2026届高三生物一轮复习讲义高考特训营生态系统及人与环境

第十单元　生态系统及人与环境 第39讲　生态系统的结构与能量流动 课标要求 1.阐明生态系统由生产者、消费者和分解者等生物因素以及阳光、空气、水等非生物因素组成，各组分紧密联系使生态系统成为具有一定结构和功能的统一体 2.讨论某一生态系统中生产者和消费者通过食物链和食物网联系在一起形成复杂的营养结构 3.分析生态系统中的能量在生物群落中单向流动并逐级递减的规律 4.举例说明如何利用能量流动规律，使人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源 5.解释生态金字塔反映了生态系统各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系 关键词索引 生态系统　生产者　消费者　分解者　食物链和食物网　营养级　摄入量　同化量　生态金字塔 特训点一　生态系统的结构 1.生态系统的概念、类型及组成 拓展链接 生态系统组成成分的三类“不一定” (1)生产者不一定是植物(如蓝细菌、硝化细菌等是原核生物)，植物也不一定是生产者(如菟丝子营寄生生活，属于消费者)。 (2)消费者不一定是动物(如营寄生生活的微生物等)，动物也不一定是消费者(如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物的遗体或动物排遗物为食的腐生动物属于分解者)。 (3)分解者不一定是微生物(如蚯蚓等动物)，微生物也不一定是分解者(如硝化细菌属于生产者，寄生细菌属于消费者)。 2.生态系统组成成分间的相互关系 3.生态系统的营养结构 拓展链接 　　一般来说，一个生态系统的食物链越多，食物网越复杂，这个生态系统抵抗外界干扰的能力与保持自身稳定的能力越强。农田和果园等人工生态系统可以通过增加或延长食物链来提高生态系统的稳定性，同时获得更多的产品。 知识必备答案：1.①非生物环境　②人工　③基石　④物质循环 2.①非生物的物质和能量　②消费者　③生产者　④分解者 3.①食物　②食物链　③生产者　④五个　⑤营养级　⑥物质循环　⑦能量流动 概念诊断 1.荷塘中的动物、植物和微生物共同构成完整的生态系统。(　　) 答案：× 提示：还应包括非生物环境。 2.农业生态系统中的蚯蚓和各种微生物均属于分解者。(　　) 答案：× 提示：该生态系统中的蚯蚓和部分微生物属于分解者，有少数微生物属于消费者(如寄生细菌)或生产者(如硝化细菌)。 3.调查生物群落内各物种之间的取食与被取食关系，可构建食物链。(　　) 答案：√ 4.营养级是指处于食物链同一环节上同种生物的总和。(　　) 答案：× 提示：营养级是指处于食物链某一环节上的全部生物的总和，不一定是同种生物的总和。 5.食物网中的植食动物属于不同的营养级。(　　) 答案：× 提示：食物网中的植食动物属于第二营养级。 探究点　生态系统的成分及结构 【情境引领】　下图为某生态系统的组成成分示意图，其中字母表示各组成成分，箭头表示各成分之间的联系。 【问题生成】 (1)被称为生态系统的基石的是图中的哪种成分? 提示：b，以绿色植物为代表的生产者。 (2)图中f在该生态系统中的成分及判断的依据分别是什么? 提示：f属于分解者，因为其他生物(生产者和消费者)均有箭头指向分解者。 (3)图中构成的食物链是什么?其具有怎样的功能? 提示：食物链为b→c→d→e，是生态系统能量流动和物质循环的渠道。 【归纳总结】 1.生态系统中各成分的判断 2.复杂食物网中各成分的判断 (1)E是生产者，B、D、F是消费者，C是分解者，A是非生物的物质和能量。 (2)食物链是E→F→D→B。 【真题示范】　(2024·全国甲卷)某生态系统中捕食者与被捕食者种群数量变化的关系如图所示，图中→表示种群之间数量变化的关系，如甲数量增加导致乙数量增加。下列叙述正确的是(　　) A.甲数量的变化不会对丙数量产生影响 B.乙在该生态系统中既是捕食者又是被捕食者 C.丙可能是初级消费者，也可能是次级消费者 D.能量流动方向可能是甲→乙→丙，也可能是丙→乙→甲 解答本题的关键是对图形的破解： 图形信息 信息转化 甲数量增加导致乙数量增加，而乙数量增加导致丙数量增加、甲数量下降 甲、乙、丙三者的能量流动方向是甲→乙→丙 乙数量下降导致丙数量下降、甲数量增加 答案：B 解析：分析题图可知，甲数量增加导致乙数量增加，而乙数量增加导致丙数量增加；甲数量下降导致乙数量下降，而乙数量下降导致丙数量下降，可见甲数量的变化会间接对丙数量产生影响，A项错误。乙捕食甲，同时乙又被丙捕食，可见乙在该生态系统中既是捕食者又是被捕食者，B项正确。乙捕食甲，丙捕食乙，故丙不可能是初级消费者，可能是次级消费者，C项错误。甲数量增加导致乙数量增加，而乙数量增加导致丙数量增加、甲数量下降；乙数量下降导致丙数量下降、甲数量增加，可见甲、乙、丙三者的能量流动方向是甲→乙→丙，D项错误。 图中甲→乙→丙能否构成一条完整的食物链? 提示：不一定，食物链从生产者开始，而图中的甲不一定是生产者。 考法预测 考法1　考查生态系统的组成成分及其相互关系，考查生命观念 1.(2024·甘肃张掖一模)在某沙化地区合理种植豆科植物柠条之后，柠条扎根于沙粒间顽强生长形成灌丛。群落中有地锦、胡枝子、画眉草、狗尾草、猪毛蒿等植物，有蝗虫、蝼蛄、叶蛾、土蜂等植食性动物，有姬蜂、步甲、园蛛等肉食性昆虫或其他小动物，在柠条根系周围的土壤中，生活着难以计数的真菌、细菌、放线菌。下列相关说法错误的是(　　) A.该地区各种生物及其生活环境组成了一个生态系统 B.柠条、地锦、胡枝子、画眉草等生产者是该生态系统的基石 C.植食性和肉食性动物分别属于第二营养级和第三营养级 D.土壤中微生物的主要作用是分解有机物，提高土壤含水量和养分 答案：C 解析：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，叫作生态系统；该地区各种生物及其生活环境组成了一个生态系统，A项正确。在生态系统中，生产者通过光合作用，将太阳能固定在它们所制造的有机物中，太阳能转化成化学能，从而可以被生物所利用，因此，生产者可以说是生态系统的基石，故柠条、地锦、胡枝子、画眉草等生产者是该生态系统的基石，B项正确。直接以植物为食的植食性动物是初级消费者，属于第二营养级；次级消费者是以初级消费者为食的肉食性动物，三级消费者是以次级消费者为食的肉食性动物，可见肉食性动物可能是第三营养级或第四营养级，C项错误。分解者能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物；土壤中微生物一般属于分解者，其主要作用是分解有机物，提高土壤含水量和养分，D项正确。 生态系统的组成成分辨析 考法2　考查食物链和食物网，考查生命观念与科学思维 2.(2024·湖南怀化三模)在某河流生态系统中，摇蚊取食刚毛藻、附生硅藻和念珠藻等底栖藻类；摇蚊会被捕食性昆虫、昏白鱼和三刺鱼的幼鱼捕食；昏白鱼和三刺鱼的幼鱼又会被虹鳟的幼鱼捕食；捕食性昆虫会被虹鳟成鱼和昏白鱼成鱼捕食；昏白鱼成鱼也直接食用底栖藻类，形成该河流的食物网。下列分析错误的是(　　) A.该食物网中最短的食物链仅有三个营养级 B.虹鳟的发育程度不同，其消费者级别也不同 C.昏白鱼占有三个营养级，捕食性昆虫占有一个营养级 D.杀灭摇蚊以后，三刺鱼、捕食性昆虫和虹鳟都可能不能生存 答案：A 解析：由题意可知，该食物网中最短的食物链为底栖藻类→摇蚊→三刺鱼(或捕食性昆虫)→虹鳟，共四个营养级，A项错误。由题意可知，昏白鱼和三刺鱼的幼鱼又会被虹鳟的幼鱼捕食；捕食性昆虫会被虹鳟成鱼和昏白鱼成鱼捕食，说明虹鳟的发育程度不同，其消费者级别也不同，B项正确。昏白鱼占有三个营养级(第二、三、四营养级)，捕食性昆虫占有一个营养级(第三营养级)，C项正确。杀灭摇蚊以后，三刺鱼、捕食性昆虫和虹鳟因缺乏食物，可能都不能生存，D项正确。 3.(2024·河北二模)云南铜壁关自然保护区干季和湿季分明，部分生物间的食物关系如图所示。下列有关叙述错误的是(　　) A.该食物网中共有5条食物链，最高营养级为第六营养级 B.红腿小隼与树蛙存在捕食和种间竞争两种种间关系 C.云猫的数量减少短时间内会导致猞猁的数量明显减少 D.图中生物属于生态系统组成成分中的生产者和消费者 答案：C 解析：该食物网中共有5条食物链，它们分别为植物→蝗虫→红腿小隼→猞猁；植物→蝗虫→红腿小隼→云猫→猞猁；植物→蝗虫→树蛙→云猫→猞猁；植物→蝗虫→树蛙→红腿小隼→猞猁；植物→蝗虫→树蛙→红腿小隼→云猫→猞猁。在“植物→蝗虫→树蛙→红腿小隼→云猫→猞猁”食物链中，最高营养级为第六营养级，A项正确。红腿小隼捕食树蛙，二者具有捕食关系；红腿小隼与树蛙均捕食蝗虫，二者又具有种间竞争关系，B项正确。云猫的数量减少，猞猁会捕食更多的红腿小隼，短时间内猞猁的数量不会明显减少，C项错误。生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量，图中生物属于生态系统组成成分中的生产者和消费者，D项正确。 食物链(网)中生物数量变化的分析与判断 (1)食物链的第一营养级生物数量减少，沿食物链各级相关生物数量都减少。 (2)“天敌”减少，被捕食者数量增加，但随其数量增加，种内竞争加剧，其种群密度还要下降，直到趋于稳定。 (3)若处于中间营养级的生物数量减少，则这种生物数量的变化视具体食物链而定。大体遵循以下两个原则： 原则Ⅰ.生产者数量相对稳定原则：即消费者某一种群数量发生变化时，一般认为生产者数量相对稳定。 原则Ⅱ.最高营养级的生物种群数量相对稳定原则：即当处于最高营养级的生物种群的食物有多种来源时， 若其中一条食物链中某种生物数量减少，则该种群的数量依靠其他食物链，不会发生较大变化。举例如下： 特训点二　生态系统能量流动的过程及其研究意义 1.能量流动的环节 2.生产者的能量流动过程 3.消费者的能量流动过程(以第二营养级为例) 拓展链接 辨析能量流动的两个“不等于” 1.动物的同化量不等于摄入量 (1)同化量为每一营养级通过摄食并转化成自身有机物的能量。 (2)摄入量是消费者摄入的能量，同化量＝摄入量-粪便中的能量。 2.生态系统的能量传递效率不等于能量利用率 (1)能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级递减，若以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率为10%~20%。其计算公式为能量传递效率＝(一个营养级同化量/上一营养级同化量)×100%。 (2)能量利用率：通常考虑的是流入人体中的能量占生产者能量的比值，或流入最高营养级的能量占生产者能量的比值。合理调整能量流动关系，可提高能量的利用率。 4.能量流动的特点 5.生态金字塔的类型及特点 项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 形状 每一阶含义 每一营养级生物所含能量的多少 每一营养级生物个体的数量 每一营养级生物所含的有机物总量 象征含义 能量沿食物链流动过程中具有①　　　　的特点  一般情况下，生物个体数量在食物链中随营养级升高而逐级递减 一般情况下，生物体内有机物的总量随营养级②　　而逐级③　　　  特征 上窄下宽的正金字塔形 一般为正金字塔形，但可能出现“④　　”，如“树→昆虫→鸟”  一般为正金字塔形 6.研究能量流动的实践意义 (1)帮助人们将生物在　　　　　　　　　上进行合理配置，　　　　　　　流入某个生态系统的总能量。  (2)帮助人们科学规划、设计　　　　　　　，使能量得到最有效的利用。  (3)帮助人们合理地调整生态系统中的　　　　关系，使能量持续高效地流向　　　　的部分。  知识必备答案：1.太阳能　生产者　食物链和食物网　化学能　热能 2.①光合作用　②热能　③流向下一营养级 3.①同化量　②热能　③用于生长、发育和繁殖 4.①低　②高　③热能　④10%~20%　⑤同化量　⑥呼吸消耗　⑦分解者 5.①逐级递减　②升高　③递减　④倒置 6.(1)时间、空间　增大　(2)人工生态系统　(3)能量流动　对人类最有益 概念诊断 1.每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量。(　　) 答案：× 提示：第一营养级生物的同化量一般是通过光合作用固定的太阳能，而第二营养级及以上营养级生物的同化量等于从上一营养级摄入的能量减去粪便中的能量。 2.越冬灰鹤粪便中的能量不属于其同化量的一部分。(　　) 答案：√ 提示：粪便中的能量是其上一营养级同化量的一部分。 3.在食物链中，营养级越高，其同化的能量越少，原因是其通过呼吸作用消耗的能量太多。(　　) 答案：× 提示：生物同化量少与自身呼吸消耗量无关，能量在沿食物链流动的过程中是逐级递减的，营养级越多，在能量流动过程中消耗的就越多。 4.鱼吃杂草，杂草同化能量中的10%~20%流入鱼体内。(　　) 答案：× 提示：10%~20%是相邻两个营养级之间的能量传递效率，不是两种生物之间的能量传递效率。 5.拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，可提高生态系统的能量传递效率。(　　) 答案：× 提示：拔去田地中的杂草是人为地调整能量流动的方向，目的是提高能量的利用率。 6.在自然生态系统中，能量金字塔每一层代表了各营养级的能量值，根据能量单向流动、逐级递减的特点，能量金字塔一定是上窄下宽的正金字塔形。(　　) 答案：√ 探究点　生态系统的能量流动过程及其研究意义 【情境引领】　依据泥鳅可以利用残饵、鱼粪为食以及循环经济原理，技术人员将稻田养河蟹和稻田养泥鳅两个生态系统有机地结合起来，形成稻护蟹，蟹吃饵料、杂草，泥鳅吃残饵、蟹粪，泥鳅粪肥田的“稻—蟹—泥鳅”农田生态系统，科研人员比较了三种农田模式的产量，结果如表。 45 m2的稻田中水稻、河蟹及泥鳅产量分析 生态系统类型 水稻产量/kg 河蟹产量/g 泥鳅产量/g 水稻单种 39.0 稻—蟹 41.4 2 203.3 稻—蟹—泥鳅 41.0 2 131.3 656 【问题生成】 (1)输入“稻—蟹—泥鳅”农田生态系统的总能量包括哪些? 提示：生产者(水稻等)固定的太阳能和饵料中的化学能。 (2)河蟹会被鸟捕食，与鸟相比，河蟹的同化量/摄入量的值明显较低，从食物类型分析，可能的原因是什么? 提示：河蟹摄入的有机物中含有大量纤维素，不易消化吸收，大量能量随粪便排出。 (3)下图是能量流经该稻田第二营养级的示意图，图中的数值表示能量(单位：×10 kJ·m-2·a-1)。图中的C代表什么?第二营养级到第三营养级的能量传递效率是多少? 提示：C代表初级消费者用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量(储存在有机物中的能量)；第二营养级到第三营养级的能量传递效率为[(500×10-60×10)÷(1 220×10＋1 280×10)]×100%＝(4 400÷25 000)×100%＝17.6%。 (4)与“稻—蟹”农田模式相比，“稻—蟹—泥鳅”农田模式具有更高的经济效益，请从能量流动的角度分析其原因。为了从“稻—蟹”复合养殖体系获得更大的稻、蟹产量，需定期投喂饵料，请从能量流动和物质循环的角度分析其原因。 提示：泥鳅吃残饵、蟹粪，实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率。投喂饵料能减少河蟹从水稻中获得能量，保证水稻产量不受影响；河蟹为该生态系统的输出产品，输出的元素无法及时回归该生态系统。 【归纳总结】 能量流动模型 (1)第二营养级的能量流动过程模型 (2)“拼图法”分析能量流动过程 【真题示范】　(多选)(2024·吉林卷)下图为某红松人工林能量流动的调查结果图。此森林的初级生产量有很大部分是沿着碎屑食物链流动的，表现为枯枝落叶和倒木被分解者分解，剩余积累于土壤。据图分析，下列叙述正确的是(　　) 注：植物所固定的太阳能或所制造的有机物质称为初级生产量，其包括净初级生产量和自身呼吸消耗的能量 A.E是太阳照射到生态系统的能量 B.E2属于未被利用的能量 C.E3占净初级生产量的36% D.E3的产生过程是物质循环的必要环节 核心概念 信息解读 总初级生产量 指生产者通过光合作用固定的能量 次级生产量 在单位时间内由于动物等异养生物的生长和繁殖而增加的生物量或所贮存的能量 相互关系 次级生产量＝同化量-呼吸量 答案：CD 解析：E是生产者固定的太阳能，A项错误；E2属于呼吸作用散失的热能，B项错误；E3占净初级生产量的[(18×1010)÷(50×1010)]×100%＝36%，C项正确；E3的产生过程是依靠分解者的分解作用实现的，是物质循环的必要环节，D项正确。 依据生态系统中的能量流动过程，生态系统中的能量最终的去向是什么? 提示：以热能的形式散失到环境中。 考法预测 考法1　借助多种图解形式考查能量流动的过程和特点，考查科学思维 1.(2024·山东模拟预测)某草原群落中存在一条食物链“草→兔→狐”，其中兔摄入的能量去向如下图所示，图中①~⑦代表能量值，字母A~C代表能量类型。下列叙述错误的是(　　) A.C中未利用的能量是指既未流向分解者也未流向下一营养级的部分 B.兔和狐之间的能量传递效率可以用(⑤/②)×100%表示 C.①属于草通过光合作用积累的有机物部分 D.狐的能量去向与兔的不同是缺少了⑤ 答案：B 解析：C中未利用的能量是指既未流向分解者也未流向下一营养级的部分，A项正确；能量传递效率是相邻两个营养级同化量之比，②表示兔同化能量，而⑤表示被狐摄入的能量，不是狐同化的能量，所以不能用(⑤/②)×100%代表兔和狐之间的能量传递效率，B项错误；①表示兔摄入能量，属于植物用于生长、发育和繁殖的能量(同化量-通过呼吸作用以热能形式散失的能量)，植物总光合作用的量-呼吸作用的量＝净光合作用的量(通过光合作用积累的有机物部分)，故①属于草通过光合作用积累的有机物部分，C项正确；狐在该食物链中属于最高营养级，最高营养级的能量去向没有流向下一营养级的能量，⑤表示传递到下一个营养级的能量，故狐的能量去向与兔的不同是缺少了⑤，D项正确。 2.(2024·福建厦门二模)下列关于营养级能量的来源与去路的分析，错误的是(　　) A.a1＋c1＋d1、a2＋c2＋d2均属于相应营养级用于生长、发育和繁殖的能量 B.除生产者外，其余各营养级的摄入量扣除呼吸量后即为同化量 C.第一营养级与第二营养级间的能量传递效率应为d1/(a1＋b1＋c1＋d1) D.a1为未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量 答案：B 解析：分析题图可知，a1、a2表示未被利用的能量，b1、b2表示通过呼吸作用以热能形式散失的能量，c1、c2表示流入分解者体内的能量，d1、d2表示流向下一营养级的能量。用于自身生长、发育和繁殖的能量＝流向下一营养级的能量＋流入分解者体内的能量＋未被利用的能量，A项正确；除生产者外，其余各营养级的摄入量＝同化量＋粪便中的能量，B项错误；能量传递效率为相邻两营养级的同化量之比，第一营养级的同化量为a1＋b1＋c1＋d1，流向第二营养级的能量为d1，所以第一营养级与第二营养级间的能量传递效率应为d1/(a1＋b1＋c1＋d1)，C项正确；分析题图可知，a1表示未被自身呼吸作用消耗、也未被后一个营养级和分解者利用的能量，D项正确。 考法2　考查生态金字塔及研究能量流动的意义，考查科学思维与社会责任 3.(2024·内蒙古二模)将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应的面积或体积，并按照营养级的次序进行排列，可得到一个上窄下宽的能量金字塔。下列相关叙述错误的是(　　) A.