重难点03 生态系统的“能量流动地图”(期末真题汇编)高二生物上学期人教版
2025-11-11
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内容正文:
重难点03 生态系统的“能量流动地图”
一、单选题
1.(24-25高二上·河北唐山·期末)如图所示为一个小型人工生态农场的模式图以及该小型人工生态农场中农作物和鸡的部分能量值(单位:104kJ)。请根据图和表格分析,下列说法错误的是( )
项目
净同化量(同化量 - 呼吸消耗量)
呼吸消耗量
流向分解者
未利用
农作物
110
75
21
58
鸡
7
10
1
3
A.该小型生态系统的结构包括非生物成分、生物成分及它们之间形成的营养结构
B.该生态系统中第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为 9.2%
C.该小型生态系统通过食物网流向人的能量值为 1.7×105kJ
D.在未利用的能量中,下一年流向分解者部分小于 6.1×105kJ
【答案】B
【分析】在生态系统中,输入到每个营养级的能量为该营养级的同化量,其去路有:用于自身呼吸作用的消耗,用于自身生长、发育和繁殖等生命活动。用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量,其去向有:流向下一营养级(最高营养级除外),流向分解者,未被利用的能量。能量在相邻两个营养级之间的传递效率=(下一营养级的同化量÷上一营养级的同化量)×100%。
【详解】A、该小型生态系统的结构包括生态系统的组成成分(包括生物成分和非生物成分)、食物链和食物网(营养结构),A正确;
B、由表中信息可知:第一营养级(农作物)的同化量为(110+75)×104kJ=1.85×106kJ,人和鸡都属于第二营养级,第二营养级的同化量为(110-21-58)×104kJ=3.1×105kJ,因此该生态系统中第一营养级到第二营养级的能量传递效率为[(3.1×105kJ)÷(1.85×106kJ)]×100%≈16.7%,B错误;
C、由表中信息可知:人从农作物中获取的能量为[(110-21-58)-(10+7)]×104kJ =14×104kJ,人从鸡中获取的能量是(7-1-3)×104kJ =3×104KJ,所以该小型生态系统通过食物网流向人的能量值为14×104kJ+3×104KJ =1.7×105kJ,C正确;
D、表中未利用能量共有(58+3)×104kJ= 6.1×105kJ,这些未利用的能量下一年可以流向分解者,也可以流向下一个营养级或用于自身呼吸作用的消耗,因此下一年流向分解者部分肯定小于 6.1×105kJ,D正确。
故选B。
2.(24-25高二上·四川遂宁·期末)图1表示某生态系统中能量流动简图,A、B、C、D表示生态系统的组成成分。图2代表其中捕食者与被捕食者种群数量变化的关系,图2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。以下说法正确的是( )
A.图1中能量在第一营养级和第二营养级间传递效率约为10%
B.若人为操纵图1生态系统的营养结构,可提高能量传递效率
C.图2能量流动方向可能是甲→乙→丙,也可能是丙→乙→甲
D.图1中D所处的营养级,可能与图2中乙所处的营养级相同
【答案】D
【分析】能量流动是指生态系统能量的输入、传递、转化和散失的过程。能量流动的途径是沿着食物链和食物网传递的。能量流动的特点是:单向流动,逐级递减的,相邻两个营养级之间的传递效率通常为10%~20%之间,相邻两个营养级的传递效率=能量传递效率=下一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100%。
【详解】A、根据图1的能量流动关系,可知A是生产者、D是初级消费者、C是次级消费者、B是分解者,生产者是第一营养级,初级消费者是第二营养级,之间的传递效率为1.5×106/7.5×106×100%=20%,A错误;
B、根据生态系统的能量流动,调整生态系统营养结构有利于调整能量流动方向,使能量持续高效地流向对人类有益的部分,提高能量的利用率,但是不能改变能量传递效率,B错误;
C、分析图2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;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,能量流动方向为单向传递,C错误;
D、由图2可知乙捕食甲,若甲是第一营养级时,乙可以作为第二营养级,即图1中D所代表的的营养级,D正确。
故选D。
3.(24-25高二上·山西朔州怀仁大地学校·期末)“浮游植物→脉红螺→大天鹅”是某水域中一条食物链,其中能量流经脉红螺、大天鹅的示意图如图所示,数字表示能量值,单位是kJ/(m2·a)。下列叙述正确的是( )
A.图中A表示脉红螺用于生长、发育和繁殖的能量
B.脉红螺粪便中的能量属于其同化量中流向分解者的能量
C.图中脉红螺的摄入量为6600kJ/(m2·a)
D.图中能量从第二营养级传递到第三营养级的效率约为16.1%
【答案】C
【分析】题图分析:A表示脉红螺的同化量,B表示用于生长、发育和繁殖的能量。
【详解】A、脉红螺的摄入量减去粪便中的能量=A,表示脉红螺同化的能量,A错误;
B、脉红螺粪便中的能量属于上一营养级(即浮游植物)中的同化量中流向分解者的能量,B错误;
C、据图可知,脉红螺的摄入量=粪便中的能量+呼吸作用散失的能量+用于生长、发育和繁殖的能量=350+3265+2985=6600kJ/(m2·a),C正确;
D、据图可知,第三营养级大天鹅的摄入量=1007kJ/(m2·a),但同化量未知,因此无法计算能量从第二营养级传递到第三营养级的效率,D错误。
故选C。
4.(24-25高二上·北京通州区·期末)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。下列说法不正确的是( )
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流入下一营养级的能量小于15%
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.该生态系统中的能量在不同营养级之间单向流动,逐级递减
【答案】A
【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、由题意可知,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,所以流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能以及来自陆地的植物残体中的能量之和,即90×105+42×105=132×105J/(m2·a),A错误;
B、生产者固定能量为90×105J/(m2·a),初级消费者同化能量为13.5×105J/(m2·a),生产者流入下一营养级(初级消费者)的能量传递效率为(13.5×105)/(90×105)×100%=15%,但初级消费者同化的能量还来自陆地的植物残体,所以该生态系统的生产者流入下一营养级的能量小于15%,B正确;
C、初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量=初级消费者同化的能量-初级消费者呼吸消耗的能量,即13.5×105-3×105=10.5×105J/(m2·a),C正确;
D、生态系统中的能量流动特点就是在不同营养级之间单向流动、逐级递减,D正确。
故选A。
5.(24-25高二上·河北邯郸·期末)为研究稻虾共作对稻田杂草的影响,农业技术人员对环境、大小相同的稻田进行不同处理,50天后检测对不同杂草(稗草、鸭舌草)的防治效果,结果如下表所示。下列叙述错误的是( )
不处理
人工除草
施用化学除草剂
稻虾共作
稗草
0
34.2
27.51
95.69
鸭舌草
0
51.05
69.81
79.20
注:防治效果=(不处理组杂草密度一处理组杂草密度)/不处理组杂草密度×100%
A.稻虾共作模式的稻田自我调节能力增强,该调节的基础是负反馈调节
B.稻虾共作模式下,虾在生态系统中的主要作用是加快物质循环
C.虾的排泄物为微生物和水稻提供物质和能量
D.结果表明稻虾共作能有效防治杂草,且防治效果优于人工除草和化学除草剂
【答案】C
【分析】生态系统的结构包括生态系统的成分和食物链、食物网两部分。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。食物链和食物网是生态系统的营养结构。
【详解】A、自我调节能力的基础是负反馈调节,A正确;
B、与水稻共作的虾作为消费者在生态系统中的作用主要是加快物质循环,B正确;
C、虾的排泄物能为水稻提供物质,但不能提供能量,C错误;
D、分析题表数据可知,与不处理相比,人工除草、施用化学除草剂和稻虾共作均起到一定的防治效果,其中稻虾共作对稗草、鸭舌草的防治效果最好,D正确。
故选C。
6.(24-25高二上·河南商丘·期末)如图是某森林生态系统中的食物网结构示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.该食物网不包含分解者,每种生物只占有一个营养级
B.能量流动具有逐级递减的特点,故该生态系统最多有8个营养级
C.若丙由于某种原因大量减少,则乙的数量在短期内会大量减少
D.若将该食物网各营养级的能量绘制成金字塔,则甲位于丁上方
【答案】C
【分析】题图分析:该食物网中共有4条食物链,即生产者→甲→乙→戊、生产者→甲→乙→丁→戊、生产者→甲→丙→戊、生产者→甲→丙→丁→戊。
【详解】A、食物链和食物网中不包含分解者,该食物网中的戊占据两个营养级,A错误;
B、由于能量流动具有逐级递减的特点,生态系统一般不超过5个营养级,故该食物网最多有5个营养级,B错误;
C、乙丙均可被丁和戊捕食,若丙大量减少,短期内丁和戊数量相对稳定,对乙的捕食压力会明显增大,故乙的数量在短期内会大量减少,C正确;
D、若将该食物网各营养级的能量绘制成金字塔,则营养级低含有能量更多,位于金字塔下方,即甲应位于丁下方,D错误。
故选C。
7.(24-25高二上·江苏句容·期末)下图是该生态系统内能量流动的示意图[单位为kJ/(m2·a)],据图回答错误的是( )
A.碳元素从生物群落到非生物环境的途径为各类生物的呼吸作用
B.图中A代表该生态系统内生物群落呼吸作用散失的能量总和
C.碳元素在该生物群落内部以含碳有机物的形式传递
D.肉食性动物同化的能量为,能量从生产者传递到植食动物的效率为12.73%
【答案】A
【分析】1、生态系统能量的来源:①生产者的能量主要来自太阳能;②其余各营养级的能量来自上一营养级所同化的能量。
