内容正文:
专题09 生态系统与环境
3大高频考点概览
考点01 生态系统的功能
考点02 生态系统的组成成分与稳定性
考点03 人与环境
地 城
考点01
生态系统的功能
1.(24-25高三上·江苏无锡·期末)当捕食者有多种猎物可选择时,将会捕食那些能够使捕食者在单位时间获得最大净能量的猎物。下图为白鹡鸰的猎物选择与单位时间净能量获得的关系,下列叙述错误的是( )
A.白鹡鸰粪便中的能量不属于其同化量的一部分
B.白鹡鸰对猎物的选择不会随着季节的变化而发生变化
C.当某类猎物数量较多时,白鹡鸰将更多的捕食这类猎物
D.猎物尺寸过大时选择性下降可能与捕食者捕获猎物耗能较多有关
【答案】B
【详解】A、白鹡鸰粪便量属于上一营养级的同化量,不属于白鹡鸰自身同化量的一部分,A正确;
B、白鹡鸰在单位时间内为了获得最大净能量,其对猎物具有相对选择性,因而其对猎物的选择会随着季节的变化而发生变化,B错误;
C、当某类猎物数量较多时,白鹡鸰将更多的捕食这类猎物,在单位时间能获得最大净能量,C正确;
D、猎物尺寸过大时选择性下降可能与捕食者捕获猎物耗能较多有关,使得单位时间内的净能量减少,D正确。
故选B。
2.(23-24高三上·江苏·期末)研究表明,蝙蝠身上能携带100多种毒性极大、凶险无比的病毒,蝙蝠却可以与这些病毒相安无事。下列有关叙述错误的是( )
A.蝙蝠与其携带的病毒在长期的生存斗争过程中相互选择,协同进化
B.调查蝙蝠的种群密度时可用标记重捕法
C.蝙蝠能利用超声波回声定位来确定猎物的位置,运用了物理信息
D.蝙蝠为寄生于体内的病毒提供了增殖的模板、氨基酸和核糖体
【答案】D
【详解】A、生物与生物,生物与环境之间都可发生共同进化,蝙蝠与其携带的病毒在长期的生存斗争过程中相互选择,协同进化,A正确;
B、标记重捕法适用于活动能力强,活动范围广的动物,适用于蝙蝠,B正确;
C、蝙蝠能利用超声波回声定位,其中涉及的信息为物理信息,C正确;
D、蝙蝠为寄生于体内的病毒提供了病毒复制所需的氨基酸和核糖体,但模板来自于病毒,D错误。
故选D。
3.(25-26高三上·江苏宿迁沭阳如东中学·期末)在毛竹林下套种菌菇(如大球盖菇)的竹菌复合种植模式是一种新型生态农业模式。秸秆是生产食用菌的基料,大量的秸秆被引入到竹林,改善了土壤环境,影响了土壤动物的分层。下列叙述正确的是( )
A.调查竹林土壤动物类群丰富度,统计数据只需要统计动物的种类
B.影响竹林中植物地上分层的主要环境因素有阳光、水和无机盐
C.食用菌分解秸秆中的有机物,可以为毛竹提供无机盐、能量等
D.竹菌复合种植充分利用了秸秆中的能量,提高了能量的利用率
【答案】D
【详解】A、调查土壤动物类群丰富度需统计物种数目和相对数量,仅统计种类不全面,A错误;
B、植物地上分层主要受光照影响,水和无机盐主要影响地下分层,B错误;
C、食用菌分解秸秆产生的无机盐可供毛竹利用,但能量以热能形式散失,无法被毛竹利用,C错误;
D、竹菌复合种植将秸秆中的能量通过分解者转化为可利用形式,提高了系统内能量利用率,D正确。
故选D。
4.(24-25高三上·江苏常州·期末)研究人员利用人工智能技术成功训练出一个AI算法,该算法可以在声音记录中既快又准地检测到蓝鲸的D-calls(D-calls是成年雌雄蓝鲸在栖息地觅食时发出的“社交”叫声)。下列相关叙述正确的是( )
A.采用标记重捕法可估算蓝鲸种群数量,据此可预测蓝鲸种群未来的增长趋势
B.D-Calls具有高度的个体和季节性变化,通常用于调查南极地区蓝鲸的种群密度
C.成年蓝鲸的D-calls是觅食时的特殊行为,属于同种生物之间传递的行为信息
D.该算法有助于提高对蓝鲸种群动态的监测效率,便于人类了解蓝鲸的分布情况
【答案】D
【详解】A、采用标记重捕法可估算蓝鲸种群数量,但预测蓝鲸种群未来的增长趋势是通过年龄结构,A错误;
B、D-calls是成年雌雄蓝鲸在栖息地觅食时发出的“社交”叫声,种群具有年龄结构这一特征,所以D-Calls不能用于调查南极地区蓝鲸的种群密度,B错误;
C、成年蓝鲸的D-calls属于物理信息,C错误;
D、该算法有助于提高对蓝鲸种群动态的监测效率,便于人类了解蓝鲸的分布情况,D正确。
故选D。
5.(23-24高三上·江苏扬州宝应县·期末)下图是某生态系统能量在食物链Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ中的流动及其传递效率的部分数据(单位是J·cm-2·a-1),方框表示同化量。下列说法正确的是( )
A.营养级Ⅰ用于呼吸消耗的能量A是166.988J·cm-2·a-1
B.营养级Ⅱ流向分解者的能量被包含在25.13%中
C.营养级Ⅱ的粪便量包含在其获得的23.40%中
D.营养级Ⅲ用于生长、发育、繁殖的能量包含在12.82J·cm-2·a-1中
【答案】D
【分析】一个营养级(非最高营养级)生物所同化的能量其去向有:
①通过呼吸作用以热能形式散失;②被下一营养级生物同化;③被分解者分解;
④部分未被利用。
【详解】A、从图中看出营养级Ⅰ同化的能量包括传递至下一个营养级中,流向分解者和呼吸消耗,所以呼吸消耗的能量小于218×(1-23.4%)=166.988J·cm-2·a-1,A错误;
B、营养级Ⅱ流向分解者的能量包括在同化量Ⅱ中,即包括在51.012J·cm-2·a-1中,B错误;
C、营养级Ⅱ的粪便量是营养级Ⅰ同化的能量,即在218J·cm-2·a-1,C错误;
D、营养级Ⅲ用于生长、发育、繁殖的能量属于同化量Ⅲ中,所以包括在12.82J·cm-2·a-1中,D正确。
故选D。
6.(23-24高三上·江苏扬州宝应县·期末)植物细胞中含有色素,下列关于植物细胞内色素的说法,错误的是( )
A.光敏色素主要吸收蓝光,其结构变化的信息会影响特定基因的表达
B.叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上,液泡中的色素溶解在细胞液中
C.绿藻、褐藻、红藻在海水中出现垂直分布,与叶绿体中光合色素对光能的捕获有关
D.花瓣鲜艳的红色与液泡中的色素有关,可以向传粉昆虫提供物理信息
【答案】A
【详解】A、光敏色素主要吸收红光和远红光,其结构变化的信息会影响特定基因的表达,A错误;
B、叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上,液泡中的色素溶解在细胞液中,B正确;
C、绿藻、褐藻、红藻在海水中出现垂直分布,与叶绿体中光合色素对光能的捕获有关,C正确;
D、花瓣鲜艳的红色与液泡中的色素有关,可以向传粉昆虫提供可采食的信息,D正确。
故选A。
7.(23-24高三上·江苏扬州·期末)下图1表示某淡水养殖湖泊中生物之间的捕食关系,图2表示碳循环过程,其中A~D代表生态系统的相关成分。下列相关分析错误的是( )
A.图1的各种生物构成了一个完整的生物群落
B.图2中碳元素以CO2形式流动的过程有①②③④
C.流经该淡水养殖湖泊生态系统的总能量等于生产者固定的太阳能
D.若乌鱼的食物有1/5来自小型鱼类,4/5来自虾类,则理论上乌鱼每增加100g体重,至少需要消耗水草28000g
【答案】ACD
【详解】A、生物群落是一定区域所有生物的集合,图1中不包括分解者,不能构成一个完整的生物群落,A错误;
B、由于生产者和大气二氧化碳之间为双箭头,并且所有生物均进行呼吸作用产生二氧化碳,因此图A是大气二氧化碳库, B是生产者,图2中碳元素以CO2形式在生物群落和无机环境之间流动,包括图中的①②③④,B正确;
C、该淡水养殖湖泊生态系统属于人工生态系统,流经该淡水养殖湖泊生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能和人工输入的能量,C错误;
D、图2表示食物网,底栖动物和虾类均以水草为食,虾类又以底栖动物为食,若乌鱼的食物有1/5来自小型鱼类,4/5来自虾 类,则理论上乌鱼每增加100g体重,能量传递效率按照20%计算,食物链按照最短计算,则至少需要消耗 水草 100×1/5÷20%÷20%÷20%+100×4/5÷20%÷20%=4500g,D错误。
故选ACD。
8.(24-25高三上·江苏扬州·期末)扬州运河三湾湿地公园是近年来大运河沿线环境整治、生态修复及现代航运示范区建设等不断推进的成果,曾入选江苏省首届“最美生态修复案例”。请回答下列问题:
(1)从河面到陆地,生态学家依据群落的 结构,对植物进行如图所示的分区域配置。修复过程反映了人类活动可以影响群落演替的 。
(2)如今该湿地公园是候鸟的天堂,影响候鸟数量出现周期性变化的非生物因素主要是 。与标记重捕法相比,用无人机拍摄调查迁徙鸟类种群密度的优点是 (答出一点即可)。研究某种候鸟的生态位,需要研究的方面有 (至少答出两点)。
(3)该公园亦是周边居民休闲的好去处,且具有蓄洪防旱、净化水质等功能,体现了生物多样性的 价值;公园的外貌和结构也会随每年四季变化发生规律性改变,这种现象叫做群落的 。
(4)研究人员采用样线法调查某种植物的种群密度,以园路边缘为起点,向两侧各设置2条样线向外延伸,长度25米,记录样线两侧各5m范围内该种植物数量,分别为60、56、60、64株,则其种群密度约为 株/m2。
(5)若该公园生态系统中甲、乙、丙三个种群构成的一条食物链中的能量流动情况如下表(单位:×106kJ/a)。种群丙用于生长、发育和繁殖的能量为 ,该食物链中从第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为 (保留两位小数)。
种群
同化总能量
用于生长、发育和繁殖
呼吸消耗
传递给下一营养级
传递给分解者
未被利用
