内容正文:
大题05 生态专练
一、生态系统的结构
1、组成成分:包括无机物、有机物、气候、能源、生产者、消费者和分解者。
2、营养结构:食物链和食物网是生态系统的营养结构。食物链中由于能量逐级递减,通常只有四五个环节。食物网越复杂,生态系统抵抗外力干扰的能力就越强;反之,生态系统就越容易发生波动和破坏。
二、能量流动和物质循环
1、能量流动:起点是生产者固定太阳能,流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量。能量流动是单向的、不循环的,且逐级递减,传递效率为10% - 20%。
2、物质循环:以碳循环为例,碳在生物群落和无机环境之间主要以二氧化碳的形式循环,在生物群落内部以含碳有机物的形式传递。
三、生态系统的稳态及其调节
1、生态系统的稳态:生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。
2、稳态的调节:主要通过负反馈调节来实现,它能使生态系统达到和保持相对稳定。如害虫增加时食虫鸟也会增多,从而抑制害虫种群的增长。
四、生物放大
有害物质等通过食物链逐级积累和浓缩,在生物体内高度富集,导致危害的现象。生物营养级越高,受害越严峻。
五、生态环境保护
包括生物多样性的保护,涉及基因、物种、生态系统三个层次;以及全球性生态环境问题,如温室效应、酸雨、臭氧层破坏等,其主要污染物分别是二氧化碳、二氧化硫、氟利昂。
1.(2025·浙江·高考真题)浙江某地古杨梅复合种养系统以杨梅栽培为核心,在杨梅林中适度混载茶树,放养鸡、蜜蜂等生物,这种可持续发展的复合种养模式,是重要的农业文化遗产。回答下列问题:
(1)杨梅林中搭配种植茶树,使群落水平方向上出现 现象,让这两种经济树种在同群落中实现 ,达到共存。
(2)林中养蜂能促进植物的授粉与结实。蜜蜂之间借助“舞蹈”相互交流,这种方式传递的信息属于 。林下养鸡有助于除草、除虫,鸡粪可为系统提供肥料,但鸡的最大放养量不宜超过 。从能量流动角度分析,鸡吃昆虫与吃相同质量的杂草相比,消耗该生态系统生产者的 更多,原因是 。
(3)杨梅复合种养系统与单一杨梅林相比,可获得杨梅、茶叶、鸡和蜂蜜等更多农产品。从物质循环角度分析,复合种养系统实现了 。从能量流动角度分析,复合种养系统的意义有 (答出2点即可)。
2.(2024·浙江·高考真题)内蒙古草原是我国重要的天然牧场,在畜牧业生产中占有重要的地位。回答下列问题:
(1)调查发现某草原群落中贝加尔针茅生活力强、个体数量多和生物量 ,据此判定贝加尔针茅是该群落中占优势的物种,影响其他物种的生存和繁殖,对群落的 和功能起决定性的作用。
(2)为探究草原放牧强度和氮素施加量对草原群落的影响,进行了相应实验。
①思路:设置不同水平的氮素添加组,每个氮素水平都设置 处理,一段时间后对群落的物种丰富度、功能特征等指标进行检测。其中植物物种丰富度的调查常采用 法。
②结果:植物的物种丰富度结果如图所示。
③分析:结果表明,不同水平的氮素添加组之间植物的物种丰富度 。过度放牧会导致植物的物种丰富度 ,引起这种变化的原因是过度放牧使适口性好的植物先被家畜采食,使其与适口性 的植物竞争资源时容易处于劣势。
(3)秉承可持续发展理念,既要保护草场资源,又要肉、奶高产,保证牧民经济效益,根据逻辑斯谛增长(“S”形增长)原理,牧民应将牛羊种群数量维持在 水平。
3.(2024·浙江·高考真题)不经意间观察到一些自然现象,细究之下,其实有内在的逻辑。回答下列问题:
(1)随着春天的来临,内蒙古草原绿意渐浓,久违的动物们纷纷现身,这种场景的出现体现了生态系统的 功能;成群的牛、羊一起在草原上觅食,他们之间虽然食性相似但是竞争不明显,可以用 来解释;草原群落的演替结果在几年内并不容易观察到,其原因是:植物每年的生长季短,且常遭食草动物啃食,导致 不易。近年来,随着生物多样性保护理念的不断深入,人们不再主动猎狼,但狼也只是偶见于内蒙古草原地区。从狼在食物链中所处营养级的角度分析,他无法在牧区立足的原因有 。为了畜牧业的兴旺,牧民们对草原生态系统进行一定的干预,例如对牛羊取食之余牧草及时收割、打包,从生态系统功能的角度分析,这项干预措施的意义有 。
(2)学者在野外考察中发现了一些现象,生活在寒冷地带的木本植物,多数体表颜色较深,如叶为墨绿色,茎或枝条为黑褐色;而生活在炎热地带的木本植物,往往体表颜色较浅,如叶为浅绿色,茎或枝条为浅绿色。有些学者对此现象的解释是:在寒冷环境下,深色体表的植物能吸收较多的太阳能,有利于维持细胞内酶的活性。
Ⅰ.某同学设计了实验方案以验证学者们的解释是否正确。在①②④各环节的选项中,分别选择1-2项,填入方案中的空格,完善一套实验方案,使之简单,可行。
①实验材料或器材的选择预处理: ;
A.两组等容量的烧杯,烧杯内盛满水
B.两种生长状态类似且体表颜色深浅有明显差异的灌木
C.一组烧杯的外壁均涂上油漆,另一组不涂
D.所有植物根植于相同条件的土壤中
②选定正确的监测指标: ;
A.植物生物量的增加值 B.温度
C.植物根长的增加值 D.植物高度的增加值
③实验处理和过程:仿照寒冷地带的自然光照条件,将两组材料置于低温条件下(4℃),每次光照5小时。记录处理前后指标的量值。实验重复3次。
④预测实验结果和得出实验结论。若 ,则学者们的说法成立;否则无法成立。
A.深色组水体的温度值高于浅色组
B.深色组植物体表的温度值高于浅色组
C.深色组植物高度的增加值大于浅色组
D.深色组与浅色组测得的指标差异显著
Ⅱ.上述实验环节中,选定此监测指标的理由是:ⅰ ,ⅱ监测便捷。
Ⅲ.结合本实验的研究结果,植物吸收的太阳能既能用于 ,又能用于 。
Ⅳ.基于本实验,为了让耐寒性较弱的行道树安全越冬,可采取的合理有效措施有 (答出一点即可)。
4.(2023·浙江·高考真题)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 ;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 。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 。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 。
(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 和能量流动;在稻田里施无机肥,是干预了系统 过程。
(3)热带雨林是陆地上非常高大、茂密的生态系统,物种之丰富、结构之复杂在所有生态系统类型中极为罕见。如果仅从群落垂直结构的角度审视,“结构复杂”具体表现在 。雨林中动物种类丰富,但每种动物的个体数不多,从能量流动的角度分析该事实存在的原因是 。
5.(2023·浙江·高考真题)2021年,栖居在我国西双版纳的一群亚洲象有过一段北迁的历程。时隔一年多的2022年12月,又有一群亚洲象开启了新的旅程,沿途穿越了森林及农田等一系列生态系统,再次引起人们的关注。回答下列问题:
(1)植物通常是生态系统中的生产者,供养着众多的 和分解者。亚洲象取食草本植物,既从植物中获取物质和能量,也有利于植物 的传播。亚洲象在食草的食物链中位于第 营养级。
(2)亚洲象经过一片玉米地,采食了部分玉米,对该农田群落结构而言,最易改变的是群落的 结构;对该玉米地生物多样性的影响是降低了 多样性。这块经亚洲象采食的玉米地,若退耕后自然演替成森林群落,这种群落演替类型称为 演替。
(3)与森林相比,玉米地的抗干扰能力弱、维护系统稳定的能力差,下列各项中属于其原因的是哪几项?__________
A.物种丰富度低 B.结构简单 C.功能薄弱 D.气候多变
(4)亚洲象常年的栖息地热带雨林,植物生长茂盛,凋落物多,但土壤中有机质含量低。土壤中有机质含量低的原因是:在雨林高温、高湿的环境条件下, 。
6.(2022·浙江·高考真题)科研小组在一个森林生态系统中开展了研究工作。回答下列问题:
(1)对某种鼠进行标志重捕,其主要目的是研究该鼠的 。同时对适量的捕获个体进行年龄鉴定,可绘制该种群的 图形。
(2)在不同季节调查森林群落的 与季相的变化状况,可以研究该群落的 结构。
(3)在不考虑死亡和异养生物利用的情况下,采取适宜的方法测算所有植物的干重(g/m2),此项数值称为生产者的 。观测此项数值在每隔一段时间的重复测算中是否相对稳定,可作为判断该森林群落是否演替到 阶段的依据之一。利用前后两次的此项数值以及同期测算的植物呼吸消耗量,计算出该时期的 。
1.(2024·广西·高考真题)紫茎泽兰原产于美洲,是我国西南地区常见入侵植物,常在入地草本层成为单一优势种,给农林牧业带来经济损失。回答下列问题:
(1)紫茎泽兰入侵后,最终会使生物多样性 。
(2)已知甲、乙和丙皆为本土陆生草本植物,且株高等性状与紫茎泽兰相似。图(a)为4种植物的生态位关系,由此可知紫茎泽兰入侵后对 植物影响最大,原因是: ;图(b)为上述4种植物的分布区域,其中2种植物分布已注明,若要采集甲和丙植物,最可能分别在 和 生境采集到。
(3)相比原产地,入侵后紫茎泽兰改变了叶片中氮元素的分配模式,具体情况见下表。从种间关系角度分析,入侵地紫茎泽兰减少用于防御的氮含量的原因是: 。
氮元素含量的相关指标(mg·m-2)
原产地
入侵地
叶片细胞壁中防御化合物的氮含量
116.25
44.10
叶绿体中的氮含量
712.5
793.8
叶片总氮含量
1253.00
1255.00
(4)利用农药进行化学防控是控制紫茎泽兰扩散的一种方法,该方法的弊端有 (至少答2点)。
2.(2024·天津·高考真题)海洋生态系统的结构与功能研究对渔业资源管理具有指导意义。渤海十年间相关调查数据统计如下。
表1 渤海生态系统各营养级间的转换效率*(%)
营养级
十年前
当前
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
浮游植物
6.7
14.7
18.6
19.6
8.9
19.9
25.0
23.5
碎屑
7.2
15.4
18.8
19.7
6.8
21.3
24.5
23.9
转换效率为相邻两个营养级间生产量(用于生长、发育和繁殖的能量)的比值
(1)捕食食物链以浮游植物为起点,碎屑食物链以生物残体或碎屑为起点,两类食物链第Ⅱ营养级的生物分别属于生态系统的 和 。
(2)由表1可知,当前捕食食物链各营养级间的转换效率比十年前 ,表明渤海各营养级生物未被利用的和流向碎屑的能量 。
(3)“总初级生产量/总呼吸量”是表征生态系统成熟度的重要指标,数值越小,成熟度越高,数值趋向于1时,生态系统中没有多余的生产量可利用。据此,分析表2可知, 时期渤海生态系统成熟度较高,表示 减少,需采取相应管理措施恢复渔业资源。
表2 渤海生态系统特征[t/(km2·a)]
系统特征
十年前
当前
总初级生产量*
2636
1624
总呼吸量
260
186
*总初级生产量表征生产者通过光合作用固定的总能量
3.(2024·福建·高考真题)珍稀濒危植物留坝槭为落叶乔木。为制定针对性的保护方案,科研人员调查了某留坝槭天然种群,发现少量留坝槭个体散生在总面积约17000m2的落叶阔叶林中,受其他植物遮阴的影响,成树长势不佳,仅7株成树可正常开花结果,且种子存在败育率高、萌发率低等问题。该种群年龄结构和各年龄阶段的死亡率统计结果如图所示。
注:树龄用胸径表示,幼苗(胸径<2.5cm);幼树(2.5cm≤胸径<12.5cm);成树(胸径≥12.5cm)。
回答下列问题:
(1)为准确掌握该地留坝槭的种群数量,采用的调查方法是 。
(2)该地留坝槭面临的主要生存压力来自种间竞争而非种内竞争,依据是 。
(3)据图分析,该留坝槭种群的年龄结构为 ,但种群处于衰退状态。从种群数量特征的角度分析,该种群衰退的原因是 。
(4)为提高该地留坝槭的种群数量,可采取的措施是 (答出2点)。
4.(2024·海南·高考真题)海南海防林包括本土自然林中的青皮林、人工种植的木麻黄林等,是海岸沿线防风固沙的重要生态屏障。回答下列问题:
(1)青皮植株高大、分枝茂盛、根系发达。青皮林被当地人称为“雨神”,表明青皮林除了防风固沙外,还具有 的生态功能(答出1点即可)。
(2)石梅湾青皮林中,青皮的相对密度为0.93,其他树种为0.07,说明青皮在该群落中处于 地位。在青皮种群数量中,幼苗占53%,幼树占40%,成树占7%,说明该种群的年龄结构为 型。
(3)海南有多个不同的青皮种群,若将其他种群的青皮引入石梅湾青皮林,可提高石梅湾青皮种群的 多样性。
(4)外来物种木麻黄能释放出化学物质,抑制周围其他植物生长,这是木麻黄林稳定性低的重要因素,原因是 。
(5)为了提升海防林的稳定性,促进人工木麻黄林逐渐转变为本土自然海防林,从群落演替的角度考虑,可采取的措施是 。
5.(2024·江苏·高考真题)某保护区地势较为平坦,植被类型属于热带稀树灌丛草原,生活着坡鹿、猛禽和蟒蛇等动物。请回答下列问题:
(1)坡鹿为珍稀保护动物,主要以草本植物的嫩叶为食。保护区工作人员有时在一定区域内采用火烧法加速牧草的更新繁盛,这种群落演替类型称为 。科研人员对坡鹿在火烧地和非火烧地的采食与休息行为进行研究,结果如图1,形成该结果的原因是 。
(2)保护区的草原上,植物个体常呈不均匀分布,这体现了群落水平结构的主要特征是 。为了研究火烧法对植被的影响,科研人员采用样方法进行调查,群落结构越复杂,样方面积应越 。
(3)为了研究坡鹿粪便对保护区土壤动物类群丰富度的影响,科研人员用吸虫器采集土壤样方中的动物后,常选用 溶液固定保存。蚯蚓、蜈蚣等一些土壤动物可以作为中药材,这体现了生物多样性的 价值。
(4)研究保护区内动物的食物结构,常用的方法有直接观察法、胃容物分析法、粪便分析法。若调查湖泊下层鱼类的食性,在上述方法中优先选用 。对于食性庞杂的鱼类,可检测其所在水域中不同营养级生物体内稳定性同位素15N含量,从而判断该鱼类在生态系统中的营养地位,其依据的生态学原理是 。
(5)科研人员在野外调查的基础上绘制了保护区食物网,部分结构如图2所示。相关叙述错误的有 (填序号)。
①该图没有显示的生态系统成分是分解者
②动植物之间的营养关系主要包括种间关系和种内关系
③有的食虫鸟在相应食物链上为三级消费者、第四营养级
④采用标记重捕法可以精确掌握保护区坡鹿的种群密度
6.(2024·重庆·高考真题)热带雨林是陆地生态系统中生物多样性最丰富的森林类型之一。
(1)用于区别不同群落的重要特征是 。热带雨林独特的群落结构特征有 (答一点)。
(2)群落的丰富度可用样方法进行测定,取样面积要基本能够体现出群落中所有植物的种类(即最小取样面积)。热带雨林的最小取样面积应 (填“大于”“等于”或“小于”)北方针叶林。
(3)研究发现,热带雨林优势树种通过“同种负密度制约”促进物种共存,维持极高的生物多样性。
①题图所示为优势树种的“同种负密度制约”现象,对产生这种现象的合理解释是 (填选项)。
a.母树附近光照不足,影响了幼苗存活
