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专题强化练(十一) 生态系统和生态环境的保护
1.下图是某生态系统中能量流动过程示意图,其中字母表示能量。下列相关叙述正确的是( )
A.f表示初级消费者通过呼吸作用以热能形式散失的能量
B.图中流经该生态系统的总能量为b
C.c表示初级消费者用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量
D.初级消费者和次级消费者之间的能量传递效率为e/b
答案:A
解析:A、由图可知,f表示初级消费者呼吸作用以热能散失的能量,热能不能被生物重新利用,A正确;B、图示表示该生态系统的能量流动图,其中a表示输入该生态系统的总能量,B错误;C、由图可知,c表示初级消费者的同化量,d表示初级消费者自身生长、发育和繁殖的能量,C错误;D、由于次级消费者的同化量未知,初级消费者和次级消费者之间的能量传递效率无法计算,D错误。故选A。
2.(2025·北京二模)对奥林匹克森林公园北园连续9年的碳输入输出观测显示,该森林生态系统能够吸收和固定CO2,利于减少大气CO2含量,表现为“碳汇”。在极端干旱年份,其“碳汇”能力降低。相关叙述正确的是( )
A.碳以有机物的形式在生物群落和非生物环境之间循环
B.该生态系统中,生产者固定的CO2量等于所有生物呼吸释放的CO2量
C.观测期间该森林生态系统输入的总能量低于其散失的总能量
D.干旱导致树木光合速率下降,降低该生态系统的“碳汇”能力
答案:D
解析:A、碳在生物群落和非生物环境之间主要以CO2的形式循环,在生物群落内部以有机物的形式传递,A错误;B、因为该森林生态系统表现为“碳汇”,说明生产者固定的CO2量大于所有生物呼吸释放的CO2量,这样才能吸收和固定CO2,减少大气中CO2含量,B错误;C、由于该森林生态系统能吸收和固定CO2,说明其处于生长、发育阶段,输入的总能量应高于其散失的总能量,C错误;D、根据题意,在极端干旱年份,“碳汇”能力降低,干旱会导致树木光合速率下降,从而使吸收和固定CO2的能力降低,即降低该生态系统的“碳汇”能力,D正确。故选D。
3.(2025·福州期中)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。下列相关分析正确的是( )
A.图2中的食物链可表示为B→C→D
B.图2中碳元素以CO2形式流动的过程有①②③④
C.流经该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100 g体重,至少需要消耗水草28 kg
答案:B
解析:A、B是生产者,则C是消费者,D是分解者,不能表示食物链,A错误;B、图中A是大气中的CO2库,B是生产者,C实现消费者,D是分解者,BCD构成了生物群落,在生物群落和无机环境之间,碳元素以CO2的形式传递所以图2中碳元素以CO2形式流动的过程有①②③④,B正确;C、这是淡水养殖湖泊,所以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加投喂的饲料中的能量,C错误;D、传递至乌鱼的食物链有水草→虾类→乌鱼,水草→底栖动物→小型鱼类乌鱼,水草→底栖动物虾类→乌鱼共3条,乌鱼的食物有1/5来自小型鱼类,4/5来自虾类,乌鱼每增加100 g体重,至少需要消耗水草需要按照最短的食物链和20%的传递率计算,所以消耗的水草=100×4/5÷20%÷20%+100×1/5÷20%÷20%÷20%=4 500 g,D错误。故选B。
4.(2025·黄冈模拟)在生态系统中,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,其中一部分用于自身的呼吸消耗,余下部分称为净初级生产量。下表为4个生态系统的研究实例。下列有关叙述错误的是( )