甲
240
97
10
52
乙
35
9
4
丙
728
71
466
【答案】(1) 水平 速度和方向
(2) 日照长短 对鸟类的伤害(干扰)小,高效 栖息地、食物、天敌、与其它物种的关系
(3) 直接价值和间接 季节性(季相)
(4)0.24
(5) 7.77×108kJ/a 15.95%
【详解】(1)水平方向上由于光照强度、地形明暗、湿度等因素的影响,不同地段上分布着不同的生物种群属于水平结构;群落演替是随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程,在修复过程中,反映了人类活动可以影响群落演替的速度和方向。
(2)植物可为动物提供食物条件和栖息空间,而日照长短可影响植物,故影响候鸟数量出现周期性变化的非生物因素主要是日照长短;与标记重捕法相比,用无人机拍摄调查迁徙鸟类种群密度的优点是对鸟类的伤害(干扰)小,高效; 生态位是指一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,研究某种候鸟的生态位,需要研究的方面有栖息地、食物、天敌、与其它物种的关系。
(3)直接价值是对人类有食用、药用和工业原料等使用意义以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的,间接价值是对生态系统起重要调节作用的价值(生态功能)的价值,该公园亦是周边居民休闲的好去处,有蓄洪防旱、净化水质等功能,体现了生物多样性的直接价值和间接价值;公园的外貌和结构也会随每年四季变化发生规律性改变,这种现象叫做群落的季节性(季相)。
(4)根据题干信息,每个样方面积都是25米×5米=125m2,共有2个样方,则其种群密度约为(60+56+60+64)÷4÷125÷2=0.24株/m2。
(5)结合表中数据可知,甲的同化能量为240×106kJ/a,乙的同化量为35×106kJ/a,能量流动逐级递减,故食物链为丙→甲→乙,同化量=呼吸作用以热能形式散失+用于生长、发育和繁殖的能量=呼吸作用以热能形式散失+被分解者利用+流入下一营养级+未被利用的能量,根据表中能量数值可知,种群丙用于生长、发育和繁殖的能量=(71+466+240)106kJ/a=7.77×108kJ/a;能量传递效率是相邻两个营养营养级之间同化量的比值,该食物链中从第一营养级(丙)到第二营养级(甲)的能量传递效率约为240/ (71+466+728+240)×100%≈15.95%。
9.(24-25高三上·江苏无锡·期末)翡翠贻贝是我国南部沿海的重要经济种类,为更好地进行人工养殖,研究人员研究了翡翠贻贝在不同温度下的能量收支情况,结果如下表。请回答问题:
温度(℃)
摄食能(J/(g·h))
同化能(J/(g·h))
代谢耗能(J/(g·h))
排泄耗能(J/(g·h))
16
9.7
6.8
6.6
0.5
21
12.1
8.4
7.3
0.7
26
14.6
10.3
9.0
0.8
31
16.9
11.9
10.1
0.9
(1)自然条件下,翡翠贻贝以浮游生物为食,属于生态系统中的 (填成分)。若要调查自然条件下翡翠贻贝的生态位,可以研究它的 (至少答出2点)。
(2)实验前2天,需用1.2μm滤膜处理后的海水饲育翡翠贻贝让其断食,目的是 。实验中,开始时的饵料(某种藻类)密度为1000个细胞/mL,实验结束后,可采用 法测定藻类的密度,并计算翡翠贻贝的摄食率。
(3)已知能量收支平衡式为A=G+R+U,其中A为同化的能量,U为排泄耗能,则G和R应为 。与31℃相比,16℃和26℃均不适合翡翠贻贝养殖,请根据表中数据分析原因 。
(4)同化效率是指同化能占摄食能的比率。根据实验数据,翡翠贻贝的同化效率未随温度变化而变化,这说明在相同的饲养条件下,同化效率主要取决于 。
(5)研究表明,31℃下翡翠贻贝的生长较快,但同时可能导致水体富营养化,请根据表中数据分析原因 。
【答案】(1) 消费者 栖息地、食物、种间关系
(2) 排除原有食物对能量测量数据的影响 抽样检测
(3) 用于自身生长、发育和繁殖、呼吸消耗 在16℃时,代谢耗能和排泄耗能之和大于同化能,翡翠贻贝出现负生长;在26℃时,用于生长的能量占(摄食能和)同化能的比例相对较小,(而代谢耗能和排泄耗能所占的比例相对较大,)翡翠贻贝生长效率较低
(4)翡翠贻贝自身的消化吸收能力
(5)翡翠贻贝的摄食量增大,导致浮游植物减少,对水中的N、P等吸收减少;排泄量增大,经分解者分解后,水中的N、P增加
【详解】(1)翡翠贻贝以浮游生物为食,属于生态系统组成成分中的消费者。调查动物的生态位,通常可以研究它的栖息地、食物、种间关系等。
(2)滤膜具有过滤作用,用1.2μm滤膜处理后的海水饲育翡翠贻贝让其断食,可以排除原有食物对能量测量数据的影响,从而更精确的计算翡翠贻贝的摄食率。调查藻类的种群密度常用抽样检测法。
(3)同化的能量一部分用于排泄耗能,剩余的用于自身生长发育繁殖和呼吸消耗。由表格数据可知,在16℃时,代谢耗能和排泄耗能之和大于同化能,翡翠贻贝出现负生长;在26℃时,用于生长的能量占(摄食能和)同化能的比例相对较小,(而代谢耗能和排泄耗能所占的比例相对较大,)翡翠贻贝生长效率较低,因而与31℃相比,16℃和26℃均不适合翡翠贻贝养殖。
(4)同化效率是指同化能占摄食能的比率,翡翠贻贝的同化效率未随温度变化而变化,这说明同化效率主要取决于翡翠贻贝自身的消化吸收能力。
(5)水体 富营养化主要是水体中的N、P矿质元素增多,31℃下翡翠贻贝的生长较快,翡翠贻贝的摄食量增大,导致浮游植物减少,对水中的N、P等吸收减少,同时排泄量增大,经分解者分解后,水中的N、P增加,可能导致水体富营养化。
地 城
考点02
生态系统的组成成分与稳定性
10.(24-25高三上·江苏扬州·期末)下图虚线框内为红树林生态系统能量流动示意图(部分),红树凋落物必须先经甲壳类动物的消化处理,才能被鱼类有效利用。相比之下,藻类等植物可直接被鱼类取食。下列叙述正确的是( )
A.该生态系统的结构包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量
B.图中缺失的能量去向是流向分解者和生物通过呼吸作用以热能形式散失
C.可根据胃含物和稳定同位素分析鱼类的食物来源绘制食物网
D.流入该生态系统的总能量是浮游植物和底栖藻类固定的太阳能
【答案】BC
【详解】A、该生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量,生态系统的结构包括组成成分和营养关系,A错误;
B、生态系统各营养级的能量一般有以下去路:①通过呼吸作用以热能的形式散失;②流入下一营养级;③被分解分解利用④未被利用的能量,图中缺失的能量去向是流向分解者和生物通过呼吸作用以热能形式散失,B正确;
C、食物链能够表示捕食与被捕食者的关系,可根据胃含物和稳定同位素分析鱼类的食物来源绘制食物网,C正确;
D、根据图示信息可知,流入该生态系统的总能量还有来自其他生态系统的能量,因此不止是浮游植物和底栖藻类固定的太阳能,D错误。
故选BC。
11.(23-24高三上·江苏苏州·期末)生态系统中的分解作用是一个非常复杂的综合性过程,其速率受多种因素影响。表1表示待分解的不同种类资源的分解速率,表2表示各生态系统类型中枯叶输入量与现存量的关系。请回答下列问题:
表1
待分解资源种类
单糖
半纤维素
纤维素
木质素
酚
每年质量减少率(%)
99
90
75
50
10
表2
各生态系统类型
冻原
北方针叶林
温带落叶林
温带草地
热带雨林
枯叶输入量
1.5
7.5
11.5
7.5
30
枯叶现存量
44
35
15
5
5
(1)一般来说,在下列 地带,土壤有机物的分解速率低,易积累有机质。
①高温、高湿度②高温、干燥③低温、高湿度④低温、干燥
(2)据表2分析,温带草地的分解速率明显 温带落叶林,结合表1分析其主要原因是禾本草类的 。
(3)受水浸泡的沼泽土壤更适宜用来开发成有机肥料的原因有 。一般来说,植物组织中C/N比大约在(40~80)/1,而微生物体内C/N比约为10/1,因此,有机肥料中一般需适度添加 元素。
(4)枯枝落叶层中生活着多种食碎屑动物,它们属于生态系统成分中的 。
(5)微生物一般通过分泌胞外酶把底物分解为简单的分子后吸收,与消费者相比,其优点是 。如果把分解者界定为一个生态系统的亚系统,进入该亚系统的有机物中能量也能通过“营养级”传递,其不同于“消费者亚系统”的特点是 。
【答案】(1)④
(2) 高于 木质素和酚的含量较低(或单糖、半纤维素和纤维素含量较高)
(3) 有机物含量丰富,缺氧抑制微生物的分解作用,(有机质积累多) N(氮)
(4)分解者
(5) 无需摄食,减少能量浪费 不存在未利用的能量
【详解】(1)一般来说,在下列④低温、干燥地带,土壤有机物的分解速率低,易积累有机质,原因是低温、干燥条件下,土壤微生物酶活性较低,代谢较慢。
(2)据表2分析,温带草地的枯叶输入量与枯叶现存量的比值低于温带落叶林,说明温带草地分解速率明显高于温带落叶林,结合表1分析其主要原因是禾本草类的木质素和酚的含量较低(或单糖、半纤维素和纤维素含量较高)。
(3)受水浸泡的沼泽土壤更适宜用来开发成有机肥料的原因有有机物含量丰富,缺氧抑制微生物的分解作用,(有机质积累多)。一般来说,植物组织中C/N比大约在(40~80)/1,而微生物体内C/N比约为10/1,因此,有机肥料中一般需适度添加N(氮)元素,有利于植物从土壤中吸收氮元素。
(4)枯枝落叶层中生活着多种食碎屑动物,它们属于生态系统成分中的分解者。