b.母树附近土壤中专一性致病菌更丰富,导致幼苗死亡率上升
c.母树附近其幼苗密度过高时,释放化学信息影响幼苗的存活率
d.母树附近捕食者对种子的选择性取食强度加大,降低了种子成为幼苗的概率
e.母树附近凋落叶阻止了幼苗对土壤中水分和养分的吸收,降低了幼苗的存活率
A.abd B.ace C.bcd D.cde
②“同种负密度制约”维持热带雨林极高生物多样性的原因是 。
(4)热带雨林是“水库、粮库、钱库、碳库”,这一观点体现了生物多样性的 价值。
7.(2024·贵州·高考真题)贵州地势西高东低,地形复杂、地貌多样,孕育着森林、湿地、高山草甸等多种多样的生态系统。回答下列问题。
(1)若随海拔的升高,生态系统的类型发生相应改变,导致这种改变的非生物因素主要是 。在一个生态系统中,影响种群密度的直接因素有 。
(2)除了非生物环境外,不同生态系统的差别是群落的 不同(答出2点即可)。在不同的群落中,由于地形变化、土壤湿度的差异等,不同种群呈镶嵌分布,这属于群落的 结构。
(3)一般情况下,与非交错区相比,两种生态系统交错区物种之间的竞争 (选填“较强”或“较弱”),原因是 。
8.(2024·江西·高考真题)福寿螺是一种外来入侵物种,因其食性广泛、繁殖力强,给输入地的生态系统造成不利影响。回答下列问题:
(1)某稻田生态系统中,福寿螺以水稻为食,鸭以福寿螺为食。上述生物组成的食物链中,消费者是 。
(2)研究人员统计发现,福寿螺入侵某生态系统后,种群数量呈指数增长。从食物和天敌的角度分析,其原因是 。
(3)物种多样性与群落内物种的丰富度和均匀度相关(均匀度指群落内物种个体数目分配的均匀程度。一定条件下,物种均匀度提高,多样性也会提高)。研究人员统计了福寿螺入侵某湿地生态系统前后,群落中各科植物的种类及占比(见表)。分析表中的数据可发现,福寿螺的入侵使得该群落中植物的物种多样性 ,判断依据是 。
入侵前
入侵后
科
物种数目(种)
各物种的个体数量占比范围(%)
物种数目(种)
各物种的个体数量占比范围(%)
甲
10
4.6~4.8
8
1.1~1.8
乙
9
3.1~3.3
7
1.8~2.5
丙
5
3.1~3.3
4
3.0~3.2
丁
3
2.7~2.8
3
19.2~22.8
总个体数(个):2530
总个体数(个):2550
(4)通过“稻鸭共育”技术在稻田中引入鸭防治福寿螺的危害,属于 防治。为了验证“稻鸭共育”技术防治福寿螺的效果,研究人员在引入鸭之前,投放了一定数量的幼龄、中龄和老龄福寿螺(占比分别为70%、20%和10%);引入鸭一段时间后,发现鸭对幼龄、中龄和老龄福寿螺的捕食率分别为95.2%、60.3%和1.2%,结果表明该技术能防治福寿螺危害。从种群年龄结构变化的角度分析,其原因是 。
9.(2024·北京·高考真题)花葵的花是两性花,在大陆上观察到只有昆虫为它传粉。在某个远离大陆的小岛上,研究者选择花葵集中分布的区域,在整个花期进行持续观察。
(1)小岛上的生物与非生物环境共同构成一个 。
(2)观察发现:有20种昆虫会进入花葵的花中,有3种鸟会将喙伸入花中,这些昆虫和鸟都与雌、雄蕊发生了接触(访花),其中鸟类访花频次明显多于昆虫;鸟类以花粉或花蜜作为补充食物。研究者随机选取若干健康生长的花葵花蕾分为两组,一组保持自然状态,一组用疏网屏蔽鸟类访花,统计相对传粉率(如图)。
结果说明 。由此可知,鸟和花葵的种间关系最可能是 。
A.原始合作 B.互利共生 C.种间竞争 D.寄生
(3)研究者增加了一组实验,将花葵花蕾进行套袋处理并统计传粉率。该实验的目的是探究 。
(4)该研究之所以能够揭示一些不常见的种间相互作用,是因为“小岛”在生态学研究中具有独特优势。“小岛”在进化研究中也有独特优势,正如达尔文在日记中写道:“……加拉帕戈斯群岛上物种的特征一直深深地触动影响着我。这些事实勾起了我所有的想法。”请写出“小岛”在进化研究中的主要优势 。
10.(2024·湖南·高考真题)土壤中的微生物数量与脲酶活性可反映土壤的肥力状况。为研究不同施肥方式对土壤微生物数量和脲酶活性的影响,试验分组如下:不施肥(CK)、有机肥(M)、化肥(NP)、麦秸还田(S)、有机肥+化肥(M+NP)、麦秸还田+化肥(S+NP),其中,NP中氮肥为尿素,麦秸未经处理直接还田,结果如图所示。回答下列问题:
(1)从生态系统组成成分分析,土壤中的微生物主要属于 ,施用的肥料属于 。M、NP和S三种施肥方式中,对土壤微生物数量影响最大的是 。
(2)研究还表明,与CK组相比,S组小麦产量差异不显著。据图a分析,其原因是 ;秸秆可用于生产畜禽饲料和食用菌,畜禽粪便和使用过的食用菌培养基用于还田,该利用方式能降低生态足迹的原因是 。
(3)下列说法错误的是 (填序号)。
①合理施肥可以提高氮的循环效率
②施肥可增加土壤微生物数量和脲酶活性
③为提高土壤肥力,短期内施用有机肥比化肥更有效
④施用有机肥时,松土可促进有氧呼吸
1.(2025·浙江温州·二模)针对湿地破坏的现象,湿地研究从合理地开发、利用转向保护现存湿地资源。科研人员在浙江某湿地开展了研究工作。回答下列问题:
(1)近年来,由于周边污染排放和渔民围网捕鱼,导致鱼的种类和数量减少,使得湿地中鱼的 多样性下降,优势种发生了改变,由此说明影响该群落演替的主要因素是 。
(2)通常采用 (方法)调查芦苇等植物的种群密度。获知2至3月优势种是草芦,4至6月是草芦和芦苇,7至11月是芦苇和酸模叶蓼,而冬季仅剩下少许禾本科植物,可以推测湿地在结构上具有明显的 。
(3)芦苇的茎秆富含 ,是优良的造纸原料。为提高芦苇产量,对芦苇部分能量流动情况进行研究,结果如图所示,其中字母表示测定的相应能量数值。图中甲表示 ,能量从芦苇到蝗虫的传递效率是 (用图中的字母来表示),若其数值明显小于10%,原因可能是 。
2.(2025·浙江·二模)德清县下渚湖国家湿地公园是朱鹮的主要栖息地。为了保护和繁育朱,德清县采取了多项措施。截至2023年,德清朱鹮种群数量已经达到761只,成为全国重要的人工繁育朱鹮种源基地之一。
(1)自然状态下,朱鹮种群的延续需要以一定的个体数量为基础,当朱鹮种群数量过少时,其可能会由于 等而衰退、消亡。
(2)朱鹮主要以鱼类为食,与朱鹮同生境中的黄鼬除了捕食鱼类外,也会盗食朱鹮的卵和幼鸟,说明黄鼬与朱鹮之间存在 关系。在繁殖期,未配对的雄性朱鹮会用喙拾起树枝或树叶向雌性朱鹮求偶,这属于信息传递中的 信息。根据朱鹮的生活习性和生态学意义,可将其一年划分为3个时期:繁殖期(2月~6月)、游荡期(7月~10月)、越冬期(迁移期,11月~次年1月)。在越冬期,决定朱鹮种群大小的主要的数量特征是 ,朱鹮适应性的生活习性是 的结果。
(3)为扩大朱鹮的栖息地,保护工作者进行了野化放归实验。数年后,通过鸣声识别的方法统计某野化放归群体的数量特征,如下图。
①鸣声识别统计的方法比标志重捕法具有 的优势。
②根据朱鹮的数量特征进行分析,图中显示: ,据此可以预计该群体的数量将保持增长。
③朱鹮主食鱼类,为了解朱鹮分布区鱼类能否满足朱鹮的需要,科研人员调查鱼类的种群密度,并据此估算出鱼类的 和朱鹮的 。
④有人建议可以将朱鹮扩大到全国多地进行野外放养,继续增加其数量,也有人反对盲目扩大朱鹮放养区。从生物与环境角度分析,在扩大朱鹮放养区时应考虑 (答出两点)。
3.(2024·浙江嘉兴·一模)禁渔十年,长江流域的鱼类资源和水质都有显著改善,但小部分水域由于富含N、P元素的污水流入,导致藻类大量繁殖,出现富营养化现象。研究人员拟采取投放鳙鱼的措施加以解决,并在某支流水库进行对照实验(如图)。
回答下列问题:
(1)禁渔十年,鱼类资源和水质都有改善,说明生态系统具有 能力。鳙鱼的投放能有效抑制富营养化的发生,一方面是因为鳙鱼以藻类为食,从而降低了水体中 数量;另一方面持续性捕捞鳙鱼成体,将水体中的 转移走。
(2)研究人员将捕获的各种鱼类在蒸馏水中饲养几天,以排空消化道残留物,然后检测组织的15N含量,并与铜锈环棱螺为基准比较,确定不同鱼的营养级。结果如表。
对象
15N相对值
营养级
A区域
B区域
A区域
B区域
鱤鱼
16.41
14.68
4.25
3.74
太湖新银鱼
15.22
14.45
3.53
2.80
鳙鱼
12.40
11.94
3.09
2.89
铜锈环棱螺
-
-
2
2
①蒸馏水中饲养几天后再测量组织15N含量,避免 对检测的影响。依据15N含量来确定鱼的营养级,说明相对于14N,15N (填“较难”或“较易”)排出体外。
②铜锈环棱螺属于 消费者,其他三种鱼的营养级非整数,说明 。
对象
15N相对值
营养级
A区域
B区域
A区域
B区域
鱤鱼
16.41
14.68
4.25
3.74
太湖新银鱼
15.22
14.45
3.53
2.80
鳙鱼
12.40
11.94
3.09
2.89
铜锈环棱螺
-
-
2
2
鱤鱼是实验水域的顶级肉食性鱼类,区域A与区域B鱤鱼的15N含量不同,可能原因有:不同水域水体15N含量不同;鱤鱼的 不同;鱤鱼的 不同。为获得某一水域鱤鱼15N含量,则需获得每个年龄段鱤鱼的15N平均含量和该水域鱤鱼的 。
4.(2024·浙江绍兴·模拟预测)上海崇明东滩自然保护区是在长江泥沙淤积作用下形成的滩涂滨海湿地。沼生植被繁茂,底栖动物丰富,海三棱藨草是其先锋种,其球茎是珍禽小天鹅和白头鹤等候鸟越冬的主要食物来源。回答下列问题:
(1)研究人员调查植物群落优势种,最合适的方法是 。崇明东滩湿地植被呈带状、斑块状分布,这种空间特点是 的体现。
(2)群落中各物种之间通过 相互作用联系在一起形成复杂的营养结构,在食物网中,小天鹅所属的主要环节为 ,决定其单位时间内种群数量变化最重要的依据是 。
(3)研究人员在保护区内设置了9个采样点,分布在北侧(S1-S3)、南侧(S4-S6)、东侧(S7-S9),探究海三棱照草种群特征的动态变化。研究发现,北侧和东侧群落结构比较单一,南侧物种多样性较高。下图是不同生境的海三棱藨草种群高度的部分统计数据,h<20cm为新生幼苗,20<h≤40cm为幼年植株,40<h≤60cmh为成年植株,h>60cm老年植株。
①对不同生境中海三棱藨草种群年龄结构的推测,合理的是 (单选)。
A.7月中旬,S3为稳定型 B.7月中旬,S9为衰退型
C.8月下旬,S1为增长型 D.8月下旬,S8为稳定型
②对8月下旬南侧海三棱藨草种群长势分析,不合理的是 (单选)。
A.南侧种群植株高度最低
B.南侧种群植株具有竞争优势
C.南侧种间竞争最激烈
D.环境胁迫对南侧种群增长阻力最大
(4)20世纪90年代,崇明东滩曾引入外来物种互花米草用于固滩护堤。然而,互花米草繁殖能力极强,兼具耐盐性,对当地生态系统造成了一定的破坏。为了修复该湿地生态系统,根据物种在群落中的 差异,适时补种芦苇进行生物替代,以加快群落的 演替速度。请评价上述治理方法的优点 。
5.(2024·浙江·二模)横断山区是我国重要的天然林区,植物种类繁多,在不同海拔高度分布着不同植被类群,从热带植物、亚热带植物一直到高山寒温带的植物都可以见到。下表是研究人员对某一海拔区域内温带森林群落中鸟类分层情况的研究结果。回答下列问题:
植物分层
鸟种
活动情况
树冠层
一种雀鸟
以高大乔木的种子为食
下木层
煤山雀、黄腰柳莺、橙红鹤等
营巢
草本层
血雉、白尾梢虹雉等
以种子、幼嫩植物体、苔藓或昆虫为食
(1)温带森林群落中乔木、灌木和草本等不同 的植物配置在不同高度上,形成了群落的垂直结构,这种分层现象的意义是 。
(2)不同鸟类的分层现象与 、栖息场所有关。同一层次的鸟类会发生 以缓解竞争。为了解血雉、白尾梢虹雉是否发生上述现象,除表格中内容外,还可对两种鸟的 (写2个调查指标)进行调查。
(3)森林生态系统中生产者到植食动物的能量传递效率比植食动物到肉食动物的能量传递效率低,原因是净初级生产量中大部分 。热带森林与寒带森林相比,后者土壤中有机碳储量高,对此现象可提出合理假设进行解释:假设1.热带森林中分解者分解能力强;假设2. 。
(4)一段时期横断山区刀耕火种、垦荒造田十分盛行,给当地造成水土流失、 等生态问题。
6.(2024·浙江绍兴·一模)中国是世界上草原资源最丰富的国家之一,放牧是草原生态系统的主要利用方式。某自然保护区草原生态系统经过长期封育后,研究人员引入羊群进行放牧,并对中度放牧前后该草原植被的生态位重叠指数和物种多样性进行调查,结果如图。回答下列问题:
(1)食草动物可以通过 和 信息来搜寻和辨别食物。从物质循环的角度分析牧草参与碳循环的主要途径有光合作用、呼吸作用,还有 和 ,引入的羊群能加快生态系统物质循环的原因是 。
(2)草原上的植被在水平方向上表现出复杂的斑块性和镶嵌性,这是群落 的一种表现。为了研究放牧对植被的影响,科研人员采用样方法进行调查,群落结构越复杂,样方面积应越 。据图分析,中度放牧使草原植被的物种多样性 ,种群间的竞争强度 。
(3)为了研究动物粪便对保护区土壤动物类群丰富度的影响,科研人员用吸虫器采集土壤样方中的动物后,常选用 溶液固定保存。蚯蚓、蜈蚣等一些土壤动物可以作为中药材,这体现了生物多样性的 价值。
7.(2024·浙江衢州·模拟预测)神农架作为全球生物多样性保护永久示范基地,生物多样性保护工作极为重要。回答下列问题:
(1)神农架的森林覆盖率为91.16%,红桦、华山松、巴山冷杉等高大乔木耸立其中,在群落中占优势地位,对群落的结构和 起决定性作用。神农架积极开发林下经济,如种植林下草药、菌菇等,这体现了群落的 结构。同时神农架开展林蜂养殖业,全域有566种蜜源植物,它们散发的芳香会吸引蜜蜂前来采蜜,这利用了生态系统中的 信息传递,也体现了信息传递具有 的功能。
(2)神农架金丝猴是国家一级保护动物,保护金丝猴的最有效措施是 。近日科研人员对神农架金丝猴进行了最新的种群数量调查,通过采集粪便,并对粪便中肠壁细胞DNA的提取分析,可进行个体识别,这体现了生物多样性中的 多样性。经过精密测定,神农架金丝猴共有11个种群,1618只,这些金丝猴被分为11个种群的依据是 。金丝猴同化的能量没有全部用于自身的生长、发育和繁殖,原因是 。
(3)神农架生态系统含有丰富的土壤有机碳,其主要来源是 。自然界的碳最多以 的形式存在。
8.(2024·浙江台州·一模)土壤培肥是提高土壤肥力的最直接途径,也是沙化草地进行生态恢复的关键措施之一、回答下列问题:
(1)过度放牧会使草原退化甚至沙化,这是因为生态系统的 能力是有限的,当草地生态系统受到自然或人为因素干扰,不能通过这种能力消除影响时,生态平衡就会被打破,从而发生 演替。生态位有重叠的草原动物可以通过 (答出两点即可)等生态位分化方式降低竞争强度,从而实现共存。
(2)调查发现,沙化地区风沙较大,优势植物是树冠低矮、根系发达的灌木,请结合灌木的特点解释其适应沙化环境的原因 。
(3)为探究不同培肥模式对沙化草地土壤改良与植被恢复的影响,进行了相关的实验。
①思路:设置施用无机肥(N)、有机肥(O)、有机肥+无机肥配施(NO),以不施肥为对照(CK),分析不同培肥模式下土壤pH、土壤有机质及地上植被盖度和生物量的变化特征,以筛选适宜的培肥模式。