能量金字塔中不同营养级生物之间的种间关系只有捕食 B.能量金字塔的塔基只能是利用光能和化学能的自养型生物 C.形成能量金字塔的原因是能量随营养级的增加而逐级递减 D.通过科学规划可提高能量金字塔中各营养级的能量利用率 答案：A 解析：能量金字塔中不同营养级生物构成的营养结构比较复杂，种间关系也比较多，有捕食、种间竞争等，A项错误；能量金字塔的塔基为第一营养级，是生产者，包括能利用光能和化学能的自养型生物，B项正确；能量流动的特点是单向流动、逐级递减，能量金字塔上窄下宽是由于能量随营养级的增加而逐级递减，C项正确；通过科学规划和人工设计实现了能量的多级利用，可提高生态系统中各营养级的能量利用率，D项正确。 4.(2024·黑龙江模拟)生态农业指对农田有机垃圾(如牲畜粪便、秸秆)等资源再利用，实现农田有机垃圾的零废弃、无污染。某地区利用酶催化剂将农家肥(如鸡粪、鸭粪、猪粪)和秸秆经过处理后转变为粉末，随水一同进入土里。立体农业是指充分利用空间把不同生物种群组合起来，多物种共存、多层次配置、立体养殖或立体种养的农业经营模式。板栗—茶树结构中，两种植物高矮结合、根系深浅搭配。下列说法正确的是(　　) A.相比于传统农业，生态农业可以实现能量多级利用，提高能量的传递效率 B.猪粪的能量属于猪同化的能量，可以被生产者重新利用 C.板栗—茶树属于立体农业，其原理是充分利用种群的空间结构，实现资源的充分利用 D.生态农业、立体农业都可使能量充分利用，提高经济效益 答案：D 解析：生态农业可以实现能量多级利用，能提高人类对能量的利用效率，但不一定提高能量的传递效率，A项错误；猪粪的能量属于猪上一营养级同化的能量，并且不可以被生产者重新利用，B项错误；板栗—茶树属于立体农业，其原理是充分利用群落的空间结构，C项错误；生态农业、立体农业都可使能量充分利用，提高经济效益，D项正确。 一、核心概念——重落实 1.(选择性必修2 P51)某种鸟可以在不同的食物链中处于不同的环节，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  提示：该种鸟的取食对象处于不同的营养级 2.(选择性必修2 P54)生态系统的能量流动是指　　　　　　　　　　　　的过程。自然生态系统输入的总能量一般指　　　　　　　　，而人工生态系统还包括　　　　　。  提示：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失　生产者固定的太阳能　人工输入的能量 3.(选择性必修2 P56)根据林德曼对能量流动研究的成果分析，食物链上能量流动的特点是　　　　　　　　　　　。单向流动的原因是　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  能量流动逐级递减的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。  提示：单向流动、逐级递减　食物链中的捕食关系是长期自然选择的结果，不可逆转；生产者不能再利用散失的能量　某个营养级同化的能量自身呼吸要消耗一部分，还有一部分被分解者分解利用，还有一部分未被利用，所以不能将全部的能量流入下一个营养级 4.从能量流动角度分析，升温导致该生态系统总生物量降低的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　。  提示：生物自身呼吸消耗增加，分解者分解作用加快 5.(选择性必修2 P57)能量金字塔直观地反映出　　　　　　　　　的关系，由于能量在流动过程中总是逐级递减，因此能量金字塔通常都表现为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  提示：生态系统各营养级间能量　上窄下宽的金字塔形 6.桑基鱼塘生态系统中有生产者桑树等，但是在管理该鱼塘过程中还要定期往水体中投入饲料，从生态系统的功能分析，其原因是　　　　　　　　　。  提示：生产者固定的太阳能不足以满足鱼类的需要，且需不断地输出经济鱼类，而其中有些元素无法及时返还该生态系统 二、真题体验——明考向 1.(2024·山东卷)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6 g/m2和30 g/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 解析：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项正确；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项正确；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第一营养级固定的能量，C项正确；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项错误。 2.(2024·重庆卷)为了解动物共存方式，科学家调查M1等西南3个山系肉食动物的捕食偏好，据图推断最合理的是(　　) A.棕熊从低营养级中获得能量少，对其所在生态系统的影响较弱 B.M2的豹猫和雪豹均为三级消费者，处于第四营养级 C.3个山系中，M3的肉食动物丰富度和生态系统的抵抗力稳定性均最高 D.大型捕食者偏好捕食小型猎物，大、小型肉食动物通过生态位分离实现共存 答案：C 解析：棕熊为顶级的大型肉食动物，处于食物链的顶端，对其所在的生态系统的影响较大，A项不符合题意；豹猫和雪豹为肉食动物，可能属于次级消费者、三级消费者等，处于第三、第四营养级等，B项不符合题意；由图可知，三个山系中，M3的肉食动物最多，食物网最复杂，肉食动物丰富度和生态系统的抵抗力稳定性均最高，C项符合题意；肉食动物与其猎物的体重之间存在正相关性，一般来说，大型捕食者偏好捕食大型猎物，D项不符合题意。 3.(2023·山东卷)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/[105 J/ (m2·a)] 90 42 84 13.5 3 A.流经该生态系统的总能量为90×105 J/(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10.5×105 J/(m2·a) D.初级消费者粪便中的能量为70.5×105 J/(m2·a)，该能量由初级消费者流向分解者 答案：C 解析：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＝132×105 J/(m2·a)，A项错误；表格中没有显示生产者流入初级消费者的能量，因此无法计算有多少能量流入下一营养级，B项错误；初级消费者同化量为13.5×105 J/(m2·a)，初级消费者呼吸消耗能量为3×105 J/(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＝10.5×105 J/(m2·a)，C项正确；初级消费者粪便中的能量不属于初级消费者同化的能量，D项错误。 4.(2023·天津卷)为了保护某种候鸟，科学家建立了生态保护区，其中食物网结构如下： (1)为了保证资源充分利用，应尽量保证生态系统内生物的　　　　不同。  (2)肉食性鱼类不是候鸟的捕食对象，引入它的意义是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)肉食性鱼类位于第　　　　　　　　营养级。若投放过早，可能会造成低营养级生物　　　　，所以应较晚投放。  (4)经过合理规划布施，该生态系统加快了　　　　　　　　　　。  答案：(1)生态位　(2)减少滤食性动物的数量，增加浮游动物数量，从而抑制挺水植物的生长，为浮游植物、沉水植物提供较多光照，增加植食性鱼类、草鱼数量，为候鸟提供充足的食物　(3)三和第四　被过度捕食　(4)物质循环的速度 解析：(1)群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这有利于不同生物之间充分利用环境资源，故为了保证资源充分利用，应尽量保证生态系统内生物的生态位不同。(2)据图可知，候鸟可以捕食草鱼和植食性鱼类，但不捕食肉食性鱼类，引入肉食性鱼类可减少滤食性动物的数量，增加浮游动物数量，从而抑制挺水植物的生长，为浮游植物、沉水植物提供较多光照，增加植食性鱼类、草鱼数量，为候鸟提供充足的食物。(3)据图分析，在浮游植物→植食性鱼类→肉食性鱼类→水鸟、挺水植物→浮游动物→滤食性动物→肉食性鱼类→水鸟的食物链中，肉食性鱼类分别位于第三和第四营养级；若投放过早，可能会造成低营养级生物植食性鱼类被过度捕食，导致候鸟食物来源减少。(4)经过合理规划布施，该生态系统结构合理，加快了物质循环的速度。 A组(对点特训) 对点1　生态系统的结构 1.(2024·福建模拟预测)“海洋牧场”是指在海洋特定区域内人工投放藻类、鱼类等经济生物种苗，利用海洋中的天然养分或饵料进行养殖。下列有关“海洋牧场”的叙述，正确的是(　　) A.藻类可以制造有机物 B.不存在细菌和真菌 C.能量最终来源于藻类 D.属于河流生态系统 答案：A 解析：藻类可以通过光合作用制造有机物，将光能储存在有机物中，为自身和其他生物提供食物和能量，A项正确；根据题意可知，“海洋牧场”是指在海洋特定区域内人工投放藻类、鱼类等经济生物种苗，在该区域存在细菌和真菌，B项错误；藻类可以通过光合作用制造有机物，将光能储存在有机物中，为自身和其他生物提供食物和能量，因此，该生态系统能量的最终来源是太阳能，C项错误；从题中信息可以看出，“海洋牧场”属于海洋生态系统，D项错误。 2.(2024·云南昆明模拟)下列有关生态系统结构的叙述，错误的是(　　) A.生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构 B.大豆根部的根瘤菌属于生态系统的消费者，消费者能加快生态系统的物质循环 C.植物都属于生产者，生产者可将太阳能固定在它们所制造的有机物中 D.分解者能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物 答案：C 解析：生态系统的结构包括生态系统的组成成分(非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者)和营养结构(食物链和食物网)，A项正确；与大豆共生的根瘤菌能够利用豆科植物光合作用合成的有机物，属于生态系统的消费者，消费者能加快生态系统的物质循环，B项正确；有些植物(如菟丝子)为寄生生物，属于消费者，不属于生产者，C项错误；分解者是生态系统的关键成分，其作用是将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物，D项正确。 3.(2024·河南周口模拟预测)红树林是全球濒危动物勺嘴鹬迁徙途中的“能量补给站”之一。下图表示勺嘴鹬在红树林中的食物网，下列有关说法正确的是(　　) A.勺嘴鹬是生产者 B.图中共有5条食物链 C.图中箭头可代表能量流动的方向 D.图示食物网构成了一个完整的生态系统 答案：C 解析：该生态系统中，藻类能进行光合作用，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，不仅供自身生长、发育的需要，也是其他生物类群的食物和能源的提供者，属于生产者，勺嘴鹬属于消费者，A项错误；该食物网共有4条食物链，即藻类→钩虾→勺嘴鹬、藻类→浮游动物→钩虾→勺嘴鹬、藻类→浮游动物→招潮蟹→勺嘴鹬、藻类→招潮蟹→勺嘴鹬，B项错误；生态系统中的物质和能量就是沿着食物链和食物网流动的，食物网中的箭头可代表能量流动的方向，C项正确；图中的食物网只包括生产者和消费者，缺少非生物的物质和能量及分解者，D项错误。 4.(2024·贵州黔南二模)随着野生动植物的资源锐减，为满足人类生活对鱼、虾、蟹的需要，人们把目光投向了人工养殖。下图是一个生态环境改善型鱼塘物质循环流程图。下列有关分析正确的是(　　) A.图中的生态系统结构完整，可作为物质循环的渠道 B.图中螺蛳属于分解者，可以促进该生态系统的物质循环 C.增加沉水植物的数量能促进其对鱼、虾、蟹粪便中有机物的吸收 D.花津蟹和青虾既有种间竞争又有捕食关系，与草食性鱼类却没有关系 答案：B 解析：生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构，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，营养结构就是指食物链和食物网，图中缺少非生物的物质和能量，故生态系统结构不完整，A项错误；螺蛳以有机废弃物为食，属于分解者，分解者能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物，可以促进该生态系统的物质循环，B项正确；植物不能直接吸收废弃物中的有机物，需要分解者将有机物分解后才能吸收，C项错误；由图可知，花津蟹、青虾和草食性鱼类都以沉水植物为食，三者为种间竞争关系，花津蟹又以青虾为食，两者之间又存在捕食关系，D项错误。 对点2　生态系统能量流动的过程及其研究意义 5.(2024·安徽滁州模拟)研究生态系统各环节的能量传递效率十分有意义。下列有关能量的说法，错误的是(　　) A.摄取量：对于植物来说表示光合作用吸收的光能，对于动物来说表示吃进的食物中的能量 B.同化量：对于植物来说表示光合作用固定的能量，对于动物来说表示摄取量减去粪便中的能量 C.呼吸量：表示各种生物(即所有动物、植物和微生物)通过细胞呼吸散失的能量 D.经过科学规划设计的人工生态系统，其能量传递效率和利用率都大大提高 答案：D 解析：光合作用吸收的光能(植物的摄取量)有一部分固定为有机物中稳定的化学能(植物的同化量)，动物的摄取量是指吃进的食物中的能量，摄取量减去粪便中的能量就是同化量，A、B两项正确；呼吸量是指生态系统中各种生物(生态系统中所有的动物、植物、微生物)通过细胞呼吸散失的能量，C项正确；能量利用率可以提高，但能量传递效率不能提高，为10%~20%，D项错误。 6.(2024·湖南模拟预测)某水生生态系统中，流经M种群的能量去路如下图[单位：kJ/(cm2·a)]。下列叙述正确的是(　　) A.M种群只属于该生态系统的消费者 B.M种群呼吸消耗的能量，在其同化的能量中约占59% C.该生态系统中，第二、三营养级的传递效率约为6.3% D.由于能量流动的特点，M所同化的能量一定小于生产者同化的能量 答案：B 解析：题图显示，M的能量来源包括生产者和遗体残骸，因此M种群在该生态系统中既属于消费者又属于分解者，A项错误；M种群同化的能量为3 281＋2 826＝6 107[kJ/(cm2·a)]，其呼吸消耗的能量为3 281＋2 826-386-2 102＝3 619[kJ/(cm2·a)]，故M种群呼吸消耗的能量在其同化的能量中所占的比例为(3 619/6 107)×100%≈59%，B项正确；图中M只是一个种群，因此不能计算出该生态系统中第二、三营养级的传递效率，C项错误；M所同化的能量还来源于遗体残骸，所以M同化的能量不一定小于生产者同化的能量，D项错误。 7.(2024·浙江绍兴模拟预测)研究发现某淡水湖泊生态系统的水体增温4 ℃时，浮游植物和浮游动物的生物量均下降，营养级间的能量传递效率降低。下列说法正确的是(　　) A.水体增温可能导致呼吸速率变快、能量传递效率降低 B.水体持续增温会导致水体中初级消费者最先消失 C.减少该生态系统的营养级能有效提高能量传递效率 D.该生态系统的生物量金字塔不可能倒置 答案：A 解析：水体增温可能导致浮游植物呼吸速率加快，通过呼吸作用散失的能量增加，则流向下一个营养级的能量减少，故能量传递效率明显降低，A项正确；因为能量流动是单向流动、逐渐递减的，故最高营养级获得的能量较少，因此水体持续增温可能会导致水体中顶级消费者最先消失，B项错误；能量传递效率不能通过减少营养级而提高，C项错误；由于浮游植物个体小，生长周期短，因此该生态系统的生物量金字塔可能会呈现下窄上宽的倒金字塔形，D项错误。 B组(综合特训) 8.(2024·江西赣州模拟)下图为某海岸湿地的部分能量流动图[单位：kJ/(m2·a)]。下列相关叙述正确的是(　　) A.由图可知，输入该湿地生产者的总能量为133.5 kJ/(m2·a) B.用于该湿地绿色植物生长、发育、繁殖的能量为80.3 kJ/(m2·a) C.图中的A仅表示流向植食性动物中的能量 D.该生态系统中营养级越高，同化能量用于呼吸消耗的占比越低 答案：B 解析：由题图可知，输入该湿地绿色植物的总能量为光合作用固定的太阳能，即133.5 kJ/(m2·a)，但生产者包括绿色植物和自养细菌等，A项错误；净光合作用积累用于该湿地绿色植物生长、发育、繁殖的能量为80.3 kJ/(m2·a)，B项正确；图中的A表示流向植食性动物中的能量及绿色植物中未被利用的能量，C项错误；一般情况下，营养级越高的生物体型较大，结构较复杂，生长、发育等各种生命活动所需要的能量越多，细胞呼吸作用越强，所以高营养级生物的能量大部分用于呼吸消耗，高营养级生物呼吸散失量占自身同化量的比值通常大于低营养级的生物，D项错误。 9.(2023·河北衡水中学一模)玄天湖是一个生活着大型水生植物、浮游植物、浮游动物、植食性鱼类、滤食性鱼类(以浮游动物为食)、肉食性鱼类等各种生物的大型人工生态系统。下表表示某时段内玄天湖生态系统能量流动过程中部分环节的能量值[单位为103 kJ/(m2·a)]。请回答下列问题： 项目 同化量 呼吸作 用消耗 流向分 解者 流向下一 营养级 未被 利用 生产者 A 23.0 3.0 14.0 70.0 植食性动物 16.0 4.0 0.5 2.5 9.0 肉食性动物 7.5 2.1 0.3 0 5.1 (1)表中A表示的数值是　　　　。  (2)通过表格分析可知，输入该人工生态系统的总能量是　　　　kJ/(m2·a)。生态系统中能量只能单向流动的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)下图表示该生态系统的能量金字塔，在分析该图时，某同学认为“某种生物可能同时存在于b、c和d中”，你是否认同他的观点?　　　　　　，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)除能量金字塔外，生态系统中还存在生物量金字塔和数量金字塔，统称为生态金字塔。在生态金字塔中，不一定呈正金字塔形的有　　　　　　　　。  答案：(1)110　(2)1.17×105　食物链(网)中生物之间的捕食关系是特定的，因此能量只能沿着食物链(网)由低营养级流向高营养级，不能逆转　(3)是　该生物在不同食物链中可能占据了不同的营养级(合理即可)　(4)生物量金字塔和数量金字塔 解析：(1)生产者这一营养级的同化量有四个去向：呼吸作用消耗、流向分解者、流向下一营养级、未被利用，因此表中A表示的数值＝23＋3＋14＋70＝110。(2)输入该人工生态系统的总能量＝生产者固定的太阳能(同化量)＋人工输入的能量。人工输入的能量＝(植食性动物同化量-生产者流向下一营养级的能量)＋(肉食性动物同化量-植食性动物流向下一营养级的能量)＝(16-14)＋(7.5-2.5)＝7×103 kJ/(m2·a)，则输入该人工生态系统的总能量＝117×103 kJ/(m2·a)＝1.17×105 kJ/(m2·a)。生态系统中能量通过捕食与被捕食的关系沿着食物链(网)流动，而食物链(网)中生物之间的捕食关系是特定的，因此能量只能沿着食物链(网)由低营养级流向高营养级，不能逆转。(3)b、c和d分别代表不同的营养级，因为食物网中有多条食物链，该生物在不同食物链中可能占据了不同的营养级。