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专题强化训练33 生态系统的稳定性及环境保护(二)
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1.(2025·江苏苏州八校高三三模)我国建立了国家公园和自然保护区等多种自然保护地,对濒危野生动物如华北豹的保护起到了积极作用。根据所学知识回答下列问题。
(1)建立自然保护地属于保护生物多样性的____________(填“就地保护”或“异地保护”)措施。生物多样性的间接价值主要体现在____________________等方面,此外,生物多样性在促进生态系统中____________________等方面也具有重要的生态价值。
就地保护
调节生态系统的功能
基因流动和协同进化
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解析:建立自然保护地属于保护生物多样性的就地保护措施。生物多样性的间接价值主要体现在调节生态系统的功能等方面,如防风固沙、调节气候等。此外,生物多样性在促进生态系统中的基因流动和协同进化等方面也具有重要的生态价值。
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(2)更先进的自然保护地建设理念由原来的保护目标物种转变为保护___________(填“基因库”或“生态系统”),这种转变的生态学依据是______________________________________________________________________________________________________________。
解析:更先进的自然保护地建设理念由保护目标物种转变为保护生态系统,这种转变的生态学依据是任何一个物种都不能脱离无机环境而存在,保护生态系统相当于既保护了生物(物种的多样性和遗传的多样性),又保护了生物的生存环境,生态系统稳定性增强。
生态系统
保护生态系统相当于既保护了生物(物种的多样性和遗传的多样性),又保护了生物的生存环境,生态系统稳定性增强
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(3)科研人员采用红外触发相机获取了某地连续两年华北豹的大量清晰影像,根据“花纹唯一性”特点可识别华北豹个体,华北豹的种群密度估算公式为d=ab/cS。其中,d为华北豹的种群密度,S为调查面积,a代表第1年拍摄的华北豹个体数,b为_________________________,c为__________________________________。
解析:若华北豹的种群密度估算公式为d=ab/cS。其中,d为华北豹的种群密度,S为调查面积,a代表第1年拍摄的华北豹个体数,则b为第2年拍摄的个体总数,c为第2年重复拍摄到的第1年的个体数。
第2年拍摄的个体总数
第2年重复拍摄到的第1年的个体数
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(4)某濒危野生动物栖息地碎片化的研究结果如图,结果表明局域种群的个体数量越少,灭绝概率越________(填“高”或“低”),可能的原因有________________________________________________________________________________________________________________________。
高
栖息地的碎片化导致动物种群的基因交流减少,长期的近亲繁殖导致后代遗传多样性降低,对环境的适应性下降,种群数量下降
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解析:据题图可知,随着局域种群的个体数量减少,灭绝概率逐渐升高,可能的原因有栖息地的碎片化导致动物种群的基因交流减少,长期的近亲繁殖导致后代遗传多样性降低,对环境的适应性下降,种群数量下降。
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(5)自然保护地建立后,从较长时间尺度看,濒危野生动物的种群数量变化趋势是________________________,分析其原因是_____________________
______________________________________________________________________________________________。
解析:自然保护地建立后,濒危野生动物获得了良好的环境资源,前期资源充足,种群中的出生率大于死亡率,种群数量快速增长,后期由于环境容纳量有限,出生率和死亡率接近,种群数量趋于相对稳定,因此从较长时间尺度看,濒危野生动物的种群数量变化趋势是先增长后趋于相对稳定。
先增长后趋于相对稳定
前期资源充足,出生率大于死亡率,种群快速增长,后期环境容纳量有限,出生率和死亡率接近,种群数量趋于相对稳定
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2.(2025·东北三省三校高三联考)塞罕坝机械林场是我国最大的华北落叶松人工林场,以下是部分实践历程。
(1)修复初期,塞罕坝地区气温低、风沙大,属于半干旱气候,在历经两年外地运苗的失败后,林场选定了“大胡子,矮胖子”,即具有发达根系和敦实形态的当地树苗,这体现了生态工程中的________原理。
解析:塞罕坝地区属于半干旱气候,在选择树苗时,选用了具有发达根系和敦实形态的当地树苗,这体现了生态工程中的协调原理。
协调
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(2)经实践检验,林场人选择落叶松作为主要种植树种,为确定合理的种植密度,某科研团队开展研究得到了如下数据:
不同郁闭度林分40 cm土层土壤养分对比
郁闭度 pH 有机质/%
0.6 6.60 8.12
0.8 6.44 7.80
1.0 6.37 6.53
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①由表数据可得出郁闭度与土壤有机质含量呈________(填“正”或“负”)相关。
②尝试分析“有机质”一列出现如上结果的原因:
Ⅰ.从生物间的关系分析:郁闭度较低的林分中,_______________________强度相对较小,增加了单株林木的营养空间。
Ⅱ.从生物与无机环境的关系分析:郁闭度较低的条件下,林间空隙的________更强,林下草本生长相对旺盛,而林下草本又多为一年生植物,故会有更多的养分经分解者的初步分解作用归还至土壤。
