。 c 种群密度 1 2 3 4 5 图甲是淡水河中鲫鱼在调查期间出生率(Ⅰ)和死亡率(Ⅱ)的变化曲线，c表示出生率等于死亡率，此时鲫鱼的种群个体数达到生活环境最大负荷量，因此种群数量达到最大的时间点是c。出生率和死亡率直接决定鲫鱼的种群密度。 1 2 3 4 5 ②图乙表示该生态系统的能量流动简图，A、B、C、D表示该湿地生态系统的生物成分，其中生产者固定的能量为_______________，流经该生态系统的总能量_______(填“大于”“等于”或“小于”)生产者固定的能量。 7.5×106J/(m2·a) 大于 1 2 3 4 5 根据图乙分析，A是生产者，所以其固定的能量为7.5×106J/(m2·a)，由于流经该生态系统的能量除了生产者固定的能量外，还有污水中有机物含有的能量，所以流经该生态系统的总能量大于生产者固定的能量。 1 2 3 4 5 ③能量在第一、二营养级之间的传递效率(不考虑污水中有机物的影响)为______。 20% 能量流动在第一、二营养级之间的传递效率为第二营养级同化量与第一营养级同化量的比值，即1.5×106÷(7.5×106)×100%＝20% 。 1 2 3 4 5 (3)科研小组在研究过程中发现，挺水植物如香蒲、美人蕉等能够向水中分泌萜类化合物、类固醇等，抑制藻类的生长；也能开鲜艳的花，吸引昆虫。这体现了生态系统的__________功能。 信息传递 1 2 3 4 5 科研小组在研究过程中发现，挺水植物如香蒲、美人蕉等能够向水中分泌萜类化合物、类固醇等，抑制藻类的生长；也能开鲜艳的花，吸引昆虫。这体现了生态系统的信息传递功能。 $$