(4)在生态金字塔中，生物量金字塔和数量金字塔不一定呈正金字塔形，比如在海洋生态系统中，由于生产者(浮游植物)的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量(用质量来表示)，可能低于浮游动物的生物量(用质量来表示)，会出现生物量金字塔倒置；再比如一棵大树可以养活很多毛毛虫，会出现数量金字塔倒置。 10.(2024·山东临沂二模)稻田养蟹是我国稻作区重要的生态农业模式，操作简单易行、经济效益显著，符合人与自然和谐共生的发展要求。图1是稻蟹共生稻田生态系统的部分结构图，图2是能量流经该稻田生态系统第二营养级的示意图，图中数值表示能量[单位：10 kJ/(m2·a)]。请回答下列有关问题： (1)连续高温的气候使稻田中某种杂草种群数量明显下降，这种调节种群数量的因素属于　　　　制约因素。该稻田生态系统的　　　　是沿着食物链和食物网进行的。  (2)据图1可知，输入该生态系统的能量形式有　　　　　　　　。在“藻类→浮游生物→河蟹”的食物链中，浮游生物同化的能量可以通过自身的遗体残骸和　　　　流向分解者。  (3)图2中，C代表　　　　　　　　；第二营养级到第三营养级的能量传递效率是　　　　%(保留小数点后一位)。  (4)与传统的稻田生态系统相比，该农业模式明显提高水稻产量，从种间关系的角度分析，可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两点即可)。运用稻蟹综合种养的生态农业模式，体现了研究能量流动的意义是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案：(1)非密度　物质循环和能量流动　(2)太阳能和饵料有机物中的化学能　河蟹的粪便　(3)初级消费者用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量　17.6%　(4)杂草密度降低，减少了与水稻的种间竞争，水稻因而得到更多的阳光、CO2和无机盐用于生长；河蟹捕食稻田昆虫，减少昆虫对水稻的取食和危害，增加了水稻产量　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 解析：(1)连续高温的气候对稻田中某种杂草种群的作用强度与该种群的密度无关，这种调节种群数量的因素属于非密度制约因素。食物链和食物网是生态系统的营养结构，生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的。(2)据图1可知，稻田养蟹需要人工为蟹提供饵料，因此输入该生态系统的能量，除生产者固定的太阳能外，还有饵料中的化学能。动物粪便中的能量属于上一营养级的同化量，在“藻类→浮游生物→河蟹”的食物链中，浮游生物同化的能量可以通过自身的遗体残骸和河蟹的粪便流向分解者。(3)图2是能量流经该稻田生态系统第二营养级的示意图，C代表初级消费者用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量。第二营养级的同化量＝呼吸散失的能量＋用于生长、发育、繁殖的能量＝1 220＋1 280＝2 500，第三营养级的同化量＝摄入量-粪便中的能量＝500-60＝440，因此第二营养级到第三营养级的能量传递效率是(440÷2 500)×100%＝17.6%。(4)河蟹与稻田昆虫之间存在种间竞争和捕食关系。稻田引入河蟹后，水稻产量得到提高的可能原因是河蟹以杂草和水稻的老黄叶为食，使杂草密度降低，减少了与水稻的种间竞争，水稻因而得到更多的阳光、CO2和无机盐用于生长；河蟹捕食稻田昆虫，减少昆虫对水稻的取食和危害，增加了水稻产量。运用稻蟹综合种养的生态农业模式，充分地利用了空间和资源，体现了研究能量流动的意义是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 1.能量传递效率的计算公式 2.求最高营养级获得能量的“最大值”或“最小值” 若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%。 (1)在食物链A→B→C→D中，则有： 注：①食物链越短，最高营养级获得的能量越多；②生物间的取食关系越简单，生态系统的能量流动过程中损耗的能量越少 (2)在食物网中则有： 3.关于“定值”的计算 在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物中按一定比例获取能量，则按照单独的食物链进行计算后再合并。 4.能量来源比例改变的计算 在具体计算时务必先弄清分配比例，再确定求解中应“顺推(用乘法)”还是“逆推(用除法)”，以下图食物网为例： (1)若已知“植物同化量(A)”，并告知其“传向动物与直接传向人比例由1∶1调整为1∶2”，求解人最多增重变化量(M)，计算时宜“顺推(用乘法)”。 调整前 A××20%＋A××(20%)2＝M1 调整后 A××20%＋A××(20%)2＝M2 (2)若已知“人同化量(M)”并告知人的食物来源“素食、肉食由1∶1调整为2∶1”，求解最少需要植物变化量(A)，计算时应“逆推(用除法)”。 调整前 调整后 ＝A1 ＝A2 5.具有人工能量输入的计算 人为输入到某一营养级的能量是该营养级同化量的一部分，但不是从上一营养级流入的能量。如求第二营养级至第三营养级传递效率时，应为第三营养级从第二营养级同化的能量(不包括人工输入到第三营养级的能量)/第二营养级的同化量(包括人工输入到第二营养级的能量)×100%。 【典型例题】(2024·贵州遵义三模)某综合种养基地部分能量流动如图所示，其中X表示能量流动的去向之一，Y为能量数值，单位为J·cm-2·a-1。下列说法正确的是(　　) A.生产者用于自身生长、发育、繁殖的能量是164.0 J·cm-2·a-1 B.植食性动物流向X的能量包含其遗体残骸和排遗物中的能量 C.第二营养级到第三营养级之间能量的传递效率是15% D.肉食性动物传给下一营养级的能量Y为0.7 J·cm-2·a-1 答案：D 解析：生产者用于自身生长、发育、繁殖的能量有一部分会流向下一营养级，有一部分会流向分解者，还有一部分未被利用。据图可知，X表示流向分解者的能量，因此，生产者用于自身生长、发育、繁殖的能量为95.0＋20.0＋5.0＝120.0 J·cm-2·a-1，A项错误。植食性动物的排遗物中的能量属于植物同化的能量，B项错误。据图可知，第二营养级的同化量为生产者传递的能量与人工投放的有机物中的能量之和，即5.0＋20.0＝25.0 J·cm-2·a-1；第二营养级传递给第三营养级的能量为3.0 J·cm-2·a-1，因此，第二营养级到第三营养级之间能量的传递效率是(3.0÷25.0)×100%＝12%，C项错误。据图可知，肉食性动物传给下一营养级的能量为11.0＋3.0-6.5-0.5-6.3＝0.7 J·cm-2·a-1，D项正确。 1.(2024·辽宁大连一模)下表表示某农田生态系统中田鼠种群摄食植物后能量流动情况，下列有关叙述错误的是(　　) 项目 摄食量 粪便量 呼吸作用散失量 能量/ [J/(hm2·a)] 1.05×1010 3.50×109 4.55×109 A.田鼠同化量中约有35%用于其生长、发育和繁殖 B.田鼠粪便中的能量被分解者利用后不可以重新提供给生产者 C.以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为1.4×109 J/(hm2·a) D.田鼠的上一营养级同化量至少为7.0×1010 J/(hm2·a) 答案：D 解析：由表中数据可知，田鼠的同化量为1.05×1010-3.50×109＝7.0×109 J/(hm2·a)，用于其生长、发育和繁殖的能量为7.0×109-4.55×109＝2.45×109 J/(hm2·a)，田鼠同化量中约有(2.45×109)/(7.0×109)＝35%用于其生长、发育和繁殖，A项正确；田鼠粪便中的能量被分解者利用后不能再被生产者利用，生产者利用的是分解者提供的无机物，而非能量，B项正确；田鼠的天敌最多可获得田鼠同化量(7.0×109)的20%，即为1.4×109 J/(hm2·a)，可见以田鼠为食的天敌最多可获得的能量为1.4×109 J/(hm2·a)，C项正确；田鼠的上一营养级同化量至少为7.0×109÷20%，即为3.5×1010 J/(hm2·a)，D项错误。 2.(2024·安徽马鞍山模拟)水库是生命共同体“山水林田湖草沙”的重要组成部分，某山地水库生产者以蓝细菌、绿藻等为主，高等水生植物占比很小。研究人员对该生态系统的能量流动情况进行了调查，部分结果如图。下列叙述正确的是(　　) A.营养级Ⅰ、Ⅱ间能量传递效率只有1.2%，该水库可能存在水体富营养化 B.营养级Ⅲ包括多个种群，同化的能量有10%用于其生长、发育和繁殖 C.根据能量传递逐级递减原理，营养级Ⅲ、Ⅳ之间的能量传递效率比Ⅱ、Ⅲ之间的小 D.流经该水库的总能量是四个营养级同化能量的总和 答案：A 解析：一般情况下，相邻两个营养级之间的能量传递效率为10%~20%。该水库中营养级Ⅰ的同化量为25 000，营养级Ⅱ的同化量为300，营养级Ⅰ、Ⅱ间能量传递效率＝(营养级Ⅱ的同化量/营养级Ⅰ的同化量)×100%＝(300/25 000)×100%＝1.2%，说明营养级Ⅰ即生产者较多，而营养级Ⅱ较少，该水库可能存在水体富营养化，A项正确；营养级Ⅲ是指次级消费者，包括多个种群，营养级Ⅲ的同化量为21，呼吸消耗的能量为12.9，所以营养级Ⅲ用于自身生长、发育和繁殖的能量＝营养级Ⅲ的同化量-呼吸消耗的能量＝21-12.9＝8.1，营养级Ⅲ同化的能量中用于生长、发育和繁殖的能量占比＝(营养级Ⅲ用于自身生长、发育和繁殖的能量/营养级Ⅲ的同化量)×100%＝(8.1/21)×100%≈38.6%，B项错误；营养级Ⅲ、Ⅳ之间的能量传递效率＝(营养级Ⅳ的同化量/营养级Ⅲ的同化量)×100%＝(1.9/21)×100%≈9.0%，营养级Ⅱ、Ⅲ之间的能量传递效率＝(营养级Ⅲ的同化量/营养级Ⅱ的同化量)×100%＝(21/300)×100%＝7.0%，所以营养级Ⅲ、Ⅳ之间的能量传递效率比Ⅱ、Ⅲ之间的大，C项错误；流经该水库的总能量是生产者所固定的太阳能，D项错误。 3.某湖泊生态系统的生物量和总流通量主要分布在3个营养级，该生态系统中存在两条食物链，包括以大型沉水植物和浮游植物为初级生产者的捕食食物链和以碎屑为主的碎屑食物链，其能量流动情况如表(单位：t·km-2·a-1)，下列说法正确的是(　　) 项目 生产者 Ⅰ固定 来自碎屑 第Ⅱ营养 级同化量 第Ⅱ营养 级呼吸消 耗的能量 能量 20 289 1 186.4 4 037.6 2 093.6 项目 第Ⅱ营养 级粪便中 的能量 第Ⅲ营养 级同化量 第Ⅲ营养 级呼吸消 耗的能量 能量 1 215 336.81 155.29 A.流经该生态系统的总能量是20 289 t·km-2·a-1 B.该生态系统中生产者Ⅰ和第Ⅱ营养级之间的能量传递效率为19.9% C.第Ⅱ营养级粪便中的能量是生产者Ⅰ和碎屑流向分解者的能量的一部分 D.第Ⅲ营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量是336.81 t·km-2·a-1 答案：C 解析：据表可知，该生态系统的生产者Ⅰ固定的能量为20 289 t·km-2·a-1，来自碎屑的能量为1 186.4 t·km-2·a-1。依题意，该生态系统存在以碎屑为主的碎屑食物链，因此，流经该生态系统的总能量应包括生产者Ⅰ固定的能量及碎屑中所包含的能量，即20 289＋1 186.4＝21 475.4 t·km-2·a-1，A项错误；据表格数据可知，生产者Ⅰ固定的能量为20 289 t·km-2·a-1，第Ⅱ营养级固定的能量为4 037.6 t·km-2·a-1，其中包括了从生产者Ⅰ固定的能量，也包括从碎屑中固定的能量，由于无法知道它从生产者Ⅰ中固定了多少能量，因此，无法计算两者间的能量传递效率，B项错误；第Ⅱ营养级粪便中的能量是第Ⅱ营养摄取生产者Ⅰ和碎屑后未消化吸收的有机物中能量，这部分能量是生产者Ⅰ和碎屑流向分解者的能量的一部分，C项正确；第Ⅲ营养级的同化量是336.81 t·km-2·a-1，呼吸消耗的能量是155.29 t·km-2·a-1，因此，第Ⅲ营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量是336.81-155.29＝181.52 t·km-2·a-1，D项错误。 4.(2024·湖北黄冈模拟)下图是能量流经生产者和初级消费者的部分过程示意图，N1~N8表示能量值，不考虑未利用的能量。下列说法错误的是(　　) A.流入该生态系统的总能量为N1＋N8 B.生产者用于生长、发育和繁殖的能量为N2＋N4 C.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为N2＋N8-N7 D.第一、二营养级间能量传递效率据图无法计算 答案：C 解析：流入该生态系统的总能量为生产者的同化量N1和外界有机物的输入(如饲料)N8之和，A项正确；生产者用于生长、发育和繁殖的能量包含流向分解者的能量和流向下一营养级的能量(不考虑未利用的能量)，摄入量N2正好包含了流向下一营养级的能量(记为N下一营养级)和生产者通过初级消费者的摄入而流向分解者的能量(记为N分解者1)，N4为生产者直接流向分解者的能量(记为N分解者2)，故生产者用于生长、发育和繁殖的能量应为N下一营养级＋N分解者1＋N分解者2＝N2＋N4，B项正确；初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为N2＋N8-N7-N5，C项错误；第一营养级的同化量为N1，但不能得出第二营养级从第一营养级同化的能量，第一、二营养级间能量传递效率据图无法计算，D项正确。 5.(2024·广西模拟预测)某鱼塘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人工投入的饵料为食。下列说法错误的是(　　) 生产者 固定 人工 饵料 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/[105 J/ (m2·a)] 120 520 420 280 20 A.流经该生态系统的总能量为640×105 J/(m2·a) B.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为260×105 J/(m2·a) C.第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为65.6% D.初级消费者粪便中的能量为140×105 J/(m2·a)，该能量来自生产者或人工饵料 答案：C 解析：该生态系统中的初级消费者以生产者和人工投入的饵料为食，由此可知，流经该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和人工投入的饵料中的能量，为640×105 J/(m2·a)，A项正确；初级消费者同化量为280×105 J/(m2·a)，初级消费者呼吸消耗能量为20×105 J/(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＝260×105 J/(m2·a)，B项正确；表格中没有显示生产者流入初级消费者的能量，因此无法计算第一营养级到第二营养级的能量传递效率，C项错误；初级消费者摄入量包括粪便中的能量和同化量，初级消费者粪便中的能量是其未同化的属于生产者和饵料中的能量，D项正确。 6. (2024·吉林模拟预测)某池塘生态系统局部能量流动关系如图所示(能量单位：t·km-2·a-1)，水草→鳑鲏鱼→青鱼是复杂食物网中的一条食物链。钓鱼爱好者的垂钓，使鳑鲏鱼和青鱼被捕捞而导致部分能量输出。脱落物包括枯叶、老叶、鳞片等机体的结构。下列相关叙述正确的是(　　) A.输入该生态系统的总能量为23 804 t·km-2·a-1 B.青鱼流向脱落物的能量属于青鱼的同化量 C.鳑鲏鱼到青鱼的能量传递效率为13.9% D.鳑鲏鱼与青鱼处于不同营养级，两者仅为捕食关系 答案：B 解析：输入该生态系统的总能量为第一营养级固定的能量，水草→鳑鲏鱼→青鱼是复杂食物网中的一条食物链，水草不能代表第一营养级，因此输入该生态系统的总能量大于23 804 t·km-2·a-1，A项错误；青鱼流向脱落物的能量可为其鳞片中所含的能量，属于青鱼的同化量，B项正确；鳑鲏鱼到青鱼的能量传递效率为(986÷3 823)×100%≈25.8%，C项错误；在该食物链中，鳑鲏鱼与青鱼处于不同营养级，但两者在空间等方面可能存在种间竞争，D项错误。 7. (2024·黑龙江绥化模拟预测)某小型湖泊生态系统中的能量流动情况如图所示，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(　　) A.图中“?”的能量为13.5×105 J·m-2·a-1 B.图中x表示初级消费者流入下一营养级的能量 C.该生态系统的生产者与初级消费者的能量传递效率为15% D.初级消费者流向分解者的能量中有70.5×105 J·m-2·a-1来自其粪便 答案：A 解析：图中“?”的能量为初级消费者同化量＝初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量＋呼吸消耗的能量＝13.5×105 J·m-2·a-1，A项正确；图中x表示初级消费者呼吸消耗的能量，B项错误；图中没有显示生产者流入初级消费者的能量，因此无法计算生产者与初级消费者的能量传递效率，C项错误；初级消费者粪便中的能量属于上一营养级的同化量，粪便中的能量通过分解者分解利用、散失，D项错误。 8.(2024·黑龙江大庆模拟预测)甲图为某河流中的食物网及其能量流动示意图(图中数字为能量数值，单位是J·m-2·a-1)；乙图表示某营养级的能量流动情况。请回答下列有关问题： (1)要构成一个完整的生态系统，除了甲图中含有的成分，还应包括　　　　、　　　　等成分。大鱼f处于第　　　　营养级。  (2)甲图食物网中第二营养级与第三营养级之间的能量传递效率为　　　　(计算保留一位小数)%。  (3)乙图中的字母C表示该营养级　　　　的能量，该营养级粪便中的能量可用小写字母　　　　表示。  (4)现有生产者P(总量不变)，Q取食P，R取食P和Q，如果R取食P的比例由2/5调整为2/3，则R的量可增加到原来的　　　　倍。(能量传递效率按10%计算)  答案：(1)非生物的物质和能量　分解者　四、五　(2)29.2　(3)用于自身生长、发育、繁殖　c　(4)1.6 解析：(1)生态系统的成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者，甲图中含有生产者和消费者，所以除了甲图中含有的成分，还应包括非生物的物质和能量、分解者。大鱼f处于三条食物链中，第一条是浮游植物→浮游动物a→小鱼c→中鱼d→大鱼f，第二条是浮游植物→浮游动物a→中鱼d→大鱼f，第三条是浮游植物→浮游动物b→中鱼d→大鱼f，因此大鱼f处在第四、五营养级。(2)根据题意和题图分析可知，该食物网中，第二营养级同化量为(3 700＋4 200)＝7 900 J·m-2·a-1，第三营养级同化量为(840＋210＋1 260)＝2 310 J·m-2·a-1，再根据能量传递效率公式可以知道，第二营养级到第三营养级的能量传递效率为(2 310÷7 900)×100%≈29.2%。