专题七 [重点突破] 第4练 空间立体种养生态系统与碳中和、碳达峰-【步步高·考前三个月】2025年高考生物学复习讲义课件（鲁湘辽吉黑）（课件PPT+word教案）

专题七　 [重点突破]　第4练 空间立体种养生态系统与碳中和、碳达峰 真题演练 模拟预测 内容索引 1.(2021·山东，24节选)海水立体养殖中，表层养殖海带等大型藻类，海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎，底层养殖以底栖微藻、生物残体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下，M、N表示营养级。请回答下列问题： 真题演练 PART ONE 1 2 3 4 5 6 (1)养殖的海带数量过多，造成牡蛎减产，从生物群落的角度分析，原因是________________________________________________________。 1 2 3 4 5 6 海带的竞争使浮游植物数量下降，牡蛎的食物减少，产量降低 (2)海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理，依据这一原理进行海水立体养殖的优点是______________________。在构建海水立体养殖生态系统时，需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素，从而确定每种生物之间的合适比例，这样做的目的是_______________________ _____________________________________________________________。 1 2 3 4 5 6 能充分利用空间和资源 维持生态系统的稳定性， 保持养殖产品的持续高产(或实现生态效益和经济效益的可持续发展) 2.(2023·海南，19节选)海洋牧场是一种海洋人工生态系统，通过在特定海域投放人工鱼礁等措施，构建或修复海洋生物生长、繁殖、索饵或避敌所需的场所，以实现海洋生态保护和渔业资源持续高效产出，是海洋低碳经济的典型代表。回答下列问题： (1)海洋牧场改善了海洋生物的生存环境，可使某些经济鱼类种群的环境容纳量________；海洋牧场实现了渔业资源持续高效产出体现了生物多样性的________价值。 1 2 3 4 5 6 增大 直接 1 2 3 4 5 6 海洋牧场改善了海洋生物的生存环境，为生物提供了更多的资源和空间，使得某些经济鱼类种群的环境容纳量增大；渔业资源持续高效产出，这体现了生物多样性的直接价值。 (2)人工鱼礁投放海底一段时间后，礁体表面会附着大量的藻类等生物。藻类在生态系统组成成分中属于________，能有效降低大气中CO2含量，其主要原因是______________________________________。 1 2 3 4 5 6 生产者 藻类能进行光合作用将CO2转变为有机物 藻类可以进行光合作用，将无机物转变为有机物，在生态系统组成成分中属于生产者；藻类能将CO2转变为有机物，有效降低大气中CO2含量。 (3)在同一片海域中，投放人工鱼礁的区域和未投放人工鱼礁的区域出现环境差异，从而引起海洋生物呈现镶嵌分布，这体现出海洋生物群落的________结构。 1 2 3 4 5 6 水平 海洋生物呈现镶嵌分布，这是水平方向上的差异，为群落的水平结构。 1 2 3 4 5 6 3.(2024·广东，20)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(①金鱼藻、②黑藻、③苦草，答题时植物名称可用对应序号表示)在不同光照强度下光合速率及水质净化能力见图。 1 2 3 4 5 6 回答下列问题： (1)湖水富营养化时，浮游藻类大量繁殖，水体透明度低，湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于______________的有机物，最终衰退和消亡。 细胞呼吸消耗 1 2 3 4 5 6 根据题干信息可知，湖水富营养化时，原有沉水植物因光照不足，光合作用强度会减弱，此时光合作用合成的有机物少于细胞呼吸消耗的有机物，最终衰退和消亡。 1 2 3 4 5 6 (2)生态恢复后，该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依次是______________________________，其原因是__________________________________。 ③(苦草)、②(黑藻)、①(金鱼藻) 最大光合速率对应光照强度依次升高 1 2 3 4 5 6 根据图a的结果分析可知，③(苦草)最大光合速率对应光照强度最低，适合生长在弱光条件，①(金鱼藻)最大光合速率对应光照强度最高，适合生长在光照较强的环境，而从湖底到水面光照强度依次增大，因此，从湖底到水面的草本沉水植物依次是③(苦草)、②(黑藻)、①(金鱼藻)。 1 2 3 4 5 6 (3)为了达到湖水净化的目的，选择引种上述3种草本沉水植物的理由是__________________________ ______________________________，三者配合能实现综合治理效果。 ①(金鱼藻)除藻率高，②(黑 藻)除氮率高，③(苦草)除磷率高 根据图b的结果分析可知，3种草本沉水植物都能在一定程度上去除污水中的氮、磷和藻类，净化湖水，其中①(金鱼藻)除藻率高，②(黑藻)除氮率高，③(苦草)除磷率高，三者配合能实现综合治理效果。 1 2 3 4 5 6 (4)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a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   ①(金鱼藻) 500 CO2浓度较低且相同 O2释放量 1 2 3 4 5 6 从图a可以看出，相同光照强度下，黑藻的光合速率与金鱼藻较接近，苦草的光合速率相对较低，该实验目的是验证黑藻的碳浓缩优势，实验的自变量是实验材料的种类，由于相同条件下，黑藻的光合速率与金鱼藻较接近，因此选择金鱼藻为对照组。 