内容正文:
专题03 生态系统
5大高频考点概览
考点01 生态系统的能量流动
考点02 生态系统的物质循环、信息传递
考点03 生态系统的组成成分
考点04 生态系统的营养结构
考点05 生态系统的稳定性
地 城
考点01
生态系统的能量流动
一、单选题
1.(24-25高二下·福建漳州平和广兆中学·期中)如图是某生态农场生产流程示意图,据图判断,下列说法正确的是( )
A.当蚯蚓利用食用菌杂屑并将其同化为自身的有机物时,能量就从第三营养级流入第四营养级;由于食物链延长,能量逐级损耗,系统总能量利用效率降低
B.能量经过多级利用,实现了良性循环;生态系统的能量流动是往复循环的
C.农作物通过光合作用合成有机物,能量就从无机环境流入生物群落;每一生产环节都获得产品,提高了生态效益和经济效益
D.由于生产环节的增多,最终也增加了废物和污染
2.(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期中)某村庄在插秧不久的稻田中,放养了草鱼和青蛙,形成了“稻—鱼—蛙”立体农业种养模式,科研人员调查了不同模式的某些指标,发现与单种水稻模式相比,“稻—鱼—蛙”立体农业种养模式下单位面积的水稻产量较高,单位面积的杂草存量、化肥使用量和农药使用量较低。下列有关叙述正确的是( )
A.“稻—鱼—蛙”立体种养模式中鱼类粪便中的能量可以通过分解者流向水稻
B.单种水稻生态系统中存在群落的垂直结构,不存在水平结构
C.“稻—鱼—蛙”生态系统增强了土壤肥力,提高了水稻的光合作用强度
D.“稻—鱼—蛙”立体农业种养模式能够合理调整生态系统中的能量流动关系,提高能量的传递效率
3.(24-25高二下·福建三明五县联盟·期中)秧藕养鱼是一种池塘立体生态种养模式:水体的上层主要是以浮游植物为食物的鲢鱼,中层主要是以水草为食的草鱼,底层主要是以软体动物为食的青鱼。某秧藕养鱼立体农业生态系统的能量流动如图,图中的英文字母表示能量(单位:kJ)。下列叙述正确的是( )
A.输入该生态系统的总能量是a
B.鱼类的立体放养利用了群落的垂直结构,图中只有一条食物链
C.第二、第三营养级间的能量传递效率可表示为b/c×100%
D.若种植的莲藕数量过多,会造成鲢鱼由于缺少食物而减产
4.(24-25高二下·福建厦泉五校联考·期中)三北防护林中存在“马尾松→松毛虫→杜鹃”这一食物链,下图表示松毛虫与杜鹃之间能量流动的情况。下列相关叙述正确的是( )
A.A的能量最终以热能形式散失到环境中
B.B代表初级消费者同化的能量及用于生命活动的能量
C.松毛虫与杜鹃之间能量传递效率可用E/B来表示
D.引入灰喜鹊来捕食松毛虫可大大提高能量传递效率
5.(24-25高二下·福建三明五县联盟·期中)下列关于生态系统能量流动的叙述,不正确的是( )
A.生产者固定的能量是光能或化学能
B.自然生态金字塔中,能量金字塔和数量金字塔均可倒置
C.在农田中除草、捉虫可使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
D.生态系统能量流动的特点是单向流动、逐级递减
6.(24-25高二下·福建龙岩一级校联盟·期中)为防治莲藕食根金花虫,研究者在藕田套养以莲藕食根金花虫为食的泥鳅、黄鳝,并开展相关研究,结果见下表。下列相关叙述错误的是( )
套养方式
莲藕食根金花虫防治率(%)
藕塘增产率(%)
单独套养泥鳅
81.3
8.2
单独套养黄鳝
75.7
3.6
混合套养泥鳅和黄鳝
94.2
13.9
A.混合套养更有利于防治莲藕食根金花虫、提高藕塘增产率
B.3种套养方式都显著提高了食物链相邻营养级的能量传递效率
C.混合套养中泥鳅和黄鳝因生态位重叠而存在竞争关系
D.藕田中的能量流动方向是从莲藕到莲藕食根金花虫,再到泥鳅和黄鳝
二、非选择题
7.(24-25高二下·福建泉州鲤城区福建泉州第七中学·期中)土壤动物群落组成受生物和非生物因子的共同影响。高原鼢鼠是高寒草甸生态系统中营地下生活的植食性啮齿动物,其采食、挖洞和推土造丘等行为造成草地生境破碎化,是影响土壤动物群落组成的重要生物因子。研究人员调查了高寒草甸生态系统中高原鼢鼠不同干扰强度区大型土壤动物的类群组成,结果如下表,请回答下列问题:
功能群
物种数/个
LD
MD
HD
ED
植食性
13
14
12
19
捕食性
4
3
5
7
腐食性
2
2
1
2
杂食性
1
0
1
0
注:LD:轻度干扰:MD:中度干扰:HD:重度干扰:ED:极重度干扰。
(1)从生态系统的组成成分上看,高原鼢鼠属于___________;调查鼠丘样地内高原鼢鼠的种群密度,常采用标记重捕法的理由是____________。
(2)上述研究的自变量是___________;从实验设计的基本原则上分析,研究结果可得出高原鼢鼠干扰能增加大型土壤动物的类群丰富度的结论吗?为什么?___________。
(3)在高原盼鼠重度干扰的地区,如果需要恢复到原有的生态系统,从食物链的角度分析,可采用的措施是___________;如果受到全球气候变暖加剧以及人为干扰如过度放牧等影响,高寒草甸生态系统发生逆行演替,其最终可能发展成___________生态系统。与高寒草甸相比,演替后的最终生态系统的结构发生的变化是___________。
(4)若在稳定生态系统中,杂食性动物丙同时取食植物甲和植食性动物乙、某段时间内调查能量流经乙的过程,a、b、c、d、e、f、g表示相应的能量值,如图1:
①图1中字母B表示的含义;___________,A流向分解者的能量a是来自____________;图1中能量b=___________(用小写字母表示);若图2表示能量金字塔,图2中m2表示的能量形式与图1中能量____(用小写字母表示)的表现形式一样。
②春季,丙从甲、乙处获得的能量比值为4:1,秋季该比值变成1:4,按照10%的能量传递效率,若让丙获取的能量增加1kJ,则秋季消耗的甲的能量是春季消耗的甲的_____________倍。
地 城
考点02
生态系统的物质循环、信息传递
一、单选题
1.(24-25高二下·福建福州八县(,区)协作校·期中)《诗经》反映了我国古代社会生活的同时也体现了很多的生态学现象,下列有关叙述错误的是( )
A.“呦呦鹿鸣,食野之苹”反映了捕食关系,碳可在苹和鹿之间往复循环
B.“燕燕于飞,上下其音”,其中的声音作为物理信息通过空气传播
C.“山有榛,隰有苓”(其中“隰”指低洼地)既体现了不同生物适应不同环境,又体现了生物群落具有水平结构
D.“泽彼之陂,有蒲与荷”反映的是秀美的湿地生态系统,湿地具有蓄洪防旱、净化水质和调节气候的生态功能
2.(24-25高二下·福建漳州龙文区第一中学·期中)关于生态系统的信息传递,下列说法正确的是( )
A.“争渡,争渡,惊起一滩鸥鹭”,受惊后鸥鹭起飞时的鸣叫声属于生态系统的行为信息
B.猎豹通过羚羊散发的气味追踪以及捕食羚羊,体现了物理信息在种群层次上的作用
C.细胞膜具有细胞间信息交流的功能,它不属于生态系统中的信息传递
D.生物之间的信息传递只限于有捕食关系的个体之间
3.(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期中)国家鼓励实施绿色发展,推进优质生态产品供给体系建设,努力营造绿色经济增长环境,加快发展生态农业、生态畜牧业、绿色工业等新兴产业,逐步实现绿色能源、低碳出行等生态产品的全面推广。下列说法错误的是( )
A.生物多样性的间接价值主要体现在对生态系统的调节功能等方面
B.碳在生物群落内部是以含碳有机物的形式循环的
C.人们大量使用化石燃料,加剧了温室效应,引起全球性的气候变化
D.开车出行比公共交通出行产生的生态足迹大,不利于碳中和目标的实现
4.(24-25高二下·福建漳州第三中学·期中)梯田养虾是云南元江的传统,龙虾生长的环境为水稻提供了有机养分,促进了营养丰富、口感鲜美的独特水稻的产生。此外,稻田中的害虫是龙虾的天然食物,稻田中的植物残渣可作为龙虾的饲料,增加龙虾的肌肉质地和口感。下列叙述正确的是( )
A.龙虾的排泄物为水稻提供了物质和能量
B.梯田养虾实现了物质循环,不需要施肥
C.稻田中的龙虾和水稻的种间关系为种间竞争
D.梯田养虾可适当投喂虾饵,但要避免过度喂养
5.(24-25高二下·福建泉州鲤城区福建泉州第七中学·期中)“小龙虾—水稻同田种养”的虾稻模式是我国稻渔综合种养第一大模式。种植人员在进行水稻收割后留下水稻桩并将秸秆还田,田中使用秸秆处理剂加速秸秆部分降解成二糖或单糖并种植水草,水草成熟后进行冬虾养殖。下列说法正确的是( )
A.水稻桩和秸秆既为小龙虾提供了栖息空间,又构成了该群落的水平结构
B.水稻收割后种植水草的间种模式,充分利用了空间和资源,避免了光能的浪费
C.使用秸秆处理剂加速秸秆的降解,可以提高水中有机质含量,为水草生长间接提供原料
D.小龙虾的粪便为生产者供肥,实现了能量的多级利用,提高了生态系统的能量传递效率
6.(24-25高二下·福建厦泉五校联考·期中)洪泛区是指江河两岸、湖周海滨易受洪水淹没的区域,这些地区土地肥沃、生物种类丰富,合理利用这些地区发展生产、缩小洪灾是十分必要的。下图为某河流生态护坡的模式图,有关说法错误的是( )
A.区别季节性洪泛区和偶然洪泛区两个群落的重要依据是物种组成
B.偶然洪泛区到淹没区生物种类的不同体现了群落的水平结构
C.季节洪泛区随夏秋季的变化群落的优势种不同体现了群落的季节性
D.该区域的所有生物通过复杂的食物关系就可以实现了物质循环
7.(24-25高二下·福建三明六校·期中)生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关碳循环的叙述,错误的是( )
A.消费者利用有机碳,加快碳循环的进程
B.生产者的光合作用是碳循环的重要环节
C.土壤中微生物的分解作用是碳循环的重要环节
D.碳在无机环境与生物群落之间以有机物形式循环
8.(24-25高二下·福建泉州鲤城区福建泉州第七中学·期中)某学生为探究土壤微生物对淀粉的分解作用,分别从公路边的空地和校园花坛内取土壤,制备土壤浸出液甲、乙。用碘液检测甲、乙处理后的淀粉溶液,分别呈蓝色和黄褐色。相关叙述错误的是( )
A.将土壤灭菌后,加水搅拌,过滤获得土壤浸出液
B.向淀粉溶液加入土壤浸出液,在室温放置7d后用碘液检测
C.结果说明公路边空地土壤微生物的淀粉分解作用比校园花坛的弱
D.用斐林试剂检测甲处理后的淀粉溶液,可能不出现砖红色沉淀
9.(24-25高二下·福建泉州四校联考·期中)海洋是地球上最大的碳库之一。海洋碳存储涉及多种机制,包括物理泵(CO2溶解于海水)、生物泵(CO2转化为有机物质)以及微型生物碳泵(将活性溶解有机碳转化为惰性溶解有机碳)等。下列说法错误的是( )
A.短期内大气CO2浓度增加可能增强物理泵作用
B.微型生物碳泵也参与生态系统中的碳循环过程
C.物理泵、生物泵和微型生物碳泵的功能均受温度影响
D.生态系统能量流动驱动物理泵、生物泵和微型生物碳泵
二、非选择题
10.(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期中)红树林分布于海陆交界的潮间带,红树林湿地的生物多样性丰富,生产者除了红树植物,还有各种藻类等,红树林也是鱼、虾、蟹、贝类生长繁殖的场所。回答下列问题:
(1)决定群落性质的最重要因素是_________。红树林吸引了大量的鱼类,原因是红树林为鱼类提供了________。
(2)比较红树林湿地平均单位面积、单位时间上不同生产者产生有机物的总量,浮游藻类________(填“大于”、“等于”或“小于”)红树植物,从群落结构的角度分析,原因是_________。
(3)红树林中有滨蟹、玉黍螺和墨角藻(一种海藻),三者的捕食关系为:墨角藻→玉黍螺→滨蟹。为了研究滨蟹对玉黍螺取食墨角藻的影响,科研人员制作了四个培养箱(水流可通过),每个培养箱内放置两块平板,平板上长有墨角藻供玉黍螺取食。四个培养箱分别如下图进行处理,若干天后计数并统计平板上墨角藻的存留率。
①本实验中d组的作用是排除_________对实验结果产生的影响。
②本实验用带孔不透明的隔板隔开滨蟹和玉黍螺,防止滨蟹直接捕食玉黍螺,但滨蟹传递的_________信息能对玉黍螺取食墨角藻产生影响。
(4)上述实验统计得到的墨角藻存留率如图2。
依据实验结果可得出的结论是_________。(答2点)
11.(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期中)大气氮沉降是指大气中的含氮化合物通过降水和降尘被输入到土壤或水体中,对植物生产力和生态系统碳循环等造成不良影响。回答下列问题:
(1)碳循环失衡会导致温室效应加剧,全球气候变暖,同时还会加速土壤中微生物对有机碳的分解,释放温室气体,进一步加剧温室效应,此调节机制为_______调节。
(2)在大气氮沉降背景下,对植物多样性低的草地生态系统进行科学管理,科研人员进行了相关研究。
I.科研人员分别测定不同情况下某一植物多样性低的草地进行刈割(割除草本植物的地上部分)前、后草地生态系统的固碳量,实验结果如图1所示。
①实验中对草地添加氮的目的是________。
②科研人员由图1得出“刈割有利于对抗大气氮沉降对植物多样性低的草地生态系统生产力的负效应”的结论,其依据是_________。
II.地下植物碳库是土壤有机碳库的主要来源,土壤有机碳库是全球陆地表层系统中最大的碳库,其微小变动会对碳平衡产生巨大影响。科研人员进一步对植物多样性低的草地生态系统土壤有机碳进行研究,结果如图2所示。
该实验的目的是:探究低植物多样性条件下_________。
(3)综合(2)研究,提出保护草地生态系统土壤有机碳库的2条措施:__________。
12.(24-25高二下·福建龙岩一级校联盟·期中)某被砷(As)污染的高原湖滨湿地具有季节性水位涨落和风浪扰动的生境特征,狭叶香蒲是湿地常见的大型挺水植物,易于收割,且对多种重金属耐性较强。某研究团队对此进行了相关研究,研究结果如图所示。请回答下列问题:
(1)高原湖滨湿地中处于食物链顶端的生物体内的As浓度显著高于水体的As浓度,这种现象称作______。
(2)种植狭叶香蒲以修复水污染环境,主要体现了生态工程的______(答出2点)原理。种植狭叶香蒲可以防止水体富营养化并抑制藻类繁殖,原因是______(请列举出2点原因)。
(3)据图可知,本实验的自变量是______,因变量是______。根据图1的实验结果可得出的结论是随着水位升高,狭叶香蒲的生物量逐步向地上部分转移分配;风浪扰动能影响生物量向地上部分转移分配;根据图2的实验结果可得出的结论是______。
13.(24-25高二下·福建泉州四校联考·期中)在厌氧环境下,稻田中微生物会分解有机物产生CH4、还原生成N2O,CH4和N2O是主要的温室气体。研究人员通过水稻田间定位实验,研究秸秆还田与氮肥施用对稻田CH4、N2O排放的影响,以为农田管理提供理论支持。请回答:
(1)农业实践中,秸秆还田的主要作用是______(答出一点即可);从生态系统物质循环的角度分析,稻田需施用氮肥的原因是______。
(2)S0、S1、S2分别为秸秆不还田、低量秸秆还田和高量秸秆还田,N0、N1、N2分别为不施氮肥、低氮肥和高氮肥。不同秸秆还田和氮肥施用水平下CH4、N2O累积排放量如下:
①实验结果表明,CH4排放量随秸秆还田量增加而______,CH4排放量与施氮量无显著正相关关系;N2O排放量随施氮量增加而增加,与秸秆还田量无显著正相关关系。
②从生物与环境关系角度分析,CH4排放量与秸秆还田关系的机制是______。本实验的主要意义是______。
(3)农业生产中,需要在确保作物产量的基础上减少碳排放。碳足迹是指在稻田生产过程中,所有温室气体排放总量折算成CO2当量后的CO2净排放量;生态经济净收益是指水稻收益扣除投入成本和温室气体的碳成本。研究人员进一步计算不同秸秆还田、氮肥施用水平下的碳足迹和生态经济净收益,结果如下。
①相同秸秆还田水平下,氮肥施用量增加并未显著提高碳足迹,推测原因是______。
②氮肥施用过多会使生态经济净收益下降,推测原因是______。
(4)综上,为提高稻田生态经济净收益,合理建议是______。
14.(24-25高二下·福建福州鼓楼区福州第三中学·期中)2019年7月澳大利亚森林大火烧毁逾1000万公顷土地,导致风头鹦鹉、考拉等大批标志性物种以及大量珍贵植被受损。2020年2月,大火终于熄灭,森林植被开始复苏。分析以下问题:
(1)考拉鼻子特别发达,形状各种各样,体长也有区别,这体现了______多样性。刺鼻的烟味和火光给考拉传递了______信息,使一部分考拉逃生。
(2)山火有地下火、地表火和树冠火,这是由森林群落的______结构决定的,火灾初期,强度较弱的地表火对森林是有利的,从生态系统的功能角度分析,原因是能烧掉枯枝落叶,促进______。
(3)有报道说,当地“火鹰”(如啸鸢等)纵火加剧了火灾灾情。“火鹰”是肉食性猛禽,喜欢在着火的森林里活动,它们会衔着着火的树枝将其运送到尚未燃烧的森林里。试从种间关系的角度分析“火鹰”纵火的目的:______。
15.(24-25高二下·福建三明六校·期中)闽江口红树林是我国亚热带典型滨海湿地,具有固碳、净化水质、抵御风暴潮等功能。近年来因围垦、污染和互花米草入侵,红树林面积从2010年的860公顷减少至2020年的520公顷。科研团队对修复区(人工种植秋茄、桐花树)和退化区(互花米草占80%)进行监测,数据如下:
区域
植物种类数
底栖动物密度(ind/m²)
土壤有机碳含量(g/kg)
修复区
12
35
28.6
退化区
3
8
12.3
(1)据调查,修复区的秋茄种群年龄结构为增长型,而退化区的秋茄为衰退型。推测退化区秋茄种群密度下降的直接原因是________,互花米草与秋茄的种间关系是________,判断依据是________。
(2)据表分析的修复区土壤有机碳含量高的原因是________(答2点)。
(3)研究发现,互花米草分泌物的浓度可能与其种群密度相关,高密度互花米草区域秋茄幼苗存活率显著降低。若要验证化感物质浓度对抑制秋茄幼苗生长的影响,请写出实验设计方案________。
(4)提出一种阻断互花米草化感作用(根系分泌物)的修复措施,________。并说明原理:________。此生态工程遵循了_____原理(写出2个)。
16.(24-25高二下·福建漳州第三中学·期中)稻萍鸭生态系统利用稻田养萍、养鸭,是一项集有机稻米生产与水禽共养于一体的生态型农业清洁生产模式。下图为相关能量流动示意图,序号表示该系统内部分能量的输入或输出过程。
(1)稻—鸭—萍共作模式既说明了研究生态系统能量流动的意义是______。
