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专练8 生物与环境(二)
1.海水立体养殖中,表层养殖海带等大型藻类,海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎,底层养殖以底栖微藻、生物残体残骸等为食的海参。如图为某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图,M、N表示营养级。回答下列问题:
(1)生产者同化的能量________(填“大于”“小于”或“等于”)(6 553+3 281+6 561),原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)M用于生长和繁殖的能量数值是__________。能量从M流向N时的传递效率约为______(小数点后保留一位有效数字),如果N营养级的个体数量大量增加,则短时间内该传递效率________。
(3)据图分析,生态系统的能量流动是单向的,原因有________________________________
_____________________________________________________________________(答出两条)。
答案 (1)大于 生产者的同化量除了呼吸消耗的能量、流向下一营养级的能量、分解者利用的能量之外,还有未被利用的能量 (2)2 488 6.3% 不变 (3)食物链中各个营养级顺序不可逆转,能量只能由被捕食者流向捕食者
解析 (1)(6 553+3 281+6 561)包含了呼吸消耗的能量、流向下一营养级的能量、分解者利用的能量,但没有包含未利用的能量,所以生产者的同化量大于(6 553+3 281+6 561)。(2)用于自身生长和繁殖的能量=同化的能量-呼吸作用消耗的能量=3 281+2 826-3 619=2 488 [kJ/(m2·a)]。能量传递效率=某一个营养级的同化量/上一个营养级的同化量×100%,故由M到N的能量传递效率为386÷(3 281+2 826)×100%≈6.3%。
2.林德曼对赛达伯格湖的能量流动进行定量分析[单位:J/(cm2·a)],得出如图甲所示的数据,图乙则是另一层次的能量流动图解。请据图回答下列问题:
(1)据图可知,对生态系统中的能量流动进行研究,可以在____________________两个层次上进行。
(2)植物只能把照射到植物体上的太阳能的1%~2%转化为化学能贮存下来,而图甲生产者的总初级生产量与辐射能的比值大约仅为0.1%,其原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
分析图甲中各营养级的呼吸消耗所占的比例,可得出结论:________________________________________________________________________。
影响该湖泊浮游动物的垂直分布的主要因素有______________________(至少写出2点)。该湖底沉积的大量有机质中的能量属于能量流动过程中的____________部分。
(3)调查图乙中鼠的种群密度,常用____________法。若对一公顷范围内鼠种群密度进行调查,第一次捕获并标志300只,第二次捕获240只,其中有标志的有60只,标志物不影响鼠的生存和活动。但探测到第一次标志的鼠在重捕前有50只由于竞争、天敌等自然因素死亡,但因该段时间内有鼠出生而种群总数量稳定,则该地鼠的种群密度是__________。
答案 (1)食物链和营养级(或食物链和生态系统)
(2)辐射能是按到达湖面的入射量计算的,阳光穿过水层照射到植物体上时,已经损失了相当大的一部分能量 肉食动物呼吸消耗的能量占同化量的比率高于同一生态系统的植食动物和生产者 阳光、温度、食物、溶氧量等 未利用 (3)标志重捕 1 000只/公顷
解析 (3)调查图乙中鼠的种群密度,鼠属于活动范围比较大的动物,常用标志重捕法。种群中一公顷范围内的个体数=第一次捕获数×第二次捕获数÷第二次捕获带标志个数=(300-50)×240÷60=1 000(只),所以该地鼠的种群密度是1 000只/公顷。
3.图1为某人工生态系统的示意图,图2表示该生态系统中部分能量流动图解,其中N1~N7表示能量值。回答下列问题:
(1)图1所示的生态工程属于__________的农业生态工程。将蚓粪作为有机肥施用到农田、果园中有诸多好处,从能量流动的角度分析,其意义是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)鱼塘中不同的鱼类在该生态系统中占据的生态位有所差异,当两个物种的生态位重叠时会发生竞争,且生态位重叠越____________(填“多”或“少”),竞争越激烈;当两个物种的生态位有重叠时,往往通过__________作用而发生生态位分化。