1 2 3 4 5 6 光照强度、培养时间、营养及环境条件为无关变量，实验过程中要保持相同且适宜，图a中光照强度为500 μmol·m－2·s－1时，黑藻和金鱼藻的光合速率相同，且相对较高，所以控制光照强度为500 μmol·m－2·s－1。根据题干信息，黑藻在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用，因此控制条件 为CO2浓度较低且相同。该实验的因变量是两种藻类的光合速率，可以用O2释放量作为测量指标，反映其大小。 1 2 3 4 5 6 (5)目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，此外，大量沉水植物叶片凋落，需及时打捞，增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施：___________________________ __________________________________________________________________________________________。 湖边浅水区种植挺水植物；增 加以沉水植物为食的消费者，或者增加分解沉水植物凋落叶片的分解者，完善生态系统的营养结构 1 2 3 4 5 6 根据题意，目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，为解决这个问题，从生态学角度分析，可以在湖边浅水区种植挺水植物；此外，大量沉水植物叶片凋落，需及时打捞，增加维护成本，为解决这个问题，可以增加以沉水植物为食的消费者，或者增加分解沉水植物凋落叶片的分解者，完善生态系统的营养结构。 1 2 3 4 5 6 4.(2020·全国Ⅱ，38节选)植树造林、“无废弃物农业”、污水净化是建设美丽中国的重要措施。回答下列有关生态工程的问题： 在污水净化过程中，除发挥污水处理厂的作用外，若要利用生物来回收污水中的铜、镉等金属元素，请提供一个方案：_____________________ ____________________________________。 种植能吸收这些金属 元素的水生植物，再从植物中回收金属 1 2 3 4 5 6 5.(2022·辽宁，23节选)碳达峰和碳中和目标的提出是构建人类命运共同体的时代要求，增加碳存储是实现碳中和的重要举措。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。回答下列问题： (1)碳存储离不开碳循环。生态系统碳循环是指组成生物体的碳元素在__________和_____________之间循环往复的过程。 生物群落 非生物环境 生态系统碳循环是指组成生物体的碳元素在生物群落和非生物环境之间循环往复的过程。 1 2 3 4 5 6 (2)滨海湿地单位面积的碳埋藏速率是陆地生态系统的15倍，主要原因是湿地中饱和水环境使土壤微生物处于_____________条件，导致土壤有机质分解速率_____。 无氧(或缺氧) 低 由于湿地大部分时间处于静水水淹状态，即湿地中饱和水环境使土壤微生物处于无氧条件，导致土壤有机质分解速率慢，所以滨海湿地单位面积的碳埋藏速率是陆地生态系统的15倍。 1 2 3 4 5 6 (3)为促进受损湿地的次生演替，提高湿地蓝碳储量，辽宁省实施“退养还湿”生态修复工程(如图)。该工程应遵循____________(答出两点即可)生态学基本原理，根据物种在湿地群落中的________差异，适时补种适宜的物种，以加快群落演替速度。 自生、整体 生态位 在湿地修复过程中，应遵循自生、循环、整体、协调等生态学基本原理，选择污染物净化能力较强的多种水生植物，还需要考虑这些植物各自的生态位差异，以及它们之间的种间关系，适时补种适宜的物种，以加快群落演替速度。 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 (4)测定盐沼湿地不同植物群落的碳储量，发现翅碱蓬阶段为180.5 kg·hm－2、芦苇阶段为3 367.2 kg·hm－2，说明在___________________的不同阶段，盐沼湿地植被的碳储量差异很大。 群落演替(次生演替) 1 2 3 4 5 6 6.(2021·广东，17节选)为积极应对全球气候变化，我国政府在2020年的联合国大会上宣布，中国于2030年前确保碳达峰(CO2排放量达到峰值)，力争在2060年前实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)。这是中国向全世界的郑重承诺，彰显了大国责任。回答下列问题： (1)在自然生态系统中，植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等，可以自我维持________。自西方工业革命以来，大气中CO2的浓度持续增加，引起全球气候变暖，导致的生态后果主要是_____________________________________。 碳平衡 极地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等 1 2 3 4 5 6 在自然生态系统中，植物光合作用摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等。随着现代工业的迅速发展，人类大量燃烧煤、石油等化石燃料，使地层中经过千百万年而积存的碳元素在短时间内释放出来，打破了生物圈中碳平衡，使大气中的CO2浓度迅速增加，引起全球气候变暖，导致极地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等严重的生态后果。 1 2 3 4 5 6 (2)全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，减少________和增加________是实现碳达峰和碳中和的重要举措。 