类别
玉米地
荒地
湖泊Ⅰ
湖泊Ⅱ
太阳能利用率(初级生产量/入射太阳能)
1.6%
1.2%
0.4%
0.1%
呼吸消耗率(呼吸消耗/初级生产量)
23.4%
15.1%
22.3%
21.0%
净初级生产效率(净初级生产量/初级生产量)
76.6%
84.9%
77.75
79.0%
A.两个湖泊的太阳能利用率低,主要原因是CO2供应不足导致光合速率较低
B.两个湖泊中植物的呼吸消耗率与玉米地的大致相等,但明显高于荒地
C.若入射太阳能相同,上述4个生态系统中,制造有机物质最多的是玉米地
D.玉米快速生长过程中积累的大量有机物中的能量属于净初级生产量
答案:A
解析:A、两个湖泊中有很多的水生植物,而这些植物接受的太阳能需要穿过水层,据此可推知两个湖泊的太阳能利用率低,与太阳光穿过水层时损失了部分能量有关,A错误;B、由实验数据可知,两个湖泊中植物的呼吸消耗率与玉米地的大致相等,但明显高于荒地,B正确;C、若入射太阳能相同,上述4个生态系统中,制造有机物质最多的是玉米地,因为玉米地的太阳能利用率最高,C正确;D、初级生产量是指绿色植物通过光合作用所制造的有机物质或所固定的能量,分总初级生产量和净初级生产量(净初级生产量=总初级生产量-植物呼吸消耗量),玉米快速生长过程中积累的大量有机物中的能量属于净初级生产量,D正确。故选A。
5.(2025·河北唐山模拟)鸟的声音是人类开展研究的重要切入点之一,下列说法错误的是( )
A.鸟类在求偶时发出的声音属于物理信息
B.基于声音的个体识别技术调查鸟的种群数量
C.鸟的鸣叫可以提醒犀牛附近有危险情况,从而调节种间关系
D.利用音响设备发出结群信号吸引鸟类,使其结群捕食害虫,这属于机械防治
答案:D
解析:A、物理信息是指生态系统中的光、声、颜色、温度、湿度、磁力等,通过物理过程传递的信息。鸟类在求偶时发出的声音属于物理信息,A正确;B、不同的个体发出的声音不同,所以用基于声音的个体识别技术可调查鸟的种群数量,B正确;C、鸟的鸣叫可以提醒犀牛附近有危险情况,使其提前躲避敌害,这体现了信息传递能调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定性,C正确;D、利用音响设备发出结群信号吸引鸟类,使其结群捕食害虫,结群信号属于物理信息,利用种群内的信息传递来防治害虫,该防治害虫的手段属于生物防治,D错误。故选D。
6.为落实绿水青山就是金山银山的理念,某地开展了退耕还湖工程。某个经过改造的湖泊生态系统中存在三个营养级,分别为植物、植食性动物和肉食性动物。三个营养级能量流动情况的调查结果如下表所示:(单位:×103 kJ)。下列叙述正确的是( )
营养级
植物
植食性动物
肉食性动物
同化量
500
Y
Z
呼吸作用消耗
132
26.5
3.8
未被利用
292
34.3
3.1
其他部分
X
2.2
0.1
A.该生态系统的结构是指各种生物通过食物链和食物网形成的营养结构
B.候鸟的迁入和迁出导致群落的物种组成和空间结构发生变化,这属于群落演替
C.通过该表无法计算肉食性动物用于生长、发育和繁殖的能量
D.表中的X的具体数值是6,由第一营养级向第二营养级的能量传递效率是14%
答案:D