②方法:在每年生长季前期对各个实验区进行不同模式的培肥,两年后在每个实验区
选取样方,齐地面剪取植被地上部分, 后称量计算地上生物量。采集土壤样品进行一定处理后,用于测定土壤pH、土壤有机质含量等。
③结果:不同培肥处理对沙化草地土壤pH、土壤有机质及植被盖度和地上生物量的影响如图甲、乙、丙所示。
④分析:根据实验结果,施用无机肥能提高 ,但会导致土壤 ,配施有机肥有减缓作用。基于以上实验结果,为进一步优化培肥模式,提高沙化草地生态修复效率,可进行的研究方向是 。
9.(2024·浙江湖州·一模)在草原退耕还草生态修复工程中,调查统计时常将植物分为两类:一二年生植物、多年生植物。研究发现弃耕5年时,一二年生植物所占比例较大;15年时,多年生植物开始增多;20年时,多年生植物比例显著增加。其中一二年生植物生物量与丰富度指数如下表所示。回答下列问题:
样地
样地1
(5年)
样地2
(15年)
样地3
(20年)
样地4
(CK)
植物生物量(g/m2)
28
58
19
10
植物丰富度指数
3.75
2.6
1.5
2.5
(注:CK为天然草场)
(1)某科研团队采用“空间代替时间”的调查方法,选取3个弃耕时间不同的样地,该方法的优势是 。采用样方法调查样地植被时,取样的关键是 和样方大小要合适。
(2)植被的修复是恢复被破坏生态系统的关键环节,该团队着重调查样地植被的情况,从植物在生态系统中的功能分析,其原因是 。
(3)据表分析,四个样地中,样地 最可能是顶极群落,其特征是与 处于平衡状态。样地1中一二年生植物由于具有 特点,在弃耕初期占据优势。与样地1相比,样地2一二年生植物丰富度指数下降,生物量有所上升,这两项指标变化的原因是 。
(4)弃耕20年后,植物在垂直方向上的分层现象逐渐复杂,这将显著提高 。不同生物种群分别占据了草原的不同空间,形成了草原群落的 。
10.(2024·浙江宁波·一模)不合理放牧是造成高寒草甸草原退化的重要因素,科研人员就放牧强度对青藏高原高寒草甸植物群落物种多样性和生物量的影响进行深入研究,相关结果如图所示。
回答下列问题:
(1)调查植被时发现,不同地段上往往分布着不同的种群,同一地段上的种群常呈镶嵌分布,这体现了群落的 结构,形成该结构的原因可能是 。
(2)图甲表明,相较于禁牧, 的物种丰富度指数最大。出现这种情况的可能原因是家畜优先采食生长较高的禾本科牧草,而不被家畜所喜爱的植物随之增多,提高了群落的物种多样性,使得群落的 更加复杂。该放牧强度能充分发挥资源的生产潜力,达到经济效益和 的同步发展。
(3)研究植物地上、地下生物量是研究 循环的关键环节,通过对青藏高原的碳现状进行评估,该地已经达到了碳中和。研究表明,中牧组的地上生物量高于轻牧组,其原因可能是 。中牧组的地下生物量最大,推测植物对适度放牧的适应机制是当植物的叶片受损时,其光合作用能力会受到影响,植物会 ,以确保其生存和恢复能力。
(4)由研究结果可知,高寒草甸草原实现持续发展可采用 放牧强度。该结论不能直接用于其他草原,原因是随着海拔的升高,生态系统的类型会发生相应改变,导致这种改变的非生物因素主要是 。
1
学科网(北京)股份有限公司
$$
大题05 生态专练
一、生态系统的结构
1、组成成分:包括无机物、有机物、气候、能源、生产者、消费者和分解者。
2、营养结构:食物链和食物网是生态系统的营养结构。食物链中由于能量逐级递减,通常只有四五个环节。食物网越复杂,生态系统抵抗外力干扰的能力就越强;反之,生态系统就越容易发生波动和破坏。
二、能量流动和物质循环
1、能量流动:起点是生产者固定太阳能,流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量。能量流动是单向的、不循环的,且逐级递减,传递效率为10% - 20%。
2、物质循环:以碳循环为例,碳在生物群落和无机环境之间主要以二氧化碳的形式循环,在生物群落内部以含碳有机物的形式传递。
三、生态系统的稳态及其调节
1、生态系统的稳态:生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。
2、稳态的调节:主要通过负反馈调节来实现,它能使生态系统达到和保持相对稳定。如害虫增加时食虫鸟也会增多,从而抑制害虫种群的增长。
四、生物放大
有害物质等通过食物链逐级积累和浓缩,在生物体内高度富集,导致危害的现象。生物营养级越高,受害越严峻。
五、生态环境保护
包括生物多样性的保护,涉及基因、物种、生态系统三个层次;以及全球性生态环境问题,如温室效应、酸雨、臭氧层破坏等,其主要污染物分别是二氧化碳、二氧化硫、氟利昂。
1.(2025·浙江·高考真题)浙江某地古杨梅复合种养系统以杨梅栽培为核心,在杨梅林中适度混载茶树,放养鸡、蜜蜂等生物,这种可持续发展的复合种养模式,是重要的农业文化遗产。回答下列问题:
(1)杨梅林中搭配种植茶树,使群落水平方向上出现 现象,让这两种经济树种在同群落中实现 ,达到共存。
(2)林中养蜂能促进植物的授粉与结实。蜜蜂之间借助“舞蹈”相互交流,这种方式传递的信息属于 。林下养鸡有助于除草、除虫,鸡粪可为系统提供肥料,但鸡的最大放养量不宜超过 。从能量流动角度分析,鸡吃昆虫与吃相同质量的杂草相比,消耗该生态系统生产者的 更多,原因是 。
(3)杨梅复合种养系统与单一杨梅林相比,可获得杨梅、茶叶、鸡和蜂蜜等更多农产品。从物质循环角度分析,复合种养系统实现了 。从能量流动角度分析,复合种养系统的意义有 (答出2点即可)。
【答案】(1) 镶嵌分布 生态位分化
(2) 行为信息 环境容纳量/K值 用于生长发育、繁殖的能量(净初级生产量) 能量逐级递减,食物链环节越多消耗的能量越多
(3) 资源多层次和循环利用 提高系统对光能的利用率,使能量更多流向对人类有益的部分
【分析】群落的垂直结构指群落在垂直方面的配置状态,其最显著的特征是分层现象,即在垂直方向分成许多层次的现象。群落的水平结构指群落的水平配置状况或水平格局,其主要表现特征是镶嵌性。
【详解】(1)杨梅林中搭配种植茶树,使群落水平方向上出现镶嵌分布现象,让这两种经济树种在同群落中实现生态位位的分化,减弱竞争,达到共存。
(2)林中养蜂能促进植物的授粉与结实。蜜蜂之间借助“舞蹈”相互交流,这种方式传递的信息属于行为信息。林下养鸡有助于除草、除虫,鸡粪可为系统提供肥料,但鸡的最大放养量不宜超过环境容纳量。生产者同化量中的能量一部分呼吸作用消耗了,一部分流向下一营养级,而鸡吃昆虫与吃相同质量的杂草相比,消耗该生态系统生产者的用于生长发育、繁殖的能量更多,原因是能量逐级递减,食物链环节越多消耗的能量越多。
(3)杨梅复合种养系统与单一杨梅林相比,可获得杨梅、茶叶、鸡和蜂蜜等更多农产品。从物质循环角度分析,复合种养系统实现了资源多层次和循环利用。从能量流动角度分析,复合种养系统提高系统对光能的利用率,使能量更多流向对人类有益的部分。
2.(2024·浙江·高考真题)内蒙古草原是我国重要的天然牧场,在畜牧业生产中占有重要的地位。回答下列问题:
(1)调查发现某草原群落中贝加尔针茅生活力强、个体数量多和生物量 ,据此判定贝加尔针茅是该群落中占优势的物种,影响其他物种的生存和繁殖,对群落的 和功能起决定性的作用。
(2)为探究草原放牧强度和氮素施加量对草原群落的影响,进行了相应实验。
①思路:设置不同水平的氮素添加组,每个氮素水平都设置 处理,一段时间后对群落的物种丰富度、功能特征等指标进行检测。其中植物物种丰富度的调查常采用 法。
②结果:植物的物种丰富度结果如图所示。
③分析:结果表明,不同水平的氮素添加组之间植物的物种丰富度 。过度放牧会导致植物的物种丰富度 ,引起这种变化的原因是过度放牧使适口性好的植物先被家畜采食,使其与适口性 的植物竞争资源时容易处于劣势。
(3)秉承可持续发展理念,既要保护草场资源,又要肉、奶高产,保证牧民经济效益,根据逻辑斯谛增长(“S”形增长)原理,牧民应将牛羊种群数量维持在 水平。
【答案】(1) 大 结构
(2) 不同程度的放牧强度 样方 基本相同 减小 差
(3)接近且不超过K值
【分析】【关键能力】
(1)信息获取与加工
题干关键信息
所学知识
信息加工
贝加尔针茅是该群落中占优势的物种
优势种,应该具有生活力强、个体数量多和生物量大的特点,对群落的结构和功能起决定性的作用
贝加尔针茅生物量大,对其所在的群落的结构和功能起决定性的作用
据图可知,该实验的自变量是放牧强度和氮素施加量,因变量是丰富度相对量
自变量是人为改变的量,因变量是随自变量改变而改变的量,实验过程应保证无关变量相同且适宜
不同水平的氮素添加组之间植物的物种丰富度基本相同,但高放牧强度下物种丰富度相对量远小于不放牧对照,说明过度放牧会导致植物的物种丰富度减小
(2)逻辑推理与论证:
【详解】(1)优势种是指对群落的结构和内部环境的形成有明显决定作用的物种。贝加尔针茅作为优势种,应该具有生活力强、个体数量多和生物量大,对群落的结构和功能起决定性的作用。
(2)本实验的实验目的是探究草原放牧强度和氮素施加量对草原群落的影响,自变量是放牧强度和氮素施加量,检测指标是丰富度相对量。据图所示,设置不同水平的氮素添加组,每个氮素水平都设置不同程度的放牧强度处理。
植物物种丰富度的调查常采用样方法。
图示结果表明,不同水平的氮素添加组之间植物的物种丰富度基本相同。据图所示,高放牧强度下物种丰富度相对量远小于不放牧对照,说明过度放牧会导致植物的物种丰富度减小。由于过度放牧使适口性好的植物先被家畜采食,使其与适口性差的植物竞争资源时容易处于劣势。
(3)既要保护草场资源,又要肉、奶高产,肉、蛋、奶的高产不等于家畜数量的高产,应将家畜种群数量维持在接近且不超过K值水平。
3.(2024·浙江·高考真题)不经意间观察到一些自然现象,细究之下,其实有内在的逻辑。回答下列问题:
(1)随着春天的来临,内蒙古草原绿意渐浓,久违的动物们纷纷现身,这种场景的出现体现了生态系统的 功能;成群的牛、羊一起在草原上觅食,他们之间虽然食性相似但是竞争不明显,可以用 来解释;草原群落的演替结果在几年内并不容易观察到,其原因是:植物每年的生长季短,且常遭食草动物啃食,导致 不易。近年来,随着生物多样性保护理念的不断深入,人们不再主动猎狼,但狼也只是偶见于内蒙古草原地区。从狼在食物链中所处营养级的角度分析,他无法在牧区立足的原因有 。为了畜牧业的兴旺,牧民们对草原生态系统进行一定的干预,例如对牛羊取食之余牧草及时收割、打包,从生态系统功能的角度分析,这项干预措施的意义有 。
(2)学者在野外考察中发现了一些现象,生活在寒冷地带的木本植物,多数体表颜色较深,如叶为墨绿色,茎或枝条为黑褐色;而生活在炎热地带的木本植物,往往体表颜色较浅,如叶为浅绿色,茎或枝条为浅绿色。有些学者对此现象的解释是:在寒冷环境下,深色体表的植物能吸收较多的太阳能,有利于维持细胞内酶的活性。
Ⅰ.某同学设计了实验方案以验证学者们的解释是否正确。在①②④各环节的选项中,分别选择1-2项,填入方案中的空格,完善一套实验方案,使之简单,可行。
①实验材料或器材的选择预处理: ;
A.两组等容量的烧杯,烧杯内盛满水
B.两种生长状态类似且体表颜色深浅有明显差异的灌木
C.一组烧杯的外壁均涂上油漆,另一组不涂
D.所有植物根植于相同条件的土壤中
②选定正确的监测指标: ;
A.植物生物量的增加值 B.温度
C.植物根长的增加值 D.植物高度的增加值
③实验处理和过程:仿照寒冷地带的自然光照条件,将两组材料置于低温条件下(4℃),每次光照5小时。记录处理前后指标的量值。实验重复3次。
④预测实验结果和得出实验结论。若 ,则学者们的说法成立;否则无法成立。
A.深色组水体的温度值高于浅色组
B.深色组植物体表的温度值高于浅色组
C.深色组植物高度的增加值大于浅色组
D.深色组与浅色组测得的指标差异显著
Ⅱ.上述实验环节中,选定此监测指标的理由是:ⅰ ,ⅱ监测便捷。
Ⅲ.结合本实验的研究结果,植物吸收的太阳能既能用于 ,又能用于 。
Ⅳ.基于本实验,为了让耐寒性较弱的行道树安全越冬,可采取的合理有效措施有 (答出一点即可)。
【答案】(1) 信息传递 生态位分化 优势种替代 捕获第二营养级生物不易;能利用的生物量不足 使能量更多地流向对人类有益的方向
(2) AC(BD) B AD(BD) 能反映植物吸收能量 光合作用 植物体温度的维持 覆盖较深颜色的薄膜
【分析】1、生态系统是指一定空间和时间内,由群落和非生物环境构成的一个生态学功能系统。物质循环、信息传递和能量流动是生态系统的三大基本功能。
2、自然群落中,生态位有重叠的物种会发生生态位分化。当两个物种的生态位有重叠时,往往通过自然选择作用使各自的生态位发生变化,从而减少或排除竞争,使得它们共同生存下来,这种现象称为生态位分化。
【详解】(1)①物质循环、信息传递和能量流动是生态系统的三大基本功能,春天的来临,内蒙古草原绿意渐浓,久违的动物们纷纷现身,这种场景的出现体现了生态系统的信息传递功能。
②当两个物种的生态位有重叠时,往往通过自然选择作用使各自的生态位发生变化,从而减少或排除竞争,使得它们共同生存下来,这种现象称为生态位分化,因此可以用生态位分化来解释成群的牛、羊一起在草原上觅食,他们之间虽然食性相似但是竞争不明显的现象。
③在草原生态系统,由于植物常遭食草动物的啃食,导致物种取代不容易发生,从而导致演替在短时间内不明显。
④能量传递的特点是逐级递减,由于狼所处的营养级高,则归属该营养级的能量少,该营养级的个体数量相对较少,因此即使人们不再主动猎狼,但狼也只是偶见于内蒙古草原地区。
⑤从生态系统能量流动的功能解释,对牛羊取食之余牧草及时收割、打包,可以使能量更多地流向对人类有意的方向。
(2)① 要验证在寒冷环境下,深色体表的植物能吸收较多的太阳能,该实验自变量是颜色深浅,因变量是吸收能量值。要达到上述实验目的,既可以选择生物材料,也可以选择非生物材料。因此第①空可以选AC,也可以选BD。
②检测指标必须要能从实验设计的角度出发,反映实验目的,不能单纯从操作便捷角度考虑,况且便捷的角度,题干中已经有所反映,不能再从此角度作答。选定温度作为监测指标,一方面是温度值能反映植物吸收能最值的高低,另一方面是检测便捷,因此第②空选B。
④因 鉴于第Ⅰ小问第①空的答案有两种选择,第④小问也有两种,分别与第①小问对应,若第①小问选择生物材料即BD,则第④小问也应监测生物指标,即B,若第①小问选择非生物材料即AC,则第④小问也应监测非生物指标,即A,此外,深色浅色两组结果应有显著性差异,方能证明学者们说法成立,因此第④小问无论指标选择哪种,答案都还应有D。
上述实验环节中,选定此监测指标的理由是:一方面是温度值能反映植物吸收能最值的高低,另一方面是检测便捷。
结合本实验的研究结果,植物吸收的太阳能可以用于光合作用。植物吸收的太阳能又能用于维持植物体的温度,保证酶的活性。
基于本实验,为了让耐寒性较弱的行道树安全越冬,可采取的合理有效措施有覆盖较深颜色的薄膜,可以提高植物对太阳能的吸收。
