内容正文:
专题14 生态系统与环境保护
五年考情
考情分析
生态系统与环境保护
2025年山东卷第12题
2024年山东卷第12题
2023年山东卷第13题
2022年山东卷第11题
2021年山东卷第24题
近五年山东高考生物试卷里,生态系统考点考查频繁。从题型上看,选择和非选择题都有涉及,分值3 - 12分。常考生态系统的结构、功能、稳定性,像2025年、2023年都考查了生态系统的能量流动等。
一、单选题
1.(2025·山东·高考真题)某时刻某动物种群所有个体的有机物中的总能量为①,一段时后.此种群所有存活个体的有机物中的总能量为②,此种群在这段时间内通过呼吸作用散失的总能量为③,这段时间内死亡个体的有机物中的总能量为④。此种群在此期间无迁入迁出,无个体被捕食,估算这段时间内用于此种群生长、发育和繁殖的总能量时,应使用的表达式为( )
A.②-①+④ B.②-①+③ C.②-①-③+④ D.②-①+③+①
2.(2024·山东·高考真题)某稳定的生态系统某时刻第一、第二营养级的生物量分别为6g/m2和30g/m2,据此形成上宽下窄的生物量金字塔。该生态系统无有机物的输入与输出,下列说法错误的是( )
A.能量不能由第二营养级流向第一营养级
B.根据生物体内具有富集效应的金属浓度可辅助判断不同物种所处营养级的高低
C.流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自于第一营养级固定的能量
D.第一营养级固定的能量可能小于第二营养级同化的能量
3.(2023·山东·高考真题)某浅水泉微型生态系统中能量情况如表所示,该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食。下列说法正确的是( )
生产者固定
来自陆地的植物残体
初级消费者摄入
初级消费者同化
初级消费者呼吸消耗
能量[105J/(m2•a)]
90
42
84
13.5
3
A.流经该生态系统的总能量为90×105J/(m2·a)
B.该生态系统的生产者有15%的能量流入下一营养级
C.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为10.5×105J/(m2•a)
D.初级消费者粪便中的能量为70.5×105J/(m2·a),该能量由初级消费者流向分解者
4.(2022·山东·高考真题)某地长期稳定运行稻田养鸭模式,运行过程中不投放鸭饲料,鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等,鸭粪可作为有机肥料还田。该稻田的水稻产量显著高于普通稻田,且养鸭还会产生额外的经济效益。若该稻田与普通稻田的秸秆均还田且其他影响因素相同,下列说法正确的是( )
A.与普通稻田相比,该稻田需要施加更多的肥料
B.与普通稻田相比,该稻田需要使用更多的农药
C.该稻田与普通稻田的群落空间结构完全相同
D.该稻田比普通稻田的能量的利用率低
二、解答题
5.(2021·山东·高考真题)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、生物遗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。
(1)估算海参种群密度时常用样方法,原因是 。
(2)图中 M 用于生长、发育和繁殖的能量为 kJ/(m2•a)。由 M 到 N 的能量传递效率为 %(保留一位小数),该生态系统中的能量 (填:“能”或 “不能”)在 M 和遗体残骸间循环流动。
(3)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 。
(4)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 。
一、单选题
1.(2025·山东潍坊·二模)下列关于生态系统功能的说法,错误的是( )
A.秸秆经加工后,更易被牛羊消化吸收,但无法提高能量传递效率
B.CO₂是碳在生物群落与非生物环境之间循环的主要形式
C.自然生态系统中行为信息只能由动物产生和接收
D.生态平衡的生态系统具有的特征之一是功能平衡
2.(2025·山东泰安·三模)谷雨节气天气转温,北方地区的桃花、杏花等开放;南方地区,柳絮飞落,布谷鸟开始鸣叫,牡丹吐蕊,樱桃红熟。自然景物告示着人们时至暮春了,同时病虫害也进入高繁衍期。下列有关说法正确的是( )
A.气温升高、布谷鸟鸣叫属于物理信息,农药除虫利用了化学信息
B.布谷鸟属于消费者,它从上一营养级获得10%~20%的能量
C.北方桃花、杏花等的开放,杨絮、柳絮四处飞扬说明信息传递具有双向性
D.在桃园中养鸡、养鸭可实现能量多级利用,提高能量利用率
3.(2025·山东泰安·三模)生态浮床利用了生态工程学原理,可降解水中的无机、有机污染物和重金属等。它以水生植物为主体,运用无土栽培技术原理,以高分子材料等为载体和基质,应用物种间共生关系,充分利用水体空间生态位和营养生态位,建立高效人工生态系统,用以削减水体中的污染负荷,如图所示。下列说法正确的是( )
A.生态浮床中各种生物成分要合理布设体现了整体原理
B.流经生态浮床区域的总能量是生产者光合作用固定的能量
C.重金属存在生物富集现象,这种现象也存在全球性
D.生态浮床固碳、净化水质体现了生物多样性的直接价值
4.(2025·山东菏泽·二模)在繁殖季节,萤火虫的发光与其交配有关,不同种闪烁的光点频率各不相同,像“摩斯密码”。研究发现,甲区域一种称作Photuris的雌性萤火虫能破解其他种萤火虫的“摩斯密码”,然后模仿这些闪烁频率吸引其他种雄性萤火虫并抓住吃掉。下列说法正确的是( )
A.通过荧光信息获得食物,说明种群繁衍的正常进行离不开信息的作用
B.萤火虫获得的能量部分在呼吸作用中以热能形式散失,另一部分储存在自身有机物中
C.萤火虫发出的荧光信息属于行为信息,能够在同种和异种间传递信息
D.甲区域萤火虫全部个体所含有的全部基因构成了一个基因库
5.(2025·山东泰安·二模)投放人工鱼礁和生物会影响“海洋牧场”的结构和功能,但能增加经济收入。如图甲为投放人工鱼礁后海洋牧场能量流动的模式图,图甲中消费者为脉红螺、竹蛏。为研究“海洋牧场”的建立对海洋环境的影响,科研人员调查了对照区和牧场中A、B、C区中浮游动物的总丰富度(与环境的优劣呈正相关)及海水中无机氮、活性磷酸盐含量(与海水富营养化程度呈正相关),结果如图乙。下列说法正确的是( )
A.图甲中NPP中的能量是指第一营养级的同化量
B.图甲中④的能量值越大,脉红螺、竹蛏的产量越高
C.图乙调查结果中,海洋牧场中C区的生态效益最佳
D.为使浮游动物总丰富度的调查结果准确且具有代表性,应记录所有个体数
6.(2025·山东泰安·二模)海草是目前地球上唯一一类可完全生活在海水中的被子植物,一种或多种海草组成的大面积连续成片的植物群落称为海草床。海草床生态系统能改善海水的透明度,减少富营养质,为大量海洋生物提供栖息地。下列说法正确的是( )
A.不同种类的海草生活在低潮带和潮下带6m以上的生境,体现了群落的垂直结构
B.可用样方法调查海草床中海草的丰富度
C.海草床中物种的组成和种间关系随季节变化说明群落发生了演替
D.海草床生态系统的结构包括这里的生物群落以及非生物的物质和能量
7.(2025·山东枣庄·二模)生态系统的结构和功能越稳定,对外来生物入侵的抵抗能力就越强。下列说法错误的是( )
A.生态平衡的生态系统具有结构平衡、功能平衡和动态平衡的特征
B.具有较多空余生态位的生态系统,能为外来物种提供生存空间,更易受到入侵
C.多样性高的生态系统可减少外来生物入侵的成功率
D.当生态系统受到一定程度的破坏后,负反馈调节使其恢复平衡
8.(2025·山东枣庄·二模)研究者对某地区伐木、修路、减少火灾、落叶树的出现以及狼、白尾鹿和驼鹿的数量对北美驯鹿数量影响的观测结果如下图所示。图中箭头表示连线对象间的作用方向,“+”和“-”分别表示作用性质,数字大小表示作用程度。下列说法错误的是( )
A.伐木和修路会影响该地区群落演替的速度和方向
B.修路导致驼鹿对北美驯鹿产生0.035的负面作用
C.伐木通过4条路径影响狼的数量
D.狼与北美驯鹿之间的信息传递是双向的
9.(2025·山东日照·二模)舟山群岛分布着众多岛屿,某种入侵植物对岛屿生物群落产生了重要影响,某种海鸟会采摘该入侵植物的果实并食用其果肉部分。调查发现,周围空旷的岛屿被入侵程度比周围密布小岛的岛屿更严重。下列说法错误的是( )
A.该种植物入侵后可能会使当地植物种群的K值降低
B.岛屿的物种丰富度越高,该种植物入侵的难度会越大
C.上述海鸟的捕食会导致该种植物对岛屿的入侵速度降低
D.上述海鸟活动范围可影响该种植物在不同岛屿的入侵程度
10.(2025·山东枣庄·二模)下表所示为某生态系统中有机物从植物传递到蝗虫的能量流动情况,下图为植物固定的太阳能的总量M的分配情况(c为b和d的重合区域,e与b、d为并列关系),下列说法错误的是( )
项目
能量(J)
蝗虫吃掉的植物所含能量
419
蝗虫粪便含有的能量
219
蝗虫呼吸消耗的能量
146
用于蝗虫生长的能量
54
A.植物的同化量一部分以热能的形式散失,还有传给分解者的及未利用的能量,因此不能百分百地传给下一营养级
B.蝗虫从植物获得的同化量为200J,该生态系统第一、二营养级之间的能量传递效率为200/M
C.图中b+d+e之和是植物用于自身生长发育繁殖的能量
D.图中的b可表示第二营养级的摄入量
11.(2025·山东济南·一模)“小龙虾—水稻同田种养”的虾稻模式是我国稻渔综合种养第一大模式。种植人员在进行水稻收割后留下水稻桩并将秸秆还田,田中使用秸秆处理剂加速秸秆部分降解成二糖或单糖并种植水草,水草成熟后进行冬虾养殖。下列说法正确的是( )
A.水稻收割后种植水草的间种模式,充分利用了空间和资源,避免了光能的浪费
B.使用秸秆处理剂加速秸秆的降解,可以提高水中有机质含量,为水草生长间接提供原料
C.小龙虾的粪便为生产者供肥,实现了能量的多级利用,提高了生态系统的能量传递效率
D.水稻桩和秸秆既为小龙虾提供了栖息空间,又构成了该群落的垂直结构
12.(2025·山东青岛·一模)下图为某草原生态系统的部分能量流动示意图,其中数字代表能量值[104KJ/(m2·a)]。下列说法正确的是( )
A.粪便中的能量属于消费者流向分解者的能量
B.输入该生态系统中的总能量均来自太阳能
C.图中C代表第二营养级用于生长、发育、繁殖的能量
D.第二和第三营养级之间的能量传递效率为15%
13.(2025·山东济南·二模)生态足迹是衡量人类对生态环境影响程度的重要指标,下列相关说法正确的是( )
A.生态足迹是指维持某一人口单位生存所需生产资源的土地及水域的面积
B.少吃肉、奶,多吃蔬菜会减少生态足迹中草地面积的占用,增大耕地面积的占用
C.某地区生物呼吸作用和分解作用所释放的二氧化碳越多,该地区的碳足迹越大
D.可采用提高农业生产效率、提高能源利用效率和发展循环经济等措施提高生态承载力
14.(2025·山东泰安·二模)染色体上的端粒DNA由短的串联重复序列组成,同种生物的该序列相同。少数缺乏端粒酶活性的肿瘤细胞可通过端粒延长替代机制(ALT)维持端粒长度。ALT机制如下:第一条染色体端粒的末端①链结合到第二条染色体端粒的末端②链上并延伸;随后①链脱离,在RNA引物和DNA聚合酶的作用下,新延长的①链被转化成双链形式。这个过程可被重复数十次,使得序列信息从一个端粒传递到另一端粒上。下列说法错误的是( )
A.①链的延伸过程以②链作为模板,该过程不需要合成引物
B.DNA聚合酶只能从核酸片段3′端延伸,这导致端粒DNA5′端比3′端短
C.进行ALT的肿瘤细胞中端粒酶基因甲基化程度可能较高
D.非同源染色体间通过ALT机制实现了基因重组,增加了遗传的多样性
15.(2025·山东枣庄·二模)森林郁闭度是林地中乔木树冠遮蔽地面的程度,为树冠投影面积与林地面积之比。领春木所在群落的郁闭度过高会导致幼苗难以存活。调查某地区不同胸径领春木的数量如表所示。已知领春木的树龄越高胸径越大,植株也越高。下列说法错误的是( )
胸径(cm)
<2.5
2.5~12.5
>12.5
数目(株)
110
650
251
A.调查领春木的种群数量可以采用逐个计数法
B.该地区的领春木种群的年龄组成为稳定型
C.适度采伐中老龄树木可以提高幼苗存活率
D.领春木制造有机物、固碳、供氧属于生物多样性的间接价值
16.(2025·山东枣庄·一模)研究生物多样性通常是直接通过对周围植被的调查而获得。有研究者利用花粉进行植物多样性研究,通过悬挂粘板的方法,对温带森林和开阔地的花粉进行了收集,并调查了相应位置的植物多样性。下列说法错误的是( )
A.该研究的自变量是区域和地形
B.区域2的生物多样性和花粉丰富度均高于区域1
C.两个区域中用花粉丰富度反映生物多样性更准确的是区域2
D.两个区域中森林的花粉丰富度和生物多样性均超过开阔地
二、多选题