负
竞争(种内竞争和种间竞争)
光照强度
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解析:①观察表格数据,随着郁闭度的增加,土壤有机质含量呈现下降的趋势,所以郁闭度与土壤有机质含量呈负相关。②Ⅰ.从生物间的关系分析:郁闭度较低时,意味着植物之间相对稀疏,单株林木之间对于空间、养分等资源的竞争(种内竞争和种间竞争)强度相对较小,这样单株林木可利用的营养空间增加,有利于其生长和养分积累等。Ⅱ.从生物与无机环境的关系分析:郁闭度低时,林内空间空隙较大,光照能够更多地透射到林下,所以光照强度更强,光合速率更大,有利于林下草本植物生长。林下草本多为一年生植物,死亡后经分解者初步分解,归还至土壤,增加土壤有机质等养分。
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(3)以落叶松为主的人工林一定程度上修复了水土条件,但数年后爆发了大规模虫害。
①为精准解决虫害,林场通过树种引入和林冠下造林有效地降低了虫害发生,试从群落的空间结构或生态系统的稳定性角度分析原因是_________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________(答出1点)。
该措施使群落的垂直结构更复杂,为害虫的天敌创造了多种多样的栖息空间和食物条件,显著提高了人工林的物种丰富度(或使得食物网更复杂,自我调节能力更强,抵抗力稳定性升高)
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②根据不同种类的有害生物,林场还综合采用了飞机防治、人工喷雾防治等方法,引进“空天地”一体化信息技术精细化管理森林。从能量流动的角度分析,这样做的意义是________________________________________
_________________________________________________。
帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
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解析:①从群落的空间结构角度分析,通过树种引入和林冠下造林等措施,使得群落的垂直结构更加复杂,比如增加了不同的层次和生态位,这为害虫的天敌创造了多种多样的栖息空间和食物条件,同时也显著提高了人工林的物种丰富度,使生态系统的结构更复杂,自我调节能力更强,降低了虫害发生;从生态系统的稳定性角度分析,这些措施使得食物网更复杂,生态系统的自我调节能力更强,抵抗力稳定性升高,能够更好地抵御害虫的大规模侵害。②从能量流动的角度分析其意义是帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
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(4)历经多代人的艰苦奋斗,塞罕坝从茫茫荒原再到如今生机盎然,这体现了人类活动对群落演替的影响是_____________________________________
___________。
随着塞罕坝的修复,京津地区的沙尘天气也有所减少,这体现了生物多样性的________价值。
使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行
间接
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解析:塞罕坝从茫茫荒原到如今生机盎然,这表明人类的植树造林等活动加速了演替进程并改变了演替方向,使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。随着塞罕坝的修复,京津地区的沙尘天气有所减少,这体现了生物多样性对生态环境的保护作用,属于间接价值。
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3.(2025·河北NT20名校联合体高三调研)浅水湖泊养殖过程中,受排放的生活污水和工业污水的影响,水体中N、P等无机盐含量增加,从而导致富营养化,这是驱动湖泊从清水态向浑水态转换的主要原因。此外,随着无机盐浓度的增加,某些浮游植物(如微囊藻等)大量繁殖,形成水华,促使水质变得浑浊。科研人员调查了某人工浅水湖泊的水质变化,结果如图1所示。图2为开展生态修复措施中的植物床处理段的示意图。回答下列问题:
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(1)依据题干信息分析,富营养化是一些浮游植物逐渐成为水体中________的过程。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,加剧破坏了生态系统的稳态,该方式称为________调节。该湖泊从清水态向浑水态变化过程中植物的变化是_____________________________________________,流经该浅水湖泊生态系统的总能量为__________________________________________。
优势种
正反馈
浮游植物逐渐增多,而沉水植物逐渐减少甚至消失
生产者固定的太阳能和污水有机物中的化学能
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解析:富营养化是一种N、P等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象,一些浮游植物逐渐成为水体中优势种。水生生物死亡后被微生物分解,引起水体溶氧量下降,造成水生生物数量进一步减少,加剧破坏了生态系统的稳态,该方式称为正反馈调节。该湖泊从清水态向浑水态变化过程中植物的变化是浮游植物逐渐增多,而沉水植物逐渐减少甚至消失。该湖泊受排放的生活污水和工业污水的影响,故流经该浅水湖泊生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和污水有机物中的化学能。
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(2)生态修复初期,实行了禁渔措施,鱼类资源和水质都有了一定的改善,说明生态系统具有一定的__________能力。在富营养化的人工浅水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。而植物床中的湿地植物能够向水中分泌萜类化合物、类固醇等,从而抑制微囊藻等浮游藻类的生长,这一现象体现了生态系统的信息传递能够________________________________________________。
自我调节
抵抗力
调节生物的种间关系,维持生态系统的平衡与稳定
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解析:生态系统具有一定的自我调节能力,禁渔期间,鱼类资源和水质都有了一定的改善。鱼虾大量死亡,物种数量下降,生态系统的食物网变简单,抵抗力稳定性下降。植物床中的湿地植物能够向水中分泌萜类化合物、类固醇等,从而抑制微囊藻等浮游藻类的生长,说明信息传递可以调节生物的种间关系,维持生态系统的平衡与稳定。
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(3)在生态修复过程中,植物床中的植物不仅可以吸收污水中的N、P等,避免水体富营养化,还可以吸收污水中的部分重金属离子。实际操作中,常采用_________________________措施除去该环境中富集的N、P等元素。若污水中含有重金属,则植物床处理段食物链中不同营养级生物体内重金属含量的特点是______________________________。引入对污染物净化能力较强的芦苇等水生植物来修复该湖泊生态系统,主要遵循了生态工程的______原理。
定期回收植物床并更新植物
营养级越高,重金属的含量越高
自生
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解析:植物床中的植物不仅可以吸收污水中的N、P等,还可以吸收污水中的部分重金属离子,但这些植物死亡后其中的离子会再次回到水体中引起二次污染,因此定期回收植物床并更新植物可以除去植物富集的N、P等元素;由于重金属沿着食物链逐级积累且难降解,则植物床处理段食物链中不同营养级生物体内重金属含量的特点是营养级越高,重金属的含量越高。引入对污染物净化能力较强的芦苇等水生植物来修复该湖泊生态系统,主要遵循了生态工程的自生原理。
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4.(2025·江苏苏州九校高三联考)东部沿海地区积极发展“海洋牧场”。投放人工鱼礁和生物会影响“海洋牧场”的结构和功能,但能增加经济收入。研究人员通过数据模拟投放脉红螺种群增殖后不同密度下,脉红螺、竹蛏种群在20年间生物量的预期变化曲线如下图所示。已知随着脉红螺增殖后密度的提高,当模型中任何一个种群低于原始生物量的10%时,被认为此时的脉红螺密度超出环境容纳量。回答下列问题:
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(1)人工鱼礁属于生态系统结构中的_____________________________。
解析:人工鱼礁属于生态系统结构中的非生物的物质。
非生物的物质
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(2)若竹蛏为第一个低于原始生物量10%的物种,则每平方米脉红螺的环境容纳量是________只。模拟数据的前5年间脉红螺种群的增长率变化趋势均为________。据图分析,竹蛏生物量减少的原因是_______________________。
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下降
脉红螺种群数量增加
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解析:分析题意,当模型中任何一个种群低于原始生物量的10%时,被认为此时的脉红螺密度超出环境容纳量,由题图可知,当脉红螺种群增殖后密度为24只/m2时,竹蛏种群数开始低于原始生物量的10%,故每平方米脉红螺的环境容纳量是23只。模拟数据的前5年间,脉红螺种群数量在增加,但增加幅度变小,故增长率变化趋势均为下降。据题图分析,竹蛏生物量减少的原因是脉红螺种群数量增加,导致竹蛏生物量减少。
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(3)下图为投放人工鱼礁后海洋牧场能量流动的模式图。图中NPP中的能量是指________________________________的能量。海洋牧场的生物量金字塔常为上宽下窄,可能的原因是_____________________________________
____________________________________________________。假设图中消费者为脉红螺、竹蛏,为保证持续高产获得脉红螺、竹蛏,理论上需要研究________(填字母)以确定人工投入该系统的能量。
A.脉红螺、竹蛏的环境容纳量
B.NPP 中的能量
C.①、②、③的量
D.⑥和分解者通过呼吸作用散失的能量
第一营养级用于生长、发育和繁殖
浮游植物个体小,寿命短,不断被浮游动物取食,某一时间内其生物量可能低于浮游动物的生物量
AC
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解析:NPP的能量中一部分流向消费者,另一部分流向死有机质,则NPP可表示第一营养级用于生长、发育和繁殖的能量。由于浮游植物个体小,寿命短,不断被浮游动物取食,因此某一时间内其生物量可能低于浮游动物的生物量,所以该海洋生态系统的生物量金字塔常为上宽下窄。假设题图中消费者为脉红螺、竹蛏,以消费者为研究单位,为保证持续高产获得脉红螺、竹蛏,理论上需要研究脉红螺、竹蛏的环境容纳量、同化量的不同去向,故需要研究图中①、②、③的量。故选AC。
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(4)为研究海洋牧场的建立对海洋环境的影响,科研人员调查了对照区和牧场中A、B、C区中浮游动物的总丰富度(与环境的优劣呈正相关)及海水中无机氮、活性磷酸盐含量(与海水富营养化程度呈正相关),结果如下图所示。结果表明,海洋牧场中________区的生态效益最佳,判断的理由是______________________________________________________。
C
该区域的无机氮、活性磷酸盐含量最低,而总丰富度最高
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解析:分析题图可知,与对照组相比,C区的总丰富度(与环境的优劣呈正相关)最高,说明该区域环境较好,且海水中无机氮、活性磷酸盐含量最低,说明该区域富营养化程度低,故生态效益最佳。
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