(3)同化量＝呼吸散失的能量＋用于自身生长、发育、繁殖的能量，乙中D为呼吸散失的能量，故字母C表示该营养级用于自身生长、发育、繁殖的能量，该营养级粪便中的能量属于该营养级未被同化的量，即字母c。(4)设生产者P的总量为A，设R取食P的比例为2/5时R的量为X，R取食P的比例改变为2/3时R的量为Y，则根据P、Q、R三者之间形成的食物链结合能量传递规律可知：①2/5X÷10%＋3/5X÷10%÷10%＝A，②2/3Y÷10%＋1/3Y÷10%÷10%＝A。由①②两式相等可求出Y/X＝1.6，即改变比例后R的量可增加到原来的1.6倍。 第40讲　生态系统的物质循环、信息传递与稳定性 课标要求 1.分析生态系统中的物质在生物群落与非生物环境之间不断循环的规律，阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现象 2.举例说明利用物质循环，人们能够更加科学、有效地利用生态系统中的资源 3.举例说出生态系统中物理、化学和行为信息的传递对生命活动的正常进行、生物种群的繁衍和种间关系的调节起着重要作用 4.解释生态系统具有维持或恢复自身结构和功能相对稳定，并维持动态平衡的能力 5.阐明生态系统在受到一定限度的外来干扰时，能够通过自我调节维持稳定 6.举例说明生态系统的稳定性会受到自然或人为因素的影响，如气候变化、自然事件、人类活动或外来物种入侵等 关键词索引 物质循环　碳循环　温室效应　生物富集　物理信息　化学信息　行为信息 生态平衡　负反馈调节　抵抗力稳定性　恢复力稳定性 特训点一　生态系统的物质循环 1.物质循环的范围及特点 2.生态系统的碳循环 (1)请写出图中各标号的含义： a.　　　；b.　　　；c.　　　；d.　　　；e.　　　。  (2)碳的存在形式及循环途径 3.生物富集 (1)生物富集的概念 生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或　　　　　　　　　的化合物，使其在机体内浓度　　　环境浓度的现象，称作生物富集。  (2)富集的过程 ①途径：　　　　　。  ②实例——铅的富集过程 (3)特点：①最终积累在食物链　　　　　；②全球性。  4.能量流动和物质循环的关系 项目 能量流动 物质循环 范围 生态系统　　　  生物圈 特点 　　　  　　　  形式 光能→化学能→　　  无机物↔　　  过程 沿食物链(网) 在　　　与　　　之间 往复循环 联系 (1)在群落中它们的流动渠道都是　　　　，且同时进行，相互依存，不可分割  (2)能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的　　　  (3)物质是能量沿食物链(网)流动的　　　　，能量是物质在生物群落和非生物环境间循环往返的　　　　  5.探究土壤微生物的分解作用 (1)实验原理 土壤中存在的细菌、真菌等微生物大多是分解者，它们的作用是将环境中的有机物分解为无机物，分解速度与环境中的温度、水等生态因子相关。 (2)实验流程 项目 案例1 案例2 实验假设 微生物能分解落叶使之腐烂 微生物能分解淀粉 实验设计 实验组 对土壤　　　处理  A烧杯中加入30 mL土壤浸出液 对照组 对土壤　　　　处理  B烧杯中加入30 mL蒸馏水 自变量 　　　  溶液中是否含有分解淀粉的微生物 实验现象 在相同时间内实验组落叶腐烂程度小于对照组 A A1 不变蓝 A2 　　　砖红色沉淀  B B1 变蓝 B2 　　　砖红色沉淀  结论分析 微生物对落叶有　　　作用  土壤浸出液中的微生物能分解淀粉 (3)实验结论：土壤中的微生物具有分解作用。 知识必备答案：1.化学元素　生物群落　全球性　 2.(1)生产者　消费者　呼吸作用　光合作用和化能合成作用　呼吸作用　(2)含碳有机物　CO2　光合作用和某些微生物的化能合成作用　呼吸作用　化石燃料 3.(1)难以降解　超过　(2)食物链(网)　(3)顶端 4.各营养级　单向流动、逐级递减　全球性、循环往复运动　热能　有机物　生物群落　非生物环境　食物链和食物网　合成和分解　载体　动力 5.高温　不做任何　土壤中是否含微生物　产生　不产生　分解 概念诊断 1.土壤小动物呼吸作用产生的CO2参与生态系统中的碳循环。(　　) 答案：√ 2.碳元素可以在一个相对封闭的群落内部往复循环。(　　) 答案：× 提示：碳元素在生物群落与非生物环境之间往复循环。 3.生态农业中物质不断循环，农民不需要对农作物增施氮肥。(　　) 答案：× 提示：随着农民对农作物的收割，农作物从土壤中吸收的氮等元素也随之离开土壤，为了保证农作物的正常生长，仍然需要对农作物增施氮肥。 4.铅可沿食物链进入人体，在人体内的浓度可能超过环境浓度。(　　) 答案：√ 5.物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力。(　　) 答案：√ 【真题示范】　(2024·安徽卷)磷循环是生物圈物质循环的重要组成部分。磷经岩石风化、溶解、生物吸收利用、微生物分解，进入环境后少量返回生物群落，大部分沉积并进一步形成岩石。岩石风化后磷再次参与循环。下列叙述错误的是(　　) A.在生物地球化学循环中，磷元素年周转量比碳元素少 B.人类施用磷肥等农业生产活动不会改变磷循环速率 C.磷参与生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程 D.磷主要以磷酸盐的形式在生物群落与无机环境之间循环 题干信息 信息转化 物质循环 组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素 循环范围 从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境 答案：B 解析：细胞中碳元素的含量高于磷元素的含量，故在生物地球化学循环中，磷元素年周转量比碳元素少，A项正确；人类施用磷肥等农业生产活动，使部分磷留在无机环境里，改变磷循环速率，B项错误；植物吸收利用的磷可用于合成磷脂、ATP、DNA、RNA等物质，故磷参与生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程，C项正确；磷主要以磷酸盐的形式在生物群落与无机环境之间循环，D项正确。 植物磷和动物磷中的某些含磷化合物是否有部分相同?试举两例。 提示：磷可参与构成磷脂，形成细胞膜；磷可合成ATP，为细胞的生命活动供能。 考法预测 考法1　结合图解分析碳循环的过程，考查科学思维 1.(2024·辽宁丹东二模)下图为某生态系统的碳循环示意图，图中字母表示生态系统的组成成分，图中数字表示生理过程或化学反应过程。下列叙述错误的是(　　) A.该生态系统结构由图中A、B、C、D四种成分组成 B.碳元素以含碳有机物形式在A、B、C之间传递 C.①②③分别表示的是生产者、消费者和分解者的呼吸作用 D.与碳在生物成分和非生物环境之间传递相关的细胞器有线粒体和叶绿体 答案：A 解析：由题意可知，图中字母表示生态系统的组成成分，其中A、D之间是双箭头，且其他成分都有指向D的箭头，所以A表示生产者，D表示非生物的能量与物质，C表示分解者，B表示消费者。生态系统结构包括生态系统的组成成分(包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量)、食物链和食物网(营养结构)，A项错误；碳元素以含碳有机物形式在A、B、C之间(生物群落之间)传递，B项正确；①②③分别表示的是生产者、消费者和分解者的呼吸作用，C项正确；线粒体是细胞呼吸产生并释放CO2的主要场所，叶绿体是光合作用固定CO2的主要场所，因此与碳在生物成分和非生物环境之间传递相关的细胞器是线粒体和叶绿体，D项正确。 2. (2024·江西开学考试)碳是构成生物体的重要元素之一。下图为碳循环的示意图，甲~丁表示生态系统的组成成分，a~d表示丙中的四种生物，①~⑦表示相关的生理作用。据图分析，下列叙述错误的是(　　) A.甲是生产者，丙是消费者，丁是分解者 B.①②③④过程中碳元素主要以CO2的形式存在 C.碳元素在图中生物成分和非生物成分之间循环往复 D.甲→a→c→b可能是图中生态系统中的一条食物链 答案：D 解析：只有一个箭头指向甲，甲是生产者，丙和甲都指向丁，丁是分解者，丙是消费者，A项正确；①表示生产者固定大气中的CO2，②④③分别表示生产者和消费者的呼吸作用、分解者的分解作用产生的CO2，这些过程中碳元素主要以CO2的形式存在，B项正确；碳元素在图中生物成分和非生物成分之间循环往复，循环利用，C项正确；在生物富集现象中，沿着食物链营养级越高，含有的重金属应该越多，a应该是食物链中营养级最高的一个，D项错误。 “箭头分析法”分析常见物质循环模型 (1)“三看法”快速判断 (2)常见模式图分析 考法2　借助实例考查温室效应等环境问题，考查科学思维与社会责任 3.(2024·广东茂名三模)“碳中和”是指通过节能减排、植树造林等形式，以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量。下列关于“碳中和”的叙述，正确的是(　　) A.达到“碳中和”需要实现二氧化碳的零排放 B.森林植物被大量破坏后，碳的固定量会降低 C.太阳能电池板的应用不利于实现“碳中和” D.过度的人工碳排放可能会导致海平面下降 答案：B 解析：“碳中和”是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳相对零排放，A项错误；森林植物被大量破坏后，影响绿色植物的光合作用，因此碳的固定量会降低，B项正确；太阳能电池板的应用有利于实现“碳中和”，C项错误；过度的人工碳排放可能会导致海平面上升，D项错误。 4.(2024·辽宁模拟预测)核电站产生的核污染水虽经处理但仍残留大量3H、14C、131I等放射性元素，这些同位素难降解且容易被海洋生物吸收，放射性元素会进入全球物质循环，下图为碳循环过程简图。下列叙述错误的是(　　) A.核污染水中的14C进入生物富集的渠道，与物质循环一样具有全球性 B.风化过程中岩石可分解释放出CO2，而大气中的CO2也可参与岩石形成 C.图中细菌可以是生产者、消费者或分解者，可以是好氧菌或厌氧菌 D.核污染水中的14C可通过图中的植物进入生物群落，以有机物形式传递 答案：C 解析：核污染水中的14C进入生物富集的渠道是食物链和食物网，物质循环包括水循环、碳循环和氮循环等，都具有全球性，A项正确；岩石的主要成分是碳酸盐，风化过程中碳酸盐可分解形成CO2，而大气中的CO2也可形成碳酸盐而参与岩石的形成，B项正确；图中细菌主要指分解者，可以是好氧菌或厌氧菌，C项错误；核污染水中的14C可通过图中的植物的光合作用形成有机物进入生物群落，以有机物形式在群落内部进行传递，D项正确。 考法3　考查能量流动与物质循环的关系，考查科学思维 5.(2024·浙江杭州模拟预测)某丘陵地区响应“绿水青山就是金山银山”的发展理念，对茶园进行了退茶还林(人工种植红松和灌木)。退茶还林几年后调研绘制了松林植被的碳转移途径示意图[单位：吨/(公顷·年)]，如下图所示。下列叙述错误的是(　　) A.松林中的碳元素在生态系统和无机环境之间不断循环，使大气CO2含量相对稳定 B.土壤中碳储量高，对大气圈中含碳量的调节起着非常重要的作用 C.图中植被碳储量应是10.8吨/(公顷·年)，其中的能量属于未利用的能量 D.若以碳转移量代表能量，则第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为6.7% 答案：A 解析：生态系统的碳循环是指碳元素在生物群落与无机环境之间不断循环的过程，在图示碳转移路径中，生产者CO2的吸收量大于回归无机环境的CO2量，A项错误；土壤中碳储量高，通过微生物的分解作用及其他途径分解释放到大气，对大气圈中含碳量的调节起着非常重要的作用，B项正确；图中肉食性动物获得的碳量为0.03＋0.006＋0.084＝0.12吨/(公顷·年)，据此推出植食性动物获得的碳量为0.03＋0.12＋0.6＋1.65＝2.4吨/(公顷·年)，进一步推算出植被碳储量＝35.9-12.1-10.6-2.4＝10.8吨/(公顷·年)，该能量属于松林生态系统未利用的能量，C项正确；若以碳转移量代表能量，则该生态系统第一营养级到第二营养级的能量传递效率是(2.4÷35.9)×100%≈6.7%，D项正确。 6.(2024·山西吕梁开学考试)党的二十大报告中，再次强调了我国的双碳目标，表示要积极稳妥地推进碳达峰、碳中和。地球上碳循环主要表现为自然生态系统的绿色植物从空气中吸收二氧化碳，经光合作用转化为碳水化合物并释放出氧气，同时又通过生物地球化学循环过程及人类活动将二氧化碳释放到大气中。下列有关物质循环和能量流动的叙述，错误的是(　　) A.生物圈中碳元素在非生物环境和生物群落之间循环往复运动 B.生态系统的能量流动都是从生产者固定太阳能开始，沿着食物链逐级递减 C.植树种草提高森林覆盖率和秸秆还田提高农田土壤储碳量都能缓解温室效应 D.能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，同时进行，彼此相互依存，不可分割 答案：B 解析：碳循环具有全球性和循环往复运动的特点，A项正确；生态系统的能量流动不都是从生产者固定太阳能开始，沿着食物链逐级递减的，如硝化细菌进行化能合成作用，利用的是化学能，B项错误；植树种草提高森林覆盖率和秸秆还田提高农田土壤储碳量都能降低大气二氧化碳浓度，缓解温室效应，C项正确；能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，二者同时进行，彼此相互依存，不可分割，共同维持生态系统的相对稳定状态，D项正确。 特训点二　生态系统的信息传递 1.信息的种类、特点、来源及实例 2.信息传递的过程 3.信息传递的作用与应用 (1)作用 (2)应用：提高　　　　的产量；对　　　　进行控制。  知识必备答案：1.①—b—Ⅲ—C　②—c—Ⅰ—A　③—a—Ⅱ—B 2.信息源　信道　信息受体 3.(1)生命活动　繁衍　生物的种间关系　平衡与稳定　(2)农畜产品　有害动物 概念诊断 1.采用灯光诱虫、杀虫利用了物理信息的传递。(　　) 答案：√ 2.雄鹿常通过吼叫、嗅闻等方式获得繁殖机会，其中嗅闻利用的信息种类属于物理信息。(　　) 答案：× 提示：嗅闻利用的是化学信息。 3.两只雄孔雀为吸引异性争相开屏，说明行为信息能够影响种间关系。(　　) 答案：× 提示：两只雄孔雀属于同种生物，该现象体现了种内竞争。 4.通过生态系统的信息传递，可以防治有害动物，也可以提高农畜产品的产量。(　　) 答案：√ 5.利用昆虫信息素诱捕、警示有害动物，属于化学防治。(　　) 答案：× 提示：昆虫信息素虽属于化学信息，但是利用信息传递原理控制有害动物属于生物防治。 探究点　信息传递的种类及作用 【情境引领】　当烟草叶片受到甲种蛾幼虫的采食刺激后，会释放出一种挥发性的化学物质。这种化学物质白天会吸引甲种蛾幼虫的天敌，夜间会驱赶乙种蛾，使其不能在烟草叶片上产卵(乙种蛾幼虫也采食烟草叶片)。 【问题生成】 (1)甲种蛾幼虫与乙种蛾幼虫之间存在什么种间关系?判断的依据是什么? 提示：种间竞争；两者均采食烟草叶片。 (2)烟草释放的这种化学物质属于何种信息?这体现了信息在生态系统中的什么作用? 提示：化学信息；可以调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。 (3)利用烟草的这种特性，我们可以人工合成类似的物质应用于农业生产中，对有害动物进行控制。上述方法属于生物防治，其具有怎样的优点? 提示：不污染环境，也可以延缓有害动物抗性的发生和发展等。 【归纳总结】 控制动物危害的技术方法比较 【真题示范】　(2024·广东卷)松树受到松叶蜂幼虫攻击时，会释放植物信息素，吸引寄生蜂将卵产入松叶蜂幼虫体内，寄生蜂卵孵化后以松叶蜂幼虫为食。下列分析错误的是(　　) A.该过程中松树释放的信息应是化学信息 B.3种生物凭借该信息相互联系形成食物链 C.松树和寄生蜂的种间关系属于原始合作 D.该信息有利于维持松林群落的平衡与稳定 题眼信息 释放植物信息素 解题思维 植物信息素等化学物质属于化学信息 关键能力 理解能力、信息获取能力 答案：B 解析：松树释放植物信息素吸引寄生蜂，植物信息素属于化学信息，A项正确；松叶蜂幼虫攻击松树不需要凭借该信息，B项错误；寄生蜂将卵产入松叶蜂幼虫体内，寄生蜂卵孵化后以松叶蜂幼虫为食，从而减少松叶蜂幼虫对松树的攻击，松树受到松叶蜂幼虫攻击时，会释放植物信息素，吸引寄生蜂将卵产入松叶蜂幼虫体内，两者相互合作，彼此也能分开，属于原始合作关系，C项正确；该信息的调节使得松树、松叶蜂、寄生蜂维持相对稳定，有利于维持松林群落的平衡与稳定，D项正确。 松树和寄生蜂的原始合作关系，与地衣中藻类和真菌的互利共生关系有何本质区别? 提示：原始合作的双方可以单独存活，而互利共生的双方不能离开对方单独生活。 考法预测 考法1　结合实例考查信息传递的类型及作用，考查科学思维 1.(2025·贵州黔东南开学考试)生态系统中的生物种群之间，以及种群内部都有信息的产生与交换。下列有关生态系统中信息的传递及其作用的说法，错误的是(　　) A.生态系统中物理信息的来源可以是非生物环境，也可以是生物个体或群体 B.动物的眼、耳、鼻和皮肤，植物的叶、芽及细胞中的特殊物质都可以是信息的受体 C.发现天敌的鸟类通过鸣叫警示同伴，这传递的是物理信息 D.雄蚊通过感知雌蚊扇动翅膀的声波来辨别雌蚊的方位，说明信息传递可以调节种间关系 答案：D 解析：生态系统中的物理信息可以来源于非生物环境，也可以来自生物个体或群体，A项正确；动物的眼、耳、鼻和皮肤，植物的叶、芽及细胞中的特殊物质等可以接受多样化的信息，是信息的受体，B项正确；声音属于物理信息，C项正确；雄蚊通过感知雌蚊扇动翅膀的声波来辨别雌蚊的方位，说明生物种群的繁衍离不开信息传递，该过程只涉及一种物种，不存在种间关系，D项错误。 2. (2024·湖南岳阳模拟预测)研究者比较栖息在同一片区域的独居性鸟类戴胜和社会性鸟类斑鸫鹛对互相发出警报声的不同反应，结果如图。 下列说法合理的是(　　) A.与斑鸫鹛共处时，戴胜觅食时间减少、警戒时间增多 B.和斑鸫鹛一起活动时，戴胜的觅食范围有所扩大 C.斑鸫鹛的警报声对戴胜是一种行为信息，利于戴胜生存 D.与戴胜相比，斑鸫鹛从警报声中获得利益相对较大 答案：B 解析：根据题中的上图可知，与斑鸫鹛共处时，戴胜觅食时间增多、警戒时间减少，A项不合理；由题中的上图分析可知，戴胜和斑鸫鹛共处时戴胜在树上的觅食时间缩短，但戴胜的总觅食时间比单独生活时延长，这说明戴胜和斑鸫鹛共处是有利于戴胜在其他领域觅食的，即和斑鸫鹛一起活动时，戴胜的觅食范围有所扩大，B项合理；斑鸫鹛的警报声属于物理信息，C项不合理；根据题中的下图可知，斑鸫鹛听到戴胜的警报声后逃走躲藏所占的比例明显低于戴胜听到斑鸫鹛的警报声后逃走躲藏所占的比例，说明与戴胜相比，斑鸫鹛从警报声中获得利益相对较小，D项不合理。 判断信息种类的两种方法 [注意]　信息传递的范围包括同种生物个体之间(性外激素、舞蹈等)、不同种生物个体之间(物理信息、化学信息、行为信息中的警示作用)和生物与非生物环境之间(主要有物理信息中的光、磁场等)。 考法2　综合考查生态系统的功能，考查科学思维 3.(2024·吉林一模)飞机场内的草地、外围的农田等，会吸引鸟类前来栖息觅食，易引起飞机与鸟类相撞的飞行安全事件，称为鸟击。下列有关预防鸟击的措施及其原理，错误的是(　　) A.将机场外围的农田改为大棚种植，可以减少能量流向鸟类 B.通过定期割草破坏群落垂直结构，能减少鸟类数量 C.繁殖期前利用性引诱剂诱杀昆虫雄虫，主要通过增加昆虫死亡率来减少鸟类食物来源 D.