2、生态系统的能量去路:①自身呼吸消耗;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。
3、消费者同化能量=呼吸消耗+分解者分解利用+下一营养级同化+未被利用。
【详解】A、从生物群落回到无机环境是通过各种生物的细胞呼吸,通过化石、燃料燃烧、火山喷发等释放到无机环境,A错误;
B、图中 A 代表的是该生态系统内生物群落呼吸作用散失的能量总和。生产者、植食动物、肉食动物等生物通过呼吸作用,会将一部分能量以热能的形式散失到环境中,这些散失的能量总和就是 A 所代表的部分,B正确;
C、碳元素在生物群落内部,是通过食物链和食物网进行传递的,食物链中生物之间的物质传递是以含碳有机物的形式进行的,例如生产者制造的含碳有机物被植食动物取食,植食动物又被肉食动物捕食等,C正确;
D、肉食性动物同化的总能量为(0.05+0.25+2.1+5.1)× 103 kJ /(m2·a )=7.5×103 kJ /(m2·a),其中人工输入的有机物能量为5×103 kJ /(m2·a ),植食性动物同化的能量为(7.5-5+4+9+0.5-2)×103 kJ /(m2·a )=14×103 kJ /(m2·a ),生产者同化的能量为(70+23+3+14)×103 kJ /(m2·a )=110×103 kJ /(m2·a ),能量从生产者传递到植食动物的效率为14×103 ÷(110×103)≈12.73%,D正确。
故选A。
8.(24-25高二上·江苏盐城东台·期末)黄山国家森林公园生态系统中存在食物链“马尾松→松毛虫→灰喜鹊”,下图表示松毛虫摄入能量的流动方向,下列相关叙述正确的是( )
A.该食物链中的生物在数量上呈正金字塔型
B.图中B表示用于松毛虫生长、发育、繁殖的能量
C.流经该生态系统的总能量是照射到该区域的全部太阳能
D.若迁走全部灰喜鹊,松毛虫的种群数量将呈“J”型增长
【答案】B
【分析】据图分析,A表示松毛虫同化量;B表示松毛虫用于生长、发育和繁殖;C表示松毛虫粪便量;D表示松毛虫的遗体和残骸中的能量;E表示灰喜鹊同化量;F表示灰喜鹊的粪便量。
【详解】A、该食物链中的生物在能量上呈正金字塔型,而数量上松毛虫的数量多于马尾松,不呈现正金字塔形,A错误;
B、据图分析,松毛虫的同化量是A,同化量一部分用于自身呼吸作用,一部分用于松毛虫生长、发育、繁殖,故B表示用于松毛虫生长、发育、繁殖的能量,B正确;
C、流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能,C错误;
D、若迁走全部灰喜鹊,但由于资源和空间是有限的,松毛虫的种群数量将呈现“S”型曲线,D错误。
故选B。
9.(24-25高一上·河北邢台·期末)某生态系统部分营养成分之间的关系及营养级的部分能量值(单位:J·m-2·a-1)如图。下列叙述错误的是( )
A.草食性动物粪便中的能量有0.3×109
B.正常情况下,肉食性动物②同化量最大为4.5×106
C.利用肉食性动物粪便作为沼气池原料,可提高能量利用率
D.草→草食性动物→肉食性动物①→肉食性动物②是含有四个营养级的食物链
【答案】D
【分析】每一营养级(最高营养级除外)能量的去向包括:①自身呼吸消耗;②流向下一个营养级;③被分解者分解利用;④未被利用。
【详解】A、草食性动物粪便中含有的能量=摄入量-同化量=1.05×109-7.50×108=0.3×109,A正确;
B、正常情况下,能量传递效率最大为20%,所以肉食性动物②同化量最大为2.25×107×20%=4.5×106,B正确;
C、利用肉食性动物粪便作为沼气池原料粪便可以作为沼气池的原料等事实说明,该人工生态系统实现了能量的多级利用,从而大大提高了能量的利用率,又避免了环境污染,C正确;
D、草食性动物与肉食性动物都不止一种,因此此食物链不一定含有四个营养级,D错误。
故选D。
10.(24-25高二上·河南洛阳·期末)生态学家对一个天然湖泊(赛达伯格湖)的能量流动进行了定量分析,结果如图所示。下列分析正确的是( )
A.“464.6≈14.6+122.6+327.3”说明该生态系统的能量输入与输出基本平衡
B.“12.6÷464.6”是能量传递效率,“62.8-18.8”是植食性动物同化的能量
C.该生态系统的“293→29.3→5.0”构成一条食物链,说明能量流动是单向逐级递减的
D.若该生态系统中某种杂食性鱼的食物有1/2来自植物,1/2来自植食性鱼类,如果该杂食性鱼获得10kJ能量,能量传递效率按10%计算,则需要植物固定550kJ的能量
【答案】D
【分析】1、图示为生态系统的能量流动示意图,每一营养级能量的去路:①流向下一营养级(最高营养级除外),②自身呼吸消耗,③分解者分解利用,④未被利用。2、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%。
【详解】A、输入该湖泊生态系统的能量有一部分未利用,说明有能量盈余,即能量输入大于能量输出,A错误;
B、62.8是植食性动物同化的能量,“62.8-18.8”是植食性动物用于生长发育和繁殖的能量,B错误;
C、食物链是由生产者和消费者组成的,293、29.3、5.0分别表示的是未利用的能量数值,不是生物,不能构成食物链,C错误;
D、若该生态系统中某种杂食性鱼的食物有1/2来自植物,1/2来自植食性鱼类,如果该杂食性鱼获得10kJ能量,能量传递效率按10%计算,则需要植物固定10×1/2÷10%÷10%+10×1/2÷10%=550 kJ的能量,D正确。
故选D。
11.(24-25高二上·四川宜宾普通高中·期末)如表所示是某天然生态系统中两个营养级在某段时间内能量流动的相关数据(单位:×109kJ),下列分析错误的是( )
项目
用于生长、发育和繁殖
呼吸作用散失
流向分解者
未利用
生产者
?
445
711
0
植食性动物
268
732
125
30
A.由于捕食关系一般不可逆转,所以能量流动是单向的
B.第二、三营养级之间的能量传递效率是11.3%
C.植食性动物粪便中储存的能量值是表中的125×109kJ
D.生产者用于生长、发育和繁殖的能量值为1711×109kJ
【答案】C
【分析】摄入量=同化量+粪便中的能量;同化量=用于生长、发育和繁殖的能量+呼吸作用消耗的能量;用于生长,发育和繁殖的能量=分解者利用的能量+下一个营养级同化量=同化量-呼吸作用消耗的能量。
【详解】A、由于捕食关系具有不可逆转性,因此能量流动也是单向的,即从低营养级流向高营养级,直至传递到生态系统的各个角落,A正确;
B、第二营养级同化的能量是732+268=1000(×109kJ),第三营养级同化的能量是268-125-30=113(×109kJ),故第二、三营养级之间的能量传递效率是11.3%,B正确;
C、植食性动物粪便中储存的能量属于生产者同化量中流向分解者的能量中的一部分,不是该营养级流向分解者的能量,C错误;
D、用于生长、发育和繁殖的能量主要包括流向下一营养级、流向分解者和未被利用,生产者用于生长、发育和繁殖的能量值为732+268+711=1711(×109kJ),D正确。
故选C。
12.(24-25高二上·山东德州·期末)某一营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量在该营养级同化能量中所占的比例,称为生长效率。某生态系统中能量流动情况如图所示,a~h表示能量。下列说法正确的是( )
A.图中仅包含一条食物链
B.流经该生态系统的总能量为a
C.第二营养级的生长效率可表示为(b-e)/b
D.第二、三营养级间的能量传递效率为(c+h)/b
【答案】C
【分析】能量传递效率=(这一营养级同化量/上一营养级同化量)×100%。
【详解】A、处于同一营养级的生物可能不止一种,因此图中可能包含多条食物链,A错误;
B、流经该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和人工输入的能量,因此是a+g+h,B错误;
C、第二营养级的生长效率=(第二营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量/第二营养级同化的能量)×100%,第二营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量=同化量-呼吸作用散失的能量即b-e,因此第二营养级的生长效率可表示为(b-e)/b×100%,C正确;
D、第二、三营养级间的能量传递效率为第三营养级固定上一级的同化量÷第二营养级的同化量×100%=c/b×100%,D错误。
故选C。
13.(24-25高二上·陕西金太阳多校联考·期末)某稳定的鱼塘生态系统中的食物网如图所示,其中鲈鱼为主要经济鱼类。下列说法错误的是( )
A.在食物网中,太阳鱼处于第三、第四营养级
B.太阳鱼与捕食性双翅目幼虫的关系为捕食和种间竞争
C.诱捕捕食性双翅目幼虫可能会提高鲈鱼的产量
D.消除甲壳类会提高该生态系统的抵抗力稳定性
【答案】D
【分析】在一定空间内,由生物群落和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。生态系统的结构包括生态系统的组成成分、食物链和食物网。
【详解】A、据图可知,太阳鱼参与构成的食物链有:藻类甲壳类太阳鱼鲈鱼人类;藻类甲壳类捕食鱼双翅目幼虫太阳鱼鲈鱼人类;藻类甲壳类太阳鱼人类;藻类甲壳类捕食鱼双翅目幼虫太阳鱼人类;藻类红色蠕虫太阳鱼人类;藻类红色蠕虫太阳鱼鲈鱼人类,在上述食物链中,太阳鱼处于第三、第四营养级,A正确;
B、在一条食物链上,太阳鱼以捕食性双翅目幼虫为食,两者属于捕食关系;太阳鱼与捕食性双翅目幼虫都以甲壳类为食,两者属于种间竞争关系,B正确;
C、诱捕捕食性双翅目幼虫,可缩短食物链,从而使更多的能量流向鲈鱼,进而提高鲈鱼的产量,C正确;
D、甲壳类是多种生物的食物来源,消除甲壳类会破坏食物网的复杂性,减少生物种类和数量,从而降低生态系统的抵抗力稳定性,D错误。
故选D。
14.(24-25高二上·四川乐山普通高中·期末)下图为某红松人工林能量流动的调查结果。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,下列叙述错误的是( )
注:绿色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是生产者光合作用固定的能量
B.E1是生产者生长发育繁殖的能量
C.E2属于生态系统暂未利用的能量
D.E3产生过程是物质循环必要环节
【答案】C
【分析】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。如果初级消费者被次级消费者捕食,能量就流入了第三营养级。