碳释放 碳存储 全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，一方面可以通过减少化石燃料的燃烧、开发新能源等来减少CO2释放，另一方面可以通过植树造林、退耕还林、扩大森林面积、保护森林等增加CO2的去路，增加碳存储和减少碳释放是实现碳达峰和碳中和的重要举措。 1 2 3 4 5 模拟预测 PART TWO 1.(2024·长沙高三三模)秧藕养鱼是一种池塘立体生态种养模式：水体的上层主要是以浮游植物为食物的鲢鱼，中层主要是以水生植物为食的草鱼，底层主要是以软体动物为食的青鱼。某秧藕养鱼立体农业生态系统的能量流动如图，图中字母表示能量(单位：kJ)。回答下列问题： 1 2 3 4 5 (1)图中字母d表示__________________，植食性鱼类到肉食性鱼类的能量传递效率可表示为________________(用图中字母表示)。 流向分解者的能量 (c－n)/b×100% 图中字母d表示流向分解者的能量，能量传递效率为相邻两个营养级间同化量的比值，但肉食性鱼类的同化量除了来自植食性鱼类还有来自饲料的，因此能量传递效率可表示为(c－n)/b×100%。 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 (2)该生态系统的正常运行需要有机物的不断输入，原因是____________ _____________________________________________________________________。 该生态系统 中产品不断输出，不断输入有机物才能保持生态系统的稳定(答案合理即可) 1 2 3 4 5 (3)鱼塘的人工管理十分重要，若种植的莲藕数量过多，会造成鲢鱼减产，从种间关系的角度分析，原因是___________________________________ _______________________________。 莲藕的竞争使浮游植物数量减少，导 致鲢鱼的食物减少，造成鲢鱼减产 由题意可知，鲢鱼在水体的上层，主要以浮游植物为食，而莲藕与浮游植物为竞争关系，若种植的莲藕数量过多，其与浮游植物的竞争大，使浮游植物数量下降，鲢鱼的食物减少，造成鲢鱼减产。 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 (4)秧藕养鱼立体生态种养模式在生产实践中获得了较高的经济效益，从群落水平阐述其原理主要是_______________________________________ ________________________________。 鱼类的立体放养使池塘群落具有合理的垂直 结构，充分利用了环境资源和空间 1 2 3 4 5 (5)构建该池塘立体生态系统时，需充分考虑人类生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域面积，即______________________；还需考虑所养殖生物的生态位差异、种间关系，并且使这些物种形成互利共存的关系等，即遵循生态工程中的______原理。 生态足迹(或生态占用) 自生 1 2 3 4 5 2.(2024·长沙雅礼中学高三期末)生态浮床，也称为人工浮岛或生态浮岛，是一种利用生态工程原理，针对富营养化的水质进行治理的技术。生态浮床的核心在于通过水生植物的根系吸收、吸附作用以及物种间的竞争机理，降低水中的COD(氧化一升污水中有机物所需的氧量，可作为衡量水中有机物含量多少的指标，该值越 大水体污染越严重)、氮和磷的含量， 从而削减富营养化水体中的污染负荷。 如图表示利用生态浮床治理有机污染 的示意图，回答下列问题： 1 2 3 4 5 (1)一个被外来有机污水严重污染且未经治理的水体，水中COD值可能会越来越大，污水中有机物主要靠分解者降解，请写出引起COD值增大的主要原因：_____________________________________________________ __________________________________________________________________________________。 (2)利用生态浮床治理有机污染引起的富 营养化，运用了种间竞争关系，请举例 说明种间竞争的表现：______________ __________________________________。 好氧微生物分解污水中的有机物、藻类的遗体导致溶氧量大幅下降，进而导致水生动植物死亡，其遗体被分解进一步消耗大量氧气，逐步引起COD值增大 浮床植物与藻 类竞争阳光以及水中的N、P等矿质元素 1 2 3 4 5 (3)生态浮床不仅为植物提供生长空间，还为昆虫、鸟类和水生动物提供了栖息和繁衍的场所。这种多样化的生态位有助于增加水体中的生物多样性，进而增强生态系统的_______________________。 稳定性(或自我调节能力) 多样化的生态位有助于增加水体中的生物多样性，使得生态系统的结构更加复杂，进而增强生态系统的稳定性(或自我调节能力)。 1 2 3 4 5 (4)生态浮床技术不需要专业的机械设备和化学药剂投入，因此具有投资少、见效快、节约能源、运行性能稳定、日常维护简单等优点。同时，该技术能够大量节省费用开支，减少动力、能源和日常维修管理费用，实现了生态修复与经济效益的双赢。由此可见，该生态浮床主要运用了生态工程的______原理。 整体 1 2 3 4 5 (5)经治理后，水体中鱼的种类增多，其中食草性鱼类同化能量的流向有__________________________________________________________________________。 一部分通过呼吸作用以热能形式散失、一部分流向下一营养级、一部分流向分解者 1 2 3 4 5 3.(2024·青岛高三开学考)海草床生态系统是由大面积连片生长在海床上的海草构成的，是一种珍贵而又脆弱的海洋生态系统，如图所示。