专题12 生物与环境（2大突破+3大命题）（培优讲义）2026年高考生物二轮复习讲练测

专题12 生物与环境 目录 第一部分 高考考情精析 锁定靶心 高效备考 第二部分 思维建模突破 一问一答 扫清盲区 【突破01】生态系统结构与功能的深度解析（物质循环、能量流动、信息传递） 【突破02】生态环境问题的机制应用（如碳中和、生物多样性保护、生态修复） 第三部分 高考命题深研 典例精析+方法提炼+变式巩固 【命题点01】碳达峰碳中和情境分析 【命题点02】生物入侵防治情境分析 【命题点03】生态系统修复情境分析 核心考向聚焦 主战场转移：​ 从“种群、群落的基础特征记忆”转向生态系统结构与功能的深度解析（物质循环、能量流动、信息传递）与生态环境问题的机制应用（如碳中和、生物多样性保护、生态修复），是尖子生拉开分差的关键。 核心价值： 凸显“生态观念（物质能量观、稳态与平衡观）”“科学思维（模型认知 + 系统分析）”“社会责任（人地协调观、可持续发展意识）”，对接高考“高阶能力考查”导向。 关键能力与思维瓶颈 关键能力：精准推导生态系统的“生产者→消费者→分解者”物质能量流动路径、构建“种群增长模型（J型/S型）”与“生态金字塔”；将“真实环境情境（如退耕还林、湿地保护）”拆解为“教材机制模型”。 培优瓶颈： 1. 机制混淆：如混淆“初生演替 vs 次生演替”“正反馈 vs 负反馈”； 2. 逻辑疏漏：分析“环境因素对种群数量的影响”时，忽略“多因素综合作用”或“时间滞后效应”； 3. 模型误用：绘制“食物网”时遗漏“捕食与竞争的双重关系”，或计算“能量传递效率”时未明确“同化量边界”。 命题前瞻与备考策略 预测： 1. 以“碳达峰碳中和”“生物入侵防治”“生态系统修复”为核心情境，辐射考点； 2. 非选择题将融入“物质循环过程图解”“生态位分析表格”“环境治理措施对比柱状图”，考查“现象→机制→对策”的推导； 3. 设问增加“原因解释类长句应答”（如“分析某湿地退化的原因”），要求写出“3级以上逻辑链”（如“人类活动→栖息地破坏→物种减少→生态系统稳定性下降”）。 策略： 1. 溯源式学习：对每个生态机制绘制“推导逻辑图”（如“能量流动逐级递减”的原因：呼吸消耗 + 分解者利用 + 未被利用），拒绝死记； 2. 模型化解题：提炼高频题型模型（如“种群数量变化曲线分析四步法”“生态修复措施答题模板”）； 3. 靶向训练：多做“情境化 + 跨模块”题（如结合“光合作用”分析“森林碳汇原理”，结合“群落演替”解释“矿山生态恢复路径”）。 ◇突破 01 生态系统结构与功能的深度解析（物质循环、能量流动、信息传递） 何为生态系统？ 在一定空间内，生物群落与它的非生物环境相互作用形成的统一整体，称为生态系统。 生态系统的结构 ① 非生物的物质和能量（阳光、热能、水、空气、无机盐等）； ② 生产者（自养生物，核心是绿色植物，为生态系统“基石”）； ③ 消费者（异养生物，主要是动物，加速物质循环）； ④ 分解者（异养生物，主要是腐生细菌/真菌，实现“物质返还能流”）。 组成成分： 营养结构： 食物链和食物网（是物质循环、能量流动的渠道）。 你如何理解生态系统的结构？ 生态系统结构包含“组成成分”和“营养结构”。组成成分是功能实现的基础（如生产者固定能量、分解者循环物质）；营养结构则决定了能量流动和物质循环的路径（能量沿食物链单向传递，物质随食物链循环往复）。 为何研究生态系统的功能？物质循环、能量流动、信息传递是生态系统的三大核心功能，三者相互依存： 物质循环是能量的载体（能量依附于物质传递）； 能量流动是物质循环的动力（物质循环依赖能量驱动）； 信息传递则调节前两者的方向与强度（如种间竞争、捕食关系的信息调控）。 三者共同维持生态系统的稳定性与平衡。 以“碳循环”为例，解析物质循环的机制 存在形式：非生物环境中→CO₂、碳酸盐；生物群落中→含碳有机物（如糖类、蛋白质）。 循环过程： ① 输入：生产者通过光合作用/化能合成作用，将CO₂固定为有机物（碳进入生物群落）； ② 传递：消费者通过摄食，将有机物沿食物链传递； ③ 分解：分解者分解动植物遗体、排遗物，将有机物分解为CO₂归还环境； ④ 补充：化石燃料燃烧，将远古有机物中的碳以CO₂形式释放（人类活动干扰的关键节点）。 核心特点：全球性（碳循环跨越地域）、循环性（物质可被反复利用）。 · 以“能量流动”为例，解析能量流动的机制 输入：生态系统能量的“源头”是太阳能（生产者通过光合作用固定太阳能，是输入总能量；深海热泉等特殊生态系统由化能合成作用输入）。 传递：沿食物链/食物网进行，具有单向性（只能从低营养级流向高营养级，不可逆转）和逐级递减性（传递效率约10% - 20%，因呼吸消耗、分解者利用、未利用等环节损失能量）。 转化与散失：能量以“化学能”形式储存于有机物，最终通过呼吸作用以“热能”形式散失（热能无法被生物群落二次利用，体现单向性）。 · 以“种间信息传递”为例，解析信息传递的机制 1.种类： 物理信息：光、声、温度、湿度、磁力等（如蜘蛛网振动频率、鸟鸣）； 化学信息：生物代谢产生的化学物质（如植物生物碱、动物性外激素）； 行为信息：动物的特殊行为（如蜜蜂跳舞、鸟类求偶炫耀）。 2.特点：双向性 生物间、生物与环境间可相互传递，与能量单向性、物质全球性形成对比 3.作用： 维持个体生存（如蝙蝠靠超声波定位猎物）； 保障种群繁衍（如植物开花依赖光周期信息，动物求偶依赖信息传递）； 调节种间关系（如草原“绿色”为食草动物提供采食信号，调控草与食草动物的平衡）。 过程辨析（表格对比三大功能的差异） 功能维度 物质循环 能量流动 信息传递 核心特点 全球性、循环性 单向流动、逐级递减 双向性（为主） 存在/传递形式 元素（如C、N、P等循环载体） 化学能、热能 物理信号、化学信号、行为信号 作用范围 生物群落 ↔ 非生物环境 生态系统各营养级之间 生物↔生物、生物↔非生物环境 对生态系统的价值 能量流动的“载体” 物质循环的“动力” 调节种间关系、维持系统稳定 ◇突破 02  生态环境问题的机制应用（如碳中和、生物多样性保护、生态修复） 为何聚焦生态系统碳循环？ 对传统环境认知而言，碳中和常被简化为“减排+植树”，但自然生态系统（森林、草原、湿地等）本就是 “天然碳汇”：通过生产者光合作用固定CO₂，经食物链传递、分解者分解释放，形成复杂碳循环网络。以森林为例，树木通过光合将大气CO₂转化为生物量（地上凋落物、地下根系），土壤微生物参与碳封存，这是陆地生态系统最大碳库（占比超80%）。理解这一机制，才能明确碳中和需 “减排（人为控排）+ 增汇（保护/恢复自然碳汇）”双轮驱动，而非单一手段。  你如何理解人工干预与自然增汇的协同——碳中和的“技术+生态”路径 自然碳汇的“基础玩家”：自然生态系统（如红树林、泥炭地）碳固定效率高（单位面积固碳量超农田数倍），核心机制是物种共生（如菌根真菌助植物吸碳）、生境保水（减少CO₂排放）； 人工增汇的“高效达人”：CCUS（碳捕获利用与封存）技术模拟自然碳循环，通过工业捕集（如电厂燃烧后捕集CO₂）、地质封存（类比深层土壤碳储存）、生物利用（微藻固碳产油，类比植物光合储能），补充自然碳汇能力短板。  