(5)能量沿着食物链流动过程中是逐级递减的,微生物一般通过分泌胞外酶把底物分解为简单的分子后吸收,与消费者相比,其优点是无需摄食,减少能量浪费。如果把分解者界定为一个生态系统的亚系统,进入该亚系统的有机物中能量也能通过“营养级”传递,其不同于“消费者亚系统”的特点是不存在未利用的能量。
12.(24-25高三上·江苏常州·期末)图1为珊瑚礁生态系统碳循环部分过程,其中的珊瑚虫可通过钙化作用分泌碳酸钙以参与珊瑚礁的构建。请回答下列问题:
(1)碳元素在生物群落与无机环境之间进行循环时主要以 形式进行,珊瑚虫体内碳元素的去向有 。
(2)含有多种光合色素的虫黄藻生活在珊瑚虫的内胚层中,从而使珊瑚礁呈现出多彩颜色。从生态系统的成分看,虫黄藻属于该生态系统中的 ,它和珊瑚虫的种间关系为 。环境胁迫会导致珊瑚出现“白化”的现象,这可能是由于虫黄藻从珊瑚虫体内排出或 。如果“白化”现象得不到及时缓解,珊瑚虫将大规模死亡,从能量流动的角度分析,其原因是 。
(3)科研人员用不同胁迫处理两种珊瑚,经过相同的时间后收集珊瑚样品并用海水将样品冲洗至 状态,收集藻液后借助于适合的仪器用 方法进行计数,实验结果如图2.据此判断,两种珊瑚中更适合缓解珊瑚礁退化的是 ,判断依据是 。
【答案】(1) 二氧化碳 通过钙化作用储存在碳酸钙中、流向下一个营养级、流向分解者、呼吸作用以二氧化碳形式排放
(2) 生产者 互利共生 虫黄藻细胞内的光合色素被破坏(或被降解、合成受抑制) 虫黄藻输入的能量减少,捕食浮游动物获取的能量不足
(3) 白化 抽样检测法 澄黄滨珊瑚 澄黄滨珊瑚在胁迫处理后,虫黄藻细胞密度变化幅度比多孔鹿角珊瑚更小
【详解】(1)碳元素在生物群落与无机环境之间进行循环时主要以二氧化碳的形式进行,结合图示可知,珊瑚虫一方面可以捕食浮游动物获得营养,还可通过虫黄藻获取有机物,而后通过自身呼吸作用和钙化作用分泌碳酸钙,因此珊瑚虫体内(有机物)碳元素的去向有通过钙化作用储存在碳酸钙中、流向下一个营养级、流向分解者、呼吸作用以二氧化碳形式排放。
(2)从生态系统的成分看,虫黄藻属于该生态系统中的生产者,因为其能通过光合作用把无机物合成储存能量的有机物;珊瑚虫靠虫黄藻光合作用提供营养,虫黄藻靠珊瑚虫排出的废物生活,因此它和珊瑚虫的种间关系为互利共生。环境胁迫会导致珊瑚出现“白化”的现象,这可能是由于虫黄藻从珊瑚虫体内排出或虫黄藻细胞内的光合色素被破坏导致的。如果“白化”现象得不到及时缓解,珊瑚虫将大规模死亡,这是由于虫黄藻输入珊瑚虫的能量减少 ,同时,捕食浮游动物获取的能量不足引起的。
(3)科研人员用不同胁迫处理两种珊瑚,经过相同的时间后收集珊瑚样品并用海水将样品冲洗至白化状态,收集藻液后借助于血细胞计数板利用显微抽样检测法进行计数,实验结果如图2,根据图2结果可知澄黄滨珊瑚在胁迫处理后,虫黄藻细胞密度变化幅度比多孔鹿角珊瑚更小,可见两种珊瑚中更适合缓解珊瑚礁退化的是澄黄滨珊瑚。
地 城
考点03
人与环境
13.(24-25高三上·江苏苏州·期末)高原鼠兔为躲避天敌会啃除洞口周围的高大植物。研究发现,青藏高原某草场土壤全氮含量(土壤肥力指标)随高原鼠兔洞口密度的增加出现先增加后减少的变化趋势。下列叙述错误的是( )
A.高原鼠兔与天敌间的物质循环过程伴随着能量的转化和散失
B.高原鼠兔与其食物及天敌之间的信息传递可以调节种间关系
C.高原鼠兔打洞使微生物的分解作用增强,导致土壤肥力增加
D.高原鼠兔种群密度过大时草场退化,生态系统的稳定性降低
【答案】A
【详解】A、高原鼠兔和天敌之间的物质通过食物链单向传递,物质循环针对生物圈而言,A错误;
B、生态系统的信息传递可调节种间关系,高原鼠兔与其食物和天敌之间通过信息传递维持彼此之间的种间关系,B正确;
C、高原鼠兔打洞使土壤氧气含量增加,微生物的分解作用增强,导致土壤肥力增加,C正确;
D、高原鼠兔种群密度过大时,草场草类被过量啃食,导致草场退化,食物链食物网复杂程度降低,生态系统的稳定性降低,D正确。
故选A。
14.(23-24高三上·江苏·期末)下图表示粮桑渔畜生态农业系统的基本模式。根据图示判断,相关叙述正确的是( )
A.建立该生态系统的目的是实现物质和能量的循环利用,提高能量利用率
B.蚕粪、鸡粪等排泄物需经过沼气池中的分解者分解,可为农作物提供物质和能量
C.池塘生态系统中,适当增加鱼苗的投放量可提高K值,有利于获得较大的经济效益
D.桑园种桑、养蚕、养鸡丰富了桑园生态系统的营养结构,提高了抵抗力稳定性
【答案】D
【详解】A、物质可以循环利用,但是能量不能循环利用,A错误;
B、蚕粪、鸡粪等排泄物需经过沼气池中的分解者分解,可为农作物提供物质,但不能提供能量,B错误;
C、适当增加鱼苗的投放量并没有改善环境,因此K值不变,C错误;
D、营养结构越复杂,抵抗力稳定性越高,桑园种桑、养蚕、养鸡丰富了桑园生态系统的营养结构,提高了抵抗力稳定性,D正确。
故选D。
15.(23-24高三上·江苏常州教育学会·期末)如图为不同强度的林火干扰对森林生态系统碳密度(指单位面积碳含量)的影响。下列相关叙述正确的是( )
A.轻度火烧去除林下凋落物可提高乔木种子的发芽率
B.土壤有机碳密度的占比随林火干扰强度增大而上升
C.探究凋落物是否被土壤微生物分解时需用火烧土壤
D.重度林火对生物多样性直接价值影响大于间接价值
【答案】A
【详解】A、轻度火烧可以清除林下的凋落物,使乔木种子更容易接触到土壤,从而提高发芽率,A正确;
B、土壤有机碳密度的占比并不会随林火干扰强度增大而上升,而是会随着林火干扰强度的增大而下降,B错误;
C、探究凋落物是否被土壤微生物分解时并不需要用火烧土壤,因为火烧会破坏土壤中的微生物,从而影响实验结果,C错误;
D、重度林火对生物多样性直接价值影响小于于间接价值,D错误。
故选A。
16.(24-25高三上·江苏无锡·期末)下列关于生态环境保护措施的叙述,错误的是( )
A.科学合理利用水资源、减少污水排放能有效提高生态足迹
B.生态廊道具有连接破碎生境、保护生物多样性等多种功能
C.在湿地修复过程中,应选择净化能力强且生态位不同的水生植物
D.采用生物防治技术能降低害虫的种群密度且对环境几乎没有污染
【答案】A
【详解】A、科学利用水资源、减少污水排放可以减少能源的损耗,从而有效降低生态足迹,A错误;
B、生境碎片化阻碍了生物的基因交流,而生态廊道的建设能有连接破碎生境,有利于打破濒危动物之间的隔离,促进其种群间的基因交流,保护生物多样性等多种功能,B正确;
C、在生态工程建设中,遵循自生原理,需要选择生物组分并合理布设。在湿地修复过程中,应该选择净化能力较强、具有不同生态位的多种水生植物,C正确;
D、采用生物防治技术能降低害虫的种群密度且对环境几乎没有污染,利于环境保护,D正确。
故选A。
17.(24-25高三上·江苏苏州·期末)我国政府宣布2030年前确保碳达峰(CO2的排放量达到峰值)、2060年前力争实现碳中和(CO2的排放量与吸收量相等)的目标。下列叙述错误的有( )
A.碳在生物群落内及生物与无机环境间循环的主要形式是CO2
B.当前我国新增人口逐年减少,生态足迹总值也随之有所下降
C.碳中和时,生产者固定CO2量等于所有生物呼吸作用释放CO2量
D.当我国实现碳达峰的目标后,空气中的CO2浓度仍有可能会增加
【答案】ABC
【详解】A、碳在生物群落内以有机物的形式流动,A错误;
B、虽然我国人口总量明显下降,但由于生活方式的改变,我国生态足迹总量仍可能增大,B错误;
C、碳中和时,生产者固定的CO2量与所有生物呼吸作用释放的CO2量、化石燃料燃烧释放的CO2量之和相等,C错误;
D、当我国实现碳达峰的目标后,由于物质循环具有全球性,其他国家排放的二氧化碳同样会影响二氧化碳的浓度,故空气中的CO2浓度仍有可能会增加,D正确。
故选ABC。
18.(23-24高三上·江苏常州教育学会·期末)研究人员在腾格里沙漠东南缘沙坡头地区选择了不同年限的固沙植被区,对其植被情况和蚂蚁类群组成进行了调查。请回答下列问题。
(1)研究人员在流动沙地上扎设1m×1m的麦草方格沙障,并种植旱生灌木进行防风固沙,还利用油蒿、柠条等多种沙生植物改善荒漠土壤条件,这遵循了生态工程的 原理。在该地荒漠化防治过程中,群落发生的演替类型是 ,理由是 。随固沙年限的增加,固沙植被区的优势植物种发生着更替,主要原因是 。
(2)研究人员在对蚂蚁类群组成研究时,在每个样区布设10m×10m的大样方1个。在每个大样方内,再采用五点取样法在大样方内的 等五处布设5个2m×2m小样方。在每个小样方内使用便携式工具对蚂蚁进行搜索调查,调查结果如下表。
个体数
类群
固沙5年
固沙8年
固沙34年
固沙57年
针毛收获蚁
●
36
233
93
中华小家蚁
。
32
2
2
掘穴蚁
1157
1628
964
519
红林蚁
8
25
•
•
艾箭蚁
-
146
12
9
中华光胸臭蚁
●
10
●
-
①蚂蚁类群组成中蚂蚁密度随固沙时间呈现的变化趋势为 。在固沙57年的植被区,蚂蚁密度达到最小,导致该现象发生的种间因素有 等。
②蚂蚁类群数随固沙时间呈现的变化趋势为 。在表中的固沙年数内,蚂蚁类群内部的竞争在固沙 年达到最大,蚂蚁类群与其他生物之间的竞争在固沙 年达到最大。
(3)研究发现,各个固沙植被区的植被和蚂蚁等动物的生命活动也影响着土壤的理化性质。这表明,生物学的研究不能停留在种群和群落水平,还应将群落及其环境作为整体进行研究。从新的视角出发,你会研究的问题有 。
【答案】(1) 协调和自生 初生演替 流动沙地上从来没有被植物覆盖过 土壤条件不断变化为新植物的出现创造条件
(2)四角和中心 先增加后减少 种间竞争和捕食 先增加后减少再趋于不变 8 57
(3)生态系统的结构或功能包括哪些?生态系统是如何维持稳定的?