【详解】A、据图可知,E是生产者光合作用固定的太阳能,A正确;
B、由题意可知,绿色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。E2属于呼吸作用散失的热能,因此E1为生产者的净生产量,即E1是生产者生长、发育、繁殖的能量,B正确;
C、E2属于呼吸作用散失的热能,C错误;
D、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正确。
故选C。
15.(24-25高二上·北京丰台区·期末)科学家在某荒地对一条由植物、田鼠、鼬组成的食物链进行了能量流动分析,数据如下图所示,下列相关叙述错误的是
A.生产者固定的总能量为
B.田鼠同化的能量仅有极少部分流向鼬,因此鼬的数量较少
C.其他植食性动物也可以同化第一营养级固定的能量
D.该过程能够体现能量的输入、传递、转化以及散失
【答案】A
【分析】1、某一营养级(最高营养级除外)能量的去向:自身呼吸消耗、流向下一个营养级、被分解者分解利用、未被利用。2、能量传递效率=下一营养级的同化量÷上一营养级的同化量×100%。
【详解】A、生产者固定的总能量为 248280× 10 3 k J / ( hm 2 · a),A错误;
B、田鼠同化的能量是736.9×10 3 k J / ( hm 2 · a),呼吸的能量为711.76×10 3 k J / ( hm 2 · a),显然呼吸的能量占据了大部分,仅有极少部分流向鼬,为23.3×10 3 k J / ( hm 2 · a),因此鼬的数量较少,B正确;
C、第一营养级固定的能量可以流向许多植食性动物,不一定只有图中的田鼠,C正确;
D、该过程是对一条由植物、田鼠、鼬组成的食物链进行了能量流动分析,能够体现能量的输入、传递、转化以及散失,符合能量流动的定义,D正确。
故选A。
二、多选题
16.(24-25高二上·山东潍坊·期末)某生态系统只有一条食物链,三个种群各占据不同营养级,该生态系统一年内能量流动统计的部分数据如下图所示。下列说法正确的是( )
A.种群Ⅲ流向分解者的能量约为4×105kJ
B.第二营养级到第三营养级的能量传递效率为20%
C.种群I的同化量等于呼吸消耗、未利用和流向分解者的能量之和
D.种群Ⅱ用于呼吸作用的能量约为5.45×107kJ
【答案】AB
【分析】1、生态系统中能量流动的特点是:单向流动、逐级递减。 2、能量去路: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: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。
【详解】A、根据图中种群的同化量可知,三个种群的能量流动关系为II→I→III,种群Ⅲ流向分解者的能量为(3-1.1-1.5)×106=4×105kJ,A正确;
B、第二营养级到第三营养级的能量传递效率是两个营养级同化量的比值,即(3×106)÷(15×106)×100%=20%,B正确;
C、种群Ⅰ的同化量等于呼吸消耗、未利用、流向分解者和流入下一营养级的能量之和,C错误;
D、种群Ⅱ同化的能量=呼吸消耗的能量+被种群Ⅰ同化的能量+被分解者分解的能量+未被利用的能量,根据图中数据可知,种群Ⅱ全部生物的呼吸消耗的能量+被分解者分解的能量=(111-15-41.5)×106=5.45×107kJ,因此种群Ⅱ用于呼吸作用和流入分解者的能量之和约为 5.45×107kJ,D选项说法错误,D错误。
故选AB。
17.(24-25高二上·湖南长沙周南中学·期末)长白山地区稻田很好地形成了“四周种芋头、空中频灯诱、禾间天敌吃、禾下养蛙鳅”的共养体系。如图为该共养体系的能量流动示意图,字母代表能量值,其中a2、b3、d1、d2表示同化量。下列叙述不正确的是( )
A.该共养体系物种丰富度增加,提高了稻田生态系统的稳定性和生产力
B.“空中频灯诱”是利用物理信息对害虫进行生物防治
C.第二营养级和第三营养级之间的能量传递效率为b3/(b1+b2+b3+d1)×100%
D.两种植食性动物之间的种间竞争,一定会导致它们的生态位发生分化
【答案】CD
【分析】生态系统的稳定性
1、概念:生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力;
2、生态系统之所以能维持相对稳定,是由于生态系统具有自我调节能力。生态系统自我调节能力的。基础是负反馈。物种数目越多,营养结构越复杂,自我调节能力越大;
3、生态系统的稳定性具有相对性。当受到大规模干扰或外界压力超过该生态系统自身更新和自我调节能力时,便可能导致生态系统稳定性的破坏、甚至引发系统崩溃;
4、生态系统的稳定性:包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。生态系统成分越单纯,结构越简单抵抗力稳定性越低,反之亦然。草原生态系统恢复力稳定性较强,草地破坏后能恢复,而森林恢复很困难。抵抗力稳定性强的生态系统,它的恢复力稳定就弱。
【详解】A、物种丰富度增加意味着生态系统的营养结构更复杂,复杂的营养结构能够提高生态系统的自我调节能力,从而提高稳定性,并且通过各种生物之间的相互作用(如共养体系中的互利共生等)能够提高生产力,A 正确;
B、利用生态系统中的信息传递在生态系统中的作用来控制有害生物的数量,这属于生物防治 ,“空中频灯诱”是利用物理信息对害虫进行生物防治,B正确;
C、图中,第二营养级同化的能量为a2 +d1,第三营养级从第二营养级同化的能量为b3,因此第二营养级和第三营养级之间的能量传递效率为b3 /( a2 +d1)×100%,C错误;
D、两种植食性动物之间的种间竞争,不一定会导致它们的生态位发生改变,有可能达到一种相对稳定的共存状态,D错误。
故选CD。
18.(24-25高二上·湖南炎德英才名校联合体·期末)我国长江口水域生态系统能量流动简图如下,图中数字为能量数值,单位t/(km2⋅a),据图判断以下分析正确的是( )
A.第二营养级同化的能量大部分用于呼吸作用消耗,有约501t/(km2⋅a)用于生长、发育和繁殖
B.该生态系统中碳元素可通过第二营养级对有机碎屑的利用实现循环
C.有机碎屑中的部分能量也能通过分解者的分解作用和呼吸作用而散失
D.第三营养级生物与第四营养级生物间的信息转递能影响两者间的能量传递效率
【答案】ACD
【分析】一般情况下,流入生态系统的总能量指生态系统里所有的生产者固定的能量, 能量在沿食物链传递的平均效率为10%-20%,即一个营养级中的能量只有10%-20%的能量被下一个营养级所利用。
【详解】A、营养级同化的能量一部分用于呼吸作用消耗,另一部分用于生长、发育和繁殖,用第二营养级同化量1323.1减去呼吸量822.1,即可得到用于生长、发育和繁殖的能量为501t/(km2·a),A正确;
B、该生态系统的生产者需要从大气中吸收CO2,各营养级也会通过呼吸作用释放CO2,故不能实现碳元素的循环,而且碳循环具有全球性,B错误;
C、据图所知,有机碎屑中的能量不能完全被第二营养级利用,且生态系统中必有分解者参与有机物的分解利用,C正确;
D、相邻两个营养级生物间存在捕食关系,信息传递能调节种间关系,从而影响相邻两营养级之间的能量传递效率,D正确。
故选ACD。
19.(24-25高二上·山东德州高中五校联考·期末)下图是某草原生态系统部分能量流动示意图,N1~N6表示能量值。下列说法正确的是( )
A.生态系统趋于稳定时,系统内的能量供给依然主要依赖外界
B.N3表示初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量
C.图中蚯蚓属于生态系统中的分解者,是生态系统的基石
D.第一、第二营养级间的能量传递效率可用(N3+N7)/N1×100%表示
【答案】ABD
【分析】两个营养级之间的能量传递效率是指相邻的两个营养级同化量之间的比值。能量传递效率一般为10%~20%。同化量=呼吸消耗+生物自身生长发育繁殖的能量,其中生物自身生长发育繁殖的能量又可以分为流向下一营养级、流向分解者、未被利用,因此营养级的同化量有4个去向:自身呼吸消耗、流向下一营养级、流向分解者、未被利用。
【详解】A、生态系统的能量流动是单向的,生态系统趋于稳定时,系统内的能量供给依然主要依赖外界 ,如阳光,A正确;
B、N2表示初级消费者摄入的能量,N3表示初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量,B正确;
C、生产者是生态系统的基石,C错误;
D、第一营养级同化量为N1,第二营养级的同化量为N3+N7,故第一、二营养级间的能量传递效率可表示为(N3+N7)/N1×100%,D正确。
故选ABD。
20.(24-25高二上·辽宁东北育才学校等五校·期末)某池塘生态系统中,甲、乙、丙三种生物分别属于三个相邻的营养级,三者的数量变化(甲是生产者)如图1所示;该池塘生态系统的能量流动关系如图2所示,其中a2和b3分别为第二、第三营养级从上一营养级同化的能量。下列说法不正确的是( )
A.流入该池塘生态系统的总能量是现有生物拥有的总能量和人工饲料中的总能量
B.图2中第二营养级粪便中的能量属于b2,第三营养级粪便中的能量属于c2
C.该池塘生态系统中第二和第三营养级之间的能量传递效率为×100%
D.乙为初级消费者,处于第二营养级,丙处于第三营养级,且乙和丙的种间关系为捕食
【答案】ABC
【分析】1、能量传递效率计算公式:某一营养级的同化量÷上一营养级的同化量×100%。
2、消费者产生的粪便中能量不属于该营养级同化的能量,它实际上与上一营养级的遗体、残骸一样,属于上一营养级的同化量的一部分,要通过分解者的分解作用释放出来。
【详解】A、流入该池塘生态系统的总能量是生产者固定的总能量和人工饲料中的总能量,A错误;
B、某营养级粪便中的能量是其没有同化的能量,属于上一营养级同化的能量,因此图2中第二营养级粪便中的能量属于a3,第三营养级粪便中的能量属于b2,B错误;
C、据题干信息分析可知,a2和b3分别为第二、第三营养级从上一营养级同化的能量,且能量传递效率是指相邻两个营养级的同化量比值,所以该农场中第二和第三营养级之间的能量传递效率为:b3/(a2+d1)×100%,C错误;
D、据图1分析可知,甲是生产者,乙为初级消费者,处于第二营养级,丙处于第三营养级,且乙和丙的种间关系为捕食,D正确。
故选ABC。
21.(24-25高二上·湖南长沙雅礼中学·期末)长白山地区稻田很好地形成了“四周种芋头、空中频灯诱、禾间天敌吃、禾下养蛙鳅”的共养体系。如图为该共养体系的能量流动示意图,字母代表能量值,其中a2、b3、d1、d2表示同化量。下列叙述正确的是( )
A.该共养体系物种丰富度增加,提高了稻田生态系统的稳定性和生产力
B.“空中频灯诱”是利用灯光诱捕害虫,该控制动物危害的方法属于生物防治