机制深解（生态系统碳循环与人工增汇逻辑） 生态维度 自然碳循环（如森林） 人工碳增汇（如CCUS） 碳固定主体 生产者（树木、草本）+ 土壤微生物 工业设施（电厂、工厂）+ 微藻/合成生物 碳储存场所 地上生物量（树干/枝叶）、地下根系、土壤有机质 地质构造（岩层/枯竭油气田）、生物产品（生物炭） 时间尺度 土壤碳封存可达数十年至千年 地质封存达百万年，生物利用多为短期存储  生态机制类问题“横向对比”模板 分析维度 自然生态系统碳汇 人工碳增汇技术 碳固定效率 依赖物种组成与生境完整性 技术优化驱动（如高效菌株、催化剂） 生态协同效益 同步保障生物多样性、水文调节等 核心目标控排，生态协同为附加价值 长期稳定性 依托自然演化韧性（自我修复） 依赖人工维护（能耗/成本较高） 你如何从机制角度理解“生物多样性保护”的紧迫性？ 生物多样性是生态系统稳定与服务的 “底层逻辑”： 1物种丰富度高→食物链复杂→抗干扰能力强（如害虫爆发时，天敌物种多则易控制）； 2生境异质性（如森林分层）→提供多样微生境→支撑特殊物种生存； 3基因多样性→物种适应环境变化（如气候变化下，广适性物种存活概率更高）。 若生物多样性丧失，生态系统服务（水质净化、气候调节）将崩溃，碳中和目标也会因“自然碳汇能力暴跌”更难实现——因此，保护生物多样性是 “生态系统机制维稳”的核心。 从生态修复机制看，“矿山复绿”的“成功关键”是什么？ 矿山复绿需模拟自然演替机制，缺一不可： ① 基质改良（类比“土壤形成”）：添加有机质、微生物菌剂，恢复土壤碳循环与养分供给； ② 物种选择（类比“群落构建”）：先引先锋物种（如豆科固氮植物）固碳改土，再逐步引入乡土乔灌草，重建物种共生网络； ③ 生境营造（类比“生态位填充”）：保留/重建溪流、石堆等微生境，为动物、微生物提供栖息地，保障“生产者-消费者-分解者”循环连通。 忽视任一环节，复绿易失败（如仅种草无乔木，碳固持能力弱；无微生物，土壤碳无法长期封存）。 ◇命题点 01 碳达峰碳中和情境分析 典｜例｜精｜析 典例1（2025·浙江·高考真题）我国积极稳妥推进“碳中和”战略，努力实现CO2，相对“零排放”。下列措施不能减少CO2排放的是（    ） A．鼓励使用新能源汽车 B．减少煤炭等火力发电 C．推广使用一次性木筷 D．乘坐公交等绿色出行 变｜式｜巩｜固 变式1（2025·河北邢台·一模）为推动绿色低碳发展，实现“碳达峰”“碳中和”目标，我国正大力推进能源结构优化和生产生活方式转型。下列说法正确的是（　　） A．加强清洁能源的利用是实现碳达峰、碳中和的重要途径 B．推广新能源汽车是减少碳排放的重要措施 C．实现碳达峰后，生态系统的碳循环会明显减慢 D．研发碳捕获技术有利于实现“碳中和”目标 变式2（2025·湖南长沙·二模）自然界中，碳元素在大气、陆地和海洋等各大碳库之间不断地循环，各个碳库的碳储量在较长一段时间内保持基本稳定，这就是处于“碳中和”状态。“碳封存”是降低大气CO2含量的重要举措。下表为地球各主要碳库的碳储量（1Gt=1×10g15）。下列叙述正确的是（    ） 碳库 碳储量（Gt） 碳库 碳储量（Gt） 大气圈 720 岩石圈 60000000 海洋无机碳 37400 陆地水圈 1～2 海洋有机碳 1670 化石燃料 4130 陆地生物圈 1800 其他 250 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．虽然岩石圈碳库是最大的，但对人类生命活动影响最大的碳库是大气圈 C．在生态系统的组成成分中，能够实现“碳封存”的主要成分是生产者 D．当全球达到“碳中和”的目标时，其吸收的CO2量应等于全球生物细胞呼吸释放的CO2量 变式3（2025·湖北武汉·三模）全球气候变化威胁人类和生物的生存。为实现碳中和，除节能减排外，生物固碳是重要途径，生物固碳可以分为陆地固碳和海洋固碳两种类型。请回答下列问题： (1)陆地森林固碳能力提升后，碳足迹的值将_____（填“增大”“减小”或“不改变”）。 (2)生物泵是海洋固碳的重要机制，其过程如下图所示，浮游植物通过_____固定无机碳，产生的有机碳沿着_____不断传递，这个过程中产生的颗粒有机碳可由海洋表面向深层沉降，实现海洋储碳但生物泵的效率较低，其原因可能是_____。      (3)海洋铁施肥被认为是一项可以降低大气二氧化碳含量的地球工程策略。请结合表中的实验数据，推测其原理是_____，但在北太平洋进行铁施肥对固碳量的影响并不大，其原因可能是_____。 地区 初始铁含量 （nmol/L） 处理后铁含量 （nmol/L） 浮游植物叶绿素a含量变化量 （mg/m3） 表层海水二氧化碳分压变化量 （μatm） 赤道太平洋 0.02 2.0 +3.85 -73 南大洋 0.05 2.9 +21 -130 北太平洋 0.4 3 +0.01 -6 (4)根据上述信息，分别从海洋固碳和陆地固碳的角度提出缓解全球气候变化的2条措施_____。 ◇命题点 02 生物入侵防治情境分析 典｜例｜精｜析 典例1（2025·重庆·高考真题）草地生态系统是全球分布最广阔的生态系统之一，随着生物入侵的日益增加，草地生态系统的保护和恢复迫在眉睫。 (1)加拿大一枝黄花是草地生态系统的一级危害入侵植物。入侵后会造成________。 ①草地物种多样性下降 ②草地原来的食物链、食物网结构发生改变 ③草地生态系统中本地植物生态位变窄 ④草地生态系统抵抗力稳定性增强 A．①②④ B．①③④ C．②③④ D．①②③ (2)为探究草地生态系统对抗生物入侵的机制，我国科研人员开展如图1所示试验，结果见图2。 ①该实验的自变量是________和________。 ②根据无菌土壤中入侵植物生物量的变化可推出本地植物品种。数量的变化会导致________发生改变，从而促进入侵植物的生长。新鲜土壤中，入侵植物生物量随本地植物品种数量的增加而下降。导致该结果的主要因素是________。 ③结果表明，草地生态系统可通过土壤的________调节机制抑制入侵植物生长，维持草地生态系统的稳定性。为对抗入侵植物对生态系统的干扰，可采取的措施是________。 变｜式｜巩｜固 变式1（2025·陕西·三模）喜旱莲子草是一种原产于南美的水陆两栖多年生杂草。上世纪曾作为家畜饲料引种，后来在某些地区泛滥成灾，严重危害本土物种。通过引进喜旱莲子草的原产地专一性天敌——莲草直胸跳甲（以下简称跳甲）以治理喜旱莲子草的危害。调查发现，跳甲对陆生型喜早莲子草的入侵基本没有控制作用。 为探究跳甲对喜旱莲子草的入侵控制效果不佳的原因，我国研究者采用土壤生物—植物——昆虫互作循环框架开展研究。先用有跳甲成虫取食的喜旱莲子草对土壤进行预处理，然后将土壤取出，根据需要进行或不进行灭菌处理，再将新的植物移栽到上述土壤中，培养一段时间后检测这些植物的生长状况（图1）。继而取来自图1中各组的莲子草叶片分别置于培养皿中，将若干新孵化的跳甲幼虫接种到叶片上，培养一段时间后检测这些植物的抗虫水平（图2）。研究结果表明，被跳甲成虫取食的喜早莲子草的根际微生物对两种莲子草的作用存在差异。    综合相关发现，研究者首次提出了“昆虫和土壤生物协同影响植物入侵”的新假说，丰富了现有物种入侵理论，为完善现有生物入侵防治实践提供了依据。 (1)喜旱莲子草与本土莲子草的关系为_____。喜旱莲子草会影响入侵地的生物多样性，导致生态系统的_____降低。 (2)请将下列各项的字母排序，以呈现图1 所示研究的实验过程_____。 A．从不存在这两种莲子草的废弃农田中采集土壤 B．将植物培养至大约50%的叶面积被取食，移走跳甲和笼子，取出土壤 C．将土壤分为两组，一组进行灭菌处理，另一组不进行灭菌处理 D．