解析:A、生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构两部分,组成成分有非生物物质和能量、生产者、消费者和分解者,营养结构指生物之间以食物营养为纽带所形成的食物链和食物网,A错误;B、候鸟的迁入和迁出导致群落的物种组成和空间结构发生变化属于群落的季节性,B错误;C、根据计算公式:同化量=呼吸作用消耗+用于生长、发育和繁殖的能量,用于生长发育和繁殖的能量=未利用+流入下一营养级+其他部分,在该生态系统中,肉食性动物为最高营养级,无流入下一营养级的能量,结合表中数据可得肉食性动物用于生长、发育和繁殖的能量=同化量-呼吸消耗量=未利用+其他部分=(3.1+0.1)×103 kJ=3.2×103 kJ,C错误;D、根据计算公式:同化量=呼吸作用消耗+用于生长、发育和繁殖的能量=用呼吸作用消耗+未利用+流入下一营养级+其他部分,分析表格可推出:Z=3.8+3.1+0.1=7,植食性动物能量计算公式为:Y=26.5+34.3+2.2+7=70,植物能量计算公式为:500=132+292+X+70,即X=6,再结合能量传递效率计算公式:能量传递效率=下一营养级同化量/上一营养级同化量×100%,第一营养级同化量=500×103 kJ=5.0×105 kJ,第二营养级同化量=70×103 kJ=7.0×104 kJ,进而可计算第一营养级向第二营养级的传递效率为(7.0×104)÷(5.0×105)×100%=14%,D正确。故选D。
7.(2025·武汉模拟)由于过度捕猎和对栖息地的破坏,我国特有动物普氏原羚曾濒临灭绝。近年来采取的保护措施使其数量已达2 793只,但生存仍面临严重威胁。因道路和牧场围栏阻隔,现存普氏原羚被隔离在13个分布区内。下列叙述错误的是( )
A.每个分布区内的普氏原羚构成一个种群
B.围栏阻隔减少了普氏原羚种内基因交流
C.通过大量捕杀狼等天敌可保护普氏原羚
D.对栖息地的破坏导致生物多样性降低
答案:C
解析:A、种群是指在一定的自然区域内,同种生物的全部个体。每个分布区内的普氏原羚生活在特定的区域,且属于同一物种,符合种群的定义,所以每个分布区内的普氏原羚构成一个种群,A正确;B、道路和牧场围栏阻隔了不同分布区的普氏原羚,使得它们难以相遇并进行交配。由于围栏的存在,普氏原羚种内个体之间的交配机会大大减少,也就减少了种内基因交流,B正确;C、大量捕杀狼等天敌,短期内可能会使普氏原羚的生存压力减小,数量有所增加。但从生态系统的角度来看,狼等天敌在生态系统中处于特定的营养级,对维持生态系统的稳定和平衡起着重要作用。大量捕杀天敌会破坏生态系统的食物链和食物网,导致生态系统失衡。例如,狼减少后,狼的猎物(如一些食草动物)可能会大量繁殖,进而可能过度啃食植被,破坏普氏原羚的栖息地,最终可能对普氏原羚的长期生存产生不利影响。所以不能通过大量捕杀狼等天敌来保护普氏原羚,C错误;D、栖息地的破坏会导致生物的生存空间减少,食物资源等也会相应减少。许多生物可能因为无法适应被破坏的环境而死亡或迁移,这会使物种的数量减少,进而导致生物多样性降低,D正确。故选C。
8.(2025·青岛质检)大规模海水养殖使海水中氮、磷的含量增加,水质恶化。生态浮床技术是一种操作简单的水体修复技术,北美海蓬子是一种喜盐植物,如图是用北美海蓬子作浮床植物对养殖南美白对虾海水的净化实验装置示意图。请回答下列问题:
(1)北美海蓬子在生态系统中属于____________(成分),北美海蓬子能净化水体又是一种蔬菜,这体现了生物多样性的________________价值。
(2)北美海蓬子是一种天然喜盐且耐盐的植物,选择其作为浮床植物修复养殖海水主要体现了生态工程的____________原理。
(3)北美海蓬子吸收水体中的氮同化为自身的________________等生物大分子,这些氮元素可能的去向有__________________________________________________________________。