【详解】(1)研究人员在流动沙地上扎设1m×1m的麦草方格沙障,并种植旱生灌木进行防风固沙,还利用油蒿、柠条等多种沙生植物改善荒漠土壤条件,该设计中选择了适应当地生态条件的旱生植物,且注重了多种植物种类的同时种植,因此该设计中主要遵循了生态工程的协调和自生原理。在该地荒漠化防治过程中,由于人为因素的作用,使得当地的群落发生了演替,由于这种演替发生在流动沙地上从来没有被植物覆盖过的情况下,因此该群落发生的演替类型是初生演替。随固沙年限的增加,固沙植被区的优势植物种发生着更替,这是由于土壤条件不断变化为新植物的出现创造条件,因而发生了优势取代,即发生了群落演替。
(2)研究人员在对蚂蚁类群组成研究时,由于蚂蚁体型微小,活动能力弱,因而可采用样方法进行调查,在每个样区布设10m×10m的大样方1个。在每个大样方内,再采用五点取样法在大样方内的四角和中心等五处布设5个2m×2m小样方。在每个小样方内使用便携式工具对蚂蚁进行搜索调查,调查结果如下表。
①结合调查数据可以看出,蚂蚁类群组成中蚂蚁密度随固沙时间呈现的变化趋势为先增加后减少。在固沙57年的植被区,蚂蚁密度达到最小,该现象发生的原因主要受到种间因素,如种间竞争和捕食等的影响。
②蚂蚁类群数随固沙时间呈现的变化趋势为先增加后减少再趋于不变。在表中的固沙年数内,蚂蚁类群内部的竞争在固沙8年达到最大,因为此时的蚂蚁个体数目达到最多;蚂蚁类群在固沙57年数量最少,说明蚂蚁类群在与其他物种的竞争中处于弱势,即蚂蚁类群与其他生物之间的竞争在固沙57年达到最大。
(3)各个固沙植被区的植被和蚂蚁等动物的生命活动也影响着土壤的理化性质。这表明,生物学的研究不能停留在种群和群落水平,还需要考虑无机环境的因素,即需要将群落及其环境作为整体进行研究。从新的视角,即生态系统的视角出发,需要研究的问题可以包括生态系统的结构或功能包括哪些?生态系统是如何维持稳定的?等等问题。
19.(23-24高三上·江苏无锡南菁高级中学·期末)为治理城市某内流河被污染的富营养化水体,科研人员通过引进河流污水、优化原有湿地结构、合理配置植物种植等措施,建成了城市湿地景观公园。下图是该湿地公园的水体净化系统的主要组成。请分析回答问题。
(1)折水涧是一种阶梯式进水道,河水经多级跌水,在沉沙的同时提高了 。芦苇有较强的净化水体能力,如:①降低水体富营养化程度,其吸收的N、P可用于合成自身的 (例举两类)等生物大分子;②与水体中的浮游藻类争夺矿质营养和 等环境资源,抑制水华的发生;③通过光合作用主要为分解者提供 ;④降低水流速度,使颗粒物得以沉降,提高水体透明度等。
(2)在进行植物配置时,浅水湖1的植物从岸边的垂柳、沿岸的挺水植物水竹、水面的浮叶植物睡莲过渡到沉水植物伊乐藻等,这体现了群落在空间上的 结构。这种配置既净化了水体又美化了环境,主要遵循了生态工程建设的 原理。
(3)研究发现,除优势植物苦草外,浅水湖2中逐渐出现了较多金鱼藻、河蚌、鲢等生物,这是在 (填“种群”、“群落”或“生态系统”)水平上研究的结果。
(4)芦苇是多年生植物,主要通过根状茎繁殖。下图为芦苇不同器官中氮、磷含量的季节动态变化及分配数据图。
12月份地下器官的含氮量明显高于10月份,这一变化的重要作用是 。分析数据,你认为芦苇的最佳收割时间是 ,理由是 。
【答案】(1) (水体)溶氧量 蛋白质和核酸(DNA、RNA) 阳光 氧气
(2) 水平 整体
(3)群落
(4) 使地下器官(根状茎)储存营养,有利于来年(第二年)的萌发生长 10月下旬/10月下旬到11月上旬 此时芦苇体内的氮、磷含量最高,及时收割能最大限度去除水体中的N、P
【详解】(1)折水涧是一种阶梯式进水道,河水经多级跌水,随着水流,在沉沙的同时提高了水体中的溶氧量。芦苇净化污水,①降低水体富营养化,吸收的N、P可用于合成蛋白质、核酸等生物大分子;②芦苇和浮游藻类属于种间竞争关系,芦苇可与之争夺矿质营养和阳光等环境资源,以达到抑制水华发生的目的;③芦苇还可以通过光合作用为分解者提供氧气;④芦苇的存在可以降低水的流速,使得颗粒物得以沉降,调高水体透明度。
(2)依据题干信息,从浅水湖1的岸边垂柳沿岸水竹水面睡莲,体现了水平方向上的结构特点,所以体现了群落在空间上的水平结构。这一配置,除了净化水体、美化环境之外,主要遵循了生态工程建设的整体原理。
(3)依据题干信息,浅水湖2中有枯草、金鱼藻、河蚌、鲢等生物,可以形成具有复杂的种间关系,种间关系是在群落水平上研究的名词。
(4)依据题图信息可知,12月份地下器官的含氮量明显高于10月份,由于芦苇属于多年生植物,主要通过根状茎繁殖,这一变化的重要作用就是使地下器官(根状茎)储存营养,有利于来年(第二年)的萌发生长;芦苇的收割的主要是地上器官,依据图示可知,在10月下旬芦苇地上器官的氮、磷含量最高,及时收割可以最大限度去除水体中的N、P。
20.(23-24高三上·江苏扬州宝应县·期末)水体富营养化会导致蓝细菌和绿藻等大量繁殖形成水华。生态浮床对富营养化湖泊表现出良好的治理效果。传统生态浮床(CFI)是将经过筛选的水生高等植物(主要是挺水植物)栽植于浮床上,利用植物根系大量吸收水体中的N、P等元素(如图1)。现有研究者设计了一种新型生态浮床(IEFI),将水生高等植物栽种在空心竹排上,弹性立体填料作为生物膜载体(可以附着微生物)悬挂在竹排下方(如图2)。请回答下列问题:
(1)从生态系统的组成成分看,蓝细菌属于
(2)工业污水中的重金属进入生态浮床后会在水生植物体内积累、浓缩,这种现象称为 。生态浮床常选种黄菖蒲、水芹等水生高等植物。选用植物时除了要考虑植物对水体的净化能力,还要兼顾植物的观赏性和经济价值,这体现了生态工程的 原理。
(3)从种间关系的角度分析,浮床上的水生高等植物能防治水华的原因有:
(4)生态浮床中的水生高等植物还能通过以下两种途径净化水体:①通过阻挡、吸附等使污染物沉降;②通过增加水中 ,使根系富集的微生物分解增强。同时新型生态浮床中大量的弹性立体填料可作为生物膜载体,这样设计的优点是 。
(5)研究人员在江苏某地进行了新型生态浮床(IEFI)和传统生态浮床(CFI)的水质净化效果对比,其中对总氮(TN)的去除情况如图3所示。
①根据实验结果,对TN的作用效果是 。
②在12月,两系统去除率均有一定程度的下降,主要原因是 。
【答案】(1)生产者
(2)生物富集 整体
(3)与蓝细菌、绿藻等生物竞争水体中的N、P降低水体中N、P含量;通过与蓝细菌、绿藻竞争光照,抑制水体中藻类的繁殖
(4)溶氧量 为微生物提供更大的附着面积
(5)IEFI对TN的去除效果明显优于CFI,且在5月去除率最高 低温使得微生物的活性下降,影响了对TN测定去除率
【详解】(1)在生态系统组成成分中,蓝细菌细胞中有叶绿素和藻蓝素,因而能进行光合作用,属于生产者,是生态系统中主要成分。
(2)生物从周围环境中吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在机体内浓度超过环境浓度的现象称为生物富集现象。选用植物时除了要考虑植物对水体的净化能力,还要兼顾植物的观赏性或经济价值,体现了生态工程的整体性原理。
(3)浮床上的水生高等植物与蓝细菌、绿藻等生物争夺阳光、生存空间和养料等,形成种间竞争的关系,与蓝细菌、绿藻等生物竞争水体中的N、P等,降低水体中的N、P含量;通过减弱水体中的光照(或与蓝细菌和绿藻等生物竞争光照),抑制水体中藻类繁殖,从而防治水华。
(4)生态浮床能够有效净化水体是因为:通过阻挡、吸附等使污染物沉降;通过增加水中溶氧量,使根系富集的微生物分解增强。新型生态浮床中大量的弹性立体填料可作为生物膜载体,这样设计的优点是:为微生物提供更大的附着面积。
(5)①由图3可知,IEFI系统比CFI系统水质净化效果更佳,且在5月对TN去除率最高。②在12月,两系统去除率均有一定程度下降,主要是因为低温使得微生物活性降低,影响了对TN去除效果。
21.(24-25高三上·江苏部分高中·期末)人工湿地主要由不同类型填料构成的基质、有净化功能的植物,以及给排水系统所组成。人工湿地能利用湿地的物理、化学、生物学特性净化水质。污染物在人工湿地内经过滤、吸附、生物降解及植物吸收等作用得以去除。为治理被生活、工业等污染物污染的内流河,科研工作者通过各种措施建成了城市湿地公园。图1是该人工湿地水体净化系统的主要组成。请分析回答问题:
(1)在该人工湿地的构建中,应选择具有较强的适应污染环境能力及处理污水能力的植物栽种,体现了生态工程的 原理。
(2)通过放养鱼苗、水禽等动物,种植莲藕、芦苇等水生植物,形成复杂的 结构,可增加湿地生态系统的抵抗力稳定性。要治理水体污染,除了依靠湿地生态系统自身的功能外,还应加强对污染源的控制,因为生态系统的 有限。
(3)研究该人工湿地对污水的处理能力,应对 (位置)的水质进行监测,常检测BOD、总氮量、总磷量等指标,其中BOD表示微生物分解一定体积水中有机物所需的氧气量,BOD值越高,表明 污染程度越高,总氮量、总磷量通常是作为监测水体 的指标。
(4)折水涧是人工湿地台阶式跌水区,可有效物理沉降砂砾并显著增加水体中 的含量。芦苇湿地能通过多种途径净化水体,如:芦苇与水体中的浮游藻类争夺 等环境资源,抑制水华的发生;通过阻挡、吸附等使污染物沉降等。
(5)除配置优势植物苦草外,浅水湖2中逐渐出现了较多金鱼藻、河蚌、鲢等生物,图2为该湖泊生态系统的能量金字塔简图,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级,m1、m2代表不同的能量形式。图3表示该水体中部分营养关系(图中的数值表示能量的相对值)。
①从生态系统的组成成分来看,图2中m1、m2表示的能量形式分别为 。营养级Ⅰ的能量中流入分解者的包括 。
②图3中流经该生态系统的总能量包括 ,能量在Ⅰ、Ⅱ两个营养级间的传递效率为 %(保留小数点后两位)。
【答案】(1)协调
(2) 营养 自我调节能力
(3) 进水口和出水口 有机物 富营养化
(4) 溶解氧 无机盐和阳光
(5) 太阳能(光能)、热能 营养级Ⅰ的枯枝败叶中的能量、营养级Ⅱ的粪便量 生产者固定的太阳能和生活污水有机物中的化学能 2.98
【详解】(1)生态工程的协调原理需要考虑生物与环境、生物与生物的协调与适应、环境容纳量等问题,所以选择具有较强的适应污染环境能力及处理污水能力的植物栽种,体现了生态工程的协调原理。
(2)通过放养鱼苗、水禽等动物,种植莲藕、芦苇等水生植物,增加物种组成,形成复杂的营养结构,可增强抵抗力稳定性。由于生态系统的自我调节能力是有限的,因此要治理水体污染,应加强对污染源的控制。
(3)研究该人工湿地对污水的处理能力,应对进水口和出水口的水质进行检测,常检测BOD、总氮量、总磷量等指标,其中BOD表示微生物分解一定体积水中有机物所需的氧气量,BOD值越高,说明微生物的数量越多,有机物的含量越多,有机物的污染程度越高,N、P含量超标是导致富营养化的重要因素,所以总氮量、总磷量通常是作为监测水体富营养化的指标。
(4)折水涧是人工湿地台阶式跌水区,可有效物理沉降砂砾并显著增加水体中溶解氧的含量。芦苇与水体中的浮游藻类之间属于种间竞争关系。芦苇与水体中的浮游藻类通过争夺无机盐和阳光等环境资源,抑制水华的发生。
(5)①从生态系统的组成成分来看,图2中m1是生产者固定的太阳能(光能),m2是生产者和消费者呼吸作用释放的热能。营养级Ⅰ的能量中流入分解者的包括营养级Ⅰ自身的枯枝败叶中的能量和营养级Ⅱ的粪便量。
②由图3可知,流经该生态系统的总能量包括生产者固定的太阳能和生活污水有机物中的化学能。能量在Ⅰ、Ⅱ两个营养级间的传递效率为(2.3+3.6+20.8+40.1)/(2200+44.4)×100%≈2.98%。
22.(23-24高三上·江苏盐城、南京·期末)浅水湖泊养殖过程中,含N、P的无机盐含量增多,湖泊出现富营养化,驱动浅水湖泊从清水态向浑水态转换,如图1所示。科研人员进一步调查浅水湖泊从清水态向浑水态变化过程中营养化程度以及部分藻类生长状况(鱼鳞藻、脆杆藻为鱼的饵料,微囊藻是一种蓝藻,会产生有毒物质污染水体),形成曲线如图2所示。
(1)据图1分析,该湖泊从清水态变成浑水态后的优势种植物是 。据图2可知,三种藻类数量随着营养化程度的提高均在发生变化,该变化可通过 法进行调查,其中导致鱼鳞藻数量不断下降的原因属于 (填“密度制约因素”或“非密度制约因素”)。
(2)从生态系统组成成分的角度来看,湖泊中的微囊藻属于 。图2中,在富营养化的湖泊中微囊藻大量繁殖,造成鱼虾大量死亡,会造成该生态系统的 稳定性下降。此时,种植茭白、莲藕等挺水植物除了获得经济收益,这些挺水植物还可以通过 、 ,抑制微囊藻的繁殖,进而治理富营养化,这遵循生态工程的 原理。
(3)要研究湖泊中草鱼的生态位,需要研究的方面有 (至少答出两点)。该生态系统中养殖的各种鱼类都占据着各自相对稳定的生态位,其意义是 。
(4)养殖的草鱼除饲料外还以鱼鳞藻、脆杆藻为食。科研人员对草鱼的能量流动情况进行分析,结果如表所示。(数字为能量值,单位是KJ/(cm2·a))
鱼鳞藻、脆杆藻同化的能量
草鱼摄入食物中的能量
草鱼同化饲料中的能量
草鱼粪便中的能量
草鱼用于生长发育和繁殖的能量
草鱼呼吸作用散失的能量
301.2
115.6
15.2
55.6
?