4.(2023·浙江·高考真题)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 ;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 。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 。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 。
(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 和能量流动;在稻田里施无机肥,是干预了系统 过程。
(3)热带雨林是陆地上非常高大、茂密的生态系统,物种之丰富、结构之复杂在所有生态系统类型中极为罕见。如果仅从群落垂直结构的角度审视,“结构复杂”具体表现在 。雨林中动物种类丰富,但每种动物的个体数不多,从能量流动的角度分析该事实存在的原因是 。
【答案】(1) 大幅增加 多年生植物 降水量 变小
(2) 物种组成(生物种类) 物质循环
(3) 空间高,分层多且复杂 生产者固定的能量通过多种途径流向消费者,每个途径获得的少
【分析】1、群落演替是指 一个群落被另一个群落替代的过程,该过程中会发生优势种的取代。
2、一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位。群落中的每种生物都占据着相对稳定的生态位,有利于不同生物充分利用环境资源,是群落中物种之间及生物与环境之间协同进化的结果。
【详解】(1)分析题意可知,杀虫剂Q是难以降解的物质,图中的草本植物→食草动物→食肉动物是一条食物链,结合图中数据可知,随着食物链中营养级的递增,Q的含量逐级积累;与一年生植物相比,多年生植物从土壤中吸收的Q更多,故Q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 降水量。生态位是指群落中某个物种在时间和空间上的位置及其与其他相关物种之间的功能关系,它表示物种在群落中所处的地位、作用和重要性,该演替过程中,草原中的优势种所占据生态位将逐渐减小。
(2)运用物质循环规律可以帮助人们合理地调整生态系统的物质循环和能量流动,使物质中的能量更多地流向对人类有益的方向,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种组成(生物种类)和能量流动过程;生态系统的分解者能够将有机物分解为无机物,若在稻田里施无机肥,则减少了微生物分解的作用过程,实际上是干预了系统的物质循环过程。
(3)群落中乔木、灌木和草本等不同生长型的植物分别配置在群落的不同高度上,形成了群落的垂直结构,如果仅从群落垂直结构的角度审视,“结构复杂”具体表现在其空间高,分层多且复杂,如热带雨林中的乔木层和灌木层还可再分为 2~3 个层次;生产者固定的能量通过多种途径流向消费者,每个途径获得的少,所以每种动物的个体数不多。
5.(2023·浙江·高考真题)2021年,栖居在我国西双版纳的一群亚洲象有过一段北迁的历程。时隔一年多的2022年12月,又有一群亚洲象开启了新的旅程,沿途穿越了森林及农田等一系列生态系统,再次引起人们的关注。回答下列问题:
(1)植物通常是生态系统中的生产者,供养着众多的 和分解者。亚洲象取食草本植物,既从植物中获取物质和能量,也有利于植物 的传播。亚洲象在食草的食物链中位于第 营养级。
(2)亚洲象经过一片玉米地,采食了部分玉米,对该农田群落结构而言,最易改变的是群落的 结构;对该玉米地生物多样性的影响是降低了 多样性。这块经亚洲象采食的玉米地,若退耕后自然演替成森林群落,这种群落演替类型称为 演替。
(3)与森林相比,玉米地的抗干扰能力弱、维护系统稳定的能力差,下列各项中属于其原因的是哪几项?__________
A.物种丰富度低 B.结构简单 C.功能薄弱 D.气候多变
(4)亚洲象常年的栖息地热带雨林,植物生长茂盛,凋落物多,但土壤中有机质含量低。土壤中有机质含量低的原因是:在雨林高温、高湿的环境条件下, 。
【答案】(1) 消费者 繁殖体 二
(2) 水平 遗传 次生
(3)ABC
(4)分解者将有机物快速分解为无机物
【分析】1、群落的垂直结构指群落在垂直方面的配置状态,其最显著的特征是成层现象,即在垂直方向分成许多层次的现象。群落的水平结构指群落的水平配置状况或水平格局,其主要表现特征是镶嵌性。
2、群落演替的类型:初生演替是指一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被,但是被彻底消灭了的地方发生的演替;次生演替是指原来有的植被虽然已经不存在,但是原来有的土壤基本保留,甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。
3、生物多样性的三个层次:遗传的多样性、物种的多样性、生态系统的多样性。
【详解】(1)生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量,生产者、消费者和分解者,植物通常是生态系统中的生产者,供养着众多的消费者和分解者。动物既从植物中获取物质和能量,也有利于植物繁殖体的传播。亚洲象食草的食物链中,亚洲象属于初级消费者,位于第二营养级。
(2)亚洲象采食了部分玉米,最易改变的是群落的水平结构;生物多样性包括三个层次:遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性,其中部分玉米被取食,降低了遗传多样性。退耕后仍保留原有土壤条件及繁殖体,这种群落演替类型称为次生演替。
(3)ABC、与森林相比,玉米地的物种丰富度低,结构简单,功能薄弱,抵抗力稳定性弱,即抗干扰能力弱、维护系统稳定的能力差,ABC正确;
D、气候与生态系统抵抗力稳定性无关,D错误。
故选ABC。
(4)在雨林高温、高湿的环境条件下,分解者将有机物快速分解为无机物,故土壤中有机质含量低。
6.(2022·浙江·高考真题)科研小组在一个森林生态系统中开展了研究工作。回答下列问题:
(1)对某种鼠进行标志重捕,其主要目的是研究该鼠的 。同时对适量的捕获个体进行年龄鉴定,可绘制该种群的 图形。
(2)在不同季节调查森林群落的 与季相的变化状况,可以研究该群落的 结构。
(3)在不考虑死亡和异养生物利用的情况下,采取适宜的方法测算所有植物的干重(g/m2),此项数值称为生产者的 。观测此项数值在每隔一段时间的重复测算中是否相对稳定,可作为判断该森林群落是否演替到 阶段的依据之一。利用前后两次的此项数值以及同期测算的植物呼吸消耗量,计算出该时期的 。
【答案】(1) 种群密度 年龄金字塔
(2) 组成 时间
(3) 生物量 顶极群落 总初级生产量
【分析】1、种群密度的调查方法:样方法、标志重捕法等。
2、群落的结构包括:垂直结构、水平结构和时间结构。
3、初级生产量是指绿色植物通过光合作用所制造的有机物质或所固定的能量。在初级生产量中,有一部分是被植物的呼吸(R)消耗掉了,剩下的才用于植 物的生长和繁殖,这就是净初级生产量(NP),而把包括呼吸消耗在内的全部生产量称为总初级生产量(GP)。生物量实际上就是净生产量在某一调查时刻前的积累量。
【详解】(1)标志重捕法是研究种群密度的方法之一,适用于鼠这种活动能力强的较大型动物。通过对捕获个体进行年龄鉴定,可以绘制种群的年龄金字塔图形。
(2)群落的时间结构是指群落的组成和外貌随时间(昼夜变化、季节变化)而发生有规律的变化,季相就是植物在不同季节表现的外貌。
(3)生产量在某一调查时刻前的积累量,就是生物量,故测得所有植物的干重即为生产者的生物量。群落演替达到平衡状态,生物量不发生增减就可称为顶极群落。单位时间内的净初级生产量加上植物的呼吸消耗量就是总初级生产量。
1.(2024·广西·高考真题)紫茎泽兰原产于美洲,是我国西南地区常见入侵植物,常在入地草本层成为单一优势种,给农林牧业带来经济损失。回答下列问题:
(1)紫茎泽兰入侵后,最终会使生物多样性 。
(2)已知甲、乙和丙皆为本土陆生草本植物,且株高等性状与紫茎泽兰相似。图(a)为4种植物的生态位关系,由此可知紫茎泽兰入侵后对 植物影响最大,原因是: ;图(b)为上述4种植物的分布区域,其中2种植物分布已注明,若要采集甲和丙植物,最可能分别在 和 生境采集到。
(3)相比原产地,入侵后紫茎泽兰改变了叶片中氮元素的分配模式,具体情况见下表。从种间关系角度分析,入侵地紫茎泽兰减少用于防御的氮含量的原因是: 。
氮元素含量的相关指标(mg·m-2)
原产地
入侵地
叶片细胞壁中防御化合物的氮含量
116.25
44.10
叶绿体中的氮含量
712.5
793.8
叶片总氮含量
1253.00
1255.00
(4)利用农药进行化学防控是控制紫茎泽兰扩散的一种方法,该方法的弊端有 (至少答2点)。
【答案】(1)下降(破坏、下降)
(2) 丙 丙资源状态与紫茎泽兰重叠最大,竞争最激烈 A B
(3)缺少天敌捕食
(4)农药对本地植物尤其是草本植物造成伤害,对环境造成污染
【分析】生态位指一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等。 不同物种生态位不同,如紫茎泽兰与丙植物生态位重叠多,就意味着它们在空间位置、资源利用等方面相似程度高,竞争激烈。生态位分化能使不同物种更好利用资源,减少竞争,有利于群落稳定与物种共存。
【详解】(1)紫茎泽兰是入侵植物,常在入侵地草本层成为单一优势种,会排挤其他植物,导致其他植物种类减少,从而使生物多样性降低。
(2)从图(a)生态位关系可知,紫茎泽兰与丙植物的生态位重叠最多,所以紫茎泽兰入侵后对丙植物影响最大。原因是生态位重叠越多,两种生物对资源的竞争越激烈,紫茎泽兰入侵后会与丙植物竞争相同的资源(如阳光、水分、养分、空间等),在竞争中丙植物处于劣势,从而受到的影响最大。观察图(b),乙植物分布在B区域,紫茎泽兰分布在C区域,而甲植物的生态位与紫茎泽兰差异较大,所以甲植物最可能在A生境采集到;丙植物与紫茎泽兰生态位重叠较多,且紫茎泽兰为入侵物钟竞争力较大,因此C生境很难生存,所以丙植物最可能在B生境采集到。
(3)入侵地紫茎泽兰减少用于防御的氮含量,是因为在入侵地紫茎泽兰成为单一优势种,缺少天敌捕食,不需要投入过多氮元素用于防御捕食者捕食,而可以将更多氮元素分配到叶绿体中,用于光合作用等生理过程,以促进自身生长和繁殖。
(4)利用农药进行化学防控控制紫茎泽兰扩散的弊端有:农药对本地植物尤其是草本植物造成伤害,对环境造成污染;农药可能会杀死紫茎泽兰的天敌等其他生物,破坏生态平衡;农药可能会在紫茎泽兰体内残留,通过食物链富集,影响其他生物甚至人类健康;长期使用农药,紫茎泽兰可能会产生抗药性,导致防控效果下降。
2.(2024·天津·高考真题)海洋生态系统的结构与功能研究对渔业资源管理具有指导意义。渤海十年间相关调查数据统计如下。
表1 渤海生态系统各营养级间的转换效率*(%)
营养级
十年前
当前
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
浮游植物
6.7
14.7
18.6
19.6
8.9
19.9
25.0
23.5
碎屑
7.2
15.4
18.8
19.7
6.8
21.3
24.5
23.9
转换效率为相邻两个营养级间生产量(用于生长、发育和繁殖的能量)的比值
(1)捕食食物链以浮游植物为起点,碎屑食物链以生物残体或碎屑为起点,两类食物链第Ⅱ营养级的生物分别属于生态系统的 和 。
(2)由表1可知,当前捕食食物链各营养级间的转换效率比十年前 ,表明渤海各营养级生物未被利用的和流向碎屑的能量 。
(3)“总初级生产量/总呼吸量”是表征生态系统成熟度的重要指标,数值越小,成熟度越高,数值趋向于1时,生态系统中没有多余的生产量可利用。据此,分析表2可知, 时期渤海生态系统成熟度较高,表示 减少,需采取相应管理措施恢复渔业资源。
表2 渤海生态系统特征[t/(km2·a)]
系统特征
十年前
当前
总初级生产量*
2636
1624
总呼吸量
260
186
*总初级生产量表征生产者通过光合作用固定的总能量
【答案】(1) 消费者 分解者
(2) 高 减少
(3) 当前 剩余生产量(或多余的生产量,或可利用生产量)
【分析】1、生态系统的结构包括四种组成成分(非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者)和营养结构(食物链和食物网)。
2、流入生态系统的总能量指生态系统里所有的生产者固定的能量, 能量在沿食物链传递的平均效率为10%~20%,即一个营养级中的能量只有10%~20%的能量被下一个营养级所利用。
【详解】(1)捕食食物链以浮游植物为起点,该类食物链第Ⅱ营养级的生物属于生态系统的消费者; 碎屑食物链以生物残体或碎屑为起点,该类食物链第Ⅱ营养级的生物属于生态系统的分解者。
(2)分析表1数据可知,当前捕食食物链各营养级间的转换效率比十年前高,即相邻两个营养级间用于生长、发育和繁殖的能量的比值更高,说明渤海各营养级生物未被利用的和流向碎屑的能量减少。
(3)分析表2数据可知,十年前生态系统成熟度=总初级生产量/总呼吸量= 2636÷260 = 10.14 ,当前生态系统成熟度= 1624÷186= 8.73,数值更小,所以当前时期渤海生态系统成熟度较高,表示生态系统中多余的生产量减少,需要采取相应管理措施恢复渔业资源。
3.(2024·福建·高考真题)珍稀濒危植物留坝槭为落叶乔木。为制定针对性的保护方案,科研人员调查了某留坝槭天然种群,发现少量留坝槭个体散生在总面积约17000m2的落叶阔叶林中,受其他植物遮阴的影响,成树长势不佳,仅7株成树可正常开花结果,且种子存在败育率高、萌发率低等问题。该种群年龄结构和各年龄阶段的死亡率统计结果如图所示。
注:树龄用胸径表示,幼苗(胸径<2.5cm);幼树(2.5cm≤胸径<12.5cm);成树(胸径≥12.5cm)。
回答下列问题:
(1)为准确掌握该地留坝槭的种群数量,采用的调查方法是 。
(2)该地留坝槭面临的主要生存压力来自种间竞争而非种内竞争,依据是 。
(3)据图分析,该留坝槭种群的年龄结构为 ,但种群处于衰退状态。从种群数量特征的角度分析,该种群衰退的原因是 。
(4)为提高该地留坝槭的种群数量,可采取的措施是 (答出2点)。
【答案】(1)逐个计数
(2)留坝槭种群密度小,种内竞争弱;受其他植物遮阴影响,在种间竞争中处于劣势
(3) 增长型 种子少且萌发率低导致出生率低,幼树向成树过渡阶段的死亡率高
(4)人工培育留坝槭幼苗后移栽到该地;适度采伐或修剪对留坝槭遮阴的植物
【分析】【关键能力】
(1)信息获取与加工
题干关键信息
所学知识
信息加工
种群数量调查方法
体型较大的生物种群,数量比较少,分布范围比较小时,可用逐个计数法调查种群数量
留坝槭为落叶乔木,现存数量较少,分布在总面积约17000m2的落叶阔叶林中,可逐个计数
影响种群数量的因素
种群数量大时,种内竞争激烈,种间生态位重叠度高的时候,种间竞争激烈