(4)科研人员利用该实验装置,研究不同覆盖率的北美海蓬子生态浮床对养殖海水总氮浓度以及北美海蓬子、南美白对虾生长的影响,具体操作如下:CK为对照不设置浮床,T1种植海蓬子8棵,浮床覆盖率为25%;T2种植海蓬子16棵,浮床覆盖率为50%;T3种植海蓬子24棵,浮床覆盖率为75%。每套实验装置中分别投放对虾50尾(2月苗)、一定量的海水,每天投喂对虾专用饲料,并定期测定,相关实验结果如下:
处理
海蓬子鲜重增加量
/(g·缸-1)
对虾鲜重增加量
/(g·缸-1)
CK
/
3.2
T1
91.4
21.3
T2
177.5
28.2
T3
277.4
7.1
①实验过程中养殖缸中总氮浓度持续增加的原因有____________________________。
②根据实验结果分析,不同覆盖面积对北美海蓬子植株个体生长________(填“有”或“无”)明显影响。
③根据本实验结果,在生产实践中北美海蓬子生态浮床的覆盖率应为__________左右,主要依据是______________________________________________________________。
答案:(1)生产者 间接和直接
(2)协调
(3)蛋白质、核酸 流向下一营养级或流向分解者
(4)①对虾粪便的排泄和饵料残留 ②无 ③50% 覆盖率为50%左右时对虾产量高,同时对氮的去除率高
解析:(2)北美海蓬子是一种天然喜盐且耐盐的植物,选择其作为浮床植物修复养殖海水主要体现了生态工程的协调原理。
(3)蛋白质的元素组成主要是C、H、O、N,有些还含有S,核酸的元素组成是C、H、O、N、P,且蛋白质和核酸都是大分子,因此植物吸收的氮同化为自身的核酸和蛋白质;这些氮元素可能沿着食物链和食物网流向下一营养级或流向分解者。
(4)因为对虾粪便的排泄和饵料残留,所以养殖缸中总氮浓度持续增加。根据实验结果分析,不同覆盖面积对北美海蓬子植株个体生长无明显影响。覆盖率为50%左右时对虾产量高,同时对氮的去除率高,故北美海蓬子生态浮床的覆盖率应为50%左右。
9.(2025·日照模拟)近年来,“以鱼抑藻”、种植挺水植物、使用植物根际促生菌(PGPR)等多种生态修复技术的配合使用逐渐成为修复受损河湖生态系统的重要手段。下图是某受损小型湖泊的生态修复示意图。
(1)少量的污染物流入湖泊,无需治理即可快速恢复,原因是生态系统具有一定的__________能力,一般来说该能力的大小与生态系统的______________________________(答出两点)呈正相关。
(2)采用“以鱼抑藻”来控制藻类的数量,鱼类属于影响藻类种群数量变化的________(填“密度”或“非密度”)制约因素。除了以鱼抑藻外,通过栽种芦苇、菖蒲等挺水植物控制藻类的繁殖,挺水植物可以通过__________________________________________从而对藻类产生抑制作用。
(3)使用PGPR有利于芦苇、菖蒲等挺水植物的生长,从而加速生态恢复,原因主要有两方面,一是PGPR能够____________________________,为植物提供养分;另一方面PGPR能够______________________________________________________,从而减挺水植物病害的发生。
答案:(1)自我调节 生物种类(组分)多少和食物网的复杂程度
(2)密度 与藻类竞争阳光和水体中的无机盐等
(3)降解有机污染物,释放N和P 与水体的有害菌竞争,降低有害菌的数量
解析:(1)少量污染物流入湖泊能快速恢复,这是因为生态系统具有自我调节能力,这是生态系统的一个重要特性。生态系统自我调节能力的大小与生物种类(组分)多少和食物网的复杂程度呈正相关。生物种类越多,食物网越复杂,生态系统抵抗外界干扰并使自身结构和功能保持原状的能力就越强。