回答下列问题： (1)海草床作为海洋生物育幼、觅食和庇护的场所，可为水生动物提供________________。科研工作者要研究海草床中动物的生态位需要研究其__________________________________________。海草床生态系统有丰富的沉积物有机碳，这体现了生物多样性的_____价值。 食物和栖息空间 栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等 间接 1 2 3 4 5 (2)海草床生态系统的储碳能力超过了大多数陆地生态系统，有益于______(填“增大”或“减少”)碳足迹，其中大部分以有机碳形式常年储存在沉积物中，结合海域1海草床生态系统，分析其可能的原因是____________________________________________。 减少 水下环境不利于微生物生长，微生物分解作用弱 1 2 3 4 5 海草床生态系统的储碳能力超过了大多数陆地生态系统，减轻了陆地植物对碳的吸收压力，因此有益于减少碳足迹。由于水下环境不利于微生物生长，微生物分解作用弱，因此大部分以有机碳形式常年储存在沉积物中。 1 2 3 4 5 (3)富含N、P的养殖场污水和生活污水会对海草床造成严重威胁。有人提议使用生态浮床来缓解这种威胁，你认为生态浮床的做法是否可行？并阐述你的观点和理由：___________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 可行，生态浮床可以吸收污水中的N、P等元素，减少污水对海草床的富营养化影响；同时，生态浮床还可以为一些水生生物提供栖息和繁殖的场所，增加生物多样性，进一步增强生态系统的稳定性和自我调节能力(或不可行，生态浮床设置不当会遮挡阳光，使底部海草无法进行光合作用而难以生长；海域2海草床的水位在落潮时会下降甚至露出水面，使生态浮床对海草造成物理性损害) 1 2 3 4 5 4.(2024·常德高三二模)为应对气候变化，早日实现碳达峰与碳中和的目标，我国将生态修复与生态环境保护作为经济发展的主要任务。 (1)在生态修复过程中，常利用红外触发相机对野生动物进行调查，通过分析可以较直接地得出动物种群的__________________________(答2个)等数量特征。相比于标记重捕法，红外触发相机自动拍摄技术具有_____ ___________________________(答出1点)的优点。 种群密度、出生率和死亡率 时全天候拍摄、对动物干扰小 24小 1 2 3 4 5 (2)生态修复是指在生态学原理指导下，通过生态系统自身的规律性，根据生态系统自身进化演变到自然状况，其依据的理论是_______________ ___________。欲研究修复后的生态系统中土壤小动物类群丰富度，对个体较大、种群数量有限的生物常用的统计方法是____________。 生态系统具有自 我调节能力 记名计算法 生态修复的理论依据就是生态系统具有自我调节能力。记名计算法是指在一定面积的样地中，直接数出各个种群的个体数目，通常用于个体较大、种群数量有限的物种。 1 2 3 4 5 (3)植被凋落物是土壤有机碳的重要来源，植物光合作用积累的有机物也大部分流入地下，以稳定固体的形式被直接或间接储存到土壤中，形成土壤碳汇。从能量流动的角度分析，植物其余的能量流向_______，土壤碳汇的增加______(填“利于”或“不利于”)缓解温室效应。 消费者 利于 植物的一部分能量流向土壤，另一部分能量流向消费者；土壤碳汇是植物光合作用的结果，所以碳汇的增加有利于缓解温室效应。 1 2 3 4 5 (4)湿地生态系统中碳的存在形式主要包括__________________、水体中溶解的有机碳、湿地沉积物中的碳、CO2等无机碳等。某原因使水体中溶解的有机碳升高，一段时间后可能会使生物的多样性______。 (5)请提出通过生态修复实现碳中和的对策：________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出2点)。 生物体中的有机碳 增加 设法减少CO2的排放，同时 要促进CO2的吸收，因此采取的措施为加强植树造林，且在植树造林的过程中注意物种的选择；减少化石燃料的燃烧，积极开发新能源，并同时倡导绿色出行等 1 2 3 4 5 5.(2024·威海高三三模)我国已将碳达峰、碳中和纳入生态文明建设的整体布局，确定了2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标。碳中和是指通过多种形式抵消CO2排放总量，实现相对“零排放”。图1为碳循环示意图，其中A～D表示生物群落，①～⑧表示相关过程。回答下列有关问题： 1 2 3 4 5 (1)⑤⑥过程中碳元素分别以______________的形式进行传递。参与碳元素从生物群落转移到非生物环境过程的生物是生态系统组成成分中的_______________________。 (2)若a～h依次表示图示①～⑧过程转移的碳元素量，请利用这些字母间的关系，构建“碳中和”数学模型，即__________________。 有机物、CO2 生产者、消费者和分解者 a＝b＋d＋f＋g＋h ②④⑥表示各种生物的细胞呼吸，⑦表 示分解者的分解作用，⑧表示化石燃料 的燃烧，②④⑥⑦⑧能将含碳有机物分 解成CO2返还到环境中去，①是光合作 用和化能合成作用，将大气中的CO2合 成有机物带入生物群落中。碳中和即进入生物群落的碳量和释放到大气中的碳量相等，若a、b、d、f、g、h分别表示图中①②④⑥⑦⑧过程转移的碳元素量，则碳中和时a＝b＋d＋f＋g＋h。 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 (3)除植树造林、减少化石燃料的燃烧之外，作为学生我们可以从生活中力所能及的一些小事做起，来助力“碳中和”目标的实现，请写出两项措施：_________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________。 