利用生态系统信息传递的原理，采用播放仿生音效、鸣枪、恐怖眼等方法驱赶鸟类 答案：C 解析：将机场外围的农田改为大棚种植，减少鸟类的食物来源，可以减少能量流向鸟类，A项正确；植物可为动物提供食物和栖息空间，通过定期割草破坏群落垂直结构，能减少鸟类数量，B项正确；繁殖期前利用性引诱剂诱杀昆虫雄虫，主要通过减小昆虫的出生率来减少鸟类数量，C项错误；利用生态系统信息传递的原理，采用播放仿生音效、鸣枪、恐怖眼等方法驱赶鸟类，这类信息属于物理信息，D项正确。 4. (2024·山东菏泽模拟预测)黄河是中华儿女的母亲河。黄河重大国家战略实施以来，具有生态指标意义的“三位见证者”——上游白鹭、中游白枕鹤、下游江豚的出现，让人们感受到黄河生态环境的好转。“上鹭中鹤下江豚”，黄河生态保护“见一斑而窥全豹”。下图为白鹭生活的这个生态系统中，能量流经白鹭所处营养级的示意图。①③表示能量，②表示过程。下列相关叙述错误的是(　　) A.图中①表示白鹭同化的能量，③中的能量不完全来自白鹭同化的能量 B.白枕鹤在繁殖期主要通过“炫耀”的方式求偶，属于信息传递中的行为信息 C.该水域各种生物占据着相对稳定的生态位有利于充分利用环境资源 D.研究该流域区段内江豚的生态位，不需要研究它与其他物种的关系 答案：D 解析：图中①表示白鹭同化的能量，③中的能量除了来自白鹭同化的能量，还有上一营养级同化的能量，A项正确；白枕鹤在繁殖期主要通过“炫耀”的方式求偶，属于信息传递中的行为信息，B项正确；该水域各种生物占据着相对稳定的生态位有利于充分利用环境资源，是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果，C项正确；研究该流域区段内江豚的生态位，通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等，D项错误。 特训点三　生态系统的稳定性 1.生态平衡与生态系统的稳定性 (1)生态平衡 (2)生态系统的稳定性 (3)生态系统的自我调节能力 2.生态系统稳定性的类型 项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 区 别 实质 　　　　自身结构功能相对稳定  　　　　自身结构功能相对稳定  核心 抵抗干扰、保持原状 遭到破坏、恢复原状 联系 二者一般呈负相关，a为　　　　　　　稳定性，b为　　　　　　　　稳定性  3.设计制作生态缸，观察其稳定性 (1)小型生态缸(瓶)制作实验流程 (2)设计和制作生态缸的要求 设计要求 相关分析 生态缸必须是　　的  防止外界生物或非生物因素的干扰 生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，种类齐全(具有生产者、消费者和分解者) 使生态缸中的生态系统能够进行　　　　和　　　　，在一定时期内保持稳定  生态缸的材料必须　　　  为光合作用提供光能，保持生态缸内温度，便于观察 生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的　　　  便于操作，且使缸内储备一定量的空气 生态缸的采光应用较强的散射光 防止水温过高导致水生植物死亡 选择的动物不宜过多，个体不宜太大 减少对氧气的消耗，防止氧气的产生量小于消耗量 拓展链接 (1)可通过观察动物、植物的生活情况，水质变化，基质变化等来判断生态缸内生态系统的稳定性。 (2)由于生态缸极为简单，自我调节能力极差，抵抗力稳定性极低，其稳定性易被破坏。因此，生态缸内的生物只能保持一定时间的活性。 知识必备答案：1.(1)结构和功能　结构　功能　收支　负反馈调节　(2)保持或恢复　自我调节　负反馈调节　限度　 2.保持　恢复　抵抗力　恢复力 3.(1)密封　散射　存活和水质变化　(2)封闭　物质循环　能量流动　透明　空间 概念诊断 1.红树林生态系统物种丰富，结构相对复杂，具有较强的自我调节能力。(　　) 答案：√ 2.珊瑚生态系统具有抵抗不良环境并保持原状的能力，这是恢复力稳定性的表现。(　　) 答案：× 提示：这种能力是抵抗力稳定性的表现。 3.群落分层越明显层次越多，生物多样性越丰富，生态系统稳定性越强。(　　) 答案：√ 4.我国生物多样性较低的西部沙漠地区的自我调节能力较强，恢复力稳定性较高。(　　) 答案：× 提示：我国西部沙漠地区因极度缺水、气候干燥，其生态系统的恢复力稳定性一般也较低。 5.制作小型生态缸时，应将各种生物和水分等装满整个生态缸。(　　) 答案：× 提示：应留有一定的空间便于操作，且使缸内储备一定量的空气。 6.人工生态系统具有一定自我调节能力，对利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质投入。(　　) 答案：√ 探究点　生态系统的稳定性 【情境引领】　森林火灾对森林资源的破坏十分严重，植被恢复是灾后重建的重要部分，森林火灾后植被恢复重建对保护城区森林资源与生态环境具有重要意义。火灾后的某地优势物种高度、物种丰富度、植物甲的种群密度随时间的变化曲线如下图所示。 【问题生成】 (1)森林火灾后植被重建的演替类型是什么? 提示：次生演替。 (2)灾后重建过程中该生态系统的抵抗力稳定性如何变化?判断的理由是什么? 提示：该生态系统的抵抗力稳定性逐渐增强，因为其物种丰富度逐渐增加，营养结构日益复杂。 (3)一般来说，生态系统的抵抗力稳定性与恢复力稳定性有何关系? 提示：一般呈负相关，即抵抗力稳定性高的生态系统，其恢复力稳定性低。反之，抵抗力稳定性低的生态系统，其恢复力稳定性高。 (4)随时间的推移，优势物种的高度逐渐增加，这对该群落有何积极意义? 提示：提高光能利用率，有利于为其他生物提供食物来源和栖息场所。 【归纳总结】 1.抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系 2.生态系统稳定性的3个易混点 (1)生态系统的稳定性主要与生物种类有关，还要考虑生物的个体数量。食物网复杂程度相似，生产者多的稳定程度高。 (2)生态系统的稳定性不是恒定不变的，因为生态系统的自我调节能力具有一定的限度。 (3)强调“生态系统稳定性高低”时，必须明确是抵抗力稳定性还是恢复力稳定性，因为二者一般呈负相关。 考法　结合实例或图解考查生态系统的稳定性，考查科学思维 1.(2024·广东三模)健康稳定的生态系统可为人类提供可持续的服务，且具有较好的自我调节能力，受到外界干扰时能够较快地恢复到平衡状态。下列关于生态平衡和生态系统稳定性的叙述，错误的是(　　) A.生态平衡具有结构、功能和收支平衡三个特征 B.合理适度地利用生态系统有助于维持生态平衡 C.物种间信息传递有利于生态系统的平衡与稳定 D.生态系统的组分越少，其恢复力稳定性就越强 答案：D 解析：生态平衡的特征包括结构平衡、功能平衡和收支平衡三个方面，A项正确；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，合理适度地利用生态系统有助于维持生态平衡，B项正确；物种间的信息传递可以调节种间关系，维持生态系统的稳定和平衡，C项正确；一般而言，生态系统的组分越少，营养结构越简单，其抵抗力稳定性越弱，恢复力稳定性越强，但有例外，如苔原生态系统，生物种类少，营养结构简单，其抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较弱，D项错误。 2.(2024·黑龙江模拟预测)图中甲、乙和丙表示三种生态系统在群落演替过程中物种丰富度的变化曲线，下列有关分析错误的是(　　) A.甲曲线的变化说明了该生态系统具有一定的自我调节能力 B.恢复力稳定性的大小可能是乙＞甲＞丙 C.丙曲线可表示沙漠生态系统的群落演替，属于初生演替 D.AB段越短，说明该生态系统的抵抗力稳定性越强 答案：C 解析：甲曲线中物种丰富度的变化说明了该生态系统具有一定的自我调节能力，A项正确；乙曲线的演替起点不是从0开始的，丙曲线的演替起点从0开始，乙属于次生演替，丙属于初生演替，丙可能抵抗力稳定性、恢复力稳定性都较弱，甲的物种丰富度大于乙的物种丰富度，因此甲、乙、丙的恢复力稳定性的大小可能是乙＞甲＞丙，B项正确；丙曲线属于初生演替，沙漠生态系统中有生物，演替的起点不是从0开始的，丙曲线不能表示沙漠生态系统的群落演替，C项错误；AB段越短，说明该生态系统的抵抗力稳定性越强，D项正确。 一、核心概念——重落实 1.(选择性必修2 P62)碳在池塘生物群落中主要以　　　　　　　的形式传递，碳循环具有全球性的主要原因是  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  提示：有机物　碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要以CO2的形式进行，大气中的CO2能够随着大气环流在全球范围内流动 2.(选择性必修2 P63)经测定某土壤中捕食性线虫(最高营养级)体内的镉含量远远大于其他生物类群，从土壤生物食物关系的角度分析，捕食性线虫体内镉含量高的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  提示：镉随着食物链的延长逐渐积累 3.(选择性必修2 P67)同碳元素一样，氮元素在生物群落和非生物环境之间也是不断循环的，但还要往农田中不断地施加氮肥的原因是　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  提示：农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不都能归还土壤，所以需要施加氮肥，这与物质循环并不矛盾 4.(选择性必修2 P71)昆虫分泌性外激素引诱异性，说明　　　　　　　　　。  提示：生物种群的繁衍，离不开信息的传递 5.(选择性必修2 P75)天然池塘改造成人工鱼塘后抵抗力稳定性降低，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  提示：生物种类减少，营养结构变得简单 6.(选择性必修2 P76)维持生态平衡，提高生态系统的稳定性，对于人类利用强度较大的生态系统，应采取的措施是　　　　　　　　　　　　　　　。  提示：给予相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调 二、真题体验——明考向 1.(2024·广东卷)“碳汇渔业”，又称“不投饵渔业”，是指充分发挥生物碳汇功能，通过收获水产品直接或间接减少CO2的渔业生产活动，是我国实现“双碳”目标、践行“大食物观”的举措之一。下列生产活动属于“碳汇渔业”的是(　　) A.开发海洋牧场，发展深海渔业 B.建设大坝鱼道，保障鱼类洄游 C.控制无序捕捞，实施长江禁渔 D.增加饵料投放，提高渔业产量 答案：A 解析：开发海洋牧场，发展深海渔业可获取水产品且不需要投饵，属于“碳汇渔业”，A项符合题意。建设大坝鱼道，保障鱼类洄游；控制无序捕捞，实施长江禁渔，均没有收获水产品，不属于“碳汇渔业”，B、C两项不符合题意。增加饵料投放不符合“不投饵渔业”，不属于“碳汇渔业”，D项不符合题意。 2.(2024·湖北卷)研究发现，某种芦鹀分布在不同地区的三个种群，因栖息地环境的差异导致声音信号发生分歧。不同芦鹀种群的两个和求偶有关的鸣唱特征，相较于其他鸣唱特征有明显分歧。因此推测和求偶有关的鸣唱特征在芦鹀的早期物种形成过程中有重要作用。下列叙述错误的是(　　) A.芦鹀的鸣唱声属于物理信息 B.求偶的鸣唱特征是芦鹀与栖息环境之间协同进化的结果 C.芦鹀之间通过鸣唱形成信息流，芦鹀既是信息源又是信息受体 D.和求偶有关的鸣唱特征的差异，表明这三个芦鹀种群存在生殖隔离 答案：D 解析：物理信息是指通过物理过程传递的信息，芦鹀的鸣唱声属于物理信息，A项正确；某种芦鹀分布在不同地区的三个种群，因栖息地环境的差异导致声音信号发生分歧，由此可知，求偶的鸣唱特征是芦鹀与栖息环境之间协同进化的结果，B项正确；完整信息传递过程包括了信息源、信道和信息受体，芦鹀之间通过鸣唱形成信息流，芦鹀既是信息源又是信息受体，C项正确；判断两个种群是否为同一物种，主要依据是它们是否存在生殖隔离，即二者的杂交是否能产生子代及子代是否可育，和求偶有关的鸣唱特征的差异，无法表明这三个芦鹀种群是否存在生殖隔离，D项错误。 3.(2024·甘肃卷)土壤镉污染影响粮食生产和食品安全，是人类面临的重要环境问题。种植富集镉的植物可以修复镉污染的土壤。为了筛选这些植物，某科研小组研究了土壤中添加不同浓度镉后植物A和B的生长情况，以不添加镉为对照(镉含量0.82 mg·kg-1)。一段时间后，测量植物的地上、地下生物量和植物体镉含量，结果如下表。下列叙述错误的是(　　) 镉浓度/ (mg·kg-1) 地上生物量/ (g·m-2) 地下生物量/ (g·m-2) 植物体镉含量/ (mg·kg-1) 植物 A 植物 B 植物 A 植物 B 植物 A 植物 B 对照 120.7 115.1 23.5 18.0 2.5 2.7 2 101.6 42.5 15.2 7.2 10.1 5.5 5 105.2 35.2 14.3 4.1 12.9 7.4 10 97.4 28.3 12.1 2.3 27.4 11.6 A.在不同浓度的镉处理下，植物A和B都发生了镉的富集 B.与植物A相比，植物B更适合作为土壤镉污染修复植物 C.在被镉污染的土壤中，镉对植物B生长的影响更大 D.若以两种植物作为动物饲料，植物A的安全风险更大 答案：B 解析：由题表可知，与对照组相比，不同浓度的镉处理下，植物A和B的植物体镉含量都有所增加，说明植物A和B都发生了镉的富集，A项正确；由表可知，在不同浓度的镉处理下，植物A的植物体镉含量、地上生物量和地下生物量都高于植物B，所以与植物B相比，植物A更适合作为土壤镉污染修复植物，B项错误；由表可知，在相同的镉浓度处理下，植物A的地上生物量和地下生物量都高于植物B，说明在被镉污染的土壤中，镉对植物B生长的影响更大，C项正确；由表可知，在不同浓度的镉处理下，植物A的植物体镉含量高于植物B，说明植物A对镉的富集能力更强，若以植物A作为动物饲料，镉会沿着食物链进行富集，安全风险更大，D项正确。 4.(多选)(2024·河北卷)通过系统性生态治理，如清淤补水、种植水生植物和投放有益微生物等措施，白洋淀湿地生态环境明显改善。下列叙述正确的是(　　) A.清除淀区淤泥减少了系统中氮和磷的含量，可使水华发生概率降低 B.对白洋淀补水后，可大力引入外来物种以提高生物多样性 C.种植水生植物使淀区食物网复杂化后，生态系统抵抗力稳定性增强 D.水中投放能降解有机污染物的有益微生物可促进物质循环 答案：ACD 解析：淤泥中的有机物和营养物质(如氮、磷等)会导致水体的富营养化，促进藻类的大量繁殖，形成水华，所以清除淀区淤泥可减少系统中氮和磷的含量，可使水华发生概率降低，A项正确；外来物种可能会对本地物种造成威胁，使当地的生物多样性遭到破坏，B项错误；种植水生植物，可使淀区食物网更加复杂，生态系统抵抗力稳定性增强，C项正确；有益微生物可将有机污染物分解产生无机物，加快物质循环，D项正确。 5.(2024·湖南卷)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，实验分组如下：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 解析：(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，对土壤微生物数量影响最大的是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，因为施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。 A组(对点特训) 对点1　生态系统的物质循环 1.(2024·吉林模拟预测)生态系统的物质循环具有全球性，并且时时刻刻发生在我们身边。下列关于生态系统中物质循环的叙述，错误的是(　　) A.参与物质循环的物质是组成生物体的各种化合物 B.农作物一般不能从大气中直接吸收氮，需适时向农田补充氮肥 C.碳从生物群落到非生物环境可通过动植物的呼吸作用和微生物的分解作用实现 D.在高寒地区可采用适度燃烧枯草落叶的方法来促进生态系统的物质循环 答案：A 解析：参与物质循环的物质是组成生物体的各种元素，A项错误；农作物不能固氮，一般不能从大气中直接吸收氮，需适时向农田补充氮肥，B项正确；碳从生物群落到非生物环境可通过动植物的呼吸作用和微生物的分解作用实现，C项正确；在高寒地区微生物的分解作用较弱，采用适度燃烧枯草落叶的方法可促进生态系统的物质循环，D项正确。 2.(2024·浙江模拟预测)微生物是蒙古大草原土壤碳库的主要贡献者，氨基糖浓度增加与土壤碳含量增加呈正相关；木质素酚浓度增加时，土壤碳含量减少。该结论是否可以推广到湿地生态系统及原因分析最合理的是(　　) A.不可以推广，因为湿地的土壤环境与草地有较大差异 B.不可以推广，因为湿地的动物种类与草地有较大差异 C.可以推广，因为草原和湿地的植被均以草本植物为主 D.可以推广，因为草原和湿地均有能量流动和物质循环 答案：A 解析：土壤环境是生态系统结构的重要组成部分，草原和湿地生态系统在土壤环境方面有较大差异，它影响植被的生长、微生物的活性等多个方面，因此不可以推广，A项符合题意；动物种类确实可能影响生态系统的功能和特性，但相对于土壤环境、气候等其他因素，动物种类差异可能不是决定性的因素，B项不符合题意；虽然草本植物在两个生态系统中都存在，但生态系统的功能和特性不仅仅由植被类型决定，C项不符合题意；能量流动和物质循环是生态系统共有的基本功能，然而，这些基本功能的存在并不能保证从一个生态系统得出的结论可以直接推广到另一个生态系统，尽管基本功能相同，但不同生态系统的能量流动和物质循环的具体过程、速率和效率可能会有很大差异，D项不符合题意。 3.(2024·江苏南通三模)下图是蚯蚓参与碳循环的部分示意图，相关叙述正确的是(　　) A.蚯蚓和土壤微生物在生态系统中均属于分解者 B.碳元素在动植物之间以CO2的形式循环流动 C.蚯蚓可加快土壤中有机物分解，提高碳循环速度 D.土壤中的有机物可为自养微生物固定CO2提供能量 答案：C 解析：据图可知，土壤中微生物有自养微生物和异养微生物，自养微生物属于生产者，异养微生物属于分解者，蚯蚓是分解者，A项错误；碳元素在生物群落和非生物环境之间主要以CO2的形式循环流动，碳元素在各种生物之间的流动形式是含碳有机物，B项错误；蚯蚓是分解者，分解者可分解有机物，提高碳循环速度，C项正确；自养微生物不能利用土壤中的有机物，D项错误。 对点2　生态系统的信息传递 4.(2024·广西模拟预测)三叶鬼针草是农田常见的外来恶性杂草，其入侵严重影响农作物的生长，研究者在三叶鬼针草叶水提液中发现了大量的挥发性萜类等化感物质，并发现农业生产中在农田种植甘薯可显著抑制三叶鬼针草的入侵。下列有关信息传递的叙述，错误的是(　　) A.三叶鬼针草叶产生的化感物质对邻近作物传递的信息属于化学信息 B.农业生产中在农田种植甘薯抑制三叶鬼针草的入侵属于化学防治 C.生态系统中信息的来源可以是非生物环境或生物个体 D.信息传递也可以发生在生物与非生物环境之间，一般是双向的 答案：B 解析：由题干信息可知，研究者在三叶鬼针草叶水提液中发现了大量的挥发性萜类等化感物质，三叶鬼针草叶产生的化感物质(化学物质)对邻近作物传递的信息属于化学信息，A项正确；生物防治就是利用一种生物对付另外一种生物，农业生产中在农田种植甘薯可显著抑制三叶鬼针草的入侵属于生物防治，B项错误；生态系统中信息的来源可以是非生物环境，也可以是生物个体或群体，C项正确；信息传递发生在生物与非生物环境之间、生物与生物之间，一般是双向的，D项正确。 