42.4
据表分析,草鱼用于生长发育和繁殖的能量是 KJ/(cm2·a),从藻类到草鱼的能量传递效率为 (保留一位小数)。
【答案】(1) 浮游植物 抽样检测 密度制约因素
(2) 生产者 抵抗力 遮挡阳光 吸收无机盐 自生、协调、整体
(3) 栖息地、食物、天敌以及与其它物种的关系等 有利于不同鱼类之间充分利用环境资源
(4) 17.6 14.9%
【详解】(1)根据图1分析,与清水态浅水湖泊相比,浑水态浅水湖泊中的沉水植物没有了而浮游植物多了很多,说明在该湖泊从清水态向浑水态变化过程中,沉水植物逐渐减少至消失了,而浮游植物逐渐增多了,故该湖泊从清水态变成浑水态后的优势种植物是浮游植物;调查藻类的方法可用抽样检测法进行调查;密度制约因素的影响程度与种群密度有密切关系的因素,如食物、流行性传染病等,导致鱼鳞藻数量不断下降的原因属于密度制约因素。
(2)从生态系统组成成分的角度来看,湖泊中的微囊藻能够将无机物转化为有机物,属于生产者;在富营养化的湖泊中微囊藻大量繁殖,造成鱼虾大量死亡,生物多样性降低,会造成该生态系统的抵抗力稳定性降低;种植茭白、莲藕等挺水植物除了获得经济收益,这些挺水植物还可以通过遮挡阳光(影响光合作用)、吸收无机盐(竞争养分),抑制微囊藻的繁殖,进而治理富营养化,这遵循生态工程的自生(通过有效选择生物组分并合理布设,有助于生态系统维持自生能力)、协调(处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡,需要考虑环境容纳量)、整体(进行生态工程建设时,不仅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)等生态学基本原理。
(3)生态位是指一个物种在生物群落中的地位和作用,要研究湖泊中草鱼的生态位,需要研究的方面有栖息地、食物、天敌以及与其它物种的关系等;该生态系统中养殖的各种鱼类都占据着各自相对稳定的生态位,其意义是有利于不同鱼类之间充分利用环境资源。
(4)草鱼用于生长发育和繁殖的能量=同化量-呼吸作用散失的能量=115.6-55.6-42.4=17.6KJ/(cm2·a);草鱼同化藻类中的能量=草鱼同化的能量-草鱼同化饲料中的能量=17.6+42.4-15.2=44.8KJ/(c㎡·a),则藻类到草鱼的能量传递效率=草鱼同化藻类中的能量÷鱼鳞藻、脆杆藻同化的能量×100%=44.8÷301.2×100%≈14.9%。
23.(23-24高三上·江苏扬州·期末)盐碱水绿色养殖技术被列入《2020年水产生态健康养殖模式示范行动方案》,其模式是通过在盐碱地区开挖池塘,经淡水或降雨压碱后,土壤盐分淋溶到池塘中,使其变成耕地,实现生态修复,池塘中的盐碱水开发应用于水产养殖,实现渔农综合利用,让昔日一块块白色荒漠的盐碱地变身为鱼虾满池的鱼米绿洲。
(1)黄河三角洲某地区根据上述原理,“抬田挖塘”建立的台田模式如下图所示:
“抬田挖塘”是在低洼盐碱地上按一定的比例开挖池塘,并将开挖池塘的土垫在台田上,由于 会使台田的无机盐减少,pH ,两三年后台田上就可以种植棉花、黑枸杞等农作物了。台田及池塘四周要种植多种草本植物以保护池坡,按群落水平结构的特点对种植这些植物在布局上的要求是 。
(2)池塘养殖技术需根据养殖动物习性需要、盐碱地条件和不同的模式开挖池塘,该技术流程包括①池塘水质分析与改良、②养殖尾水处理、③养殖品种选择、④养殖水循环利用。合理的排序是 (用数字表示)。青海某盐碱水池塘选择土著品种青海湖裸鲤作为养殖对象,某研究小组对该池塘生态系统中4类不同生物A、B、C、D消化道内食物进行了分析,结果如下表所示:
生物种类
消化道内食物组成
A
青海湖裸鲤
浮游动物乙
B
底栖动物丙
浮游植物甲、浮游动物乙
C
浮游植物甲
/
D
浮游动物乙
浮游植物甲
表中生物可形成的食物链(网)为 (用字母表示)。研究表明,盐碱水养殖青海湖裸鲤的体长增长率、体重增长率均显著低于淡水组养殖,从能量角度分析,其原因可能是 。
(3)池塘养殖尾水的处理是盐碱水收集调控的重要环节,养殖尾水除了富含盐碱,还富含氮、磷和有机物等,不能随意排放。某科研团队以前期研究获得的3株微藻为对象,筛选适合养殖尾水净化处理的藻种。请完成下表:
主要实验步骤的目的
简要操作过程及实验结果
供试藻种的确定
选择分离自① 中的小球藻JY-1、小球藻SY-4以及链带藻SH-1为供试藻种。
微藻的盐度耐受性研究
② ,据此配制不同盐度梯度的培养基,将等量的3株供试藻种接种在上述培养基中在培养一周,用③ 对藻细胞进行显微计数,发现小球藻JY-1、SY-4的细胞含量皆高于链带藻SH-1的细胞含量。
④
小球藻JY-1、SY-4和链带藻SH-1对养殖尾水中总氮的去除率分别为50.36%、41.51%和49.74%;总磷的去除率分别为93.51%、82.4%和94.1%。
藻种初步确定
初步确定3株微藻中的⑤ 为净化养殖尾水理想藻种。
(4)盐碱地农业种植、养殖循环的有效利用,不仅能够改良盐碱,恢复生态,设计好的高效农渔业综合园区也成为人们休闲观光的好去处。这体现了生物多样性的 价值。
【答案】(1)自然降水和灌溉水(的冲刷) 降低 距离池塘由近及远,种植植物的耐盐碱能力依次减弱
(2) ①③②④ (盐碱水养殖条件下,青海湖裸鲤的蛋白质、糖、脂质等物质分解所获)能量更多用于渗透调节与酸碱调节,而非生长
(3) 养殖尾水 测试养殖尾水盐度范围 血球计数板 微藻对养殖尾水中氮磷去除效果的测定 小球藻JY-1
(4)间接(价值)和直接
【详解】(1)分析题目中的信息可知,“抬田挖塘”是将开挖池塘的土垫在台田上,使台田增高,不再低洼,也不会再有积水,而且自然降水和灌溉水会将台田的无机盐冲刷到池塘,台田的无机盐减少,pH降低,从而适合农作物的生长。
群落的水平结构指的是在水平方向上由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度差异等因素,在不同地段分布着不同的种群,因此在池塘周围种植植物时可按距离池塘由近及远,种植植物的耐盐碱能力依次减弱。
(2)池塘养殖技术需根据养殖动物习性需要、盐碱地条件和不同的模式开挖池塘,该技术流程为①池塘水质分析与改良、③养殖品种选择、②养殖尾水处理、④养殖水循环利用。根据表格分析:
C浮游植物甲是生产者,再根据消化道中的食物组成确定消费者的类型判断,C浮游植物甲被B底栖动物丙和D浮游动物乙所捕食,而D浮游动物乙又是B底栖动物丙和A青海湖裸鲤的食物,由此可确定食物链为 。
盐碱水养殖条件下,青海湖裸鲤的蛋白质、糖、脂质等物质分解所获能量更多用于渗透调节与酸碱调节,而非生长,因此盐碱水养殖青海湖裸鲤的体长增长率、体重增长率均显著低于淡水组养殖。
(3)该实验的自变量为微藻的种类、不同盐度梯度的培养基,因变量为养殖尾水中总氮的去除率,实验步骤为:
供试藻种的确定:选择养殖尾水中的小球藻JY-1、小球藻SY-4以及链带藻SH-1为供试藻种。
微藻的盐度耐受性研究:测试养殖尾水盐度范围,据此配制不同盐度梯度的培养基,将等量的3株供试藻种接种在上述培养基中在培养一周,用血球计数板对藻细胞进行显微计数,发现小球藻JY-1、SY-4的细胞含量皆高于链带藻SH-1的细胞含量。
微藻对养殖尾水中氮磷去除效果的测定:小球藻JY-1、SY-4和链带藻SH-1对养殖尾水中总氮的去除率分别为50.36%、41.51%和49.74%;总磷的去除率分别为93.51%、82.4%和94.1%。
藻种初步确定:小球藻JY-1养殖尾水中总氮的去除率最高,可以初步确定3株微藻中的小球藻JY-1为净化养殖尾水理想藻种。
(4)改良盐碱,恢复生态体现了生物多样性的间接价值;设计好的高效农渔业综合园区也成为人们休闲观光的好去处体现了生物多样性的直接价值。
24.(24-25高三上·江苏苏州·期末)水华现象严重威胁淡水生态系统的稳定及城市饮水安全。研究发现共同移植沉水植物苦草和大型底栖无脊椎动物铜锈环棱螺可明显改善水质状况。请回答下列问题:
(1)研究城市河道内的水生生物分布情况,通常采用 法进行取样调查。调查发现不同区段河道内生物生长与分布状况有明显差异,体现群落 结构。
(2)研究表明苦草可为铜锈环棱螺提供适宜的栖息地,同时后者可清除前者体表附着的藻类,利于其光合作用,这说明两者之间存在 的种间关系。若要研究铜锈环棱螺的生态位,还要研究它的 以及与其他物种的关系等。
(3)某科研团队在富营养化水体中构建4组小型水域生态系统,来研究铜锈环棱螺和苦草的复合作用对水质改善和苦草生长的影响。图1和图2分别是不同处理组水体中叶绿素a和浊度的相应变化。图3是不同处理组的苦草株高变化情况。图4是不同处理组的总磷变化情况。
①据图分析,水体中蓝细菌和浮游植物的生物量可用 来表征,其浓度变化与水体的 变化保持一致。5月份,添加铜锈环棱螺组浊度随时间的推移显著下降,且下降程度与环棱螺生物量呈 (填“正相关”或“负相关”)。
②单植苦草组株高显著降低,与之相关的主要非生物因素是 。实验结束时,低、中、高环棱螺组苦草的湿重分别为(550±36)g、(2380±68)g、(3842±34)g,说明环棱螺的存在可以 。
(4)修复水域生态系统时,常选用苦草等本地水生植物,体现生态工程的 原理。修复后的水域生态系统可净化污水、调节气候,且景色宜人,逐渐成为热门旅游打卡地,这体现出生物多样性的 价值。