绿色出行；节约用电；使用节能灯泡照明；随手关灯；休息时关闭电脑；夏天空调温度不要调太低；纸张双面使用；尽量少用一次性塑料袋、纸杯、木筷等 1 2 3 4 5 (4)图2是某生态系统中能量流经第二营养级的示意图(图示数值表示能量，单位：kJ·m－2·a－1)，据图分析，从第二营养级到第三营养级的能量传递效率是______。 17% 第三营养级的同化量＝摄入量－粪便量＝5 000－750＝4 250(kJ·m－2·a－1)，第二营养级的同化量＝呼吸作用以热能形式散失的能量＋第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量＝12 100＋12 900＝25 000(kJ·m－2·a－1)，所以从第二营养级到第三营养级的能量传递效率是4 250÷25 000×100%＝17%。 1 2 3 4 5 $$ [重点突破]　第4练　空间立体种养生态系统与碳中和、碳达峰　[分值：100分] 1．(每空2分，共6分)(2021·山东，24节选)海水立体养殖中，表层养殖海带等大型藻类，海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎，底层养殖以底栖微藻、生物残体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下，M、N表示营养级。请回答下列问题： (1)养殖的海带数量过多，造成牡蛎减产，从生物群落的角度分析，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理，依据这一原理进行海水立体养殖的优点是____________________________。在构建海水立体养殖生态系统时，需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素，从而确定每种生物之间的合适比例，这样做的目的是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)海带的竞争使浮游植物数量下降，牡蛎的食物减少，产量降低　(2)能充分利用空间和资源　维持生态系统的稳定性，保持养殖产品的持续高产(或实现生态效益和经济效益的可持续发展) 2．(每空2分，共10分)(2023·海南，19节选)海洋牧场是一种海洋人工生态系统，通过在特定海域投放人工鱼礁等措施，构建或修复海洋生物生长、繁殖、索饵或避敌所需的场所，以实现海洋生态保护和渔业资源持续高效产出，是海洋低碳经济的典型代表。回答下列问题： (1)海洋牧场改善了海洋生物的生存环境，可使某些经济鱼类种群的环境容纳量________；海洋牧场实现了渔业资源持续高效产出体现了生物多样性的________价值。 (2)人工鱼礁投放海底一段时间后，礁体表面会附着大量的藻类等生物。藻类在生态系统组成成分中属于________，能有效降低大气中CO2含量，其主要原因是________________ ________________________________________________________________________。 (3)在同一片海域中，投放人工鱼礁的区域和未投放人工鱼礁的区域出现环境差异，从而引起海洋生物呈现镶嵌分布，这体现出海洋生物群落的________结构。 答案　(1)增大　直接　(2)生产者　藻类能进行光合作用将CO2转变为有机物　(3)水平 解析　 (1)海洋牧场改善了海洋生物的生存环境，为生物提供了更多的资源和空间，使得某些经济鱼类种群的环境容纳量增大；渔业资源持续高效产出，这体现了生物多样性的直接价值。(2)藻类可以进行光合作用，将无机物转变为有机物，在生态系统组成成分中属于生产者；藻类能将CO2转变为有机物，有效降低大气中CO2含量。(3)海洋生物呈现镶嵌分布，这是水平方向上的差异，为群落的水平结构。 3．(10分)(2024·广东，20)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(①金鱼藻、②黑藻、③苦草，答题时植物名称可用对应序号表示)在不同光照强度下光合速率及水质净化能力见图。 回答下列问题： (1)(1分)湖水富营养化时，浮游藻类大量繁殖，水体透明度低，湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于__________________的有机物，最终衰退和消亡。 (2)(2分)生态恢复后，该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依次是______________，其原因是____________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)(1分)为了达到湖水净化的目的，选择引种上述3种草本沉水植物的理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 三者配合能实现综合治理效果。 (4)(4分)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a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 (5)(2分)目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，此外，大量沉水植物叶片凋落，需及时打捞，增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)细胞呼吸消耗　(2)③(苦草)、②(黑藻)、①(金鱼藻)　最大光合速率对应光照强度依次升高　(3)①(金鱼藻)除藻率高，②(黑藻)除氮率高，③(苦草)除磷率高　(4)①(金鱼藻)　500　CO2浓度较低且相同　O2释放量　(5)湖边浅水区种植挺水植物；增加以沉水植物为食的消费者，或者增加分解沉水植物凋落叶片的分解者，完善生态系统的营养结构 解析　(1)根据题干信息可知，湖水富营养化时，原有沉水植物因光照不足，光合作用强度会减弱，此时光合作用合成的有机物少于细胞呼吸消耗的有机物，最终衰退和消亡。