C.第二营养级和第三营养级之间的能量传递效率为b3/(b1+b2+b3+d1)×100%
D.两种植食性动物之间的种间竞争,一定会导致它们的生态位发生分化
【答案】AB
【分析】生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递,三者缺一不可;物质循环是生态系统的基础,能量流动是生态系统的动力,信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态。粪便中能量不属于本营养级生物的同化量,来自食物,属于饲料中被该营养级摄入但未被同化的部分。
【详解】A、物种丰富度增加意味着生态系统的营养结构更复杂,复杂的营养结构能够提高生态系统的自我调节能力,从而提高稳定性,并且通过各种生物之间的相互作用能够提高生产力,A 正确;
B、利用生态系统中的信息传递在生态系统中的作用来控制有害生物的数量,这属于生物防治 ,“空中频灯诱”是利用物理信息对害虫进行生物防治,B正确;
C、图中,第二营养级同化的能量为a2 +d1,第三营养级从第二营养级同化的能量为b3,因此第二营养级和第三营养级之间的能量传递效率为b3 /( a2 +d1)×100%,C错误;
D、两种植食性动物之间的种间竞争,不一定会导致它们的生态位发生改变,有可能达到一种相对稳定的共存状态,D错误。
故选AB。
22.(24-25高二上·河北张家口·期末)如图是某湖泊生态系统在一年之内的能量流动情况[单位:103kJ/(m2·a)]。下列相关叙述正确的是( )
A.流经该生态系统的总能量为1.926×106kJ/(m2·a)
B.若大型肉食性鱼多获得1kJ能量,则需多消耗藻类300kJ能量
C.若发生重金属污染,则小型肉食性鱼体内重金属含量比大型肉食性鱼高
D.第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为13.43%
【答案】AD
【分析】能量流动的相关计算为:摄入的能量有两个去向:同化量+粪便量(粪便量属于上一个营养级流向分解者的能量)。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。
【详解】A、流经该生态系统的总能量为生产者固定的能量,即为1200+91+300+15+50+45+225=1.926×106kJ/(m2•a),A正确;
B、第一营养级同化的能量为1.926×106kJ/(m2•a),第二营养级同化的能量为(15+50+45+225)×103 =335×103kJ/(m2•a),故第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率约为(335×103)/(1926×103) ×100%≈17.39%,第三营养级同化的能量为45×103kJ/(m2•a),第二营养级和第三营养级之间的能量传递效率约为(45×103)/(335×103)×100%≈13.43%,第四营养级同化的能量为(4.8+1.0+0.2)×103kJ/(m2•a)=6.0×103kJ/(m2•a),第三营养级和第四营养级之间的能量传递效率约为(6.0×103)/(45×103) ×100%≈13.33%,故若大型肉食性鱼多获得1kJ能量,则需多消耗生产者(藻类)1/13.33%/13.43%/17.39%≈321×103kJ能量,B错误;
C、重金属在食物链中会随着食物链的传递而积累,处于较高营养级的生物体内重金属含量更高,大型肉食性鱼比小型肉食性鱼营养级高,所以大型肉食性鱼体内重金属含量比小型肉食性鱼高,C错误;
D、第二营养级同化能量为45+50+15+225=335×103kJ/(m2•a),第三营养级同化能量为45×103kJ/(m2•a),所以第二营养级到第三营养级的能量传递效率=(45×103)/(335×103)≈13.43%,D正确。
故选AD。
23.(24-25高二上·吉林长春朝阳区长春外国语学校·期末)科研人员对某生态系统的能量流动情况进行研究,并对各营养级的能量流动情况进行了定量分析。下表中a、b、c表示构成某一食物链的三个营养级,R1、R2为对应的能量值[单位:×103 kJ/(m2·a)]。下列说法正确的是( )
人工输入
的能量
呼吸作用散
失的能量
未被利用
的能量
流向下一营
养级的能量
流向分解
者的能量
a
0
302
733
217
64
b
17
16
R1
4
7
c
48
63
141
R2
22
A.流经该食物链的总能量是a固定太阳能的总量
B.a、b、c分别表示构成某一食物链的第一、第二、第三营养级
C.表中R1、R2代表的能量值分别是29和39
D.第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为14.7%
【答案】CD
【分析】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】A、a是该生态系统的生产者,流经该食物链的总能量是除了生产者固定太阳能的总量外,还有人工输入的能量,A错误;
B、由题表分析,a,b,c的同化量关系为a>c>b,所以三者构成的食物链为a→c→b,所以a、b、c分别表示构成某一食物链的第一、第三、第二营养级,B错误;
C、由于能量流动是逐级递减的,分析图表可知,a是第一营养级、b是第三营养级,c是第二营养级,E是流向分解者的能量,第二营养级的同化量=第一营养级入第二营养级的能量+人工输入的能量=呼吸作用中以热能形式散失的能量+流向下一营养级的能量+未被利用的能量=48+217=63+141+R2+22,则R2=39,同理第三营养级的同化量=R2+17=16+R1+4+7,则R1=29,C正确;
D、第二营养级到第三营养级的能量传递效率=R2(39)÷第三营养级的同化量(217+48)×100%≈14.7%,D正确。
故选CD。
三、解答题
24.(24-25高二上·湖南衡阳衡阳高新技术产业园区衡阳第一中学·期末)保护我国的长江口生态系统对于保护生物多样性、维持生态平衡、实现渔业资源的可持续利用具有重要意义。回答下列问题:
(1)研究人员分析生态系统能量流动的方法如下:首先通过分析动物的胃内容物构建食物网,并划分营养级,再测定 等数据,最终推算出流经各营养级的能量。可以有机物量表示能量,能量可驱动物质循环,反映了能量流动和物质循环的关系为 。
(2)生态系统最重要的指标是总初级生产量/总呼吸量(TPP/TR)。TPP指流入生态系统的总能量,对长江口的渔业生态系统而言,TPP通常包括 。不同时期长江口水域生态系统的TPP与TR如表所示。据表可知,2000年秋至2012年秋,该长江口水域生态系统处于 阶段;据此分析,该阶段,长江口群落中有机物总量的变化趋势是 。
参数
2000年秋
2006年秋
2012年秋
TPP/(t·km-2)
3415.77
1120.50
1400.00
TR/(t·km-2)
615.34
590.05
668.26
注:TPP/TR>1时,生态系统处于发展中;TPP/TR≈1时,生态系统较为稳定。
(3)统计长江口水域生态系统中各种生物的数量关系时,发现沉水植物大量繁殖后,其绿色的大叶片可吸引浮游动物聚集繁殖。结合相关知识分析,蓝细菌、绿藻、硅藻等浮游植物大量繁殖引起水华时,可通过增加沉水植物和挺水植物的数量来治理水华的原因有 (答出两点)。
【答案】(1) 各营养级生物的有机物量 物质是能量的载体,能量流动是物质循环的动力
(2) 生产者所固定的太阳能和投入的饵料中的化学能 发展中 增加
(3)沉水植物可吸引浮游动物聚集繁殖,浮游动物可大量捕食浮游植物,使其数量减少;沉水植物和挺水植物可与浮游植物竞争光照、无机盐等资源,抑制其数量增长
【分析】生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递,三者缺一不可;物质循环是生态系统的基础,能量流动是生态系统的动力,信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态;信息传递往往是双向的,能量流动是单向的,物质循环具有全球性。每一营养级能量的去路:①流向下一营养级(最高营养级除外),②自身呼吸消耗,③分解者分解利用,④未被利用。
【详解】(1)通过分析动物的胃内容物构建食物网,并划分营养级,再测定各营养级生物的有机物量等数据,最终可推算出流经各营养级的能量。可以有机物量表示能量,能量可驱动物质循环,反映了物质是能量的载体,能量流动是物质循环的动力。
(2)对长江口的渔业生态系统而言,流入生态系统的总能量通常包括生产者所固定的太阳能和投入的饵料中的化学能。分析表格数据可知,2000年秋至2012年秋,该长江口水域生态系统的TPP/TR 都大于1,因此该生态系统处于发展中阶段;由于该生态系统生产者光合作用制造有机物的量远大于生物的总呼吸量,推测长江口群落的有机物总量(即积累量)会增加。
(3)据题可知,沉水植物绿色的大叶片可吸引浮游动物聚集繁殖,故增加沉水植物可以增加浮游动物的数量,使浮游植物被大量捕食而数量减少。挺水植物可遮挡光照,使浮游植物获得的光照减少,且沉水植物和挺水植物都可以和浮游植物竞争水中的无机盐,从而抑制其生长。
25.(24-25高二上·天津河东区·期末)生态平衡是一种动态平衡,包括结构和功能上的稳定。如图中“置位点”为生态系统所具有的某个理想状态,其中P、A、B、C、D、E表示其生物成分,箭头表示物质的传递方向。请分析回答:
(1)P、A、B、C、D构成了生态系统的营养结构,这是实现生态系统 等功能的主渠道。
(2)假设A摄入的能量为m,其粪便中的能量为n,通过呼吸作用消耗的能量为p,用于生长、发育和繁殖的能量为q,则由A流入B的能量最多为 。
(3)某研究小组考察了一个位于置位点的湖泊中处于食物链最高营养级的某鱼种群的年龄组成,结果如表1所示(注:表中“1+”表示鱼的年龄大于等于1,小于2,其他以此类推)
表1
年龄
0+
1+
2+
3+
4+
5+
6+
7+
8+
9+
10+
11+
≥12
个体数
192
187
121
70
69
62
63
72
64
55
42
39
64
研究表明:该鱼在3+时达到性成熟(进入成年),9+时丧失繁殖能力(进入老年),根据表1中数据推测该鱼种群数量变化趋势是 ;如果引入该湖泊本没有的鲶鱼并大量繁殖后,导致原鱼种减少,从而改变了此湖泊群落的物种组成,此演替类型属于 。
(4)下表2为食物链“草→鼠→鹰”中各种群一年间的能量流动情况(单位:107kJ·a-1)。据表2分析,草用于生长、发育和繁殖的能量是 107kJ·a-1,能量从草到鼠的传递效率为 %(小数点后保留一位)。
表2
同化的总能量
用于生长、发育和繁殖的能量
呼吸消耗
传递给分解者
传递给下一营养级
未被利用的能量
70
7.0
18.0
45
18.0
9.0