17.(2025·山东济南·二模)下图是对某生态系统的能量流动进行定量分析的结果,E₁~E₁和a~r均为与该生态系统成分相关的能量数值,其中E₂以及f、g、h、i代表呼吸作用散失的能量。下列说法错误的是( )
A.a、n中均含有第二营养级生物粪便中的能量
B.m中的能量最终会通过e、i和r所对应的途径均以热能形式散失
C.第一、二营养级之间的能量传递效率可表示为(c+g+k+p)/(b+f+j+n)×100%
D.可将a、b、c、d、e等数值按照从高到低的次序排列,形成一个能量金字塔
18.(2025·山东菏泽·二模)为了降低水体污染物,增加水体溶解氧,提高水产养殖效益,科研人员通过生态工程构建分隔式池塘生态系统,养殖模式如图所示。研究人员调查分析了该生态系统中第二营养级的能量流动情况,结果如下表(单位:),第一、二营养级之间的能量传递效率为16%,下列说法正确的是( )
同化饲料的能量
粪便中的能量
用于生长、发育和繁殖的能量
呼吸作用消耗的能量
206
160
854
746
A.第二营养级摄入的能量是1760
B.第一营养级同化的能量是10000.0
C.分隔式池塘生态系统降低了不同鱼类的生态位重叠程度
D.分隔式池塘生态工程主要遵循自生和循环的生态学原理
19.(2025·山东济南·一模)科研人员对某港湾生态系统中生物组分、生物量以及部分能量流动情况进行了定量分析,结果如下表所示。已知分解者中的部分能量(数值见下表)可被初级消费者所同化,未知的数据用“—”表示。下列说法错误的是( )
生产者
初级消费者
次级消费者
三级消费者
四级消费者
分解者
上一营养级输入量
—
1828
292
22.74
0.85
—
输出量
1828
292
22.74
0.85
0
646
流向分解者量
976.5
608.8
95.86
8.354
0.368
—
呼吸量
—
1573
172.7
—
—
—
捕捞量
0
0.13
0.5
—
—
—
生物量[kg/(km2·a)]
15.58
51.84
28.58
4.526
0.0794
50
A.图中各营养级的生物量即为该营养级未被利用的能量
B.第二、三营养级间能量传递效率约为16%
C.第三营养级之后的能量传递效率较低,可能与渔业捕捞强度过高有关
D.该生态系统的生物量呈现“上窄下宽”的正金字塔形
20.(2025·山东日照·二模)图1表示某湖泊生态系统中部分组分之间的关系,其中食浮游生物鱼类的食物中1/4为浮游藻类,3/4为浮游动物,图2表示该湖泊中蓝藻的发生规律。下列说法正确的是( )
A.图1中食鱼性鱼类与食浮游生物鱼类之间的关系为捕食和种间竞争
B.若使食浮游生物鱼类获取100kJ能量,至少需浮游藻类提供2000kJ能量
C.适当增加该湖泊中的鱼类数量,有利于避免蓝藻大量增殖、预防水华发生
D.由图2可知,5-9月份是对该湖泊蓝藻进行治理、避免水华发生的最佳时期
三、解答题
21.(2025·山东潍坊·三模)研究人员为修复被破坏的生态系统,在某湿地进行了人工引入互花米草的“种青引鸟”生态工程实验,部分食物网如图。在实验前后分别对该湿地主要植物类型、昆虫种类数、昆虫密度进行调查,结果如表。
项目
主要植物类型
昆虫种类数
昆虫密度
实验前
实验后
实验前
实验后
实验前
实验后
实验区
海蓬子
互花米草
47
20
14只/m2
2.3只/m2
对照区
海蓬子
海蓬子
47
20
13只/m2
111只/m2
注:海蓬子和互花米草都生长在潮间带。
(1)除图中成分外,该生态系统的组成成分还应包括 。鸟同化的能量低于昆虫和草的原因是 。
(2)图中鸟和植食性昆虫的种间关系是 。据图、表分析,实验后实验区与对照区昆虫密度差距较大的原因最可能是 。
(3)实验前后,实验区和对照区群落昆虫的丰富度 (填“相同”或“不同”)。该实验也说明了人类活动对群落演替的影响是 。
22.(2025·山东临沂·三模)“蓝碳”也叫“蓝色碳汇”,即海洋碳汇,指利用海洋活动及海洋生物吸收大气中的二氧化碳,并将其固定、储存在海洋中的过程。红树林生态系统面积的扩大以及营养结构复杂程度的提高都利于提高生态承载力。回答下列问题:
(1) 是区分不同群落的重要特征,也是决定群落性质最重要的因素。红树林湿地生物群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,这是群落中 的结果。
(2)红树林强大碳汇功能体现了生物多样性的 价值。红树林中引入新树种时,应考虑这些植物的生态位差异及它们之间的种间关系,通过合理的人工设计使这些物种形成互利共存的关系,这遵循了生态工程的 原理。
(3)某生物一段时期内种群数量每年均以130%的增长率增长,若该种群初始数量为N0,则两年后种群的数量将达到 。
(4)海洋中的一些塑料垃圾被分解为微塑料,微塑料可在鱼类和人体内富集,其在生态系统中富集的渠道是 。能量流经某一生态系统中第二营养级的示意图如下,经过检测该营养级中部分动物尿液中存在少量有机酸、脂肪酸等有机物,这些有机物中的能量属于 (填“A1”“B1”或“B3”),若该营养级在较长时间内维持能量平衡,则这段时间内要求 (填图中字母)几乎为零。
23.(2025·山东泰安·二模)生态农业是指运用生态学原理,在环境与经济协调发展的思想指导下,应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生产体系。下图表示利用生态学相关原理,将种植业、养殖业和渔业进行有机整合而形成的稻田生态系统能量流动过程与人类干预环节。下表为稻田生态系统中部分能量流动情况[单位:106kJ/(cm2·a)]。
生物类型
X
传递给分解者的能量
未利用的能量
传给下一营养级的能量
外来有机物输入的能量
生产者
62
8.3
—
23.0
0
初级消费者
12.5
2.5
13.0
Y
8.0
次级消费者
7.4
—
6.2
Z
15.0
三级消费者
4.7
0.8
3.3
1.8
8
(1)稻田中许多土壤动物有较强的活动能力,而且身体微小,所以常用 的方法进行采集和调查。在用标记重捕法调查鱼的种群密度时,由于被标记的鱼受到惊吓后重捕的概率降低,可能会导致估算的种群密度比实际 (填“偏大”或“偏小”)
(2)表中X代表的能量为 ,Y代表的能量值等于 kJ/(cm2·a),第三营养级与下一营养级之间的能量传递效率为 。
(3)研究发现,适宜的人类干预可有效提高农田生态系统中主体生产者的产量,请结合图示,从种间关系的角度分析其原因 (答出2点)。
24.(2025·山东枣庄·一模)某湖泊从湖心到湖岸依次分布菹草群落、水烛群落、水烛+扁秆蔗草群落、扁秆蔗草群落、芦苇群落(群落名称以优势种植物命名),其中食物网错综复杂,各营养级的能量流动简表如下(图中数字为能量数值,单位:103KJ/m2·a)。
营养级
呼吸以热能散失的能量
流向分解者的能量
流向下一营养级的能量
A
输入有机物中的化学能
第一
611
120
435
1560
-
第二
127
45
M
286
97
第三
33
14
9
N
35
(1)从湖心到湖岸依次分布的优势种植物为菹草、水烛、扁秆蔗草、芦苇,这体现了群落的 结构,由于人类活动和气候变化导致该湖泊的水位逐年下降,湖心菹草群落逐渐向芦苇群落演替,这属于 演替。
(2)表中A代表 ,第二营养级用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量是 (103KJ/m2·a),第二、三营养级之间的能量传递效率是 (小数点后保留1位)。
(3)要研究该湖泊中扁秆蔗草的生态位,通常要研究它在研究区域的 (答出2点),湖泊中每种植物都占据着相对稳定的生态位,其意义是 。
25.(2025·山东潍坊·一模)研究人员在传统河蟹养殖系统内添加合适密度的沼虾、形成了虾蟹多营养层级养殖系统。现以虾蟹多营养层级养殖系统作为实验组,以传统河蟹养殖系统为对照组,构建两系统内营养结构和能量流动模型,河蟹和沼虾均占据第二、三营养级,如下图所示。
(1)河蟹和沼虾食物来源相近,有相同的栖息地和捕食空间,说明二者 重叠。加入沼虾后,与对照组相同的捕捞强度下,河蟹捕获量基本不变,说明二者竞争 (填“激烈”或“不激烈”),原因是 。
(2)与对照组相比,流经实验组的总能量 (填“增加”“减少”或“无法确定”)。实验组中从第二营养级至第三营养级的能量传递效率为 (保留一位小数),比对照组 (填“增加”或“减小”)。
(3)相比传统河蟹养殖系统、请从生态工程整体原理分析虾蟹多营养层级养殖系统的优势: 。
26.(2025·山东枣庄·二模)微山湖作为中国北方最大的淡水湖,生活着青虾、鲫鱼、乌鳢、白鹭等各种动物以及芦苇、荷花等多种挺水植物,其生态系统蕴含着丰富且复杂的生物多样性。
(1)调查湖中鲫鱼采用标记重捕法,与初捕再捕均为小网眼渔网相比,初捕用小网眼,再捕用大网眼得到的调查结果 (填“偏大”、“偏小”或“基本不变”),当湖中鲫鱼种群数量达到K值时,其出生率和死亡率的关系为 。若要持续获得最大捕捞量,理论上每次捕捞后鲫鱼种群数量应维持在K/2,原因是 。
(2)假设该生态系统中存在一条食物链:浮游植物→浮游动物→鲫鱼→白鹭,若浮游植物同化的能量为a,能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%-20%,则白鹭同化的能量理论上最大值与最小值的比值为 。在这条食物链中,鲫鱼粪便中的能量属于 同化能量的一部分。
(3)湖区渔民在浅水种藕,在水体的上层、中层和底层分别养殖食性不同的鲢鱼、草鱼和青鱼。这种秧藕养鱼立体生态种养模式就是充分利用了群落的 和季节性,从能量流动的角度分析其意义是 。
27.(2025·山东济南·一模)湿地碳汇是指湿地生态系统中的植被通过光合作用将二氧化碳转化为有机碳,并在湿地土壤中积累。与陆地森林相比,位于潮间带的红树林湿地由于土壤积水时间长,土壤经常处于厌氧状态,因此具有更大的储碳量和更持久的储碳效果。科学家对某地红树林碳汇模式进行调查,据此归纳出了该地如下所示碳的流动方向图。图中总初级生产力是自养生物生产的有机碳总量,净增量是指碳输入与碳输出的差值。请回答以下问题:
(1)先锋植物是指在群落演替初期最先定居的植物。与陆地森林群落相比,红树林的先锋植物可能具有 的特点(至少答两点)。若该红树林朝着生物量增多、结构更复杂的方向演替,从群落的角度分析,除了群落中土壤碳储量越来越丰富外,还应表现为 等特征。(至少答两点)
(2)红树林中的碳输出到大气主要是通过 等生理过程实现的。据图判断,至少满足 的数量关系(用图中除了△CV、△CL、△CS以外的字母和运算符号表示),才能体现出红树林重要的碳汇功能。
(3)由于缺乏环保意识,该地大量砍伐红树植物,导致土壤暴露,积水减少,土壤含氧量增加,据图分析,这种砍伐行为加剧温室效应的机理是 。
(4)为了修复被破坏的生态系统,应该遵循生态工程的 原理。
28.(2025·山东济南·二模)某湿地在数年间依次经历了秋茄+桐花树群落到白骨壤+秋茄群落,再到白骨壤群落的演替过程。研究人员统计了不同的群落年龄中植被郁闭度和物种多样性指数如下表所示。请回答以下问题:
群落年龄
4年
17年
56年
73年
郁闭度
26%
58%
77%
24%
物种多样
性指数
1.79
0.83
1.62
1.3
(1)决定群落性质最重要的因素是 。在调查初期,研究人员发现每年春夏季时秋茄由于无性繁殖和不间断的花果期而数量增加,而秋冬季时秋茄死亡率升高,桐花树出生率增加,在群落中更占优势,该过程 (填“发生”或“没有发生”)次生演替,理由是 。
(2)秋茄和白骨壤在该地不同地段的分布和种群密度不同,体现了群落水平结构具有 的特点,影响该特点的生物因素有 。
(3)郁闭度通常反映了植被地上部分遮蔽地面的程度。在没有人为干扰的情况下,群落年龄在4到17年间,物种多样性指数发生变化的原因可能是 。而在群落年龄到56年时物种多样性指数又逐渐恢复,从群落的空间结构和生态位角度分析,原因可能是 。
(4)演替晚期阶段,人为砍伐使该湿地受到破坏,出现了大量裸地,若对该生态系统进行修复,可采取的措施有 。(答出两点)
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专题14 生态系统与环境保护
五年考情
考情分析
生态系统与环境保护
2025年山东卷第12题
2024年山东卷第12题
2023年山东卷第13题
2022年山东卷第11题
2021年山东卷第24题
近五年山东高考生物试卷里,生态系统考点考查频繁。从题型上看,选择和非选择题都有涉及,分值3 - 12分。常考生态系统的结构、功能、稳定性,像2025年、2023年都考查了生态系统的能量流动等。
一、单选题
1.(2025·山东·高考真题)某时刻某动物种群所有个体的有机物中的总能量为①,一段时后.此种群所有存活个体的有机物中的总能量为②,此种群在这段时间内通过呼吸作用散失的总能量为③,这段时间内死亡个体的有机物中的总能量为④。此种群在此期间无迁入迁出,无个体被捕食,估算这段时间内用于此种群生长、发育和繁殖的总能量时,应使用的表达式为( )
A.②-①+④ B.②-①+③ C.②-①-③+④ D.②-①+③+①