在土壤中种植喜旱莲子草，放入带有跳甲成虫的笼子里 E．在土壤中种植本土莲子草或喜旱莲子草，在没有跳甲的环境中培养 F．剪取植物的芽，干燥、称重 (3)图1结果显示_____，说明被跳甲成虫取食的喜旱莲子草根际微生物对本土莲子草具有抑制作用，而对喜旱莲子草没有抑制作用。由图2可知，_____。综上可解释跳甲对喜旱莲子草控制效果不佳的原因。 变式2（2025·福建·二模）生物入侵已成为严重威胁我国湖泊生态安全的重要因素。为探究外来物种入侵对本地植物的影响，研究人员以某湖泊本地植物、入侵动物福寿螺和入侵植物粉绿狐尾藻为实验材料设计了如下实验，如图1所示。 回答下列问题： (1)实验的自变量是________。 (2)入侵初期，外来物种的种群数量呈“J”形增长，其原因是_________(写出两点即可)。 (3)研究人员测定了不同实验处理对本地植物、粉绿狐尾藻的生物量及福寿螺卵数量的影响，结果如图2所示。 注:“-”代表“无”;“+”代表“有” ①对比________组可知，福寿螺的取食偏好表现为_________。 ②“入侵崩溃假说”认为，多种外来生物在入侵同一生态系统时会相互促进彼此的入侵进程。本实验是否支持该假说，请说明理由。_________。 (4)研究结果说明在评估某种入侵物种对环境的影响时，需要考虑的问题是_________。 变式3（2024·浙江绍兴·二模）生物入侵是人类面临的一个重要生态问题。紫茎泽兰是我国境内常见的一种入侵种，研究人员对紫茎泽兰不同入侵程度地区的动植物种类与数量进行了调查，部分结果如下表。 调查项目 重入侵区 轻入侵区 未入侵区 紫茎泽兰覆盖度（%） 67.2 20.3 0 当地植物覆盖度（%） 3.1 45.8 52.5 土壤动物丰富度指数 8.8 10 13.8 回答下列问题： (1)下列哪几项是紫茎泽兰能成功入侵一个地区的原因？____（A．入侵地缺少紫茎泽兰的天敌与强有力的竞争者；B．紫茎泽兰对极端环境耐受性好；C．入侵地环境条件适合紫茎泽兰的生长和繁殖；D．紫茎泽兰具有较高的遗传多样性）。从种群特征角度分析，紫茎泽兰的覆盖度通常被用以反映其____，据上表调查结果分析，紫茎泽兰入侵过程中植被的变化规律是____。 (2)调查不同入侵地土壤动物丰富度时，在采集地点用____法采集土壤，用镊子分拣其中体型较大的动物，并通过____装置获得体型较小的动物，经识别后逐一记录。由表可知入侵地土壤动物丰富度显著下降，分析其原因主要有：一方面，紫茎泽兰能分泌的活性物质作为____信息，直接影响土壤动物的生存和繁殖；另一方面，紫茎泽兰的繁盛还改变了____，间接影响了土壤动物生存所需的食物和栖息空间。 (3)为研究紫茎泽兰对入侵地植被多样性和生态稳定性的影响，除在群落水平对不同入侵地的物种丰富度进行调查外，还需比较各种生物占据的生态位间的____程度及种间关系，在此基础上调查该生态系统的____和功能，以评估入侵后生态系统稳定性的变化。 (4)紫茎泽兰在5~6月种子萌芽后开始进入生长旺盛期，11月份开始进入繁殖期。若采用人工拔除、集中晒干烧毁的手段对紫茎泽兰进行防治，你认为在一年中的哪段时间防治最合适？____。 ◇命题点 03 生态系统修复情境分析 典｜例｜精｜析 典例1（2025·云南·高考真题）群落演替理论为实施自然保护和生态修复提供了科学依据，关于演替，下列说法错误的是（　　） A．森林火灾后发生的演替属于初生演替 B．科学合理的人工造林可加快演替的速度 C．优势种改变是判断群落演替的标志之一 D．环境变化是诱发演替的主要因素之一 变｜式｜巩｜固 变式1（2026·吉林延边·一模）联合国发布第五版《全球生物多样性展望》，针对自然的现状提供了最权威评估。这迫使人们重新思考与大自然的关系，并考量生物多样性持续丧失和生态系统退化对人类生存和自身福祉产生的深远影响。下列关于生态系统修复的叙述正确的是（    ） A．退牧还草有助于修复退化草地生态系统，经次生演替可形成森林生物群落 B．矿区生态恢复工程关键是植被恢复及植被恢复所需土壤微生物群落的重建 C．出现水华的淡水湖泊修复重点在于促进蓝细菌和绿藻生长及控制流入水体的水质 D．修复退化森林生态系统，人工造林与自然恢复相比，可短时间实现生物多样性 变式2（2026·江苏镇江·模拟预测）秦淮河作为南京的“母亲河”，近年来通过生态修复使植被繁茂、鸟类回归。图1为秦淮河流域参与碳循环的部分示意图，甲～丁为生态系统的组成成分。图2为秦淮河某段生态系统能量流动图（单位：J·cm-2·a-1），Ⅰ～Ⅳ代表各个营养级。请回答下列问题： (1)图1中碳元素以CO2形式传递的过程有______（填序号），指向丁的途径还有______。“碳中和”是指植树造林、节能减排等途径，抵消CO2排放总量，达到相对“零排放”。达到“碳中和”时，图1中生产者吸收CO2总量______（填“大于”“等于”或“小于”）所有生物呼吸释放的CO2总量。 (2)图2中X的数值应为______，第三营养级向第四营养级的能量传递效率约为______（保留一位小数）。Ⅱ营养级中生物在生态系统成分中可能属于图1中______（选填“甲～丁”）。 (3)通过生态修复后的秦淮河植被繁茂、鸟类回归，河面上的雄鸟通过不断鸣叫和独特的求偶仪式博得雌水鸟的青睐，该过程中的信息种类有______，说明信息传递在生态系统中的作用是______。近年来秦淮河在旅游观光以及涵养水源调节生态环境等方面发挥着巨大的作用，这体现了生物多样性的______价值。 (4)在修复过程中，工作人员在考虑社会经济效益的同时还须引入对污水净化能力较强的植物（如金鱼藻、睡莲）等，这主要遵循生态工程的______原理。某研究小组从清理的河滩淤泥中分离到一种单细胞真菌，配制了5mL样液，对样液进行100倍稀释后，用血细胞计数板对其进行计数，结果如下图。样液中真菌的个数约为______个。 变式3（2025·浙江·一模）2025年9月，某艺术家在喜马拉雅山脉海拔4600米的高山草甸区域燃放烟花，引发公众对高原生态环境被破坏的质疑。下列叙述错误的是（    ） A．燃放后残留的火药残渣可能会造成土壤污染 B．燃放产生的有害气体可能会造成大气污染 C．这次事件可能会导致生物多样性下降 D．后期通过翻土和补种即可修复生态 17 / 18 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题12 生物与环境 目录 第一部分 高考考情精析 锁定靶心 高效备考 第二部分 思维建模突破 一问一答 扫清盲区 【突破01】生态系统结构与功能的深度解析（物质循环、能量流动、信息传递） 【突破02】生态环境问题的机制应用（如碳中和、生物多样性保护、生态修复） 第三部分 高考命题深研 典例精析+方法提炼+变式巩固 【命题点01】碳达峰碳中和情境分析 【命题点02】生物入侵防治情境分析 【命题点03】生态系统修复情境分析 核心考向聚焦 主战场转移：​ 从“种群、群落的基础特征记忆”转向生态系统结构与功能的深度解析（物质循环、能量流动、信息传递）与生态环境问题的机制应用（如碳中和、生物多样性保护、生态修复），是尖子生拉开分差的关键。 核心价值： 凸显“生态观念（物质能量观、稳态与平衡观）”“科学思维（模型认知 + 系统分析）”“社会责任（人地协调观、可持续发展意识）”，对接高考“高阶能力考查”导向。 关键能力与思维瓶颈 关键能力：精准推导生态系统的“生产者→消费者→分解者”物质能量流动路径、构建“种群增长模型（J型/S型）”与“生态金字塔”；将“真实环境情境（如退耕还林、湿地保护）”拆解为“教材机制模型”。 