1.0
4.5
3.5
1.0
2.5
微量不计
无
(5)若该生态系统是草原生态系统,其中狼能够依据鼠留下的气味去捕食,鼠同样也能够依据狼的气味或行为躲避猎捕,狼和鼠种群数量保持相对稳定的调节机制属于 调节,这也体现出信息传递能够 ,以维持生态系统的稳定。
(6)若该生态系统为湿地生态系统,其中有挺水植物芦苇、菖蒲;有浮水植物睡莲、浮萍;还有沉水植物等,从群落的结构角度看,这属于群落的 结构。
(7)若B的能量不变,将D的食物比例由B:C=1:1调整为2:1,能量传递效率按10%计算,该生态系统传递给D的能量是原来的 倍。
【答案】(1)物质循环、能量流动
(2)(m-n)×20%或(p+q)×20%
(3) 增加 次生演替
(4) 70 12.9
(5) 负反馈 调节生物的种间关系
(6)垂直
(7)1.375
【分析】生态系统的结构指生态系统的组成成分和营养结构,组成成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量,营养结构是指食物链和食物网。
【详解】(1)据图分析,P是生产者,A、B、C、D是消费者,E是分解者。P、A、B、C、D 构成了生态系统的营养结构,生态系统的营养结构是食物链和食物网,食物链和食物网是实现能量流动、物质循环等功能的主渠道。
(2)假设A摄入的能量为m,其粪便中的能量为n,通过呼吸作用消耗的能量为p,用于生长、发育和繁殖的能量为q,由于同化量=摄入量-粪便量=呼吸消耗的能量+用于生长、发育和繁殖的能量,即A的同化量=m-n=p+q,相邻两个营养级之间能量传递效率约为10%~20%,则由A流入B的能量最多为(m-n)×20%或(p+q)×20%。
(3)该鱼在3+时达到性成熟(进入成年),处于幼年时期的个体数为192+187+121=500,处于成年期的个体数为70+69+62+63+72+64=400,9+时丧失繁殖能力(进入老年),处于老年期的个体数为55+42+39+64=200,幼年期个体数量最多,表明该种群的年龄组成为增长型,推测该鱼种群数量在一定时期内将增加;引入该湖泊本没有的鲶鱼并大量繁殖后,导致原鱼种减少,从而改变了此湖泊群落演替的方向和速度,此演替在具有一定的生物的前提下发生,属于次生演替。
(4)据表格分析,草用于生长、发育和繁殖的能量为=传递给分解者的能量+传递给下一营养级的能量+未被利用的能量=(7.0+18.0+45)×107=7.0×108kJ•a-1;能量从草到鼠的传递效率为鼠的同化量÷草的同化量×100%=18.0÷(7.0+18.0+45+70)×100%≈12.9%。
(5)狼和鼠构成捕食关系,狼能够依据鼠留下的气味去捕食,鼠同样也能够依据狼的气味或行为躲避猎捕,鼠的数量增多会引起狼的数量增多,狼的数量增多会导致鼠的数量减少,最终狼和鼠种群数量保持相对稳定,这一调节机制属于负反馈调节;狼和鼠之间存在信息传递,这也体现出生态系统中信息传递能够调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定。
(6)群落的结构分为垂直结构与水平结构,该生态系统有挺水植物芦苇、菖蒲;有浮水植物睡莲、浮萍;还有沉水植物等,从群落的结构角度看,这属于群落的垂直结构。
(7)当D的食物比例为B:C=1:1时,设传递给D的能量为x,则50%x来自于B,50%x来自于C,能量传递效率按10%计算,需要B的能量为50%x÷10%+50%x÷10%÷10%=55x;当D的食物比例为B:C=2:1时,设传递给D的能量为y,则2/3y来自于B,1/3y来自于C,能量传递效率按10%计算,需要B的能量为2/3y÷10%+1/3y÷10%÷10%=40y;B中的能量不变,则55x=40y,该生态系统传递给D的能量是原来的y÷x=55÷40=1.375倍。
26.(24-25高二上·辽宁锦州·期末)由于人类活动和自然因素的影响,许多水域生态系统面临着生态破坏、物种丧失和生境退化的问题。因此,生态修复成为保护水域生物多样性的重要策略之一。回答下列问题:
(1)水生生物死亡后被微生物分解,引起水体的溶氧量下降,造成水生生物数量进一步减少,加剧破坏生态系统的稳态,这种调节方式称为 。
(2)研究人员对某受污染湖泊生态系统的能量流动相关数据进行了测定,结果如下图。
注:图中数据表示能量值,单位:J·cm-2·a-1
该系统中次级消费者用于生长、发育、繁殖的能量为 ,生产者和初级消费者之间的能量传递效率约为 (保留小数点后两位)。该系统中次级消费者呼吸消耗的能量占次级消费者同化的能量的比率高于初级消费者的比率,原因是 。
(3)构建沉水植物和挺水植物立体群落模式可有效修复富营养化的湖泊生态系统。为了验证该立体群落模式的修复效果,研究人员调查了上述湖泊中甲、乙、丙、丁四个不同区域进行修复实验,甲区不做处理,作为对照,其他各区所做的处理为: 。
(4)在上述富营养化湖泊生态修复过程中,需定期除去部分沉水植物和挺水植物,从生态系统功能角度分析,其意义是阻断湖泊生态系统中 。随着湖泊生态系统逐渐恢复,群落结构越来越复杂,可以为动物提供更丰富的 ,使得湖泊的物种多样性更丰富。
【答案】(1)正反馈调节
(2) 7.7J·cm-2·a-1 3.75% 次级消费者在捕食等过程中消耗的能量更多(或具有更大的体型和更复杂的结构需要更多的能量来维持)
(3)乙区种植挺水植物、丙区种植沉水植物、丁区种植挺水植物和沉水植物
(4) N、P等元素物质循环(物质循环和能量流动) 食物和栖息地(或食物和栖息空间)
【分析】水体富营养化是指水体中含氮、磷的化合物过多,这些化合物是水生植物生长、发育的养料。因此水体富营养化会使藻类植物的生长加快。当藻类数量到达一定程度时,由于单位空间上光照不足,因此导致光合作用受阻,藻类植物无法进行光合作用,会导致死亡。这时会有大量分解者出现,如腐生细菌之类,以分解死亡的藻类植物。这时候会消耗大量的氧气,导致水体缺氧。
【详解】(1)水生生物死亡→微生物分解→溶氧量下降→水生生物进一步减少,这是促进初始变化加剧的调节,符合正反馈的定义。
(2)次级消费者的净次级生产量为同化量减去呼吸作用散失量,由图可知,次级消费者的同化量为(20+5-(9.5+1.5+11)+11=14J·cm-2·a-1,呼吸量为6.3J·cm-2·a-1,因此次级消费者的净次级生产量为14-6.3=7.7J·cm-2·a-1;生产者的同化量为(44+275+195+20-1.5)=532.5J·cm-2·a-1,初级消费者的同化量为20J·cm-2·a-1,生产者和初级消费者之间的能量传递效率为20/534×100%=3.75%;由于次级消费者在捕食等过程中消耗的能量更多(具有更大的体型和更复杂的结构需要更多的能量来维持、营养级越高能利用的能量越少),因此该系统中次级消费者呼吸消耗的能量占总次级生产量的比率高于初级消费者。
(3)实验目的是验证 “沉水植物 + 挺水植物立体群落” 的效果,对照组(甲)不处理,实验组需单独设置挺水植物、沉水植物、两者组合的区域(乙、丙、丁 ),形成对比。所以乙区、丙区、丁区应分别构建挺水植物群落、沉水植物群落、挺水植物和沉水植物立体群落模式。
(4)定期去除植物可阻断 N、P 等元素因植物残体分解重回水体,避免富营养化反复;群落结构复杂可为动物提供更多食物来源和栖息空间,促进物种多样性。
27.(24-25高二上·广东深圳深圳大学附属实验中学·期末)黄河三角洲是东北亚内陆和环太平洋鸟类迁徙的重要中转站,近年来,经过塑造微地形,建设栖息地、繁殖岛、植被生态岛等措施改造后,每年有超过200余种候鸟在此停歇、越冬,数量超过600万只,其中有23种全球濒危物种,且有38种水鸟数量超过全球或迁徙路线种群总数的1%。回答下列问题:
(1)黄河三角洲出现“白鹭落枝头,鱼蟹栖根底”的景观,这体现了群落的 结构。经改造后,使当地生态系统的抵抗力稳定性 (填“增强”“减弱”或“不变”),这是因为
(2)下图表示黄河三角洲某生态系统能量在食物链中的流动及其传递效率的部分数据,a、b、c分别表示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ营养级的同化量。营养级Ⅰ同化的能量不能全部流入营养级Ⅱ,原因是 。
(3)研究发现,该地的每种鸟类各自都占据着相对稳定的生态位,鸟类的生态位包括 (至少写出两条)。
(4)鸟类的迁徙行为使黄河三角洲国家级自然保护区的生物群落发生外貌和结构上的变化,这是否属于群落演替? (填“是”或“否”),原因是 。
【答案】(1) 垂直 增强 改造后物种丰富度提高,营养结构复杂,自我调节能力增强
(2)营养级I同化的能量有一部分用于自身呼吸作用消耗,一部分流向分解者,还有一部分未利用
(3)食物、天敌、栖息地、与其他物种之间的关系
(4) 否 上述自然保护区发生的变化属于群落的季节性变化,而群落演替是指随着时间的推移一个群落被另一个群落所代替的过程,上述变化中没有该过程的发生
【分析】生态系统的组成成分包括:生产者(生态系统的基石)、消费者(加速生态系统的物质循环、传播花粉和种子)、分解者(有利于生态系统的物质循环)、非生物的物质和能量;一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位 。因此,研究某生物的生态位通常要研究它们的栖息地、食物、天敌、以及与其他物种的关系。
【详解】(1)黄河三角洲出现“白鹭落枝头,鱼蟹栖根底”的景观,这描述的是群落中的生物在垂直方向上的分布,体现了群落的垂直结构。黄河三角洲改造后物种丰富度提高,营养结构复杂,自我调节能力增强,因而能使当地生态系统的抵抗力稳定性增强。
(2)营养级I同化的能量有一部分用于自身呼吸作用消耗,一部分流向分解者,还有一部分未利用,因而营养级I同化的能量不能全部流入营养级Ⅱ,生态系统中的能量流动表现为逐级递减的特点。
(3)生态位是指物种在生态系统中的时空位置、资源利用及其与其他物种的相互作用关系,鸟类的生态位包括食物、天敌、栖息地、与其他物种之间的关系。
(4)鸟类的迁徙行为导致生物群落发生外貌和结构上的变化,是群落的季节性变化,而群落演替是指随着时间的推移一个群落被另一个群落所代替的过程,故上述过程不属于群落的演替。
28.(24-25高二上·广东肇庆·期末)中国红树林面积由本世纪初2.2万公顷增长到2.8万公顷,成为世界上少数几个红树林面积净增加的国家之一。红树林有着“海岸卫士、鸟类天堂、鱼虾粮仓”美誉。请回答下列问题。
(1)单位面积的红树林固定并储存CO2的能力是热带雨林的3 - 4倍,其原因是生态系统组成成分中的 固定的碳量大于 释放的碳量。
(2)在广东红树林中偶尔会发现世界极度濒危鸟类勺嘴鹬,其主要以小型无脊椎动物为食,勺嘴鹬同化的能量不能全部用于自身的生长、发育和繁殖,原因是 。