留坝槭现存数量较少,受其他植物遮阴的影响,成树长势不佳,在与其它植物的竞争中处于劣势
种群年龄结构及种群数量变化原因
根据幼年、中年及老年个体数量的关系,种群的年龄结构分为增长型、稳定型及衰退型
幼苗和幼树的个体数量相对较多,成树数量较少,成树可正常开花结果,且种子存在败育率高、萌发率低,种群处于衰退状态
提高种群数量措施
影响种群数量的因素有密度制约因素和非密度制约因素
造成种群衰退的原因是种子存在败育率高、萌发率低的情况,及受其他植物遮阴的影响,成树长势不佳。则可从造成种群数量衰退的原因的角度找措施
(2)逻辑推理与论证:
【详解】(1)为准确掌握该地留坝槭的种群数量,针对范围小,个体较大的种群采用的调查方法是逐个计数;
(2)由题意可知,留坝槭种群密度小,因此种内竞争弱;少量留坝槭个体散生在总面积约17000m2的落叶阔叶林中,受其他植物遮阴的影响,成树长势不佳,仅7株成树可正常开花结果,且种子存在败育率高、萌发率低等问题,由此可见,留坝槭种群受其他植物遮阴影响,在种间竞争中处于劣势。因此可判断该地留坝槭面临的主要生存压力来自种间竞争而非种内竞争。
(3)从图中可以看出,幼苗和幼树的个体数量相对较多,成树数量较少,这种年龄结构属于增长型;种群衰退的原因从种群数量特征角度分析,虽然年龄结构为增长型,但成树数量少且只有7株成树可正常开花结果,种子还存在败育率高、萌发率低等问题,这会导致出生率低,幼树向成树过渡阶段的死亡率高,从而使种群处于衰退状态。
(4)为提高该地留坝槭的种群数量,可以采取的措施有:适度采伐或修剪,减少其他植物对留坝槭的遮阴,改善其光照条件;对留坝槭的种子进行人工培育,提高种子的萌发率;人工培育留坝槭幼苗后移栽到该地;对成树进行保护,提高其开花结果率等。
4.(2024·海南·高考真题)海南海防林包括本土自然林中的青皮林、人工种植的木麻黄林等,是海岸沿线防风固沙的重要生态屏障。回答下列问题:
(1)青皮植株高大、分枝茂盛、根系发达。青皮林被当地人称为“雨神”,表明青皮林除了防风固沙外,还具有 的生态功能(答出1点即可)。
(2)石梅湾青皮林中,青皮的相对密度为0.93,其他树种为0.07,说明青皮在该群落中处于 地位。在青皮种群数量中,幼苗占53%,幼树占40%,成树占7%,说明该种群的年龄结构为 型。
(3)海南有多个不同的青皮种群,若将其他种群的青皮引入石梅湾青皮林,可提高石梅湾青皮种群的 多样性。
(4)外来物种木麻黄能释放出化学物质,抑制周围其他植物生长,这是木麻黄林稳定性低的重要因素,原因是 。
(5)为了提升海防林的稳定性,促进人工木麻黄林逐渐转变为本土自然海防林,从群落演替的角度考虑,可采取的措施是 。
【答案】(1)调节气候
(2) 优势 增长
(3)基因
(4)木麻黄抑制周围其他植物生长,导致物种丰富度降低,营养结构简单,自我调节能力弱
(5)减少人为干扰,让群落自然演替;引入本土植物,增加物种丰富度等
【分析】森林生态系统具有多种生态功能,比如保持水土、涵养水源、净化空气、调节气候、防风固沙、维持生物多样性等。
【详解】(1)青皮林被称为 “雨神”,说明青皮林能够增加空气湿度,调节气候,具有调节气候的生态功能。
(2)青皮的相对密度为0.93,其他树种为0.07,说明青皮在该群落中处于优势地位。青皮种群中幼苗占53%,幼树占 40%,成树占 7%,幼龄个体数量多,老龄个体数量少,说明该种群的年龄结构为增长型。
(3)海南有多个不同的青皮种群,若将其他种群的青皮引入石梅湾青皮林,可增加青皮的基因种类,从而提高石梅湾青皮种群的基因多样性。
(4)外来物种木麻黄能释放出化学物质,抑制周围其他植物生长,这会导致物种丰富度降低,营养结构简单,自我调节能力弱,所以木麻黄林稳定性低。
(5)为了提升海防林的稳定性,促进人工木麻黄林逐渐转变为本土自然海防林,从群落演替的角度考虑,可以减少人为干扰,让群落自然演替;或者引入本土植物,增加物种丰富度等。
5.(2024·江苏·高考真题)某保护区地势较为平坦,植被类型属于热带稀树灌丛草原,生活着坡鹿、猛禽和蟒蛇等动物。请回答下列问题:
(1)坡鹿为珍稀保护动物,主要以草本植物的嫩叶为食。保护区工作人员有时在一定区域内采用火烧法加速牧草的更新繁盛,这种群落演替类型称为 。科研人员对坡鹿在火烧地和非火烧地的采食与休息行为进行研究,结果如图1,形成该结果的原因是 。
(2)保护区的草原上,植物个体常呈不均匀分布,这体现了群落水平结构的主要特征是 。为了研究火烧法对植被的影响,科研人员采用样方法进行调查,群落结构越复杂,样方面积应越 。
(3)为了研究坡鹿粪便对保护区土壤动物类群丰富度的影响,科研人员用吸虫器采集土壤样方中的动物后,常选用 溶液固定保存。蚯蚓、蜈蚣等一些土壤动物可以作为中药材,这体现了生物多样性的 价值。
(4)研究保护区内动物的食物结构,常用的方法有直接观察法、胃容物分析法、粪便分析法。若调查湖泊下层鱼类的食性,在上述方法中优先选用 。对于食性庞杂的鱼类,可检测其所在水域中不同营养级生物体内稳定性同位素15N含量,从而判断该鱼类在生态系统中的营养地位,其依据的生态学原理是 。
(5)科研人员在野外调查的基础上绘制了保护区食物网,部分结构如图2所示。相关叙述错误的有 (填序号)。
①该图没有显示的生态系统成分是分解者
②动植物之间的营养关系主要包括种间关系和种内关系
③有的食虫鸟在相应食物链上为三级消费者、第四营养级
④采用标记重捕法可以精确掌握保护区坡鹿的种群密度
【答案】(1) 次生演替 火烧地牧草更新繁盛,坡鹿食物来源更丰富,导致采食次数增加,非火烧地提供遮蔽,坡鹿休息次数较多
(2) 镶嵌性分布 大
(3) 体积分数 70%酒精 直接
(4) 胃内容物分析法 15N 含量随营养级升高而增加(生物富集)
(5)①②④
【分析】【关键能力】
(1)信息获取与加工
题干关键信息
所学知识
信息加工
群落的结构及演替
群落结构分水平结构和垂直结构,垂直结构体现分层特点,水平结构体现镶嵌特点;群落的演替分初生演替和次生演替
演替后群落与演替前群落结构发生变化,生物的活动也随之发生变化
固定保存生物样本及生物多样性的价值
用取样器取样法采集动物样本时,要用70%的酒精固定样本,防止腐败;生物多位性有直接价值、间接价值及潜在价值
采集动物后固定保存;蚯蚓、蜈蚣等一些土壤动物可以作为中药材
调查湖泊下层鱼类的食性
生态系统中的各种生物通过捕食关系形成捕食链
鱼类生活在湖泊的下层,无法直接观察,且其粪便排放在水中,也不便分析
通过检测生物体内稳定性同位素15N含量判定该生物营养地位依据的生态学原理
生物富集是指某些在自然界不能降解或难降解的化学物质,在环境中通过食物链的延长和营养级的增加在生物体内逐级富集的现象
稳定性同位素15N含量会随营养级升高而升高
食物网的构成分析
食物网是在生态系统中生物间错综复杂的网状食物关系
食物网中只含有生产者和消费者两种成分,且坡鹿为珍稀保护动物
(2)逻辑推理与论证:
【详解】(1)次生演替是指原来的植物群落由于火灾、洪水、崖崩、风灾、人类活动等原因大部分消失后所发生的演替。护区工作人员有时在一定区域内采用火烧法加速牧草的更新繁盛,这种群落演替类型是次生演替。分析图1,坡鹿在火烧地的采食行为比非火烧地更频繁,而休息行为比非火烧地更少。形成该结果的原因是火烧地的植物更嫩,草本植物的生长更加繁盛,因此坡鹿在火烧地的采食活动更频繁,而非火烧地提供遮蔽,坡鹿休息次数较多。
(2)群落的水平结构由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同,呈镶嵌性分布。保护区的草原上,植物个体常呈不均匀分布,这体现了群落水平结构的主要特征是镶嵌性分布。群落结构越复杂,样方面积需要越大以获得代表性的样本数据。
(3)用吸虫器采集土壤样方中的动物后,采集的小动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中,以固定杀死小动物并保存。生物多样性的直接价值是指对人类的社会生活有直接影响和作用的价值。例如,药用价值、观赏价值、食用价值和生产使用价值等。蚯蚓、蜈蚣等一些土壤动物可以作为中药材,体现了生物多样性的直接价值。
(4)湖泊下层鱼类的胃内容物分析可以直接反映其食性,所以调查湖泊下层鱼类的食性,优先选用胃容物分析法。生物富集是指某些在自然界不能降解或难降解的化学物质,在环境中通过食物链的延长和营养级的增加在生物体内逐级富集,浓度越来越大。所以对于食性庞杂的鱼类,可检测其所在水域中不同营养级生物体内稳定性同位素15N含量,从而判断该鱼类在生态系统中的营养地位,其依据的生态学原理是15N 含量随营养级升高而增加(生物富集)。
(5)①、生态系统的组成部分为非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。该图没有显示的生态系统成分是非生物的物质和能量和分解者,①错误;
②、动植物之间的营养关系主要包括捕食、寄生和共生等,②错误;
③、图是部分食物网,所以可能存在食虫鸟捕食肉食性昆虫的情况,此时食虫鸟就是三级消费者、第四营养级,③正确;
④、标记重捕法是估算种群密度的方法,所以调查得到的种群密度一般不是最精确的现实反映。所以采用标记重捕法并不能精确掌握保护区坡鹿的种群密度,④错误。
故选①②④。
6.(2024·重庆·高考真题)热带雨林是陆地生态系统中生物多样性最丰富的森林类型之一。
(1)用于区别不同群落的重要特征是 。热带雨林独特的群落结构特征有 (答一点)。
(2)群落的丰富度可用样方法进行测定,取样面积要基本能够体现出群落中所有植物的种类(即最小取样面积)。热带雨林的最小取样面积应 (填“大于”“等于”或“小于”)北方针叶林。
(3)研究发现,热带雨林优势树种通过“同种负密度制约”促进物种共存,维持极高的生物多样性。
①题图所示为优势树种的“同种负密度制约”现象,对产生这种现象的合理解释是 (填选项)。
a.母树附近光照不足,影响了幼苗存活
b.母树附近土壤中专一性致病菌更丰富,导致幼苗死亡率上升
c.母树附近其幼苗密度过高时,释放化学信息影响幼苗的存活率
d.母树附近捕食者对种子的选择性取食强度加大,降低了种子成为幼苗的概率
e.母树附近凋落叶阻止了幼苗对土壤中水分和养分的吸收,降低了幼苗的存活率
A.abd B.ace C.bcd D.cde
②“同种负密度制约”维持热带雨林极高生物多样性的原因是 。
(4)热带雨林是“水库、粮库、钱库、碳库”,这一观点体现了生物多样性的 价值。
【答案】(1) 物种组成 垂直分层多且复杂(或树冠不齐,分层不明显)
(2)大于
(3) C 优势树种降低其周围幼苗种群密度,为其他物种提供了生存空间和资源
(4)直接和间接
【分析】【关键能力】
(1)信息获取与加工
题干关键信息
所学知识
信息加工
区别不同群落的重要特征
群落的物种组成
物种组成是群落的最基本特征,所以用于区别不同群落的重要特征是群落的物种组成
热带雨林的最小取样面积
样方法
相对于北方针叶林,热带雨林物种丰富度较高,所以为体现出群落中所有植物的种类,最小取样面积应该大于北方针叶林
热带雨林独特的群落结构特征
群落的结构
热带雨林降雨比较丰富,所以独特群落结构特征有垂直分层多且复杂(或树冠不齐,分层不明显)
(2)逻辑推理与论证
【详解】(1)物种组成是群落的最基本特征,所以用于区别不同群落的重要特征是群落的物种组成;
热带雨林降雨比较丰富,所以特的群落结构特征有垂直分层多且复杂(或树冠不齐,分层不明显)。
(2)相对于北方针叶林,热带雨林物种丰富度较高,所以为体现出群落中所有植物的种类,最小取样面积应该大于北方针叶林。
(3)从图中看出,后代与母树的距离越远,种子数量越少,后代存活的概率越高,这是“同种负密度制约”现象。
a“同种负密度制约”现象,可以维持较高的生物多样性,说明母树周围也存在光照且能够满足其他物种的生存,说明该现象不是由于光照不足造成,a错误;
b、母树附近土壤中专一性致病菌更丰富,可以使同种的生物不能存活,导致幼苗死亡率上升,引起“同种负密度制约”现象,b正确;
c、母树附近其幼苗密度过高时,可能会释放化学信息影响幼苗的存活率,使周围的本物种数目减少,符合题意,c正确;
d、母树附近可能存在捕食者对种子的选择性取食强度加大,使母树周围本物种种子数目减少,符合题意,d正确;
e、如果母树附近凋落叶阻止了幼苗对土壤中水分和养分的吸收,降低了幼苗的存活率,则其他物种也不能生存,不符合题意,e错误。
bcd正确。
故选C。
“同种负密度制约”使母树周围的同种生物减少,优势树种降低其周围幼苗种群密度,为其他物种提供了生存空间和资源。
(4)热带雨林是水库、粮库、钱库体现了生物多样性的直接价值,而碳库则体现了生物多样性的间接价值。
7.(2024·贵州·高考真题)贵州地势西高东低,地形复杂、地貌多样,孕育着森林、湿地、高山草甸等多种多样的生态系统。回答下列问题。
(1)若随海拔的升高,生态系统的类型发生相应改变,导致这种改变的非生物因素主要是 。在一个生态系统中,影响种群密度的直接因素有 。
(2)除了非生物环境外,不同生态系统的差别是群落的 不同(答出2点即可)。在不同的群落中,由于地形变化、土壤湿度的差异等,不同种群呈镶嵌分布,这属于群落的 结构。
(3)一般情况下,与非交错区相比,两种生态系统交错区物种之间的竞争 (选填“较强”或“较弱”),原因是 。
【答案】(1) 温度 出生率、死亡率、迁入率和迁出率
(2) 物种组成不同、种间关系、空间结构、季节性 水平
(3) 较强 在生态系统交错区不同物种之间的竞争不仅体现在对资源的争夺上,还体现在生态位和生存空间的竞争上
【分析】1、生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量,生产者、消费者和分解者。
2、在自然界,种群的数量变化受到阳光、温度、水等非 生物因素的影响。
3、种群密度是种群最基本的数量特征。种群的 其他数量特征是影响种群密度的重要因素,其中出生率和死 亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度,年龄结构影响出 生率和死亡率,性别比例影响出生率,进而影响种群密度。
【详解】(1)在自然界,种群的数量变化受到阳光、温度、水等非生物因素的影响;若随海拔的升高,生态系统的类型发生相应改变,导致这种改变的非生物因素主要是温度。种群密度是种群最基本的数量特征。种群的 其他数量特征是影响种群密度的重要因素,其中出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度,年龄结构影响出生率和死亡率,性别比例影响出生率,进而影响种群密度;在一个生态系统中,影响种群密度的直接因素有出生率、死亡率、迁入率和迁出率。
(2)要认识一个群落,首先要分析该群落的物种组成。物 种组成是区别不同群落的重要特征,也是决定群落性质最重要的因素;不同群落的物种组成不同,种间关系、空间结构、季节性也有不同。群落的结构包括垂直结构和水平结构,在不同的群落中,由于地形变化、土壤湿度的差异等,不同种群呈镶嵌分布,这属于群落的水平结构。