(2)根据图a的结果分析可知，③(苦草)最大光合速率对应光照强度最低，适合生长在弱光条件，①(金鱼藻)最大光合速率对应光照强度最高，适合生长在光照较强的环境，而从湖底到水面光照强度依次增大，因此，从湖底到水面的草本沉水植物依次是③(苦草)、②(黑藻)、①(金鱼藻)。(3)根据图b的结果分析可知，3种草本沉水植物都能在一定程度上去除污水中的氮、磷和藻类，净化湖水，其中①(金鱼藻)除藻率高，②(黑藻)除氮率高，③(苦草)除磷率高，三者配合能实现综合治理效果。(4)从图a可以看出，相同光照强度下，黑藻的光合速率与金鱼藻较接近，苦草的光合速率相对较低，该实验目的是验证黑藻的碳浓缩优势，实验的自变量是实验材料的种类，由于相同条件下，黑藻的光合速率与金鱼藻较接近，因此选择金鱼藻为对照组。光照强度、培养时间、营养及环境条件为无关变量，实验过程中要保持相同且适宜，图a中光照强度为500 μmol·m－2·s－1时，黑藻和金鱼藻的光合速率相同，且相对较高，所以控制光照强度为500 μmol·m－2·s－1。根据题干信息，黑藻在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用，因此控制条件为CO2浓度较低且相同。该实验的因变量是两种藻类的光合速率，可以用O2释放量作为测量指标，反映其大小。(5)根据题意，目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，为解决这个问题，从生态学角度分析，可以在湖边浅水区种植挺水植物；此外，大量沉水植物叶片凋落，需及时打捞，增加维护成本，为解决这个问题，可以增加以沉水植物为食的消费者，或者增加分解沉水植物凋落叶片的分解者，完善生态系统的营养结构。 4．(4分)(2020·全国Ⅱ，38节选)植树造林、“无废弃物农业”、污水净化是建设美丽中国的重要措施。回答下列有关生态工程的问题： 在污水净化过程中，除发挥污水处理厂的作用外，若要利用生物来回收污水中的铜、镉等金属元素，请提供一个方案：__________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　种植能吸收这些金属元素的水生植物，再从植物中回收金属 5．(每空2分，共14分)(2022·辽宁，23节选)碳达峰和碳中和目标的提出是构建人类命运共同体的时代要求，增加碳存储是实现碳中和的重要举措。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。回答下列问题： (1)碳存储离不开碳循环。生态系统碳循环是指组成生物体的碳元素在________和__________之间循环往复的过程。 (2)滨海湿地单位面积的碳埋藏速率是陆地生态系统的15倍，主要原因是湿地中饱和水环境使土壤微生物处于__________条件，导致土壤有机质分解速率__________。 (3)为促进受损湿地的次生演替，提高湿地蓝碳储量，辽宁省实施“退养还湿”生态修复工程(如图)。该工程应遵循__________(答出两点即可)生态学基本原理，根据物种在湿地群落中的__________差异，适时补种适宜的物种，以加快群落演替速度。 (4)测定盐沼湿地不同植物群落的碳储量，发现翅碱蓬阶段为180.5 kg·hm－2、芦苇阶段为3 367.2 kg·hm－2，说明在__________的不同阶段，盐沼湿地植被的碳储量差异很大。 答案　(1)生物群落　非生物环境　(2)无氧(或缺氧)　低　(3)自生、整体　生态位　(4)群落演替(次生演替) 解析　(1)生态系统碳循环是指组成生物体的碳元素在生物群落和非生物环境之间循环往复的过程。(2)由于湿地大部分时间处于静水水淹状态，即湿地中饱和水环境使土壤微生物处于无氧条件，导致土壤有机质分解速率慢，所以滨海湿地单位面积的碳埋藏速率是陆地生态系统的15倍。(3)在湿地修复过程中，应遵循自生、循环、整体、协调等生态学基本原理，选择污染物净化能力较强的多种水生植物，还需要考虑这些植物各自的生态位差异，以及它们之间的种间关系，适时补种适宜的物种，以加快群落演替速度。 6．(每空2分，共8分)(2021·广东，17节选)为积极应对全球气候变化，我国政府在2020年的联合国大会上宣布，中国于2030年前确保碳达峰(CO2排放量达到峰值)，力争在2060年前实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)。这是中国向全世界的郑重承诺，彰显了大国责任。回答下列问题： (1)在自然生态系统中，植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等，可以自我维持______________。自西方工业革命以来，大气中CO2的浓度持续增加，引起全球气候变暖，导致的生态后果主要是______________________________。 (2)全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，减少______和增加__________是实现碳达峰和碳中和的重要举措。 答案　(1)碳平衡　极地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等　(2)碳释放　碳存储 解析　(1)在自然生态系统中，植物光合作用摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等。随着现代工业的迅速发展，人类大量燃烧煤、石油等化石燃料，使地层中经过千百万年而积存的碳元素在短时间内释放出来，打破了生物圈中碳平衡，使大气中的CO2浓度迅速增加，引起全球气候变暖，导致极地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等严重的生态后果。