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】能量流动的概念和过程
【分析】能量的去路:①自身呼吸消耗、转化为其他形式的能量和热能;②流向下一营养级;③残体、粪便等被分解者分解;④未被利用。即一个营养级所同化的能量=呼吸消耗的能量+被下一营养级同化的能量+分解者利用的能量+未被利用的能量。
【详解】据题意可知,种群所有存活个体的有机物中的总能量②为最终存活个体能量包括初始存活个体的最终能量和新出生并存活个体的能量,某时刻某动物种群所有个体的有机物中的总能量①初始总能量包括期初所有个体的总能量。 ④这段时间内死亡个体在死亡时的有机物能量包括初始个体死亡和新出生但死亡个体的能量。 ③是代谢过程中呼吸散失的能量,用于维持生命活动,不直接用于生长、发育和繁殖,因此不包括在净生产量中。 在无迁入迁出、无个体被捕食的条件下,种群用于生长、发育和繁殖的总能量(即净生产量)可通过生物量的净变化和死亡个体的损失能量来表示,即 ②-① 反映了种群生物量的净生产量,表示存活种群的能量变化,④死亡个体的有机物中的总能量代表死亡个体的损失能量,故用于该种群生长、发育和繁殖的总能量的表达式为②-①+④,A正确,BCD错误。
故选A。
2.(2024·山东·高考真题)某稳定的生态系统某时刻第一、第二营养级的生物量分别为6g/m2和30g/m2,据此形成上宽下窄的生物量金字塔。该生态系统无有机物的输入与输出,下列说法错误的是( )
A.能量不能由第二营养级流向第一营养级
B.根据生物体内具有富集效应的金属浓度可辅助判断不同物种所处营养级的高低
C.流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自于第一营养级固定的能量
D.第一营养级固定的能量可能小于第二营养级同化的能量
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】能量流动的特点以及研究能量流动的意义、生态金字塔的种类及特点
【分析】生态系统能量流动的特点是单向流动、逐级递减。又称生物浓缩,是生物体从周围环境中吸收、蓄积某种元素或难分解化合物,使生物有机体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象。其浓度随着食物链不断升高。
【详解】A、能量流动的特点是单向流动、逐级递减,能量不能由第二营养级流向第一营养级,A正确;
B、依据生物富集,金属浓度沿食物链不断升高,故可辅助判断不同物种所处营养级的高低,B正确;
C、第一营养级植物的残枝败叶中的有机物流入分解者、消费者的遗体残骸中的有机物流入分解者,流入生态系统的总能量来自于生产者固定的太阳能总量,消费者通过捕食生产者获取能量,故流入分解者的有机物中的能量都直接或间接来自于第一营养级固定的能量,C正确;
D、该生态系统是稳定的生态系统,第一营养级固定的能量大于第二营养级同化的能量,D错误。
故选D。
3.(2023·山东·高考真题)某浅水泉微型生态系统中能量情况如表所示,该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食。下列说法正确的是( )
生产者固定
来自陆地的植物残体
初级消费者摄入
初级消费者同化
初级消费者呼吸消耗
能量[105J/(m2•a)]
90
42
84
13.5
3
A.流经该生态系统的总能量为90×105J/(m2·a)
B.该生态系统的生产者有15%的能量流入下一营养级
C.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为10.5×105J/(m2•a)
D.初级消费者粪便中的能量为70.5×105J/(m2·a),该能量由初级消费者流向分解者
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】能量流动的概念和过程、能量流动的相关计算
【分析】生物摄入的能量一部分被同化,另一部分以粪便的形式被分解者利用;被同化的能量一部分被用于自身生长和繁殖,另一部分通过呼吸作用以热能的形式散出;被用于自身生长和繁殖的能量一部分以遗体、残骸的形式被分解者利用,另一部分以被下一营养级摄入。
【详解】A、该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食,因此可知,流经该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和来自陆地的植物残体中的能量,即90+42=132×105J/(m2·a),A错误;
B、表格中没有显示生产者流入到初级消费者的能量,因此无法计算有多少能量流入下一营养级,B错误;
C、初级消费者同化量为13.5×105J/(m2•a),初级消费者呼吸消耗能量为3×105J/(m2•a),因此初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量=同化量-呼吸消耗能量=10.5×105J/(m2•a),C正确;
D、初级消费者摄入量包括粪便量和次级消费者同化量,同化量又包括呼吸作用以热能形式散失的量和用于生长、发育和繁殖的量,生长、发育和繁殖的量又分为流向下一营养级的量和被分解者利用的量,因此初级消费者粪便中的能量不会由初级消费者流向分解者,D错误。
故选C。
4.(2022·山东·高考真题)某地长期稳定运行稻田养鸭模式,运行过程中不投放鸭饲料,鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等,鸭粪可作为有机肥料还田。该稻田的水稻产量显著高于普通稻田,且养鸭还会产生额外的经济效益。若该稻田与普通稻田的秸秆均还田且其他影响因素相同,下列说法正确的是( )
A.与普通稻田相比,该稻田需要施加更多的肥料
B.与普通稻田相比,该稻田需要使用更多的农药
C.该稻田与普通稻田的群落空间结构完全相同
D.该稻田比普通稻田的能量的利用率低
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】植物的生长型和群落结构、能量流动的特点以及研究能量流动的意义
【分析】与普通稻田相比,稻田养鸭可以更好地利用耕地空间,增加农产品的类型和产量,鸭取食害虫和杂草等,可以减少农药使用量。
【详解】A、该稻田生态系统的营养结构更复杂,其水稻产量还显著高于普通稻田,而运行过程中不投放鸭饲料,因此与普通稻田相比,该稻田需要施加更多的肥料,A正确;
B、鸭取食害虫和杂草等,可以减少农药的使用,B错误;
C、该稻田增加了鸭子使得群落的物种组成不同,因此该稻田与普通稻田的群落空间结构不完全相同,C错误;
D、该稻田的水稻产量显著高于普通稻田,且养鸭还会产生额外的经济效益,与普通稻田相比,该稻田的能量利用率高,D错误。
故选A。
二、解答题
5.(2021·山东·高考真题)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、生物遗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。
(1)估算海参种群密度时常用样方法,原因是 。
(2)图中 M 用于生长、发育和繁殖的能量为 kJ/(m2•a)。由 M 到 N 的能量传递效率为 %(保留一位小数),该生态系统中的能量 (填:“能”或 “不能”)在 M 和遗体残骸间循环流动。
(3)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 。
(4)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】 海参活动能力弱,活动范围小 2488 6.3 不能 由于海带的竞争,浮游植物数量下降,牡蛎的食物减少,产量降低 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(实现生态效益和经济效益的可持续发展)
【难度】0.65
【知识点】种群密度的调查方法及应用、植物的生长型和群落结构、能量流动的概念和过程、能量流动的相关计算
【分析】群落的结构包括垂直结构和水平结构:
垂直结构:在垂直方向上,大多数群落(陆生群落、水生群落)具有明显的分层现象,植物主要受光照、温度等的影响,动物主要受食物的影响。
水平结构:由于不同地区的环境条件不同,即空间的非均一性,使不同地段往往分布着不同的种群,同一地段上种群密度也有差异,形成了生物在水平方向上的配置状况。
能量流动的过程:
①自身呼吸消耗、转化为其他形式的能量和热能;
②流向下一营养级;
③遗体残骸、粪便等被分解者分解;
④未被利用:包括生物每年的积累量,也包括动植物残体以化学燃料形式被储存起来的能量。
即一个营养级所同化的能量=呼吸消耗的能量+被下一营养级同化的能量+分解者利用的能量+未被利用的能量。
M同化的能量是3281+2826=6107,N同化的能量是386。
【详解】(1)海参由于活动范围小,活动能力弱,所以常用样方法测定种群密度。
(2)生长、发育和繁殖的能量=同化的能量-呼吸作用消耗的能量=3281+2826-3619=2488 kJ/(m2•a);由 M到N的能量传递效率为386÷(3281+2826)≈6.3%,能量流动的方向是单向的不能循环。
(3)牡蛎以浮游植物为食,由于海带的竞争,浮游植物数量下降,牡蛎的食物减少,所以产量降低。
(4)海水立体养殖利用了群落结构的特点,优点是能充分利用空间和资源;由于空间和资源是有限的,所以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,维持生态系统的稳定性,保持养殖产品的持续高产。
【点睛】本题解答时需要考生识记种群密度的测定方法、群落结构的知识,根据图中数据掌握生态系统能量流动的过程和相关的计算,牢记能量流动是单向的,不能循环。
一、单选题
1.(2025·山东潍坊·二模)下列关于生态系统功能的说法,错误的是( )
A.秸秆经加工后,更易被牛羊消化吸收,但无法提高能量传递效率
B.CO₂是碳在生物群落与非生物环境之间循环的主要形式
C.自然生态系统中行为信息只能由动物产生和接收
D.生态平衡的生态系统具有的特征之一是功能平衡
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】能量流动的概念和过程、碳循环、生态系统中信息的种类、作用及传递过程、生态平衡与生态系统的稳定性及自我调节能力
【分析】生态系统功能的主要功能有物质循环、能量流动和信息传递,物质循环具有全球性和循环性,能量流动是单向流动,逐级递减,信息传递具有双向性。
【详解】A、秸秆经加工后,更易被牛羊消化吸收,进而提高能量传递效率,A错误;
B、碳元素不断以CO2的形式在生物群落与非生物环境之间往复循环,碳循环具有全球性、循环性,B正确;
C、自然生态系统中行为信息只能由动物产生和接收,且信息传递往往是双向的,C正确;
D、生态平衡的生态系统具有的特征之一是功能平衡、结构平衡和收支平衡,D正确。
故选A。
2.(2025·山东泰安·三模)谷雨节气天气转温,北方地区的桃花、杏花等开放;南方地区,柳絮飞落,布谷鸟开始鸣叫,牡丹吐蕊,樱桃红熟。自然景物告示着人们时至暮春了,同时病虫害也进入高繁衍期。下列有关说法正确的是( )
A.气温升高、布谷鸟鸣叫属于物理信息,农药除虫利用了化学信息
B.布谷鸟属于消费者,它从上一营养级获得10%~20%的能量
C.北方桃花、杏花等的开放,杨絮、柳絮四处飞扬说明信息传递具有双向性
D.在桃园中养鸡、养鸭可实现能量多级利用,提高能量利用率
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】能量流动的特点以及研究能量流动的意义、生态系统中信息的种类、作用及传递过程
【分析】生态系统的信息分为物理信息、化学信息和行为信息。生态系统的光、声、温度、湿度、磁力等,通过物理过程传递的信息,称为物理信息。生物在生命活动过程中,产生一些可以传递信息的化学物质,诸如植物的生物碱、有机酸等代谢产物,以及动物的性外激素等,这就是化学信息。动物的特殊行为,对于同种和异种也能够传递某种信息,即生物的行为特征可以体现为行为信息。
【详解】A、利用农药来防治病虫害并未利用化学信息,A错误;
B、能量传递效率指的是两个营养级间的同化量的比值,布谷鸟所在的营养级能从上一营养级获得10%~20%的能量,但布谷鸟获得的能量远远小于上一营养级获得能量的10%~20%,B错误;
C、北方桃花、杏花等的开放,杨絮、柳絮四处飞扬只体现了无机环境将信息传递给生物群落,并没有体现出信息传递具有双向性,C错误;
D、在桃园中养鸡、养鸭可实现能量的多级利用,提高能量利用率,D正确。
故选D。
3.(2025·山东泰安·三模)生态浮床利用了生态工程学原理,可降解水中的无机、有机污染物和重金属等。它以水生植物为主体,运用无土栽培技术原理,以高分子材料等为载体和基质,应用物种间共生关系,充分利用水体空间生态位和营养生态位,建立高效人工生态系统,用以削减水体中的污染负荷,如图所示。下列说法正确的是( )