(3)群落交错区是指两个或多个群落之间的过渡区域;在群落交错区,由于多个生物群落的共存和相互影响,物种之间的竞争尤为激烈。这种竞争不仅体现在对资源的争夺上,还体现在生态位和生存空间的竞争上。这种竞争对于群落交错区的物种组成和生态系统结构具有重要影响。可见一般情况下,与非交错区相比,两种生态系统交错区物种之间的竞争较强,原因是,在生态系统交错区不同物种之间的竞争不仅体现在对资源的争夺上,还体现在生态位和生存空间的竞争上。
8.(2024·江西·高考真题)福寿螺是一种外来入侵物种,因其食性广泛、繁殖力强,给输入地的生态系统造成不利影响。回答下列问题:
(1)某稻田生态系统中,福寿螺以水稻为食,鸭以福寿螺为食。上述生物组成的食物链中,消费者是 。
(2)研究人员统计发现,福寿螺入侵某生态系统后,种群数量呈指数增长。从食物和天敌的角度分析,其原因是 。
(3)物种多样性与群落内物种的丰富度和均匀度相关(均匀度指群落内物种个体数目分配的均匀程度。一定条件下,物种均匀度提高,多样性也会提高)。研究人员统计了福寿螺入侵某湿地生态系统前后,群落中各科植物的种类及占比(见表)。分析表中的数据可发现,福寿螺的入侵使得该群落中植物的物种多样性 ,判断依据是 。
入侵前
入侵后
科
物种数目(种)
各物种的个体数量占比范围(%)
物种数目(种)
各物种的个体数量占比范围(%)
甲
10
4.6~4.8
8
1.1~1.8
乙
9
3.1~3.3
7
1.8~2.5
丙
5
3.1~3.3
4
3.0~3.2
丁
3
2.7~2.8
3
19.2~22.8
总个体数(个):2530
总个体数(个):2550
(4)通过“稻鸭共育”技术在稻田中引入鸭防治福寿螺的危害,属于 防治。为了验证“稻鸭共育”技术防治福寿螺的效果,研究人员在引入鸭之前,投放了一定数量的幼龄、中龄和老龄福寿螺(占比分别为70%、20%和10%);引入鸭一段时间后,发现鸭对幼龄、中龄和老龄福寿螺的捕食率分别为95.2%、60.3%和1.2%,结果表明该技术能防治福寿螺危害。从种群年龄结构变化的角度分析,其原因是 。
【答案】(1)福寿螺和鸭
(2)福寿螺可以吃的生物种类多,且没有捕食福寿螺的天敌,数量增长较快
(3) 下降 降低 与入侵前相比,入侵后的物种丰富度和均匀度均降低
(4) 生物 由于鸭偏食幼龄和中龄福寿螺,可使福寿螺种群的年龄结构由增长型向衰退型转变,出生率降低,导致其种群数量逐渐降低,从而达到防治效果
【分析】【关键能力】
(1)信息获取与加工
题干关键信息
所学知识
信息加工
根细胞的呼吸作用
分为有氧呼吸和无氧呼吸
有氧呼吸需要氧气参与、将有机物彻底氧化分解,释放大量能量
影响呼吸作用的环境因素
氧气浓度、温度、酶的含量及活性等
水淹条件下,氧气为主要影响因素
长势恢复
新陈代谢正常
氧气供应正常,酶活性恢复正常
(2)逻辑推理与论证:
【详解】(1)某稻田生态系统中,福寿螺以水稻为食,鸭以福寿螺为食,上述生物组成的食物链中水稻为生产者,福寿螺和鸭为消费者。
(2)福寿螺入侵某生态系统后,种群数量呈指数增长的原因可能是该生态系统中福寿螺可以吃的生物种类多,且没有捕食福寿螺的天敌,数量增长较快。
(3)均匀度指群落内物种个体数目分配的均匀程度。一定条件下,物种均匀度提高,多样性也会提高,由表格可知,入侵后各物种的个体数量占比差异增大,即物种均匀度降低,所以福寿螺的入侵使得该群落中植物的物种多样性减小。
(4)通过“稻鸭共育”技术在稻田中引入鸭防治福寿螺的危害,属于生物防治;
引入鸭一段时间后,发现鸭对幼龄、中龄和老龄福寿螺的捕食率分别为95.2%、60.3%和1.2%,会导致之后幼龄和中龄的个体数剩余少于老龄个体数,年龄结构会逐渐变为衰退型,最终数量减少甚至灭绝,所以该技术能防治福寿螺危害。
9.(2024·北京·高考真题)花葵的花是两性花,在大陆上观察到只有昆虫为它传粉。在某个远离大陆的小岛上,研究者选择花葵集中分布的区域,在整个花期进行持续观察。
(1)小岛上的生物与非生物环境共同构成一个 。
(2)观察发现:有20种昆虫会进入花葵的花中,有3种鸟会将喙伸入花中,这些昆虫和鸟都与雌、雄蕊发生了接触(访花),其中鸟类访花频次明显多于昆虫;鸟类以花粉或花蜜作为补充食物。研究者随机选取若干健康生长的花葵花蕾分为两组,一组保持自然状态,一组用疏网屏蔽鸟类访花,统计相对传粉率(如图)。
结果说明 。由此可知,鸟和花葵的种间关系最可能是 。
A.原始合作 B.互利共生 C.种间竞争 D.寄生
(3)研究者增加了一组实验,将花葵花蕾进行套袋处理并统计传粉率。该实验的目的是探究 。
(4)该研究之所以能够揭示一些不常见的种间相互作用,是因为“小岛”在生态学研究中具有独特优势。“小岛”在进化研究中也有独特优势,正如达尔文在日记中写道:“……加拉帕戈斯群岛上物种的特征一直深深地触动影响着我。这些事实勾起了我所有的想法。”请写出“小岛”在进化研究中的主要优势 。
【答案】(1)生态系统
(2) 鸟类可帮助花葵传粉 A
(3)无昆虫和鸟类传粉,花葵能否完成自花传粉,及花葵自花传粉与异花传粉哪个传粉效率更高
(4)狭小空间和天然地理隔离,使小岛上的有限种群几乎不与其他种群发生基因交流;小岛的自然环境与陆地不同,对生物的选择作用不同,生物能够进化出与陆地生物不同的物种特征;此外,岛屿环境资源有限,不同物种之间竞争激烈,生物为了更好地适应环境,进化速度更快
【分析】【关键能力】
(1)信息获取与加工
题干关键信息
所学知识
信息加工
生态系统
生态系统是指一定空间内,生物群落与它所在的非生物环境相互作用形成的统一整体
小岛上的生物与非生物环境共同构成一个生态系统
种间关系
包括原始合作、互利共生、种间竞争、寄生等
屏蔽鸟类后,其不能参与授粉,屏蔽后鸟类和花都能完成正常生活,说明二者为原始合作关系
(2)逻辑推理与论证
【详解】(1)生态系统属于生命系统结构层次,即在一定空间内,由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体,故小岛上的生物与非生物环境共同构成一个生态系统。
(2)自然状态下,昆虫和鸟类都可以访花,图中的结果表明,疏网屏蔽鸟类访花组与自然状态组相比,相对传粉率显著降低,这说明用疏网屏蔽鸟类访花后,鸟类无法对花葵进行传粉,花葵只能依赖能通过网孔的昆虫进行传粉,减少了花葵与花葵之间的传粉过程,导致相对传粉率与自然状态组相比显著降低,即鸟类可帮助花葵传粉。本题中的鸟类可以帮助花葵传粉,花葵能为鸟类提供花粉或花蜜作为补充食物,鸟和花葵分开后,各自也能独立生活,不影响生存,所以两者是原始合作关系,故选A。
(3)将花葵花蕾进行套袋处理后花葵无法进行异花传粉,因此该实验的目的是探究没有昆虫和鸟类传粉时,花葵能否完成自花传粉,并通过计算自花传粉的传粉率来比较花葵自花传粉与异花传粉哪个传粉效率更高。
(4)与陆地相比,小岛的自然环境不同,狭小空间和天然地理隔离,使小岛上的有限种群几乎不与其他种群发生基因交流,这是“小岛”在进化研究中的主要优势之一;此外,岛屿环境资源有限,不同物种之间竞争激烈,生物为了更好地适应环境,进化速度更快。
10.(2024·湖南·高考真题)土壤中的微生物数量与脲酶活性可反映土壤的肥力状况。为研究不同施肥方式对土壤微生物数量和脲酶活性的影响,试验分组如下:不施肥(CK)、有机肥(M)、化肥(NP)、麦秸还田(S)、有机肥+化肥(M+NP)、麦秸还田+化肥(S+NP),其中,NP中氮肥为尿素,麦秸未经处理直接还田,结果如图所示。回答下列问题:
(1)从生态系统组成成分分析,土壤中的微生物主要属于 ,施用的肥料属于 。M、NP和S三种施肥方式中,对土壤微生物数量影响最大的是 。
(2)研究还表明,与CK组相比,S组小麦产量差异不显著。据图a分析,其原因是 ;秸秆可用于生产畜禽饲料和食用菌,畜禽粪便和使用过的食用菌培养基用于还田,该利用方式能降低生态足迹的原因是 。
(3)下列说法错误的是 (填序号)。
①合理施肥可以提高氮的循环效率
②施肥可增加土壤微生物数量和脲酶活性
③为提高土壤肥力,短期内施用有机肥比化肥更有效
④施用有机肥时,松土可促进有氧呼吸
【答案】(1) 分解者 非生物的物质和能量 NP
(2) 麦秸还田对微生物的数量几乎没有影响,不能增加土壤中营养成分的含量 实现物质和能量的多级利用,提高能量利用率,减少人类对生态和环境的影响
(3)②③
【分析】【关键能力】
(1)信息获取与加工
题干关键信息
所学知识
信息加工
生态系统组成成分
生态系统的结构和功能
生态系统的结构包括组成成分和营养结构,组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者
生态足迹
生态足迹可理解为利用的面积或者体积
物质和能量的多级利用,提高能量利用率,减少人类对生态和环境的影响,降低了生态足迹
施用有机肥时,松土可促进有氧呼吸
呼吸作用在生活中的应用
松土可以增加土壤中的氧气含量,有利于好氧微生物的有氧呼吸过程,促进有机物分解成无机物和二氧化碳等
(2)逻辑推理与论证
【详解】(1)生态系统的组成成分包括生物成分和非生物成分,生物成分包括生产者、消费者和分解者,非生物成分包括非生物的物质和能量。分解者能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物,土壤中的微生物的作用主要是将有机物分解为无机物,因此主要属于分解者;
施用的肥料属于非生物的物质和能量。根据图a可知,与CK相比,M、NP和S三种施肥方式中对土壤微生物效援影响最大的是NP。
(2)已知S组施用的麦秸未经处理,从图a的结果可以看出,与CK组相比,S组对微生物的数量几乎没有影响,不能增加土壤中营养成分的含量,导致小麦产量差异不显著。
秸秆用于生产畜禽饲料和食用菌,畜禽粪便和使用过的食用菌培养基用于还田,这种利用方式实现了物质和能量的多级利用,可提高能量的利用率,从而减少了人类对生态和环境的影响,降低了生存所需的生产资源和吸纳废物的土地与水域的面积,导致生态足迹降低。
(3)根据图示信息,合理施肥可以增加土壤中微生物的数量和脲酶的活性,从而提高氮的循环效率,①正确;
施肥的方法不同,土壤微生物数量和脲酶活性也存在差异,麦秸还田对土壤微生物的数量几乎没有影响,并可降低脲酶活性,②错误;
为提高土壤肥力,短期内施用化肥比有机肥更有效,因为使用化肥后土壤微生物数量增加的速度和脲酶活性增大的幅度都最大,③错误;
施用有机肥时,松土可增加土壤中的空气含量,利于土壤中需氧微生物的有氧呼吸,促进有机肥的分解利用,④正确。
1.(2025·浙江温州·二模)针对湿地破坏的现象,湿地研究从合理地开发、利用转向保护现存湿地资源。科研人员在浙江某湿地开展了研究工作。回答下列问题:
(1)近年来,由于周边污染排放和渔民围网捕鱼,导致鱼的种类和数量减少,使得湿地中鱼的 多样性下降,优势种发生了改变,由此说明影响该群落演替的主要因素是 。
(2)通常采用 (方法)调查芦苇等植物的种群密度。获知2至3月优势种是草芦,4至6月是草芦和芦苇,7至11月是芦苇和酸模叶蓼,而冬季仅剩下少许禾本科植物,可以推测湿地在结构上具有明显的 。
(3)芦苇的茎秆富含 ,是优良的造纸原料。为提高芦苇产量,对芦苇部分能量流动情况进行研究,结果如图所示,其中字母表示测定的相应能量数值。图中甲表示 ,能量从芦苇到蝗虫的传递效率是 (用图中的字母来表示),若其数值明显小于10%,原因可能是 。
【答案】(1) 物种和遗传 人类活动
(2) 样方法 时间结构或季节性活动或季相
(3) 纤维素 呼吸作用耗能 d/(a+b+c)×100% 芦苇同化量还流向其他消费者
【分析】生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力,叫做生态系统的稳定性。正是由于生态系统具有自我调节能力,生态系统才能维持相对稳定。这种稳定性表现在两个方面:一方面是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,叫做抵抗力稳定性;另一方面是生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力,叫做恢复力稳定性。
【详解】(1)生物多样性包括遗传(基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性。鱼的种类和数量减少,意味着鱼的物种数目发生变化,所以使得湿地中鱼的物种多样性和遗传多样性下降。群落演替是指随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程。人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。周边污染排放和渔民围网捕鱼属于人类活动,这些活动导致鱼群落的优势种发生改变,所以说明影响该群落演替的主要因素是人类活动
(2)对于植物种群密度的调查,通常采用样方法。样方法是适用于调查植物或活动能力弱、活动范围小的动物种群密度的常用方法;群落的结构包括垂直结构和水平结构,这里描述的是不同月份优势种不同,体现了群落在时间上的变化,说明湿地在结构上具有明显的时间结构或季节性活动或季相。
(3)芦苇是常见的造纸原料,其茎秆富含纤维素,纤维素是一种多糖,是构成植物细胞壁的重要成分,在能量流动中,生产者固定的太阳能总量为总初级生产量(用GP表示),其中一部分用于呼吸作用以热能形式散失(用R表示),另一部分用于自身的生长、发育和繁殖等生命活动,这部分能量称为净初级生产量(用NP表示),即NP = GP - R。图中甲是呼吸作用以热能形式散失的能量,即呼吸作用耗能。能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值。蝗虫以芦苇为食,芦苇是第一营养级,蝗虫是第二营养级。从图中可知芦苇的同化量a+b+c,蝗虫的同化量为 d,所以能量从芦苇到蝗虫的传递效率是d/(a+b+c)×100%。若其数值明显小于10%,原因可能是芦苇同化量还流向其他消费者。
2.(2025·浙江·二模)德清县下渚湖国家湿地公园是朱鹮的主要栖息地。为了保护和繁育朱,德清县采取了多项措施。截至2023年,德清朱鹮种群数量已经达到761只,成为全国重要的人工繁育朱鹮种源基地之一。
(1)自然状态下,朱鹮种群的延续需要以一定的个体数量为基础,当朱鹮种群数量过少时,其可能会由于 等而衰退、消亡。
(2)朱鹮主要以鱼类为食,与朱鹮同生境中的黄鼬除了捕食鱼类外,也会盗食朱鹮的卵和幼鸟,说明黄鼬与朱鹮之间存在 关系。在繁殖期,未配对的雄性朱鹮会用喙拾起树枝或树叶向雌性朱鹮求偶,这属于信息传递中的 信息。根据朱鹮的生活习性和生态学意义,可将其一年划分为3个时期:繁殖期(2月~6月)、游荡期(7月~10月)、越冬期(迁移期,11月~次年1月)。在越冬期,决定朱鹮种群大小的主要的数量特征是 ,朱鹮适应性的生活习性是 的结果。
(3)为扩大朱鹮的栖息地,保护工作者进行了野化放归实验。数年后,通过鸣声识别的方法统计某野化放归群体的数量特征,如下图。