(3)因人类活动和互花米草入侵,广东省淇澳岛红树林面积减少至仅剩32公顷,研究人员从南亚引入了速生乔木植物——无瓣海桑以控制互花米草蔓延,现今淇澳岛红树林面积已恢复至600公顷以上。下表是不同林龄无瓣海桑林的部分生理指标:
无瓣海桑林的林龄/年
平均植株高度/米
林冠郁闭度
5
11.8
84%
10
14.9
67%
16
17.8
56%
注:互花米草植株高度一般为1 - 3 m;林冠郁闭度为林冠在地面的投影面积占林地总面积的比例,影响光透过林冠。
①无瓣海桑与互花米草的种间关系为 。结合上述资料推测无瓣海桑控制互花米草蔓延的机制可能是 ,该过程体现的群落演替类型是 。
②无瓣海桑是否会成为新的入侵物种,需要经过生态学调查、评估与论证,下列事实中支持“无瓣海桑暂不会对本地红树植物造成危害”观点的有 。
A.无瓣海桑的扩散受海水盐度、极端气温等因素制约,扩张速度有限
B.无瓣海桑在本地存在天敌,鸟类和螃蟹会捕食其种子
C. 无瓣海桑对部分本地红树植物的生长有一定的抑制作用
D.无瓣海桑在滩涂中低潮段有生存优势,而随着滩涂演替成陆地会逐渐丧失其优势
【答案】(1) 生产者 生产者、消费者和分解者(或生物成分)
(2)有一部分能量通过呼吸作用以热能的形式散失
(3) 种间竞争 无瓣海桑是速生乔木,种植后由于其生长速度较快,与互花米草在阳光等的竞争中占据优势,能有效抑制互花米草的蔓延 次生演替 ABD
【分析】某一营养级(除了最高营养级)的同化量一般有三个去向:自身呼吸作用以热能的形式散失、流向分解者和流向下一个营养级。
【详解】(1)单位面积的红树林固定并储存 CO2的能力是热带雨林的 3~4 倍,其具有该能力的主要原因是生态系统组成成分中的生产者固定的碳量大于生产者、消费者和分解者(或生物成分)释放的碳量。
(2)由于同化量=呼吸散失的能量+用于自身生长发育和繁殖的能量,即勺嘴鹬同化量中一部分要用于呼吸作用散失,因此勺嘴鹬同化的能量不能全部用于自身的生长、发育和繁殖。
(3)①无瓣海桑与互花米草的种间关系为竞争,无瓣海桑是速生乔木,种植后由于其生长速度较快,与互花米草在阳光等的竞争中占据优势,能有效抑制互花米草的蔓延。由题意可知,红树林被外来入侵植物互花米草占据,之后又形成无瓣海桑群落,这一过程中,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,故由裸滩经互花米草群落到无瓣海桑群落的过程称为次生演替。
②A、无瓣海桑的扩散受海水盐度、极端气温等因素制约,扩张速度有限,因此无瓣海桑暂不会对本地红树植物造成危害,A正确;
B、无瓣海桑在本地存在天敌,鸟类和螃蟹会捕食其种子,使其数量不会无限增加,因此支持“无瓣海桑暂不会对本地红树植物造成危害”,B正确;
C、无瓣海桑对部分本地红树植物的生长有一定的抑制作用,这不支持“无瓣海桑暂不会对本地红树植物造成危害”,C错误;
D、无瓣海桑在滩涂中低潮段有生存优势,而随着滩涂演替成陆地会逐渐丧失其优势,因此其数量也不会无限增加,这支持“无瓣海桑暂不会对本地红树植物造成危害”,D正确。
故选ABD。
29.(24-25高二上·四川泸州·期末)某地区因突发火山造成了植被破坏,经历一段时间后,该地的植被得到一定程度的恢复,下表是恢复期间演替的阶段变化及物种数量变化。请分析回答:
演替阶段
草本植物
灌木
乔木
Ⅰ
34
0
0
Ⅱ
52
12
1
Ⅳ
67
24
17
V
106
31
16
(1)火山发生后,重新返绿的植物为植食动物提供了可采食的信息,这体现了信息传递的 功能。
(2)从第Ⅰ阶段到第Ⅴ阶段演替的过程中,群落对光的利用率将增加,原因是 ;同时,该地的乔木、灌木与草本植物之间,虽有竞争,但可以因为 的不同而达到相对平衡的状态,和谐共存。
(3)研究发现,恢复初期的生态系统中只有三个营养级,其碳循环和能量流动的关系如图所示,其中a、b、c、d等表示不同的生理过程对应的能量数值。
①从生态系统的营养结构分析,图中属于第三营养级的是 。
②图中的a2-b2的能量数值表示 。
③碳在A、B之间的流动形式主要是 。
【答案】(1)调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定
(2) 群落中的植物种类逐渐增多,垂直结构更加复杂,不同层次的植物可以利用不同强度的光照 对光的利用(或空间、资源等)
(3) C 初级消费者用于自身生长、发育和繁殖的能量 含碳有机物
【分析】1、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。
2、生态系统中的信息传递:(1)生态系统中信息的种类:物理信息、行为信息、化学信息;(2)信息传递在生态系统中的作用:①个体方面:生命活动的正常进行离不开信息的作用。②种群方面:生物种群的繁衍离不开信息的传递。③群落与生态系统方面:信息传递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】(1)火山发生后,重新返绿的植物为植食动物提供了可采食的信息,这体现了信息传递在群落与生态系统方面的功能,能够调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定。
(2)分析图表可知,从第Ⅰ阶段到第Ⅴ阶段演替的过程中群落中的植物种类逐渐增多,垂直结构更加复杂,不同层次的植物可以利用不同强度的光照,因此群落在第Ⅰ阶段到第Ⅴ阶段演替的过程中对光的利用率将增加。该地的乔木、灌木与草本植物之间存在竞争,但其生态位不完全相同,如它们的对光的利用、空间、资源等不完全相同,因此它们可以达到相对平衡的状态,和谐共存。
(3)①分析题图可知,A为生产者,B为初级消费者,C为次级消费者,D为消费者,故图中属于第三营养级的是C。
②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,图中a2表示第二营养级的同化量,b2表示第二营养级呼吸作用中以热能形式散失的能量,故a2-b2的能量数值表示第二营养级,即初级消费者用于自身生长、发育和繁殖的能量。
③A为生产者,B为初级消费者,碳在生产者和初级消费者之间的流动形式主要是含碳有机物。
30.(24-25高二上·四川眉山仁寿县铧强中学·期末)2022年我国成功举办了《湿地公约》第十四届缔约方大会,向世界展示了我国生态文明建设的成果。人类生产生活同湿地有着密切联系,但目前一些河流、湖泊等仍然面临严峻的生态问题。请分析图解回答下列问题。
注:浮游动物在滤食性鱼类食物总量中占80%左右。
(1)图1表示某湖泊中部分生物的食物关系,鲢鱼、鳙鱼等滤食性鱼类与轮虫、枝角类等浮游动物之间的种间关系包括 。
(2)图2表示该湖泊中部分营养关系(图中的数值表示能量的相对值),其中A表示的能量去向是 ,a为 ,能量在I、Ⅱ两个营养级间的传递效率约为 (保留整数)。
(3)水体富营养化会引起蓝细菌的爆发性增殖,其中微囊蓝细菌会分泌毒素,会引起一系列生态问题。为了治理蓝细菌,生态学家提出“投放一定数量的滤食性鱼类”的治理方案。图3表示在放养一定数量鲢鱼后的相关实验结果(用高氮、低氮模拟水体污染程度)。
①实验结果表明,随着实验的进行优势物种发生改变,改变的原因可能是 .
②根据实验数据分析,放养一定数量的鲢鱼在 (填“高氮”或“低氮”)条件下治理蓝细菌作用效果更明显。
(4)除了(3)所述方法外,请利用生物的种间关系(除捕食外),提出一条其他合理的治理建议: 。
【答案】(1)捕食和种间竞争
(2) 流向分解者 1518.8 3%
(3) 鲢鱼对枝角类的捕食较多(或滤食性鱼捕食蓝细菌,使其数量减少,进而导致喜食蓝藻的枝角类浮游动物减少) 低氮
(4)种植大型水生植物;使用专门寄生蓝细菌的病毒(写出一条即可)
【分析】某一营养级同化的能量=呼吸作用消耗的能量+产品输出的量+流入下一营养级的+流入分解者的能量。
【详解】(1)初级消费者是指植食性动物,为第一营养级,由图可知初级消费者包括浮游动物、滤食性鱼类,鲢鱼、鳙鱼等滤食性鱼类、轮虫、枝角类等浮游动物均会采食蓝细菌、绿藻,形成了竞争关系,而鲢鱼、鳙鱼等滤食性鱼类会捕食轮虫、枝角类等浮游动物,形成了捕食关系,所以滤食性鱼类和浮游动物之间的种间关系包括捕食和种间竞争。
(2)由图可知,I同化的能量=呼吸作用消耗的能量+产品输出的量+流入下一营养级的能量+流入分解者的能量,其中A表示的能量去向是流向分解者的能量;由公式计算出I流向下一营养级的能量=3.6+2.3+20.8+40.1=66.8,a=I同化的能量-呼吸作用消耗的能量-产品输出的量-流入下一营养级的能量=(2200+44.4)-21.5-637.3-66.8=1518.8;能量在I、II两个营养级间的传递效率约为66.8/(2200+44.4)×100%=3%。
(3)由图可知,高氮组随着培养天数的增加,桡足类的数量在增加,枝角类的数量在减少,说明优势种由枝角类变成桡足类,可能是因为高氮条件下鲢鱼对枝角类的捕食较多。根据实验数据分析,在低氮的条件下,蓝细菌数量降得更低,所以放养一定数量的鲢鱼后,该生态系统中物种的生态位发生改变,而且在低氮条件下对经典治理方案促进作用更明显。
(4) 除了以鱼治藻外,还可以利用竞争和寄生的种间关系治理藻,比如:种植大型水生植物、使用专门寄生蓝细菌的病毒等。
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重难点03 生态系统的“能量流动地图”
一、单选题
1.(24-25高二上·河北唐山·期末)如图所示为一个小型人工生态农场的模式图以及该小型人工生态农场中农作物和鸡的部分能量值(单位:104kJ)。请根据图和表格分析,下列说法错误的是( )
项目
净同化量(同化量 - 呼吸消耗量)
呼吸消耗量
流向分解者
未利用
农作物
110
75
21
58
鸡
7
10
1
3
A.该小型生态系统的结构包括非生物成分、生物成分及它们之间形成的营养结构
B.该生态系统中第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为 9.2%
C.该小型生态系统通过食物网流向人的能量值为 1.7×105kJ
D.在未利用的能量中,下一年流向分解者部分小于 6.1×105kJ
2.(24-25高二上·四川遂宁·期末)图1表示某生态系统中能量流动简图,A、B、C、D表示生态系统的组成成分。图2代表其中捕食者与被捕食者种群数量变化的关系,图2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。以下说法正确的是( )
A.图1中能量在第一营养级和第二营养级间传递效率约为10%
B.若人为操纵图1生态系统的营养结构,可提高能量传递效率
C.图2能量流动方向可能是甲→乙→丙,也可能是丙→乙→甲
D.图1中D所处的营养级,可能与图2中乙所处的营养级相同
3.(24-25高二上·山西朔州怀仁大地学校·期末)“浮游植物→脉红螺→大天鹅”是某水域中一条食物链,其中能量流经脉红螺、大天鹅的示意图如图所示,数字表示能量值,单位是kJ/(m2·a)。下列叙述正确的是( )