【答案】(1) 等距取样(法) 水平
(2) 原始合作(互惠) (食物、)天敌
(3)叶绿素a 浊度 正相关 光照强度 促进苦草的生长、明显改善水质(降低总磷和浊度)
(4) 协调 间接(价值)和直接
【详解】(1)对于水生生物分布情况的调查,由于水生生物分布在水体等相对较大的区域,且其分布相对分散,所以通常采用等距取样法进行取样调查。不同区段河道内生物生长与分布状况有明显差异,这体现的是群落的水平结构,水平结构是指在水平方向上,由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同,以及人与动物的影响等因素,不同地段往往分布着不同的种群,同一地段上种群密度也有差异,它们常呈镶嵌分布;
(2)苦草可为铜锈环棱螺提供适宜的栖息地,同时铜锈环棱螺可清除苦草体表附着的藻类,利于苦草光合作用,这种双方都受益的种间关系是原始合作(互惠);生态位是指一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等。所以若要研究铜锈环棱螺的生态位,还要研究它的栖息地、食物、天敌;
(3)①由图1可知,水体中叶绿素a的含量可以反映蓝细菌和浮游植物的生物量,因为叶绿素a主要存在于这些生物中,其含量多少能体现它们的多少;同时,从图2可看出,浊度的变化与叶绿素a含量的变化趋势相似,即水体中蓝细菌和浮游植物的浓度变化与水体的浊度变化保持一致;再看5月份,添加铜锈环棱螺组,随着环棱螺生物量增加,浊度下降更明显,所以浊度下降程度与环棱螺生物量正相关;
②单植苦草组株高显著降低,可能是因为光照强度等非生物因素影响;从实验结束时低、中、高环棱螺组苦草的湿重数据可以看出,随着环棱螺数量增加,苦草湿重增加,说明环棱螺的存在可以促进苦草生长、明显改善水质(降低总磷和浊度);
(4)本地水生植物更适合当地的生态环境,选用本地水生植物进行水域生态系统修复,这样做能避免外来物种入侵等问题,体现了生态工程的协调原理。协调原理是指处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡,需要考虑环境容纳量等因素;生物多样性价值包括直接价值、间接价值和潜在价值。直接价值是对人类有食用、药用和工业原料等实用意义的,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值;间接价值是对生态系统起到重要调节功能的价值,如调节气候、净化空气等;潜在价值是目前人类尚不清楚的价值。修复后的水域生态系统可净化污水、调节气候,这体现了对生态系统的调节功能,属于间接价值,而景色宜人,逐渐成为热门旅游打卡地,这体现了旅游观赏方面的价值,属于直接价值。
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专题09 生态系统与环境
3大高频考点概览
考点01 生态系统的功能
考点02 生态系统的组成成分与稳定性
考点03 人与环境
地 城
考点01
生态系统的功能
1.(24-25高三上·江苏无锡·期末)当捕食者有多种猎物可选择时,将会捕食那些能够使捕食者在单位时间获得最大净能量的猎物。下图为白鹡鸰的猎物选择与单位时间净能量获得的关系,下列叙述错误的是( )
A.白鹡鸰粪便中的能量不属于其同化量的一部分
B.白鹡鸰对猎物的选择不会随着季节的变化而发生变化
C.当某类猎物数量较多时,白鹡鸰将更多的捕食这类猎物
D.猎物尺寸过大时选择性下降可能与捕食者捕获猎物耗能较多有关
2.(23-24高三上·江苏·期末)研究表明,蝙蝠身上能携带100多种毒性极大、凶险无比的病毒,蝙蝠却可以与这些病毒相安无事。下列有关叙述错误的是( )
A.蝙蝠与其携带的病毒在长期的生存斗争过程中相互选择,协同进化
B.调查蝙蝠的种群密度时可用标记重捕法
C.蝙蝠能利用超声波回声定位来确定猎物的位置,运用了物理信息
D.蝙蝠为寄生于体内的病毒提供了增殖的模板、氨基酸和核糖体
3.(25-26高三上·江苏宿迁沭阳如东中学·期末)在毛竹林下套种菌菇(如大球盖菇)的竹菌复合种植模式是一种新型生态农业模式。秸秆是生产食用菌的基料,大量的秸秆被引入到竹林,改善了土壤环境,影响了土壤动物的分层。下列叙述正确的是( )
A.调查竹林土壤动物类群丰富度,统计数据只需要统计动物的种类
B.影响竹林中植物地上分层的主要环境因素有阳光、水和无机盐
C.食用菌分解秸秆中的有机物,可以为毛竹提供无机盐、能量等
D.竹菌复合种植充分利用了秸秆中的能量,提高了能量的利用率
4.(24-25高三上·江苏常州·期末)研究人员利用人工智能技术成功训练出一个AI算法,该算法可以在声音记录中既快又准地检测到蓝鲸的D-calls(D-calls是成年雌雄蓝鲸在栖息地觅食时发出的“社交”叫声)。下列相关叙述正确的是( )
A.采用标记重捕法可估算蓝鲸种群数量,据此可预测蓝鲸种群未来的增长趋势
B.D-Calls具有高度的个体和季节性变化,通常用于调查南极地区蓝鲸的种群密度
C.成年蓝鲸的D-calls是觅食时的特殊行为,属于同种生物之间传递的行为信息
D.该算法有助于提高对蓝鲸种群动态的监测效率,便于人类了解蓝鲸的分布情况
5.(23-24高三上·江苏扬州宝应县·期末)下图是某生态系统能量在食物链Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ中的流动及其传递效率的部分数据(单位是J·cm-2·a-1),方框表示同化量。下列说法正确的是( )
A.营养级Ⅰ用于呼吸消耗的能量A是166.988J·cm-2·a-1
B.营养级Ⅱ流向分解者的能量被包含在25.13%中
C.营养级Ⅱ的粪便量包含在其获得的23.40%中
D.营养级Ⅲ用于生长、发育、繁殖的能量包含在12.82J·cm-2·a-1中
6.(23-24高三上·江苏扬州宝应县·期末)植物细胞中含有色素,下列关于植物细胞内色素的说法,错误的是( )
A.光敏色素主要吸收蓝光,其结构变化的信息会影响特定基因的表达
B.叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上,液泡中的色素溶解在细胞液中
C.绿藻、褐藻、红藻在海水中出现垂直分布,与叶绿体中光合色素对光能的捕获有关
D.花瓣鲜艳的红色与液泡中的色素有关,可以向传粉昆虫提供物理信息
7.(23-24高三上·江苏扬州·期末)下图1表示某淡水养殖湖泊中生物之间的捕食关系,图2表示碳循环过程,其中A~D代表生态系统的相关成分。下列相关分析错误的是( )
A.图1的各种生物构成了一个完整的生物群落
B.图2中碳元素以CO2形式流动的过程有①②③④
C.流经该淡水养殖湖泊生态系统的总能量等于生产者固定的太阳能
D.若乌鱼的食物有1/5来自小型鱼类,4/5来自虾类,则理论上乌鱼每增加100g体重,至少需要消耗水草28000g
8.(24-25高三上·江苏扬州·期末)扬州运河三湾湿地公园是近年来大运河沿线环境整治、生态修复及现代航运示范区建设等不断推进的成果,曾入选江苏省首届“最美生态修复案例”。请回答下列问题:
(1)从河面到陆地,生态学家依据群落的 结构,对植物进行如图所示的分区域配置。修复过程反映了人类活动可以影响群落演替的 。
(2)如今该湿地公园是候鸟的天堂,影响候鸟数量出现周期性变化的非生物因素主要是 。与标记重捕法相比,用无人机拍摄调查迁徙鸟类种群密度的优点是 (答出一点即可)。研究某种候鸟的生态位,需要研究的方面有 (至少答出两点)。
(3)该公园亦是周边居民休闲的好去处,且具有蓄洪防旱、净化水质等功能,体现了生物多样性的 价值;公园的外貌和结构也会随每年四季变化发生规律性改变,这种现象叫做群落的 。
(4)研究人员采用样线法调查某种植物的种群密度,以园路边缘为起点,向两侧各设置2条样线向外延伸,长度25米,记录样线两侧各5m范围内该种植物数量,分别为60、56、60、64株,则其种群密度约为 株/m2。
(5)若该公园生态系统中甲、乙、丙三个种群构成的一条食物链中的能量流动情况如下表(单位:×106kJ/a)。种群丙用于生长、发育和繁殖的能量为 ,该食物链中从第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为 (保留两位小数)。
种群
同化总能量
用于生长、发育和繁殖
呼吸消耗
传递给下一营养级
传递给分解者
未被利用
甲
240
97
10
52
乙
35
9
4
丙
728
71
466
9.(24-25高三上·江苏无锡·期末)翡翠贻贝是我国南部沿海的重要经济种类,为更好地进行人工养殖,研究人员研究了翡翠贻贝在不同温度下的能量收支情况,结果如下表。请回答问题:
温度(℃)
摄食能(J/(g·h))
同化能(J/(g·h))
代谢耗能(J/(g·h))
排泄耗能(J/(g·h))
16
9.7
6.8
6.6
0.5
21
12.1
8.4
7.3
0.7
26
14.6
10.3
9.0
0.8
31
16.9
11.9
10.1
0.9
(1)自然条件下,翡翠贻贝以浮游生物为食,属于生态系统中的 (填成分)。若要调查自然条件下翡翠贻贝的生态位,可以研究它的 (至少答出2点)。