①鸣声识别统计的方法比标志重捕法具有 的优势。
②根据朱鹮的数量特征进行分析,图中显示: ,据此可以预计该群体的数量将保持增长。
③朱鹮主食鱼类,为了解朱鹮分布区鱼类能否满足朱鹮的需要,科研人员调查鱼类的种群密度,并据此估算出鱼类的 和朱鹮的 。
④有人建议可以将朱鹮扩大到全国多地进行野外放养,继续增加其数量,也有人反对盲目扩大朱鹮放养区。从生物与环境角度分析,在扩大朱鹮放养区时应考虑 (答出两点)。
【答案】(1)近亲繁殖或出生率小于死亡率
(2) 捕食和竞争 行为 死亡率、迁入率和迁出率 自然选择
(3) 不伤害朱鹮/非损伤,低干扰② 朱鹮种群的年龄结构为增长型 总数量/生物量 环境容纳量/K值 朱鹮对当地环境的适应性;朱鹮对当地生物多样性的影响;当地生物对朱鹮生存的影响等
【分析】种群数量特征包括种群密度,出生率和死亡率,迁入率和迁出率,年龄结构,性别比例,种群密度是种群最基本的数量特征。
【详解】(1)出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定种群数量的动态变化;自然状态下,朱鹮种群的延续需要以一定的个体数量为基础,当朱鹮种群数量过少时,其可能会由于近亲繁殖或出生率小于死亡率等而衰退、消亡。
(2)黄鼬与朱鹮都以鱼类为食,说明二者有种间竞争关系,黄触还会捕食朱鹮卵和幼鸟,说明二者还有捕食关系,即黄鼬与朱鹮之间存在捕食和竞争; 由题干“雄性朱鹮会用喙拾起树枝或树叶向雌性朱鹮求偶”可知,这种信息为行为信息。出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定种群数量的动态变化,在越冬期,决定朱鹮种群大小的主要的数量特征是死亡率、迁入率和迁出率。朱鹮适应性的生活习性是自然选择的结果。
(3)①鸣声识别统计的方法不需要对动物进行抓捕,故鸣声识别统计的方法比标记重捕法具有不伤害(非损伤)、低干扰朱鹮的优势。
②据图可知,群体的幼年个体所占比例大,而老年个体比例小,出生率大于死亡率,年龄结构为增长型,据此可以预计该群体的数量将保持增长。
③朱鹮主食鱼类,科研人员调查鱼类的种群的密度,并据此估算出鱼类的总数量(生物量)和朱鹮的环境容纳量(K值)。
④有人建议可以将朱鹮扩大到全国多地进行野外放养,继续增加其数量,也有人反对盲目扩大朱鹮放养区。从生物与环境角度分析,在扩大朱鹮放养区时应考虑朱鹮对当地环境的适应性;朱鹮对当地生物多样性的影响;当地生物对朱鹮生存的影响等。
3.(2024·浙江嘉兴·一模)禁渔十年,长江流域的鱼类资源和水质都有显著改善,但小部分水域由于富含N、P元素的污水流入,导致藻类大量繁殖,出现富营养化现象。研究人员拟采取投放鳙鱼的措施加以解决,并在某支流水库进行对照实验(如图)。
回答下列问题:
(1)禁渔十年,鱼类资源和水质都有改善,说明生态系统具有 能力。鳙鱼的投放能有效抑制富营养化的发生,一方面是因为鳙鱼以藻类为食,从而降低了水体中 数量;另一方面持续性捕捞鳙鱼成体,将水体中的 转移走。
(2)研究人员将捕获的各种鱼类在蒸馏水中饲养几天,以排空消化道残留物,然后检测组织的15N含量,并与铜锈环棱螺为基准比较,确定不同鱼的营养级。结果如表。
对象
15N相对值
营养级
A区域
B区域
A区域
B区域
鱤鱼
16.41
14.68
4.25
3.74
太湖新银鱼
15.22
14.45
3.53
2.80
鳙鱼
12.40
11.94
3.09
2.89
铜锈环棱螺
-
-
2
2
①蒸馏水中饲养几天后再测量组织15N含量,避免 对检测的影响。依据15N含量来确定鱼的营养级,说明相对于14N,15N (填“较难”或“较易”)排出体外。
②铜锈环棱螺属于 消费者,其他三种鱼的营养级非整数,说明 。
对象
15N相对值
营养级
A区域
B区域
A区域
B区域
鱤鱼
16.41
14.68
4.25
3.74
太湖新银鱼
15.22
14.45
3.53
2.80
鳙鱼
12.40
11.94
3.09
2.89
铜锈环棱螺
-
-
2
2
鱤鱼是实验水域的顶级肉食性鱼类,区域A与区域B鱤鱼的15N含量不同,可能原因有:不同水域水体15N含量不同;鱤鱼的 不同;鱤鱼的 不同。为获得某一水域鱤鱼15N含量,则需获得每个年龄段鱤鱼的15N平均含量和该水域鱤鱼的 。
【答案】(1) 自我调节 藻类 N、P元素
(2) 消化道残留物 较难 初级 每种鱼在不同的食物链中营养级不同 生长时间 食物 年龄结构
【分析】1、生态系统中的生物种类越多、营养结构越复杂,自我调节能力就越强。
2、年龄结构指的是各年龄组个体数量在种群中所占的比例关系。
【详解】(1)由于生态系统具有一定的自我调节能力,因此禁渔十年,鱼类资源和水质都有改善。富营养化污染的原因是水体中N、P元素含量过多而引起藻类大量繁殖,鳙鱼的投放能有效抑制富营养化的发生,原因有两点,一是鳙鱼以藻类为食,从而降低了水体中藻类的数量,二是持续性捕捞鳙鱼成体,将水体中的N、P元素转移走。
(2)①通过检测组织中的15N含量,并与铜锈环棱螺为基准比较,确定不同鱼的营养级,为了使数据更准确,需要将捕获的各种鱼类在蒸馏水中饲养几天,以排空消化道残留物,避免消化道残留物对检测的影响。之所以依据15N含量来确定鱼的营养级,是因为相对于14N,15N较难排除体外,15N相对值可以更加准确的反应各营养级的物质含量关系。
②铜锈环棱螺属于第二个营养级,生产者是第一营养级,因此铜锈环棱螺属于初级消费者。其他三种鱼的营养级非整数,说明每种鱼在不同的食物链中营养级不同。
③由于鱤鱼在不同水域生长时间不同,体内积累的15N含量不同;鱤鱼的食物不同,所处的营养级存在差异,体内的15N含量也会有所不同。年龄结构指的是各年龄组个体数量在种群中所占的比例关系,为获得某一水域鱤鱼15N含量,则需获得每个年龄段鱤鱼的15N平均含量和该水域鱤鱼的年龄结构。
4.(2024·浙江绍兴·模拟预测)上海崇明东滩自然保护区是在长江泥沙淤积作用下形成的滩涂滨海湿地。沼生植被繁茂,底栖动物丰富,海三棱藨草是其先锋种,其球茎是珍禽小天鹅和白头鹤等候鸟越冬的主要食物来源。回答下列问题:
(1)研究人员调查植物群落优势种,最合适的方法是 。崇明东滩湿地植被呈带状、斑块状分布,这种空间特点是 的体现。
(2)群落中各物种之间通过 相互作用联系在一起形成复杂的营养结构,在食物网中,小天鹅所属的主要环节为 ,决定其单位时间内种群数量变化最重要的依据是 。
(3)研究人员在保护区内设置了9个采样点,分布在北侧(S1-S3)、南侧(S4-S6)、东侧(S7-S9),探究海三棱照草种群特征的动态变化。研究发现,北侧和东侧群落结构比较单一,南侧物种多样性较高。下图是不同生境的海三棱藨草种群高度的部分统计数据,h<20cm为新生幼苗,20<h≤40cm为幼年植株,40<h≤60cmh为成年植株,h>60cm老年植株。
①对不同生境中海三棱藨草种群年龄结构的推测,合理的是 (单选)。
A.7月中旬,S3为稳定型 B.7月中旬,S9为衰退型
C.8月下旬,S1为增长型 D.8月下旬,S8为稳定型
②对8月下旬南侧海三棱藨草种群长势分析,不合理的是 (单选)。
A.南侧种群植株高度最低
B.南侧种群植株具有竞争优势
C.南侧种间竞争最激烈
D.环境胁迫对南侧种群增长阻力最大
(4)20世纪90年代,崇明东滩曾引入外来物种互花米草用于固滩护堤。然而,互花米草繁殖能力极强,兼具耐盐性,对当地生态系统造成了一定的破坏。为了修复该湿地生态系统,根据物种在群落中的 差异,适时补种芦苇进行生物替代,以加快群落的 演替速度。请评价上述治理方法的优点 。
【答案】(1) 样方法 水平结构
(2) 种间关系(取食与被取食) 第二营养级 迁入率和迁出率
(3) D B
(4) 生态位 次生 减少互花米草的数量,降低优势种群的竞争作用,增加生物多样性
【分析】生态系统包括自然生态系统和人工生态系统,自然生态系统包括陆地生态系统、水域生态系统和湿地生态系统;陆地生态系统包括森林生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统等;水域生态系统包括淡水生态系统和海洋生态系统;人工生态系统包括农田生态系统和城市生态系统。
【详解】(1)调查植物的群落的优势物种最合适的方法是样方法。崇明东滩湿地植被呈带状、斑块状分布,这体现了群落的水平结构。
(2)群落中各物种之间通过种间关系(取食与被取食)相互作用联系在一起形成复杂的营养结构。在食物网中,海三棱藨草属于 第一营养级,小天鹅捕食海三棱藨草的球茎,小天鹅所属层次为第二营养级。小天鹅在此地是候鸟,决定其单位时间内种群数量变化最重要的依据是迁入率和迁出率。
(3)①A、7月中旬,S3中老年植株较少,新生幼苗和幼年植株较多,为增长型,A错误;
B、7月中旬,S9中老年植株较少,新生幼苗和幼年植株较多,为增长型,B错误;
C、8月下旬,S1成年植株和老年植株较多,为衰退型,C错误;
D、8月下旬,S8各年龄段所占比例基本相当,为稳定型,D正确。
故选D。
②A、S4、S5和S6代表南侧,这三个样点成年植株较少,植株高度最低,A不符合题意;
B、复杂生境中海三棱藨草植株较低,不具有竞争优势,B符合题意;
C、南侧生物种类多,种间竞争最激烈,C不符合题意;
D、由AB选项推测可知,环境胁迫对南侧种群增长阻力最大,D不符合题意。
故选B。
(4)生态位是指物种在群落中的地位和作用,在长期自然选择的作用下,各物种占据相对稳定的生态位,为了修复该湿地生态系统,根据物种在群落中的生态位差异,适时补种芦苇进行生物替代,以加快群落的次生演替速度。互花米草繁殖能力极强,兼具耐盐性,对当地生态系统造成了一定的破坏,适时补种芦苇进行生物替代,能减少互花米草的数量,降低优势种群的竞争作用,增加生物多样性。
5.(2024·浙江·二模)横断山区是我国重要的天然林区,植物种类繁多,在不同海拔高度分布着不同植被类群,从热带植物、亚热带植物一直到高山寒温带的植物都可以见到。下表是研究人员对某一海拔区域内温带森林群落中鸟类分层情况的研究结果。回答下列问题:
植物分层
鸟种
活动情况
树冠层
一种雀鸟
以高大乔木的种子为食
下木层
煤山雀、黄腰柳莺、橙红鹤等
营巢
草本层
血雉、白尾梢虹雉等
以种子、幼嫩植物体、苔藓或昆虫为食
(1)温带森林群落中乔木、灌木和草本等不同 的植物配置在不同高度上,形成了群落的垂直结构,这种分层现象的意义是 。
(2)不同鸟类的分层现象与 、栖息场所有关。同一层次的鸟类会发生 以缓解竞争。为了解血雉、白尾梢虹雉是否发生上述现象,除表格中内容外,还可对两种鸟的 (写2个调查指标)进行调查。
(3)森林生态系统中生产者到植食动物的能量传递效率比植食动物到肉食动物的能量传递效率低,原因是净初级生产量中大部分 。热带森林与寒带森林相比,后者土壤中有机碳储量高,对此现象可提出合理假设进行解释:假设1.热带森林中分解者分解能力强;假设2. 。
(4)一段时期横断山区刀耕火种、垦荒造田十分盛行,给当地造成水土流失、 等生态问题。
【答案】(1) 生长型 缓解竞争、提高了植物的光能利用率(提高资源利用率)
(2) 食物 生态位分化 活动范围、活动时间、食物比例、天地
(3) 未被利用 热带森林中分解者(微生物数量)多
(4)生物多样性下降(物种丰富度下降、环境污染)
【分析】1、垂直结构:在垂直方向上,大多数群落都具有明显的分层现象。这种垂直结构显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力,群落中植物的垂直结构又为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件,因此,动物也有类似的分层现象;
2、水平结构:群落的结构特征不仅表现在垂直方向上,也表现在水平方向上。例如,某草地在水平方向上,由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同,以及人与动物的影响等因素,不同地段往往分布着不同的种群。
【详解】(1)温带森林群落中乔木、灌木和草本等不同生长型的植物配置在不同高度上,形成了群落的垂直结构。群落垂直结构分层现象的意义在于缓解竞争、提高了植物的光能利用率(提高资源利用率)。
(2)不同鸟类的分层现象与食物、栖息场所有关,因为鸟类分层主要是为了获取不同的食物资源以及适合自身生存的栖息空间。同一层次的鸟类会发生生态位分化以缓解竞争,生态位分化可以使鸟类在同一层次中利用不同的资源,减少竞争压力。 为了解血雉、白尾梢虹雉是否发生上述现象,除表格中内容外,还可对两种鸟的活动范围、活动时间、食物比例、天地进行调查。如果两种鸟的觅食时间不同,例如一种在白天觅食,一种在傍晚觅食,或者觅食地点有差异,如一种在靠近水源处觅食,一种在远离水源处觅食,都可以说明它们发生了生态位分化。
(3)森林生态系统中生产者到植食动物的能量传递效率比植食动物到肉食动物的能量传递效率低,原因是净初级生产量中大部分未被利用。热带森林与寒带森林相比,后者土壤中有机碳储量高。假设1.热带森林中分解者分解能力强;假设2.热带森林中分解者(微生物数量)多。
(4)一段时期横断山区刀耕火种、垦荒造田十分盛行,给当地造成水土流失、生物多样性减少等生态问题。刀耕火种、垦荒造田破坏了植被,植被减少会导致水土流失,同时许多生物失去栖息地,从而使生物多样性下降。
6.(2024·浙江绍兴·一模)中国是世界上草原资源最丰富的国家之一,放牧是草原生态系统的主要利用方式。某自然保护区草原生态系统经过长期封育后,研究人员引入羊群进行放牧,并对中度放牧前后该草原植被的生态位重叠指数和物种多样性进行调查,结果如图。回答下列问题:
(1)食草动物可以通过 和 信息来搜寻和辨别食物。从物质循环的角度分析牧草参与碳循环的主要途径有光合作用、呼吸作用,还有 和 ,引入的羊群能加快生态系统物质循环的原因是 。
(2)草原上的植被在水平方向上表现出复杂的斑块性和镶嵌性,这是群落 的一种表现。为了研究放牧对植被的影响,科研人员采用样方法进行调查,群落结构越复杂,样方面积应越 。据图分析,中度放牧使草原植被的物种多样性 ,种群间的竞争强度 。
(3)为了研究动物粪便对保护区土壤动物类群丰富度的影响,科研人员用吸虫器采集土壤样方中的动物后,常选用 溶液固定保存。蚯蚓、蜈蚣等一些土壤动物可以作为中药材,这体现了生物多样性的 价值。
【答案】(1) 物理信息 化学信息 动物采食 微生物分解 羊通过摄食牧草,将有机物转化为自身组织的一部分,同时将代谢废物(无机物)排出体外,这些废物被生产者(如植物)重新利用,促进了物质循环
(2) 水平结构 大 提高 减小
(3) 70%酒精 直接
【分析】生物群落的结构包括空间结构--垂直结构和水平结构。群落的垂直结构指群落在垂直方面的配置状态,其最显著的特征是分层现象,即在垂直方向分成许多层次的现象。群落的水平结构指群落的水平配置状况或水平格局,其主要表现特征是镶嵌性。