(2)图中输入该生态系统的能量指______,被鸭摄入但没有用于自身生长、发育和繁殖的能量包含在箭头________(填数字)中。
(3)研究人员统计了一定时期内与图中害虫和鸭有关的能量,如下表所示:
①
②
③
④
⑥
⑦
⑧
⑨
能量相对值
4000
300
200
100
1000
100
300
100
据上表分析,该时期害虫到鸭的能量传递效率为________%。箭头⑧⑨所示能量之和比③⑥⑦之和小的原因是______。
(4)需要不断向该生态农业系统中施加氮肥的原因是_______。
地 城
考点03
生态系统的组成成分
一、单选题
1. (24-25高二下·福建部分名校·期中)碳中和是指CO2的排放量与吸收量相等。如图为某生态系统的碳循环示意图。下列叙述错误的是( )
A.丁的作用是将动植物遗体和动物的排遗物等分解为无机物
B.碳在生物群落和非生物环境之间循环的主要形式是CO2
C.过程①表示光合作用和化能合成作用,过程②表示呼吸作用
D.实现碳中和时,②③④途径释放的CO2总量等于①固定的CO2量
二、非选择题
2.(24-25高二下·福建厦泉五校联考·期中)图为当前流行的农村庭院生态工程示意图,请据图回答下列问题:
(1)该庭院生态系统的结构包括_____和_____,图中分解者的作用主要是_____。
(2)流经该生态系统的总能量是_____。在“农作物→植食性昆虫→鸡”的食物链中,鸡粪便中的能量属于第_____营养级同化的能量。
(3)人们收获农作物后,农作物的秸秆可以有多种方式处理,除了图中所示方式外,下列可提高秸秆能量利用率的是( )
A.利用秸秆生产食用菌 B.青贮、氨化处理形成饲料
C.焚烧秸秆留灰做底肥 D.利用作物秸秆培养蚯蚓
(4)与传统的工程相比,农村庭院生态工程具有_____等特点(至少答两点)。
3.(24-25高二下·福建部分名校·期中)近年来,陇南市两当县结合当地实际,大力发展“三养一药”高效农业特色产业,构建了“地下有药、地上有果、林中有鸡、空中有蜂、棚中有菇、水中有鱼、四季有花、村里有客”的“八有”山地立体农业新格局。回答下列问题:
(1)上述“八有”山地立体农业,充分利用了群落的________和季节性,涉及的生态系统的生物组成成分包括________。
(2)生产实践中出现了“林中有鸡”能大大提高药、果产量的现象。请从鸡的食物组成角度分析,该现象出现的原因是________;“空中有蜂”也有利于提高药、果的产量,这可能是因为________。但有人认为鸡的活动容易对药用植物幼苗造成踩踏,请提出一个解决该问题的方案:________。
(3)棚中的“菇”________(填“属于”或“不属于”)该生态系统的基石。利用果林中枯枝败叶等加工成的有机肥来种菇可实现物质的循环利用,提高能量的________(填“传递效率”或“利用率”)。
(4)村里“客”垂钓水中“鱼”,观赏四季“花”,这都有利于更好地发挥生物多样性的________价值。为保证鱼的正常生长,需要不断进行人工物质投入的原因是________。
4.(24-25高二下·福建漳州龙文区第一中学·期中)党的二十大报告提出,必须牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念,站在人与自然和谐共生的高度谋划发展,积极稳妥推进碳达峰碳中和。如图为碳循环示意图,图中字母表示生态系统的组成成分,①~⑥表示过程,请回答下列问题。
(1)如图,碳循环是指__________在生物群落与非生物环境之间循环往复的过程。该生态系统中A、B、C、D能出现在能量金字塔的有__________。其中B在生态系统中的主要作用是__________。加剧温室效应的主要原因是图中__________(填序号)打破了生物圈中碳平衡。
(2)我国为实现2030年前“碳达峰”和2060年前“碳中和”的目标作出了巨大的努力,其中植树造林是重要的措施之一。造林的树种以本地树种为主且要按照树种的种间关系进行合理布设,以充分利用环境资源,遵循了生态工程的__________原理。
(3)“无废弃物农业”是我国利用生态工程的原理进行农业生产的一种模式,其做法是收集有机物质,包括人畜粪便、枯枝落叶等,采用堆肥和沤肥等多种方式,把它们转变为有机肥料,再施用到农田中,施用有机肥料的优点是__________(答出三点即可)。
(4)目前湿地已成为重要的天然碳汇,从生物多样性价值的角度分析,“退田还湿地”的原因是____。
5.(24-25高二下·福建福州八县(,区)协作校·期中)福建南平长富牛奶养殖基地不仅注重奶源品质的提升,还积极响应“绿水青山就是金山银山”的号召。为实现了绿
色发展,并助力了乡村振兴,构建了藻菌共生污水净化系统,对生活和工业污水进行净化处理。下图是藻菌共生污水净化系统进行废水处理的流程图。请回答下列问题:
(1)人工湿地中,芦苇属于挺水植物,绿藻属于浮游植物,黑藻属于沉水植物,这些植物的分布体现了群落的________结构,显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。
(2)厌氧池中的厌氧微生物的代谢类型是________,它们在生态系统中的作用是_____。
(3)经过氧化塘处理后,后部溶解氧的含量比前部溶解氧的含量____(填“多”或“少”),理由是__________________(答出两点)。
(4)若该人工湿地生态系统中沼虾仅以浮游藻类为食。科研人员对沼虾的能量流动情况进行分析,结果如下表[单位kJ/(cm²·a)]
据表分析,沼虾用于生长、发育和繁殖的能量是__________kJ/(cm²·a)。
浮游藻类同化的能量
沼虾摄入浮游溪类的能量
沼虾粪便中的能量
沼虾用于生长、发育和繁殖的能量
沼虾呼吸作用酸失的能量
150
50
26
?
21
(5)虽然人工湿地对城市生态的调节起重要作用,但不能仅仅依靠人工湿地对污水的净化,还应该加强对污染源的控制,理由是___________________。
6.(24-25高二下·福建三明五县联盟·期中)氮循环是描述自然界中氮单质和含氮化合物之间相互转换过程的生态系统的物质循环。下图为氮循环的部分示意图,回答下列问题:
(1)组成生物体的氮元素不断进行着从___________的循环过程,这就是生态系统的氮循环。农田中的氮元素往往不足以使作物高产,需要施加氮肥,其原因是______________。
(2)从生态系统组成成分的角度分析,根瘤菌和硝化细菌分别属于___________。土壤板结促进了反硝化细菌增殖,从而降低土壤的肥力,说明反硝化细菌的呼吸类型为_________________。
(3)植物从土壤中吸收的含氮离子主要为_______,在植物体内参与有机物的组成。动物体中的含氮有机物在氮循环过程中最终去向是________________。
(4)春夏季粮食作物生长迅速,吸引多种昆虫摄食。该过程中,植物给昆虫传递的信息属于物理信息,这体现了生态系统信息传递具有的功能是___________。
7.(24-25高二下·福建泉州鲤城区福建泉州第七中学·期中)“作物一蚯蚓”种养模式是一种重要的菜田生态模式。某农科所在2019~2021年连续3年调查“花菜一蚯蚓”种养田杂草物种数,调查时挑选5块地势平坦、大小接近(约3000m2)的田地开展杂草调查。于花菜移栽后45d左右,采用随机取样计数法,每块田调查10个点,每个点面积1m2,记录杂草物种数,得到图1所示结果。图2为生态系统的物质循环部分示意图,甲、乙、丙、丁表示生态系统的相关生物成分。回答下列问题:
(1)调查“花菜-蚯蚓”种养田杂草物种数时,实验组为___________;在实验期间,不同田地栽培和管理措施相同,(填“使用”或“不使用”)除草剂,从图1结果,可以得到的结论是___________。
(2)图2要表示完整的碳循环过程,还应补充的两个重要过程是___________(用文字和箭头的形式表示),图2中表示生产者是___________,调查的“花菜-蚯蚓”种养田中的蚯蚓对应图2中的___________。
(3)图2中碳元素在生物群落中存在的主要形式是___________。氮元素也参与物质循环,但在农田生态系统中,因为___________,所以需要不断施加氮肥,才能保持生态系统的平衡。生态系统能抵抗外界干扰较长时间保持保持相对稳定,表现为结构平衡、___________,这反映了生态系统的___________稳定性,这种稳定性的基础是生态系统中普遍存在的___________机制。
8.(24-25高二下·福建漳州龙文区第一中学·期中)福寿螺原产于南美洲亚马逊河流域,1981年经台湾引入广东养殖,很快扩展到全国各地并成为我国南方农作物的主要敌害生物,主要危害的农作物是水稻秧苗,有稻农用五氯酚钠(65%)防治福寿螺,起到较好的治理效果。为研究福寿螺对不同植物的取食情况,科研人员在a、b、c三块稻田中放入福寿螺,其中稻田a有数量相等的浮水植物和水稻,稻田b只有浮水植物,稻田c只有水稻。一段时间后测得两种植物的生物量变化如图所示。
(1)福寿螺在稻田生态系统中的成分属于__________;调查其种群密度可用__________法;图中稻田a中生物存在的种间关系有________。
(2)分析数据可知福寿螺偏好取食__________。福寿螺的引入会使得浮水植物和水稻的生态位重叠变__________。
(3)据此某同学想到了另一种保护水稻的措施:水稻秧苗期在稻田中投放适量的浮水植物(满江红和紫背浮萍等)可以作为防止福寿螺危害水稻秧苗。五氯酚钠是影响福寿螺的__________制约因素。与之相比该同学的措施有什么优点__________(例举1个),该同学的方法__________(填“能”或“不能”)使福寿螺数量减少。
(4)为探究福寿螺对甲乙两种本地螺的影响,某小组进行了下列3组实验(各组中动物初始数量相等,饲养条件相同),实验结果如下图所示:
组1:福寿螺与甲螺分别于两个容器中单独饲养,福寿螺和甲螺的数量变化分别如图中曲线A、C所示。
组2:福寿螺与甲螺于同一容器中饲养,甲螺数量变化如曲线F所示。
组3:甲螺与乙螺于同一容器中饲养,形成上、下层分离分布,一段时间后每种螺的数量均较组1少。
①若组1容器中饲养液体积为100L,则在第40天时甲螺的种群密度是__________只/L。
②在某些生态系统中,存在与本实验甲螺和乙螺类似的种间关系。如在同一段河流中食物相同的两种鱼,分别分布在河流中央底部和临近河岸底部,其种间关系与图中曲线__________代表的类似,鱼的分布体现生物群落的__________结构。
地 城
考点04
生态系统的营养结构
一、单选题
1.(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期中)图1为某生态系统的物质循环示意图,图2为某生态系统的能量金字塔简图,其中①②③④分别代表不同的营养级。图3为能量流经图2所示生态系统第二营养级的变化示意图,能量的单位为kJ,下列说法不正确的是( )
A.分析图3中能量关系可知,代表第二营养级用于生长发育繁殖的能量的是乙
B.若图2中营养级①所固定的太阳能总量为3125kJ,则营养级①②之间的能量传递效率是12.8%
C.若图1表示碳循环,因捕食关系而建立的食物链中,能量最少的是图1中的B所处的营养级
D.第二营养级流入分解者的能量包括第二营养级的遗体残骸和第三营养级的粪便中的能量
2.(24-25高二下·福建部分名校·期中)土壤中存在细菌、真菌和线虫等生物,细菌可通过动员捕食线虫的真菌产生菌丝陷阱包裹并杀死自己的捕食者——线虫。下列叙述合理的是( )
A.若要精确统计线虫的种类和数量,可选择目测估计法
B.土壤中的全部细菌、真菌和线虫不能构成生态系统
C.从生态系统的组成成分分析,真菌属于初级消费者
D.线虫和细菌的种间关系是捕食,线虫属于第一营养级
3.(24-25高二下·福建漳州龙文区第一中学·期中)鲸鱼在海洋生态系统中发挥着重要作用。鲸鱼也是重要的工业原料来源,如鲸脂可以提炼高级润滑油。由于环境恶化和人类的大量捕杀,近三分之一的鲸物种被评估为受威胁物种,对整个生态系统造成了连锁反应。下列说法正确的是( )
A.鲸鱼处于海洋食物链顶端,某些鲸鱼会潜入深层营养水域觅食,然后回到海面排便,所排的粪便会被微生物分解,由于鲸的存在加快了生态系统的能量和物质循环
B.海域存在浮游植物→磷虾→长须鲸的食物链,该食物链中长须鲸位于第三营养级,其同化量去向与磷虾完全相同
C.在繁殖期,雄性鲸鱼会通过跳跃展示自己的力量和优势来吸引雌性鲸鱼,该现象体现了生态系统的信息传递具有维持种群繁衍的作用
D.鲸鱼死亡后沉入深海会形成“鲸落”这一特殊的生态系统,在鲸落的演化过程中厌氧细菌会分解鲸骨中的有机物并产生硫化氢,硫化菌通过氧化硫化氢获取的化学能来合成有机物,从生态系统的组成成分分析,硫化菌属于消费者
4.(24-25高二下·福建漳州龙文区第一中学·期中)广义上的食物链包括捕食链、腐生链(腐生链是指有机物以遗体或腐屑形式被腐生生物分解而开始流动的食物链)和寄生链。直径小于5mm的塑料称作微塑料,能以小颗粒形式分散到环境中危害动植物和人体健康且易吸附其他污染物。某研究小组调查了福建某生态系统中微塑料流动的情况,以下说法错误的是( )
A.图中的家禽与人的关系为捕食和种间竞争
B.图中微塑料迁移到人体共经过3条广义的食物链
C.物种组成是决定一个群落最重要的特征
D.微塑料会沿着捕食链危害更多生物
5.(24-25高二下·福建泉州鲤城区福建泉州第七中学·期中)科研人员为研究江苏近海食物网的季节性变化,采用测量生物不同组织中同位素14C、15N的含量,每个营养级同位素C、N含量是相对稳定且有富集现象,根据测定结果推算得到部分生物的平均营养级,结果如下图。叙述正确的是( )
A.海洋中的C、N不会出现在陆地生态系统中
B.由图中可以知密鳞牡蛎一定是初级消费者
C.春季三梭蟹的营养级高于夏季,说明每个个体拥有的能量比夏季少
D.秋季小黄鱼的营养级为3.5,不能说明它只占据的第3、第4营养级
6.(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期中)科研人员为研究江苏近海食物网的季节性变化,采用测量生物不同组织中稳定性同位素13C、15N的含量,按公式计算获得了部分生物的平均营养级,结果如下图。叙述错误的是( )
A.水生生物的分层与阳光、溶氧量等因素密切相关
B.春季三梭蟹的营养级高于夏季,说明其拥有的能量比夏季少
C.图中所有生物不能组成生物群落,也不能组成完整食物网
D.不同季节小黄鱼的营养级差异较大,可能与其食物来源改变有关
7.(24-25高二下·福建泉州鲤城区福建泉州第七中学·期中)下图为基于A种群取食偏好绘制的生态系统食物网,D为某种植物。图中虚线和实线箭头均表示捕食关系,实线箭头的粗细与能量多少呈正相关。下列叙述错误的是( )
A.图中食物网包含了3条食物链
B.A与B之间存在种间竞争和捕食关系
C.图中D、C、B指向A的箭头逐渐加粗,不符合能量逐级递减
D.图中D、C、B指向A的箭头逐渐加粗,说明A更偏好取食B
二、非选择题
8.(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期中)受自然条件和人类活动影响,白洋淀发生了富营养化和重金属污染等生态问题,对白洋淀进行生态修复,不仅要清除底泥,还要对底泥中重金属进行净化。为此研究人员开展了研究,请回答下列有关问题。
(1)图1是生态系统的部分食物链,它反映了系统中生物成分之间的_________结构,其中鲤鱼占据第_________营养级。
(2)镉(Cd)是白洋淀中最具毒性的污染物之一,镉可通过________逐级积累,最终危害人体健康。沉水植物的根和茎、叶对Cd有较强的富集能力,因此科研人员尝试利用它们对Cd进行净化。选择黑藻、狐尾藻、殖草等三种沉水植物种植在底泥中进行培养,并进行以下测定实验:一是通过三种植物随时间的生长情况测定它们对Cd的耐受性(结果见下图),二是测定三种沉水植物对底泥Cd的富集和迁移能力(结果见下表),并从中选出最适合修复白洋淀Cd污染水体的沉水植物。
三种沉水植物Cd的富集系数和迁移系数
沉水植物
富集系数
迁移系数
地上部
根部
黑藻
0.33±0.02
0.41±0.01
0.79±0.11
狐尾藻
0.05±0.01
0.14±0.02
0.34±0.01
殖草
0.21±0.04
1.01±0.12
0.21±0.01
注:富集系数是指沉水植物对底泥中Cd的富集能力;迁移系数是指沉水植物对Cd由底泥向地上部的迁移能力(富集系数和迁移系数越高,淤泥中Cd的残留量越少)
①三种植物中对Cd的耐受能力最强的是________,由表中富集系数的数据可以得出的结论是_______。(写出2点)
②科研人员最终认为黑藻是最适合修复白洋淀Cd污染水体的沉水植物,他们做出这样判断的依据是_______。
(3)在生态修复过程中,选择污染物净化能力较强的水生植物,通过合理的人工设计,使物种之间形成互利共存的关系。以上方法主要遵循了生态工程的________原理。
地 城
考点05
生态系统的稳定性
一、单选题
1.(24-25高二下·福建漳州龙文区第一中学·期中)生态系统稳定性受许多因素影响,图一中,两条虚线之间的部分表示生态系统稳定性的正常范围:y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小;x表示恢复到原状态所需的时间。图二表示气候变化对甲、乙生态系统中种群类型数量的影响。据图分析,下列选项错误的是( )
A.如图一,y越大,说明抵抗力稳定性越弱
B.如图一,对于同一生态系统来说,x和y的关系为正相关
C.如图二,甲生态系统的营养结构比乙生态系统简单
D.如图二,乙生态系统在S点后经历了次生演替
2.(24-25高二下·福建龙岩一级校联盟·期中)松毛虫主要啃食松类、柏类、杉类等树种的茎叶,可通过在树干涂抹除虫菊酯类药物或设置人工巢箱招引益鸟等方法进行防治。下图为能量流经松毛虫的示意图,a~f代表能量。下列叙述错误的是( )
A.松毛虫流入分解者的总能量是d+f
B.a代表松毛虫用于自身生长、发育和繁殖的能量
C.涂抹除虫菊酯类药物属于化学防治
D.招引益鸟等生物防治方法通常有利于提高生态系统的稳定性
3.(24-25高二下·福建龙岩一级校联盟·期中)轮叶黑藻和密刺苦草是常用于浅水区富营养化治理的沉水植物。探究外来物种福寿螺对上述两种植物的牧食偏好和附着偏好,科研团队做了相关实验,结果如图所示。下列分析错误的是( )
A.引入福寿螺后两种植物种间竞争减弱,密刺苦草占优势
B.福寿螺通过降低沉水植物的生物量,影响了生态系统的稳定性
C.福寿螺对密刺苦草的牧食偏好较高,而对轮叶黑藻的附着偏好较高
D.推测福寿螺的入侵降低了上述两种植物去除氮磷的效果
二、非选择题
4.(24-25高二下·福建三明六校·期中)图1为某生态系统的物质循环示意图,其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分,A、B、C、D是丙中相互关联密切的四种生物。图2为能量流经生态系统第二营养级的变化示意图,能量的单位为kJ。结合图示回答下列问题:
(1)据图1分析:乙代表的成分是_______;写出最长的一条食物链____________。
(2)据图2分析可知,流经此自然生态系统的总能量最多为_______KJ,a代表_______。
(3)吃草籽鸟取食草本植物草籽,既从植物中获取物质和能量,也有利于植物___________。研究该吃草籽鸟的生态位,除调查食物外,还需调查____________(答出2点)。
(4)图1中若D大量迁出,短期内B的种群数量变化趋势是______,可能使生态系统的_______下降,使其容易受外界干扰。研究发现,D能够通过释放化学物质抑制B的繁殖行为。由此可见,生态系统的信息能够______________________。
(5)近年来,一些鸟类会前往周边稻田,取食稻田中收割后散落的稻谷,羽毛艳丽的水鸟引来一些游客观赏。从保护鸟类的角度来看,游客在观赏鸟类时应注意的事项是______(答出1点即可)。
5.(24-25高二下·福建漳州第三中学·期中)漳州南靖虎伯寮国家级自然保护区是福建东南部唯一保存完整的具雨林特征的原始森林群落,是一座天然的绿色基因库,也是各种生物繁衍栖息的理想场所。
(1)保护区生物资源丰富,这不但为当地的水土保持发挥了独特功能,清新的空气和湿润多雨的气候每年还吸引众多游客前来观光游玩,这体现了生物多样性的________价值。不同季节保护区内的动植物群落存在差异,其主要原因是_______。
(2)调查保护区内的动植物,发现不同生物占据着相对稳定且不同的生态位,这是群落中物种之间,以及生物与环境间_______的结果,其积极意义是__________。
(3)保护区内气候湿润、植被茂盛,但在茂密的原始森林内很少有一年生草本植物生长,其原因是_________(写出一点)。经过多年观察统计发现,保护区原始森林内从未爆发过病虫害,但当地农田却容易爆发病虫害,从生态系统稳定性角度分析,其原因是_______。
6.(24-25高二下·福建莆田第一中学·期中)科研人员对某湿地生态系统的植物群落及其物种多样性进行调查,发现植物种群类型与湖心距离的关系如图所示。
湖中的鲻鱼以植物为食,进行人工养殖时每年还需投放蕴含35000kJ能量的青饲料。湖中能量流动情况如下表(单位:×10³kJ/年)。
植物
植食性动物
以植食性动物为食的动物
同化量
465
X
Y
呼吸消耗量
96
22.8
3.8
未被利用
290
33.5
2.6
分解者分解
14
2.2
微量
(1)从群落的空间结构来看,图中主要体现了该湿地群落的_____结构。湿地生态系统能通过物理沉降、生物吸收和分解等清除污水中的毒素,维持其正常的功能,这体现了湿地生态系统具有_____稳定性。
(2)由表中数据可知,第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率是_____。此时,流经该生态系统的总能量是指_____。
(3)该湿地生态系统经过多年科学有序的综合治理后,河面水鸟嬉戏交颈,使人联想起“关关雎鸠,在河之洲。窈窕淑女,君子好逑”的诗句。诗中“关关”属于生态系统中的_____信息,该信息在生态系统中的作用是_____。
7.(24-25高二下·福建龙岩一级校联盟·期中)塞罕坝位于河北省北部,历史上曾是一片绿洲。然而,大规模砍伐和过度放牧导致森林消失、草原退化、土壤沙化,最终沦为荒芜之地。1962年,国家在塞罕坝建立机械化林场,开启了生态修复工程。经过几代人的努力,塞罕坝建成了全国最大的人工林场,不仅成为了京津冀地区重要的绿色生态屏障,还为区域气候调节、水源涵养和生物多样性保护作出了巨大贡献。
(1)塞罕坝森林生态系统由该区域全部生物和______共同组成,具有涵养水源和调整气候等生态功能,体现了生物多样性的______价值。
(2)对森林进行适度的采伐并不会造成生态系统结构和功能的破坏,这是由于生态系统具有一定的______稳定性。然而,大肆砍伐则会导致生态环境恶化,原因是生态系统的______具有一定限度。
(3)塞罕坝地区平均海拔高度1500米以上,年均气温-1.4℃。若你是林场建设者,人工造林时在树种选择方面应注意什么(请答出两点)______。
(4)重建人工林生态系统后,大量的林木为野生动物的生存提供了______和______,野生动物的种类和数量随之增多。
(5)森林天然更新是森林可持续经营的重要组成部分,华北落叶松天然更新一直是塞罕坝机械林场急需解决的问题,研究人员对不同林分密度(林分密度是指调查区域内单位面积成年华北落叶松的株数)的华北落叶松幼苗年龄和株数进行调查后,得到如下结果:
调查结果表明,林分密度为______株/hm²的区域华北落叶松天然更新前景最理想,依据是______。
试卷第1页,共3页
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专题03 生态系统
5大高频考点概览
考点01 生态系统的能量流动
考点02 生态系统的物质循环、信息传递
考点03 生态系统的组成成分
考点04 生态系统的营养结构
考点05 生态系统的稳定性
地 城
考点01
生态系统的能量流动
一、单选题
1.(24-25高二下·福建漳州平和广兆中学·期中)如图是某生态农场生产流程示意图,据图判断,下列说法正确的是( )
A.当蚯蚓利用食用菌杂屑并将其同化为自身的有机物时,能量就从第三营养级流入第四营养级;由于食物链延长,能量逐级损耗,系统总能量利用效率降低
B.能量经过多级利用,实现了良性循环;生态系统的能量流动是往复循环的
C.农作物通过光合作用合成有机物,能量就从无机环境流入生物群落;每一生产环节都获得产品,提高了生态效益和经济效益
D.由于生产环节的增多,最终也增加了废物和污染
【答案】C
【详解】A、蚯蚓利用食用菌杂屑属于分解者的分解作用,不属于食物链中的营养级,A错误;
B、能量流动的特点是:单向流动、逐级递减,所以能量流动不能循环,B错误;
C、生态系统中,通过绿色植物的光合作用能将光能转变成化学能储存在有机物中,能量就从无机环境流入生物群落;每一生产环节都获得产品,提高了生态效益和经济效益,C正确;
D、生产环节的增多、食物链延长,实现了能量的多级利用,提高了该系统总能量利用效率,在该过程中,减少了废物和污染,同时也提高了经济效益,D错误。
故选C。
2.(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期中)某村庄在插秧不久的稻田中,放养了草鱼和青蛙,形成了“稻—鱼—蛙”立体农业种养模式,科研人员调查了不同模式的某些指标,发现与单种水稻模式相比,“稻—鱼—蛙”立体农业种养模式下单位面积的水稻产量较高,单位面积的杂草存量、化肥使用量和农药使用量较低。下列有关叙述正确的是( )
A.“稻—鱼—蛙”立体种养模式中鱼类粪便中的能量可以通过分解者流向水稻
B.单种水稻生态系统中存在群落的垂直结构,不存在水平结构
C.“稻—鱼—蛙”生态系统增强了土壤肥力,提高了水稻的光合作用强度
D.“稻—鱼—蛙”立体农业种养模式能够合理调整生态系统中的能量流动关系,提高能量的传递效率
【答案】C
【分析】群落的结构主要包括垂直结构和水平结构。垂直结构:指群落在垂直方向上的分层现象,原因:植物的分层与对光的利用有关,动物分层主要是因群落的不同层次提供不同的食物,其次也与不同层次的环境有关。
水平结构:指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。原因:由于在水平方向上地形的变化、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。
【详解】A、鱼类粪便的能量不会传递给植物,植物利用光合作用同化光能,A错误;
B、单种水稻生态系统中既有垂直结构,又有水平结构,B错误;
C、“稻—鱼—蛙”立体农业种养模式下单位面积的水稻产量较高,可以推测该生态系统增强了土壤肥力,提高了水稻的光合作用强度,C正确;
D、“稻—鱼—蛙”立体农业种养模式能够合理调整生态系统中的能量流动关系,但不能提高能量的传递效率,D错误。
故选C。
3.(24-25高二下·福建三明五县联盟·期中)秧藕养鱼是一种池塘立体生态种养模式:水体的上层主要是以浮游植物为食物的鲢鱼,中层主要是以水草为食的草鱼,底层主要是以软体动物为食的青鱼。某秧藕养鱼立体农业生态系统的能量流动如图,图中的英文字母表示能量(单位:kJ)。下列叙述正确的是( )
A.输入该生态系统的总能量是a
B.鱼类的立体放养利用了群落的垂直结构,图中只有一条食物链
C.第二、第三营养级间的能量传递效率可表示为b/c×100%
D.若种植的莲藕数量过多,会造成鲢鱼由于缺少食物而减产
【答案】D
【分析】能量流动的相关计算为:摄入的能量有两个去向:同化量+粪便量(粪便量属于上一个营养级流向分解者的能量)。同化的能量有两个去向:呼吸作用散失的能量+用于生长发育和繁殖的能量。用于生长发育和繁殖的能量有两个去向:传递给下一个营养级+流向分解者。能量传递效率=传递给下一营养级的能量÷该营养级所同化的能量。
【详解】A、该生态系统属于人工生态系统,其中有饲料的添加,故输入该生态系统的总能量是a+m+n,A错误;
B、群落的垂直结构指群落在垂直方向上的分层现象,故鱼类的立体放养利用了群落的垂直结构;图中所示的为营养级,每个营养级中可能有多种生物,图中可能含有多条食物链,B错误;
C、第二营养级和第三营养级同化的能量中均含有饲料提供的能量,能量传递效率不能直接用c计算,C错误;
D、若种植莲藕数量过多,会影响水面浮游植物的生长,从而影响以浮游植物为食的鲢鱼的数量,D正确。
故选D。
4.(24-25高二下·福建厦泉五校联考·期中)三北防护林中存在“马尾松→松毛虫→杜鹃”这一食物链,下图表示松毛虫与杜鹃之间能量流动的情况。下列相关叙述正确的是( )
A.A的能量最终以热能形式散失到环境中
B.B代表初级消费者同化的能量及用于生命活动的能量
C.松毛虫与杜鹃之间能量传递效率可用E/B来表示
D.引入灰喜鹊来捕食松毛虫可大大提高能量传递效率
【答案】A
【分析】1、某一营养级的摄入量=粪便量+同化量,其中粪便中的能量是该营养级未同化的能量。
2、某一营养级(最高营养级除外)能量的去向:(1)自身呼吸作用消耗;(2)流向下一个营养级;(3)被分解者利用;(4)未被利用。
【详解】A、A为松毛虫的同化量,这部分能量可以用于自身呼吸消耗以热能形成耗散,其余能量流向分解者和下一营养级,最终都会以热能的形式耗散,A正确;
B、A为松毛虫(初级消费者)的同化量,B为初级消费者净次级生产量,B错误;
C、能量传递效率的计算是两个营养级的同化量的比值,A和E是两个营养级的同化量,因此松毛虫与杜鹃之间能量传递效率可用E/A来表示,C错误;
D、引入灰喜鹊来捕食松毛虫不能改变能量的传递效率,影响的是流向杜鹃的能量的比例,D错误。
故选A。
5.(24-25高二下·福建三明五县联盟·期中)下列关于生态系统能量流动的叙述,不正确的是( )
A.生产者固定的能量是光能或化学能
B.自然生态金字塔中,能量金字塔和数量金字塔均可倒置
C.在农田中除草、捉虫可使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
D.生态系统能量流动的特点是单向流动、逐级递减
【答案】B
【分析】能量流动指生态系统中能量的输入、传递、转化、散失过程。在生态系统中,能量是沿着食物链、食物网流动的,并且单向流动、逐级递减。
【详解】A、在生态系统中,生产者固定的能量是光能(光合作用)或化学能(化能合成作用),A正确;
B、生物数量金字塔可能是倒置的,比如一棵树上可能会有很多昆虫,由于能量流动的特点是单向流动,逐级递减,则能量金字塔却不可能是倒置的,B错误;
C、在农田中除草、捉虫可调整能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分,C正确;
D、生态系统的能量流动的特点是单向流动,逐级递减的,D正确。
故选B。
6.(24-25高二下·福建龙岩一级校联盟·期中)为防治莲藕食根金花虫,研究者在藕田套养以莲藕食根金花虫为食的泥鳅、黄鳝,并开展相关研究,结果见下表。下列相关叙述错误的是( )
套养方式
莲藕食根金花虫防治率(%)
藕塘增产率(%)
单独套养泥鳅
81.3
8.2
单独套养黄鳝
75.7
3.6
混合套养泥鳅和黄鳝
94.2
13.9
A.混合套养更有利于防治莲藕食根金花虫、提高藕塘增产率
B.3种套养方式都显著提高了食物链相邻营养级的能量传递效率
C.混合套养中泥鳅和黄鳝因生态位重叠而存在竞争关系
D.藕田中的能量流动方向是从莲藕到莲藕食根金花虫,再到泥鳅和黄鳝
【答案】B
【分析】由表可知混合套养泥鳅和黄鳝的防治率最高,达到94.2%,明显高于单独套养泥鳅或黄鳝的防治率。同时,混合套养的藕增产率也最高,为13.9%,高于单独套养泥鳅和单独套养黄鳝。
【详解】A、由表可知混合套养泥鳅和黄鳝的防治率明显高于单独套养泥鳅或黄鳝的防治率,同时,混合套养的藕增产率也高于单独套养泥鳅和单独套养黄鳝,因此混合套养更有利于防止莲藕食根金花虫、提高藕增产率,A正确;
B、虽然生物防治可以优化能量流动,但表格中的数据并没有直接显示能量传递效率的变化,能量传递效率通常是指能量从一个营养级传递到下一个营养级的效率,而表格中的数据只是防治率和增产率,并不能直接反映能量传递效率的提高,B错误;
C、泥鳅和黄鳝都以莲藕食根金花虫为食,可能会在资源获取上产生竞争,因此混合套养中泥鳅和黄鳝因生态位重叠而存在竞争关系,C正确;
D、根据题意可知,莲藕食根金花虫捕食莲藕,而泥鳅、黄鳝捕食莲藕食根金花虫,因此藕田中的能量流动方向是从莲藕到莲藕食根金花虫,再到泥鳅和黄鳝,D正确。
故选B。
二、非选择题
7.(24-25高二下·福建泉州鲤城区福建泉州第七中学·期中)土壤动物群落组成受生物和非生物因子的共同影响。高原鼢鼠是高寒草甸生态系统中营地下生活的植食性啮齿动物,其采食、挖洞和推土造丘等行为造成草地生境破碎化,是影响土壤动物群落组成的重要生物因子。研究人员调查了高寒草甸生态系统中高原鼢鼠不同干扰强度区大型土壤动物的类群组成,结果如下表,请回答下列问题:
功能群
物种数/个
LD
MD
HD
ED
植食性
13
14
12
19
捕食性
4
3
5
7
腐食性
2
2
1
2
杂食性
1
0
1
0
注:LD:轻度干扰:MD:中度干扰:HD:重度干扰:ED:极重度干扰。
(1)从生态系统的组成成分上看,高原鼢鼠属于___________;调查鼠丘样地内高原鼢鼠的种群密度,常采用标记重捕法的理由是____________。
(2)上述研究的自变量是___________;从实验设计的基本原则上分析,研究结果可得出高原鼢鼠干扰能增加大型土壤动物的类群丰富度的结论吗?为什么?___________。
(3)在高原盼鼠重度干扰的地区,如果需要恢复到原有的生态系统,从食物链的角度分析,可采用的措施是___________;如果受到全球气候变暖加剧以及人为干扰如过度放牧等影响,高寒草甸生态系统发生逆行演替,其最终可能发展成___________生态系统。与高寒草甸相比,演替后的最终生态系统的结构发生的变化是___________。
(4)若在稳定生态系统中,杂食性动物丙同时取食植物甲和植食性动物乙、某段时间内调查能量流经乙的过程,a、b、c、d、e、f、g表示相应的能量值,如图1:
①图1中字母B表示的含义;___________,A流向分解者的能量a是来自____________;图1中能量b=___________(用小写字母表示);若图2表示能量金字塔,图2中m2表示的能量形式与图1中能量____(用小写字母表示)的表现形式一样。
②春季,丙从甲、乙处获得的能量比值为4:1,秋季该比值变成1:4,按照10%的能量传递效率,若让丙获取的能量增加1kJ,则秋季消耗的甲的能量是春季消耗的甲的_____________倍。
【答案】(1) 消费者 高原鼢鼠活动能力强、活动范围大
(2) 高原鼢鼠的干扰强度 不能,因为干扰强度增加时,各功能群物种数并非持续增加且无对照,不符合对照原则
(3) 引入高原鼢鼠的天敌(合理即可) 荒漠 营养结构简单化(或物种丰富度降低等合理表述)
(4) 植食性动物乙的同化量 上一营养级的同化量 c + d d 41/14
【分析】1、生态系统的生物成分包括生产者、消费者和分解者及非生物的物质和能量;调查种群密度常用方法有样方法和标记重捕法。
2、生态系统的动植物种类越多、营养结构越复杂,自我调节能力就越强则抵抗力稳定性越高。
【详解】(1)高原鼢鼠是植食性啮齿动物,以植物为食,属于消费者。 标记重捕法原因:高原鼢鼠活动能力强、活动范围大,标记重捕法适用于此类动物的种群密度调查。通过捕捉一定数量的个体进行标记后释放,经过一段时间后再次捕捉,根据标记个体在重捕个体中的比例来估算种群密度。
(2)从表格表头及题目描述可知,该研究的自变量是高原鼢鼠的干扰强度(LD:轻度干扰;MD:中度干扰;HD:重度干扰;ED:极重度干扰 )。 结论分析:仅从现有数据不能得出高原鼢鼠干扰能增加大型土壤动物的类群丰富度的结论。因为虽然在极重度干扰下部分功能群物种数有所增加,但从整体数据来看,干扰强度增加时,各功能群物种数并非呈现持续增加的趋势,且没有设置无干扰的对照组,无法明确是干扰导致类群丰富度变化还是其他因素影响,不符合实验设计的对照原则。
(3)从食物链角度,可引入高原鼢鼠的天敌(如猛禽等捕食者),降低其种群数量,减少干扰,促进生态恢复。 全球气候变暖及过度放牧等影响下,高寒草甸逆行演替,最终可能发展成 荒漠 生态系统。与高寒草甸相比,演替后的荒漠生态系统 物种丰富度降低,营养结构变简单,自我 - 调节能力减弱。
(4)①根据生态系统能量流动过程,A是生产者,其同化的能量一部分通过呼吸作用散失,一部分用于自身生长、发育和繁殖,图中B表示植食性动物乙的同化量。a为粪便量,其能量来自上一营养级的同化量。植食性动物乙同化的能量b,其去向包括呼吸散失(d)、用于生长发育繁殖(c),所以b = c + d 。图2中m2表示的是各营养级生物呼吸作用散失的热能,与图1中d(呼吸散失的能量)表现形式一样。
②春季:丙从甲获取4/5kJ,消耗甲4/5÷0.1=8kJ;从乙获取1/5kJ,乙的能量来自甲,消耗甲1/5÷(0.1×0.1)=20k.J,共消耗甲8+20=28kJ。秋季:丙从甲获取1/5kJ,消耗甲1/5÷0.1=2kJ;从乙获取4/5kJ,消耗甲:4/5÷(0.1×0.1)=80kJ,共消耗甲2+80=82kJ。秋季消耗甲的能量是春季的82/28=41/14倍。
地 城
考点02
生态系统的物质循环、信息传递
一、单选题
1.(24-25高二下·福建福州八县(,区)协作校·期中)《诗经》反映了我国古代社会生活的同时也体现了很多的生态学现象,下列有关叙述错误的是( )
A.“呦呦鹿鸣,食野之苹”反映了捕食关系,碳可在苹和鹿之间往复循环
B.“燕燕于飞,上下其音”,其中的声音作为物理信息通过空气传播
C.“山有榛,隰有苓”(其中“隰”指低洼地)既体现了不同生物适应不同环境,又体现了生物群落具有水平结构
D.“泽彼之陂,有蒲与荷”反映的是秀美的湿地生态系统,湿地具有蓄洪防旱、净化水质和调节气候的生态功能
【答案】A
【分析】1、食物链是以生产者为起点,最高级的消费者为终点,通过捕食关系将两个物种联系起来,是物质循环和能量流动的途径。
2、大多数群落都具有明显的分层现象,例如,森林中自下而上分布有草本植物、灌木和乔木,形成群落的垂直结构,森林植物的分层与对光的利用有关:群落下面各层要比上层的光照弱,不同植物适于在不同的光照强度下生长。这种垂直结构显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力;
3、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属于直接价值。
【详解】A、鹿食用植物(苹)为捕食行为,“呦呦鹿鸣,食野之苹”可构成一条简单的食物链,碳在苹和鹿之间单向流动,A错误;
B、通过声音传递信息,声音属于物理信息,声音通过空气传播,B正确;
C、“山有榛,隰有苓”,不同环境中分布着各自不同的生物,体现了不同生物适应不同环境,不同地段分布不同的生物(如榛、苓),表现出水平方向上有不同生物的分布,又体现了生物群落具有水平结构,C正确;
D、湿地具有蓄洪防旱、净化水质和调节气候,属于生态系统的间接功能,也叫生态功能,D正确。
故选A。
2.(24-25高二下·福建漳州龙文区第一中学·期中)关于生态系统的信息传递,下列说法正确的是( )
A.“争渡,争渡,惊起一滩鸥鹭”,受惊后鸥鹭起飞时的鸣叫声属于生态系统的行为信息
B.猎豹通过羚羊散发的气味追踪以及捕食羚羊,体现了物理信息在种群层次上的作用
C.细胞膜具有细胞间信息交流的功能,它不属于生态系统中的信息传递
D.生物之间的信息传递只限于有捕食关系的个体之间
【答案】C
【详解】A、鸥鹭的鸣叫声是通过声音传递的,属于物理信息,而非行为信息,行为信息需通过特定行为(如舞蹈、动作)传递,A错误;
B、猎豹通过气味追踪羚羊,气味属于化学信息,且该过程涉及不同物种间的捕食关系,属于群落层次,而非种群层次,B错误;
C、细胞膜的信息交流是细胞间的直接传递,属于细胞间的信息交流,因此它不属于生态系统中的信息传递,C正确;
D、信息传递不仅存在于捕食关系中,还存在于种内(如求偶)和种间其他关系(如互利共生、种间竞争)中,D错误。
故选C。
3.(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期中)国家鼓励实施绿色发展,推进优质生态产品供给体系建设,努力营造绿色经济增长环境,加快发展生态农业、生态畜牧业、绿色工业等新兴产业,逐步实现绿色能源、低碳出行等生态产品的全面推广。下列说法错误的是( )
A.生物多样性的间接价值主要体现在对生态系统的调节功能等方面
B.碳在生物群落内部是以含碳有机物的形式循环的
C.人们大量使用化石燃料,加剧了温室效应,引起全球性的气候变化
D.开车出行比公共交通出行产生的生态足迹大,不利于碳中和目标的实现
【答案】B
【分析】生态足迹,又叫生态占用,是指在现有技术条件下,维持某一人口单位生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积。
【详解】A、对生态系统的调节功能是生态系统的间接使用价值,例如防风固沙、水土保持等调节功能,A正确;
B、碳在生物群落内部(分解者、消费者和分解者之间)是以含碳有机物的形式传递的,但物质循环是在生物群落和无机环境之间进行的,不是在生物群落内部进行的,B错误;
C、人们大量使用化石燃料,释放大量的温室气体,加剧了温室效应,引起全球性的气候变化,C正确;
D、公共交通出行,减少尾气排放,属于碳减排,所以开车出行比公共交通出行产生的生态足迹大,不利于碳中和目标的实现,D正确。
故选B。
4.(24-25高二下·福建漳州第三中学·期中)梯田养虾是云南元江的传统,龙虾生长的环境为水稻提供了有机养分,促进了营养丰富、口感鲜美的独特水稻的产生。此外,稻田中的害虫是龙虾的天然食物,稻田中的植物残渣可作为龙虾的饲料,增加龙虾的肌肉质地和口感。下列叙述正确的是( )
A.龙虾的排泄物为水稻提供了物质和能量
B.梯田养虾实现了物质循环,不需要施肥
C.稻田中的龙虾和水稻的种间关系为种间竞争
D.梯田养虾可适当投喂虾饵,但要避免过度喂养
【答案】D
【分析】1、生态系统是由生物群落及其无机环境组成的,生态系统的结构包括组成成分和营养结构(食物链和食物网),组成成分又包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量。
2、生态系统的功能包括物质循环、能量流动和信息传递,其中能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。
【详解】A、龙虾的排泄物经微生物分解后,可以为水稻提供物质,但不能为水稻提供能量,A错误;
B、梯田养虾可以促进物质循环,但由于有机物(稻和龙虾)的输出,所以会造成N等元素的流逝,所以需要施肥,B错误;
C、龙虾生长的环境为水稻提供了有机养分,稻田中的植物残渣可作为龙虾的饲料,所以二者属于互利共生关系,C错误;
D、合理投喂可补充龙虾食物来源,但过度喂养会导致残饵污染水质,破坏生态平衡,D正确。
故选D。
5.(24-25高二下·福建泉州鲤城区福建泉州第七中学·期中)“小龙虾—水稻同田种养”的虾稻模式是我国稻渔综合种养第一大模式。种植人员在进行水稻收割后留下水稻桩并将秸秆还田,田中使用秸秆处理剂加速秸秆部分降解成二糖或单糖并种植水草,水草成熟后进行冬虾养殖。下列说法正确的是( )
A.水稻桩和秸秆既为小龙虾提供了栖息空间,又构成了该群落的水平结构
B.水稻收割后种植水草的间种模式,充分利用了空间和资源,避免了光能的浪费
C.使用秸秆处理剂加速秸秆的降解,可以提高水中有机质含量,为水草生长间接提供原料
D.小龙虾的粪便为生产者供肥,实现了能量的多级利用,提高了生态系统的能量传递效率
【答案】C
【分析】1、生态系统是由生物群落及其无机环境组成的,生态系统的结构包括组成成分和营养结构(食物链和食物网),组成成分又包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量;2、生态系统的功能包括物质循环、能量流动和信息传递,其中能量流动具有单向流动、逐级递减的特点,相邻营养级间的能量传递效率一般为10%~20%。
【详解】A、群落的水平结构是指群落中生物在水平方向上的分布格局,水稻桩和秸秆为小龙虾提供栖息空间,但它们本身并非群落的水平结构,A错误;
B、水稻收割后种植水草,这并不是间种模式。间种是指在同一田地上于同一生长期内,分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式。而这里是在水稻收割后再种植水草,是不同时期的种植,并非充分利用空间和资源的间种模式,没有避免光能浪费这种说法,B错误;
C、使用秸秆处理剂加速秸秆降解,秸秆降解后形成的二糖或单糖等有机质进入水中,提高了水中有机质含量,这些有机质被微生物分解后可以为水草生长提供所需的无机盐等原料,所以能为水草生长间接提供原料,C正确;
D、小龙虾的粪便为生产者供肥,实现了物质的循环利用,但能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值,粪便供肥并没有提高生态系统的能量传递效率,D错误。
故选C。
6.(24-25高二下·福建厦泉五校联考·期中)洪泛区是指江河两岸、湖周海滨易受洪水淹没的区域,这些地区土地肥沃、生物种类丰富,合理利用这些地区发展生产、缩小洪灾是十分必要的。下图为某河流生态护坡的模式图,有关说法错误的是( )
A.区别季节性洪泛区和偶然洪泛区两个群落的重要依据是物种组成
B.偶然洪泛区到淹没区生物种类的不同体现了群落的水平结构
C.季节洪泛区随夏秋季的变化群落的优势种不同体现了群落的季节性
D.该区域的所有生物通过复杂的食物关系就可以实现了物质循环
【答案】D
【分析】1、群落的空间结构:包括垂直结构和水平结构。群落的垂直结构指群落在垂直方面的配置状态,其最显著的特征是成层现象,即在垂直方向分成许多层次的现象。群落的水平结构指群落的水平配置状况或水平格局,其主要表现特征是镶嵌性;
2、群落的季节性是指由于阳光、温度和水分等随季节而变化,群落的外貌和结构也随之发生的有规律变化。这种变化通常是由群落所在地区气候条件的不规则变动引起的,其特点是群落区系成份的相对稳定性、群落数量特征变化的不定性以及变化的可逆性。
【详解】A、不同群落的物种丰富度不同,区别不同群落的重要特征是群落的物种组成,因此区别季节性和偶然洪泛区两个群落的重要依据是物种组成,A正确;
B、据图可知,偶然洪泛区到淹没区属于不同地形,生物种类不同体现了群落的水平结构,B正确;
C、季节洪泛区随夏秋季变化,环境条件有所变化,群落的优势种不同,这体现了群落的季节性,C正确;
D、生态系统的物质循环是在生物群落和无机环境之间进行,只是该区域的所有生物通过复杂的食物关系无法实现物质循环,D错误。
故选D。
7.(24-25高二下·福建三明六校·期中)生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关碳循环的叙述,错误的是( )
A.消费者利用有机碳,加快碳循环的进程
B.生产者的光合作用是碳循环的重要环节
C.土壤中微生物的分解作用是碳循环的重要环节
D.碳在无机环境与生物群落之间以有机物形式循环
【答案】D
【分析】生态系统的物质循环是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素,都不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落到无机环境的循环过程。
【详解】A、消费者能通过呼吸作用将有机物中的有机碳转化为无机物CO2,释放到无机环境中,加快了碳循环,A正确;
B、生产者的光合作用能将无机环境中的无机碳转化为含碳有机物,是碳进入 生物群落的重要途径,因此是碳循环的重要环节,B正确;
C、土壤中的微生物的分解作用,能将有机物中的碳转化为无机物释放到无机环境中,是碳返回无机环境的重要过程,是碳循环的重要环节,C正确;
D、碳在无机环境与生物群落之间主要以无机物CO2的形式循环,在生物群落内部的传递形式是含碳有机物,D错误。
故选D。
8.(24-25高二下·福建泉州鲤城区福建泉州第七中学·期中)某学生为探究土壤微生物对淀粉的分解作用,分别从公路边的空地和校园花坛内取土壤,制备土壤浸出液甲、乙。用碘液检测甲、乙处理后的淀粉溶液,分别呈蓝色和黄褐色。相关叙述错误的是( )
A.将土壤灭菌后,加水搅拌,过滤获得土壤浸出液
B.向淀粉溶液加入土壤浸出液,在室温放置7d后用碘液检测
C.结果说明公路边空地土壤微生物的淀粉分解作用比校园花坛的弱
D.用斐林试剂检测甲处理后的淀粉溶液,可能不出现砖红色沉淀
【答案】A
【分析】大多数的土壤微生物是生态系统中的分解者,能够将土壤中的有机物分解为无机物进入无菌环境,是生态系统中的关键成分。根据题干信息分析,该实验的目的是探索土壤中的微生物是否有分解淀粉的作用,自变量是土壤中分解淀粉的微生物的有无,因变量是淀粉是否被水解。
【详解】A、将土壤灭菌后,会导致微生物失活,故不可对土壤灭菌,A错误;
B、放置7d后,淀粉是否被分解可用碘液检测,故向淀粉溶液加入土壤浸出液,在室温放置7d后用碘液检测,B正确;
C、公路边空地的土壤浸出液(甲)处理后淀粉剩余较多(蓝色),说明其微生物分解作用较弱;校园花坛土壤浸出液(乙)分解作用较强(黄褐色),C正确;
D、斐林试剂检测还原糖(淀粉分解产物),甲(蓝色)说明淀粉分解少,可能不生成砖红色沉淀;乙(黄褐色)说明淀粉分解多,应生成砖红色沉淀,D正确。
故选A。
9.(24-25高二下·福建泉州四校联考·期中)海洋是地球上最大的碳库之一。海洋碳存储涉及多种机制,包括物理泵(CO2溶解于海水)、生物泵(CO2转化为有机物质)以及微型生物碳泵(将活性溶解有机碳转化为惰性溶解有机碳)等。下列说法错误的是( )
A.短期内大气CO2浓度增加可能增强物理泵作用
B.微型生物碳泵也参与生态系统中的碳循环过程
C.物理泵、生物泵和微型生物碳泵的功能均受温度影响
D.生态系统能量流动驱动物理泵、生物泵和微型生物碳泵
【答案】D
【分析】物质循环是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素,都在不断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。
【详解】A、短期内大气CO2浓度增加可使二氧化碳在海水中的溶解度增加,因而能增强物理泵作用,A正确;
B、微型生物碳泵是指将活性溶解有机碳转化为惰性溶解有机碳,进而避免有机物中更多的二氧化碳进入到大气中,可见,微型生物碳泵参与了碳循环,B正确;
C、物理泵、生物泵和微型生物碳泵的功能均受温度影响,一方面温度会影响分子的运动,另一方面温度会影响酶活性,进而影响细胞代谢过程,C正确;
D、物理泵由物理化学过程驱动,而能量流动能驱动生物泵和微型生物碳泵,D错误。
故选D。
二、非选择题
10.(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期中)红树林分布于海陆交界的潮间带,红树林湿地的生物多样性丰富,生产者除了红树植物,还有各种藻类等,红树林也是鱼、虾、蟹、贝类生长繁殖的场所。回答下列问题:
(1)决定群落性质的最重要因素是_________。红树林吸引了大量的鱼类,原因是红树林为鱼类提供了________。
(2)比较红树林湿地平均单位面积、单位时间上不同生产者产生有机物的总量,浮游藻类________(填“大于”、“等于”或“小于”)红树植物,从群落结构的角度分析,原因是_________。
(3)红树林中有滨蟹、玉黍螺和墨角藻(一种海藻),三者的捕食关系为:墨角藻→玉黍螺→滨蟹。为了研究滨蟹对玉黍螺取食墨角藻的影响,科研人员制作了四个培养箱(水流可通过),每个培养箱内放置两块平板,平板上长有墨角藻供玉黍螺取食。四个培养箱分别如下图进行处理,若干天后计数并统计平板上墨角藻的存留率。
①本实验中d组的作用是排除_________对实验结果产生的影响。
②本实验用带孔不透明的隔板隔开滨蟹和玉黍螺,防止滨蟹直接捕食玉黍螺,但滨蟹传递的_________信息能对玉黍螺取食墨角藻产生影响。
(4)上述实验统计得到的墨角藻存留率如图2。
依据实验结果可得出的结论是_________。(答2点)
【答案】(1) 物种组成 食物条件和栖息空间
(2) 小于 红树林群落在垂直方向上具有分层现象,红树植物较高大,可获得更多的阳光用于光合作用(或:浮游藻类位于红树植物树冠下层,可获得的用于光合作用的阳光较少)
(3) 环境因素引起的墨角藻生长或死亡 化学
(4)(未接触玉黍螺的)滨蟹传递的化学信息明显抑制玉黍螺取食墨角藻,对小玉黍螺取食的影响更大。
【分析】生态系统的组成包括非生物部分和生物部分,非生物部分有阳光、空气、水、温度、土壤等;生物部分包括生产者、消费者、分解者。生产者主要指绿色植物,能够通过光合作用制造有机物,为自身和生物圈中的其他生物提供物质和能量;消费者主要指各种动物,促进生物圈中的物质循环;分解者是指细菌和真菌等营腐生生活的微生物,它们能将动植物残体中的有机物分解成无机物归还无机环境。
【详解】(1)决定群落性质的最重要因素是物种组成。物种组成是区别不同群落的重要特征,它决定了群落的结构和功能等方面。红树林吸引了大量的鱼类,原因是红树林为鱼类提供了食物和栖息空间。在生态系统中,生物的生存需要食物来源以及适宜的栖息场所,红树林具备这些条件从而吸引鱼类。
(2)比较红树林湿地平均单位面积、单位时间上不同生产者产生有机物的总量,浮游藻类小于红树植物。 从群落结构的角度分析,原因是红树植物比浮游藻类更高大,能获得更多的阳光,进行光合作用制造更多的有机物。在群落的垂直结构中,红树植物占据上层空间,能充分利用光照等资源,而浮游藻类相对较矮小,获得的光照等资源相对较少,所以红树植物在单位面积、单位时间产生有机物的总量更多。
(3)①本实验中d组的作用是作为对照,目的是排除环境因素引起的墨角藻生长或死亡对实验结果产生的影响。
②本实验用带孔不透明的隔板隔开滨蟹和玉黍螺,防止滨蟹直接捕食玉黍螺,但滨蟹传递的化学信息能对玉黍螺造成影响,进而影响玉黍螺对墨角藻的取食。
(4)实验结果显示,在滨蟹存在的情况下,玉黍螺受到捕食者的影响,减少了对墨角藻的取食,而在无滨蟹存在的情况下,小玉黍螺的取食量高于大玉黍螺的取食量,由此得出的结论可表述为(未接触玉黍螺的)滨蟹传递的化学信息能明显抑制玉黍螺取食墨角藻,且对小玉黍螺取食的影响更大。
11.(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期中)大气氮沉降是指大气中的含氮化合物通过降水和降尘被输入到土壤或水体中,对植物生产力和生态系统碳循环等造成不良影响。回答下列问题:
(1)碳循环失衡会导致温室效应加剧,全球气候变暖,同时还会加速土壤中微生物对有机碳的分解,释放温室气体,进一步加剧温室效应,此调节机制为_______调节。
(2)在大气氮沉降背景下,对植物多样性低的草地生态系统进行科学管理,科研人员进行了相关研究。
I.科研人员分别测定不同情况下某一植物多样性低的草地进行刈割(割除草本植物的地上部分)前、后草地生态系统的固碳量,实验结果如图1所示。
①实验中对草地添加氮的目的是________。
②科研人员由图1得出“刈割有利于对抗大气氮沉降对植物多样性低的草地生态系统生产力的负效应”的结论,其依据是_________。
II.地下植物碳库是土壤有机碳库的主要来源,土壤有机碳库是全球陆地表层系统中最大的碳库,其微小变动会对碳平衡产生巨大影响。科研人员进一步对植物多样性低的草地生态系统土壤有机碳进行研究,结果如图2所示。
该实验的目的是:探究低植物多样性条件下_________。
(3)综合(2)研究,提出保护草地生态系统土壤有机碳库的2条措施:__________。
【答案】(1)正反馈
(2) 营造大气氮沉降背景(模拟大气氮沉降) 刈割后氮添加组草地生态系生产力增加幅度大于无氮添加组 氮添加和适度放牧对(草地生态系统)土壤有机碳含量的影响
(3)采取措施减少大气氮沉降(减少化石燃烧);适度放牧;刈割
【分析】物质循环(生物地球化学循环)概念:组成生物体 的C、H、O、N、P、S等元素,都在不断地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。
【详解】(1)碳循环失衡导致温室效应加剧,而温室效应加剧又促使土壤中微生物对有机碳的分解加快,释放更多温室气体,进一步加剧温室效应,这种系统作用的结果反过来促进系统的作用,符合正反馈调节的特点。
(2)I.①本实验是在大气氮沉降背景下进行的,故对草地添加氮的目的营造大气氮沉降背景(模拟大气氮沉降)。
②由图1可知,刈割后氮添加组草地生态系生产力增加幅度大于无氮添加组,故“刈割有利于对抗大气氮沉降对植物多样性低的草地生态系统生产力的负效应”。
II.据图2分析可知,自变量为氮添加和适度放牧,因变量为土壤有机碳含量,因此该实验目的是探究低植物多样性条件下,氮添加和适度放牧对草地生态系统土壤有机碳含量的影响。
(3)结合图1、图2进行分析,采取措施减少大气氮沉降(减少化石 燃料燃烧);适度放牧;刈割来保护草地生态系统土壤有机碳库。
12.(24-25高二下·福建龙岩一级校联盟·期中)某被砷(As)污染的高原湖滨湿地具有季节性水位涨落和风浪扰动的生境特征,狭叶香蒲是湿地常见的大型挺水植物,易于收割,且对多种重金属耐性较强。某研究团队对此进行了相关研究,研究结果如图所示。请回答下列问题:
(1)高原湖滨湿地中处于食物链顶端的生物体内的As浓度显著高于水体的As浓度,这种现象称作______。
(2)种植狭叶香蒲以修复水污染环境,主要体现了生态工程的______(答出2点)原理。种植狭叶香蒲可以防止水体富营养化并抑制藻类繁殖,原因是______(请列举出2点原因)。
(3)据图可知,本实验的自变量是______,因变量是______。根据图1的实验结果可得出的结论是随着水位升高,狭叶香蒲的生物量逐步向地上部分转移分配;风浪扰动能影响生物量向地上部分转移分配;根据图2的实验结果可得出的结论是______。
【答案】(1)生物富集
(2) 自生、循环 狭叶香蒲可以吸收水体中的N、P等营养物质;狭叶香蒲与藻类争夺阳光等资源
(3) 不同水位和不同水扰动程度 不同部位的生物量占比和不同部位的砷质量含量 水位升高能提高狭叶香蒲地下部分对As的吸收,降低狭叶香蒲地上部分对As的吸收
【分析】生物体从周围环境吸收,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,若当污水存在难以降解的化合物时,易造成生物富集现象。
【详解】(1)生物体从周围环境吸收,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,若当污水存在难以降解的化合物时,易造成生物富集现象,一般而言,处于食物链顶端的生物体内的As等重金属元素含量较高,因为含有 As的生物被更高营养级的动物食用,As会沿着食物链(网)逐渐在生物体内聚集,最终积累在食物链的顶端。
(2)种植狭叶香蒲可以吸收水体中的N、P等矿质元素以修复水生污染环境,体现了生态工程的自生、循环原理。狭叶香蒲可以吸收水体中的N、P等矿质元素,并与藻类争夺阳光等资源,可以防止水体富营养化并抑制藻类繁殖。
(3)由图可知,实验的自变量是水位和风浪扰动,因变量是不同部位的生物量及砷的质量比(即植物贵砷的吸收),所以实验目的是探究水位和风浪扰动对狭叶香蒲生物量分配及As吸收的影响;图2是不同水位下狭叶香蒲不同部位的砷质量比,由图可知,水位升高能提高狭叶香蒲地下部分对As的吸收,降低狭叶香蒲地上部分对As的吸收。
13.(24-25高二下·福建泉州四校联考·期中)在厌氧环境下,稻田中微生物会分解有机物产生CH4、还原生成N2O,CH4和N2O是主要的温室气体。研究人员通过水稻田间定位实验,研究秸秆还田与氮肥施用对稻田CH4、N2O排放的影响,以为农田管理提供理论支持。请回答:
(1)农业实践中,秸秆还田的主要作用是______(答出一点即可);从生态系统物质循环的角度分析,稻田需施用氮肥的原因是______。
(2)S0、S1、S2分别为秸秆不还田、低量秸秆还田和高量秸秆还田,N0、N1、N2分别为不施氮肥、低氮肥和高氮肥。不同秸秆还田和氮肥施用水平下CH4、N2O累积排放量如下:
①实验结果表明,CH4排放量随秸秆还田量增加而______,CH4排放量与施氮量无显著正相关关系;N2O排放量随施氮量增加而增加,与秸秆还田量无显著正相关关系。
②从生物与环境关系角度分析,CH4排放量与秸秆还田关系的机制是______。本实验的主要意义是______。
(3)农业生产中,需要在确保作物产量的基础上减少碳排放。碳足迹是指在稻田生产过程中,所有温室气体排放总量折算成CO2当量后的CO2净排放量;生态经济净收益是指水稻收益扣除投入成本和温室气体的碳成本。研究人员进一步计算不同秸秆还田、氮肥施用水平下的碳足迹和生态经济净收益,结果如下。
①相同秸秆还田水平下,氮肥施用量增加并未显著提高碳足迹,推测原因是______。
②氮肥施用过多会使生态经济净收益下降,推测原因是______。
(4)综上,为提高稻田生态经济净收益,合理建议是______。
【答案】(1) 增加土壤养分、改善土壤结构、促进微生物活动、减少环境污染 氮元素源源不断以N2O、农产品等形式从稻田输出
(2) 增加 秸秆还田增加土壤中的有机物,促进产CH4微生物的生长繁殖,增加微生物的分解底物 量化秸秆还田、氮肥施用与CH4、N2O排放量的关系
(3) 氮肥施用增加促进水稻生长,从而促进CO2吸收 水稻产量不再提高,但生产成本增加、碳排放量增加
(4)低量秸秆还田协同250kg·hm2(或适量)的氮肥施用
【分析】1、物质循环是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素,都不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落到无机环境的循环过程;
2、生态系统中,大气中碳进入生物群落的方式有:光合作用和化能合成作用;而碳从生物群落进入无机环境的途径有:生产者、消费者的呼吸作用,以及分解者的分解作用。在生态系统的碳循环过程中,碳元素在无机环境与生物群落之间以二氧化碳的形式进行循环,在生物群落中以含碳有机物的形式进行流动。
【详解】(1)秸秆还田的主要作用有很多,比如增加土壤肥力,因为秸秆在土壤中被微生物分解后会形成腐殖质等,为植物提供养分 ;还可以改善土壤结构,使土壤变得疏松,利于植物根系生长等;从生态系统物质循环的角度看,稻田需施用氮肥是因为氮元素源源不断以N2O、农产品等形式从稻田输出,导致土壤中氮元素减少,需要通过施肥来补充氮元素,以维持生态系统的物质循环和农业生产的可持续性;
(2)①观察所给的柱状图可知,随着秸秆还田量从S0(秸秆不还田)到S1(低量秸秆还田)再到S2(高量秸秆还田)的增加,CH4的累积排放量逐渐增多,所以CH4排放量随秸秆还田量增加而增加;
②从生物与环境关系角度分析,CH4排放量与秸秆还田关系的机制是:秸秆还田增加土壤中的有机物,促进产CH4微生物的生长繁殖,增加微生物的分解底物;本实验的主要意义是研究量化秸秆还田、氮肥施用与CH4、N2O排放量的关系,为农业生产中合理进行秸秆还田和氮肥施用,减少温室气体排放,实现生态农业提供理论依据;
(3)碳足迹是指稻田生产过程中所有温室气体排放总量折算成CO2当量后的CO2净排放量。在相同秸秆还田水平下,氮肥施用量增加并未显著提高碳足迹,可能原因是氮肥施用增加促进水稻生长,从而促进CO2吸收;生态经济净收益是指水稻收益扣除投入成本和温室气体的碳成本。氮肥施用过多会使生态经济净收益下降,原因可能是水稻产量不再提高,但生产成本增加、碳排放量增加;
(4)据图分析可知,过量施氮肥不但增加了生产成本,使碳的净排放量也增大,且过量施氮肥也会导致土壤污染、水体污染等环境问题。结合图示可知,当低量秸秆还田协同250kg·hm2时,生态经济净收益最高,碳的净排放量也较低。因此,为提高稻田生态经济净收益,应该低量秸秆还田协同250kg·hm2(或适量)的氮肥施用。
14.(24-25高二下·福建福州鼓楼区福州第三中学·期中)2019年7月澳大利亚森林大火烧毁逾1000万公顷土地,导致风头鹦鹉、考拉等大批标志性物种以及大量珍贵植被受损。2020年2月,大火终于熄灭,森林植被开始复苏。分析以下问题:
(1)考拉鼻子特别发达,形状各种各样,体长也有区别,这体现了______多样性。刺鼻的烟味和火光给考拉传递了______信息,使一部分考拉逃生。
(2)山火有地下火、地表火和树冠火,这是由森林群落的______结构决定的,火灾初期,强度较弱的地表火对森林是有利的,从生态系统的功能角度分析,原因是能烧掉枯枝落叶,促进______。
(3)有报道说,当地“火鹰”(如啸鸢等)纵火加剧了火灾灾情。“火鹰”是肉食性猛禽,喜欢在着火的森林里活动,它们会衔着着火的树枝将其运送到尚未燃烧的森林里。试从种间关系的角度分析“火鹰”纵火的目的:______。
【答案】(1) 遗传/基因 化学、物理
(2) 垂直 物质循环
(3)“火鹰”纵火可以将小动物从森林中驱赶出来,便于“火鹰”捕食
【分析】1、生物多样性包括3个层次:遗传多样性(所有生物拥有的全部基因)、物种多样性(指生物圈内所有的动物、植物、微生物)、生态系统多样性;
2、自然界中的光、声、温度、湿度、磁场等,通过物理过程传递的信息,称为物理信息;在生命活动中,生物还产生一些可以传递信息的化学物质,这就是化学信息;动物的各种动作也能够向同种或异种生物传递某种信息,即动物的行为特征可以体现为行为信息。
【详解】(1)生物多样性包括遗传(或基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次,考拉鼻子特别发达,形状各种各样,体长也有区别,这体现了遗传多样性。刺鼻的烟味给考拉传递了化学信息,火光给考拉传递了物理信息,说明生命活动的正常进行离不开信息的作用;
(2)山火有地下火、地表火和树冠火,这是由森林群落的垂直结构决定的。从生态系统的功能角度分析,地表火能烧掉枯枝落叶,使有机物被分解为无机物被生产者再次利用,因此可促进物质循环;
(3)“火鹰”是肉食性猛禽,“火鹰”纵火可以将小动物从森林中驱赶出来,便于“火鹰”捕食。
15.(24-25高二下·福建三明六校·期中)闽江口红树林是我国亚热带典型滨海湿地,具有固碳、净化水质、抵御风暴潮等功能。近年来因围垦、污染和互花米草入侵,红树林面积从2010年的860公顷减少至2020年的520公顷。科研团队对修复区(人工种植秋茄、桐花树)和退化区(互花米草占80%)进行监测,数据如下:
区域
植物种类数
底栖动物密度(ind/m²)
土壤有机碳含量(g/kg)
修复区
12
35
28.6
退化区
3
8
12.3
(1)据调查,修复区的秋茄种群年龄结构为增长型,而退化区的秋茄为衰退型。推测退化区秋茄种群密度下降的直接原因是________,互花米草与秋茄的种间关系是________,判断依据是________。
(2)据表分析的修复区土壤有机碳含量高的原因是________(答2点)。
(3)研究发现,互花米草分泌物的浓度可能与其种群密度相关,高密度互花米草区域秋茄幼苗存活率显著降低。若要验证化感物质浓度对抑制秋茄幼苗生长的影响,请写出实验设计方案________。
(4)提出一种阻断互花米草化感作用(根系分泌物)的修复措施,________。并说明原理:________。此生态工程遵循了_____原理(写出2个)。
【答案】(1) 死亡率>出生率 种间竞争 互花米草通过化感作用抑制秋茄生长(互花米草通过根系分泌物抑制秋茄幼苗生长)
(2)植物枯枝落叶多 底栖动物的粪便,分解物多等
(3)取40株秋茄幼苗,随机均分为A、B、C、D四组,A组加普通土壤浸出液(无互花米草分泌物)B组加低浓度互花米草根系分泌物浸出液;C组加中浓度互花米草根系分泌物浸出液;D组加高浓度互花米草根系分泌物浸出液。观察并记录各组幼苗株高、根系长度/存活率,并求平均值加以比较
(4) 种植耐化感物种/添加吸附分泌物的物质 阻断分泌物与幼苗的相互作用 自生,协调,整体等1个即可。
【分析】互花米草是外来入侵植物,繁殖速度很快,通过竞争作用减少其他植物的数量,进而影响生物多样性,严重威胁我国滨海湿地生态系统,可以利用种间关系的原理来抑制互花米草的繁殖。
【详解】(1)根据题意,退化区的秋茄为衰退型。推测退化区秋茄种群密度下降的直接原因是种群出生率<死亡率;互相米草与秋茄共用相同的空间,因此种间关系为种间竞争,判断依据是互花米草通过化感作用抑制秋茄生长(互花米草通过根系分泌物抑制秋茄幼苗生长)。
(2)据表分析的修复区土壤中植物种类数多,底栖动物密度高,因此有机碳含量高的原因是植物枯枝落叶多;底栖动物的粪便,分解物多等。
(3)该实验自变量为互花米草分泌物的浓度,因变量为秋茄幼苗存活率。 因此实验设计方案为取40株秋茄幼苗,随机均分为A、B、C、D四组,A组加普通土壤浸出液(无互花米草分泌物)B组加低浓度互花米草根系分泌物浸出液;C组加中浓度互花米草根系分泌物浸出液;D组加高浓度互花米草根系分泌物浸出液。观察并记录各组幼苗株高、根系长度/存活率,并求平均值加以比较。
(4)遵循自生原理,需要在生态工程中有效选择生物组分并合理布设;遵循协调原理,需要处理好生物与生物、生物与环境的协调与平衡,需要考虑环境容纳量;遵循整体原理,需要遵从自然生态系统的规律,各组分之间要有适当的比例,不同组分之间应构成有序的结构,通过改变和优化结构,达到改善系统功能的目的,依据题干信息可知,此生态工程遵循了自生,协调,整体等原理。若要阻断互花米草化感作用,可以通过:①通过种植耐化感物种或添加吸附分泌物的物质,进而减少分泌物的影响或降低分泌物;②通过阻断分泌物与幼苗的相互作用,来降低分泌物的影响。
16.(24-25高二下·福建漳州第三中学·期中)稻萍鸭生态系统利用稻田养萍、养鸭,是一项集有机稻米生产与水禽共养于一体的生态型农业清洁生产模式。下图为相关能量流动示意图,序号表示该系统内部分能量的输入或输出过程。
(1)稻—鸭—萍共作模式既说明了研究生态系统能量流动的意义是______。
(2)图中输入该生态系统的能量指______,被鸭摄入但没有用于自身生长、发育和繁殖的能量包含在箭头________(填数字)中。
(3)研究人员统计了一定时期内与图中害虫和鸭有关的能量,如下表所示:
①
②
③
④
⑥
⑦
⑧
⑨
能量相对值
4000
300
200
100
1000
100
300
100
据上表分析,该时期害虫到鸭的能量传递效率为________%。箭头⑧⑨所示能量之和比③⑥⑦之和小的原因是______。
(4)需要不断向该生态农业系统中施加氮肥的原因是_______。
【答案】(1)帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置,增大流入某个生态系统的总能量
(2) 水稻、杂草和萍等生产者固定的能量和饲料中的能量 ④⑤⑧
(3) 5 部分能量流向人,还有部分暂未利用
(4)农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产,加之农产品源源不断地自农田生态系统输出,其中的氮元素并不能都归还土壤,所以需要施加氮肥。
【分析】一般来说,流入某一营养级的一定量的能量在足够长的时间内的去路可以有三条:(1)自身呼吸消耗,(2)流入下一营养级,(3)被分解者分解。
【详解】(1)据图可知,稻萍鸭生态系统利用稻田养萍、养鸭,是一项集有机稻米生产与水禽共养于一体的生态型农业清洁生产模式,该模式既说明了研究生态系统能量流动可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置,增大流入某个生态系统的总能量。
(2)在生态农业系统中,输入该生态系统的能量为水稻、杂草和萍等生产者(通过光合作用)固定的能量和饲料中的能量;摄入量=粪便量+同化量,而同化量=呼吸消耗的能量+自身生长发育繁殖的能量,因此被鸭摄入但没有用于自身生长、发育和繁殖的能量应为粪便量和呼吸消耗的能量,而鸭的粪便量应为上一营养级的能量,即⑧⑤④。
(3)害虫到鸭的能量传递效率等于鸭从害虫中获得的能量与害虫的同化量之比,即③/①×100%=200/4000×100%=5%。③⑥⑦的能量除流向分解者(⑨)、呼吸作用(⑧)之外,部分能量流向人,还有暂未利用的部分,故箭头⑧⑨所示能量之和比③⑥⑦之和小。
(4)生态农业是人工生态系统,是以提高农产品的产量使能量更多地流向人类需要为目的的;农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产,加之农产品源源不断地自农田生态系统输出,其中的氮元素并不能都归还土壤,所以需要施加氮肥。
地 城
考点03
生态系统的组成成分
一、单选题
1. (24-25高二下·福建部分名校·期中)碳中和是指CO2的排放量与吸收量相等。如图为某生态系统的碳循环示意图。下列叙述错误的是( )
A.丁的作用是将动植物遗体和动物的排遗物等分解为无机物
B.碳在生物群落和非生物环境之间循环的主要形式是CO2
C.过程①表示光合作用和化能合成作用,过程②表示呼吸作用
D.实现碳中和时,②③④途径释放的CO2总量等于①固定的CO2量
【答案】D
【分析】分析题图可知,甲代表大气中的CO2库,是碳在非生物环境的主要存在形式;乙为生产者,可通过①(光合作用/化能合成作用)固定CO2,也能通过②(呼吸作用)向甲释放CO2;丙是消费者,通过呼吸作用等向甲释放CO2,并传递碳元素;丁为分解者,作用是将动植物遗体、动物排遗物等分解为无机物,把碳以CO2等形式返回非生物环境 。
【详解】A、据图可知,甲乙之间双向箭头,且进入甲的箭头多,故甲代表大气中的CO2库,乙为生产者。箭头由丙指向丁,故丙为分解者,丁为分解者,丁的作用是将动植物遗体、动物排遗物等分解为无机物,A正确;
B、碳在生物群落和非生物环境之间循环的主要形式是CO2(生产者固定、生物呼吸/分解产生),B正确;
C、乙为生产者,可通过①(光合作用/化能合成作用)固定CO2,也能通过②(呼吸作用)向甲释放CO2,C正确;
D、实现碳中和时,应该是整个生态系统中所有生物(包括生产者、消费者、分解者等)通过呼吸作用等途径释放的CO2总量等于生产者通过光合作用和化能合成作用等固定的CO2量。图中②是生产者的呼吸作用,③是消费者的呼吸作用,④是分解者的呼吸作用,但是仅②③④途径释放的CO2总量并不全面,比如人类燃烧化石燃料等活动释放的CO2未包含在内,所以不能简单地说②③④途径释放的CO2总量等于①固定的CO2量,D错误。
故选D。
二、非选择题
2.(24-25高二下·福建厦泉五校联考·期中)图为当前流行的农村庭院生态工程示意图,请据图回答下列问题:
(1)该庭院生态系统的结构包括_____和_____,图中分解者的作用主要是_____。
(2)流经该生态系统的总能量是_____。在“农作物→植食性昆虫→鸡”的食物链中,鸡粪便中的能量属于第_____营养级同化的能量。
(3)人们收获农作物后,农作物的秸秆可以有多种方式处理,除了图中所示方式外,下列可提高秸秆能量利用率的是( )
A.利用秸秆生产食用菌 B.青贮、氨化处理形成饲料
C.焚烧秸秆留灰做底肥 D.利用作物秸秆培养蚯蚓
(4)与传统的工程相比,农村庭院生态工程具有_____等特点(至少答两点)。
【答案】(1) 生态系统的组成成分 营养结构 将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物
(2) 生产者固定的能量和饲料有机物中的化学能 二
(3)ABD
(4)少消耗、多效益、可持续
【分析】生产者通过光合作用,将太阳能固定的在它们所制造的有机物中。太阳能转化成化学能,从而可想以被生物所利用,因此,生产者可以说是生态系统的基石。消费者通过自身的新陈代谢,能将有机物转化为无机物(CO2、水、氨等),这些无机物排出体外后又可以被生产消费者者重新利用。可见,消费者的存在,能够加快生态系统的物质循环。此外,消费者对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用。分解者能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。如果没有分解者,动植物的遗体和动物的排遗物会堆积如山,生态系统就会崩溃。因此,生产者、消费者和分解者是紧密联系,缺一不可的。
【详解】(1)生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构。生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者以及非生物的物质和能量。其中分解者将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。
(2)流经该生态系统的总能量是生产者固定的能量和饲料有机物中的化学能。在“农作物→植食性昆虫→鸡”的食物链中,鸡粪便中的能量属于上一营养级同化的能量,即属于植食性昆虫(第二营养级)同化的能量。
(3)ABD、利用秸秆生产食用菌供人、牲畜使用、利用秸秆培养蚯蚓、青贮、氨化处理形成饲料作为牲畜饲料等实现了能量的多级利用,提高了能量利用率,ABD正确;
C、焚烧秸秆能量最终以热能的形式散失,底肥中的物质为无机盐,不能提供能量,C错误。
故选ABD。
(4)与传统的工程相比,农村庭院生态工程具有消耗少、效益高、污染低、可持续发展等特点。
3.(24-25高二下·福建部分名校·期中)近年来,陇南市两当县结合当地实际,大力发展“三养一药”高效农业特色产业,构建了“地下有药、地上有果、林中有鸡、空中有蜂、棚中有菇、水中有鱼、四季有花、村里有客”的“八有”山地立体农业新格局。回答下列问题:
(1)上述“八有”山地立体农业,充分利用了群落的________和季节性,涉及的生态系统的生物组成成分包括________。
(2)生产实践中出现了“林中有鸡”能大大提高药、果产量的现象。请从鸡的食物组成角度分析,该现象出现的原因是________;“空中有蜂”也有利于提高药、果的产量,这可能是因为________。但有人认为鸡的活动容易对药用植物幼苗造成踩踏,请提出一个解决该问题的方案:________。
(3)棚中的“菇”________(填“属于”或“不属于”)该生态系统的基石。利用果林中枯枝败叶等加工成的有机肥来种菇可实现物质的循环利用,提高能量的________(填“传递效率”或“利用率”)。
(4)村里“客”垂钓水中“鱼”,观赏四季“花”,这都有利于更好地发挥生物多样性的________价值。为保证鱼的正常生长,需要不断进行人工物质投入的原因是________。
【答案】(1) 空间结构 生产者、消费者和分解者
(2) 鸡食杂草,可减少杂草与药用植物竞争营养物质等,有利于药用植物生长,提高药产量;鸡食害虫,可减少虫害,有利于提高果产量 蜂能帮助传粉 合理规划鸡的活动时间、活动区域、投放量等
(3) 不属于 利用率
(4) 直接 鱼的输出会带走大量物质,并不再返回该生态系统
【分析】生态系统的结构包括成分和营养结构,其中成分包括生物成分(生产者、消费者和分解者)和非生物成分,营养结构是食物链和食物网。生态系统的功能是物质循环、能力量流动、信息传递。
【详解】(1)上述“八有”山地立体农业,充分利用了群落的空间结构和季节性,生态系统的生物组成成分包括生产者(如药、果、花等植物)、消费者(如鸡、蜂、鱼等动物)、分解者(如菇等真菌以及土壤中的微生物等)。
(2)生产实践中出现了“林中有鸡”能大大提高药、果产量的现象。从鸡的食物组成角度分析,该现象出现的原因是鸡食杂草,可减少杂草与药用植物竞争营养物质等,有利于药用植物生长,提高药产量;同时鸡食害虫,可减少虫害,有利于提高果产量;“空中有蜂”也有利于提高药、果的产量,这可能是因为蜂能帮助传粉。鸡的活动可能容易对药用植物幼苗造成踩踏,可通过合理规划鸡的活动时间、活动区域、投放量等来解决该问题。
(3)棚中的“菇”属于分解者,因此其不属于该生态系统的基石。利用果林中枯枝败叶等加工成的有机肥来种菇可实现物质的循环利用,提高能量的利用率。
(4)村里“客”垂钓水中“鱼”,观赏四季“花”,这些活动带来了旅游等方面的收益,体现了生物多样性的直接价值。为保证鱼的正常生长,需要不断进行人工物质投入的原因是鱼的输出会带走大量物质,并不再返回该生态系统。
4.(24-25高二下·福建漳州龙文区第一中学·期中)党的二十大报告提出,必须牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念,站在人与自然和谐共生的高度谋划发展,积极稳妥推进碳达峰碳中和。如图为碳循环示意图,图中字母表示生态系统的组成成分,①~⑥表示过程,请回答下列问题。
(1)如图,碳循环是指__________在生物群落与非生物环境之间循环往复的过程。该生态系统中A、B、C、D能出现在能量金字塔的有__________。其中B在生态系统中的主要作用是__________。加剧温室效应的主要原因是图中__________(填序号)打破了生物圈中碳平衡。
(2)我国为实现2030年前“碳达峰”和2060年前“碳中和”的目标作出了巨大的努力,其中植树造林是重要的措施之一。造林的树种以本地树种为主且要按照树种的种间关系进行合理布设,以充分利用环境资源,遵循了生态工程的__________原理。
(3)“无废弃物农业”是我国利用生态工程的原理进行农业生产的一种模式,其做法是收集有机物质,包括人畜粪便、枯枝落叶等,采用堆肥和沤肥等多种方式,把它们转变为有机肥料,再施用到农田中,施用有机肥料的优点是__________(答出三点即可)。
(4)目前湿地已成为重要的天然碳汇,从生物多样性价值的角度分析,“退田还湿地”的原因是____。
【答案】(1) 碳元素 ACD 将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物 ⑤
(2)自生和协调
(3)保证了土壤的肥力; 改善了土壤结构;培育了土壤微生物;实现了土壤养分的循环利用
(4)生物多样性的间接价值明显大于它的直接价值
【分析】1、生态系统的物质循环指组成生物体的碳氢氧氮磷硫等元素都在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。物质循环具有全球性和物质循环往复运动的特点。
2、生态工程基本原理的判断方法:(1)循环→强调物质循环,废物利用,减轻环境污染;(2)自生→体现物种多,营养关系复杂,涉及结构、功能、系统组分的比例关系;(3)协调→强调生物与环境的协调与平衡,涉及环境承载力;(4)整体→涉及自然、经济和社会。
【详解】(1)碳循环是指碳元素在生物群落与非生物环境之间循环往复的过程。分析题图可知,A为生产者,B为分解者,D为初级消费者,C为次级消费者,其中A、C、D能出现在能量金字塔中,B分解者的作用为将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。图中①为光合作用的光合作用和化能合成作用,②为生产者的呼吸作用,③表示分解者的分解作用,④⑥表示消费者的呼吸作用,⑤表示煤和石油等化石燃料的燃烧,加剧温室效应的主要原因是⑤。
(2)造林的树种以本地树种为主,体现了生态工程的协调原理;要按照树种的种间关系进行合理布设,体现了生态工程的自生原理。
(3)“无废弃物农业”主要体现了生态工程的循环原理,施用有机肥料保证了土壤的肥力; 改善了土壤结构;培育了土壤微生物;实现了土壤养分的循环利用。
(4)生物多样性价值包括直接价值、间接价值和潜在价值,“退田还湿地”的原因是生物多样性的间接价值明显大于它的直接价值。
5.(24-25高二下·福建福州八县(,区)协作校·期中)福建南平长富牛奶养殖基地不仅注重奶源品质的提升,还积极响应“绿水青山就是金山银山”的号召。为实现了绿
色发展,并助力了乡村振兴,构建了藻菌共生污水净化系统,对生活和工业污水进行净化处理。下图是藻菌共生污水净化系统进行废水处理的流程图。请回答下列问题:
(1)人工湿地中,芦苇属于挺水植物,绿藻属于浮游植物,黑藻属于沉水植物,这些植物的分布体现了群落的________结构,显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。
(2)厌氧池中的厌氧微生物的代谢类型是________,它们在生态系统中的作用是_____。
(3)经过氧化塘处理后,后部溶解氧的含量比前部溶解氧的含量____(填“多”或“少”),理由是__________________(答出两点)。
(4)若该人工湿地生态系统中沼虾仅以浮游藻类为食。科研人员对沼虾的能量流动情况进行分析,结果如下表[单位kJ/(cm²·a)]
据表分析,沼虾用于生长、发育和繁殖的能量是__________kJ/(cm²·a)。
浮游藻类同化的能量
沼虾摄入浮游溪类的能量
沼虾粪便中的能量
沼虾用于生长、发育和繁殖的能量
沼虾呼吸作用酸失的能量
150
50
26
?
21
(5)虽然人工湿地对城市生态的调节起重要作用,但不能仅仅依靠人工湿地对污水的净化,还应该加强对污染源的控制,理由是___________________。
【答案】(1)垂直
(2) 异养厌氧型 将动植物遗体和动物的粪便分解成无机物
(3) 多 后部水中的有机物少,分解者消耗的氧气少;氧化塘内的植物进行光合作用,使后部水中溶解氧的含量增多
(4)3
(5)生态系统的自我调节能力是有限的
【分析】1、能量流动是指生态系统中能量的输入(通过植物的光合作用把光能转化成化学能)、传递(流入下一营养级,流入分解者)和散失(各生物的呼吸作用散失)的过程。
2、群落的空间结构分为垂直结构和水平结构:(1)群落的垂直结构:指群落在垂直方面的配置状态,其最显著的特征是分层现象,即在垂直方向上分成许多层次的现象。影响植物群落垂直分层的主要因素是光照,影响动物群落垂直分层的主要因素为食物和栖息空间。(2)群落水平结构:在水平方向上,由于地形的起伏、光照的阴暗、湿度的大小等因素的影响,不同地段往往分布着不同的种群,种群密度也有差别。群落水平结构的特征是镶嵌性。镶嵌性即植物种类在水平方向不均匀配置,使群落在外形上表现为斑块相间的现象。
【详解】(1)人工湿地中的芦苇属于挺水植物,绿藻属于浮游植物,黑藻属于沉水植物,这些植物的分布体现了群落的垂直结构,显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。
(2)厌氧池中,起主要作用的是厌氧微生物,代谢类型为异养厌氧型,它们在生态系统中作为分解者对物质循环起着不可或缺的作用,将动植物遗体和动物的粪便分解成无机物。
(3)经过氧化塘处理后,其后部溶解氧的含量比前部溶解氧的含量多,因为后部水中的有机物少,分解者消耗的氧气少;同时氧化塘内的植物进行光合作用,使后部水中溶解氧的含量增多。
(4)据表分析,沼虾用于生长发育和繁殖的能量=同化量-呼吸量=摄入量-粪便量-呼吸量=50-26-21=3kJ/(cm2⋅a)。
(5)生态系统的自我调节能力是有限的,不能仅仅依靠人工湿地对污水的净化,还应该加强对污染源的控制。
6.(24-25高二下·福建三明五县联盟·期中)氮循环是描述自然界中氮单质和含氮化合物之间相互转换过程的生态系统的物质循环。下图为氮循环的部分示意图,回答下列问题:
(1)组成生物体的氮元素不断进行着从___________的循环过程,这就是生态系统的氮循环。农田中的氮元素往往不足以使作物高产,需要施加氮肥,其原因是______________。
(2)从生态系统组成成分的角度分析,根瘤菌和硝化细菌分别属于___________。土壤板结促进了反硝化细菌增殖,从而降低土壤的肥力,说明反硝化细菌的呼吸类型为_________________。
(3)植物从土壤中吸收的含氮离子主要为_______,在植物体内参与有机物的组成。动物体中的含氮有机物在氮循环过程中最终去向是________________。
(4)春夏季粮食作物生长迅速,吸引多种昆虫摄食。该过程中,植物给昆虫传递的信息属于物理信息,这体现了生态系统信息传递具有的功能是___________。
【答案】(1) 生物群落与无机环境之间 农田中不断有粮食的输出,即物质的输出大于物质的自然输入,因此要不断的施加氮肥
(2) 消费者、生产者 无氧呼吸
(3) NO3-或者NH4+ 通过微生物分解形成无机物
(4)调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定
【分析】构成陆地生态系统氮循环的主要环节是:生物体内有机氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用。植物吸收土壤中的铵盐和硝酸盐,进而将这些无机氮同化成植物体内的蛋白质等有机氮。动物直接或间接以植物为食物,将植物体内的有机氮同化成动物体内的有机氮,这一过程为生物体内有机氮的合成。动植物的遗体、排出物和残落物中的有机氮被微生物分解后形成氨,这一过程是氨化作用。在有氧的条件下,土壤中的氨或铵盐在硝化细菌的作用下最终氧化成硝酸盐,这一过程叫做硝化作用。氨化作用和硝化作用产生的无机氮,都能被植物吸收利用。在氧气不足的条件下,土壤中的硝酸盐被反硝化细菌等多种微生物还原成亚硝酸盐,并且进一步还原成分子态氮,分子态氮则返回到大气中,这一过程被称作反硝化作用。由此可见,由于微生物的活动,土壤已成为氮循环中最活跃的区域。
【详解】(1)组成生物体的各种元素如氮元素不断进行着从非生物环境到生物群落,又从生物群落与无机环境之间的循环过程,这就是生态系统的氮循环。氮元素在生物群落和无机环境之间不断循环,但由于农产品不断地输出使部分氮元素不能返回农田生态系统,因此农田土壤中氮的含量往往不足,还要不断往农田中施加氮肥。
(2)氮循环涉及到的微生物有硝化细菌、根瘤菌等固氮微生物,其中硝化细菌是化能自养型微生物,属于生产者,根瘤菌为异养型微生物,从豆科植物获取营养物质,属于生态系统组成成分中的消费者。土壤板结促进了反硝化细菌增殖,从而降低土壤的肥力,说明反硝化细菌的呼吸类型为无氧呼吸。
(3)植物从土壤中吸收的含氮离子主要为NO3-或NH4+,这些无机盐例子在植物体内参与有机物的组成。动物体中的含氮有机物最终通过微生物的分解作用形成无机物。
(4)春夏季粮食作物生长迅速,吸引多种昆虫摄食。该过程中,植物给昆虫传递的信息属于物理信息,这体现了生态系统信息传递具有调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡 与稳定。
7.(24-25高二下·福建泉州鲤城区福建泉州第七中学·期中)“作物一蚯蚓”种养模式是一种重要的菜田生态模式。某农科所在2019~2021年连续3年调查“花菜一蚯蚓”种养田杂草物种数,调查时挑选5块地势平坦、大小接近(约3000m2)的田地开展杂草调查。于花菜移栽后45d左右,采用随机取样计数法,每块田调查10个点,每个点面积1m2,记录杂草物种数,得到图1所示结果。图2为生态系统的物质循环部分示意图,甲、乙、丙、丁表示生态系统的相关生物成分。回答下列问题:
(1)调查“花菜-蚯蚓”种养田杂草物种数时,实验组为___________;在实验期间,不同田地栽培和管理措施相同,(填“使用”或“不使用”)除草剂,从图1结果,可以得到的结论是___________。
(2)图2要表示完整的碳循环过程,还应补充的两个重要过程是___________(用文字和箭头的形式表示),图2中表示生产者是___________,调查的“花菜-蚯蚓”种养田中的蚯蚓对应图2中的___________。
(3)图2中碳元素在生物群落中存在的主要形式是___________。氮元素也参与物质循环,但在农田生态系统中,因为___________,所以需要不断施加氮肥,才能保持生态系统的平衡。生态系统能抵抗外界干扰较长时间保持保持相对稳定,表现为结构平衡、___________,这反映了生态系统的___________稳定性,这种稳定性的基础是生态系统中普遍存在的___________机制。
【答案】(1) “花菜 - 蚯蚓”种养模式田 不使用 花菜单一种植模式能增加杂草物种数
(2) 大气CO2→丁、甲→丙 丁 丙
(3) 有机物 农产品不断输出,大量氮元素随农产品离开农田生态系统 功能平衡、收支平衡 抵抗力 (负)反馈调节
【分析】题图分析,图1中与花菜单一种植田这一组相比,“花菜一蚯蚓”种养田这一组的杂草物种数更少。图2为生态系统物质循环的部分示意图,甲为初级消费者,乙为次级消费者,丙为分解者,丁为生产者。
【详解】(1)调查“花菜 - 蚯蚓”种养田杂草物种数时,根据实验设计原则,实验组为“花菜 - 蚯蚓”种养模式田,对照组为花菜单一种田。 因为要研究自然状态下的杂草物种数,所以在实验期间,不同田地栽培和管理措施相同,且不使用除草剂。 从图 1 结果可以看出,“花菜 - 蚯蚓”种养模式区的杂草物种数在 2019 - 2021 年都比花菜单一种植田的杂草物种数少,所以可得到的结论是花菜单一种植模式能增加杂草物种数。
(2) 调查的“花菜—蚯蚓”种养田就是一个生态系统,其中的蚯蚓以腐烂的有机物为食,从生态系统组成成分看, 因为蚯蚓以腐烂的有机物为食,所以此时蚯蚓属于分解者,对应图2中的丙,蚯蚓在生态系统中的作用为将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。据图可知,丁为生产者,甲和乙为消费者,丙为分解者,该图中缺少大气CO2→丁,表示光合作用的箭头,还缺少甲→丙,表示消费者甲的遗体残骸等被分解者利用的箭头。
图 2 要表示完整的碳循环过程,碳循环包括生产者的光合作用(大气中的二氧化碳进入生物群落)和生物的呼吸作用(生物群落中的碳以二氧化碳形式返回大气),图中已有生产者的呼吸作用,所以还应补充光合作用(大气中的二氧化碳→甲)和分解者的分解作用(丁→大气中的二氧化碳)这两个重要过程。 图 2 中能固定大气中二氧化碳的甲是生产者。 调查的“花菜 - 蚯蚓”种养田中的蚯蚓是分解者,对应图 2 中的丁(丁能将有机物分解并释放二氧化碳到大气中,代表分解者)。
(3)图 2 中碳元素在生物群落中存在的主要形式是含碳有机物。 在农田生态系统中,由于农产品不断输出,大量氮元素随农产品离开农田生态系统,所以需要不断施加氮肥,才能保持生态系统的平衡。 生态系统能抵抗外界干扰较长时间保持相对稳定,表现为结构平衡、功能平衡和收支平衡,这反映了生态系统的抵抗力稳定性。这种稳定性的基础是生态系统中普遍存在的负反馈调节机制,该调节机制的高低与生态系统中物种的丰富度有关。
8.(24-25高二下·福建漳州龙文区第一中学·期中)福寿螺原产于南美洲亚马逊河流域,1981年经台湾引入广东养殖,很快扩展到全国各地并成为我国南方农作物的主要敌害生物,主要危害的农作物是水稻秧苗,有稻农用五氯酚钠(65%)防治福寿螺,起到较好的治理效果。为研究福寿螺对不同植物的取食情况,科研人员在a、b、c三块稻田中放入福寿螺,其中稻田a有数量相等的浮水植物和水稻,稻田b只有浮水植物,稻田c只有水稻。一段时间后测得两种植物的生物量变化如图所示。
(1)福寿螺在稻田生态系统中的成分属于__________;调查其种群密度可用__________法;图中稻田a中生物存在的种间关系有________。
(2)分析数据可知福寿螺偏好取食__________。福寿螺的引入会使得浮水植物和水稻的生态位重叠变__________。
(3)据此某同学想到了另一种保护水稻的措施:水稻秧苗期在稻田中投放适量的浮水植物(满江红和紫背浮萍等)可以作为防止福寿螺危害水稻秧苗。五氯酚钠是影响福寿螺的__________制约因素。与之相比该同学的措施有什么优点__________(例举1个),该同学的方法__________(填“能”或“不能”)使福寿螺数量减少。
(4)为探究福寿螺对甲乙两种本地螺的影响,某小组进行了下列3组实验(各组中动物初始数量相等,饲养条件相同),实验结果如下图所示:
组1:福寿螺与甲螺分别于两个容器中单独饲养,福寿螺和甲螺的数量变化分别如图中曲线A、C所示。
组2:福寿螺与甲螺于同一容器中饲养,甲螺数量变化如曲线F所示。
组3:甲螺与乙螺于同一容器中饲养,形成上、下层分离分布,一段时间后每种螺的数量均较组1少。
①若组1容器中饲养液体积为100L,则在第40天时甲螺的种群密度是__________只/L。
②在某些生态系统中,存在与本实验甲螺和乙螺类似的种间关系。如在同一段河流中食物相同的两种鱼,分别分布在河流中央底部和临近河岸底部,其种间关系与图中曲线__________代表的类似,鱼的分布体现生物群落的__________结构。
【答案】(1) 消费者 样方 捕食和种间竞争
(2) 浮水植物 小
(3) 非密度 无污染,不会增加福寿螺的抗药性 不能
(4) 6 D、E 水平
【分析】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,称为这个物种的生态位,因此,研究某种动物的生态位,通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。研究某种植物的生态位,通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征,以及它与其他物种的关系等。
【详解】(1)福寿螺主要取食植物,在稻田生态系统中属于消费者;福寿螺活动能力相对较弱,活动范围较小,调查其种群密度可用样方法;稻田a中有浮水植物和水稻,它们之间存在种间竞争关系,福寿螺取食浮水植物和水稻,存在捕食关系,故稻田a中生物存在的种间关系有种间竞争和捕食。
(2)对比稻田a中浮水植物和水稻生物量的减少量,浮水植物生物量减少更明显,说明福寿螺偏好取食浮水植物。福寿螺引入后,其对浮水植物和水稻都有取食,浮水植物减少更多,使得浮水植物和水稻在资源上的竞争减弱,生态位重叠变小。
(3)五氯酚钠是化学物质,属于影响福寿螺的非密度制约因素(密度制约因素是和种群密度相关,比如食物、天敌,种群密度大时影响强 ) 。在稻田中投放适量浮水植物的措施优点有无污染(五氯酚钠可能会污染环境),不会增加福寿螺的抗药性等。该方法只是改变了福寿螺的食物偏好,将福寿螺的取食部分从水稻转移到浮水植物,不能使福寿螺数量减少。
(4)①甲螺的数量变化用如图中曲线C表示,由图可知,第40天时甲螺的数量为600只,容器体积为100L,则甲螺的种群密度是600/100=6只/L。
②甲螺与乙螺于同一容器中饲养,形成上、下层分离分布,一段时间后每种螺的数量均较组1少,说明它们之间是竞争关系,且存在空间上的分层。在同一段河流中食物相同的两种鱼,分别分布在河流中央底部和临近河岸底部,也是竞争关系且有空间分层,与组3情况类似,对应曲线D、E,鱼的这种分布体现了生物群落的水平结构(因为是在同一水平面不同位置的分布)。
地 城
考点04
生态系统的营养结构
一、单选题
1.(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期中)图1为某生态系统的物质循环示意图,图2为某生态系统的能量金字塔简图,其中①②③④分别代表不同的营养级。图3为能量流经图2所示生态系统第二营养级的变化示意图,能量的单位为kJ,下列说法不正确的是( )
A.分析图3中能量关系可知,代表第二营养级用于生长发育繁殖的能量的是乙
B.若图2中营养级①所固定的太阳能总量为3125kJ,则营养级①②之间的能量传递效率是12.8%
C.若图1表示碳循环,因捕食关系而建立的食物链中,能量最少的是图1中的B所处的营养级
D.第二营养级流入分解者的能量包括第二营养级的遗体残骸和第三营养级的粪便中的能量
【答案】C
【分析】1、分析图1可知,图中甲是非生物的物质和能量、乙是生产者、丙代表各级消费者,丁代表分解者。①为生产者的呼吸作用,②为生产者的残枝败叶被分解者分解,③为分解者的分解作用。2、分析图2可知,表示某生态系统的能量金字塔简图,①表示生产者,为第一营养级,②③④表示消费者,②为第二营养级,③为第三营养级,④为第四营养级。3、分析图3可知,表示能量流经图二所示生态系统第二营养级的变化示意图,甲表示第二营养级生物的同化量,乙表示用于生长发育和繁殖的能量,丙表示在细胞呼吸中以热能的形式散失,丁表示分解者分解释放的能量。
【详解】A、分析图3中能量关系可知,甲为同化量,丙为呼吸作用消耗的能量,甲=乙+丙,故乙表示第二营养级生物用于生长、发育、繁殖的能量,A正确;
B、若图2中营养级①所固定的太阳能总量为3125kJ,第二营养级的同化量=摄入量-粪便量=500-100=400kJ,则营养级①②之间的能量传递效率是400÷3125×100%=12.8%,B正确;
C、图1为某生态系统的碳循环示意图,其中C是大气中二氧化碳库,A是生产者,DEF依次代表各级消费者,B是分解者,食物链中只有生产者和消费者,能量最少的是图1中的F所处的最高一级营养级,C错误;
D、第三营养级粪便中的能量属于第二营养级的同化量,所以第二营养级流入分解者的能量包括第二营养级的遗体残骸和第三营养级的粪便中的能量,D正确。
故选C。
2.(24-25高二下·福建部分名校·期中)土壤中存在细菌、真菌和线虫等生物,细菌可通过动员捕食线虫的真菌产生菌丝陷阱包裹并杀死自己的捕食者——线虫。下列叙述合理的是( )
A.若要精确统计线虫的种类和数量,可选择目测估计法
B.土壤中的全部细菌、真菌和线虫不能构成生态系统
C.从生态系统的组成成分分析,真菌属于初级消费者
D.线虫和细菌的种间关系是捕食,线虫属于第一营养级
【答案】B
【分析】种间关系是指不同物种之间相互作用形成的关系,对群落结构和生态系统功能有重要影响,主要包括互利共生、竞争、捕食、寄生、原始合作等。
【详解】A、目测估计法适用于个体较大、活动范围广的动物,而线虫个体微小,需用取样器取样法结合记名计算法统计,A错误;
B、生态系统包含生物群落和非生物环境,仅部分生物无法构成生态系统,B正确;
C、真菌通过分解有机物获取营养,属于分解者,而非初级消费者,C错误;
D、线虫捕食细菌,二者为捕食关系,但第一营养级是生产者(如自养型细菌),线虫作为消费者属于更高营养级,D错误。
故选B。
3.(24-25高二下·福建漳州龙文区第一中学·期中)鲸鱼在海洋生态系统中发挥着重要作用。鲸鱼也是重要的工业原料来源,如鲸脂可以提炼高级润滑油。由于环境恶化和人类的大量捕杀,近三分之一的鲸物种被评估为受威胁物种,对整个生态系统造成了连锁反应。下列说法正确的是( )
A.鲸鱼处于海洋食物链顶端,某些鲸鱼会潜入深层营养水域觅食,然后回到海面排便,所排的粪便会被微生物分解,由于鲸的存在加快了生态系统的能量和物质循环
B.海域存在浮游植物→磷虾→长须鲸的食物链,该食物链中长须鲸位于第三营养级,其同化量去向与磷虾完全相同
C.在繁殖期,雄性鲸鱼会通过跳跃展示自己的力量和优势来吸引雌性鲸鱼,该现象体现了生态系统的信息传递具有维持种群繁衍的作用
D.鲸鱼死亡后沉入深海会形成“鲸落”这一特殊的生态系统,在鲸落的演化过程中厌氧细菌会分解鲸骨中的有机物并产生硫化氢,硫化菌通过氧化硫化氢获取的化学能来合成有机物,从生态系统的组成成分分析,硫化菌属于消费者
【答案】C
【详解】A、分解者分解鲸鱼粪便促进物质循环,但能量流动是单向的,无法循环,A错误;
B、长须鲸作为最高营养级,其同化量无流向下一营养级的部分,而磷虾有,去向不同,B错误;
C、雄性鲸鱼的跳跃属于行为信息,信息传递可促进繁殖行为,维持种群繁衍,C正确;
D、硫化菌通过化能合成作用制造有机物,属于生产者而非消费者,D错误。
故选C。
4.(24-25高二下·福建漳州龙文区第一中学·期中)广义上的食物链包括捕食链、腐生链(腐生链是指有机物以遗体或腐屑形式被腐生生物分解而开始流动的食物链)和寄生链。直径小于5mm的塑料称作微塑料,能以小颗粒形式分散到环境中危害动植物和人体健康且易吸附其他污染物。某研究小组调查了福建某生态系统中微塑料流动的情况,以下说法错误的是( )
A.图中的家禽与人的关系为捕食和种间竞争
B.图中微塑料迁移到人体共经过3条广义的食物链
C.物种组成是决定一个群落最重要的特征
D.微塑料会沿着捕食链危害更多生物
【答案】B
【详解】A、家禽被人捕食,且二者均以植物为食,关系为捕食和种间竞争,A正确;
B、微塑料迁移到人体的广义食物链:植物→人;植物→无脊椎动物→家禽→人;植物→家禽→人;土壤微塑料→蚯蚓→家禽→人等,超过3条,,B错误;
C、物种组成是决定群落性质的最重要因素,C正确;
D、微塑料沿捕食链富集,危害更多生物,D正确。
故选B。
5.(24-25高二下·福建泉州鲤城区福建泉州第七中学·期中)科研人员为研究江苏近海食物网的季节性变化,采用测量生物不同组织中同位素14C、15N的含量,每个营养级同位素C、N含量是相对稳定且有富集现象,根据测定结果推算得到部分生物的平均营养级,结果如下图。叙述正确的是( )
A.海洋中的C、N不会出现在陆地生态系统中
B.由图中可以知密鳞牡蛎一定是初级消费者
C.春季三梭蟹的营养级高于夏季,说明每个个体拥有的能量比夏季少
D.秋季小黄鱼的营养级为3.5,不能说明它只占据的第3、第4营养级
【答案】D
【分析】在生态系统中的碳循环中,碳元素是以二氧化碳的形式在无机环境和生物群落之间往复循环的。在生物群落内部则是以含碳有机物的形式传递的。食物网是由生产者和消费者组成的,在一定的自然区域内,所有的种群组成一个群落。
【详解】A、生态系统的物质循环具有全球性,故海洋中的C、N会出现在陆地生态系统中,A错误;
B、图中看出夏秋两季密鳞牡蛎平均营养级高于2,说明有部分处于更高营养级而不是初级消费者,B错误;
C、春季三梭蟹的营养级高于夏季,但其食物来源有差异,其拥有的能量不一定少于夏季,C错误;
D、据图可知,秋季小黄鱼的营养级为3.5,但是仅凭该信息不能说明它只占据的第3、第4营养级,D正确。
故选D。
6.(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期中)科研人员为研究江苏近海食物网的季节性变化,采用测量生物不同组织中稳定性同位素13C、15N的含量,按公式计算获得了部分生物的平均营养级,结果如下图。叙述错误的是( )
A.水生生物的分层与阳光、溶氧量等因素密切相关
B.春季三梭蟹的营养级高于夏季,说明其拥有的能量比夏季少
C.图中所有生物不能组成生物群落,也不能组成完整食物网
D.不同季节小黄鱼的营养级差异较大,可能与其食物来源改变有关
【答案】B
【分析】在生态系统中的碳循环中,碳元素是以二氧化碳的形式在无机环境和生物群落之间往复循环的。在生物群落内部则是以含碳有机物的形式传递的。食物网是由生产者和消费者组成的,在一定的自然区域内,所有的种群组成一个群落。
【详解】A、在垂直方向上,水生群落具有明显的分层现象,与光照、水体温度、盐度及溶氧量等密切相关,A正确;
B、春季三梭蟹的营养级高于夏季,但其食物来源可能有差异,其拥有的能量不一定少于夏季,B错误;
C、生物群落是指一定区域的所有生物的集合,而食物链和食物网是由生产者和消费者组成的,图中生物缺乏生产者和分解者,因此,既不能组成完整生物群落,也不能构成食物网,C正确;
D、由于某种生物在不同季节生态系统中食物的种类和数量会因气候、光照等的变化而改变,因而小黄鱼食物来源可能会发生改变,导致统计结果中不同季节营养级发生较大差异,D正确。
故选B。
7.(24-25高二下·福建泉州鲤城区福建泉州第七中学·期中)下图为基于A种群取食偏好绘制的生态系统食物网,D为某种植物。图中虚线和实线箭头均表示捕食关系,实线箭头的粗细与能量多少呈正相关。下列叙述错误的是( )
A.图中食物网包含了3条食物链
B.A与B之间存在种间竞争和捕食关系
C.图中D、C、B指向A的箭头逐渐加粗,不符合能量逐级递减
D.图中D、C、B指向A的箭头逐渐加粗,说明A更偏好取食B
【答案】C
【分析】能量流动的特点是:单向流动,逐级递减。能量流动的途径是食物链和食物网。一个营养级中的能量只有10%~20%的能量,被下一个营养级所利用。
【详解】A、图中食物网中共包含了3条食物链,分别是:D→A,D→C→A,D→C→B→A,A正确;
B、据图可知,A和B均以C为食,说明二者之间存在种间竞争关系,同时A可捕食B,两种存在捕食关系,B正确;
C、实线箭头的粗细与能量多少呈正相关,图中D、C、B指向A的箭头逐渐加粗,但仍符合能量逐级递减的特点,C错误;
D、图示表示基于A种群取食偏好绘制的生态系统食物网,实线箭头的粗细与能量多少呈正相关,图中D、C、B指向A的箭头逐渐加粗,说明A更偏好取食B,其次是C、D,D正确。
故选C。
二、非选择题
8.(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期中)受自然条件和人类活动影响,白洋淀发生了富营养化和重金属污染等生态问题,对白洋淀进行生态修复,不仅要清除底泥,还要对底泥中重金属进行净化。为此研究人员开展了研究,请回答下列有关问题。
(1)图1是生态系统的部分食物链,它反映了系统中生物成分之间的_________结构,其中鲤鱼占据第_________营养级。
(2)镉(Cd)是白洋淀中最具毒性的污染物之一,镉可通过________逐级积累,最终危害人体健康。沉水植物的根和茎、叶对Cd有较强的富集能力,因此科研人员尝试利用它们对Cd进行净化。选择黑藻、狐尾藻、殖草等三种沉水植物种植在底泥中进行培养,并进行以下测定实验:一是通过三种植物随时间的生长情况测定它们对Cd的耐受性(结果见下图),二是测定三种沉水植物对底泥Cd的富集和迁移能力(结果见下表),并从中选出最适合修复白洋淀Cd污染水体的沉水植物。
三种沉水植物Cd的富集系数和迁移系数
沉水植物
富集系数
迁移系数
地上部
根部
黑藻
0.33±0.02
0.41±0.01
0.79±0.11
狐尾藻
0.05±0.01
0.14±0.02
0.34±0.01
殖草
0.21±0.04
1.01±0.12
0.21±0.01
注:富集系数是指沉水植物对底泥中Cd的富集能力;迁移系数是指沉水植物对Cd由底泥向地上部的迁移能力(富集系数和迁移系数越高,淤泥中Cd的残留量越少)
①三种植物中对Cd的耐受能力最强的是________,由表中富集系数的数据可以得出的结论是_______。(写出2点)
②科研人员最终认为黑藻是最适合修复白洋淀Cd污染水体的沉水植物,他们做出这样判断的依据是_______。
(3)在生态修复过程中,选择污染物净化能力较强的水生植物,通过合理的人工设计,使物种之间形成互利共存的关系。以上方法主要遵循了生态工程的________原理。
【答案】(1) 营养 二、三
(2) 食物链(和食物网) 狐尾藻 不同沉水植物对Cd的富集能力不同;同种植物的不同部位对Cd的富集能力也不相同,(根部高于地上部分) 黑藻对底泥中Cd富集和迁移能力均较强,且耐受能力较高
(3)自生
【分析】1、在生态系统中,有害物质可以通过食物链在生物体内不断积累,其浓度随着营养级别的升高而逐步增加,这种现象叫生物富集。
2、生态系统的稳定性表现在两个方面:一方面是生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状(不受损害)的能力,叫作抵抗力稳定性;另一方面是生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力,叫作恢复力稳定性。
【详解】(1)食物链和食物网反映的是生态系统中生物成分之间的营养结构。在图 1 所示的食物链中,鲤鱼存在不同的取食情况。当鲤鱼取食浮游植物时,鲤鱼处于第二营养级;当鲤鱼取食浮游动物等初级消费者时,鲤鱼处于第三营养级。所以鲤鱼占据第二、三营养级。
(2)Cd是重金属,重金属通过食物链和食物网富集,营养级别越高,含量越大。
①比较三种沉水植物在底泥中的生长情况可知,在植株整个生长过程中,生长率表现为狐尾藻>黑藻> 菹草,说明狐尾藻对Cd的耐受能力最强;分析表中富集系数的数据可以看出,不同沉水植物对 Cd的富集能力不同;同种植物的不同部位对 Cd的富集能力也不相同,根部高于地上部分。
②分析上述实验数据可知,黑藻对底泥中Cd富集和迁移能力均较强,且耐受能力较高,因此相比其他两种植物,最适合作为修复白洋淀Cd污染水体的沉水植物。
(3)在生态工程中,自生原理强调通过有效选择生物组分并合理布设,使得生态系统不同生物之间形成互利共存的关系,实现系统的自我更新和维持。题目中选择污染物净化能力较强的水生植物,通过合理人工设计使物种间形成互利共存关系,这主要遵循的就是生态工程的自生原理。
地 城
考点05
生态系统的稳定性
一、单选题
1.(24-25高二下·福建漳州龙文区第一中学·期中)生态系统稳定性受许多因素影响,图一中,两条虚线之间的部分表示生态系统稳定性的正常范围:y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小;x表示恢复到原状态所需的时间。图二表示气候变化对甲、乙生态系统中种群类型数量的影响。据图分析,下列选项错误的是( )
A.如图一,y越大,说明抵抗力稳定性越弱
B.如图一,对于同一生态系统来说,x和y的关系为正相关
C.如图二,甲生态系统的营养结构比乙生态系统简单
D.如图二,乙生态系统在S点后经历了次生演替
【答案】C
【详解】A、y 越大,生态系统偏离正常范围越远,抵抗力稳定性越弱,A正确;
B、同一生态系统,y 越大(干扰大 ),恢复时间 x 越长,x 和 y 正相关,B正确;
C、图二中气候对甲生态系统种群类型影响比乙小,故甲的营养结构更复杂(不是更简单 ),C错误;
D、乙生态系统 S 点后有生物基础,经历次生演替,D正确。
故选C。
2.(24-25高二下·福建龙岩一级校联盟·期中)松毛虫主要啃食松类、柏类、杉类等树种的茎叶,可通过在树干涂抹除虫菊酯类药物或设置人工巢箱招引益鸟等方法进行防治。下图为能量流经松毛虫的示意图,a~f代表能量。下列叙述错误的是( )
A.松毛虫流入分解者的总能量是d+f
B.a代表松毛虫用于自身生长、发育和繁殖的能量
C.涂抹除虫菊酯类药物属于化学防治
D.招引益鸟等生物防治方法通常有利于提高生态系统的稳定性
【答案】B
【分析】题图分析,图中a表示松毛虫的同化量,b表示用于松毛虫自身生长、发育和繁殖的能量;c表示松毛虫的粪便量;d表示松毛虫流向分解者的能量,e表示杜鹃的同化量,f表示杜鹃的粪便量,其中的能量属于松毛虫的同化量。
【详解】A、松毛虫流入分解者的能量包括松毛虫的遗体残骸流给分解者的能量和杜鹃粪便流给分解者的能量,即图中松毛虫流向分解者的能量为d+f,A正确;
B、摄入量=粪便量+同化量,同化量=呼吸散失的能量+用于自身生长发育和繁殖的能量,因此a代表松毛虫的同化量,b表示松毛虫用于自身生长、发育和繁殖的能量,B错误;
C、涂抹除虫菊酯类药物是利用化学物质杀死害虫的方法,属于化学防治,C正确;
D、招引益鸟等生物防治方法通常有利于提高生态系统的稳定性,因为招引益鸟增加了物种丰富度,进而提高生态系统的自我调节能力,D正确。
故选B。
3.(24-25高二下·福建龙岩一级校联盟·期中)轮叶黑藻和密刺苦草是常用于浅水区富营养化治理的沉水植物。探究外来物种福寿螺对上述两种植物的牧食偏好和附着偏好,科研团队做了相关实验,结果如图所示。下列分析错误的是( )
A.引入福寿螺后两种植物种间竞争减弱,密刺苦草占优势
B.福寿螺通过降低沉水植物的生物量,影响了生态系统的稳定性
C.福寿螺对密刺苦草的牧食偏好较高,而对轮叶黑藻的附着偏好较高
D.推测福寿螺的入侵降低了上述两种植物去除氮磷的效果
【答案】C
【分析】种间竞争是指两种生物生活在一起,因为争夺资源、空间等而发生斗争的现象,因为空间、食物有限,两种生物呈现出“你死我活”的变化,导致“强者更强弱者更弱”,甚至弱者最终被淘汰。
【详解】A、根据左图可知,引入福寿螺后两种植物生物量减少,种间竞争减弱,图中密刺苦草生物量没有明显降低,推测引入福寿螺后,两种植物竞争中密刺苦草占优势,A正确;
B、福寿螺对沉水植物进行牧食,会降低沉水植物的生物量,沉水植物是生态系统的重要组成部分,其生物量降低会影响生态系统的稳定性,B正确;
C、从图中可以看出,福寿螺对轮叶黑藻和密刺苦草在牧食偏好和附着偏好上存在差异,根据左图可知,福寿螺对轮叶黑藻的牧食偏好较高,而根据右图可知,对密刺苦草的附着偏好较高,C错误;
D、轮叶黑藻和密刺苦草常用于浅水区富营养化治理,福寿螺对它们进行牧食等影响其生长,所以推测福寿螺的入侵降低了这两种植物去除氮磷的效果,D正确。
故选C。
二、非选择题
4.(24-25高二下·福建三明六校·期中)图1为某生态系统的物质循环示意图,其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成成分,A、B、C、D是丙中相互关联密切的四种生物。图2为能量流经生态系统第二营养级的变化示意图,能量的单位为kJ。结合图示回答下列问题:
(1)据图1分析:乙代表的成分是_______;写出最长的一条食物链____________。
(2)据图2分析可知,流经此自然生态系统的总能量最多为_______KJ,a代表_______。
(3)吃草籽鸟取食草本植物草籽,既从植物中获取物质和能量,也有利于植物___________。研究该吃草籽鸟的生态位,除调查食物外,还需调查____________(答出2点)。
(4)图1中若D大量迁出,短期内B的种群数量变化趋势是______,可能使生态系统的_______下降,使其容易受外界干扰。研究发现,D能够通过释放化学物质抑制B的繁殖行为。由此可见,生态系统的信息能够______________________。
(5)近年来,一些鸟类会前往周边稻田,取食稻田中收割后散落的稻谷,羽毛艳丽的水鸟引来一些游客观赏。从保护鸟类的角度来看,游客在观赏鸟类时应注意的事项是______(答出1点即可)。
【答案】(1) 生产者 乙→A→B→D
(2) 4000 第二营养级的同化量
(3) 种子的传播 栖息地(活动区域)、天敌或与其他物种的关系
(4) 增加 抵抗力稳定性 调节种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定
(5)不要近距离接触鸟类、不能伤害鸟类、不能乱投喂、不能破坏鸟类栖息地、保护鸟类生存空间(答出1点即可)
【分析】1、生态系统的结构由组成成分及营养结构两部分组成,生态系统的组成成分是指生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量,食物链和食物网是生态系统的营养结构。
2、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,称为这个物种的生态位。因此,研究某种动物的生态位,通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。研究某种植物的生态位,通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征,以及它与其他物种的关系等。
3、同化量为每一营养级通过摄食并转化成自身有机物的能量,摄入量是消费者摄入的能量,同化量=摄入量-粪便量。
【详解】(1)图1是生态系统的碳循环示意图,其中甲乙之间为双箭头,因此甲是大气中的二氧化碳,乙是生产者,丙是消费者,丁是分解者,由于分解者不参与组成食物链,所以图中最长的食物链为:乙→A→B→D。
(2)一般来说, 在输入到某一个营养级的能量中,只有10%~ 20%的能量能够流到下一个营养级,且图2中,a表示第二营养级的同化量为500-100=400kJ,因此流经此自然生态系统的总能量最多为:400÷10%=4000kJ,
(3)吃草籽鸟取食草本植物草籽,既从植物中获取物质和能量,也有利于植物种子的传播。研究某种动物的生态位,通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等,所以要研究该吃草籽鸟的生态位,除调查食物外,还需调查其栖息地(活动区域)、天敌或与其他物种的关系。
(4)D捕食B,且D与B同时捕食A,因此图1中若D大量迁出,短期内B的种群数量变化趋势是增加。抵抗力稳定性的大小取决于该生态系统的生物物种的多少和营养结构的复杂程度。生物种类越多,营养结构越复杂,生态系统的抵抗力稳定性就越高,所以若D大量迁出,可能使该生态系统的抵抗力稳定性下降。研究发现,D能够通过释放化学物质抑制B的繁殖行为。由此可见,生态系统的信息能够调节种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定。
(5)游客在观赏鸟类时应注意的事项是:不要近距离接触鸟类、不能伤害鸟类、不能乱投喂、不能破坏鸟类栖息地、保护鸟类生存空间。
5.(24-25高二下·福建漳州第三中学·期中)漳州南靖虎伯寮国家级自然保护区是福建东南部唯一保存完整的具雨林特征的原始森林群落,是一座天然的绿色基因库,也是各种生物繁衍栖息的理想场所。
(1)保护区生物资源丰富,这不但为当地的水土保持发挥了独特功能,清新的空气和湿润多雨的气候每年还吸引众多游客前来观光游玩,这体现了生物多样性的________价值。不同季节保护区内的动植物群落存在差异,其主要原因是_______。
(2)调查保护区内的动植物,发现不同生物占据着相对稳定且不同的生态位,这是群落中物种之间,以及生物与环境间_______的结果,其积极意义是__________。
(3)保护区内气候湿润、植被茂盛,但在茂密的原始森林内很少有一年生草本植物生长,其原因是_________(写出一点)。经过多年观察统计发现,保护区原始森林内从未爆发过病虫害,但当地农田却容易爆发病虫害,从生态系统稳定性角度分析,其原因是_______。
【答案】(1) 直接价值和间接 由于当地的阳光、温度和水分等随季节在发生变化
(2) 协同进化 有利于不同生物充分利用环境资源
(3) 一年生草本植物在争夺阳光等资源的竞争中被淘汰 与原始森林相比,当地农田生态系统中的组分少,食物网简单,自我调节能力弱,抵抗力稳定性低,更容易爆发病虫害。
【分析】生物多样性的价值:(1)直接价值: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。(2)间接价值:对生态系统起重要调节作用的价值(生态功能)。(3)潜在价值:目前人类不清楚的价值。
【详解】(1)生物多样性的价值包括直接价值、间接价值和潜在价值。为当地水土保持发挥功能体现了间接价值(生态功能),吸引游客观光游玩体现了直接价值(旅游观赏价值),所以这体现了生物多样性的直接和间接价值。不同季节保护区内的动植物群落存在差异,主要原因是不同季节的光照、温度以及水分等环境因素不同,影响了动植物的分布和活动 。因为光照、温度以及水分等环境因素会影响植物的光合作用、开花结果等生理过程,进而影响以植物为食的动物以及其他相关生物的分布和活动。
(2)协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。不同生物占据着相对稳定且不同的生态位,这是群落中物种之间,以及生物与环境间协同进化的结果,其积极意义是有利于不同生物充分利用环境资源。
(3)茂密的原始森林内很少有一年生草本植物生长,其原因是一年生草本植物在争夺阳光和空间等资源的竞争中被淘汰,保护区原始森林内从未爆发过病虫害,但当地农田却容易爆发病虫害,从生态系统结构角度分析,其原因是与原始森林相比,当地农田物种单一,营养结构简单,自我调节能力弱,抵抗力稳定性低,更容易爆发病虫害。
6.(24-25高二下·福建莆田第一中学·期中)科研人员对某湿地生态系统的植物群落及其物种多样性进行调查,发现植物种群类型与湖心距离的关系如图所示。
湖中的鲻鱼以植物为食,进行人工养殖时每年还需投放蕴含35000kJ能量的青饲料。湖中能量流动情况如下表(单位:×10³kJ/年)。
植物
植食性动物
以植食性动物为食的动物
同化量
465
X
Y
呼吸消耗量
96
22.8
3.8
未被利用
290
33.5
2.6
分解者分解
14
2.2
微量
(1)从群落的空间结构来看,图中主要体现了该湿地群落的_____结构。湿地生态系统能通过物理沉降、生物吸收和分解等清除污水中的毒素,维持其正常的功能,这体现了湿地生态系统具有_____稳定性。
(2)由表中数据可知,第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率是_____。此时,流经该生态系统的总能量是指_____。
(3)该湿地生态系统经过多年科学有序的综合治理后,河面水鸟嬉戏交颈,使人联想起“关关雎鸠,在河之洲。窈窕淑女,君子好逑”的诗句。诗中“关关”属于生态系统中的_____信息,该信息在生态系统中的作用是_____。
【答案】(1) 水平 抵抗力
(2) 14%(接近这个值的都行) 生产者固定的太阳能和青饲料中的化学能总和
(3) 物理 有利于生物种群的繁衍
【分析】生态系统中能量流动是单向的。在生态系统中,能量流动只能从第一营养级流向第二营养级,再依次流向后面的各个营养级,不可逆转,也不能循环流动。能量在流动过程中逐级递减。输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入下一个营养级,能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。
【详解】(1)水平结构是指生物群落在水平方向上,在不同地段有不同的分布。几种水生植物分布在不同的区域,因此体现的是湿地群落的水平结构。抵抗力稳定性的大小取决于该生态系统生物物种的多少和营养结构的复杂程度,生物种类较多,营养结构复杂,生态系统的抵抗力稳定性就越高,该湿地生态系统能通过物理沉降、生物吸收和分解等清除污水中的毒素,维持其正常的功能,这体现了湿地生态系统具有抵抗力稳定性。
(2)生态系统中第二营养级又叫初级消费者,植食性动物(第二营养级)同化量(X)=植物的同化量﹣植物的呼吸消耗量﹣未被利用的能量﹣分解者分解的能量=(465-96-290-14)×103k J =65×103kJ,则第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率是=(6.5×103kJ)/(465×103)×100%=14%。该生态系统属于人工养殖,总能量既包括生产者光合作用固定的总能量,也包括青饲料提供的能量,即流经生态系统的总能量为生产者固定的能量以及青饲料中化学能的总和。
(3) “关关”是水鸟的叫声,因此诗中“关关”属于生态系统中的物理信息,是鸟类发出的吸引异性的声音,该信息在生态系统中的作用是有利于生物种群的繁衍。
7.(24-25高二下·福建龙岩一级校联盟·期中)塞罕坝位于河北省北部,历史上曾是一片绿洲。然而,大规模砍伐和过度放牧导致森林消失、草原退化、土壤沙化,最终沦为荒芜之地。1962年,国家在塞罕坝建立机械化林场,开启了生态修复工程。经过几代人的努力,塞罕坝建成了全国最大的人工林场,不仅成为了京津冀地区重要的绿色生态屏障,还为区域气候调节、水源涵养和生物多样性保护作出了巨大贡献。
(1)塞罕坝森林生态系统由该区域全部生物和______共同组成,具有涵养水源和调整气候等生态功能,体现了生物多样性的______价值。
(2)对森林进行适度的采伐并不会造成生态系统结构和功能的破坏,这是由于生态系统具有一定的______稳定性。然而,大肆砍伐则会导致生态环境恶化,原因是生态系统的______具有一定限度。
(3)塞罕坝地区平均海拔高度1500米以上,年均气温-1.4℃。若你是林场建设者,人工造林时在树种选择方面应注意什么(请答出两点)______。
(4)重建人工林生态系统后,大量的林木为野生动物的生存提供了______和______,野生动物的种类和数量随之增多。
(5)森林天然更新是森林可持续经营的重要组成部分,华北落叶松天然更新一直是塞罕坝机械林场急需解决的问题,研究人员对不同林分密度(林分密度是指调查区域内单位面积成年华北落叶松的株数)的华北落叶松幼苗年龄和株数进行调查后,得到如下结果:
调查结果表明,林分密度为______株/hm²的区域华北落叶松天然更新前景最理想,依据是______。
【答案】(1) 无机环境 间接
(2) 抵抗力 自我调节能力
(3) 选择当地原有物种;选择耐寒性强的物种
(4) 栖息空间 食物条件
(5) 450 相比于其他林分密度,在该林分密度下,不同树龄的幼苗株数相对较多,天然更新前景最理想
【分析】生态系统中的组成成分越多,营养结构就越复杂,生态系统的自我调节能力就越强,其抵抗力稳定性就越强,相反的其恢复力稳定性就越弱。
【详解】(1)塞罕坝森林生态系统由该区域全部生物和其生活的无机环境共同组成,涵养水源和调整气候属于生态功能,体现了生物多样性的间接价值。
(2)由于生态系统具有一定的抵抗力稳定性,因此对森林进行适度的采伐并不会造成生态系统结构和功能的破坏。生态系统的自我调节能力具有一定限度,因此大肆砍伐则会导致生态环境恶化。
(3)塞罕坝地区平均海拔高度1500米以上,年均气温-1.4℃。林场建设者在人工造林时应种植适应本地环境的植物,即选择当地原有物种;选择耐寒性强的物种。
(4)重建人工林生态系统后,群落中植物为动物提供多种多样的栖息空间和食物条件,即大量的林木为野生动物的生存创造了条件,重建人工林生态系统后,野生动物也随之增多。
(5)调查结果显示,不同林分密度下的幼苗年龄和株数存在显著差异,主要表现为林分密度450>750>1050株/hm2,造成这种差异的主要原因是林分密度较小时,林下光照更充分,充足的光照可促进幼苗生长,因此图示结果表明,林分密度为450株/hm2时的区域华北落叶松天然更新前景最理想。
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