(2)“以鱼抑藻”中,鱼类捕食藻类,其数量变化会对藻类种群数量产生影响,且这种影响与藻类种群密度密切相关,所以鱼类属于影响藻类种群数量变化的密度制约因素。挺水植物与藻类都生活在湖泊环境中,挺水植物可以通过与藻类竞争阳光和水体中的无机盐等资源,使藻类获得的资源减少,从而对藻类的繁殖产生抑制作用。
(3)从图中可知,PGPR能降解有机污染物,释放N和P等营养物质,这些营养物质可以被芦苇、菖蒲等挺水植物吸收利用,为植物提供养分,有利于植物的生长。同时,PGPR能够与水体中的有害菌竞争,降低有害菌的数量,减少有害菌对挺水植物的侵害,从而减轻挺水植物病害的发生,促进挺水植物生长,加速生态恢复。
10.(2025·浙江1月卷)浙江某地古杨梅复合种养系统以杨梅栽培为核心,在杨梅林中适度混栽茶树,放养鸡、蜜蜂等生物,这种可持续发展的复合种养模式,是重要的农业文化遗产。回答下列问题:
(1)杨梅林中搭配种植茶树,使群落水平方向上出现________现象,让这两种经济树种在同群落中实现________,达到共存。
(2)林中养蜂能促进植物的授粉与结实。蜜蜂之间借助“舞蹈”相互交流,这种方式传递的信息属于________。林下养鸡有助于除草、除虫,鸡粪可为系统提供肥料,但鸡的最大放养量不宜超过________。从能量流动角度分析,鸡吃昆虫与吃相同质量的杂草相比,消耗该生态系统生产者的____________更多,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)杨梅复合种养系统与单一杨梅林相比,可获得杨梅、茶叶、鸡和蜂蜜等更多农产品。从物质循环角度分析,复合种养系统实现了______________________。从能量流动角度分析,复合种养系统的意义有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(答出2点即可)。
答案:(1)镶嵌分布 生态位分化
(2)行为信息 环境容纳量 净初级生产量(或用于生长和繁殖的能量) 能量逐级递减,食物链环节越多,消耗的能量越多
(3)资源多层次和循环利用 提高系统对光能的利用率,使能量更多地流向对人类有益的部分
解析:(1)群落中的生物在水平方向上的配置状况形成了群落的水平结构。杨梅林中搭配种植茶树,使群落水平方向上出现镶嵌分布现象。杨梅和茶树搭配种植,二者对光照、水分、土壤养分等资源的需求有所不同,其生态位存在差异,这种生态位分化使得它们能够避免激烈的种间竞争,在同一群落中实现共存。
(2)蜜蜂通过“舞蹈”进行交流,这种通过动物的特殊行为在同种或异种生物之间传递的信息属于行为信息。林下养鸡有助于除草、除虫,鸡粪可为系统提供肥料。若鸡的放养量超过环境容纳量,鸡可能因缺少食物而生长发育受阻,而鸡粪过多不能及时被分解利用,会导致环境恶化,影响整个生态系统的稳定。生态系统中,生产者固定的太阳能一部分用于自身呼吸消耗,剩下的用于自身生长和繁殖,这部分能量称为净初级生产量,净初级生产量的去路是流向下一营养级、流向分解者和未利用。由于能量流动具有单向流动、逐级递减的特点,从能量流动角度分析,食物链环节增加,能量损耗加大。鸡吃昆虫的食物链环节多于鸡吃杂草,故消耗生产者的净初级生产量更多。
(3)从物质循环角度来看,在杨梅复合种养系统中,鸡粪可以为系统提供肥料,重新参与物质循环。同时,杨梅、茶树、鸡、蜜蜂等生物处于不同的生态位,利用不同层次的资源,例如茶树利用杨梅林下层较弱的光照,鸡在林下活动利用林下空间等,实现了资源的多层次利用及循环利用。从能量流动角度分析,复合种养系统中多种生物共存,不同植物搭配种植,提高了系统对光能的利用率;该系统可以产出杨梅、茶叶、鸡肉、蛋和蜂蜜等多种农产品,相比单一杨梅林,提高了能量的利用效率,使能量更多地流向了对人类有益的部分,实现了生态效益和经济效益的双赢。
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