A.生态浮床中各种生物成分要合理布设体现了整体原理
B.流经生态浮床区域的总能量是生产者光合作用固定的能量
C.重金属存在生物富集现象,这种现象也存在全球性
D.生态浮床固碳、净化水质体现了生物多样性的直接价值
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】能量流动的概念和过程、生态工程的特点及基本原理、生物多样性及其价值
【分析】1、生态浮床中的水生植物和水体中的浮游藻类的种间关系是种间竞争,竞争阳光和无机盐等。水生植物层种植睡莲等挺水植物植株较高,在与浮游藻类在阳光等资源的竞争中占据优势,可以有效抑制浮游藻类等的繁殖,使污染水体的净化效果更佳;
2、生物多样性的价值:
(1)直接价值:对人类具有直接实用或非实用意义的功能;具体表现为实用价值:提供食物(如农作物)、药物(如中药材)、工业原料(如木材)和非实用价值:旅游观赏(如自然景观)、科学研究(如基因研究)、文化艺术创作(如生物多样性主题艺术作品);
(2)间接价值:维持生态系统功能和平衡的作用;核心功能: 调节气候(如森林固碳释氧)、水土保持(如植被减少水土流失)、净化环境(如湿地过滤污染物);
(3)潜在价值:目前尚未明确但未来可能具有的利用价值。
3、生态工程是一种利用自然规律和生态学原理来改善环境质量、保护自然资源的工程方法,主要遵循四个基本原理,分别是自生、循环、协调和整体。
【详解】A、生态浮床中各种生物成分要合理布设体现了自生原理,A错误;
B、流经生态浮床区域的总能量是生产者固定的能量和有机污染物中的能量,B错误;
C、重金属存在生物富集现象,这种现象也存在全球性,C正确;
D、生态浮床固碳、净化水质体现了生物多样性的间接价值,D错误。
故选C。
4.(2025·山东菏泽·二模)在繁殖季节,萤火虫的发光与其交配有关,不同种闪烁的光点频率各不相同,像“摩斯密码”。研究发现,甲区域一种称作Photuris的雌性萤火虫能破解其他种萤火虫的“摩斯密码”,然后模仿这些闪烁频率吸引其他种雄性萤火虫并抓住吃掉。下列说法正确的是( )
A.通过荧光信息获得食物,说明种群繁衍的正常进行离不开信息的作用
B.萤火虫获得的能量部分在呼吸作用中以热能形式散失,另一部分储存在自身有机物中
C.萤火虫发出的荧光信息属于行为信息,能够在同种和异种间传递信息
D.甲区域萤火虫全部个体所含有的全部基因构成了一个基因库
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】基因频率的改变与生物进化、能量流动的概念和过程、生态系统中信息的种类、作用及传递过程
【分析】1、一个种群中全部个体所含有的全部基因,叫做这个种群的基因库。
2、能量流经某一营养级过程:输入某一营养级的能量,一部分在本营养级的呼吸作用中以热能的形式散失;另一部分用于本营养级的生长、发育和繁殖等生命活动,这部分能量其中一些以遗体残骸的形式被分解者利用。如果本营养级被下一营养级捕食,能量就流入了下一营养级。
3、生态系统中信息的种类:
(1)物理信息:生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等,通过物理过程传递的信息,如蜘蛛网的振动频率。
(2)化学信息:生物在生命活动中,产生了一些可以传递信息的化学物质,如植物的生物碱、有机酸,动物的性外激素等。
(3)行为信息:动物的特殊行为,对于同种或异种生物也能够传递某种信息,如孔雀开屏。
【详解】A、通过荧光信息获得食物,说明生命活动的进行离不开信息的作用,A错误;
B、萤火虫同化的能量去向:一部分通过呼吸作用以热能散失,另一部分储存在自身有机物中用于生长、发育和繁殖,B正确;
C、萤火虫发出的荧光信息属于物理信息,能够在同种和异种间传递信息,C错误;
D、基因库指一个种群中所有个体的全部基因,依题意,“甲区域萤火虫”包含多个物种,不构成一个基因库,D错误。
故选B。
5.(2025·山东泰安·二模)投放人工鱼礁和生物会影响“海洋牧场”的结构和功能,但能增加经济收入。如图甲为投放人工鱼礁后海洋牧场能量流动的模式图,图甲中消费者为脉红螺、竹蛏。为研究“海洋牧场”的建立对海洋环境的影响,科研人员调查了对照区和牧场中A、B、C区中浮游动物的总丰富度(与环境的优劣呈正相关)及海水中无机氮、活性磷酸盐含量(与海水富营养化程度呈正相关),结果如图乙。下列说法正确的是( )
A.图甲中NPP中的能量是指第一营养级的同化量
B.图甲中④的能量值越大,脉红螺、竹蛏的产量越高
C.图乙调查结果中,海洋牧场中C区的生态效益最佳
D.为使浮游动物总丰富度的调查结果准确且具有代表性,应记录所有个体数
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】种群密度的调查方法及应用、能量流动的概念和过程
【分析】1、某一营养级的同化量有三个去向:呼吸作用以热能的形式散失、流向下一个营养级和流向分解者。
2、能量传递效率是指相邻两个营养级的同化量比值,并非某两种生物的能量比值。
3、研究能量流动的作用:
(1)研究生态系统的能量流动,可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。例如,在农业生态系统中,如果把作物秸秆当燃料烧掉,人类就不能充分利用秸秆中的能量;如果将秸秆做饲料喂牲畜,让牲畜粪便进入沼气池,将发酵产生的沼气做燃料,将沼气池中的沼渣做肥料,就能实现对能量的多级利用,从面大大提高能量的利用率。“桑基鱼塘”也基本体现了这个原理。
(2)研究生态系统的能量流动,还可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。例如,在一个草场上,如果放养的牲畜过少,就不能充分利用牧草所提供的能量;如果放养的牲畜过多,就会造成草场的退化,使畜产品的产量下降。只有根据草场的能量流动特点,合理确定草场的载畜量,才能保持畜产品的持续高产。
【详解】A、NPP的能量中一部分流向消费者,另一部分流向死有机质,可表示第一营养级用于生长、发育和繁殖的能量,A错误;
B、图甲中④是人工输入能量,人工能量输入能为脉红螺、竹蛏提供更多可利用能量,但过多的人工输入能量可能造成富营养化,进而影响脉红螺、竹蛏的产量,B错误;
C、由于C区浮游动物总丰富度高,自我调节能力强;水体中无机氮的含量低,降低水体的富营养化程度,因此海洋牧场中C区具有的生态效益最佳,C正确;
D、为使浮游动物总丰富度的调查结果准确且具代表性,应在调查区域随机、多次取样 ,需要记录已知和未知的物种种类数,不需要记录所有个体数,D错误。
故选C。
6.(2025·山东泰安·二模)海草是目前地球上唯一一类可完全生活在海水中的被子植物,一种或多种海草组成的大面积连续成片的植物群落称为海草床。海草床生态系统能改善海水的透明度,减少富营养质,为大量海洋生物提供栖息地。下列说法正确的是( )
A.不同种类的海草生活在低潮带和潮下带6m以上的生境,体现了群落的垂直结构
B.可用样方法调查海草床中海草的丰富度
C.海草床中物种的组成和种间关系随季节变化说明群落发生了演替
D.海草床生态系统的结构包括这里的生物群落以及非生物的物质和能量
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】群落的物种组成以及丰富度的相关探究实验、植物的生长型和群落结构、食物链和食物网、群落的季节性
【分析】在群落中,各个生物种群分别占据了不同的空间,使群落形成一定的空间结构。群落的空间结构包括垂直结构和水平结构;生态位是指一个物种在群落中的地位和作用,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。
【详解】A、不同种类的海草生活在低潮带和潮下带6m以上的生境,这体现的是群落的水平结构,因为水平结构是指群落中的生物在水平方向上的配置状况,不同地段分布着不同的种群;而垂直结构是指在垂直方向上,大多数群落具有明显的分层现象,A错误;
B、丰富度是指群落中物种数目的多少,可用样方法调查海草床中海草的种群密度,调查丰富度时需要统计所有物种的种类,B正确;
C、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。海草床中物种的组成和种间关系随季节变化,这种变化没有出现一个群落被另一个群落代替,不属于群落演替,C错误;
D、生态系统的结构包括生态系统的组成成分(包括生物群落以及非生物的物质和能量)和营养结构(食物链和食物网),D错误。
故选B。
7.(2025·山东枣庄·二模)生态系统的结构和功能越稳定,对外来生物入侵的抵抗能力就越强。下列说法错误的是( )
A.生态平衡的生态系统具有结构平衡、功能平衡和动态平衡的特征
B.具有较多空余生态位的生态系统,能为外来物种提供生存空间,更易受到入侵
C.多样性高的生态系统可减少外来生物入侵的成功率
D.当生态系统受到一定程度的破坏后,负反馈调节使其恢复平衡
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】生态平衡与生态系统的稳定性及自我调节能力、抵抗力稳定性和恢复力稳定性
【分析】生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态,就是生态平衡。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大特征。生态系统的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,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。生态系统的稳定性包括结构和功能的稳定,结构平衡、功能平衡和动态平衡是生态平衡的重要特征。生态系统的多样性、空余生态位等因素会影响其对外来生物入侵的抵抗能力。
【详解】A、 生态平衡的生态系统具有结构平衡、功能平衡和收支平衡的特征,A错误;
B、具有较多空余生态位的生态系统,能为外来物种提供生存空间,更易受到入侵,B正确;
C、多样性高的生态系统,物种间关系复杂,自我调节能力强,可减少外来生物入侵的成功率,C正确;
D、当生态系统受到一定程度的破坏后,是正反馈调节可能使生态系统远离平衡状态,而负反馈调节是使生态系统保持或恢复平衡,D正确。
故选A。
8.(2025·山东枣庄·二模)研究者对某地区伐木、修路、减少火灾、落叶树的出现以及狼、白尾鹿和驼鹿的数量对北美驯鹿数量影响的观测结果如下图所示。图中箭头表示连线对象间的作用方向,“+”和“-”分别表示作用性质,数字大小表示作用程度。下列说法错误的是( )
A.伐木和修路会影响该地区群落演替的速度和方向
B.修路导致驼鹿对北美驯鹿产生0.035的负面作用
C.伐木通过4条路径影响狼的数量
D.狼与北美驯鹿之间的信息传递是双向的
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】群落中生物的种间关系、群落的演替及其影响因素、生态系统中信息的种类、作用及传递过程
【分析】生态系统中信息包括物理信息、化学信息和行为信息。物理信息是指自然界中的光、声、温度、湿度、磁场等,通过物理过程传递的信息。化学信息是指在生命活动中,生物还产生一些可以传递信息的化学物质。 行为信息是指动物的特殊行为,主要指各种动作,这些动作也能够向同种或异种生物传递某种信息,即动物的行为特征可以体现为行为信息。信息传递在生态系统中的作用:生命活动的正常进行,离不开信息的作用;生物种群的繁衍,离不开信息的传递;信息还能够调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定。
【详解】A、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(如伐木和修路)会改变群落演替的速度和方向,A正确;
B、由图可知,修路对驼鹿产生“+”的作用,驼鹿对北美驯鹿产生“-0.035”的作用,但这不是修路直接导致驼鹿对北美驯鹿产生 - 0.035的负面作用,而是修路影响驼鹿,驼鹿再影响北美驯鹿,B错误;
C、 从图中可以看到,伐木分别通过影响落叶树、驼鹿、白尾鹿、狼这4条路径来影响狼的数量,C正确;
D、在生态系统中,信息传递往往是双向的,狼与北美驯鹿之间存在捕食关系,它们之间的信息传递是双向的,D正确。
故选B。
9.(2025·山东日照·二模)舟山群岛分布着众多岛屿,某种入侵植物对岛屿生物群落产生了重要影响,某种海鸟会采摘该入侵植物的果实并食用其果肉部分。调查发现,周围空旷的岛屿被入侵程度比周围密布小岛的岛屿更严重。下列说法错误的是( )
A.该种植物入侵后可能会使当地植物种群的K值降低
B.岛屿的物种丰富度越高,该种植物入侵的难度会越大