5.(2024·江苏南京月考)候鸟在迁徙中保持正确的前进方向是非常重要的。为了研究城市人工光照对我国典型候鸟定向能力(包括定向角度、定向强烈程度)和活跃度的影响，研究者利用候鸟黄喉鹀进行以下室内研究。下列分析错误的是(　　) 注：箭头方向表示定向角度，箭头长度表示定向强烈程度，黑点表示脚印数量，代表活跃度 A.天然光照和人工光照都是物理信息，影响候鸟黄喉鹀迁徙的方向 B.图1~图4自变量是光的颜色，绿光下候鸟黄喉鹀能保持正确的迁徙方向 C.图4~图6说明随绿光光照强度增加，候鸟黄喉鹀定向强烈程度越来越小 D.候鸟迁徙期间活跃度如果过高，不利于候鸟迁徙的顺利完成 答案：B 解析：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，称为物理信息，天然光照和人工光照都是物理信息，影响候鸟黄喉鹀迁徙的方向，A项正确；据图分析，图1~图4的自变量是光的颜色以及辐射度，发现当给予天然光和绿光时，候鸟黄喉鹀的定向强烈程度很高，说明可以保持正确方向，B项错误；分析图4~图6，发现随着光照强度增加，定向强烈程度越来越小，而且定向角度越来越偏，说明鸟类越来越迷失方向，候鸟黄喉鹀定向强烈程度越来越小，不能保持正确方向，C项正确；图示箭头长度表示定向强烈程度，黑点表示脚印数量，代表活跃度，结合题图可知，候鸟迁徙期间活跃度如果过高，不利于候鸟迁徙的顺利完成，D项正确。 对点3　生态系统的稳定性 6.(2024·湖南怀化三模)大兴安岭森林和呼伦贝尔草原，生物种类的组成稳定，生态系统的外貌、结构保持相对稳定，都是处于生态平衡的系统。下列关于生态平衡和生态系统稳定性的叙述，正确的是(　　) A.大兴安岭森林的恢复力稳定性大于呼伦贝尔草原 B.大兴安岭森林生产者的有机物积累量与消费者的摄食量基本相等 C.呼伦贝尔草原通过负反馈调节使草和食草动物的数量维持相对稳定 D.砍伐树木或放牧不利于提高大兴安岭森林和呼伦贝尔草原的自我调节能力 答案：C 解析：大兴安岭森林中生物种类多、营养结构复杂，抵抗力稳定性强，恢复力稳定性小于呼伦贝尔草原，A项错误；大兴安岭森林是处于生态平衡的系统，其生产者的有机物积累量与消费者摄食量、分解者的分解量基本相等，处于平衡状态，B项错误；呼伦贝尔草原通过负反馈调节使草和食草动物的数量维持相对稳定，C项正确；合理利用就是最好的保护，适当砍伐树木或合理放牧有利于提高大兴安岭森林和呼伦贝尔草原的自我调节能力，D项错误。 7.(2024·黑龙江三模)稳态转换是指在气候变化、人类活动影响下，生态系统的结构和功能可能发生大规模、持续和突然的变化，导致生态系统从一个相对稳定的状态快速重组进入另一个相对稳定状态的现象。下列有关叙述错误的是(　　) A.“野火烧不尽，春风吹又生”说明草原生态系统发生了稳态转换 B.生态系统由一种稳态转变为另一种稳态后，营养结构将会变简单 C.生态系统稳态的转换可能使生态系统的抵抗力稳定性改变 D.识别生态系统的稳态转换临界点，有利于生态平衡的维持 答案：B 解析：野火过后，草原生态系统可恢复稳态，说明草原生态系统发生了稳态转换，A项正确；生态系统发生稳态转换后，生态系统的营养结构不一定会变简单，也可能变复杂，生态系统的抵抗力稳定性也会有所改变，B项错误，C项正确；识别生态系统的稳态转换临界点，可及时采取相应措施，有利于维持生态平衡，D项正确。 8.(2024·福建模拟预测)某南方养殖户为提高鱼类的产量而向鱼塘大量投放饲料后，鱼塘水质快速恶化，浮游藻类大量繁殖，养殖的鱼大量死亡。为防止此类事件的再次发生，当地农科所为其设计了下图所示的种养模式，箭头表示水的流动方向，假设在一个种植周期中稻田中全部生产者固定的能量为a，全部消费者获得的能量为b，全部分解者获得的能量为c。下列叙述错误的是(　　) A.根据生态系统的能量流动，a、b、c的大小关系通常是a＞c＞b B.B处浮游藻类数量明显少于A处可能与水稻竞争N、P有关 C.给予相应物质和能量的输入有利于提高稻田生态系统的稳定性 D.该种养模式下还需控制流入其中的鱼塘水量及稻田养鸭数量 答案：A 解析：由于这是人工生态系统，有外界物质和能量的输入，a和b的能量无法比较，A项错误；水稻与藻类竞争N、P等化学元素可导致B处的浮游藻类数量明显少于A处的，B项正确；为提高稻田生态系统的稳定性，可给予相应的物质和能量的投入，保证其内部结构与功能的协调，C项正确；该种养模式下需要控制流入其中的鱼塘水量及养鸭数量，以提高稻田的稳定性，D项正确。 B组(综合特训) 9. (2024·山东青岛三模)海草床生态系统中的有机碳大部分存储于沉积物中。海草固碳有两大途径：光合作用固碳和截获海水中的有机悬浮颗粒物。近年来，海草床急剧衰退，其沉积物有机碳储存潜力下降，下图是海草床退化导致碳损失示意图。下列说法错误的是(　　) A.碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的 B.当海草床退化后，大气中的CO2的浓度有可能会升高 C.海草床通过截获海水中的有机悬浮颗粒物，有机碳中的能量流入海草体内 D.藻类爆发后水中的光照强度减弱，使海草固碳能力下降 答案：C 解析：碳在生物群落和非生物环境之间的循环主要以CO2的形式进行，在生物群落中以含碳有机物的形式进行，A项正确；当海草床退化后，固定的CO2减少，故大气中CO2的浓度可能会升高，B项正确；有机碳中的能量不能流入海草体内，C项错误；水体富营养化会使藻类爆发，使水体中的光照强度减弱，从而导致海草床光合作用减弱，使海草固碳能力下降，影响海草床的碳存储功能，D项正确。 10.(2024·河北邯郸三模)2024年的新政策明确规定，全国范围内禁止露天焚烧秸秆，无论是在农田还是其他露天场所，都不允许随意焚烧秸秆。下图是某地根据政策因地制宜设计的某农业生态系统的能量流动图解(图中字母均表示能量值)。请回答下列问题： (1)图中　　　　属于分解者，其在本农业生态系统中的主要作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)家禽、家畜的同化量是　　　　(用图中字母表示)，家禽、家畜与其下一营养级的能量传递效率是　　　　(用图中字母表示)。  (3)玉米秸秆在当季难以被腐解，有利于玉米螟的越冬，会加重来年的虫害。焚烧是传统农业中的秸秆处理方式之一，其优点是　　　　　　　(答出两点)。但是大面积集中焚烧秸秆会使空气中的灰尘和　　　　(填气体)增多，导致空气质量恶化，对人体健康构成威胁，同时也增加了火灾发生的风险。  (4)氮元素能在　　　　之间不断循环，但在该生态农业中，农民还要适当给农作物施加氮肥，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案：(1)沼气池中的微生物和食用菌　将农作物秸秆和人类、家禽、家畜的排遗物中的有机物分解成无机物　(2)b＋d　[g/(b＋d)]×100%　(3)燃烧过程中的高温可以杀死病虫，燃烧后的灰分中含有大量无机盐可以肥田　CO2　(4)生物群落与非生物环境　农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农畜产品源源不断地从该生态系统输出(，其中的氮元素并不能全部归还土壤) 解析：(1)由图可知，本生态系统中的分解者能够将农作物秸秆和人类、家禽、家畜的排遗物分解成无机物。(2)家禽、家畜的食物来源有农作物和食用菌，因此可用b＋d表示家禽、家畜的同化量。(3)焚烧秸秆的优点表现为燃烧过程中的高温可以杀死病虫，燃烧后的灰分中含有大量无机盐可以肥田。但大面积集中焚烧秸秆会使空气中的灰尘和CO2增多，导致空气质量恶化，对人体健康构成威胁，同时也增加了火灾发生的风险，因此需要禁止露天焚烧秸秆。(4)虽然氮元素能在生物群落和非生物环境之间不断循环，但在该生态农业中，农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农畜产品源源不断地从该生态系统输出，其中的氮元素并不能全部归还土壤，因此农民还要适当给农作物施加氮肥。 第41讲　人与环境 课标要求 1.探讨人口增长对环境造成的压力 2.关注全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、酸雨、荒漠化和环境污染等全球性环境问题对生物圈的稳态造成威胁，同时也对人类的生存和可持续发展造成影响 3.概述生物多样性对维持生态系统的稳定性以及人类生存和发展的重要意义，并尝试提出人与环境和谐相处的合理化建议 4.举例说明根据生态学原理、采用系统工程的方法和技术，达到资源多层次和循环利用的目的，使特定区域中的人和自然环境均受益 关键词索引 生态足迹　全球性生态环境问题　生物多样性　直接价值　间接价值　潜在价值　就地保护　易地保护　生态工程　自生　循环　协调　整体 特训点一　人类活动对生态环境的影响及生物多样性的保护 1.生态足迹 2.人口增长对生态环境的影响 3.全球性生态环境问题 (1)主要类型： (2)特点：　　　　　　　　。  (3)影响：对　　　　　　　　　造成严重威胁，并且影响到人类的生存和可持续发展。  (4)措施：正确处理环境保护与　　　　　　的关系，践行经济、社会和生态相互协调的　　　　　　　理念。  4.生物多样性及其价值 5.生物多样性丧失的原因及保护措施 知识必备答案：1.生态占用　生产资源　吸纳废物　大　多　生活方式 2.自然增长率　基数大　减少　消耗　加剧　多样性 3.(1)水资源　臭氧层　荒漠化　全球气候　生物多样性　(2)全球性　(3)生物圈的稳态　(4)经济发展　可持续发展 4.遗传多样性　生态系统多样性　间接价值　潜在价值 5.(1)丧失　碎片化　滥捕乱猎　环境污染　外来物种　(2)易地保护　基因 概念诊断 1.绿色出行、多吃植物性食物、少吃肉类等，都可以减小生态足迹。(　　) 答案：√ 2.化石燃料的大量燃烧及水泥的生产等是臭氧层被破坏的原因。(　　) 答案：× 提示：大气中臭氧层被破坏的原因是人类对氟氯烃、哈龙等化合物的使用。 3.水体富营养化、藻类植物大量繁殖，主要是由于有毒物质在生物体内的积累和浓缩。(　　) 答案：× 提示：水体富营养化、藻类植物大量繁殖主要与水体中N、P等元素较多有关。 4.保护生物多样性就是保护物种多样性。(　　) 答案：× 提示：生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。 5.海南热带雨林的直接价值体现在其具有保持水土、涵养水源和净化水质功能，被誉为“绿色水库”。(　　) 答案：× 提示：保持水土、涵养水源和净化水质等调节生态系统的功能方面的价值是间接价值。 6.根据可持续发展理念的要求，经济和社会发展应最大限度地满足当代社会的需求。(　　) 答案：× 提示：根据可持续发展理念的要求，经济和社会发展应注重生态、经济、社会持久而协调的发展。 探究点　生态环境的破坏及生物多样性的保护 【情境引领】　海草床生态系统由大面积连片生长在海床上的海草构成，是一种珍贵而又脆弱的海洋生态系统，如图所示。广东海草资源丰富，海草分布范围几乎覆盖了广东所有重要海湾。 【问题生成】 (1)海草床生态系统的储碳能力超过了大多数陆地生态系统，对碳足迹有何影响? 提示：减小了碳足迹。 (2)海草床生态系统中的碳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。 提示：水下环境不利于微生物生长，微生物分解作用弱。 (3)海草床资源保护区是开展海洋生态旅游的理想场所，该事实体现了生物多样性的什么价值? 提示：海草床资源保护区是开展海洋生态旅游的理想场所，体现了生物多样性的直接价值。 【归纳总结】 水污染类型的判断方法 (1)根据污染成因判断 ①若是由水中富含N、P等营养元素引起的污染，则为无机污染。 ②若是由水中富含有机物引起的污染，则为有机污染。 ③若是由重金属、农药进入食物链引起的污染，则为重金属、农药污染。 (2)根据危害结果判断 ①水体缺氧，水生生物大量死亡，则为无机污染。 ②若异养生物大量繁殖，使河水变黑发臭，则为有机污染。 ③若较高营养级生物的体内重金属、农药浓度高，则为重金属、农药污染。 【真题示范】　(2024·湖北卷)2021年3月，习近平总书记在考察武夷山国家公园时指出，建立以国家公园为主体的自然保护地体系，目的就是按照山水林田湖草是一个生命共同体的理念，保持自然生态系统的原真性和完整性，保护生物多样性。根据以上精神，结合生物学知识，下列叙述错误的是(　　) A.在国家公园中引入外来物种，有可能导致生物多样性下降 B.建立动物园和植物园，能够更好地对濒危动植物进行就地保护 C.规范人类活动、修复受损生境，有利于自然生态系统的发育和稳定 D.在破碎化生境之间建立生态廊道，是恢复自然生态系统完整性的重要措施 答案：B　 解析：在国家公园中引入外来物种，可能造成物种入侵，从而导致生物多样性下降，A项正确；建立动物园和植物园属于易地保护，就地保护的主要形式是建立自然保护区以及国家公园等，B项错误；规范人类活动，加强教育和法制管理，提高公民的环境保护意识，修复受损生境，有利于自然生态系统的发育和稳定，保持自然生态系统的原真性和完整性，C项正确；生态廊道指适应生物迁移或栖息的通道，可将保护区之间或与之隔离的其他生境相连，在破碎化生境之间建立生态廊道，是恢复自然生态系统完整性的重要措施，D项正确。 建立生态廊道能够保护种群的实质是什么? 提示：有利于种群内部个体之间进行基因交流，繁衍后代。 考法预测 考法1　结合生态足迹与全球性环境问题，考查生命观念与科学思维 1.(2024·广西模拟预测)广西山清水秀生态美，优越的自然环境与人类生产生活息息相关，下列有关叙述错误的是(　　) A.碳足迹表示吸收化石燃料燃烧排放的CO2所需的森林和海洋面积 B.湿地生态恢复过程中建立缓冲带可减少人类活动的干扰 C.退耕还林减弱了人类对自然演替方向和速度的干扰作用 D.与食用蔬菜相比，吃牛肉会增大生态足迹 答案：A 解析：碳足迹表示扣除海洋对碳的吸收量之后，吸收化石燃料燃烧排放的CO2等所需要的森林面积，A项错误；湿地生态恢复工程要注重依靠自然演替机制，建立缓冲带，以尽量减少人类活动的干扰，B项正确；退耕还林的实质是减弱人类活动对群落演替的干扰作用，使群落按照自然演替的方向和速度进行，C项正确；与食用蔬菜相比，吃牛肉(占据空间养殖、运输等)会增大个人的生态足迹，D项正确。 2.(2024·河北模拟预测)下列有关人类活动对生态环境的影响的叙述，错误的是(　　) A.人类活动可以改变群落演替的速度和方向，可能使群落的结构变得简单 B.人类对氟氯烃、哈龙等化合物的使用，导致酸雨频发 C.生态足迹的值越大，代表人类所需的资源越多，人类对生态和环境的影响越大 D.培育良种、发展科技提高农业生产效率可减小生态足迹 答案：B 解析：人类活动往往会改变群落演替的速度和方向，可能使群落的结构变得简单，也可能使群落结构变得复杂，A项正确；人类对氟氯烃、哈龙等化合物的使用，导致臭氧层被破坏，B项错误；生态足迹的值越大，代表人类所需的资源越多，人类对生态和环境的影响越大，C项正确；培育良种、发展科技提高农业生产效率等可减少人类对资源的消耗，因而可有效减小生态足迹，D项正确。 缓解人口增长带来的环境压力措施 (1)减少生态足迹总量。如节约用水用电、低碳出行、提倡素食、垃圾分类回收再利用等。 (2)提高生态承载力总量。如加大农、林、牧、渔等产业的科技投入，提高生产力，提高产量。 考法2　结合实例考查生物多样性及其保护，考查社会责任 3.(2024·河北衡水模拟预测)根据世界自然保护联盟的濒危物种级别，目前我国的物种濒危程度正在加剧。生物多样性经过漫长的进化才发展到如今的丰富多彩，保护生物多样性是一个非常重要的课题。下列相关叙述正确的是(　　) A.形成现在多姿多彩的生物多样性的根本原因是遗传多样性 B.物种濒临灭绝的主要原因是不适应环境，这属于进化过程中的正常现象，不必人为干涉 C.多种多样的环境条件导致生物产生各种各样的可遗传变异，形成多种多样的物种 D.已经灭绝的物种还有很多我们没有来得及发掘的价值，这属于生物多样性的间接价值 答案：A 解析：遗传多样性是生物多样性的基础，所以形成现在多姿多彩的生物多样性的根本原因是遗传多样性，A项正确；物种濒临灭绝的原因很多，人类对自然资源的掠夺式开发利用导致目前物种灭绝速度异常迅速，所以需要人类的干预，B项错误；变异是不定向的，环境不会使生物发生定向变异，而是起选择作用，C项错误；已经灭绝的物种还有很多我们没有来得及发掘的价值，这属于生物多样性的潜在价值，D项错误。 4.(2024·广东模拟预测)广东省拥有长达数千公里的海岸线和丰富的海洋生态系统，包括珊瑚礁、海草床、红树林等。这些生态系统对海洋生物的生存和发展具有重要意义，也是海洋生物研究的热点领域。下列相关叙述错误的是(　　) A.科学家对海洋生物进行研究体现了生物多样性的直接价值 B.破坏海洋生态系统的稳定性可能会加剧全球的温室效应 C.红树林群落既有垂直结构又有水平结构，且有季节性变化 D.调查某珊瑚礁上生物群落的丰富度，可采用等距取样法 答案：D 解析：科学家对海洋生物进行研究属于生物多样性的科研价值，属于直接价值，A项正确；海洋中许多生物可以储存CO2，破坏海洋生态系统的稳定性可能会加剧全球的温室效应，B项正确；生物群落在空间结构上表现为既有垂直结构又有水平结构，且生态系统的地貌特征会随着季节而发生变化，即表现为季节性，C项正确；由于珊瑚礁形状未知，因此不能确定是否适合用等距取样法调查该生物群落的丰富度，D项错误。 生物多样性的层次分析 特训点二　生态工程的原理及实例分析 1.生态工程 2.生态工程的基本原理 3.生态工程的实例 实例 问题 原理 对策 案例 农村综合 发展型生 态工程 解决　　　　　的矛盾  　　　、整体  建立农村综合发展型生态工程 以沼气工程为中心的生态工程 湿地生态 恢复工程 湿地　　　　　和破坏  自生、 　　、整体  控制　　　　、退田还湖等  厦门筼筜湖的生态恢复工程 矿区废弃 地的生态 恢复工程 矿区生态环境问题 协调、 　　  修复土地、　　　　等  赤峰市元宝山矿区生态恢复工程 知识必备答案：1.生态效益　消耗　效益　持续　资源化 2.生物组分　迁移与转化　转化率　生物　环境　协调 平衡　环境容纳量　改善系统功能　经济和社会 3.人多地少　循环　缩小　协调　污染　整体　植树种草 概念诊断 1.由生物组分产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。(　　) 答案：√ 2.根据整体原理，一个生态系统中种群的数量不应超过环境容纳量。(　　) 答案：× 提示：一个生态系统中种群的数量不应超过环境容纳量，依据的是协调原理。 3.某草原牧区，在进行草场建设时，既注重不同牧草种类的搭配种植，又对单位面积内的放牧量做了一定控制，体现的是自生原理。(　　) 答案：× 提示：题中所述现象体现的是协调原理。 4.矿区废弃地生态恢复工程的关键是优先选择农作物以提高经济效益。(　　) 答案：× 提示：矿区废弃地生态恢复工程的关键是植被修复。 5.要维持系统的自生，就需要创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖，以及它们形成互利共存关系的条件。(　　) 答案：√ 【真题示范】　(2024·甘肃卷)沙漠化防治一直是困扰人类的难题。为了固定流沙、保障包兰铁路的运行，我国人民探索出将麦草插入沙丘防止沙流动的“草方格”固沙技术。流沙固定后，“草方格”内原有沙生植物种子萌发、生长，群落逐渐形成，沙漠化得到治理。在“草方格”内种植沙生植物，可加速治沙进程。甘肃古浪八步沙林场等地利用该技术，成功阻挡了沙漠的侵袭，生态效益显著，成为沙漠化治理的典范。关于“草方格”技术，下列叙述错误的是(　　) A.