培优瓶颈： 1. 机制混淆：如混淆“初生演替 vs 次生演替”“正反馈 vs 负反馈”； 2. 逻辑疏漏：分析“环境因素对种群数量的影响”时，忽略“多因素综合作用”或“时间滞后效应”； 3. 模型误用：绘制“食物网”时遗漏“捕食与竞争的双重关系”，或计算“能量传递效率”时未明确“同化量边界”。 命题前瞻与备考策略 预测： 1. 以“碳达峰碳中和”“生物入侵防治”“生态系统修复”为核心情境，辐射考点； 2. 非选择题将融入“物质循环过程图解”“生态位分析表格”“环境治理措施对比柱状图”，考查“现象→机制→对策”的推导； 3. 设问增加“原因解释类长句应答”（如“分析某湿地退化的原因”），要求写出“3级以上逻辑链”（如“人类活动→栖息地破坏→物种减少→生态系统稳定性下降”）。 策略： 1. 溯源式学习：对每个生态机制绘制“推导逻辑图”（如“能量流动逐级递减”的原因：呼吸消耗 + 分解者利用 + 未被利用），拒绝死记； 2. 模型化解题：提炼高频题型模型（如“种群数量变化曲线分析四步法”“生态修复措施答题模板”）； 3. 靶向训练：多做“情境化 + 跨模块”题（如结合“光合作用”分析“森林碳汇原理”，结合“群落演替”解释“矿山生态恢复路径”）。 ◇突破 01 生态系统结构与功能的深度解析（物质循环、能量流动、信息传递） 何为生态系统？ 在一定空间内，生物群落与它的非生物环境相互作用形成的统一整体，称为生态系统。 生态系统的结构 ① 非生物的物质和能量（阳光、热能、水、空气、无机盐等）； ② 生产者（自养生物，核心是绿色植物，为生态系统“基石”）； ③ 消费者（异养生物，主要是动物，加速物质循环）； ④ 分解者（异养生物，主要是腐生细菌/真菌，实现“物质返还能流”）。 组成成分： 营养结构： 食物链和食物网（是物质循环、能量流动的渠道）。 你如何理解生态系统的结构？ 生态系统结构包含“组成成分”和“营养结构”。组成成分是功能实现的基础（如生产者固定能量、分解者循环物质）；营养结构则决定了能量流动和物质循环的路径（能量沿食物链单向传递，物质随食物链循环往复）。 为何研究生态系统的功能？物质循环、能量流动、信息传递是生态系统的三大核心功能，三者相互依存： 物质循环是能量的载体（能量依附于物质传递）； 能量流动是物质循环的动力（物质循环依赖能量驱动）； 信息传递则调节前两者的方向与强度（如种间竞争、捕食关系的信息调控）。 三者共同维持生态系统的稳定性与平衡。 以“碳循环”为例，解析物质循环的机制 存在形式：非生物环境中→CO₂、碳酸盐；生物群落中→含碳有机物（如糖类、蛋白质）。 循环过程： ① 输入：生产者通过光合作用/化能合成作用，将CO₂固定为有机物（碳进入生物群落）； ② 传递：消费者通过摄食，将有机物沿食物链传递； ③ 分解：分解者分解动植物遗体、排遗物，将有机物分解为CO₂归还环境； ④ 补充：化石燃料燃烧，将远古有机物中的碳以CO₂形式释放（人类活动干扰的关键节点）。 核心特点：全球性（碳循环跨越地域）、循环性（物质可被反复利用）。 · 以“能量流动”为例，解析能量流动的机制 输入：生态系统能量的“源头”是太阳能（生产者通过光合作用固定太阳能，是输入总能量；深海热泉等特殊生态系统由化能合成作用输入）。 传递：沿食物链/食物网进行，具有单向性（只能从低营养级流向高营养级，不可逆转）和逐级递减性（传递效率约10% - 20%，因呼吸消耗、分解者利用、未利用等环节损失能量）。 转化与散失：能量以“化学能”形式储存于有机物，最终通过呼吸作用以“热能”形式散失（热能无法被生物群落二次利用，体现单向性）。 · 以“种间信息传递”为例，解析信息传递的机制 1.种类： 物理信息：光、声、温度、湿度、磁力等（如蜘蛛网振动频率、鸟鸣）； 化学信息：生物代谢产生的化学物质（如植物生物碱、动物性外激素）； 行为信息：动物的特殊行为（如蜜蜂跳舞、鸟类求偶炫耀）。 2.特点：双向性 生物间、生物与环境间可相互传递，与能量单向性、物质全球性形成对比 3.作用： 维持个体生存（如蝙蝠靠超声波定位猎物）； 保障种群繁衍（如植物开花依赖光周期信息，动物求偶依赖信息传递）； 调节种间关系（如草原“绿色”为食草动物提供采食信号，调控草与食草动物的平衡）。 过程辨析（表格对比三大功能的差异） 功能维度 物质循环 能量流动 信息传递 核心特点 全球性、循环性 单向流动、逐级递减 双向性（为主） 存在/传递形式 元素（如C、N、P等循环载体） 化学能、热能 物理信号、化学信号、行为信号 作用范围 生物群落 ↔ 非生物环境 生态系统各营养级之间 生物↔生物、生物↔非生物环境 对生态系统的价值 能量流动的“载体” 物质循环的“动力” 调节种间关系、维持系统稳定 ◇突破 02  生态环境问题的机制应用（如碳中和、生物多样性保护、生态修复） 为何聚焦生态系统碳循环？ 对传统环境认知而言，碳中和常被简化为“减排+植树”，但自然生态系统（森林、草原、湿地等）本就是 “天然碳汇”：通过生产者光合作用固定CO₂，经食物链传递、分解者分解释放，形成复杂碳循环网络。以森林为例，树木通过光合将大气CO₂转化为生物量（地上凋落物、地下根系），土壤微生物参与碳封存，这是陆地生态系统最大碳库（占比超80%）。理解这一机制，才能明确碳中和需 “减排（人为控排）+ 增汇（保护/恢复自然碳汇）”双轮驱动，而非单一手段。  你如何理解人工干预与自然增汇的协同——碳中和的“技术+生态”路径 自然碳汇的“基础玩家”：自然生态系统（如红树林、泥炭地）碳固定效率高（单位面积固碳量超农田数倍），核心机制是物种共生（如菌根真菌助植物吸碳）、生境保水（减少CO₂排放）； 人工增汇的“高效达人”：CCUS（碳捕获利用与封存）技术模拟自然碳循环，通过工业捕集（如电厂燃烧后捕集CO₂）、地质封存（类比深层土壤碳储存）、生物利用（微藻固碳产油，类比植物光合储能），补充自然碳汇能力短板。  机制深解（生态系统碳循环与人工增汇逻辑） 生态维度 自然碳循环（如森林） 人工碳增汇（如CCUS） 碳固定主体 生产者（树木、草本）+ 土壤微生物 工业设施（电厂、工厂）+ 微藻/合成生物 碳储存场所 地上生物量（树干/枝叶）、地下根系、土壤有机质 地质构造（岩层/枯竭油气田）、生物产品（生物炭） 时间尺度 土壤碳封存可达数十年至千年 地质封存达百万年，生物利用多为短期存储  生态机制类问题“横向对比”模板 分析维度 自然生态系统碳汇 人工碳增汇技术 碳固定效率 依赖物种组成与生境完整性 技术优化驱动（如高效菌株、催化剂） 生态协同效益 同步保障生物多样性、水文调节等 核心目标控排，生态协同为附加价值 长期稳定性 依托自然演化韧性（自我修复） 依赖人工维护（能耗/成本较高） 你如何从机制角度理解“生物多样性保护”的紧迫性？ 生物多样性是生态系统稳定与服务的 “底层逻辑”： 1物种丰富度高→食物链复杂→抗干扰能力强（如害虫爆发时，天敌物种多则易控制）； 2生境异质性（如森林分层）→提供多样微生境→支撑特殊物种生存； 3基因多样性→物种适应环境变化（如气候变化下，广适性物种存活概率更高）。 若生物多样性丧失，生态系统服务（水质净化、气候调节）将崩溃，碳中和目标也会因“自然碳汇能力暴跌”更难实现——因此，保护生物多样性是 “生态系统机制维稳”的核心。 从生态修复机制看，“矿山复绿”的“成功关键”是什么？ 