C.上述海鸟的捕食会导致该种植物对岛屿的入侵速度降低
D.上述海鸟活动范围可影响该种植物在不同岛屿的入侵程度
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】种群数量增长曲线、生态系统的组成成分、生态平衡与生态系统的稳定性及自我调节能力
【分析】外来生物入侵带来的危害:破坏生物多样性,并加速物种灭绝 外来物种入侵是生物多样性的头号敌人;破坏生态平衡,外来物种入侵,会对植物土壤的水分及其他营养成份,以及生物群落的结构稳定性及遗传多样性等方面造成影响,从而破坏当地的生态平衡;可能携带病原微生物对其他生物生存甚至对人类健康构成直接威胁;造成巨大的经济损失。
【详解】A、该种植物入侵后,会对植物土壤的水分及其他营养成份,以及生物群落的结构稳定性及遗传多样性等方面造成影响,从而破坏当地的生态平衡,可能会使当地植物种群的K值降低,A正确;
B、岛屿的物种丰富度越高,营养结构就越复杂,稳定性越高,该种植物入侵的难度会越大,B正确;
CD、某种海鸟会采摘该入侵植物的果实并食用其果肉部分,这样可以帮助该种植物的种子进行传播,因此导致该种植物对岛屿的入侵速度升高,上述海鸟活动范围可影响该种植物在不同岛屿的入侵程度,C错误,D正确。
故选C。
10.(2025·山东枣庄·二模)下表所示为某生态系统中有机物从植物传递到蝗虫的能量流动情况,下图为植物固定的太阳能的总量M的分配情况(c为b和d的重合区域,e与b、d为并列关系),下列说法错误的是( )
项目
能量(J)
蝗虫吃掉的植物所含能量
419
蝗虫粪便含有的能量
219
蝗虫呼吸消耗的能量
146
用于蝗虫生长的能量
54
A.植物的同化量一部分以热能的形式散失,还有传给分解者的及未利用的能量,因此不能百分百地传给下一营养级
B.蝗虫从植物获得的同化量为200J,该生态系统第一、二营养级之间的能量传递效率为200/M
C.图中b+d+e之和是植物用于自身生长发育繁殖的能量
D.图中的b可表示第二营养级的摄入量
【答案】BC
【难度】0.65
【知识点】能量流动的相关计算
【分析】能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。能量流动特点:①单向流动:生态系统内的能量只能从第一营养级流向第二营养级,再依次流向下一个营养级,不能逆向流动,也不能循环流动。②逐级递减:能量在沿食物链流动的过程中,逐级减少,能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%-20%;可用能量金字塔表示
【详解】A、植物的同化量一部分以热能的形式散失,还有传给分解者的及未利用的能量,一部分传给下一营养级,因此不能百分百地传给下一营养级,A正确;
B、蝗虫从植物获得的同化量为吃掉的植物所含能量减去粪便所含的能量=419-219=200J,该生态系统第一、二营养级之间的能量传递效率为第二营养级的同化量÷第一营养级的同化量,第二营养级的生物不只有蝗虫,B错误;
C、由题干图解可以看出,图中a代表呼吸作用散失的能量,e代表植物未被利用的能量,b和d可分别代表被下一级生物吃掉的能量和流向分解者的能量,字母c表示蝗虫粪便含有的能量,数值等于219J,是植物被被下一级生物吃掉的能量而没有被同化的能量,最终流向分解者的能量,所以植物自身生长发育繁殖的能量应为图中的b+d+e-c,C错误;
D、植物为第一营养级,图中的b可表示第二营养级的摄入量,等于同化量加粪便量,D正确。
故选BC。
11.(2025·山东济南·一模)“小龙虾—水稻同田种养”的虾稻模式是我国稻渔综合种养第一大模式。种植人员在进行水稻收割后留下水稻桩并将秸秆还田,田中使用秸秆处理剂加速秸秆部分降解成二糖或单糖并种植水草,水草成熟后进行冬虾养殖。下列说法正确的是( )
A.水稻收割后种植水草的间种模式,充分利用了空间和资源,避免了光能的浪费
B.使用秸秆处理剂加速秸秆的降解,可以提高水中有机质含量,为水草生长间接提供原料
C.小龙虾的粪便为生产者供肥,实现了能量的多级利用,提高了生态系统的能量传递效率
D.水稻桩和秸秆既为小龙虾提供了栖息空间,又构成了该群落的垂直结构
【答案】B
【难度】0.4
【知识点】群落中生物的种间关系、植物的生长型和群落结构、生态系统的组成成分、能量流动的特点以及研究能量流动的意义
【分析】1、生态系统是由生物群落及其无机环境组成的,生态系统的结构包括组成成分和营养结构(食物链和食物网),组成成分又包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量;
2、生态系统的功能包括物质循环、能量流动和信息传递,其中能量流动具有单向流动、逐级递减的特点,相邻营养级间的能量传递效率一般为10%~20%。
【详解】A、水稻收割后种植水草,这并不是间种模式。间种是指在同一田地上于同一生长期内,分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式。而这里是在水稻收割后再种植水草,是不同时期的种植,并非充分利用空间和资源的间种模式,没有避免光能浪费这种说法,A错误;
B、使用秸秆处理剂加速秸秆降解,秸秆降解后形成的二糖或单糖等有机质进入水中,提高了水中有机质含量,这些有机质被微生物分解后可以为水草生长提供所需的无机盐等原料,所以能为水草生长间接提供原料,B正确;
C、小龙虾的粪便为生产者供肥,实现了物质的循环利用,但能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值,粪便供肥并没有提高生态系统的能量传递效率,C错误;
D、群落的垂直结构是指群落在垂直方向上具有明显的分层现象,水稻桩和秸秆只是为小龙虾提供了栖息空间,并没有体现出群落垂直方向上的分层,不构成该群落的垂直结构,D错误。
故选B。
12.(2025·山东青岛·一模)下图为某草原生态系统的部分能量流动示意图,其中数字代表能量值[104KJ/(m2·a)]。下列说法正确的是( )
A.粪便中的能量属于消费者流向分解者的能量
B.输入该生态系统中的总能量均来自太阳能
C.图中C代表第二营养级用于生长、发育、繁殖的能量
D.第二和第三营养级之间的能量传递效率为15%
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】能量流动的概念和过程、能量流动的相关计算
【分析】生态系统能量流动的概念是生物系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,一般来说输入生态系统总能量是生产者固定的太阳能,传递沿食物链、食物网,散失通过呼吸作用以热能形形式散失,流入人工生态系统的总能量还包括人工输入的能量。
【详解】A、初级消费者粪便中的能量属于生产者流向分解者的能量,A错误;
B、流入该生态系统的能量是生产者固定的太阳能和生产者利用化能合成作用固定的化学能,B错误;
C、由图可知,C为第二营养级用于生长、发育、繁殖的能量,C正确;
D、同化量=摄入量-粪便中的能量=呼吸作用散失能量+用于生长、发育、繁殖的能量,第二营养级的同化量为3.22-0.95=2.27,第三营养级流向分解者以及未利用的能量未知,无法计算第二和第三营养级之间的能量传递效率,D错误。
故选C。
13.(2025·山东济南·二模)生态足迹是衡量人类对生态环境影响程度的重要指标,下列相关说法正确的是( )
A.生态足迹是指维持某一人口单位生存所需生产资源的土地及水域的面积
B.少吃肉、奶,多吃蔬菜会减少生态足迹中草地面积的占用,增大耕地面积的占用
C.某地区生物呼吸作用和分解作用所释放的二氧化碳越多,该地区的碳足迹越大
D.可采用提高农业生产效率、提高能源利用效率和发展循环经济等措施提高生态承载力
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】人口增长与生态足迹
【分析】生态足迹也称“生态占用”,是指在现有技术条件下,维持某一人口单位(一个人、一个城市、一个国家或全人类)生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域面积。生态足迹越大,代表人类所需的资源越多,对生态和环境的影响越大。
【详解】A、生态足迹除包括维持某一人口单位生存所需的生产资源外,还包括吸纳废物的土地及水域的面积,A错误;
B、与食用肉、奶相比,食用蔬菜的食物链缩短,会减少生态足迹中草地面积的占用,但不一定能增大耕地面积的占用,B错误;
C、碳足迹是扣除海洋吸收量后,吸收化石燃料排放二氧化碳所需森林面积,并非生物呼吸等释放二氧化碳越多碳足迹就越大,C错误;
D、提高农业生产效率、提高能源利用效率和发展循环经济等措施,能减少能源过度使用,从而提高生态承载力,D正确。
故选D。
14.(2025·山东泰安·二模)染色体上的端粒DNA由短的串联重复序列组成,同种生物的该序列相同。少数缺乏端粒酶活性的肿瘤细胞可通过端粒延长替代机制(ALT)维持端粒长度。ALT机制如下:第一条染色体端粒的末端①链结合到第二条染色体端粒的末端②链上并延伸;随后①链脱离,在RNA引物和DNA聚合酶的作用下,新延长的①链被转化成双链形式。这个过程可被重复数十次,使得序列信息从一个端粒传递到另一端粒上。下列说法错误的是( )
A.①链的延伸过程以②链作为模板,该过程不需要合成引物
B.DNA聚合酶只能从核酸片段3′端延伸,这导致端粒DNA5′端比3′端短
C.进行ALT的肿瘤细胞中端粒酶基因甲基化程度可能较高
D.非同源染色体间通过ALT机制实现了基因重组,增加了遗传的多样性
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】基因重组、PCR扩增的原理与过程、表观遗传、生物多样性及其价值
【分析】端粒是线状染色体末端的DNA重复序列。 端粒是线状染色体末端的一种特殊结构,在正常人体细胞中,可随着细胞分裂而逐渐缩短。
【详解】A、根据题意,第一条染色体端粒的末端①链结合到第二条染色体端粒的末端②链上并延伸,这个延伸过程以②链为模板,并且文中提到随后在RNA引物和DNA聚合酶的作用下,新延长的①链被转化成双链形式,说明延伸过程不需要引物,A正确;
B、DNA聚合酶只能使子链从已有的核酸片段3'端延伸,这会导致端粒DNA在复制过程中5'端比3'端短,B正确;
C、端粒酶活性缺乏的肿瘤细胞可通过ALT机制维持端粒长度,端粒酶基因甲基化程度高会抑制端粒酶活性,所以进行ALT的肿瘤细胞中端粒酶基因甲基化程度可能较高,C正确;
D、非同源染色体间通过ALT机制能增加遗传的多样性,但并没有实现非同源染色体间基因的重新组合,而是染色体结构变异,D错误。
故选D。
15.(2025·山东枣庄·二模)森林郁闭度是林地中乔木树冠遮蔽地面的程度,为树冠投影面积与林地面积之比。领春木所在群落的郁闭度过高会导致幼苗难以存活。调查某地区不同胸径领春木的数量如表所示。已知领春木的树龄越高胸径越大,植株也越高。下列说法错误的是( )
胸径(cm)
<2.5
2.5~12.5
>12.5
数目(株)
110
650
251
A.调查领春木的种群数量可以采用逐个计数法
B.该地区的领春木种群的年龄组成为稳定型
C.适度采伐中老龄树木可以提高幼苗存活率
D.领春木制造有机物、固碳、供氧属于生物多样性的间接价值
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】种群的概念及特征、种群密度的调查方法及应用、生物多样性及其价值
【分析】样方法是用于调查植物种群密度等特征的常用方法。种群密度、年龄结构等是种群的重要特征。在不同的环境中,植物的分布和生长情况会有所不同。 对于年龄结构,不同年龄段个体数量的比例反映了种群的发展趋势。群落的郁闭度会影响植物的生长和种群更新。
【详解】A、逐个计数法适用于调查分布范围较小,个体较大的种群。领春木个体相对较大,若调查区域范围较小时,可以采用逐个计数法调查其种群数量,A正确;
B、根据表中信息,中龄树和老龄树的数量较多,幼龄树数量较少,推测领春木种群的年龄结构为衰退型,B错误;
C、领春木所在群落的郁闭度过高会导致幼苗难以存活,而适度采伐中老龄树木可以降低郁闭度,从而为幼苗提供更多的光照等生存条件,进而提高幼苗存活率,C正确;
D、生物多样性的间接价值是指对生态系统起到重要调节功能的价值,领春木制造有机物、固碳、供氧等都对生态系统的稳定和功能发挥有重要作用,属于生物多样性的间接价值,D正确。
故选B。
16.(2025·山东枣庄·一模)研究生物多样性通常是直接通过对周围植被的调查而获得。有研究者利用花粉进行植物多样性研究,通过悬挂粘板的方法,对温带森林和开阔地的花粉进行了收集,并调查了相应位置的植物多样性。下列说法错误的是( )
A.该研究的自变量是区域和地形
B.区域2的生物多样性和花粉丰富度均高于区域1
C.两个区域中用花粉丰富度反映生物多样性更准确的是区域2
D.两个区域中森林的花粉丰富度和生物多样性均超过开阔地