(2)全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，一方面可以通过减少化石燃料的燃烧、开发新能源等来减少CO2释放，另一方面可以通过植树造林、退耕还林、扩大森林面积、保护森林等增加CO2的去路，增加碳存储和减少碳释放是实现碳达峰和碳中和的重要举措。 1．(每空1分，共7分)(2024·长沙高三三模)秧藕养鱼是一种池塘立体生态种养模式：水体的上层主要是以浮游植物为食物的鲢鱼，中层主要是以水生植物为食的草鱼，底层主要是以软体动物为食的青鱼。某秧藕养鱼立体农业生态系统的能量流动如图，图中字母表示能量(单位：kJ)。回答下列问题： (1)图中字母d表示__________________，植食性鱼类到肉食性鱼类的能量传递效率可表示为______________(用图中字母表示)。 (2)该生态系统的正常运行需要有机物的不断输入，原因是________________________ ________________________________________________________________________。 (3)鱼塘的人工管理十分重要，若种植的莲藕数量过多，会造成鲢鱼减产，从种间关系的角度分析，原因是______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)秧藕养鱼立体生态种养模式在生产实践中获得了较高的经济效益，从群落水平阐述其原理主要是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)构建该池塘立体生态系统时，需充分考虑人类生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域面积，即________________________；还需考虑所养殖生物的生态位差异、种间关系，并且使这些物种形成互利共存的关系等，即遵循生态工程中的________原理。 答案　(1)流向分解者的能量　(c－n)/b×100%　(2)该生态系统中产品不断输出，不断输入有机物才能保持生态系统的稳定(答案合理即可)　(3)莲藕的竞争使浮游植物数量减少，导致鲢鱼的食物减少，造成鲢鱼减产　(4)鱼类的立体放养使池塘群落具有合理的垂直结构，充分利用了环境资源和空间　(5)生态足迹(或生态占用)　自生 解析　(1)图中字母d表示流向分解者的能量，能量传递效率为相邻两个营养级间同化量的比值，但肉食性鱼类的同化量除了来自植食性鱼类还有来自饲料的，因此能量传递效率可表示为(c－n)/b×100%。(3)由题意可知，鲢鱼在水体的上层，主要以浮游植物为食，而莲藕与浮游植物为竞争关系，若种植的莲藕数量过多，其与浮游植物的竞争大，使浮游植物数量下降，鲢鱼的食物减少，造成鲢鱼减产。 2．(每空2分，共10分)(2024·长沙雅礼中学高三期末)生态浮床，也称为人工浮岛或生态浮岛，是一种利用生态工程原理，针对富营养化的水质进行治理的技术。生态浮床的核心在于通过水生植物的根系吸收、吸附作用以及物种间的竞争机理，降低水中的COD(氧化一升污水中有机物所需的氧量，可作为衡量水中有机物含量多少的指标，该值越大水体污染越严重)、氮和磷的含量，从而削减富营养化水体中的污染负荷。如图表示利用生态浮床治理有机污染的示意图，回答下列问题： (1)一个被外来有机污水严重污染且未经治理的水体，水中COD值可能会越来越大，污水中有机物主要靠分解者降解，请写出引起COD值增大的主要原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)利用生态浮床治理有机污染引起的富营养化，运用了种间竞争关系，请举例说明种间竞争的表现：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)生态浮床不仅为植物提供生长空间，还为昆虫、鸟类和水生动物提供了栖息和繁衍的场所。这种多样化的生态位有助于增加水体中的生物多样性，进而增强生态系统的__________。 (4)生态浮床技术不需要专业的机械设备和化学药剂投入，因此具有投资少、见效快、节约能源、运行性能稳定、日常维护简单等优点。同时，该技术能够大量节省费用开支，减少动力、能源和日常维修管理费用，实现了生态修复与经济效益的双赢。由此可见，该生态浮床主要运用了生态工程的________原理。 (5)经治理后，水体中鱼的种类增多，其中食草性鱼类同化能量的流向有________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)好氧微生物分解污水中的有机物、藻类的遗体导致溶氧量大幅下降，进而导致水生动植物死亡，其遗体被分解进一步消耗大量氧气，逐步引起COD值增大　(2)浮床植物与藻类竞争阳光以及水中的N、P等矿质元素　(3)稳定性(或自我调节能力)　(4)整体　(5)一部分通过呼吸作用以热能形式散失、一部分流向下一营养级、一部分流向分解者 解析　(3)多样化的生态位有助于增加水体中的生物多样性，使得生态系统的结构更加复杂，进而增强生态系统的稳定性(或自我调节能力)。 3．(每空2分，共12分)(2024·青岛高三开学考)海草床生态系统是由大面积连片生长在海床上的海草构成的，是一种珍贵而又脆弱的海洋生态系统，如图所示。回答下列问题： (1)海草床作为海洋生物育幼、觅食和庇护的场所，可为水生动物提供________________。科研工作者要研究海草床中动物的生态位需要研究其_________________________________。 海草床生态系统有丰富的沉积物有机碳，这体现了生物多样性的________价值。 (2)海草床生态系统的储碳能力超过了大多数陆地生态系统，有益于________(填“增大”或“减少”)碳足迹，其中大部分以有机碳形式常年储存在沉积物中，结合海域1海草床生态系统，分析其可能的原因是____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)富含N、P的养殖场污水和生活污水会对海草床造成严重威胁。有人提议使用生态浮床来缓解这种威胁，你认为生态浮床的做法是否可行？