A.图中A表示脉红螺用于生长、发育和繁殖的能量
B.脉红螺粪便中的能量属于其同化量中流向分解者的能量
C.图中脉红螺的摄入量为6600kJ/(m2·a)
D.图中能量从第二营养级传递到第三营养级的效率约为16.1%
4.(24-25高二上·北京通州区·期末)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。下列说法不正确的是( )
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流入下一营养级的能量小于15%
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.该生态系统中的能量在不同营养级之间单向流动,逐级递减
5.(24-25高二上·河北邯郸·期末)为研究稻虾共作对稻田杂草的影响,农业技术人员对环境、大小相同的稻田进行不同处理,50天后检测对不同杂草(稗草、鸭舌草)的防治效果,结果如下表所示。下列叙述错误的是( )
不处理
人工除草
施用化学除草剂
稻虾共作
稗草
0
34.2
27.51
95.69
鸭舌草
0
51.05
69.81
79.20
注:防治效果=(不处理组杂草密度一处理组杂草密度)/不处理组杂草密度×100%
A.稻虾共作模式的稻田自我调节能力增强,该调节的基础是负反馈调节
B.稻虾共作模式下,虾在生态系统中的主要作用是加快物质循环
C.虾的排泄物为微生物和水稻提供物质和能量
D.结果表明稻虾共作能有效防治杂草,且防治效果优于人工除草和化学除草剂
6.(24-25高二上·河南商丘·期末)如图是某森林生态系统中的食物网结构示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.该食物网不包含分解者,每种生物只占有一个营养级
B.能量流动具有逐级递减的特点,故该生态系统最多有8个营养级
C.若丙由于某种原因大量减少,则乙的数量在短期内会大量减少
D.若将该食物网各营养级的能量绘制成金字塔,则甲位于丁上方
7.(24-25高二上·江苏句容·期末)下图是该生态系统内能量流动的示意图[单位为kJ/(m2·a)],据图回答错误的是( )
A.碳元素从生物群落到非生物环境的途径为各类生物的呼吸作用
B.图中A代表该生态系统内生物群落呼吸作用散失的能量总和
C.碳元素在该生物群落内部以含碳有机物的形式传递
D.肉食性动物同化的能量为,能量从生产者传递到植食动物的效率为12.73%
8.(24-25高二上·江苏盐城东台·期末)黄山国家森林公园生态系统中存在食物链“马尾松→松毛虫→灰喜鹊”,下图表示松毛虫摄入能量的流动方向,下列相关叙述正确的是( )
A.该食物链中的生物在数量上呈正金字塔型
B.图中B表示用于松毛虫生长、发育、繁殖的能量
C.流经该生态系统的总能量是照射到该区域的全部太阳能
D.若迁走全部灰喜鹊,松毛虫的种群数量将呈“J”型增长
9.(24-25高一上·河北邢台·期末)某生态系统部分营养成分之间的关系及营养级的部分能量值(单位:J·m-2·a-1)如图。下列叙述错误的是( )
A.草食性动物粪便中的能量有0.3×109
B.正常情况下,肉食性动物②同化量最大为4.5×106
C.利用肉食性动物粪便作为沼气池原料,可提高能量利用率
D.草→草食性动物→肉食性动物①→肉食性动物②是含有四个营养级的食物链
10.(24-25高二上·河南洛阳·期末)生态学家对一个天然湖泊(赛达伯格湖)的能量流动进行了定量分析,结果如图所示。下列分析正确的是( )
A.“464.6≈14.6+122.6+327.3”说明该生态系统的能量输入与输出基本平衡
B.“12.6÷464.6”是能量传递效率,“62.8-18.8”是植食性动物同化的能量
C.该生态系统的“293→29.3→5.0”构成一条食物链,说明能量流动是单向逐级递减的
D.若该生态系统中某种杂食性鱼的食物有1/2来自植物,1/2来自植食性鱼类,如果该杂食性鱼获得10kJ能量,能量传递效率按10%计算,则需要植物固定550kJ的能量
11.(24-25高二上·四川宜宾普通高中·期末)如表所示是某天然生态系统中两个营养级在某段时间内能量流动的相关数据(单位:×109kJ),下列分析错误的是( )
项目
用于生长、发育和繁殖
呼吸作用散失
流向分解者
未利用
生产者
?
445
711
0
植食性动物
268
732
125
30
A.由于捕食关系一般不可逆转,所以能量流动是单向的
B.第二、三营养级之间的能量传递效率是11.3%
C.植食性动物粪便中储存的能量值是表中的125×109kJ
D.生产者用于生长、发育和繁殖的能量值为1711×109kJ
12.(24-25高二上·山东德州·期末)某一营养级用于自身生长、发育和繁殖的能量在该营养级同化能量中所占的比例,称为生长效率。某生态系统中能量流动情况如图所示,a~h表示能量。下列说法正确的是( )
A.图中仅包含一条食物链
B.流经该生态系统的总能量为a
C.第二营养级的生长效率可表示为(b-e)/b
D.第二、三营养级间的能量传递效率为(c+h)/b
13.(24-25高二上·陕西金太阳多校联考·期末)某稳定的鱼塘生态系统中的食物网如图所示,其中鲈鱼为主要经济鱼类。下列说法错误的是( )
A.在食物网中,太阳鱼处于第三、第四营养级
B.太阳鱼与捕食性双翅目幼虫的关系为捕食和种间竞争
C.诱捕捕食性双翅目幼虫可能会提高鲈鱼的产量
D.消除甲壳类会提高该生态系统的抵抗力稳定性
14.(24-25高二上·四川乐山普通高中·期末)下图为某红松人工林能量流动的调查结果。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,下列叙述错误的是( )
注:绿色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是生产者光合作用固定的能量
B.E1是生产者生长发育繁殖的能量
C.E2属于生态系统暂未利用的能量
D.E3产生过程是物质循环必要环节
15.(24-25高二上·北京丰台区·期末)科学家在某荒地对一条由植物、田鼠、鼬组成的食物链进行了能量流动分析,数据如下图所示,下列相关叙述错误的是
A.生产者固定的总能量为
B.田鼠同化的能量仅有极少部分流向鼬,因此鼬的数量较少
C.其他植食性动物也可以同化第一营养级固定的能量
D.该过程能够体现能量的输入、传递、转化以及散失
二、多选题
16.(24-25高二上·山东潍坊·期末)某生态系统只有一条食物链,三个种群各占据不同营养级,该生态系统一年内能量流动统计的部分数据如下图所示。下列说法正确的是( )
A.种群Ⅲ流向分解者的能量约为4×105kJ
B.第二营养级到第三营养级的能量传递效率为20%
C.种群I的同化量等于呼吸消耗、未利用和流向分解者的能量之和
D.种群Ⅱ用于呼吸作用的能量约为5.45×107kJ
17.(24-25高二上·湖南长沙周南中学·期末)长白山地区稻田很好地形成了“四周种芋头、空中频灯诱、禾间天敌吃、禾下养蛙鳅”的共养体系。如图为该共养体系的能量流动示意图,字母代表能量值,其中a2、b3、d1、d2表示同化量。下列叙述不正确的是( )
A.该共养体系物种丰富度增加,提高了稻田生态系统的稳定性和生产力
B.“空中频灯诱”是利用物理信息对害虫进行生物防治
C.第二营养级和第三营养级之间的能量传递效率为b3/(b1+b2+b3+d1)×100%
D.两种植食性动物之间的种间竞争,一定会导致它们的生态位发生分化
18.(24-25高二上·湖南炎德英才名校联合体·期末)我国长江口水域生态系统能量流动简图如下,图中数字为能量数值,单位t/(km2⋅a),据图判断以下分析正确的是( )
A.第二营养级同化的能量大部分用于呼吸作用消耗,有约501t/(km2⋅a)用于生长、发育和繁殖
B.该生态系统中碳元素可通过第二营养级对有机碎屑的利用实现循环
C.有机碎屑中的部分能量也能通过分解者的分解作用和呼吸作用而散失
D.第三营养级生物与第四营养级生物间的信息转递能影响两者间的能量传递效率
19.(24-25高二上·山东德州高中五校联考·期末)下图是某草原生态系统部分能量流动示意图,N1~N6表示能量值。下列说法正确的是( )
A.生态系统趋于稳定时,系统内的能量供给依然主要依赖外界
B.N3表示初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量
C.图中蚯蚓属于生态系统中的分解者,是生态系统的基石
D.第一、第二营养级间的能量传递效率可用(N3+N7)/N1×100%表示
20.(24-25高二上·辽宁东北育才学校等五校·期末)某池塘生态系统中,甲、乙、丙三种生物分别属于三个相邻的营养级,三者的数量变化(甲是生产者)如图1所示;该池塘生态系统的能量流动关系如图2所示,其中a2和b3分别为第二、第三营养级从上一营养级同化的能量。下列说法不正确的是( )
A.流入该池塘生态系统的总能量是现有生物拥有的总能量和人工饲料中的总能量
B.图2中第二营养级粪便中的能量属于b2,第三营养级粪便中的能量属于c2
C.该池塘生态系统中第二和第三营养级之间的能量传递效率为×100%
D.乙为初级消费者,处于第二营养级,丙处于第三营养级,且乙和丙的种间关系为捕食
21.(24-25高二上·湖南长沙雅礼中学·期末)长白山地区稻田很好地形成了“四周种芋头、空中频灯诱、禾间天敌吃、禾下养蛙鳅”的共养体系。如图为该共养体系的能量流动示意图,字母代表能量值,其中a2、b3、d1、d2表示同化量。下列叙述正确的是( )
A.该共养体系物种丰富度增加,提高了稻田生态系统的稳定性和生产力
B.“空中频灯诱”是利用灯光诱捕害虫,该控制动物危害的方法属于生物防治
C.第二营养级和第三营养级之间的能量传递效率为b3/(b1+b2+b3+d1)×100%
D.两种植食性动物之间的种间竞争,一定会导致它们的生态位发生分化
22.(24-25高二上·河北张家口·期末)如图是某湖泊生态系统在一年之内的能量流动情况[单位:103kJ/(m2·a)]。下列相关叙述正确的是( )
A.流经该生态系统的总能量为1.926×106kJ/(m2·a)
B.若大型肉食性鱼多获得1kJ能量,则需多消耗藻类300kJ能量
C.若发生重金属污染,则小型肉食性鱼体内重金属含量比大型肉食性鱼高
D.第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为13.43%
23.(24-25高二上·吉林长春朝阳区长春外国语学校·期末)科研人员对某生态系统的能量流动情况进行研究,并对各营养级的能量流动情况进行了定量分析。下表中a、b、c表示构成某一食物链的三个营养级,R1、R2为对应的能量值[单位:×103 kJ/(m2·a)]。下列说法正确的是( )