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】群落的物种组成以及丰富度的相关探究实验、生物多样性及其价值
【分析】物种多样性包含两方面要素:①群落所含物种的多寡,即物种丰富度;②群落中各物种个体数目分配的均匀程度,即物种均匀度。
【详解】A、由图可知,该实验的自变量是区域和地形,因变量是生物多样性和花粉丰富度,A正确;
B、根据横纵坐标的指标可知,区域2无论哪种地形生物多样性和花粉丰富度均高于区域1,B正确;
C、区域1中,对于森林地形,花粉丰富度低于开阔地,而生物多样性却高于开阔地,花粉多样性与生物多样性不想匹配,对于区域2而言,不同地形,花粉多样性高,生物多样性也高,因此两个区域中用花粉丰富度反映生物多样性更准确的是区域2,C正确;
D、区域1中,森林的花粉丰富度低于开阔地,D错误。
故选D。
二、多选题
17.(2025·山东济南·二模)下图是对某生态系统的能量流动进行定量分析的结果,E₁~E₁和a~r均为与该生态系统成分相关的能量数值,其中E₂以及f、g、h、i代表呼吸作用散失的能量。下列说法错误的是( )
A.a、n中均含有第二营养级生物粪便中的能量
B.m中的能量最终会通过e、i和r所对应的途径均以热能形式散失
C.第一、二营养级之间的能量传递效率可表示为(c+g+k+p)/(b+f+j+n)×100%
D.可将a、b、c、d、e等数值按照从高到低的次序排列,形成一个能量金字塔
【答案】BCD
【难度】0.65
【知识点】能量流动的概念和过程、能量流动的相关计算、生态金字塔的种类及特点
【分析】消费者摄入的能量包括粪便量和同化量,同化量的去向包括呼吸散失的热量、遗体残骸的能量、流向下一营养级的能量(最高营养级除外)和自身生长发育的能量。
【详解】A、a是生产者固定的太阳能(第一营养级同化量),n是第一营养级流向分解者的能量。第二营养级粪便中的能量属于第一营养级同化量中未被第二营养级同化的部分,应包含在a、n,A正确;
B、m是某一营养级的未利用的能量,最终会以i通过呼吸作用以热能形式散失、e被下一营养级生物同化、r被分解者分解,其中e不是以热能形式散失,B错误;
C、第一营养级同化量为E1=a=b+f+j+n,第二营养级从第一营养级获得的能量为b或c+g+k+p-q。能量传递效率是相邻营养级同化量之比,第一、二营养级能量传递效率为b/a或(c+g+k+p-q)/(b+f+j+n)×100%,C错误;
D、a、b+q、c、d、e等分别代表不同营养级相关能量值,能量金字塔是依据各营养级同化量绘制,可按从高到低排列形成能量金字塔,D错误。
故选BCD。
18.(2025·山东菏泽·二模)为了降低水体污染物,增加水体溶解氧,提高水产养殖效益,科研人员通过生态工程构建分隔式池塘生态系统,养殖模式如图所示。研究人员调查分析了该生态系统中第二营养级的能量流动情况,结果如下表(单位:),第一、二营养级之间的能量传递效率为16%,下列说法正确的是( )
同化饲料的能量
粪便中的能量
用于生长、发育和繁殖的能量
呼吸作用消耗的能量
206
160
854
746
A.第二营养级摄入的能量是1760
B.第一营养级同化的能量是10000.0
C.分隔式池塘生态系统降低了不同鱼类的生态位重叠程度
D.分隔式池塘生态工程主要遵循自生和循环的生态学原理
【答案】AC
【难度】0.65
【知识点】能量流动的概念和过程、能量流动的相关计算、生态工程的特点及基本原理
【分析】能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程.能量流动特点:①单向流动:生态系统内的能量只能从第一营养级流向第二营养级,再依次流向下一个营养级,不能逆向流动,也不能循环流动。②逐级递减:能量在沿食物链流动的过程中,逐级减少,能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%-20%;可用能量金字塔表示。
【详解】A、第二营养级摄入的能量=同化量+粪便量=用于生长、发育和繁殖的能量+呼吸作用消耗的能量+粪便中的能量=854+746+160=1760KJ/(cm2·a),A正确;
B、第一、二营养级之间的能量传递效率为16%=第一营养级传递给第二营养级的能量÷第一营养级的同化量=(第二营养级的同化量-同化饲料的能量)÷第一营养级的同化量=(用于生长、发育和繁殖的能量+呼吸作用消耗的能量-同化饲料的能量)÷第一营养级的同化量=(854+746-206)÷第一营养级的同化量=1394÷第一营养级的同化量,则第一营养级同化的能量=1394÷16%=8712.5KJ/(cm2·a),B错误;
C、分隔式池塘生态系统使得不同鱼类占据不同的空间和资源,降低了不同鱼类的生态位重叠程度,C正确;
D、由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生,遵循整体原理,首先要遵从自然生态系统的规律,各组分之间要有适当的比例,分隔式池塘生态工程主要遵循自生和整体的生态学原理,D错误。
故选AC。
19.(2025·山东济南·一模)科研人员对某港湾生态系统中生物组分、生物量以及部分能量流动情况进行了定量分析,结果如下表所示。已知分解者中的部分能量(数值见下表)可被初级消费者所同化,未知的数据用“—”表示。下列说法错误的是( )
生产者
初级消费者
次级消费者
三级消费者
四级消费者
分解者
上一营养级输入量
—
1828
292
22.74
0.85
—
输出量
1828
292
22.74
0.85
0
646
流向分解者量
976.5
608.8
95.86
8.354
0.368
—
呼吸量
—
1573
172.7
—
—
—
捕捞量
0
0.13
0.5
—
—
—
生物量[kg/(km2·a)]
15.58
51.84
28.58
4.526
0.0794
50
A.图中各营养级的生物量即为该营养级未被利用的能量
B.第二、三营养级间能量传递效率约为16%
C.第三营养级之后的能量传递效率较低,可能与渔业捕捞强度过高有关
D.该生态系统的生物量呈现“上窄下宽”的正金字塔形
【答案】ABD
【难度】0.65
【知识点】能量流动的概念和过程、能量流动的相关计算、生态金字塔的种类及特点
【分析】能量的传递:(1)传递的渠道:食物链和食物网。(2)传递的形式:以有机物的形式传递。可以认为,一个营养级所同化的能量=呼吸散失的能量+被下一营养级同化的能量+分解者释放的能量+未被利用部分。但对于最高营养级的情况有所不同,它所同化的能量=呼吸散失的能量+分解者分解释放的能量+未被利用部分。
【详解】A、生物量是指生物在某一特定时刻,单位面积或单位体积内实际存在的有机物质(包括生物体内所存的食物)的鲜重或干重总量,它并不直接等同于该营养级未被利用的能量。未被利用的能量通常指的是在能量流动过程中,某一营养级同化的能量中减去其呼吸消耗、流向下一营养级以及流向分解者的能量后剩余的部分,A错误;
B、据题干信息和表格数据分析可知,初级消费者同化量为上一营养级输入量和分解者中的部分能量,即为1828+646=2474,次级消费者由上一级营养级输入量为292,故第二、三营养级间能量传递效率约为292/2474×100%=11.8%,B错误;
C、据表格数据分析可知,第三营养级(次级消费者)的捕捞量明显增加,过多捕捞导致次级消费者的数量大量减少,进而影响三级消费者的数量和更高级别消费者的数量,从而降低它们同化的能量,故第三营养级之后的能量传递效率较低,可能与渔业捕捞强度过高有关,C正确;
D、据表格数据分析可知,生产者的生物量明显低于初级消费者的生物量,不能呈现出上窄下宽的特点,故该生态系统的生物量不是“上窄下宽”的正金字塔形,D错误。
故选ABD。
20.(2025·山东日照·二模)图1表示某湖泊生态系统中部分组分之间的关系,其中食浮游生物鱼类的食物中1/4为浮游藻类,3/4为浮游动物,图2表示该湖泊中蓝藻的发生规律。下列说法正确的是( )
A.图1中食鱼性鱼类与食浮游生物鱼类之间的关系为捕食和种间竞争
B.若使食浮游生物鱼类获取100kJ能量,至少需浮游藻类提供2000kJ能量
C.适当增加该湖泊中的鱼类数量,有利于避免蓝藻大量增殖、预防水华发生
D.由图2可知,5-9月份是对该湖泊蓝藻进行治理、避免水华发生的最佳时期
【答案】ABC
【难度】0.65
【知识点】群落中生物的种间关系、食物链和食物网、能量流动的相关计算
【分析】题图分析:图1表示的是太湖中部分生物之间、生物与环境之间的关系。其中蓝藻等浮游藻类为生产者,处于第一营养级,为整个太湖的生物提供有机物。图2为太湖蓝藻水华的发生规律,据图可知,太湖中蓝藻大量生长集中在4-9月。
【详解】A、图1中食鱼性鱼类以食浮游生物鱼类为食,且二者有共同的食物蓝藻等浮游藻类,因此,食鱼性鱼类与食浮游生物鱼类之间的关系为捕食和种间竞争,A正确;
B、食浮游生物鱼类的食物由3/4浮游动物、1/4浮游藻类组成。 按照能量传递效率20%计算,收获100kJ的食浮游生物鱼类,来自浮游动物的能量为100×3/4 = 75kJ,那么需要浮游藻类的能量为75÷20%÷20% = 1875kJ;来自浮游藻类的能量为100×1/4 = 25kJ,需要浮游藻类的能量为25÷20% = 125kJ。 总共至少需要浮游藻类的能量为1875 + 125 =2000kJ,B正确;
C、结合图示可知,适当增加该湖泊中的鱼类数量,则会消耗大量的蓝藻等浮游藻类,因而会减少蓝藻等浮游藻类的数量,因而有利于避免蓝藻大量增殖、预防水华发生,C正确;
D、由图2可知,5-9月份是蓝藻等浮游藻类大量生长的时期,应该在此之前对该湖泊蓝藻进行治理,应该是避免水华发生的最佳时期,D错误。
故选ABC。
三、解答题
21.(2025·山东潍坊·三模)研究人员为修复被破坏的生态系统,在某湿地进行了人工引入互花米草的“种青引鸟”生态工程实验,部分食物网如图。在实验前后分别对该湿地主要植物类型、昆虫种类数、昆虫密度进行调查,结果如表。
项目
主要植物类型
昆虫种类数
昆虫密度
实验前
实验后
实验前
实验后
实验前
实验后
实验区
海蓬子
互花米草
47
20
14只/m2
2.3只/m2
对照区
海蓬子
海蓬子
47
20
13只/m2
111只/m2
注:海蓬子和互花米草都生长在潮间带。
(1)除图中成分外,该生态系统的组成成分还应包括 。鸟同化的能量低于昆虫和草的原因是 。
(2)图中鸟和植食性昆虫的种间关系是 。据图、表分析,实验后实验区与对照区昆虫密度差距较大的原因最可能是 。
(3)实验前后,实验区和对照区群落昆虫的丰富度 (填“相同”或“不同”)。该实验也说明了人类活动对群落演替的影响是 。
【答案】(1) 非生物的物质和能量、分解者 能量流动是逐级递减的
(2) 捕食、竞争 人工引入互花米草导致实验区鸟的种类数量增多,对昆虫的捕食增加
(3) 相同 使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行
【难度】0.65
【知识点】群落的物种组成以及丰富度的相关探究实验、群落中生物的种间关系、生态系统的组成成分、能量流动的概念和过程
【分析】生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构,其中组成成分包括生产者、消费者、分解者和非生物成分,营养结构包括食物链和食物网。
【详解】(1)生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构。图中食物网中只有生产者和消费者,还缺少分解者、非生物的物质和能量。鸟处于第二、三营养级,植食性昆虫处于第二营养家,草属于第一营养级,根据能量流动是逐级递减的,所以鸟同化的能量低于昆虫和草。
(2)植食性昆虫可被鸟捕食,同时植食性昆虫与鸟同时捕食互花米草,故两者之间存在竞争和捕食关系。人工引入互花米草后,“种青引鸟”导致实验区鸟的种类数量增多,对昆虫的捕食增加,使得实验后实验区与对照区昆虫密度产生了较大差距。
(3)根据表格数据可知实验前后,实验区和对照区群落昆虫种类数相同,即昆虫的丰富度相同。实验前后该湿地主要植物类型、昆虫密度都发生了明显改变,说明人工引入互花米草的人类活动会使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。
22.(2025·山东临沂·三模)“蓝碳”也叫“蓝色碳汇”,即海洋碳汇,指利用海洋活动及海洋生物吸收大气中的二氧化碳,并将其固定、储存在海洋中的过程。红树林生态系统面积的扩大以及营养结构复杂程度的提高都利于提高生态承载力。回答下列问题:
(1) 是区分不同群落的重要特征,也是决定群落性质最重要的因素。红树林湿地生物群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,这是群落中 的结果。
(2)红树林强大碳汇功能体现了生物多样性的 价值。红树林中引入新树种时,应考虑这些植物的生态位差异及它们之间的种间关系,通过合理的人工设计使这些物种形成互利共存的关系,这遵循了生态工程的 原理。