并阐述你的观点和理由：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)食物和栖息空间　栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等　间接　(2)减少　水下环境不利于微生物生长，微生物分解作用弱　(3)可行，生态浮床可以吸收污水中的N、P等元素，减少污水对海草床的富营养化影响；同时，生态浮床还可以为一些水生生物提供栖息和繁殖的场所，增加生物多样性，进一步增强生态系统的稳定性和自我调节能力(或不可行，生态浮床设置不当会遮挡阳光，使底部海草无法进行光合作用而难以生长；海域2海草床的水位在落潮时会下降甚至露出水面，使生态浮床对海草造成物理性损害) 解析　(2)海草床生态系统的储碳能力超过了大多数陆地生态系统，减轻了陆地植物对碳的吸收压力，因此有益于减少碳足迹。由于水下环境不利于微生物生长，微生物分解作用弱，因此大部分以有机碳形式常年储存在沉积物中。 4．(每空1分，共9分)(2024·常德高三二模)为应对气候变化，早日实现碳达峰与碳中和的目标，我国将生态修复与生态环境保护作为经济发展的主要任务。 (1)在生态修复过程中，常利用红外触发相机对野生动物进行调查，通过分析可以较直接地得出动物种群的______________________________(答2个)等数量特征。相比于标记重捕法，红外触发相机自动拍摄技术具有____________________________(答出1点)的优点。 (2)生态修复是指在生态学原理指导下，通过生态系统自身的规律性，根据生态系统自身进化演变到自然状况，其依据的理论是________________________。欲研究修复后的生态系统中土壤小动物类群丰富度，对个体较大、种群数量有限的生物常用的统计方法是________________。 (3)植被凋落物是土壤有机碳的重要来源，植物光合作用积累的有机物也大部分流入地下，以稳定固体的形式被直接或间接储存到土壤中，形成土壤碳汇。从能量流动的角度分析，植物其余的能量流向__________，土壤碳汇的增加______(填“利于”或“不利于”)缓解温室效应。 (4)湿地生态系统中碳的存在形式主要包括__________________________、水体中溶解的有机碳、湿地沉积物中的碳、CO2等无机碳等。某原因使水体中溶解的有机碳升高，一段时间后可能会使生物的多样性________。 (5)请提出通过生态修复实现碳中和的对策：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(答出2点)。 答案　(1)种群密度、出生率和死亡率　24小时全天候拍摄、对动物干扰小　(2)生态系统具有自我调节能力　记名计算法　(3)消费者　利于(4)生物体中的有机碳　增加　(5)设法减少CO2的排放，同时要促进CO2的吸收，因此采取的措施为加强植树造林，且在植树造林的过程中注意物种的选择；减少化石燃料的燃烧，积极开发新能源，并同时倡导绿色出行等 解析　(2)生态修复的理论依据就是生态系统具有自我调节能力。记名计算法是指在一定面积的样地中，直接数出各个种群的个体数目，通常用于个体较大、种群数量有限的物种。(3)植物的一部分能量流向土壤，另一部分能量流向消费者；土壤碳汇是植物光合作用的结果，所以碳汇的增加有利于缓解温室效应。 5．(每空2分，共10分)(2024·威海高三三模)我国已将碳达峰、碳中和纳入生态文明建设的整体布局，确定了2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标。碳中和是指通过多种形式抵消CO2排放总量，实现相对“零排放”。图1为碳循环示意图，其中A～D表示生物群落，①～⑧表示相关过程。回答下列有关问题： (1)⑤⑥过程中碳元素分别以________________的形式进行传递。参与碳元素从生物群落转移到非生物环境过程的生物是生态系统组成成分中的________________。 (2)若a～h依次表示图示①～⑧过程转移的碳元素量，请利用这些字母间的关系，构建“碳中和”数学模型，即_____________________________________________________。 (3)除植树造林、减少化石燃料的燃烧之外，作为学生我们可以从生活中力所能及的一些小事做起，来助力“碳中和”目标的实现，请写出两项措施：________________________ ________________________________________________________________________。 (4)图2是某生态系统中能量流经第二营养级的示意图(图示数值表示能量，单位：kJ·m－2·a－1)，据图分析，从第二营养级到第三营养级的能量传递效率是____________。 答案　(1)有机物、CO2　生产者、消费者和分解者　(2)a＝b＋d＋f＋g＋h　(3)绿色出行；节约用电；使用节能灯泡照明；随手关灯；休息时关闭电脑；夏天空调温度不要调太低；纸张双面使用；尽量少用一次性塑料袋、纸杯、木筷等　(4)17% 解析　(2)②④⑥表示各种生物的细胞呼吸，⑦表示分解者的分解作用，⑧表示化石燃料的燃烧，②④⑥⑦⑧能将含碳有机物分解成CO2返还到环境中去，①是光合作用和化能合成作用，将大气中的CO2合成有机物带入生物群落中。碳中和即进入生物群落的碳量和释放到大气中的碳量相等，若a、b、d、f、g、h分别表示图中①②④⑥⑦⑧过程转移的碳元素量，则碳中和时a＝b＋d＋f＋g＋h。(4)第三营养级的同化量＝摄入量－粪便量＝5 000－750＝4 250(kJ·m－2·a－1)，第二营养级的同化量＝呼吸作用以热能形式散失的能量＋第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量＝12 100＋12 900＝25 000(kJ·m－2·a－1)，所以从第二营养级到第三营养级的能量传递效率是4 250÷25 000×100%＝17%。 学科网（北京）股份有限公司 $$