【详解】(1)食草动物在搜寻和辨别食物时,会利用多种信息,其中,物理信息如光、声、温度、湿度、磁力等,以及化学信息如气味、化学物质等,都是食草动物常用的搜寻食物的方式。从物质循环的角度分析,牧草作为生态系统中的生产者,参与了碳循环的多个途径。除了光合作用和呼吸作用外,牧草还可以通过被食草动物摄食和牧草的残枝落叶被分解者分解这两个途径参与碳循环。当引入羊群进行放牧时,羊群作为消费者能够加快生态系统的物质循环,这是因为羊通过摄食牧草,将有机物转化为自身组织的一部分,同时将代谢废物(无机物)排出体外,这些废物被生产者(如植物)重新利用,促进了物质循环。
(2)水平结构是指群落中各个种群在水平状态下的格局或片状分布,它受到地形、土壤、光照、湿度等多种因素的影响,草原上的植被在水平方向上表现出复杂的斑块性和镶嵌性,这是群落水平结构的一种表现,为了研究放牧对植被的影响,科研人员通常采用样方法进行调查,群落结构越复杂,样方面积应越大,以确保样方内能够包含足够多的物种和个体,从而更准确地反映群落的真实状况。根据图示分析,中度放牧使草原植被的物种多样性增加,种群间的竞争强度降低。这是因为中度放牧可以促进植被的生长和繁殖,增加植被的盖度和生物量,从而为更多的物种提供生存空间和资源,降低了种群间的竞争强度。
(3)为了固定保存这些动物,常选用70%的酒精溶液,酒精具有杀菌、防腐的作用,可以保持动物的形态和结构不变,便于后续的观察和鉴定。直接价值是指生物资源对人类有食用、药用和工业原料等实用意义的价值,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,蚯蚓、蜈蚣等一些土壤动物在中药材中具有广泛的应用价值,这体现了生物多样性的直接价值。
7.(2024·浙江衢州·模拟预测)神农架作为全球生物多样性保护永久示范基地,生物多样性保护工作极为重要。回答下列问题:
(1)神农架的森林覆盖率为91.16%,红桦、华山松、巴山冷杉等高大乔木耸立其中,在群落中占优势地位,对群落的结构和 起决定性作用。神农架积极开发林下经济,如种植林下草药、菌菇等,这体现了群落的 结构。同时神农架开展林蜂养殖业,全域有566种蜜源植物,它们散发的芳香会吸引蜜蜂前来采蜜,这利用了生态系统中的 信息传递,也体现了信息传递具有 的功能。
(2)神农架金丝猴是国家一级保护动物,保护金丝猴的最有效措施是 。近日科研人员对神农架金丝猴进行了最新的种群数量调查,通过采集粪便,并对粪便中肠壁细胞DNA的提取分析,可进行个体识别,这体现了生物多样性中的 多样性。经过精密测定,神农架金丝猴共有11个种群,1618只,这些金丝猴被分为11个种群的依据是 。金丝猴同化的能量没有全部用于自身的生长、发育和繁殖,原因是 。
(3)神农架生态系统含有丰富的土壤有机碳,其主要来源是 。自然界的碳最多以 的形式存在。
【答案】(1) 内部环境 垂直 化学 调节生物的种间关系
(2) 就地保护 遗传 这些同一物种的个体是否生活在同一区域 有一部分能量通过呼吸作用以热能的形式散失
(3) 生物体的遗体残骸 碳酸盐
【分析】生态系统中的信息包括:(1)物理信息:如光、声温度、湿度、磁力等,可来源于环境或生物;(2)化学信息:如生物碱、 有机酸等物质;(3)行为信息:如动物的行为。信息传递在生态系统中的作用: 个体:生命活动的正常进行,离不开信息的传 递。种群:生物种群的繁衍,离不开信息的传递。群落和生态系统:能调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定。
【详解】(1)优势种对群落的结构和内部环境起决定性的作用。群落中乔木、灌木和草本等不同生长型的植物分别配置在群落的不同高度上,形 成了群落的垂直结构;乔木和林下,这体现了群落的垂直结构。生态系统的各个层次都有生物代谢产生的化学物质参与传递信息,协调各种功 能,这些化学物质传递的信息称为化学信息;蜜源植物散发的芳香吸引蜜蜂前来采蜜,这是生态系统化学信息传递,也体现了信息传递具有调节生物的种间关系的功能。
(2)保护金丝猴的最有效措施是就地保护。遗传多样性是指 地球上所有生物个体所包含的各种遗传物质和遗传信息;DNA的提取分析体现了生物多样性中的遗传多样性。经过精密测定,神农架金丝猴被分为11个种群的依据是同一物种的个体是否生活在同一区域。金丝猴同化的能量没有全部用于自身的生长、发育和繁殖,原因是有一部分能量通过呼吸作用以热能的形式散失。
(3)地球上的碳绝大部分是以碳酸盐的形式存在于岩石圈中,其次是储存在化石燃料中。生物可直接利用的碳是水圈和大气圈中以二氧化碳形式存在的碳;神农架生态系统含有丰富的土壤有机碳,其主要来源是生物体的遗体残骸。自然界的碳最多以碳酸盐的形式存在。
8.(2024·浙江台州·一模)土壤培肥是提高土壤肥力的最直接途径,也是沙化草地进行生态恢复的关键措施之一、回答下列问题:
(1)过度放牧会使草原退化甚至沙化,这是因为生态系统的 能力是有限的,当草地生态系统受到自然或人为因素干扰,不能通过这种能力消除影响时,生态平衡就会被打破,从而发生 演替。生态位有重叠的草原动物可以通过 (答出两点即可)等生态位分化方式降低竞争强度,从而实现共存。
(2)调查发现,沙化地区风沙较大,优势植物是树冠低矮、根系发达的灌木,请结合灌木的特点解释其适应沙化环境的原因 。
(3)为探究不同培肥模式对沙化草地土壤改良与植被恢复的影响,进行了相关的实验。
①思路:设置施用无机肥(N)、有机肥(O)、有机肥+无机肥配施(NO),以不施肥为对照(CK),分析不同培肥模式下土壤pH、土壤有机质及地上植被盖度和生物量的变化特征,以筛选适宜的培肥模式。
②方法:在每年生长季前期对各个实验区进行不同模式的培肥,两年后在每个实验区
选取样方,齐地面剪取植被地上部分, 后称量计算地上生物量。采集土壤样品进行一定处理后,用于测定土壤pH、土壤有机质含量等。
③结果:不同培肥处理对沙化草地土壤pH、土壤有机质及植被盖度和地上生物量的影响如图甲、乙、丙所示。
④分析:根据实验结果,施用无机肥能提高 ,但会导致土壤 ,配施有机肥有减缓作用。基于以上实验结果,为进一步优化培肥模式,提高沙化草地生态修复效率,可进行的研究方向是 。
【答案】(1) 自我调节 次生 改变食物种类,形成不同食性;划分分布区域和活动范围;错开活动时间等
(2)灌木树冠低矮,具有防风固沙的功能;根系发达,能从土壤中吸收较多的水分,从而适应沙化环境
(3) 随机 烘干(或干燥) 土壤有机质的含量、提高植被盖度和地上生物量 酸化(或pH下降) 研究无机肥、有机肥的种类或配比对沙化草地生态修复的作用
【分析】生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力称为生态系统的稳定性。生态系统稳定性有两种类型抵抗力稳定性和恢复力稳定性,其中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和功能保持原状的能力。且生态系统的成分越单纯,营养结构越简单,自我调节能力就越弱,抵抗力稳定性就越低,反之则越高。恢复力稳定性是指生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。
【详解】(1)过度放牧会使草原退化甚至沙化,该事实说明生态系统的自我调节能力是有限的,这是因为当草地生态系统受到自然或人为因素干扰,不能通过这种能力消除影响时,生态平衡就会被打破,从而发生次生演替。生态位有重叠的草原动物可以通过改变食物种类,形成不同食性;划分分布区域和活动范围;错开活动时间等等生态位分化方式降低竞争强度,从而实现共存,进而有利于生态系统稳定性提高。
(2)调查发现,沙化地区风沙较大,而灌木树冠低矮,具有防风固沙的功能;灌木根系发达,能从土壤中吸收较多的水分,从而适应沙化环境,即灌木树冠低矮,根系发达,因而有利于适应沙漠缺水、多风的环境,所以灌木会很快成为沙漠地区的优势物种。
(3)本实验的目的是探究不同培肥模式对沙化草地土壤改良与植被恢复的影响,本实验的自变量为培肥模式不同,因变量为土壤pH、土壤有机质及地上植被盖度和生物量的变化,因此,实验思路如下;
①设置施用无机肥(N)、有机肥(O)、有机肥+无机肥配施(NO),以不施肥为对照(CK),分析不同培肥模式下土壤pH、土壤有机质及地上植被盖度和生物量的变化特征,以筛选适宜的培肥模式。
②方法:在每年生长季前期对各个实验区进行不同模式的培肥,两年后在每个实验区随机选取样方,避免人为因素的干扰,齐地面剪取植被地上部分,烘干(或干燥)后称量计算地上生物量。采集土壤样品进行一定处理后,用于测定土壤pH、土壤有机质含量等。
③结果:不同培肥处理对沙化草地土壤pH、土壤有机质及植被盖度和地上生物量的影响如图甲、乙、丙所示。
④分析:根据实验结果,施用无机肥能提高土壤有机质的含量、提高植被盖度和地上生物量,但会导致土壤酸化(或pH下降),进而影响植被的生长;若配施有机肥有减缓作用。基于以上实验结果可知无机肥和有机肥混合使用效果更好,为进一步优化培肥模式,提高沙化草地生态修复效率,则可进一步研究的方向是无机肥、有机肥的种类或配比对沙化草地生态修复的作用。
9.(2024·浙江湖州·一模)在草原退耕还草生态修复工程中,调查统计时常将植物分为两类:一二年生植物、多年生植物。研究发现弃耕5年时,一二年生植物所占比例较大;15年时,多年生植物开始增多;20年时,多年生植物比例显著增加。其中一二年生植物生物量与丰富度指数如下表所示。回答下列问题:
样地
样地1
(5年)
样地2
(15年)
样地3
(20年)
样地4
(CK)
植物生物量(g/m2)
28
58
19
10
植物丰富度指数
3.75
2.6
1.5
2.5
(注:CK为天然草场)
(1)某科研团队采用“空间代替时间”的调查方法,选取3个弃耕时间不同的样地,该方法的优势是 。采用样方法调查样地植被时,取样的关键是 和样方大小要合适。
(2)植被的修复是恢复被破坏生态系统的关键环节,该团队着重调查样地植被的情况,从植物在生态系统中的功能分析,其原因是 。
(3)据表分析,四个样地中,样地 最可能是顶极群落,其特征是与 处于平衡状态。样地1中一二年生植物由于具有 特点,在弃耕初期占据优势。与样地1相比,样地2一二年生植物丰富度指数下降,生物量有所上升,这两项指标变化的原因是 。
(4)弃耕20年后,植物在垂直方向上的分层现象逐渐复杂,这将显著提高 。不同生物种群分别占据了草原的不同空间,形成了草原群落的 。
【答案】(1) 缩短调查时间 随机取样
(2)固定太阳能,将无机物合成有机物;为其他生物提供营养物质
(3) 4 当地的气候、土壤条件 生长周期短,生长迅速 ①样地2中一二年生植物间竞争加剧,多年生植物开始增多;②样地2中占据优势的一二年生植物大量繁殖,因此生物量呈上升趋势
(4) 植物群落利用阳光等环境资源的能力(环境资源的利用率) 空间结构(水平结构和垂直结构)
【分析】1、丰富度是指群落中物种数目的多少。
2、群落的垂直结构的意义是显著提高群落利用阳光等环境资源的能力;为动物创造了多种多样的栖息条件和生存空间。
3、群落演替的类型有:初生演替和次生演替。
【详解】(1)在草原退耕还草生态修复工程中,可通过采用“空间代替时间”的调查方法研究群落演替的过程,从而缩短调查时间。采用样方法调查样地植被时,取样的关键是做到随机取样和样方大小要合适。
(2)植物可以固定太阳能,将无机物合成有机物;为其他生物提供营养物质,所以植被的修复是恢复被破坏生态系统的关键环节,着重调查样地植被的情况。
(3)表中样地4是天然草场,则有可能是顶极群落,顶极群落中的当地的气候、土壤条件处于平衡状态。
样地1中一二年生植物由于具有生长周期短,生长迅速的特点,在弃耕初期占据优势。
与样地1相比,样地2一二年生植物丰富度指数下降,生物量有所上升,发生这些变化的原因是①样地2中一二年生植物间竞争加剧,多年生植物开始增多;②样地2中占据优势的一二年生植物大量繁殖,因此生物量呈上升趋势。
(4)弃耕20年后,植物在垂直方向上的分层现象逐渐复杂,可有利于提高植物群落利用阳光等环境资源的能力(环境资源的利用率)。不同生物种群分别占据了草原的不同空间,形成了草原群落的空间结构(水平结构和垂直结构)。
10.(2024·浙江宁波·一模)不合理放牧是造成高寒草甸草原退化的重要因素,科研人员就放牧强度对青藏高原高寒草甸植物群落物种多样性和生物量的影响进行深入研究,相关结果如图所示。
回答下列问题:
(1)调查植被时发现,不同地段上往往分布着不同的种群,同一地段上的种群常呈镶嵌分布,这体现了群落的 结构,形成该结构的原因可能是 。
(2)图甲表明,相较于禁牧, 的物种丰富度指数最大。出现这种情况的可能原因是家畜优先采食生长较高的禾本科牧草,而不被家畜所喜爱的植物随之增多,提高了群落的物种多样性,使得群落的 更加复杂。该放牧强度能充分发挥资源的生产潜力,达到经济效益和 的同步发展。
(3)研究植物地上、地下生物量是研究 循环的关键环节,通过对青藏高原的碳现状进行评估,该地已经达到了碳中和。研究表明,中牧组的地上生物量高于轻牧组,其原因可能是 。中牧组的地下生物量最大,推测植物对适度放牧的适应机制是当植物的叶片受损时,其光合作用能力会受到影响,植物会 ,以确保其生存和恢复能力。
(4)由研究结果可知,高寒草甸草原实现持续发展可采用 放牧强度。该结论不能直接用于其他草原,原因是随着海拔的升高,生态系统的类型会发生相应改变,导致这种改变的非生物因素主要是 。
【答案】(1) 水平 环境条件分布不均匀
(2) 中牧 结构 生态效益
(3) 碳 适度放牧的家畜通过取食衰老、低光合效率的叶片/或消除了植株的部分顶端优势,促进分枝生长,提高了光合效率 将原本用于叶片生长和维持的有机物重新分配到根茎中
(4) 中等/适度 温度
【分析】生物群落的结构
(1)垂直结构:指群落在垂直方向上的分层现象。
(2)水平结构:指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。
【详解】(1)不同地段上往往分布着不同的种群,同一地段上的种群常呈镶嵌分布,这体现了群落的水平结构,可能环境条件分布不均匀形成该结构。
(2)图甲柱形图可知,相较于禁牧,中牧的物种丰富度指数最大。其可能原因是家畜优先采食生长较高的禾本科牧草,而不被家畜所喜爱的植物随之增多,提高了群落的物种多样性,使得群落的结构更加复杂。这样可以达到经济效益和生态效益的同步发展。
(3)植物地上、地下生物量主要指植物体干重情况下含有的有机物的量,故研究植物地上、地下生物量是研究C(碳)循环的关键环节。研究表明,中牧组的地上生物量高于轻牧组,可能是适度放牧的家畜通过取食衰老、低光合效率的叶片/或消除了植株的部分顶端优势,促进分枝生长,提高了光合效率;中牧组的地下生物量最大,可能是将原本用于叶片生长和维持的有机物重新分配到根茎中,以确保其生存和恢复能力。
(4)通过以上研究分析可知,高寒草甸草原实现持续发展可采用中等/适度放牧强度。该结论不能直接用于其他草原,原因是随着海拔的升高,生态系统的类型会发生相应改变,导致这种改变的非生物因素主要是温度。
1
学科网(北京)股份有限公司
$$