(3)稻飞虱中的碳元素可通过______________________(生理过程)最终流向水稻。稻飞虱刺吸水稻茎、叶组织的汁液,使水稻减产或失收。苏云金杆菌对稻飞虱等多种害虫具有杀虫活性,可被制成杀虫剂,与吡虫啉等人工合成的化学农药相比,上述杀虫剂的优点有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)饲养在庭院里的公鸡通过垂下翅膀,伸长脖子围着母鸡边转半圈边抖动翅膀跳舞来求偶,该事例中的信息类型为__________。该事例说明信息传递对____________________有着极其重要的作用。
(5)图2中N7可表示________________________________;第一个营养级与第二个营养级间的能量传递效率为____________(用图中带数字的字母表示)。
答案 (1)物质循环利用 实现对能量的多级利用,提高能量的利用率 (2)多 自然选择 (3)分解作用和光合作用 不易对环境产生污染(或稻飞虱不易产生抗药性,合理即可) (4)行为信息 种群的繁殖 (5)牛等第二个营养级同化的能量 N7/N1×100%
解析 (5)根据生态系统能量流动的过程可知,同化量=摄入量-粪便量,据此可推测,图2中N7可表示牛等第二个营养级同化的能量,能量传递效率等于相邻的两个营养级之间同化量的比值,因此,第一个营养级与第二个营养级间的能量传递效率可表示为N7/N1×100%。
4.某市对全市水生态进行了全方位、多维度修复。某湖湖底的淤泥(含大量有机物、部分矿物质泥沙等)得到了合理的清理,湖面油腻腻的蓝细菌不见了,湖面美不胜收。对水生态进行修复时补充完善了菌落、鱼类、贝类等生物链,水体自净能力得到明显改善。回答下列问题:
(1)修复水体时,研究人员补充完善了食物链,通过适当增加浮游动物多肢轮虫的数量,来控制藻类数量,多肢轮虫和藻类两物种之间的关系主要是__________。研究人员还种植了苦草、狐尾藻、金鱼藻等沉水植物,上述植物能净化水体是因为它们能________________________。人工湿地栽种的植物也尽量选取本地物种,而不能大量引入外来物种,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在修复该湖生态系统的过程中,需对湖底的淤泥进行清理,其意义在于________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
经过修复,水体自净能力得到明显改善,显著提高了生态系统维持稳态的能力。
(3)该湖生态功能恢复后,还具有调节气候和旅游休闲功能,这体现了生物多样性的______________________价值。
答案 (1)捕食 吸收水体中的N、P等矿质元素 防止外来物种入侵,威胁本地物种的生存和破坏生态系统、外来物种不一定能适应当地环境等 (2)防止淤泥中的有机物分解,使N、P和重金属元素等溶出,导致再次污染水体 (3)间接使用价值和直接使用
5.国家林业和草原局、自然资源部联合印发《全国湿地保护规划(2022~2030年)》的通知指出:“近年来,多地、多部门科学开展湿地修复,持续提升湿地生态系统质量和功能,科学修复退化湿地,红树林规模增加、质量提升,提高了湿地生态系统质量和稳定性。”回答下列问题:
(1)湿地中红树等植被固定的有机物,除一部分用于呼吸作用外,其余能量用于______________。天然湿地有机碳积累的速率明显高于其他陆地生态系统,主要原因是水饱和状态的土壤始终处于____________条件,导致微生物分解作用较弱。
(2)对湿地进行保护和开发时,通常在河道中采用多鱼种混养的养鱼模式,这是利用了不同鱼类在河道中占据不同________的原理。一些小型鱼类以碎屑和浮游植食为食,从生态系统成分的角度分析,这些鱼类属于________________。
(3)双酚A(BPA)是难降解的有机污染物。向湿地中排入过多的BPA后,这一有毒物质将沿着食物链在不同________间传递并逐级积累,出现________现象。
(4)近年来,各地大力开发并完善了许多人工湿地生态系统。与天然湿地相比,人工湿地生态系统物种多样性相对较低,________也相对简单,需要长期投入与管理,否则极易被破坏并发生________,湿地面貌大幅改变,难以修复。尽管如此,人工湿地在蓄洪防旱、调节气候等方面具有重要意义,这体现了生物多样性的________价值。
答案 (1)自身生长和繁殖 缺氧 (2)生态位 消费者和分解者 (3)营养级 生物富集 (4)营养结构 (次生)演替 间接使用
谢谢!
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