采用“草方格”技术进行流沙固定、植被恢复遵循了生态工程的自生原理 B.在“草方格”内种植沙拐枣、梭梭等沙生植物遵循了生态工程的协调原理 C.在未经人工种植的“草方格”内，植物定植、群落形成过程属于初生演替 D.实施“草方格”生态工程促进了生态系统防风固沙、水土保持功能的实现 题眼信息 信息解读 “草方格”内原有沙生植物种子萌发、生长，群落逐渐形成，沙漠化得到治理 生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础 在“草方格”内种植沙生植物，可加速治沙进程 考虑生物与环境的适应，遵循协调原理 答案：C 解析：采用“草方格”技术进行流沙固定，有益于生物组分生长、发育、繁殖，使植被逐渐恢复，该过程遵循了生态工程的自生原理，A项正确；在“草方格”内种植沙拐枣、梭梭等沙生植物时考虑了生物与环境、生物与生物的协调与适应，遵循了生态工程的协调原理，B项正确；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，而次生演替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，“草方格”内保留有原有沙生植物种子，故该群落形成过程属于次生演替，C项错误；“草方格”固沙技术能防止沙子流动，有利于植被恢复，促进了生态系统防风固沙、水土保持功能的实现，D项正确。 实施“草方格”生态工程促进了生态系统防风固沙、水土保持功能的实现，体现了生物多样性的什么价值? 提示：生态系统防风固沙、水土保持功能，属于生物多样性的间接价值。 考法预测 考法　借助实例考查生态工程的原理及应用，考查科学思维与社会责任 1.(2024·河南二模)我国现代农业发展总体目标是实现生态良好、高质高效、因地制宜、可持续发展的新型生态农业。因此可通过试验示范推广加快构建循环生态农业模式，推动高产、高效种养业转型发展。某地区推行桑基鱼塘模式取得良好的生态和经济效益。下列有关叙述错误的是(　　) A.遵循循环原理，塘泥养分如氮、磷、钾及微量元素和能量可被农作物吸收利用 B.遵循整体原理，将生态与社会、经济结合起来形成不可分割的统一整体 C.遵循自生原理，无废弃物农业利用种群之间互利共存关系，构建复杂群落 D.循环农业在能量流动方面实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率 答案：A 解析：遵循循环原理，塘泥养分如氮、磷、钾及微量元素可被农作物吸收利用，但塘泥中的能量不能被植物吸收利用，A项错误；遵循整体原理，将生态与社会、经济结合起来形成不可分割的统一整体，B项正确；遵循自生原理，无废弃物农业利用种群之间互利共存关系，构建复杂群落，其自我调节能力提高，C项正确；循环农业在能量流动方面实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率，D项正确。 2. (2024·江苏南京模拟预测)科学家在黄河流域盐碱地开展“上粮下藕、藕鱼套养、鸭鹅混养”立体种养模式。在盐碱地开挖鱼塘，挖出的泥土在鱼塘边堆成台田种植作物，鱼塘中养殖咸水鱼并种藕，台田经雨水浇灌后盐碱含量降低，田间杂草可以喂鱼和家禽，动物的排遗物能为莲藕和作物提供肥料。下列说法错误的是(　　) A.该生态系统需要来自系统外的物质和能量投入才能保证生态系统结构和功能的协调 B.“上粮下藕”体现了群落的垂直结构，该种养模式可获得较大的经济效益 C.把田间杂草加工成易消化的精饲料喂家禽，可提高家禽的同化量与摄入饲料中所含能量的比值 D.该模式改善了生态环境，提高了社会和经济效益，体现了生态工程的整体原理 答案：B 解析：该生态系统为人工打造而来的，需要不断得到来自系统外的物质和能量补充，以便维持生态系统结构和功能协调，A项正确；“上粮下藕”是指鱼塘种藕，在鱼塘旁边的台田种植作物，这体现了群落的水平结构，盐碱地挖鱼塘养鱼，体现生物与环境的协调，生物与环境为整体，能提高经济效益，B项错误；把田间杂草加工成易消化的精饲料喂家禽，可提高家禽的同化量与摄入饲料中所含能量的比值，C项正确；整体原理是指生态系统建设要考虑自然、经济、社会的整体影响，故该模式改善了生态环境，提高了社会和经济效益，体现了生态工程的整体原理，D项正确。 生态工程基本原理的判断方法 原理 条件或意义 实例 自生 ①需要在生态工程中有效选择生物组分并进行合理布设 ②需要创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖，以及它们形成互利共存关系的条件 应用太阳能水生态修复系统改善湖水水质 循环 通过系统设计实现不断循环，使前一环节产生的废物尽可能地被后一环节利用，减少整个生产环节中“废物”的产生 “无废弃物农业” 协调 需要考虑环境容纳量，避免系统的失衡与破坏 太湖富营养化问题、过度放牧等 整体 能统一协调当前与长远、局部与整体、开发建设与环境保护之间的关系，保障生态系统的平衡和稳定 林业工程建设时，只有把生态与社会、经济结合起来，才能从根本上达到造林和护林的目的 (1)强调物质循环、废物利用、减轻环境污染→循环原理。 (2)体现物种多，营养关系复杂；涉及结构、功能、系统组分的比例关系→自生原理。 (3)强调生物与环境的协调与平衡，涉及环境承载力→协调原理。 (4)涉及自然、经济和社会，如林业生态工程建设→整体原理。 一、核心概念——重落实 1.(选择性必修2 P86)温室效应加剧，全球变暖，对人类和许多生物的生存产生威胁。缓解温室效应的措施有　　　　　　　　　　　　　　　　。  提示：开发新能源，减少化石燃料的燃烧，减少CO2排放量；植树造林，提高森林资源的覆盖率，增加CO2的吸收量等 2.科研人员通过投放捕食浮游植物的鱼类和种植大型挺水植物构建生物修复系统的方法治理湖泊的水华，这样做的原因是　　　　　　　　　　　　。  提示：大型挺水植物和藻类可形成种间竞争关系，投放的鱼类能捕食藻类，从而限制藻类增长 3.(选择性必修2 P91)采煤塌陷区生态系统修复和重建首先进行植被修复，栽植的芦苇、香蒲、水葱、荷花、睡莲等水生植物观赏性好、净化能力强，体现了生物多样性的　　　　　　　　价值。  提示：直接价值和间接 4.高寒草地退化后，植被生产力和土壤质量下降、干旱洪涝等极端天气频现、鼠害频发，一系列生态环境问题加剧，生态系统的　　　　　　稳定性明显降低。从生物多样性价值的角度分析，“退田还草”的原因是　　　　　　。  提示：抵抗力　生物多样性的间接价值明显大于它的直接价值 5.(选择性必修2 P94)生境碎片化会导致大种群被分割成许多小种群，这些小种群由于缺少遗传多样性而容易灭绝，利于保护碎片化生境地生物多样性的措施是　　　　　　　　　　　　　。  提示：建立生态廊道，促进基因交流 6.(选择性必修2 P100)从协调原理出发，在我国西北地区进行防护林建设，应选择　　　　　的树种；如果在该地区发展畜牧养殖业，应该注意　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  提示：适合当地自然环境　牲畜数量不能超过草地的承载力 二、真题体验——明考向 1.(2024·浙江6月选考)生物多样性是人类赖以生存和发展的基础。下列叙述错误的是(　　) A.在城市动物园饲养濒危动物属于生物多样性的就地保护 B.在培育转基因生物时需考虑对生物多样性的影响 C.酸雨、全球变暖等生态环境问题会威胁生物多样性 D.通过立法、宣传教育，让人们树立起保护生物多样性的意识 答案：A 解析：在城市动物园饲养濒危动物属于生物多样性的易地保护，而就地保护是指在原地对被保护的生态系统或物种建立自然保护区以及国家公园等，A项错误。在培育转基因生物时，如果转基因生物释放到环境中，可能会对生态系统中的其他生物造成影响，从而影响生物多样性，所以需考虑对生物多样性的影响，B项正确。酸雨会导致水体酸化，危害水生生物的生存；全球变暖会改变生态系统的结构和功能，破坏生物的栖息地，这些生态环境问题都会威胁生物多样性，C项正确。通过立法可以从法律层面规范和约束人们的行为，加强对生物多样性的保护；宣传教育可以提高人们的环保意识，让人们树立起保护生物多样性的意识，共同参与到保护行动中来，D项正确。 2.(2024·贵州卷)孑遗植物桫(suō)椤，在贵州数量多、分布面积大。调查发现，常有害虫啃食桫椤嫩叶，影响桫椤的生长、发育和繁殖。下列叙述正确的是(　　) A.桫椤的植株高度不属于生态位的研究范畴 B.建立孑遗植物桫椤的基因库属于易地保护 C.桫椤有观赏性属于生物多样性的潜在价值 D.能量从桫椤流向害虫的最大传递效率为20% 答案：B 解析：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，A项错误；生物多样性的保护分为两大类，建立基因库不属于就地保护，可以归为易地保护，B项正确；桫椤有观赏性属于生物多样性的直接价值，C项错误；能量传递效率是相邻营养级之间的，桫椤本身不能独占一个营养级，害虫也不可以，它们之间的能量传递效率不能说是最大为20%，D项错误。 3.(2024·北京卷)1961年到2007年间全球人类的生态足迹如图所示，下列叙述错误的是(　　) A.1961年到2007年间人类的生态足迹从未明显下降过 B.2005年人类的生态足迹约为地球生态容量的1.4倍 C.绿色出行、节水节能等生活方式会增加生态足迹 D.人类命运共同体意识是引导人类利用科技缩小生态足迹的重要基础 答案：C 解析：由图可知，1961年到2007年间人类的生态足迹一直在上升，从未明显下降过，A项正确；由图可知，2005年人类的生态足迹为1.4个地球，约为地球生态容量的1.4倍，B项正确；绿色出行、节水节能等生活方式会降低生态足迹，C项错误；人类命运共同体意识是引导人类利用科技缩小生态足迹的重要基础，这种意识让人们在面对全球性的挑战，如气候变化、资源短缺、环境污染等问题时，共同应对，携手合作，D项正确。 4.(2024·吉林卷)弗兰克氏菌能够与沙棘等非豆科木本植物形成根瘤，进行高效的共生固氮，促进植物根系生长，增强其对旱、寒等逆境的适应性。下列叙述错误的是(　　) A.沙棘可作为西北干旱地区的修复树种 B.在矿区废弃地选择种植沙棘，未遵循生态工程的协调原理 C.二者共生改良土壤条件，可为其他树种的生长创造良好环境 D.研究弗兰克氏菌的遗传多样性有利于沙棘在生态修复中的应用 答案：B 解析：结合题干，弗兰克氏菌能够与沙棘等非豆科木本植物形成根瘤，促进植物根系生长，增强其对旱、寒等逆境的适应性，故沙棘可作为西北干旱地区的修复树种，A项正确；在矿区废弃地选择种植沙棘，因地制宜，种植适合该地区生长的物种，遵循生态工程的协调原理，B项错误；弗兰克氏菌能够与沙棘等非豆科木本植物形成根瘤，进行高效的共生固氮，二者共生改良土壤条件，可为其他树种的生长创造良好环境，C项正确；弗兰克氏菌能够与沙棘等非豆科木本植物形成根瘤，利于固氮和增强植物的抗逆性，研究弗兰克氏菌的遗传多样性有利于沙棘在生态修复中的应用，D项正确。 5.(2024·河北卷)我国采取了多种措施对大熊猫实施保护，但在其栖息地一定范围内依旧存在人类活动的干扰。第四次全国大熊猫调查结果如图所示，大熊猫主要分布于六个山系，各山系的种群间存在地理隔离。 回答下列问题： (1)割竹挖笋和放牧使大熊猫食物资源减少，人和家畜属于影响大熊猫种群数量的　　　　因素。采矿和旅游开发等使大熊猫栖息地的部分森林转化为裸岩或草地，生态系统中消费者获得的总能量　　　　。森林面积减少，土壤保持和水源涵养等功能下降，这些功能属于生物多样性的　　　　价值。  (2)调查结果表明，大熊猫种群数量与　　　　和　　　　呈正相关。天然林保护、退耕还林及自然保护区建设使大熊猫栖息地面积扩大，且　　　　资源增多，提高了栖息地对大熊猫的环境容纳量。而旅游开发和路网扩张等使大熊猫栖息地丧失和　　　　导致大熊猫被分为33个局域种群，种群增长受限。  (3)调查结果表明，岷山山系大熊猫栖息地面积和竹林面积最大，秦岭山系的秦岭箭竹等大熊猫主食竹资源最丰富，这些环境特征有利于提高种群的繁殖能力。据此分析，环境资源如何通过改变出生率和死亡率来影响大熊猫种群密度：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。 (4)综合分析，除了就地保护，另提出两条保护大熊猫的措施：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。 答案：(1)生物(密度制约)　减少　间接　(2)栖息地面积　竹林面积　食物　碎片化　(3)丰富的食物资源和适宜的栖息空间可以提高大熊猫的繁殖能力，增加出生率，也可以降低种内竞争，减少死亡率，进而提高大熊猫的种群密度；大熊猫栖息地面积和竹林面积减小，大熊猫种群繁殖能力减弱，出生率降低，同时种内竞争增强，死亡率增加，导致大熊猫种群密度减小　(4)将大熊猫从当前栖息地迁移到其他适宜生存的地区，有助于扩大大熊猫的遗传多样性；也可以建立大熊猫繁育中心，进行人工繁殖与饲养，可以增加大熊猫的数量，减轻野外种群的压力；制定更严格的法律法规，加大对大熊猫栖息地保护的力度，对非法捕猎、贩卖大熊猫及其制品的行为进行严厉打击，保护大熊猫的生存权益等 解析：(1)人和家畜会与大熊猫竞争食物资源，属于种间竞争关系，属于影响大熊猫种群数量的生物因素，因为其对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的，也称为密度制约因素；采矿和旅游开发等导致森林面积减少，生态系统中生产者减少，固定的太阳能减少，因此生态系统中消费者获得的总能量减少；森林面积减少，土壤保持和水源涵养等功能下降，这属于调节生态系统的功能，属于间接价值。(2)由图可知，与大熊猫种群数量曲线变化趋势一致的有栖息地面积和竹林面积，说明大熊猫种群数量与栖息地面积和竹林面积呈正相关；由图可知，竹林面积和栖息地面积与大熊猫种群数量成正比，因此天然林保护、退耕还林及自然保护区建设使大熊猫栖息地面积扩大和食物(竹林面积)资源增多，可提高栖息地对大熊猫的环境容纳量；根据题意，人类活动导致大熊猫被分为33个局域种群，说明人类活动导致大熊猫栖息地丧失和碎片化。(3)根据题意，栖息地面积和食物资源均会影响种群繁殖能力，即影响种群出生率，则大熊猫栖息地面积和竹林面积增大，会提高种群繁殖能力，出生率上升，同时种内竞争减弱，死亡率减小，进而提高种群密度；若大熊猫栖息地面积和竹林面积减小，大熊猫种群繁殖能力减弱，出生率降低，同时种内竞争增强，死亡率增加，导致大熊猫种群密度减小。(4)对于保护大熊猫的措施，除就地保护外，还可以易地保护，如将大熊猫从当前栖息地迁移到其他适宜生存的地区，这样可以避免栖息地破坏、人类干扰等问题，同时也有助于扩大大熊猫的遗传多样性，在新的栖息地，大熊猫可以获得更多的食物资源和生存空间，从而提高其生存和繁殖机会；也可以建立大熊猫繁育中心，进行人工繁殖与饲养，增加大熊猫的数量，减轻野外种群的压力；制定更严格的法律法规，加大对大熊猫栖息地保护的力度，对非法捕猎、贩卖大熊猫及其制品的行为进行严厉打击，保护大熊猫的生存权益；还可利用人工授精技术增加大熊猫的出生率等。 A组(对点特训) 对点1　人类活动对生态环境的影响及生物多样性的保护 1.(2024·甘肃高三模拟)生态足迹是一种测定人类消耗自然资源的生态经济学指标，可定量判断某地区的可持续发展状态，以对社会经济发展作出科学规划和建议。下列叙述错误的是(　　) A.积极的低碳生活方式可以缩小生态足迹 B.生态足迹的值越大，说明人类对生态环境的破坏就越严重 C.科技的发展、消费水平的提高、再生资源回收等会增大生态足迹 D.我国的生态足迹总量较高，应处理好人口增长与资源和环境的关系 答案：C 解析：积极的低碳生活方式可以减少碳的排放，从而缩小生态足迹，A项正确；生态足迹也称“生态占用”，生态足迹的值越大，代表人类所需的资源越多，吸纳废物的土地及水域的面积越大，对生态和环境的影响越大，B项正确；科技的发展可能减少资源消耗，再生资源回收促进社会的可持续发展，都会缩小生态足迹，C项错误；我国的生态足迹总量较高，而且还将继续增大，因为我国是人口大国，未来城市化和人口老龄化还将加速，应处理好人口增长和资源、环境的关系，D项正确。 2.(2024·辽宁模拟预测)2020年9月，我国在联合国大会上向国际社会作出了力争在2060年前实现“碳中和”的庄严承诺。某湖泊早年受周边农业和城镇稠密人口的影响，常年处于碳排放过量状态。经治理后，该湖泊生态系统每年的有机碳分解量低于生产者有机碳的合成量，实现了碳的零排放。下列叙述错误的是(　　) A.水生消费者对有机碳的利用缓解了碳排放 B.在湖泊生态修复过程中，适度提高水生植物的多样性有助于碳的固定 C.湖泊沉积物中有机碳的分解会随着全球气候变暖而加剧 D.低碳生活和绿色农业可以减小生态足迹及减少对资源的利用 答案：A 解析：水生消费者对有机碳利用后，其遗体、粪便还会被分解者利用，不会缓解碳排放，A项错误；在湖泊生态修复过程中，适度提高水生植物的多样性能够充分利用光能，有助于碳的固定，B项正确；随着全球气候变暖，酶的活性升高，湖泊沉积物中有机碳的分解会加剧，C项正确；低碳生活和绿色农业可以促进CO2的吸收以及减少CO2的排放，从而可以减小生态足迹及减少对资源的利用，D项正确。 3.(2024·北京丰台二模)下图表示某市2022—2024年人均生态足迹的调查结果。下列分析正确的是(　　) A.生态足迹越大，代表着人类对生态资源利用越少 B.生态足迹总量大于生态承载力总量时出现生态赤字 C.该市生态足迹和生态承载力均呈上升趋势，符合可持续发展理念 D.倡导市民选择乘坐公共交通等方式绿色出行，则生态足迹会增大 答案：B 解析：生态足迹的值越大，说明人类生存所需的资源越多，吸纳废物的土地及水域的面积越大，所以对生态和环境的影响就越大，A项错误；生态足迹总量大于生态承载力总量时，会使生态系统入不敷出，造成生态赤字，B项正确；生态足迹越大，对生态和环境的影响越大，故该市生态足迹和生态承载力均呈上升趋势，不符合可持续发展理念，C项错误；绿色出行、低碳生活等均可减小人均生态足迹，D项错误。 4.“大熊猫主食竹”是指大熊猫在自然状态下自由采食和在圈养条件下人工喂食的竹类植物，大熊猫最喜欢吃的竹子约有27种，包括白夹竹、拐棍竹、冷箭竹、箬竹、刺竹、巴山木竹等。下列相关叙述错误的是(　　) A.“大熊猫主食竹”生物多样性的形成是大熊猫与竹类植物协同进化的结果 B.“大熊猫主食竹”具有生物多样性的根本原因是其基因具有多样性 C.对“大熊猫主食竹”种类的调查体现了生物多样性的直接价值 D.和建立自然保护区相比，圈养是对大熊猫生物多样性最有效的保护 答案：D 解析：不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展属于协同进化，“大熊猫主食竹”生物多样性形成是大熊猫与竹类植物协同进化的结果，A项正确；基因决定生物的性状，生物多样性的根本原因是基因的多样性，B项正确；对“大熊猫主食竹”种类的调查属于科学研究，体现了生物多样性的直接价值，C项正确；建立自然保护区是对生物多样性最有效的保护，D项错误。 对点2　生态工程的原理及实例分析 5.(2025·江西高三开学考试)生态农业—田园综合体，是集现代农业、休闲旅游、田园社区为一体，可持续的综合发展新模式。打造以种植采摘、特色养殖、休闲度假为一体的多功能生态农业，是振兴乡村经济的重要举措。下列叙述错误的是(　　) A.生态农业生物群落不同于其他生物群落的重要特征是群落的物种组成 B.生态农业既能减少环境污染，又能提高能量的利用率，增加了经济效益 C.牲畜粪便进入沼气池产生沼气成为燃料，能实现物质和能量的循环利用 D.