人工输入
的能量
呼吸作用散
失的能量
未被利用
的能量
流向下一营
养级的能量
流向分解
者的能量
a
0
302
733
217
64
b
17
16
R1
4
7
c
48
63
141
R2
22
A.流经该食物链的总能量是a固定太阳能的总量
B.a、b、c分别表示构成某一食物链的第一、第二、第三营养级
C.表中R1、R2代表的能量值分别是29和39
D.第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为14.7%
三、解答题
24.(24-25高二上·湖南衡阳衡阳高新技术产业园区衡阳第一中学·期末)保护我国的长江口生态系统对于保护生物多样性、维持生态平衡、实现渔业资源的可持续利用具有重要意义。回答下列问题:
(1)研究人员分析生态系统能量流动的方法如下:首先通过分析动物的胃内容物构建食物网,并划分营养级,再测定 等数据,最终推算出流经各营养级的能量。可以有机物量表示能量,能量可驱动物质循环,反映了能量流动和物质循环的关系为 。
(2)生态系统最重要的指标是总初级生产量/总呼吸量(TPP/TR)。TPP指流入生态系统的总能量,对长江口的渔业生态系统而言,TPP通常包括 。不同时期长江口水域生态系统的TPP与TR如表所示。据表可知,2000年秋至2012年秋,该长江口水域生态系统处于 阶段;据此分析,该阶段,长江口群落中有机物总量的变化趋势是 。
参数
2000年秋
2006年秋
2012年秋
TPP/(t·km-2)
3415.77
1120.50
1400.00
TR/(t·km-2)
615.34
590.05
668.26
注:TPP/TR>1时,生态系统处于发展中;TPP/TR≈1时,生态系统较为稳定。
(3)统计长江口水域生态系统中各种生物的数量关系时,发现沉水植物大量繁殖后,其绿色的大叶片可吸引浮游动物聚集繁殖。结合相关知识分析,蓝细菌、绿藻、硅藻等浮游植物大量繁殖引起水华时,可通过增加沉水植物和挺水植物的数量来治理水华的原因有 (答出两点)。
25.(24-25高二上·天津河东区·期末)生态平衡是一种动态平衡,包括结构和功能上的稳定。如图中“置位点”为生态系统所具有的某个理想状态,其中P、A、B、C、D、E表示其生物成分,箭头表示物质的传递方向。请分析回答:
(1)P、A、B、C、D构成了生态系统的营养结构,这是实现生态系统 等功能的主渠道。
(2)假设A摄入的能量为m,其粪便中的能量为n,通过呼吸作用消耗的能量为p,用于生长、发育和繁殖的能量为q,则由A流入B的能量最多为 。
(3)某研究小组考察了一个位于置位点的湖泊中处于食物链最高营养级的某鱼种群的年龄组成,结果如表1所示(注:表中“1+”表示鱼的年龄大于等于1,小于2,其他以此类推)
表1
年龄
0+
1+
2+
3+
4+
5+
6+
7+
8+
9+
10+
11+
≥12
个体数
192
187
121
70
69
62
63
72
64
55
42
39
64
研究表明:该鱼在3+时达到性成熟(进入成年),9+时丧失繁殖能力(进入老年),根据表1中数据推测该鱼种群数量变化趋势是 ;如果引入该湖泊本没有的鲶鱼并大量繁殖后,导致原鱼种减少,从而改变了此湖泊群落的物种组成,此演替类型属于 。
(4)下表2为食物链“草→鼠→鹰”中各种群一年间的能量流动情况(单位:107kJ·a-1)。据表2分析,草用于生长、发育和繁殖的能量是 107kJ·a-1,能量从草到鼠的传递效率为 %(小数点后保留一位)。
表2
同化的总能量
用于生长、发育和繁殖的能量
呼吸消耗
传递给分解者
传递给下一营养级
未被利用的能量
70
7.0
18.0
45
18.0
9.0
1.0
4.5
3.5
1.0
2.5
微量不计
无
(5)若该生态系统是草原生态系统,其中狼能够依据鼠留下的气味去捕食,鼠同样也能够依据狼的气味或行为躲避猎捕,狼和鼠种群数量保持相对稳定的调节机制属于 调节,这也体现出信息传递能够 ,以维持生态系统的稳定。
(6)若该生态系统为湿地生态系统,其中有挺水植物芦苇、菖蒲;有浮水植物睡莲、浮萍;还有沉水植物等,从群落的结构角度看,这属于群落的 结构。
(7)若B的能量不变,将D的食物比例由B:C=1:1调整为2:1,能量传递效率按10%计算,该生态系统传递给D的能量是原来的 倍。
26.(24-25高二上·辽宁锦州·期末)由于人类活动和自然因素的影响,许多水域生态系统面临着生态破坏、物种丧失和生境退化的问题。因此,生态修复成为保护水域生物多样性的重要策略之一。回答下列问题:
(1)水生生物死亡后被微生物分解,引起水体的溶氧量下降,造成水生生物数量进一步减少,加剧破坏生态系统的稳态,这种调节方式称为 。
(2)研究人员对某受污染湖泊生态系统的能量流动相关数据进行了测定,结果如下图。
注:图中数据表示能量值,单位:J·cm-2·a-1
该系统中次级消费者用于生长、发育、繁殖的能量为 ,生产者和初级消费者之间的能量传递效率约为 (保留小数点后两位)。该系统中次级消费者呼吸消耗的能量占次级消费者同化的能量的比率高于初级消费者的比率,原因是 。
(3)构建沉水植物和挺水植物立体群落模式可有效修复富营养化的湖泊生态系统。为了验证该立体群落模式的修复效果,研究人员调查了上述湖泊中甲、乙、丙、丁四个不同区域进行修复实验,甲区不做处理,作为对照,其他各区所做的处理为: 。
(4)在上述富营养化湖泊生态修复过程中,需定期除去部分沉水植物和挺水植物,从生态系统功能角度分析,其意义是阻断湖泊生态系统中 。随着湖泊生态系统逐渐恢复,群落结构越来越复杂,可以为动物提供更丰富的 ,使得湖泊的物种多样性更丰富。
27.(24-25高二上·广东深圳深圳大学附属实验中学·期末)黄河三角洲是东北亚内陆和环太平洋鸟类迁徙的重要中转站,近年来,经过塑造微地形,建设栖息地、繁殖岛、植被生态岛等措施改造后,每年有超过200余种候鸟在此停歇、越冬,数量超过600万只,其中有23种全球濒危物种,且有38种水鸟数量超过全球或迁徙路线种群总数的1%。回答下列问题:
(1)黄河三角洲出现“白鹭落枝头,鱼蟹栖根底”的景观,这体现了群落的 结构。经改造后,使当地生态系统的抵抗力稳定性 (填“增强”“减弱”或“不变”),这是因为
(2)下图表示黄河三角洲某生态系统能量在食物链中的流动及其传递效率的部分数据,a、b、c分别表示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ营养级的同化量。营养级Ⅰ同化的能量不能全部流入营养级Ⅱ,原因是 。
(3)研究发现,该地的每种鸟类各自都占据着相对稳定的生态位,鸟类的生态位包括 (至少写出两条)。
(4)鸟类的迁徙行为使黄河三角洲国家级自然保护区的生物群落发生外貌和结构上的变化,这是否属于群落演替? (填“是”或“否”),原因是 。
28.(24-25高二上·广东肇庆·期末)中国红树林面积由本世纪初2.2万公顷增长到2.8万公顷,成为世界上少数几个红树林面积净增加的国家之一。红树林有着“海岸卫士、鸟类天堂、鱼虾粮仓”美誉。请回答下列问题。
(1)单位面积的红树林固定并储存CO2的能力是热带雨林的3 - 4倍,其原因是生态系统组成成分中的 固定的碳量大于 释放的碳量。
(2)在广东红树林中偶尔会发现世界极度濒危鸟类勺嘴鹬,其主要以小型无脊椎动物为食,勺嘴鹬同化的能量不能全部用于自身的生长、发育和繁殖,原因是 。
(3)因人类活动和互花米草入侵,广东省淇澳岛红树林面积减少至仅剩32公顷,研究人员从南亚引入了速生乔木植物——无瓣海桑以控制互花米草蔓延,现今淇澳岛红树林面积已恢复至600公顷以上。下表是不同林龄无瓣海桑林的部分生理指标:
无瓣海桑林的林龄/年
平均植株高度/米
林冠郁闭度
5
11.8
84%
10
14.9
67%
16
17.8
56%
注:互花米草植株高度一般为1 - 3 m;林冠郁闭度为林冠在地面的投影面积占林地总面积的比例,影响光透过林冠。
①无瓣海桑与互花米草的种间关系为 。结合上述资料推测无瓣海桑控制互花米草蔓延的机制可能是 ,该过程体现的群落演替类型是 。
②无瓣海桑是否会成为新的入侵物种,需要经过生态学调查、评估与论证,下列事实中支持“无瓣海桑暂不会对本地红树植物造成危害”观点的有 。
A.无瓣海桑的扩散受海水盐度、极端气温等因素制约,扩张速度有限
B.无瓣海桑在本地存在天敌,鸟类和螃蟹会捕食其种子
C. 无瓣海桑对部分本地红树植物的生长有一定的抑制作用
D.无瓣海桑在滩涂中低潮段有生存优势,而随着滩涂演替成陆地会逐渐丧失其优势
29.(24-25高二上·四川泸州·期末)某地区因突发火山造成了植被破坏,经历一段时间后,该地的植被得到一定程度的恢复,下表是恢复期间演替的阶段变化及物种数量变化。请分析回答:
演替阶段
草本植物
灌木
乔木
Ⅰ
34
0
0
Ⅱ
52
12
1
Ⅳ
67
24
17
V
106
31
16
(1)火山发生后,重新返绿的植物为植食动物提供了可采食的信息,这体现了信息传递的 功能。
(2)从第Ⅰ阶段到第Ⅴ阶段演替的过程中,群落对光的利用率将增加,原因是 ;同时,该地的乔木、灌木与草本植物之间,虽有竞争,但可以因为 的不同而达到相对平衡的状态,和谐共存。
(3)研究发现,恢复初期的生态系统中只有三个营养级,其碳循环和能量流动的关系如图所示,其中a、b、c、d等表示不同的生理过程对应的能量数值。
①从生态系统的营养结构分析,图中属于第三营养级的是 。
②图中的a2-b2的能量数值表示 。
③碳在A、B之间的流动形式主要是 。
30.(24-25高二上·四川眉山仁寿县铧强中学·期末)2022年我国成功举办了《湿地公约》第十四届缔约方大会,向世界展示了我国生态文明建设的成果。人类生产生活同湿地有着密切联系,但目前一些河流、湖泊等仍然面临严峻的生态问题。请分析图解回答下列问题。
注:浮游动物在滤食性鱼类食物总量中占80%左右。
(1)图1表示某湖泊中部分生物的食物关系,鲢鱼、鳙鱼等滤食性鱼类与轮虫、枝角类等浮游动物之间的种间关系包括 。
(2)图2表示该湖泊中部分营养关系(图中的数值表示能量的相对值),其中A表示的能量去向是 ,a为 ,能量在I、Ⅱ两个营养级间的传递效率约为 (保留整数)。
(3)水体富营养化会引起蓝细菌的爆发性增殖,其中微囊蓝细菌会分泌毒素,会引起一系列生态问题。为了治理蓝细菌,生态学家提出“投放一定数量的滤食性鱼类”的治理方案。图3表示在放养一定数量鲢鱼后的相关实验结果(用高氮、低氮模拟水体污染程度)。
①实验结果表明,随着实验的进行优势物种发生改变,改变的原因可能是 .
②根据实验数据分析,放养一定数量的鲢鱼在 (填“高氮”或“低氮”)条件下治理蓝细菌作用效果更明显。
(4)除了(3)所述方法外,请利用生物的种间关系(除捕食外),提出一条其他合理的治理建议: 。
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