(3)某生物一段时期内种群数量每年均以130%的增长率增长,若该种群初始数量为N0,则两年后种群的数量将达到 。
(4)海洋中的一些塑料垃圾被分解为微塑料,微塑料可在鱼类和人体内富集,其在生态系统中富集的渠道是 。能量流经某一生态系统中第二营养级的示意图如下,经过检测该营养级中部分动物尿液中存在少量有机酸、脂肪酸等有机物,这些有机物中的能量属于 (填“A1”“B1”或“B3”),若该营养级在较长时间内维持能量平衡,则这段时间内要求 (填图中字母)几乎为零。
【答案】(1) 物种组成 物种之间及生物与环境间协同进化
(2) 间接 自生
(3)5.29N0
(4) 食物链和食物网 B3 B2
【难度】0.65
【知识点】植物的生长型和群落结构、物种在群落中的生态位、生态平衡与生态系统的稳定性及自我调节能力、生态工程的特点及基本原理
【分析】生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,称为生态系统的能量流动。输入第一营养级的能量,一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了;另一部分用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动,储存在植物体的有机物中。构成植物体的有机物中的能量,一部分随着残枝败叶等被分解者分解而释放出来;另一部分则被初级消费者摄入体内,这样,能量就流入了第二营养级。流入第二营养级的能量,一部分在初级消费者的呼吸作用中以热能的形式散失;另一部分用于初级消费者的生长、发育和繁殖等生命活动,其中一些以遗体残骸的形式被分解者利用。
【详解】(1)群落的物种组成是区分不同群落的重要特征,红树林湿地生物群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,这是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果。
(2)红树林强大碳汇功能是其在生态系统中的作用,体现了生物多样性的间接价值。红树林中引入新树种时,应考虑这些植物的生态位差异及它们之间的种间关系,通过合理的人工设计使这些物种形成互利共存的关系,这遵循了生态工程的自生原理。
(3)根据计算公式Nt=N0×λt,某生物一段时期内种群数量每年均以130%的增长率增长,若该种群初始数量为N0,则两年后种群的数量将达到N0×(1+130%)2=5.29N0。
(4)微塑料在鱼类和人体内富集,其在生态系统中富集的渠道是食物链和食物网,动物尿液中存在少量有机酸、脂肪酸等有机物,这些能量属于自身同化的能量传递给分解者的能力,属于B3。若该营养级在较长时间内维持能量平衡,即同化量=呼吸作用+传递给分解者的能力,所以这段时间内要求B2(用于生长发育的能量)几乎为零。
23.(2025·山东泰安·二模)生态农业是指运用生态学原理,在环境与经济协调发展的思想指导下,应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生产体系。下图表示利用生态学相关原理,将种植业、养殖业和渔业进行有机整合而形成的稻田生态系统能量流动过程与人类干预环节。下表为稻田生态系统中部分能量流动情况[单位:106kJ/(cm2·a)]。
生物类型
X
传递给分解者的能量
未利用的能量
传给下一营养级的能量
外来有机物输入的能量
生产者
62
8.3
—
23.0
0
初级消费者
12.5
2.5
13.0
Y
8.0
次级消费者
7.4
—
6.2
Z
15.0
三级消费者
4.7
0.8
3.3
1.8
8
(1)稻田中许多土壤动物有较强的活动能力,而且身体微小,所以常用 的方法进行采集和调查。在用标记重捕法调查鱼的种群密度时,由于被标记的鱼受到惊吓后重捕的概率降低,可能会导致估算的种群密度比实际 (填“偏大”或“偏小”)
(2)表中X代表的能量为 ,Y代表的能量值等于 kJ/(cm2·a),第三营养级与下一营养级之间的能量传递效率为 。
(3)研究发现,适宜的人类干预可有效提高农田生态系统中主体生产者的产量,请结合图示,从种间关系的角度分析其原因 (答出2点)。
【答案】(1) 取样器取样 偏大
(2) 呼吸作用散失的能量 3×106 14.4%
(3)通过减少其他生产者与主体生产者之间的种间竞争,使水稻生长良好;通过减少以主体生产者为食的有害初级消费者的数量,使水稻生长良好
【难度】0.4
【知识点】种群密度的调查方法及应用、群落的物种组成以及丰富度的相关探究实验、群落中生物的种间关系、能量流动的相关计算
【分析】1.生态系统的结构包括生态系统的组成成分(非生物物质和能量、生产者、消费者和分解者)和营养结构(食物链和食物网);2.根据能量流动过程,同化量=呼吸作用散失的能量+用于自身生长、发育和繁殖的能量,其中用于自身生长、发育和繁殖的能量=传递给分解者的能量+未利用的能量+传给下一营养级的能量;本题中,生态系统有人类干预,因此流入消费者的能量有两个来源:从上一营养级同化+外来有机物输入,由此可获得消费者的能量计算公式:外来有机物输入+同化量=呼吸作用散失的能量+传递给分解者的能量+未利用的能量+传给下一营养级的能量。
【详解】(1)对于稻田中活动能力较强且身体微小的土壤动物,常采用取样器取样法进行采集和调查,这是因为该方法适合调查这类不易被直接观察和捕捉的小型土壤动物。在用标记重捕法调查鱼的种群密度时,由于被标记的鱼受到惊吓后重捕的概率降低,根据计算方法:N表示种群数量,n表示重捕个体数,m表示重捕中标记数,M表示初次捕获标记数,N=(n÷m)×M,会导致m偏小,从而导致计算结果偏大。
(2)根据能量流动过程,同化量=呼吸作用散失的能量+用于自身生长、发育和繁殖的能量,其中用于自身生长、发育和繁殖的能量=传递给分解者的能量+未利用的能量+传给下一营养级的能量,结合表中信息可得,X代表的能量为呼吸作用散失的能量;根据题目信息可知此生态系统有人类干预,因此流入消费者的能量有两个来源:从上一营养级同化+外来有机物输入,消费者的能量计算公式为:外来有机物输入+同化量=呼吸作用散失的能量+传递给分解者的能量+未利用的能量+传给下一营养级的能量,依据表中数据可得,第二营养级(初级消费者)能量计算等式为:23+8=12.5+2.5+13+Y,计算可得Y=3×106 kJ/(cm2⋅a)。结合②分析表中数据可得:第三营养级(次级消费者)传给下一营养级的能量Z=4.7+0.8+3.3+1.8-8=2.6×106 kJ/(cm2·a),第三营养级的同化量=15+Y=18x106 kJ/(cm2·a),第三营养级与下一营养级之间的能量传递效率=Z/(15+Y) ×100%=2.6/18×100%=14.4%。
(3) 从种间关系的角度来看,在稻田生态系统中,通过除草剂、人工与鱼鸭除草,减少了杂草等其他生产者的数量,降低杂草等其他生产者与主体生产者(水稻)之间的竞争,使水稻能够获得更多的资源,如阳光、水分、无机盐等;同时,通过捕杀、释放天敌和养殖鱼鸭等方式,降低了以生产者为食的有害的初级消费者(如二化螟等水稻虫害动物)的数量,减少了水稻被捕食的压力,使水稻生长良好,从而有效提高了农田生态系统主体生产者的产量。
24.(2025·山东枣庄·一模)某湖泊从湖心到湖岸依次分布菹草群落、水烛群落、水烛+扁秆蔗草群落、扁秆蔗草群落、芦苇群落(群落名称以优势种植物命名),其中食物网错综复杂,各营养级的能量流动简表如下(图中数字为能量数值,单位:103KJ/m2·a)。
营养级
呼吸以热能散失的能量
流向分解者的能量
流向下一营养级的能量
A
输入有机物中的化学能
第一
611
120
435
1560
-
第二
127
45
M
286
97
第三
33
14
9
N
35
(1)从湖心到湖岸依次分布的优势种植物为菹草、水烛、扁秆蔗草、芦苇,这体现了群落的 结构,由于人类活动和气候变化导致该湖泊的水位逐年下降,湖心菹草群落逐渐向芦苇群落演替,这属于 演替。
(2)表中A代表 ,第二营养级用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量是 (103KJ/m2·a),第二、三营养级之间的能量传递效率是 (小数点后保留1位)。
(3)要研究该湖泊中扁秆蔗草的生态位,通常要研究它在研究区域的 (答出2点),湖泊中每种植物都占据着相对稳定的生态位,其意义是 。
【答案】(1) 水平 次生
(2) 未利用的能量 405 13.9%
(3) 出现频率;种群密度;植株高度;与其他物种的关系 有利于不同生物充分利用环境资源
【难度】0.65
【知识点】植物的生长型和群落结构、物种在群落中的生态位、群落的演替及其影响因素、能量流动的相关计算
【分析】1、群落垂直结构是指在垂直方向上,大多数群落具有明显的分层现象;植物主要受阳光的影响,动物主要受食物和栖息空间的影响;群落水平结构是因为地形的变化、土壤湿度和盐碱的差异、光照强度的不同等因素,不同地段往往分布着不同的种群,同一地段上种群密度也有差异。
2、生态系统中的能量流动:(1)概念:生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。(2)过程:某一营养级的同化量=呼吸作用中以热能形式散失的能量+用于自身生长、发育、繁殖的能量=摄入量-粪便量。(3)特点:单向流动、逐级递减。
【详解】(1)从湖心到湖岸依次分布的优势种植物为菹草、水烛、扁秆蔗草、芦苇,这体现了群落水平方向上的植物分布,体现了群落的水平结构;由于人类活动和气候变化导致该湖泊的水位逐年下降,湖心菹草群落逐渐向芦苇群落演替,在原有群落的基础上进行的演替属于次生演替。
(2)一个营养级的同化量可分为呼吸以热能散失的能量、流向分解者的能量、流向下一营养级的能量和未利用的能量,故表中A代表未利用的能量;第二营养级用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量为第二营养级的同化量-第二营养级呼吸的消耗量=第一营养级流向下一营养级的能量+第二营养级输入有机物中的化学能-第二营养级呼吸消耗的能量=435+97-127=405(103KJ/m2·a);第二营养级用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量=第二营养级流向分解者的能量+第二营养级流向下一营养级的能量+第二营养级未利用的能量,即45+M+286=405,解得M=74,因此第二、三营养级之间的能量传递效率=74÷(435+97)=13.9%(小数点后保留1位)。
(3)生态位是指一个物种在群落中的地位或作用,扁秆蔗草属于植物,研究某种植物的生态位,通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征,以及它与其他物种的关系等;湖泊中每种植物都占据着相对稳定的生态位,其意义是能有利于不同生物充分利用环境资源。
25.(2025·山东潍坊·一模)研究人员在传统河蟹养殖系统内添加合适密度的沼虾、形成了虾蟹多营养层级养殖系统。现以虾蟹多营养层级养殖系统作为实验组,以传统河蟹养殖系统为对照组,构建两系统内营养结构和能量流动模型,河蟹和沼虾均占据第二、三营养级,如下图所示。
(1)河蟹和沼虾食物来源相近,有相同的栖息地和捕食空间,说明二者 重叠。加入沼虾后,与对照组相同的捕捞强度下,河蟹捕获量基本不变,说明二者竞争 (填“激烈”或“不激烈”),原因是 。
(2)与对照组相比,流经实验组的总能量 (填“增加”“减少”或“无法确定”)。实验组中从第二营养级至第三营养级的能量传递效率为 (保留一位小数),比对照组 (填“增加”或“减小”)。
(3)相比传统河蟹养殖系统、请从生态工程整体原理分析虾蟹多营养层级养殖系统的优势: 。
【答案】(1) 生态位 不激烈 环境资源比较充足
(2) 减少 20.0% 增加
(3)一方面通过调节各组分之间比例和结构,达到改善系统功能的目的;另一方面实现生态和经济的共同提高
【难度】0.65
【知识点】群落中生物的种间关系、物种在群落中的生态位、能量流动的相关计算、生态工程的特点及基本原理
【分析】同化的能量有两个去向:呼吸作用散失的能量+用于生长发育和繁殖的能量。用于生长发育和繁殖的能量有两个去向:传递给下一个营养级+流向分解者。能量传递效率=传递给下一营养级的能量÷该营养级所同化的能量×100%。
【详解】(1)河蟹和沼虾食物来源相近,有相同的栖息地和捕食空间,说明二者生态位重叠。生态位是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,食物来源、栖息地和捕食空间等都是生态位的重要组成部分。 加入沼虾后,在与对照组相同的捕捞强度下,河蟹捕获量基本不变,说明二者竞争不激烈。原因是该生态系统中资源较丰富,沼虾的加入并没有对河蟹的生存空间和食物资源等造成明显的抢夺,使得河蟹的捕获量不受太大影响。
(2)P为生产者, D为有机碎屑,流经该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和有机碎屑中的化学能。根据实验组和对照组第二营养级的同化效率可计算出对照组和实验组流经该生态系统的总能量,计算比较发现,(5381+14166)÷23.1%>[(5452+12250)÷23%],因此,与对照组相比,流经实验组的总能量减少。实验组中,第二营养级同化量为5452+12250=17702,第三营养级的同化量为17702÷23%×4.6%≈3540.4,则验组中从第二营养级至第三营养级的能量传递效率为3540.4÷17702=20%。同理可计算出对照组第二营养级的同化量为14166+5381=19547,第三营养级的同化量为19547÷23.1%×3.6%≈3046.3,对照组中从第二营养级至第三营养级的能量传递效率为3046.3÷19547≈15.6%,由此可知,实验组中从第二营养级至第三营养级的能量传递效率比对照组从第二营养级至第三营养级的能量传递效率增加。
(3)生态工程的整体原理是进行生态工程建设时,不但要考虑到自然生态系统的规律,更要考虑到经济和社会等系统的影响力。虾蟹多营养层级养殖系统相比传统河蟹养殖系统,优势在于一方面通过调节各组分之间比例和结构,达到改善系统功能的目的;另一方面实现生态和经济的共同提高。
26.(2025·山东枣庄·二模)微山湖作为中国北方最大的淡水湖,生活着青虾、鲫鱼、乌鳢、白鹭等各种动物以及芦苇、荷花等多种挺水植物,其生态系统蕴含着丰富且复杂的生物多样性。
(1)调查湖中鲫鱼采用标记重捕法,与初捕再捕均为小网眼渔网相比,初捕用小网眼,再捕用大网眼得到的调查结果 (填“偏大”、“偏小”或“基本不变”),当湖中鲫鱼种群数量达到K值时,其出生率和死亡率的关系为 。若要持续获得最大捕捞量,理论上每次捕捞后鲫鱼种群数量应维持在K/2,原因是 。
(2)假设该生态系统中存在一条食物链:浮游植物→浮游动物→鲫鱼→白鹭,若浮游植物同化的能量为a,能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%-20%,则白鹭同化的能量理论上最大值与最小值的比值为 。在这条食物链中,鲫鱼粪便中的能量属于 同化能量的一部分。
(3)湖区渔民在浅水种藕,在水体的上层、中层和底层分别养殖食性不同的鲢鱼、草鱼和青鱼。这种秧藕养鱼立体生态种养模式就是充分利用了群落的 和季节性,从能量流动的角度分析其意义是 。
【答案】(1) 基本不变 出生率等于死亡率 在K/2时种群增长速率最大
(2) 8 浮游动物
(3) 空间结构(垂直结构和水平结构) 增大了流入该生态系统的总能量,提高能量利用率,使能量更多地流向对人类最有益的部分
【难度】0.85
【知识点】种群密度的调查方法及应用、种群数量增长曲线、植物的生长型和群落结构、能量流动的相关计算
【分析】生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,称为生态系统的能量流动。摄入量=粪便量+同化量,非最高营养级的同化量的去向包括:呼吸作用以热能形式散失的能量、流入下一营养级。流向分解者和未被利用的能量。 研究生态系统的能量流动,可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。 研究生态系统的能量流动,可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置,增大流入某个生态系统的总能量。 研究生态系统的能量流动,还可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 生态农业:秸秆做肥料喂牲畜,可获得肉、蛋、奶等;将牲畜的粪便作为沼气池发酵的原料,可以生产沼气提供能源;沼气池中的沼渣还可以作为肥料还田,这样就实现了对能量的多级利用,从而大大提高了能量的利用率。
【详解】(1)标记重捕法中,初捕用小网眼,再捕用大网眼,由于标记个体在种群中的比例不会因网眼大小改变而改变,所以得到的调查结果基本不变。因为标记重捕法的原理是根据重捕中标记个体数占总捕获数的比例来估算种群数量,只要标记和重捕的随机性不受影响,网眼大小不影响比例关系;当湖中鲫鱼种群数量达到K值时,种群数量稳定,此时其出生率等于死亡率;由种群增长的“S”型曲线可知,在K/2时种群增长速率最大。若每次捕捞后鲫鱼种群数量维持在K/2,那么种群可以快速增长,从而持续获得最大捕捞量;
(2)已知能量在相邻两个营养级间的传递效率为10% - 20%。白鹭同化能量的最大值按20%的传递效率计算,即a×20%×20%×20%= 0.008a;最小值按10%的传递效率计算,即a×10%×10%×10%=0.001a。所以白鹭同化的能量理论上最大值与最小值的比值为0.008a/0.001a = 8;
鲫鱼粪便中的能量并没有被鲫鱼同化,而是属于上一营养级浮游动物同化能量的一部分,因为粪便中的能量是未被鲫鱼消化吸收的食物残渣;
(3)秧藕养鱼强调浅水种藕,湖泊中由浅水区至深水区应该是水平结构,养鱼是垂直结构;立体种养模式的意义应该是教材时间上空间上合理配置,增大了流入该生态系统的总能量;从能量流动的角度分析,这种模式可以充分利用生态系统中的能量,提高能量利用率,使能量更多地流向对人类最有益的部分。因为不同的生物占据不同的空间和时间,能够更充分地利用环境中的资源,减少能量的浪费。
27.(2025·山东济南·一模)湿地碳汇是指湿地生态系统中的植被通过光合作用将二氧化碳转化为有机碳,并在湿地土壤中积累。与陆地森林相比,位于潮间带的红树林湿地由于土壤积水时间长,土壤经常处于厌氧状态,因此具有更大的储碳量和更持久的储碳效果。科学家对某地红树林碳汇模式进行调查,据此归纳出了该地如下所示碳的流动方向图。图中总初级生产力是自养生物生产的有机碳总量,净增量是指碳输入与碳输出的差值。请回答以下问题:
(1)先锋植物是指在群落演替初期最先定居的植物。与陆地森林群落相比,红树林的先锋植物可能具有 的特点(至少答两点)。若该红树林朝着生物量增多、结构更复杂的方向演替,从群落的角度分析,除了群落中土壤碳储量越来越丰富外,还应表现为 等特征。(至少答两点)
(2)红树林中的碳输出到大气主要是通过 等生理过程实现的。据图判断,至少满足 的数量关系(用图中除了△CV、△CL、△CS以外的字母和运算符号表示),才能体现出红树林重要的碳汇功能。
(3)由于缺乏环保意识,该地大量砍伐红树植物,导致土壤暴露,积水减少,土壤含氧量增加,据图分析,这种砍伐行为加剧温室效应的机理是 。
(4)为了修复被破坏的生态系统,应该遵循生态工程的 原理。
【答案】(1) 耐盐碱、根系发达、对水多的环境适应能力 群落中物种丰富度逐渐加大,种间关系越来越复杂
(2) 呼吸作用和分解作用(细胞呼吸和分解作用) GPP+EX>Ra+Rh+Me+D+H+I
(3)一方面,植被减少使该生态系统吸收二氧化碳减少;另一方面,土壤含氧量增加,好氧微生物分解有机碳能力更强,土壤中储存的碳短时间内被大量分解为二氧化碳并释放
(4)循环、整体、协调和自生
【难度】0.65
【知识点】群落的演替及其影响因素、能量流动的特点以及研究能量流动的意义、碳循环、全球性的环境问题及环境污染的防治
【分析】1、生态工程遵循的基本原理:
(1)自生原理:生态系统具有自我调节能力,生物组分通过自组织、自我优化、自我调节和自我更新来维持系统的平衡;
(2)循环原理:通过促进系统内物质迁移与转化,减少废弃物的产生,提高资源利用效率;
(3)协调原理:生物与环境、生物与生物之间需要协调与适应。考虑环境容纳量,避免生物数量超过环境承载力,从而保持系统的平衡和稳定;
(4)整体原理:生态工程建设需要从整体观出发,不仅考虑自然生态系统的规律,还要考虑经济和社会系统的影响;
2、碳循环是碳元素在地球的不同圈层(如生物圈、岩石圈、水圈和大气圈)之间交换和循环的过程。其核心包括以下阶段:
(1)碳固定:绿色植物通过光合作用吸收大气中的二氧化碳,将其转化为葡萄糖并释放氧气;
(2)碳释放:生物通过呼吸作用将体内的碳转化为二氧化碳释放回大气,或通过分解作用将死亡生物体的碳转化为二氧化碳。
【详解】(1)红树林位于潮间带,其先锋植物需要适应特殊的环境,比如耐盐、耐水淹、根系发达(以适应松软且缺氧的土壤)等特点。因为潮间带海水涨落,盐分高且土壤经常被水淹没,发达的根系有助于植物固定和吸收养分等;若红树林朝着生物量增多、结构更复杂的方向演替,从群落角度看,物种丰富度会增加,因为随着演替进行,会有更多种类的生物定居;种间关系更加复杂;群落的自我调节能力增强等;
(2)红树林中的碳输出到大气主要通过呼吸作用(包括植物自身呼吸和分解者呼吸等)和微生物的分解作用(本质也是呼吸作用相关过程)等生理过程实现。碳汇功能意味着红树林吸收的碳多于释放的碳,图中总初级生产力(自养生物生产的有机碳总量)为输入碳量,呼吸作用(植物呼吸、土壤呼吸等)和输出到海洋等为输出碳量,要体现碳汇功能,至少应满足总初级生产力大于呼吸作用(植物呼吸、土壤呼吸等)和输出到海洋等的碳量之和,即GPP+EX>Ra+Rh+Me+D+H+I;
(3)大量砍伐红树植物,导致土壤暴露,积水减少,土壤含氧量增加。一方面,红树植物减少,其光合作用固定二氧化碳的量减少;另一方面,土壤含氧量增加会促进土壤中微生物的有氧呼吸,使其分解有机物加快,释放更多的二氧化碳到大气中,从而加剧温室效应;
(4)为了修复被破坏的生态系统,应该遵循生态工程的整体原理(考虑自然 - 经济 - 社会的整体影响)、协调原理(生物与环境相协调)、循环原理(减少废弃物的产生,提高资源利用效率)、自生原理(生态系统具有自我调节能力)等。
28.(2025·山东济南·二模)某湿地在数年间依次经历了秋茄+桐花树群落到白骨壤+秋茄群落,再到白骨壤群落的演替过程。研究人员统计了不同的群落年龄中植被郁闭度和物种多样性指数如下表所示。请回答以下问题:
群落年龄
4年
17年
56年
73年
郁闭度
26%
58%
77%
24%
物种多样
性指数
1.79
0.83
1.62
1.3
(1)决定群落性质最重要的因素是 。在调查初期,研究人员发现每年春夏季时秋茄由于无性繁殖和不间断的花果期而数量增加,而秋冬季时秋茄死亡率升高,桐花树出生率增加,在群落中更占优势,该过程 (填“发生”或“没有发生”)次生演替,理由是 。
(2)秋茄和白骨壤在该地不同地段的分布和种群密度不同,体现了群落水平结构具有 的特点,影响该特点的生物因素有 。
(3)郁闭度通常反映了植被地上部分遮蔽地面的程度。在没有人为干扰的情况下,群落年龄在4到17年间,物种多样性指数发生变化的原因可能是 。而在群落年龄到56年时物种多样性指数又逐渐恢复,从群落的空间结构和生态位角度分析,原因可能是 。
(4)演替晚期阶段,人为砍伐使该湿地受到破坏,出现了大量裸地,若对该生态系统进行修复,可采取的措施有 。(答出两点)
【答案】(1) 物种组成 发生 只是群落中的物种优势发生了变化,原有土壤条件等基本保留
(2) 镶嵌分布 植物的种间竞争、动物的选择性觅食等
(3) 桐花树等植物的郁闭度增加,导致一些阴生植物由于光照不足而逐渐被淘汰 群落的空间结构更加复杂,不同生物占据了不同的生态位,对资源的利用更加充分
(4)补种本地原有的一些物种、减少污水排放等
【难度】0.65
【知识点】植物的生长型和群落结构、物种在群落中的生态位、群落的演替及其影响因素、生态工程的意义和生态工程发展的前景
【分析】1、初生演替是指在一个从来没有植被覆盖的地面,或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替;次生演替是指在原有植被虽已不存在,但原有的土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。
2、群落的空间结构分为垂直结构和水平结构两个方面。垂直结构表现为在垂直方向上具有明显的分层现象;水平结构表现为不同地段分布着不同的种群,同一地段也常呈镶嵌分布。
【详解】(1)决定群落性质最重要的因素是物种组成。次生演替是指在原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。在该过程中,只是群落中的物种优势发生了变化,原有土壤条件等基本保留,所以发生了次生演替。
(2)秋茄和白骨壤在该地不同地段的分布和种群密度不同,体现了群落水平结构具有镶嵌分布的特点。影响群落水平结构的生物因素有植物的种间竞争、动物的选择性觅食等。
(3)在群落年龄4到17年间,可能由于桐花树等植物的郁闭度增加,导致一些阴生植物由于光照不足而逐渐被淘汰,从而使物种多样性指数下降。在群落年龄到56年时,群落的空间结构更加复杂,不同生物占据了不同的生态位,对资源的利用更加充分,使得更多的物种能够生存,物种多样性指数逐渐恢复。
(4)演替晚期阶段,人为砍伐使该湿地受到破坏,出现了大量裸地,若对该生态系统进行修复,可采取的措施有:补种本地原有的一些物种、减少污水排放等。
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