(2)实验前2天,需用1.2μm滤膜处理后的海水饲育翡翠贻贝让其断食,目的是 。实验中,开始时的饵料(某种藻类)密度为1000个细胞/mL,实验结束后,可采用 法测定藻类的密度,并计算翡翠贻贝的摄食率。
(3)已知能量收支平衡式为A=G+R+U,其中A为同化的能量,U为排泄耗能,则G和R应为 。与31℃相比,16℃和26℃均不适合翡翠贻贝养殖,请根据表中数据分析原因 。
(4)同化效率是指同化能占摄食能的比率。根据实验数据,翡翠贻贝的同化效率未随温度变化而变化,这说明在相同的饲养条件下,同化效率主要取决于 。
(5)研究表明,31℃下翡翠贻贝的生长较快,但同时可能导致水体富营养化,请根据表中数据分析原因 。
地 城
考点02
生态系统的组成成分与稳定性
10.(24-25高三上·江苏扬州·期末)下图虚线框内为红树林生态系统能量流动示意图(部分),红树凋落物必须先经甲壳类动物的消化处理,才能被鱼类有效利用。相比之下,藻类等植物可直接被鱼类取食。下列叙述正确的是( )
A.该生态系统的结构包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量
B.图中缺失的能量去向是流向分解者和生物通过呼吸作用以热能形式散失
C.可根据胃含物和稳定同位素分析鱼类的食物来源绘制食物网
D.流入该生态系统的总能量是浮游植物和底栖藻类固定的太阳能
11.(23-24高三上·江苏苏州·期末)生态系统中的分解作用是一个非常复杂的综合性过程,其速率受多种因素影响。表1表示待分解的不同种类资源的分解速率,表2表示各生态系统类型中枯叶输入量与现存量的关系。请回答下列问题:
表1
待分解资源种类
单糖
半纤维素
纤维素
木质素
酚
每年质量减少率(%)
99
90
75
50
10
表2
各生态系统类型
冻原
北方针叶林
温带落叶林
温带草地
热带雨林
枯叶输入量
1.5
7.5
11.5
7.5
30
枯叶现存量
44
35
15
5
5
(1)一般来说,在下列 地带,土壤有机物的分解速率低,易积累有机质。
①高温、高湿度②高温、干燥③低温、高湿度④低温、干燥
(2)据表2分析,温带草地的分解速率明显 温带落叶林,结合表1分析其主要原因是禾本草类的 。
(3)受水浸泡的沼泽土壤更适宜用来开发成有机肥料的原因有 。一般来说,植物组织中C/N比大约在(40~80)/1,而微生物体内C/N比约为10/1,因此,有机肥料中一般需适度添加 元素。
(4)枯枝落叶层中生活着多种食碎屑动物,它们属于生态系统成分中的 。
(5)微生物一般通过分泌胞外酶把底物分解为简单的分子后吸收,与消费者相比,其优点是 。如果把分解者界定为一个生态系统的亚系统,进入该亚系统的有机物中能量也能通过“营养级”传递,其不同于“消费者亚系统”的特点是 。
12.(24-25高三上·江苏常州·期末)图1为珊瑚礁生态系统碳循环部分过程,其中的珊瑚虫可通过钙化作用分泌碳酸钙以参与珊瑚礁的构建。请回答下列问题:
(1)碳元素在生物群落与无机环境之间进行循环时主要以 形式进行,珊瑚虫体内碳元素的去向有 。
(2)含有多种光合色素的虫黄藻生活在珊瑚虫的内胚层中,从而使珊瑚礁呈现出多彩颜色。从生态系统的成分看,虫黄藻属于该生态系统中的 ,它和珊瑚虫的种间关系为 。环境胁迫会导致珊瑚出现“白化”的现象,这可能是由于虫黄藻从珊瑚虫体内排出或 。如果“白化”现象得不到及时缓解,珊瑚虫将大规模死亡,从能量流动的角度分析,其原因是 。
(3)科研人员用不同胁迫处理两种珊瑚,经过相同的时间后收集珊瑚样品并用海水将样品冲洗至 状态,收集藻液后借助于适合的仪器用 方法进行计数,实验结果如图2.据此判断,两种珊瑚中更适合缓解珊瑚礁退化的是 ,判断依据是 。
地 城
考点03
人与环境
13.(24-25高三上·江苏苏州·期末)高原鼠兔为躲避天敌会啃除洞口周围的高大植物。研究发现,青藏高原某草场土壤全氮含量(土壤肥力指标)随高原鼠兔洞口密度的增加出现先增加后减少的变化趋势。下列叙述错误的是( )
A.高原鼠兔与天敌间的物质循环过程伴随着能量的转化和散失
B.高原鼠兔与其食物及天敌之间的信息传递可以调节种间关系
C.高原鼠兔打洞使微生物的分解作用增强,导致土壤肥力增加
D.高原鼠兔种群密度过大时草场退化,生态系统的稳定性降低
14.(23-24高三上·江苏·期末)下图表示粮桑渔畜生态农业系统的基本模式。根据图示判断,相关叙述正确的是( )
A.建立该生态系统的目的是实现物质和能量的循环利用,提高能量利用率
B.蚕粪、鸡粪等排泄物需经过沼气池中的分解者分解,可为农作物提供物质和能量
C.池塘生态系统中,适当增加鱼苗的投放量可提高K值,有利于获得较大的经济效益
D.桑园种桑、养蚕、养鸡丰富了桑园生态系统的营养结构,提高了抵抗力稳定性
15.(23-24高三上·江苏常州教育学会·期末)如图为不同强度的林火干扰对森林生态系统碳密度(指单位面积碳含量)的影响。下列相关叙述正确的是( )
A.轻度火烧去除林下凋落物可提高乔木种子的发芽率
B.土壤有机碳密度的占比随林火干扰强度增大而上升
C.探究凋落物是否被土壤微生物分解时需用火烧土壤
D.重度林火对生物多样性直接价值影响大于间接价值
16.(24-25高三上·江苏无锡·期末)下列关于生态环境保护措施的叙述,错误的是( )
A.科学合理利用水资源、减少污水排放能有效提高生态足迹
B.生态廊道具有连接破碎生境、保护生物多样性等多种功能
C.在湿地修复过程中,应选择净化能力强且生态位不同的水生植物
D.采用生物防治技术能降低害虫的种群密度且对环境几乎没有污染
17.(24-25高三上·江苏苏州·期末)我国政府宣布2030年前确保碳达峰(CO2的排放量达到峰值)、2060年前力争实现碳中和(CO2的排放量与吸收量相等)的目标。下列叙述错误的有( )
A.碳在生物群落内及生物与无机环境间循环的主要形式是CO2
B.当前我国新增人口逐年减少,生态足迹总值也随之有所下降
C.碳中和时,生产者固定CO2量等于所有生物呼吸作用释放CO2量
D.当我国实现碳达峰的目标后,空气中的CO2浓度仍有可能会增加
18.(23-24高三上·江苏常州教育学会·期末)研究人员在腾格里沙漠东南缘沙坡头地区选择了不同年限的固沙植被区,对其植被情况和蚂蚁类群组成进行了调查。请回答下列问题。
(1)研究人员在流动沙地上扎设1m×1m的麦草方格沙障,并种植旱生灌木进行防风固沙,还利用油蒿、柠条等多种沙生植物改善荒漠土壤条件,这遵循了生态工程的 原理。在该地荒漠化防治过程中,群落发生的演替类型是 ,理由是 。随固沙年限的增加,固沙植被区的优势植物种发生着更替,主要原因是 。
(2)研究人员在对蚂蚁类群组成研究时,在每个样区布设10m×10m的大样方1个。在每个大样方内,再采用五点取样法在大样方内的 等五处布设5个2m×2m小样方。在每个小样方内使用便携式工具对蚂蚁进行搜索调查,调查结果如下表。
个体数
类群
固沙5年
固沙8年
固沙34年
固沙57年
针毛收获蚁
●
36
233
93
中华小家蚁
。
32
2
2
掘穴蚁
1157
1628
964
519
红林蚁
8
25
•
•
艾箭蚁
-
146
12
9
中华光胸臭蚁
●
10
●
-
①蚂蚁类群组成中蚂蚁密度随固沙时间呈现的变化趋势为 。在固沙57年的植被区,蚂蚁密度达到最小,导致该现象发生的种间因素有 等。
②蚂蚁类群数随固沙时间呈现的变化趋势为 。在表中的固沙年数内,蚂蚁类群内部的竞争在固沙 年达到最大,蚂蚁类群与其他生物之间的竞争在固沙 年达到最大。
(3)研究发现,各个固沙植被区的植被和蚂蚁等动物的生命活动也影响着土壤的理化性质。这表明,生物学的研究不能停留在种群和群落水平,还应将群落及其环境作为整体进行研究。从新的视角出发,你会研究的问题有 。
19.(23-24高三上·江苏无锡南菁高级中学·期末)为治理城市某内流河被污染的富营养化水体,科研人员通过引进河流污水、优化原有湿地结构、合理配置植物种植等措施,建成了城市湿地景观公园。下图是该湿地公园的水体净化系统的主要组成。请分析回答问题。
(1)折水涧是一种阶梯式进水道,河水经多级跌水,在沉沙的同时提高了 。芦苇有较强的净化水体能力,如:①降低水体富营养化程度,其吸收的N、P可用于合成自身的 (例举两类)等生物大分子;②与水体中的浮游藻类争夺矿质营养和 等环境资源,抑制水华的发生;③通过光合作用主要为分解者提供 ;④降低水流速度,使颗粒物得以沉降,提高水体透明度等。
(2)在进行植物配置时,浅水湖1的植物从岸边的垂柳、沿岸的挺水植物水竹、水面的浮叶植物睡莲过渡到沉水植物伊乐藻等,这体现了群落在空间上的 结构。这种配置既净化了水体又美化了环境,主要遵循了生态工程建设的 原理。
(3)研究发现,除优势植物苦草外,浅水湖2中逐渐出现了较多金鱼藻、河蚌、鲢等生物,这是在 (填“种群”、“群落”或“生态系统”)水平上研究的结果。
(4)芦苇是多年生植物,主要通过根状茎繁殖。下图为芦苇不同器官中氮、磷含量的季节动态变化及分配数据图。
12月份地下器官的含氮量明显高于10月份,这一变化的重要作用是 。分析数据,你认为芦苇的最佳收割时间是 ,理由是 。