矿山复绿需模拟自然演替机制，缺一不可： ① 基质改良（类比“土壤形成”）：添加有机质、微生物菌剂，恢复土壤碳循环与养分供给； ② 物种选择（类比“群落构建”）：先引先锋物种（如豆科固氮植物）固碳改土，再逐步引入乡土乔灌草，重建物种共生网络； ③ 生境营造（类比“生态位填充”）：保留/重建溪流、石堆等微生境，为动物、微生物提供栖息地，保障“生产者-消费者-分解者”循环连通。 忽视任一环节，复绿易失败（如仅种草无乔木，碳固持能力弱；无微生物，土壤碳无法长期封存）。 ◇命题点 01 碳达峰碳中和情境分析 典｜例｜精｜析 典例1（2025·浙江·高考真题）我国积极稳妥推进“碳中和”战略，努力实现CO2，相对“零排放”。下列措施不能减少CO2排放的是（    ） A．鼓励使用新能源汽车 B．减少煤炭等火力发电 C．推广使用一次性木筷 D．乘坐公交等绿色出行 【答案】C 【分析】为实现碳中和，鼓励使用新能源汽车、 减少煤炭等火力发电、 乘坐公交等绿色出行等方式减少CO2的排放，同时退耕还林、植树种草等措施增加CO2的吸收。 【详解】AB、鼓励使用新能源汽车，减少煤炭等火力发电，可减少化石燃料的燃烧，从而减少CO2的排放，AB错误； C、推广使用一次性木筷，会因大量砍伐木材，导致CO2的吸收量减少，排放量增加，C正确； D、乘坐公交等绿色出行，可节约资源，减少CO2的排放，D错误。 故选C。 变｜式｜巩｜固 变式1（2025·河北邢台·一模）为推动绿色低碳发展，实现“碳达峰”“碳中和”目标，我国正大力推进能源结构优化和生产生活方式转型。下列说法正确的是（　　） A．加强清洁能源的利用是实现碳达峰、碳中和的重要途径 B．推广新能源汽车是减少碳排放的重要措施 C．实现碳达峰后，生态系统的碳循环会明显减慢 D．研发碳捕获技术有利于实现“碳中和”目标 【答案】ABD 【详解】A、清洁能源在使用过程中通常不会或较少产生二氧化碳等温室气体，加强清洁能源的利用，能够减少对传统高碳能源（如煤炭、石油等）的依赖，从而降低二氧化碳的排放，是实现碳达峰、碳中和的重要途径，A正确‌； B、新能源汽车相较于传统燃油汽车，在运行过程中不产生或产生极少的尾气排放，推广新能源汽车可以有效减少交通运输领域的碳排放，是减少碳排放的重要措施，B正确； C、实现碳达峰后，虽然二氧化碳排放总量达到峰值并开始逐步降低，但生态系统的碳循环并不会明显减慢。生态系统中的碳循环是一个复杂的过程，涉及植物的光合作用、呼吸作用、微生物的分解作用等多个环节，碳达峰并不意味着这些过程的速率会显著改变，C错误； D、碳捕获技术可以将工业生产等过程中排放的二氧化碳进行捕获、储存或再利用，从而减少大气中二氧化碳的含量，有利于实现“碳中和”目标，D正确。 故选ABD。 变式2（2025·湖南长沙·二模）自然界中，碳元素在大气、陆地和海洋等各大碳库之间不断地循环，各个碳库的碳储量在较长一段时间内保持基本稳定，这就是处于“碳中和”状态。“碳封存”是降低大气CO2含量的重要举措。下表为地球各主要碳库的碳储量（1Gt=1×10g15）。下列叙述正确的是（    ） 碳库 碳储量（Gt） 碳库 碳储量（Gt） 大气圈 720 岩石圈 60000000 海洋无机碳 37400 陆地水圈 1～2 海洋有机碳 1670 化石燃料 4130 陆地生物圈 1800 其他 250 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．虽然岩石圈碳库是最大的，但对人类生命活动影响最大的碳库是大气圈 C．在生态系统的组成成分中，能够实现“碳封存”的主要成分是生产者 D．当全球达到“碳中和”的目标时，其吸收的CO2量应等于全球生物细胞呼吸释放的CO2量 【答案】ABC 【分析】碳在无机环境和生物群落之间是以二氧化碳形式进行循环的；碳在生物群落中，以含碳有机物形式存在；大气中的碳主要通过植物光合作用进入生物群落；生物群落中的碳通过动植物的呼吸作用、微生物的分解作用、化石燃料的燃烧等方式可以回到大气中。 【详解】A、在生态系统中，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。生物通过呼吸作用将有机物中的碳以CO2的形式释放到大气中，而生产者（如绿色植物）又通过光合作用吸收大气中的CO2，将其转化为有机物，A正确； B、从表格数据可知岩石圈碳库的碳储量最大。但人类的各种活动（如呼吸、工业生产等）直接与大气圈进行碳交换，大气圈中CO2含量的变化会直接影响气候等，对人类生命活动影响最大，B正确； C、生产者（如绿色植物、某些自养细菌等）通过光合作用等过程，将大气中的CO2固定并转化为有机物，从而实现“碳封存”，是能够实现“碳封存”的主要成分，C正确； D、“碳中和”是指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，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳的“零排放”。当全球达到“碳中和”目标时，吸收的CO2量应等于全球产生的CO2总量，而不只是全球生物细胞呼吸释放的CO2量，人类活动（如化石燃料燃烧等）也会产生大量CO2，D错误。 故选ABC。 变式3（2025·湖北武汉·三模）全球气候变化威胁人类和生物的生存。为实现碳中和，除节能减排外，生物固碳是重要途径，生物固碳可以分为陆地固碳和海洋固碳两种类型。请回答下列问题： (1)陆地森林固碳能力提升后，碳足迹的值将_____（填“增大”“减小”或“不改变”）。 (2)生物泵是海洋固碳的重要机制，其过程如下图所示，浮游植物通过_____固定无机碳，产生的有机碳沿着_____不断传递，这个过程中产生的颗粒有机碳可由海洋表面向深层沉降，实现海洋储碳但生物泵的效率较低，其原因可能是_____。      (3)海洋铁施肥被认为是一项可以降低大气二氧化碳含量的地球工程策略。请结合表中的实验数据，推测其原理是_____，但在北太平洋进行铁施肥对固碳量的影响并不大，其原因可能是_____。 地区 初始铁含量 （nmol/L） 处理后铁含量 （nmol/L） 浮游植物叶绿素a含量变化量 （mg/m3） 表层海水二氧化碳分压变化量 （μatm） 赤道太平洋 0.02 2.0 +3.85 -73 南大洋 0.05 2.9 +21 -130 北太平洋 0.4 3 +0.01 -6 (4)根据上述信息，分别从海洋固碳和陆地固碳的角度提出缓解全球气候变化的2条措施_____。 【答案】(1)减小 (2) 光合作用 食物链和食物网 微生物的呼吸作用会将有机碳重新分解为无机碳 (3) 海洋铁施肥可以提高浮游植物叶绿素a的含量，有利于浮游植物通过光合作用固定更多的CO2，提高海洋储碳量 北太平洋的初始铁含量较高，铁并不是浮游植物的光合速率的主要限制因素 (4)海洋铁施肥，提高海洋固碳量；植树种草，提高森林覆盖率改造植物基因，提升森林固碳能力 【分析】生态系统物质循环指组成生物体的碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程；生态系统的物质循环具有全球性和循环性；在碳循环过程中碳元素通过光合作用与化能合成作用以二氧化碳的形式进入生物群落，通过生物群落的呼吸作用、微生物的分解作用以及化石燃料的燃烧，以二氧化碳的形式返回无机环境。 【详解】（1）陆地森林固碳能力提升会增加碳吸收，减少净碳排放，从而降低碳足迹碳足迹的值将减小。 （2）根据图示，浮游植物通过光合作用固定无机碳，产生的有机碳沿着食物链和食物网不断传递，这个过程中产生的颗粒有机碳可由海洋表面向深层沉降，由于微生物的呼吸作用会将有机碳重新分解为无机碳，因此这样实现海洋储碳但生物泵的效率较低。 （3）海洋铁施肥被认为是一项可以降低大气二氧化碳含量的地球工程策略，根据表中实验数据可知，增加了铁含量以后，赤道太平洋合南大洋的浮游植物叶绿素a的含量显著增加，，有利于浮游植物通过光合作用固定更多的CO2，提高海洋储碳量；但在北太平洋进行铁施肥对固碳量的影响并不大，根据表格数据可知，北太平洋的初始铁含量较高，其原因可能是北太平洋的初始铁含量较高，铁并不是浮游植物的光合速率的主要限制因素。 （4）根据上述信息，从海洋固碳的角度来说，海洋铁施肥，提高海洋固碳量可以缓解全球气候变化；陆地固碳的角度植树种草，提高森林覆盖率改造植物基因，提升森林固碳能力，可以缓解全球气候变化。 ◇命题点 02 生物入侵防治情境分析 典｜例｜精｜析 典例1（2025·重庆·高考真题）草地生态系统是全球分布最广阔的生态系统之一，随着生物入侵的日益增加，草地生态系统的保护和恢复迫在眉睫。 (1)加拿大一枝黄花是草地生态系统的一级危害入侵植物。入侵后会造成________。 ①草地物种多样性下降 ②草地原来的食物链、食物网结构发生改变 ③草地生态系统中本地植物生态位变窄 ④草地生态系统抵抗力稳定性增强 A．①②④ B．①③④ C．②③④ D．①②③ (2)为探究草地生态系统对抗生物入侵的机制，我国科研人员开展如图1所示试验，结果见图2。 ①该实验的自变量是________和________。 ②根据无菌土壤中入侵植物生物量的变化可推出本地植物品种。数量的变化会导致________发生改变，从而促进入侵植物的生长。新鲜土壤中，入侵植物生物量随本地植物品种数量的增加而下降。导致该结果的主要因素是________。 ③结果表明，草地生态系统可通过土壤的________调节机制抑制入侵植物生长，维持草地生态系统的稳定性。为对抗入侵植物对生态系统的干扰，可采取的措施是________。 【答案】(1)D (2) 本地植物的品种数量 土壤是否灭菌（土壤处理） 土壤的理化性质 土壤微生物/土壤生物 负反馈 增加本地植物品种多样性（改变本地土壤微生物或土壤生物） 【分析】引入外来物种可能因为缺乏天敌，环境适宜而引起其数量疯长，破坏当地生态系统的稳定性；也可能增加当地生物多样性，提高当地生态系统的稳定性，具有两面性。 【详解】（1）加拿大一枝黄花作为入侵植物，其竞争能力强，会挤占本地植物的生存空间，导致以下后果： ①入侵植物占据优势，本地物种减少，①正确； ②草入侵植物可能不被本地消费者利用，或成为新的食物来源，②正确； ③本地植物被迫适应更狭窄的生态位以生存，③正确； ④入侵通常降低稳定性，因生物多样性下降和结构简化，④错误。 综上所述，①②③正确，④错误。 故选D。 （2）根据实验目的（探究草地生态系统对抗入侵的机制），自变量应为本地植物的品种数量和土壤是否灭菌（土壤处理）。 根据无菌土壤中入侵植物生物量的变化可推出本地植物品种数量的变化会导致土壤的理化性质发生改变，从而促进入侵植物的生长。新鲜土壤中，入侵植物生物量随本地植物品种数量的增加而下降。导致该结果的主要因素是土壤微生物/土壤生物。 草地生态系统通过土壤的负反馈（如微生物介导的抑制作用）调节机制抑制入侵植物生长，维持草地生态系统的稳定性。为对抗入侵植物对生态系统的干扰，可采取的措施是增加本地植物品种多样性（改变本地土壤微生物或土壤生物）。 变｜式｜巩｜固 变式1（2025·陕西·三模）喜旱莲子草是一种原产于南美的水陆两栖多年生杂草。上世纪曾作为家畜饲料引种，后来在某些地区泛滥成灾，严重危害本土物种。通过引进喜旱莲子草的原产地专一性天敌——莲草直胸跳甲（以下简称跳甲）以治理喜旱莲子草的危害。调查发现，跳甲对陆生型喜早莲子草的入侵基本没有控制作用。 为探究跳甲对喜旱莲子草的入侵控制效果不佳的原因，我国研究者采用土壤生物—植物——昆虫互作循环框架开展研究。先用有跳甲成虫取食的喜旱莲子草对土壤进行预处理，然后将土壤取出，根据需要进行或不进行灭菌处理，再将新的植物移栽到上述土壤中，培养一段时间后检测这些植物的生长状况（图1）。继而取来自图1中各组的莲子草叶片分别置于培养皿中，将若干新孵化的跳甲幼虫接种到叶片上，培养一段时间后检测这些植物的抗虫水平（图2）。研究结果表明，被跳甲成虫取食的喜早莲子草的根际微生物对两种莲子草的作用存在差异。    综合相关发现，研究者首次提出了“昆虫和土壤生物协同影响植物入侵”的新假说，丰富了现有物种入侵理论，为完善现有生物入侵防治实践提供了依据。 (1)喜旱莲子草与本土莲子草的关系为_____。喜旱莲子草会影响入侵地的生物多样性，导致生态系统的_____降低。 (2)请将下列各项的字母排序，以呈现图1 所示研究的实验过程_____。 A．从不存在这两种莲子草的废弃农田中采集土壤 B．将植物培养至大约50%的叶面积被取食，移走跳甲和笼子，取出土壤 C．将土壤分为两组，一组进行灭菌处理，另一组不进行灭菌处理 D．在土壤中种植喜旱莲子草，放入带有跳甲成虫的笼子里 E．在土壤中种植本土莲子草或喜旱莲子草，在没有跳甲的环境中培养 F．剪取植物的芽，干燥、称重 (3)图1结果显示_____，说明被跳甲成虫取食的喜旱莲子草根际微生物对本土莲子草具有抑制作用，而对喜旱莲子草没有抑制作用。由图2可知，_____。综上可解释跳甲对喜旱莲子草控制效果不佳的原因。 【答案】(1) 种间竞争 抵抗力稳定性 (2)ADBCEF (3) 第2组的植物芽生物量显著低于第1组，第3组与第4组无显著差异 被跳甲取食的喜旱莲子草根际微生物可提高喜旱莲子草的抗虫水平，基本不影响本土莲子草的抗虫水平 【分析】生物系统的抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力。抵抗力稳定性的大小与生物群落中营养结构的复杂程度有关，一般来说营养结构越复杂，抵抗力稳性性越强。 【详解】（1） 喜旱莲子草与本土莲子草会竞争养分和环境资源等，故两者的关系是种间竞争；生态系统具有一定的自我调节能力，故具有一定的稳定性。生态系统的抵抗力稳定性的大小与生物群落中营养结构的复杂程度有关。一般来说，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越强。喜旱莲子草会影响入侵地的生物多样性，会导致生态系统的自我调节能力或抵抗力稳定性下降。 （2） 分析题意，图1是先用有跳甲成虫取食的喜旱莲子草对土壤进行预处理，然后将土壤取出，根据需要进行或不进行灭菌处理，再将新的植物移栽到上述土壤中，培养一段时间后检测这些植物的生长状况后获得的，根据实验设计的一般流程可推测，图1所示研究的实验过程应为：A从不存在这两种莲子草的废弃农田中采集土壤→D在土壤中种植喜旱莲子草，放入带有跳甲成虫的笼子里→B将植物培养至大约50%的叶面积被取食，移走跳甲和笼子，取出土壤→C将土壤分为两组，一组进行灭菌处理，另一组不进行灭菌处理（对照组和实验组）→E在土壤中种植本土莲子草或喜旱莲子草，在没有跳甲的环境中培养→F剪取植物的芽，干燥、称重。即为ADBCEF。 （3） 分析图1，实验的自变量是不同处理方法，因变量是植物芽生物量，与土壤灭菌组并移栽本地莲子草的组别（第1组）比较，第2组的植物芽生物量显著低于第1组，第3组与第4组无显著差异，说明被跳甲成虫取食的喜旱莲子草根际微生物对本土莲子草具有抑制作用，而对喜旱莲子草没有抑制作用；图2自变量是不同处理方式，因变量是跳甲幼虫生物量，由图2可知，被跳甲取食的喜旱莲子草根际微生物提高了喜旱莲子草的抗虫水平，不影响本土莲子草的抗虫水平。 变式2（2025·福建·二模）生物入侵已成为严重威胁我国湖泊生态安全的重要因素。为探究外来物种入侵对本地植物的影响，研究人员以某湖泊本地植物、入侵动物福寿螺和入侵植物粉绿狐尾藻为实验材料设计了如下实验，如图1所示。 回答下列问题： (1)实验的自变量是________。 (2)入侵初期，外来物种的种群数量呈“J”形增长，其原因是_________(写出两点即可)。 (3)研究人员测定了不同实验处理对本地植物、粉绿狐尾藻的生物量及福寿螺卵数量的影响，结果如图2所示。 注:“-”代表“无”;“+”代表“有” ①对比________组可知，福寿螺的取食偏好表现为_________。 ②“入侵崩溃假说”认为，多种外来生物在入侵同一生态系统时会相互促进彼此的入侵进程。本实验是否支持该假说，请说明理由。_________。 (4)研究结果说明在评估某种入侵物种对环境的影响时，需要考虑的问题是_________。 【答案】(1)有无福寿螺入侵（有无采食）、有无植物入侵 (2)食物充足、没有敌害、空间充裕等 (3) C组和D组 捕食喜好为本地植物＞粉绿狐尾藻 支持；引入福寿螺能提高粉绿狐尾藻在植物类群中的生物量的占比，提高了粉绿狐尾藻的竞争力，而引入粉绿狐尾藻则可以提高福寿螺卵的数量，所以两者互相促进彼此的入侵进程。 (4)要同时考虑该入侵物种与本地物种以及与其他入侵物种之间的相互作用关系。 【分析】1、互利共生：两种生物长期共同生活在一起，相互依存，彼此有利。例如，豆科植物和根瘤菌之间，豆科植物向根瘤菌提供有机养料，根瘤菌则将空气中的氮气转变为含氮的养料，供植物利用。 2、捕食关系：一种生物以另一种生物为食的种间关系。前者谓之捕食者，后者谓被捕食者。例如，兔和草类、狼和兔等都是捕食关系。 3、种间竞争：两种或更多种生物共同利用同样的有限资源和空间而产生的相互排斥的现象。例如，同一草原上生活的非洲狮和斑鬣狗。 4、寄生：一种生物从另一种生物（宿主）的体液、组织或已消化的物质中获取营养并通常对宿主产生危害的现象。例如，马蛔虫与马。 【详解】（1）依据题图信息可知，实验目的是探究外来物种入侵对本地植物的影响，所以其自变量为有无福寿螺入侵（有无采食）、有无植物入侵。 （2）入侵初期，外来物种的种群数量之所以呈“J”形增长，是由于入侵地食物、空间等资源充足，且没有天敌，对应入侵生物而言，属于理想条件。 （3）①C组和D组，都遭受了粉绿狐尾藻的入侵，C组未遭受福寿螺的入侵，D组遭受了福寿螺的如侵，而D组的本地植物的生物量远小于C组，D组的粉绿狐尾藻的生物量略小于C组，说明福寿螺的取食偏好于捕食本地植物大于粉绿狐尾藻。 ②D组与C组对比可知，引入福寿螺能提高粉绿狐尾藻在植物类群中的生物量的占比，提高了粉绿狐尾藻的竞争力；D组与B组对比可知，引入粉绿狐尾藻则可以提高福寿螺卵的数量，所以两者互相促进彼此的入侵进程，因此本实验支持多种外来生物在入侵同一生态系统时会相互促进彼此的入侵进程的“假说”。 （4）在评估某种入侵物种对环境的影响时，一般需要考虑：①入侵物种与本地物种的关系，②入侵物种与其他入侵物种之间的相互作用关系等。 变式3（2024·浙江绍兴·二模）生物入侵是人类面临的一个重要生态问题。紫茎泽兰是我国境内常见的一种入侵种，研究人员对紫茎泽兰不同入侵程度地区的动植物种类与数量进行了调查，部分结果如下表。 调查项目 重入侵区 轻入侵区 未入侵区 紫茎泽兰覆盖度（%） 67.2 20.3 0 当地植物覆盖度（%） 3.1 45.8 52.5 土壤动物丰富度指数 8.8 10 13.8 回答下列问题： (1)下列哪几项是紫茎泽兰能成功入侵一个地区的原因？____（A．入侵地缺少紫茎泽兰的天敌与强有力的竞争者；B．紫茎泽兰对极端环境耐受性好；C．入侵地环境条件适合紫茎泽兰的生长和繁殖；D．紫茎泽兰具有较高的遗传多样性）。从种群特征角度分析，紫茎泽兰的覆盖度通常被用以反映其____，据上表调查结果分析，紫茎泽兰入侵过程中植被的变化规律是____。 (2)调查不同入侵地土壤动物丰富度时，在采集地点用____法采集土壤，用镊子分拣其中体型较大的动物，并通过____装置获得体型较小的动物，经识别后逐一记录。由表可知入侵地土壤动物丰富度显著下降，分析其原因主要有：一方面，紫茎泽兰能分泌的活性物质作为____信息，直接影响土壤动物的生存和繁殖；另一方面，紫茎泽兰的繁盛还改变了____，间接影响了土壤动物生存所需的食物和栖息空间。 (3)为研究紫茎泽兰对入侵地植被多样性和生态稳定性的影响，除在群落水平对不同入侵地的物种丰富度进行调查外，还需比较各种生物占据的生态位间的____程度及种间关系，在此基础上调查该生态系统的____和功能，以评估入侵后生态系统稳定性的变化。 (4)紫茎泽兰在5~6月种子萌芽后开始进入生长旺盛期，11月份开始进入繁殖期。若采用人工拔除、集中晒干烧毁的手段对紫茎泽兰进行防治，你认为在一年中的哪段时间防治最合适？____。 【答案】(1) A、C 种群密度 紫茎泽兰的数量不断增多，当地植被的数量不断减少 (2) 取样器取样 干漏斗分离 化学 其他植被特征（种类与数量） (3) 重叠 营养结构 (4)7~10月（7月以后，10月以前） 【分析】某种植物的覆盖度可以间接的反映出该种植物的种群密度，从表中可以看出处于重入侵区紫茎泽兰比当地草本植物高，在竞争光时比当地草本植物优势大，紫茎泽兰的覆盖度越大，其在竞争中所占优势越大。 【详解】（1）生态系统中的非生物因素和生物因素均能影响种群数量的变化，入侵地缺少紫茎泽兰的天敌与紫茎泽兰强有力的竞争，以及入侵地环境条件适合紫茎泽兰的生长和繁殖，均会导致紫茎泽兰能成功入侵一个地区，由于入侵地不一定属于极端环境，且紫茎泽兰具有较高的遗传多样性也不一定适应入侵地的环境条件，因此不一定导致其入侵成功，故AC正确，BD错误。植物的覆盖度可以表示植物的数量，也可以间接反映该种植物的种群密度；比较表格中不同入侵时期的紫茎泽兰覆盖度、当地植物覆盖度的数据可知，紫茎泽兰入侵过程中，紫茎泽兰的数量不断增多，当地植被的数量不断减少。 （2）调查不同入侵地土壤动物丰富度时，常用取样器取样法采集土壤，用镊子分拣其中体型较大的动物，并通过干漏斗分离装置获得体型较小的动物，经识别后逐一记录。紫茎泽兰能分泌的活性物质属于化学信息，可直接影响土壤动物的生存和繁殖；另外紫茎泽兰的繁盛还改变了其他植被特征（种类与数量），间接影响了土壤动物生存所需的食物和栖息空间。 （3）不同种群的生物之间生态位重叠越多，种间竞争越激烈，因此为研究紫茎泽兰对入侵地植被多样性和生态稳定性的影响，除在群落水平对不同入侵地的物种丰富度进行调查外，还需比较各种生物占据的生态位间的重叠程度及种间关系，在此基础上调查该生态系统的营养结构（或食物链和食物网）和功能，以评估入侵后生态系统稳定性的变化。 （4）紫茎泽兰在5~6月种子萌芽后开始进入生长旺盛期，11月份开始进入繁殖期。若采用人工拔除、集中晒干烧毁的手段对紫茎泽兰进行防治，应在其种子萌发后但开花授粉前进行人工拔除，故在一年中的7~10月最合适。 ◇命题点 03 生态系统修复情境分析 典｜例｜精｜析 典例1（2025·云南·高考真题）群落演替理论为实施自然保护和生态修复提供了科学依据，关于演替，下列说法错误的是（　　） A．