打造生态农业—田园综合体，遵循了生态工程的自生、循环和整体等原理 答案：C 解析：群落的物种组成是区别群落的重要特征，即生态农业生物群落不同于其他生物群落的重要特征是群落的物种组成，A项正确；生态农业既能减少环境污染，又能实现对能量的多级利用，从而提高能量的利用率，增加了经济效益，B项正确；能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，所以牲畜粪便进入沼气池产生沼气成为燃料，不能实现能量的循环，C项错误；生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础，遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理，打造生态农业—田园综合体，遵循了生态工程的自生、循环和整体等原理，D项正确。 6.(2024·广东湛江模拟预测)生态农业是按照生态学原理和经济学原理，运用现代科学技术成果和现代管理手段以及传统农业如有机肥使用等有效经验建立起来的，是能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化高效农业。下列说法正确的是(　　) A.传统农业中使用有机肥可为农作物提供能量，提高能量的利用率 B.生态农业中物质不断循环，农民不需要对农作物增施氮肥 C.生态农业的建立能减少环境污染，提高经济、社会效益，主要体现了生态工程的整体原理 D.设计生态农业应增加食物链中营养级数量，以提高能量传递效率 答案：C 解析：施用有机肥后，有机肥被微生物分解成无机盐等，供植物吸收利用，因此，传统农业中使用有机肥不能为农作物提供能量，无法提高能量的利用率，A项错误。农业生态系统中不断有农产品输出，农产品会带走氮元素，因此，要对农作物增施氮肥，B项错误。与传统农业相比，生态农业使废弃物资源化，能有效减少环境污染，并提高效益；生态农业能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益，体现了生态工程的整体原理，C项正确。生态系统的能量传递效率为10%~20%，是不能通过增加食物链来改变的，因此，设计生态农业增加食物链中营养级数量，并不能提高能量传递效率，D项错误。 7.(2024·河北衡水模拟)传统农业会使用大量的化肥、农药，而生态农业注重保护和改善生态环境，在不造成环境污染的同时，种植和收获农产品。另外，传统农业追求单一化大规模生产，而生态农业注重生态循环、减量化生产、物种多样化种植。甲、乙两个池塘处于同一地区，甲周围的农田采用传统农业模式，乙周围的农田采用生态农业模式，遇大雨，田地上多余的雨水都会流入对应的池塘内。下列相关叙述错误的是(　　) A.甲、乙两个池塘中，较容易发生水华现象的是甲 B.与传统农业相比，生态农业的生态系统稳定性较强 C.生态农业种植物种多样化，仅体现了生态工程的整体原理 D.生态农业注重实现农业的可持续发展，尽量不破坏环境 答案：C 解析：依题意，甲池塘周围的农田采用传统农业模式，乙池塘周围的农田采用生态农业模式。传统农业会使用大量的化肥、农药，遇大雨，田地里的N、P等会随着多余的雨水流入甲池塘，因此甲池塘更易发生水华现象，A项正确；依题意，与传统农业相比，生态农业生态系统更注重物种多样化种植，其营养结构更复杂，稳定性较强，B项正确；生态农业种植物种多样化，既可提高生态系统的稳定性，又可产生更高的经济效益，体现了生态工程的自生、整体等原理，C项错误；与传统农业相比，生态农业模式实现了物质的良性循环，尽量不破坏环境，实现农业的可持续发展，D项正确。 B组(综合特训) 8.(2024·黑龙江大庆三模)以下是对常见生活垃圾的分类处理方法：①可腐烂垃圾，如剩菜剩饭等，直接运往堆肥池进行堆肥无害化处理；②不可腐烂垃圾中的可回收垃圾，如废弃电子产品等，由再生资源回收公司收集，进行资源化利用处理；③不可腐烂垃圾中的不可回收垃圾，如塑料袋、建筑垃圾等，用专用车辆运送到垃圾填埋场进行无害化处理。下列分析正确的是(　　) A.可腐烂垃圾进行堆肥无害化处理有利于生态系统中物质和能量的良性循环 B.废弃电子产品除资源化利用处理外，还可以送到垃圾填埋场进行深埋处理 C.对塑料袋垃圾直接进行地下掩埋处理，不会对土壤生态环境产生影响 D.垃圾分类和再生资源回收可减少吸纳废物的土地面积，从而减小生态足迹 答案：D 解析：可腐烂垃圾进行堆肥无害化处理有利于分解者快速分解生活垃圾中的有机物，有利于物质的良性循环，但能量不能循环，A项错误；废弃电子产品中含有大量有害、有毒的物质，如果随意丢弃、焚烧、掩埋，则会产生大量的废液、废气、废渣，严重污染环境，B项错误；需要对塑料袋垃圾进行无害化处理后再进行地下掩埋处理，否则仍然会污染环境，C项错误；生态足迹，又叫生态占用，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的面积，垃圾分类和再生资源回收可减少吸纳废物的土地面积，从而减小生态足迹，D项正确。 9. (2024·辽宁沈阳三模)下图是辽宁盘锦为处理污水(含有机物和无机物)、改善水质、美化环境而设计的一个人工湿地生态系统的模式图，下列叙述正确的是(　　) A.该湿地生态系统的净化能力不受季节变化影响 B.该湿地生态系统由动物、植物和微生物组成 C.输入该生态系统的总能量为图示植物固定的太阳能总量 D.有效选择多种植物并合理布设主要遵循了自生原理 答案： D 解析：季节变化会通过光照、温度等影响植物生长情况，故该湿地生态系统的净化能力受季节变化影响，A项错误；生态系统是一定区域所有的生物及非生物环境的集合，仅有动物、植物和微生物不能构成生态系统，B项错误；输入该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能总量及污水中的能量，C项错误；由生物组分产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生，有效选择多种植物并合理布设主要遵循了自生原理，D项正确。 10.(2024·广东模拟)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)比较人工鱼礁和自然岩礁群落的不同，　　　　是区别两者的重要特征；人工鱼礁投放海底后，可为海带、牡蛎等海洋生物提供良好的生存栖息场所，实现了海洋生态保护和渔业资源持续高效产出，体现了生物多样性的　　　　价值。  (2)研究者设计了海洋牧场海水生态养殖模式，即在上层挂绳养殖海带等藻类，在中层挂笼养殖牡蛎等滤食性贝类，在底层设置人工鱼礁，养殖海参等底栖杂食动物。下图是该海洋牧场部分构造和物质循环关系图。 ①为了保证资源充分利用，研究者提出了以上多营养层次生态养殖模式，这种模式的设计主要遵循了生态工程的　　　　原理。  ②这种生态养殖模式与传统养殖相比具有的优势是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)合理密养、立体养殖是提高养殖经济效益的有效措施。从群落空间结构的角度分析，立体养殖可以　　　　。在构建海洋牧场海水立体养殖生态系统时，需要考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等，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)群落的物种组成　直接和间接　(2)循环和整体　实现物质循环再生；实现能量的多级利用，提高能量利用率；调整能量流动关系，使能量更多流向对人类更有益部分；减少污染、节约成本　(3)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) 解析：(1)比较人工鱼礁和自然岩礁群落的不同，群落的物种组成是区别两者的重要特征。人工鱼礁可为海洋生物提供良好的生存栖息场所，实现了海洋生态保护和渔业资源持续高效产出，体现了生物多样性的直接和间接价值。(2)多营养层次生态养殖模式可以促进系统的物质迁移与转化，在建设时要考虑自然生态系统的规律，更要考虑经济和社会等系统的影响力，这种模式的设计主要遵循了生态工程的循环和整体原理。这种生态养殖模式与传统养殖相比具有的优势是实现物质循环再生；实现能量的多级利用，提高能量利用率；调整能量流动关系，使能量更多流向对人类更有益部分；减少污染、节约成本。(3)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，所以在构建海洋牧场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，实现生态效益和经济效益的可持续发展。 情境素材 　　随着我国人口的增长和经济的迅速发展，排入江河、湖泊的废水和未经处理的生活污水不断增加，而水处理设施建设严重滞后，引起地表水体环境的严重污染，富营养化水域日益增多。在天然水体(江河、湖、库)受到有机污染越来越严重的情况下，众多学者对于天然水体治理方面的研究，除利用现行的污水处理工艺外，越来越多的人重视从生态系统的综合整治来解决问题。 生态修复是利用生态系统原理，采取各种修复受损伤的水体生态系统的生物群体及结构，重建健康的水生生态系统，修复和强化水体生态系统的主要功能，并能使生态系统实现整体协调、自我维持、自我演替的良性循环。目前水环境生态修复的方法主要有三种，即工程性措施、化学方法和生物—生态强化法。其中生态浮床技术是植物净水工程的一种，是绿化技术与漂浮技术的结合体，植物生长的浮体一般是由发泡聚苯乙烯制成的，质轻耐用。岛上植物可供鸟类休息，下部植物根系形成鱼类和水生昆虫生息环境，同时能吸收引起富营养化的氮和磷。利用生态浮床进行水环境生态修复，不仅可以净化水质，还可创造一定的经济效益和美化污染水体的景观，实现生态、经济和社会效益的集合，符合建设生态文明、实现可持续发展理念。 在河湖治理过程中，生态浮床能起到以下几个作用： 一、提高水质 生态浮床通过吸收水中的营养物质和降解水中的污染物，能够有效地净化水质。浮床中的植物和微生物可以利用水中的氮、磷等营养物质进行生长，从而减少水中营养物质的含量。此外，生态浮床还可以降解水中的有机物和重金属等污染物，使水质得到改善。 二、提高生态系统功能 生态浮床能够为水体提供一个稳定的生态系统，促进水体生态系统的恢复和发展。浮床中的植物和微生物可以为水体提供氧气、有机物和营养物质等，从而促进水中生物的生长和繁殖。此外，生态浮床还可以为水体提供遮蔽作用，减少水面蒸发和水温变化，保持水体温度的相对稳定。 三、增加景观价值 生态浮床不仅可以为水体提供生态服务，还可以为周围环境增加景观价值。浮床上的植物和花卉可以增加周围环境的美观度，吸引游客前来观赏和游玩。 四、节约成本 生态浮床是一种低成本、高效益的河湖治理技术。相比传统的河湖治理方法，生态浮床不需要大量的人力、物力和财力投入，能够节约治理成本，提高治理效益。 情境应用 1.(2024·江西高三期末)浮水植物、挺水植物和生态浮床上的植物都能为微生物提供附着基质和栖息场所，这有助于微生物对污染水体中有机营养物质的降解。科研人员挑选当地的挺水植物和浮水植物栽种在湖边，设置在湖中央的生态浮床上也选用当地的净化能力较强的植物，以此对有机污染的湖泊进行修复(如图)。修复前，浮游植物占优势，修复后，浮水植物、挺水植物和生态浮床植物占优势。下列相关叙述错误的是(　　) A.若不进行人工干预，则该湖泊很可能会发生严重的水华现象 B.修复前挑选合适植物，主要遵循生态工程的循环原理 C.浮床植物可定期收割，用于喂养牲畜，实现自然和经济的双赢 D.该湖泊生态系统在修复的过程中，生物群落在发生着次生演替 答案：B 解析：湖泊被有机物污染，有机物被微生物降解会产生大量N、P等元素，因而引起藻类等浮游植物大量繁殖，从而出现水华现象，A项正确；修复前挑选合适的植物，主要遵循生态工程的自生原理和协调原理，B项错误；浮床植物可以修复有机污染的湖泊，也能带来经济效益，C项正确；该湖泊生态系统在修复的过程中，优势物种在发生更迭，即生物群落在发生着次生演替，D项正确。 2.(2024·广东湛江模拟)生态浮床技术是一个综合了物理、化学、生物方法的水环境原位生态修复过程，它利用水生植物及根系微生物吸收N、P等元素，同时可降解有机物和重金属，并以收获植物体形式将其搬离水体，保护水体生态环境。下图为某湖泊应用生态浮床技术的示意图，请回答相关问题： (1)流入该立体生态浮床的总能量是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。 水生植物同化的能量中流向分解者的部分包括残枝落叶中的能量和　　　　。  (2)生态浮床既能净化水质、抑制藻类繁殖，防止水华，又能美化景观，这体现了生物多样性的　　　　　　　　　　　　价值。生态浮床能抑制藻类繁殖的原因有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两点)。  (3)生态浮床上的植物可供鸟类筑巢，下部根系形成鱼类和水生昆虫栖息环境，这体现了群落的　　　　结构，群落中这种结构的意义是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案：(1)水生植物固定的太阳能和污水中有机物所含的能量　初级消费者粪便中的能量　(2)间接价值和直接　浮床上的植物根系可吸收水中的N、P等元素，减少营养物质来源；浮床遮蔽部分光线，藻类的光合作用减弱　(3)垂直　提高群落对环境资源的利用能力 解析：(1)根据题图可知，流入该立体生态浮床的总能量有水生植物固定的太阳能和污水中有机物所含的能量，水生植物同化的能量中流向分解者的部分包括残枝落叶中的能量，还有本身被初级消费者摄入，但是未被同化的能量，也就是初级消费者粪便中的能量。(2)生态浮床的净化水质、防止水华的作用属于生物多样性的间接价值；生物多样性的直接价值指供人类食用、药用和工业原料的实用意义，以及旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义，生态浮床的美化环境的价值属于生物多样性的直接价值。生态浮床之所以能抑制藻类繁殖，是由于浮床上的植物根系可吸收水中的N、P等元素，减少营养物质来源；浮床还遮蔽部分光线，导致藻类的光合作用减弱。(3)生态浮床上的植物可供鸟类筑巢，下部根系为鱼类和水生昆虫提供了栖息场所，表现为垂直分层现象，属于群落的垂直结构。群落的垂直结构可以提高群落对环境资源的利用能力。 3.(2024·四川德阳二模)随着人口增长和工业发展，城市河流中含碳有机物、无机盐(包括铵盐、磷酸盐以及重金属盐等)的污染也日益严重，某城市采用立体生态浮床技术来净化河流水质，浮床示意图如下。请回答下列问题： (1)立体生态浮床通过在浮床植物下方布置人工介质、放养水生动物，增加了生态系统的　　　　多样性，生态浮床技术能起到净化水质、防治水华的作用，这体现了生物多样性的　　　　价值。  (2)统计被污染湖泊中动物、植物和微生物的种类及数量，属于在　　　　(填“个体”“种群”或“群落”)水平的调查，研究自然水域物种之间的关系和物种丰富度有利于指导渔业生产，物种丰富度是指　　　　　　　　　　　。  (3)在净化河流水质时，上层水生植物的作用是　　　　　　　　。有人提出可在上层的水生植物层种植蔬菜。你认为该建议是否可行，并说明理由：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。 答案：(1)物种　间接　(2)群落　一个群落中的物种数目　(3)吸收水中的无机盐　不可行，因为水体中的重金属盐被蔬菜吸收后不能被降解，人食用后会在人体内富集，有害健康　 解析：(1)立体生态浮床通过在浮床植物下方布置人工介质、放养水生动物，增加了生态系统的物种多样性，生态浮床技术能起到净化水质、防治水华的作用，这体现了生物多样性的间接价值。(2)研究群落可以研究群落的物种组成、群落的种间关系、群落的结构等，统计被污染湖泊中动物、植物和微生物的种类及数量，属于在群落水平的调查。物种丰富度是指一个群落中的物种数目。(3)在净化河流水质时，上层水生植物具有吸收水中的无机盐的作用，由于水体中的重金属盐被蔬菜吸收后不能被降解，人食用后会在人体内富集，有害健康，所以不宜在上层的水生植物层种植蔬菜。 4.(2024·山东泰安二模)2024年世界湿地日的主题为“湿地与人类福祉”。修复湿地不仅保护生态环境，也能够改善民生、助力减贫，对人类生存和发展至关重要。请回答下列问题： (1)某研究小组借助空中拍照技术调查某湿地地面活动的某种动物种群的数量，主要操作流程是选取样方、空中拍照、识别照片中该种动物并计数。与标记重捕法相比，上述调查方法的优势有　　　　　　　　　　　　　(答出两点即可)。已知调查区域总面积为S，样方面积为m，样方内平均个体数为n，则该区域的种群数量可表示为　　　　。  (2)互花米草是外来入侵植物，严重威胁滨海湿地生态系统。“生物替代”是根据群落演替的规律，由本地物种取代外来入侵植物的一种生态防治技术。有人认为，不能用芦苇通过生物替代的方法来治理互花米草。结合下图信息分析，能支持该观点的证据是　　　　　　　　　　　　　　　　。在滨海湿地修复过程中，通常选择净化能力强的多种水生植物，使它们形成互利共存关系，这体现了生态工程的　　　　原理。  (3)研究发现，在逆境胁迫下，植物会产生大量活性氧导致细胞内的膜结构损伤，超氧化物歧化酶(SOD)等活性氧清除剂能够维持体内活性氧的平衡。为探究互花米草适应滨海湿地的原因，研究人员对生活在不同盐浓度下互花米草叶片和根中的SOD活性进行了检测，结果如图。据图分析，叶片与根部SOD活性随盐浓度的变化不同，根部SOD活性变化是　　　　　　　　　　　，试分析互花米草适应滨海湿地环境的可能机制是　　　　　　　　　　　　　　。  (4)研究人员利用生态浮床技术(浮于水面上种植植物的床体，植物根系能吸收水体中的污染物质)，对某滨海湿地镉、汞污染进行了有效治理。有人提议，浮床中的水生植物可以用于制作家畜饲料，以提高该系统的经济效益，请结合所学知识分析，该提议　　　　(填“可行”或“不可行”)，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案：(1)对野生动物的不良影响小、调查周期短、操作简便等　(S×n)/m　(2)在接近海洋区域，互花米草分布广泛，而几乎没有芦苇生长，且芦苇的耐盐度低于互花米草　自生　(3)先升高后下降　产生较多的SOD，及时清除细胞内产生的过多活性氧　(4)不可行　重金属难以被机体代谢出去，会沿食物链富集，对家畜和人的健康产生危害 解析：(1)某研究小组借助空中拍照技术调查某湿地地面活动的某种动物的种群数量，主要操作流程是选取样方、空中拍照、识别照片中该种动物并计数。标记重捕法需要捕捉动物并进行标记，并且还需要重捕，所以与标记重捕法相比，上述调查方法的优势有对野生动物的不良影响小、调查周期短、操作简便等。已知调查区域总面积为S，样方面积为m，样方内平均个体数为n，则种群密度为n/m，该区域的种群数量可表示为(S×n)/m。(2)由图片信息可知，靠近海洋的区域有互花米草分布，而没有芦苇，推测芦苇的耐盐度低于互花米草，不能用芦苇通过生物替代的方法来治理互花米草。“在滨海湿地修复过程中，通常选择净化能力强的多种水生植物，使它们形成互利共存关系”，生物之间通过各种相互作用(特别是种间关系)进行自组织，实现系统结构与功能的协调，形成有序的整体，体现了生态工程的自生原理。(3)根据图中折线可知，随着盐浓度增加，根部的SOD活性先升高后下降。由题干“在逆境胁迫下，植物会产生大量活性氧导致细胞内的膜结构损伤，超氧化物歧化酶(SOD)等活性氧清除剂能够维持体内活性氧的平衡”，结合折线图，推测互花米草适应滨海湿地环境可能是因为产生较多的SOD，及时清除细胞内产生的过多活性氧。(4)由于生态浮床中的水生植物根系吸收水体中的镉、汞，重金属难以被机体代谢出去，会沿食物链富集，对家畜和人的健康产生危害，所以不能作为家畜饲料。 学科网（北京）股份有限公司 $