20.(23-24高三上·江苏扬州宝应县·期末)水体富营养化会导致蓝细菌和绿藻等大量繁殖形成水华。生态浮床对富营养化湖泊表现出良好的治理效果。传统生态浮床(CFI)是将经过筛选的水生高等植物(主要是挺水植物)栽植于浮床上,利用植物根系大量吸收水体中的N、P等元素(如图1)。现有研究者设计了一种新型生态浮床(IEFI),将水生高等植物栽种在空心竹排上,弹性立体填料作为生物膜载体(可以附着微生物)悬挂在竹排下方(如图2)。请回答下列问题:
(1)从生态系统的组成成分看,蓝细菌属于
(2)工业污水中的重金属进入生态浮床后会在水生植物体内积累、浓缩,这种现象称为 。生态浮床常选种黄菖蒲、水芹等水生高等植物。选用植物时除了要考虑植物对水体的净化能力,还要兼顾植物的观赏性和经济价值,这体现了生态工程的 原理。
(3)从种间关系的角度分析,浮床上的水生高等植物能防治水华的原因有:
(4)生态浮床中的水生高等植物还能通过以下两种途径净化水体:①通过阻挡、吸附等使污染物沉降;②通过增加水中 ,使根系富集的微生物分解增强。同时新型生态浮床中大量的弹性立体填料可作为生物膜载体,这样设计的优点是 。
(5)研究人员在江苏某地进行了新型生态浮床(IEFI)和传统生态浮床(CFI)的水质净化效果对比,其中对总氮(TN)的去除情况如图3所示。
①根据实验结果,对TN的作用效果是 。
②在12月,两系统去除率均有一定程度的下降,主要原因是 。
21.(24-25高三上·江苏部分高中·期末)人工湿地主要由不同类型填料构成的基质、有净化功能的植物,以及给排水系统所组成。人工湿地能利用湿地的物理、化学、生物学特性净化水质。污染物在人工湿地内经过滤、吸附、生物降解及植物吸收等作用得以去除。为治理被生活、工业等污染物污染的内流河,科研工作者通过各种措施建成了城市湿地公园。图1是该人工湿地水体净化系统的主要组成。请分析回答问题:
(1)在该人工湿地的构建中,应选择具有较强的适应污染环境能力及处理污水能力的植物栽种,体现了生态工程的 原理。
(2)通过放养鱼苗、水禽等动物,种植莲藕、芦苇等水生植物,形成复杂的 结构,可增加湿地生态系统的抵抗力稳定性。要治理水体污染,除了依靠湿地生态系统自身的功能外,还应加强对污染源的控制,因为生态系统的 有限。
(3)研究该人工湿地对污水的处理能力,应对 (位置)的水质进行监测,常检测BOD、总氮量、总磷量等指标,其中BOD表示微生物分解一定体积水中有机物所需的氧气量,BOD值越高,表明 污染程度越高,总氮量、总磷量通常是作为监测水体 的指标。
(4)折水涧是人工湿地台阶式跌水区,可有效物理沉降砂砾并显著增加水体中 的含量。芦苇湿地能通过多种途径净化水体,如:芦苇与水体中的浮游藻类争夺 等环境资源,抑制水华的发生;通过阻挡、吸附等使污染物沉降等。
(5)除配置优势植物苦草外,浅水湖2中逐渐出现了较多金鱼藻、河蚌、鲢等生物,图2为该湖泊生态系统的能量金字塔简图,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级,m1、m2代表不同的能量形式。图3表示该水体中部分营养关系(图中的数值表示能量的相对值)。
①从生态系统的组成成分来看,图2中m1、m2表示的能量形式分别为 。营养级Ⅰ的能量中流入分解者的包括 。
②图3中流经该生态系统的总能量包括 ,能量在Ⅰ、Ⅱ两个营养级间的传递效率为 %(保留小数点后两位)。
22.(23-24高三上·江苏盐城、南京·期末)浅水湖泊养殖过程中,含N、P的无机盐含量增多,湖泊出现富营养化,驱动浅水湖泊从清水态向浑水态转换,如图1所示。科研人员进一步调查浅水湖泊从清水态向浑水态变化过程中营养化程度以及部分藻类生长状况(鱼鳞藻、脆杆藻为鱼的饵料,微囊藻是一种蓝藻,会产生有毒物质污染水体),形成曲线如图2所示。
(1)据图1分析,该湖泊从清水态变成浑水态后的优势种植物是 。据图2可知,三种藻类数量随着营养化程度的提高均在发生变化,该变化可通过 法进行调查,其中导致鱼鳞藻数量不断下降的原因属于 (填“密度制约因素”或“非密度制约因素”)。
(2)从生态系统组成成分的角度来看,湖泊中的微囊藻属于 。图2中,在富营养化的湖泊中微囊藻大量繁殖,造成鱼虾大量死亡,会造成该生态系统的 稳定性下降。此时,种植茭白、莲藕等挺水植物除了获得经济收益,这些挺水植物还可以通过 、 ,抑制微囊藻的繁殖,进而治理富营养化,这遵循生态工程的 原理。
(3)要研究湖泊中草鱼的生态位,需要研究的方面有 (至少答出两点)。该生态系统中养殖的各种鱼类都占据着各自相对稳定的生态位,其意义是 。
(4)养殖的草鱼除饲料外还以鱼鳞藻、脆杆藻为食。科研人员对草鱼的能量流动情况进行分析,结果如表所示。(数字为能量值,单位是KJ/(cm2·a))
鱼鳞藻、脆杆藻同化的能量
草鱼摄入食物中的能量
草鱼同化饲料中的能量
草鱼粪便中的能量
草鱼用于生长发育和繁殖的能量
草鱼呼吸作用散失的能量
301.2
115.6
15.2
55.6
?
42.4
据表分析,草鱼用于生长发育和繁殖的能量是 KJ/(cm2·a),从藻类到草鱼的能量传递效率为 (保留一位小数)。
23.(23-24高三上·江苏扬州·期末)盐碱水绿色养殖技术被列入《2020年水产生态健康养殖模式示范行动方案》,其模式是通过在盐碱地区开挖池塘,经淡水或降雨压碱后,土壤盐分淋溶到池塘中,使其变成耕地,实现生态修复,池塘中的盐碱水开发应用于水产养殖,实现渔农综合利用,让昔日一块块白色荒漠的盐碱地变身为鱼虾满池的鱼米绿洲。
(1)黄河三角洲某地区根据上述原理,“抬田挖塘”建立的台田模式如下图所示:
“抬田挖塘”是在低洼盐碱地上按一定的比例开挖池塘,并将开挖池塘的土垫在台田上,由于 会使台田的无机盐减少,pH ,两三年后台田上就可以种植棉花、黑枸杞等农作物了。台田及池塘四周要种植多种草本植物以保护池坡,按群落水平结构的特点对种植这些植物在布局上的要求是 。
(2)池塘养殖技术需根据养殖动物习性需要、盐碱地条件和不同的模式开挖池塘,该技术流程包括①池塘水质分析与改良、②养殖尾水处理、③养殖品种选择、④养殖水循环利用。合理的排序是 (用数字表示)。青海某盐碱水池塘选择土著品种青海湖裸鲤作为养殖对象,某研究小组对该池塘生态系统中4类不同生物A、B、C、D消化道内食物进行了分析,结果如下表所示:
生物种类
消化道内食物组成
A
青海湖裸鲤
浮游动物乙
B
底栖动物丙
浮游植物甲、浮游动物乙
C
浮游植物甲
/
D
浮游动物乙
浮游植物甲
表中生物可形成的食物链(网)为 (用字母表示)。研究表明,盐碱水养殖青海湖裸鲤的体长增长率、体重增长率均显著低于淡水组养殖,从能量角度分析,其原因可能是 。
(3)池塘养殖尾水的处理是盐碱水收集调控的重要环节,养殖尾水除了富含盐碱,还富含氮、磷和有机物等,不能随意排放。某科研团队以前期研究获得的3株微藻为对象,筛选适合养殖尾水净化处理的藻种。请完成下表:
主要实验步骤的目的
简要操作过程及实验结果
供试藻种的确定
选择分离自① 中的小球藻JY-1、小球藻SY-4以及链带藻SH-1为供试藻种。
微藻的盐度耐受性研究
② ,据此配制不同盐度梯度的培养基,将等量的3株供试藻种接种在上述培养基中在培养一周,用③ 对藻细胞进行显微计数,发现小球藻JY-1、SY-4的细胞含量皆高于链带藻SH-1的细胞含量。
④
小球藻JY-1、SY-4和链带藻SH-1对养殖尾水中总氮的去除率分别为50.36%、41.51%和49.74%;总磷的去除率分别为93.51%、82.4%和94.1%。
藻种初步确定
初步确定3株微藻中的⑤ 为净化养殖尾水理想藻种。
(4)盐碱地农业种植、养殖循环的有效利用,不仅能够改良盐碱,恢复生态,设计好的高效农渔业综合园区也成为人们休闲观光的好去处。这体现了生物多样性的 价值。
24.(24-25高三上·江苏苏州·期末)水华现象严重威胁淡水生态系统的稳定及城市饮水安全。研究发现共同移植沉水植物苦草和大型底栖无脊椎动物铜锈环棱螺可明显改善水质状况。请回答下列问题:
(1)研究城市河道内的水生生物分布情况,通常采用 法进行取样调查。调查发现不同区段河道内生物生长与分布状况有明显差异,体现群落 结构。
(2)研究表明苦草可为铜锈环棱螺提供适宜的栖息地,同时后者可清除前者体表附着的藻类,利于其光合作用,这说明两者之间存在 的种间关系。若要研究铜锈环棱螺的生态位,还要研究它的 以及与其他物种的关系等。
(3)某科研团队在富营养化水体中构建4组小型水域生态系统,来研究铜锈环棱螺和苦草的复合作用对水质改善和苦草生长的影响。图1和图2分别是不同处理组水体中叶绿素a和浊度的相应变化。图3是不同处理组的苦草株高变化情况。图4是不同处理组的总磷变化情况。
①据图分析,水体中蓝细菌和浮游植物的生物量可用 来表征,其浓度变化与水体的 变化保持一致。5月份,添加铜锈环棱螺组浊度随时间的推移显著下降,且下降程度与环棱螺生物量呈 (填“正相关”或“负相关”)。
②单植苦草组株高显著降低,与之相关的主要非生物因素是 。实验结束时,低、中、高环棱螺组苦草的湿重分别为(550±36)g、(2380±68)g、(3842±34)g,说明环棱螺的存在可以 。
(4)修复水域生态系统时,常选用苦草等本地水生植物,体现生态工程的 原理。修复后的水域生态系统可净化污水、调节气候,且景色宜人,逐渐成为热门旅游打卡地,这体现出生物多样性的 价值。
试卷第1页,共3页
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