森林火灾后发生的演替属于初生演替 B．科学合理的人工造林可加快演替的速度 C．优势种改变是判断群落演替的标志之一 D．环境变化是诱发演替的主要因素之一 【答案】A 【分析】初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替。次生演替是指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体（如能发芽的地下茎）的地方发生的演替。人类活动可以影响演替的方向和速度。 【详解】A、森林火灾后，原有植被虽被破坏，但原有土壤条件基本保留，还保留了植物的种子或其他繁殖体，所以发生的演替属于次生演替，A错误； B、人类活动可以影响演替的方向和速度，科学合理的人工造林等人类活动能加快群落演替的速度，B正确； C、在群落演替过程中，优势种会发生改变，优势种的改变是判断群落演替的标志之一，C正确； D、环境变化，如气候变化、火灾、洪水等，是诱发群落演替的主要因素之一，D正确。   故选A。 变｜式｜巩｜固 变式1（2026·吉林延边·一模）联合国发布第五版《全球生物多样性展望》，针对自然的现状提供了最权威评估。这迫使人们重新思考与大自然的关系，并考量生物多样性持续丧失和生态系统退化对人类生存和自身福祉产生的深远影响。下列关于生态系统修复的叙述正确的是（    ） A．退牧还草有助于修复退化草地生态系统，经次生演替可形成森林生物群落 B．矿区生态恢复工程关键是植被恢复及植被恢复所需土壤微生物群落的重建 C．出现水华的淡水湖泊修复重点在于促进蓝细菌和绿藻生长及控制流入水体的水质 D．修复退化森林生态系统，人工造林与自然恢复相比，可短时间实现生物多样性 【答案】B 【详解】A、退牧还草通过减少人为干扰使退化草地发生次生演替，但在干旱或半干旱地区，演替顶极群落通常为草原而非森林， A错误； B、矿区生态恢复的核心是重建植被和土壤微生物群落，因植被可固定土壤、改善微气候，土壤微生物能促进物质循环，为生态系统提供基础支持，B正确； C、水华由蓝细菌和绿藻过度繁殖引起，修复重点应是抑制其生长而非促进其生长，C错误； D、人工造林虽能快速增加植被覆盖率，但物种单一、结构简单，生物多样性低于自然恢复形成的复杂群落，且自然恢复更利于生态系统稳定性维持，D错误。 故选B。 变式2（2026·江苏镇江·模拟预测）秦淮河作为南京的“母亲河”，近年来通过生态修复使植被繁茂、鸟类回归。图1为秦淮河流域参与碳循环的部分示意图，甲～丁为生态系统的组成成分。图2为秦淮河某段生态系统能量流动图（单位：J·cm-2·a-1），Ⅰ～Ⅳ代表各个营养级。请回答下列问题： (1)图1中碳元素以CO2形式传递的过程有______（填序号），指向丁的途径还有______。“碳中和”是指植树造林、节能减排等途径，抵消CO2排放总量，达到相对“零排放”。达到“碳中和”时，图1中生产者吸收CO2总量______（填“大于”“等于”或“小于”）所有生物呼吸释放的CO2总量。 (2)图2中X的数值应为______，第三营养级向第四营养级的能量传递效率约为______（保留一位小数）。Ⅱ营养级中生物在生态系统成分中可能属于图1中______（选填“甲～丁”）。 (3)通过生态修复后的秦淮河植被繁茂、鸟类回归，河面上的雄鸟通过不断鸣叫和独特的求偶仪式博得雌水鸟的青睐，该过程中的信息种类有______，说明信息传递在生态系统中的作用是______。近年来秦淮河在旅游观光以及涵养水源调节生态环境等方面发挥着巨大的作用，这体现了生物多样性的______价值。 (4)在修复过程中，工作人员在考虑社会经济效益的同时还须引入对污水净化能力较强的植物（如金鱼藻、睡莲）等，这主要遵循生态工程的______原理。某研究小组从清理的河滩淤泥中分离到一种单细胞真菌，配制了5mL样液，对样液进行100倍稀释后，用血细胞计数板对其进行计数，结果如下图。样液中真菌的个数约为______个。 【答案】(1) ①②⑤⑥ 化石燃料的燃烧 大于 (2) 606.7 16.0% 丙、乙 (3) 物理信息、行为信息 生物种群的繁衍离不开信息的传递 直接和间接 (4) 整体、自生 3×109 【分析】图1为碳循环示意，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1中丁是大气二氧化碳库，甲是生产者，乙是消费者，丙是分解者。 【详解】（1）图1为碳循环示意图，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，因此图中丁是大气二氧化碳库，甲是生产者，乙是消费者，丙是分解者，碳元素在生物群落内部是以含碳有机物的形式进行传递的，在生物群落与无机环境之间是以CO2形式传递，因此图1中碳元素以CO2形式传递的过程有①②⑤⑥；指向丁二氧化碳库的途径还有化石燃料的燃烧。达到“碳中和”时，生产者吸收CO2总量=所有生物呼吸释放的CO2总量+化石等燃料的燃烧释放CO2总量，故生产者吸收CO2总量大于所有生物呼吸释放的CO2总量。 （2）根据能量输入=能量输出，可构建以下等式：554.1+342.2+26.9=Y+217+X，Y+6.5=Z+57.8+31.2，Z+1.7=13.9+4.8，得出X值为 606.7J·cm-2·a-1，Y值为 99.5J·cm-2·a-1，Z值为 17J·cm-2·a-1，第三营养级同化的能量为Y+6.5=106J·cm-2·a-1，第四营养级从第三营养级同化的能量为Z=17J·cm-2·a-1，能量传递效率约为=17/106×100%=16.0%；Ⅱ营养级中生物以生产者，属于消费者，以碎屑为食，属于分解者。 （3） 雄鸟的鸣叫属于物理信息，独特的求偶仪式属于行为信息；该过程的信息传递是在同一种群内雌雄鸟之间，用于繁衍后代，故信息传递在生态系统中的作用是有利于生物种群的繁衍；旅游观光属于直接价值，涵养水源、调节生态环境属于间接价值，因此体现了生物多样性的直接和间接价值。 （4）引入对污水净化能力较强的植物，主要遵循自生原理，同时考虑社会经济效益，主要遵循生态工程的整体性原理；统计视野中的酵母菌数目，一个中格中细胞数量为24个，该血细胞计数板的规格为2516型，溶液稀释了100倍，则5mL样液中真菌的个数为24×25×1041003×109个。 变式3（2025·浙江·一模）2025年9月，某艺术家在喜马拉雅山脉海拔4600米的高山草甸区域燃放烟花，引发公众对高原生态环境被破坏的质疑。下列叙述错误的是（    ） A．燃放后残留的火药残渣可能会造成土壤污染 B．燃放产生的有害气体可能会造成大气污染 C．这次事件可能会导致生物多样性下降 D．后期通过翻土和补种即可修复生态 【答案】D 【详解】A、火药残渣含重金属等有害物质，可改变土壤理化性质，抑制微生物活动，导致土壤污染，A正确； B、燃放过程产生SO2、NOx等有害气体，破坏大气成分，引发酸雨或温室效应，造成大气污染，B正确； C、事件可能破坏植被、栖息地及食物链，导致物种灭绝或迁移，降低生物多样性，C正确； D、高山草甸生态恢复需考虑土壤结构、原生植被演替及微生物群落重建，翻土可能加剧水土流失，补种若引入外来物种会破坏生态平衡，简单措施无法完全修复，D错误。 故选D。 17 / 18 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $