内容正文:
热点05 生态热点与稳态综合
“绿水青山就是金山银山”“要像保护眼睛一样保护生态环境”“良好生态环境是最普惠的民生福祉”“生态环境保护是功在当代、利在千秋的事业”“生态环境是关系党的使命宗旨的重大政治问题”“山水林田湖草是生命共同体”“用最严格制度最严密法治保护生态环境”“对造成生态环境损害负有责任的领导干部,必须严肃追责”“生态兴则文明兴,生态衰则文明衰”“共谋全球生态文明建设,深度参与全球环境治理”。这是习近平总书记近年来提出的关于环保的10大“金句”,可以看出生态环境保护的重要性和紧迫性。前些年,为了发展经济,我国的生态环境遭到很大破坏,保护生态环境刻不容缓。
我国科学家在环境修复领域深入研究,如海岸带生态修复、盐碱地生态修复。近年,让学生通过这些了解科学研究如何解决实际问题;组织学生到当地自然保护区、植物园或动物园进行实地考察,观察不同生物之间的相互作用以及人类活动对生态环境的影响;在实验室内进行水质监测、土壤分析等实验,有利于培养学生实践能力和科学探究精神。
命题点:“双碳”战略、生态恢复、生态农业、外来物种入侵的防治、生态工程原理等。
猜押1 碳达峰和碳中和
(2026·山东东营·一模) 碳汇是指环境中碳的储存,草地是重要的土壤碳汇。草地碳汇中土壤有机碳(SOC)可分为颗粒有机碳(POM,源于动植物残体碎片)和矿物结合有机碳(MAOM,与土壤矿物结合的根系分泌物及微生物残体)。青藏高原草地碳汇现状调查结果显示,随着植被覆盖率增加,微生物残体碳在土壤中显著增加,过度放牧区比轮牧区SOC明显下降。回答下列问题。
(1)碳在生物群落内部主要以___________形式传递。从碳循环周期的角度分析,___________(填“POM”或“MAOM”)可实现更长期的土壤固碳,原因是___________。
(2)结合材料,分析过度放牧导致SOC下降的原因是___________。
(3)过度放牧草场的修复可补播豆科植物,禾草和豆科植物根系深浅不同,存在明显的分层现象,这属于___________结构。该结构使二者在群落中占据不同的___________,这有利于___________。
(4)在青藏高原生态修复工程中,选择适宜的豆科植物与禾草混播,这体现了生态工程的___________原理。
【答案】(1) ①. 有机物 ②. MAOM ③. MAOM与土壤矿物结合,结构稳定不易被微生物分解;而POM为动植物残体碎片,易被分解
(2)过度放牧导致植被覆盖率下降,POM下降;植被覆盖率下降还导致根系分泌物及土壤微生物数量减少,MAOM减少,进而SOC下降
(3) ①. 垂直 ②. 生态位 ③. 不同生物(禾草和豆科植物)充分利用资源
(4)自生
【解析】
【小问1详解】
碳在生物群落与无机环境之间以CO₂形式循环,在生物群落内部通过食物链/食物网,主要以含碳有机物的形式传递。结合题干对两种有机碳的定义,MAOM与土壤矿物结合,结构稳定不易被微生物分解;而POM为动植物残体碎片,易被分解,因此MAOM能实现更长期的土壤固碳。
【小问2详解】
过度放牧使草地植被被大量啃食,植被覆盖率下降:一方面动植物残体碎片减少,土壤颗粒有机碳(POM)的输入量显著降低;另一方面植物根系分泌物减少,同时植被覆盖率下降导致微生物残体碳的输入大幅减少,矿物结合有机碳(MAOM)的来源不足;此外,过度放牧会破坏土壤结构,加速土壤有机碳的分解与流失,最终导致土壤有机碳(SOC)含量下降。
【小问3详解】
群落的垂直结构不仅包括地上植株的分层,地下根系的深浅分层也属于垂直结构;分层现象可让不同物种占据不同的生态位,减少种间竞争,不同生物更充分地利用环境资源。
【小问4详解】
在青藏高原生态修复工程中,混播豆科与禾草植物,增加了物种多样性,利于形成互利共存、自我维持的稳定群落结构,体现了自生原理。
、
碳达峰是二氧化碳排放量由增转降的历史拐点,标志着碳排放与经济发展实现脱钩,达峰目标包括达峰年份和峰值。排出的二氧化碳或温室气体被植树造林、节能减排等形式抵消,这就是所谓的“碳中和”。试题中常结合生态系统的物质循环、能量流动等知识点考查。
1.碳达峰和碳中和
(1)碳达峰和碳中和的提出原因
各国二氧化碳排放→温室气体猛增→威胁生命系统→提出碳达峰和碳中和。
(2)碳达峰和碳中和的解释
①碳达峰:年度二氧化碳排放量达到历史最高值,之后会经历平台期,进入持续下降的过程,碳达峰是二氧化碳排放量由增转降的历史拐点。
②碳中和:企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量,然后通过植树造林、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“零排放”。
(3)碳中和的措施
①少排放:节能减排、低碳生活。
②不排放:开发利用新能源。
③负排放:植树造林、直接捕获碳等。
猜押2 生态恢复
(2026·山东济宁·一模). 20世纪70年代以来,我国生态工程的理论和实践都取得了长足进展。在进行生态工程建设时,应当根据当地的实际条件,因地制宜地进行。回答下列问题。
(1)受人类活动的影响,部分水域受到N、P污染出现水华现象,鱼、虾、贝类大量死亡,进一步引起藻类疯长,生态环境发生这种变化的过程是生态系统____(填“正”或“负”)反馈调节的结果。生态农场中设置一些鸟巢,招引更多的鸟类防治害虫,从能量流动的角度分析,这样做的目的是____。
(2)长江江豚是濒危物种,调查长江江豚的种群密度时,可用无人机搭载高清相机或热成像仪,在大面积区域进行航拍,然后通过图像识别技术进行识别和计数,该方法的优点是____。能从根本上维持江豚物种延续的保护措施是建立____,并结合现代生物技术对其遗传资源进行长期保存。
(3)针对人为干扰造成的野生动物栖息地碎片化,可通过建设生态走廊以促进生物种群间的____,实现物种间互利共存和种群的再生更新,该措施主要是遵循生态工程的____原理。
(4)重金属元素一般以较稳定的形式存在于环境中,但采矿改变了其在环境中的分布,这些重金属元素沿着____逐渐在生物体内聚集,对人体健康造成危害。为减小重金属、有毒有机化合物以及一些放射性物质对人类的危害,需要世界各国共同参与,主要原因是____。
【答案】(1) ①. 正 ②. 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
(2) ①. 非损伤性,低干扰,调查范围广 ②. 自然保护区
(3) ①. 基因交流 ②. 自生
(4) ①. 食物链 ②. 生物富集具有全球性
【解析】
【分析】生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,称为生态系统的能量流动。摄入量=粪便量+同化量,非最高营养级的同化量的去向包括:呼吸作用以热能形式散失的能量、流入下一营养级。流向分解者和未被利用的能量。 研究生态系统的能量流动,可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。 研究生态系统的能量流动,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。 研究生态系统的能量流动,还可以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。 生态农业:秸秆做肥料喂牲畜,可获得肉、蛋、奶等;将牲畜的粪便作为沼气池发酵的原料,可以生产沼气提供能源;沼气池中的沼渣还可以作为肥料还田,这样就实现了对能量的多级利用,从而大大提高了能量的利用率。
【小问1详解】
水华发生后,鱼、虾、贝类死亡,其残体分解又会释放更多N、P,进一步促进藻类疯长,使生态偏离稳态,属于正反馈调节。从能量流动角度,招引鸟类防治害虫,目的是调整能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分(减少害虫消耗的能量,让更多能量留存到农作物等人类可利用的部分)。
【小问2详解】
长江江豚是濒危物种,调查长江江豚的种群密度时,可用无人机搭载高清相机或热成像仪,在大面积区域进行航拍,然后通过图像识别技术进行识别和计数,该方法的优点是非损伤性,低干扰,调查范围广。能从根本上维持江豚物种延续的保护措施是建立自然保护区,进行就地保护。
【小问3详解】
建设生态走廊可促进物种种群间的基因交流(打破栖息地碎片化造成的地理隔离,避免近亲繁殖衰退)。实现物种间互利共存和种群的再生更新,该措施主要是遵循生态工程的自生原理。由生物组分产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新进而维持就是系统的自生。
【小问4详解】
重金属元素会沿着食物链(网)发生生物富集,在生物体内逐级聚集。 这些有害物质可通过大气、水、生物迁徙等在全球范围内扩散,生物富集具有全球性。
、
生态恢复是对生态系统停止人为干扰,以减轻负荷压力,依靠生态系统的自我调节能力使其向自然状态进行演替,或者利用生态系统的自我恢复能力,辅以人工措施,使遭到破坏的生态系统逐步恢复。
1.生态恢复的核心逻辑
人为破坏→生态系统失衡(物种减少、功能退化)→停止干扰+人工辅助→恢复生态系统结构与功能→维持稳态。
2.常见生态恢复类型及措施
(1)水体生态恢复(如黑臭河道、水华治理):采用“纳米曝气—生物膜—水生植物”一体化系统,通过水体增氧、微生物降解、植物吸收,削减水体污染负荷;种植水生植物(如芦苇、荷花),构建水生群落,提高水体自净能力。
(2)陆地生态恢复(如草场退化、栖息地碎片化):补播适宜植物,增加物种多样性;建设生态走廊,打破地理隔离;建立自然保护区,实施就地保护。
(3)土壤生态恢复(如重金属污染土壤):种植耐重金属植物(如蜈蚣草),吸收土壤中的重金属;利用微生物降解土壤中的有毒物质,修复土壤结构。
3.生态恢复的关键考点关联
①反馈调节:区分正反馈(加剧失衡)和负反馈(维持稳态),结合水华、病虫害爆发等情景考查。
②生态工程原理:自生(构建稳定群落)、协调(因地制宜)、整体(兼顾生态与人类需求)。
③生物多样性保护:就地保护(自然保护区)和易地保护的区别,基因交流对种群延续的意义。
④生物富集:重金属、有毒物质沿食物链积累,结合全球性环境问题考查。
猜押3 生态农业
(2026·山东烟台·一模) 科学家在黄河流域盐碱地开展“上粮下藕、藕鱼套养、鸭鹅混养”立体种养模式:在盐碱地开挖鱼塘,挖出的泥土在塘边堆成台田种植农作物,鱼塘中养殖咸水鱼并种藕,田间杂草可以喂鱼和家禽,动物的排泄物能为莲藕和农作物提供肥料。
(1)科学家设计的黄河流域盐碱地立体种养模式,不但减少了“废物”的产生,改善生态环境,同时解决了居民的粮食、收入等问题,该立体种养模式运用了生态工程的______原理,同时体现了生物多样性的______价值。
(2)该立体种养模式中的“上粮下藕”体现了群落的______结构,这种结构分布往往取决于______(答2点)等因素。
(3)碳汇渔业是指利用水域中动植物吸收并储存水体中的CO2,通过对水生生物产品的收获,将碳转移出水体的渔业活动。实施碳汇渔业可缓解水体酸化和____等生态环境问题。下列生产活动不属于碳汇渔业的是____(填序号)。
①增加饵料投放,扩大立体养殖规模②建设黄河大坝人工鱼塘,开发多鱼类养殖③投放人工礁,为鱼类提供栖息场所④推广贝类养殖,构建多层次立体种养模式
【答案】(1) ①. 循环、整体 ②. 间接和直接
(2) ①. 水平 ②. 生物自身生长特点、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、地形的变化、人与动物的影响
(3) ①. 全球性气候变暖 ②. ①②
【解析】
【分析】生态农业:是按照生态学原理和经济学原理,运用现代科学技术成果和现代管理手段,以及传统农业的有效经验建立起来的,能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。
【小问1详解】
科学家设计的黄河流域盐碱地立体种养模式,不但减少了“废物”的产生,改善生态环境,同时解决了居民的粮食、收入等问题,该立体种养模式运用了生态工程的循环、整体原理,同时体现了生物多样性的间接和直接价值。改善生态环境属于间接价值,解决了居民的粮食、收入等问题属于直接价值。
【小问2详解】
“上粮下藕”是指鱼塘种藕,在鱼塘旁边的台田种植作物,这体现了群落的水平结构,这种结构分布往往取决于生物自身生长特点、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、地形的变化、人与动物的影响。
【小问3详解】
碳汇渔业是指利用水域中动植物吸收并储存水体中的CO2,从而减少二氧化碳排放到大气中,实施碳汇渔业可缓解水体酸化和全球性气候变暖等生态环境问题。①增加饵料投放,通过呼吸作用产生更多的二氧化碳,而非利用水域中动植物吸收并储存水体中的CO2,①不属于碳汇渔业; ②建设黄河大坝人工鱼塘,开发多鱼类养殖,需要投放饵料,不属于碳汇渔业;③投放人工礁,为鱼类提供栖息场所:人工礁可以促进附着生物生长,增加水体中生物的固碳能力,属于碳汇渔业。 ④推广贝类养殖,构建多层次种养模式:贝类通过滤食和生长吸收水体中的CO₂,属于碳汇渔业。故选①②。
、
生态农业主要通过提高太阳能的固定率、生物能的利用率、废弃物的再循环利用等手段,促进物质在系统内部的循环利用,以尽可能少的投入求得尽可能多的产出,并获得生产发展、能源再利用、生态环境保护、经济效益等相统一的综合性效果,使农业生产处于良性循环中。
1.生态农业的核心原理
(1)物质循环再生:实现废弃物的再利用,如秸秆还田、粪便发酵制沼气、沼渣还田等,减少物质浪费和环境污染。
(2)能量多级利用:改变传统农业中能量单向流动的模式,让能量在食物链(网)中多次被利用,提高能量利用率(注意:能量传递效率无法提高,只能提高利用率)。
(3)生态工程原理的应用:结合自生、循环、协调、整体原理,构建稳定、高效的农业生态系统。
2.常见生态农业模式及特点
(1)稻、虾、鱼等生态高效种养模式
3.生态农业的高考考点关联
①生态系统成分:区分生产者、消费者、分解者,结合具体模式分析种间关系(捕食、竞争)。
②物质循环与能量流动:物质循环的全球性和循环性,能量的多级利用与单向流动、逐级递减的特点。
③生态工程原理:判断不同措施对应的原理(如废弃物利用→循环原理,物种搭配→自生原理)。
④生态农业的优势:对比传统农业,从生态、经济、社会效益三个角度分析。
4.生态农业构建中依据生态工程原理的判断
(1)如果强调有效选择生物组分并合理布设,则为自生原理。
(2)如果强调充分利用废弃物,则为循环原理。
(3)如果强调生物与环境、生物与生物的协调与适应,则为协调原理。
(4)如果强调各组分比例适当,构成有序的结构,考虑经济、社会因素,则为整体原理。
(2026·山东菏泽·一模)1. 20世纪70年代以来,我国生态工程的理论和实践都取得了长足进展。在进行生态工程建设时,应当根据当地的实际条件,因地制宜地进行。回答下列问题。
(1)受人类活动的影响,部分水域受到N、P污染出现水华现象,鱼、虾、贝类大量死亡,进一步引起藻类疯长,生态环境发生这种变化的过程是生态系统____(填“正”或“负”)反馈调节的结果。生态农场中设置一些鸟巢,招引更多的鸟类防治害虫,从能量流动的角度分析,这样做的目的是____。
(2)长江江豚是濒危物种,调查长江江豚的种群密度时,可用无人机搭载高清相机或热成像仪,在大面积区域进行航拍,然后通过图像识别技术进行识别和计数,该方法的优点是____。能从根本上维持江豚物种延续的保护措施是建立____,并结合现代生物技术对其遗传资源进行长期保存。
(3)针对人为干扰造成的野生动物栖息地碎片化,可通过建设生态走廊以促进生物种群间的____,实现物种间互利共存和种群的再生更新,该措施主要是遵循生态工程的____原理。
(4)重金属元素一般以较稳定的形式存在于环境中,但采矿改变了其在环境中的分布,这些重金属元素沿着____逐渐在生物体内聚集,对人体健康造成危害。为减小重金属、有毒有机化合物以及一些放射性物质对人类的危害,需要世界各国共同参与,主要原因是____。
【答案】(1) ①. 正 ②. 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
(2) ①. 非损伤性,低干扰,调查范围广 ②. 自然保护区
(3) ①. 基因交流 ②. 自生
(4) ①. 食物链 ②. 生物富集具有全球性
【解析】
【分析】生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,称为生态系统的能量流动。摄入量=粪便量+同化量,非最高营养级的同化量的去向包括:呼吸作用以热能形式散失的能量、流入下一营养级。流向分解者和未被利用的能量。 研究生态系统的能量流动,可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。 研究生态系统的能量流动,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。 研究生态系统的能量流动,还可以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。 生态农业:秸秆做肥料喂牲畜,可获得肉、蛋、奶等;将牲畜的粪便作为沼气池发酵的原料,可以生产沼气提供能源;沼气池中的沼渣还可以作为肥料还田,这样就实现了对能量的多级利用,从而大大提高了能量的利用率。
【小问1详解】
水华发生后,鱼、虾、贝类死亡,其残体分解又会释放更多N、P,进一步促进藻类疯长,使生态偏离稳态,属于正反馈调节。从能量流动角度,招引鸟类防治害虫,目的是调整能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分(减少害虫消耗的能量,让更多能量留存到农作物等人类可利用的部分)。
【小问2详解】
长江江豚是濒危物种,调查长江江豚的种群密度时,可用无人机搭载高清相机或热成像仪,在大面积区域进行航拍,然后通过图像识别技术进行识别和计数,该方法的优点是非损伤性,低干扰,调查范围广。能从根本上维持江豚物种延续的保护措施是建立自然保护区,进行就地保护。
【小问3详解】
建设生态走廊可促进物种种群间的基因交流(打破栖息地碎片化造成的地理隔离,避免近亲繁殖衰退)。实现物种间互利共存和种群的再生更新,该措施主要是遵循生态工程的自生原理。由生物组分产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新进而维持就是系统的自生。
【小问4详解】
重金属元素会沿着食物链(网)发生生物富集,在生物体内逐级聚集。 这些有害物质可通过大气、水、生物迁徙等在全球范围内扩散,生物富集具有全球性。
(2026·山东济南·一模)2. 科学家在黄河流域盐碱地开展“上粮下藕、藕鱼套养、鸭鹅混养”立体种养模式:在盐碱地开挖鱼塘,挖出的泥土在塘边堆成台田种植农作物,鱼塘中养殖咸水鱼并种藕,田间杂草可以喂鱼和家禽,动物的排泄物能为莲藕和农作物提供肥料。
(1)科学家设计的黄河流域盐碱地立体种养模式,不但减少了“废物”的产生,改善生态环境,同时解决了居民的粮食、收入等问题,该立体种养模式运用了生态工程的______原理,同时体现了生物多样性的______价值。
(2)该立体种养模式中的“上粮下藕”体现了群落的______结构,这种结构分布往往取决于______(答2点)等因素。
(3)碳汇渔业是指利用水域中动植物吸收并储存水体中的CO2,通过对水生生物产品的收获,将碳转移出水体的渔业活动。实施碳汇渔业可缓解水体酸化和____等生态环境问题。下列生产活动不属于碳汇渔业的是____(填序号)。
①增加饵料投放,扩大立体养殖规模②建设黄河大坝人工鱼塘,开发多鱼类养殖③投放人工礁,鱼类提供栖息场所④推广贝类养殖,构建多层次立体种养模式
【答案】(1) ①. 循环、整体 ②. 间接和直接
(2) ①. 水平 ②. 生物自身生长特点、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、地形的变化、人与动物的影响
(3) ①. 全球性气候变暖 ②. ①②
【解析】
【分析】生态农业:是按照生态学原理和经济学原理,运用现代科学技术成果和现代管理手段,以及传统农业的有效经验建立起来的,能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。
【小问1详解】
科学家设计的黄河流域盐碱地立体种养模式,不但减少了“废物”的产生,改善生态环境,同时解决了居民的粮食、收入等问题,该立体种养模式运用了生态工程的循环、整体原理,同时体现了生物多样性的间接和直接价值。改善生态环境属于间接价值,解决了居民的粮食、收入等问题属于直接价值。
【小问2详解】
“上粮下藕”是指鱼塘种藕,在鱼塘旁边的台田种植作物,这体现了群落的水平结构,这种结构分布往往取决于生物自身生长特点、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、地形的变化、人与动物的影响。
【小问3详解】
碳汇渔业是指利用水域中动植物吸收并储存水体中的CO2,从而减少二氧化碳排放到大气中,实施碳汇渔业可缓解水体酸化和全球性气候变暖等生态环境问题。①增加饵料投放,通过呼吸作用产生更多的二氧化碳,而非利用水域中动植物吸收并储存水体中的CO2,①不属于碳汇渔业; ②建设黄河大坝人工鱼塘,开发多鱼类养殖,需要投放饵料,不属于碳汇渔业;③投放人工礁,为鱼类提供栖息场所:人工礁可以促进附着生物生长,增加水体中生物的固碳能力,属于碳汇渔业。 ④推广贝类养殖,构建多层次种养模式:贝类通过滤食和生长吸收水体中的CO₂,属于碳汇渔业。故选①②。
(2026·山东济南·二模)3. 国外某地区的上游为原生森林,下游为长期使用农药导致有机物污染的农田。当地为扩大农业用地,大规模清除上游森林。同时,为修复下游受污染的农田,向土壤中投放由多种微生物组成的复合菌剂以分解农药。下列叙述正确的是( )
A. 森林清除后,会导致上游土壤中的有机质含量下降
B. 复合菌剂中的微生物会减少残留农药进入农作物,进而阻碍物质循环
C. 森林清除后,该地区吸收和储存碳的区域未发生改变,仍保持碳平衡
D. 与保留森林相比,森林清除后发展农业会使该地区的生态足迹减小
【答案】A
【解析】
【详解】A、森林清除后,上游土壤有机质的主要来源(枯枝落叶、残体等)大幅减少,且没有足够的有机质补充,因此上游土壤有机质含量会下降,A正确;
B、复合菌剂中的微生物分解农药为无机物,无机物可重新被生产者利用,是促进物质循环而非阻碍,B错误;
C、森林是重要的碳储存(碳汇)区域,清除森林后该地区固碳能力大幅下降,吸收和储存碳的区域改变,碳平衡被打破,C错误;
D、生态足迹是指维持人类活动所需的生产资源、吸纳废物的土地和水域面积,与原生森林相比,农业生产需要消耗更多化肥、农药,产生更多污染物,会使该地区生态足迹增大,D错误。
4. 近年来某市通过推广“稻虾共作”养殖发展特色产业,实现了生态立体种养、稻虾效益双增。“稻虾共作"中的小龙虾四处爬动挖洞,摄食害虫和杂草,实现水稻、小龙虾增产增收。为研究“稻虾共作”生态系统的功能,研究人员进行了实验,结果如下表:
项目
物种丰富度
昆虫密
度/(只·
m-2)
杂草密度/(株·m-2)
千金
子
稗草
莎草
空心
莲子草
通泉
草
“稻虾共
作”区
22
43.3
3.8
2.1
4.8
2.0
3.0
(1)小龙虾在稻田中清除杂草和害虫的同时,还能为水稻松土,并且人们可依托小龙虾走垂钓和观光相结合的发展之路,推进农旅融合。这种“稻虾共作”新模式体现了生物多样性的 价值。
(2)“稻虾共作”养殖模式能明显增加水稻产量,根据表中数据分析,其原因是
。
该模式体现了研究能量流动的意义是
。
(3)“稻虾共作”防治害虫的方法属于 防治;水稻在“稻虾共作”区正常生长所需的化肥量比常规区少,可能的原因是
。
(4)建立“稻虾共作”人工生态系统时,需以生态系统的 功能为基础,遵循整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。
答案 (1)间接价值和直接 (2)与常规区相比,“稻虾共作”能降低杂草密度,从而减少了杂草与水稻的竞争;同时能降低昆虫密度,限制了害虫对水稻的危害 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 (3)生物 小龙虾产生的粪便,被水稻田中的分解者分解为无机盐,作为养料被植物吸收利用,有利于水稻的生长 (4)自组织、自我调节
解析 (1)小龙虾在稻田中清除杂草和害虫的同时,还能为水稻松土,体现了生物多样性的间接价值;依托小龙虾走垂钓和观光相结合的发展之路,推进农旅融合,体现了生物多样性的直接价值。(2)根据表中数据分析,与常规区相比,“稻虾共作”能降低杂草的密度,从而减少了杂草与水稻的竞争;同时能降低昆虫密度,限制了害虫对水稻的危害,因此“稻虾共作”养殖模式能明显增加水稻产量。(3)“稻虾共作”防治害虫的方法属于生物防治。小龙虾产生的粪便可被水稻田中的分解者分解为无机盐,作为养料被植物吸收利用,有利于水稻的生长,因此水稻在“稻虾共作”区正常生长所需的化肥量比常规区少。(4)生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础,遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。
5.人为干扰导致的栖息地碎片化对生物多样性和群落结构具有重要影响。为探究某群落的物种多样性及优势种生态位宽度与人为干扰的耦合关系,科研小组调查了不同人为干扰强度下的群落结构特征。
表1 主要优势种的生态位宽度
结构层
优势种
生态位宽度
轻度干扰
中度干扰
重度干扰
乔木层
马尾松
20.78
25.14
17.25
栗
8.65
14.52
12.16
亮叶桦
4.94
1.71
1.70
槲栎
2.00
2.57
1.98
灌木层
山莓
9.44
12.61
10.64
蛇葡萄
6.40
4.38
2.72
草本层
芒萁
15.17
15.32
15.10
牛膝
5.71
3.76
8.14
说明:生态位宽度表示物种对资源的利用程度,数值越大,物种生存范围越宽。
回答下列问题。
(1)据表1可知,不同物种对人为干扰强度的响应不同,该群落中受人为干扰影响最小的优势种是 。在人为干扰影响下,有些物种的生态位变宽,原因可能是 。
(答出2点即可)。
(2)据图可知,在中度干扰下群落各结构层物种丰富度均有所上升,但随着干扰的进一步增强,群落中只有草本层的丰富度持续增大。从群落垂直分层及资源利用特征的角度分析,其原因是 。
(3)人为干扰过程中,各物种在群落中的优势和种间关系会逐渐变化。由此,科研小组进一步对轻度干扰下乔木层优势种的种间关联性进行了分析(表2),结果表明亮叶桦与两个物种(栗和槲栎)对生存环境与资源利用具有 ,此时群落结构不稳定。
表2 轻度干扰下乔木层优势种的种间关联性
说明:“+”表示正关联,即两个物种常分布于一起;“-”表示负关联,即两者无法或很少共存于同一环境;“○”表示无关联。
(4)我国在生态工程的理论和实践领域已取得了长足进展。针对人为干扰造成的栖息地碎片化,可通过建设生态走廊以促进同种生物种群间的 ,实现物种间互利共存和种群的再生更新。该措施主要是遵循生态工程的 原理。
答案 (1)芒萁 种间竞争减少;可利用的环境资源增多 (2)重度干扰下,乔木层和灌木层物种丰富度降低,草本层获得了更多的光照和空间等资源 (3)负关联 (4)基因交流 自生
解析 (1)据题表1可知,不同优势种对人为干扰强度的响应不同,其中芒萁的生态位宽度在不同干扰强度下的波动最小,故该群落中受人为干扰影响最小的优势种是芒萁。在人为干扰影响下,种间竞争减少、可利用的环境资源增多。(2)随着干扰的进一步增强,导致乔木层和灌木层这些对光照等资源需求更多的结构层物种丰富度下降,而草本植物一方面自身繁衍周期短,另一方面又获得了更多的阳光和空间等资源,因而草本植物丰富度持续增大。(3)分析题表2可知,亮叶桦与两个物种(栗和槲栎)对生存环境与资源利用具有负关联,此时群落结构不稳定。(4)针对人为干扰造成的栖息地碎片化,可通过建设生态走廊以促进同种生物种群间的基因交流,实现物种间互利共存和种群的再生更新,该措施主要遵循了生态工程的自生原理。
6.科研人员用菹草、苦草两种沉水植物在某湖泊不同处理区域进行实验,并测量水体中的总氮(TN)、总磷(TP)、叶绿素a含量等指标来反映水体的污染程度,实验结果如图1、图2。下列叙述错误的是( )
A.由图1可知,种植菹草和苦草均能有效降低水体中的总氮和总磷
B.不同处理区域水样中叶绿素a含量的多少可以代表沉水植物的多少
C.由图2可知,菹草、苦草等沉水植物可抑制“水华”的暴发
D.种植适合本地生长且具有修复能力的沉水植物可有效修复湖泊生态系统
答案 B
解析 根据图1分析,用两种沉水植物处理后,水体中的总氮(TN)、总磷(TP)含量均下降,说明种植菹草和苦草均能有效降低水体的总氮和总磷,A正确;根据图2分析,用两种沉水植物处理后,水样中叶绿素a含量均明显下降,叶绿素a含量等指标可反映水体的污染程度,但不能代表沉水植物的多少,B错误;图2结果说明两种沉水植物处理后水样中单细胞藻类和蓝细菌数量明显下降,进而说明菹草、苦草等沉水植物可以抑制“水华”的暴发,C正确;通过实验结果可看出,种植适合本地生长且具有修复能力的沉水植物可有效修复湖泊生态系统,D正确。
7.如图为某红松人工林能量流动的调查结果。此森林的初级生产量有很大部分是沿着碎屑食物链流动的,表现为枯枝落叶和倒木被分解者分解,剩余积累于土壤。据图分析,下列叙述正确的是( )
注:植物所固定的太阳能或所制造的有机物质称为初级生产量,其包括净初级生产量和自身呼吸消耗的能量。
A.E是太阳照射到生态系统的能量
B.E2属于未被利用的能量
C.E3占净初级生产量的36%
D.E3的产生过程是物质循环的必要环节
答案 CD
解析 E是生产者固定的太阳能,即E是太阳输入到生态系统的能量,不是照射,A错误;E2通过呼吸作用散失的热能,B错误;E3占净初级生产量(E1)的18×1010÷(50×1010)×100%=36%,C正确;E3的产生过程是依靠分解者的分解作用实现的,是物质循环的必要环节,D正确。
8.生物土壤结皮(简称生物结皮)是荒漠生态系统的重要景观,在防风固沙、提高土壤养分、保持水分、促进植被演替等方面发挥着重要的生态功能,请回答下列问题。
(1)在自然情况下,荒漠的裸沙随着微生物、藻类、地衣和苔藓植物的植入,将依次经历如图所示的三个漫长的演替阶段,该演替属于 ,在各演替阶段中相应的藻类、地衣、苔藓在群落中被称为 物种。
(2)研究人员从古尔班通古特沙漠藻结皮中分离出六种主要藻类,按表1所示进行组合,结果如图2,则本研究的目的是探究 ;
从组合5和组合6的研究结果看,具鞘微鞘藻与其他5种藻类在藻结皮阶段存在 关系。
表1 藻类组合
组号
具鞘微鞘藻
眼点伪枝藻
席藻
细丝藻
集球藻
土生绿球藻
1
0
20
20
20
20
20
2
20
16
16
16
16
16
3
40
12
12
12
12
12
4
60
8
8
8
8
8
5
80
4
4
4
4
4
6
100
0
0
0
0
0
注:表中数字为百分比。
(3)草方格被誉为“治沙魔方”,研究人员做了表2相应的调查研究后发现,物种丰富度没有完全呈现线性增长,其中第3年物种丰富度下降,原因是
。
表2 (样地信息:腾格里沙漠)
编号
恢复措施
铺设年限/年
草方格腐坏程度/%
地形
植物物种丰富度
0
无草方格沙地
0
-
迎风坡
2
1
草方格
1
10
迎风坡
6
2
草方格
2
25
迎风坡
11
3
草方格
3
64
迎风坡
5
4
草方格
4
100
迎风坡
5
5
草方格
5
100
迎风坡
12
答案 (1)初生演替 优势 (2)具鞘微鞘藻在六种藻类(藻结皮)中所占比例对藻结皮中的生物量、结皮厚度、结皮抗压强度的影响 互惠互利 (3)随着草方格逐渐腐坏,改变了草方格内的微环境,不利于部分物种生长
解析 (1)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,如沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替,所以从裸沙上进行的演替为初生演替;群落演替的过程属于优势取代的过程,在各演替阶段中相应的藻类、地衣、苔藓属于优势物种。(2)分析表1可知,具鞘微鞘藻在六种藻类中占比不同,分析图2 可知,该实验的因变量为结皮中的生物量、结皮厚度和结皮抗压强度,推测该实验的目的是探究具鞘微鞘藻在六种藻类(藻结皮)中所占比例对藻结皮中的生物量、结皮厚度、结皮抗压强度的影响;与第6组(100%具鞘微鞘藻)相比,第5组(80%具鞘微鞘藻+均占4%的5种藻类)藻结皮中的生物量、结皮厚度和结皮抗压强度的数值均较大,说明具鞘微鞘藻和其他5种藻类在藻结皮阶段存在互惠互利关系。(3)分析表2可知,草方格随着铺设年限的增加,其腐坏程度逐渐加重,改变了草方格内的微环境,不利于部分物种生长,因此植物物种丰富度在第3年下降。
9.小开河灌区是国家大型引黄灌区,工程师通过科学设计干渠和沉沙池,在满足灌溉需求的同时,还建成了灌区湿地公园。
(1)小开河灌区湿地公园从入海口到防洪堤将湿地划分为多个区域,不同区域分布着不同的种群,在空间上构成了群落的 结构。该湿地生态工程的建设理念由原来的目标物种保护转变为整个生态系统的保护,这种转变的生态学依据是 。建设时采取了移除湖泊、河流中富营养化沉积物和有毒物质,降低水体污染物,增加水体溶氧量,改善水生生物的生存环境等措施,主要利用了生态工程的 原理。
(2)科研人员采用红外触发相机获取了近岸浅海某鸟类连续两年的大量清晰影像,根据特定的特点可识别该种群个体,其种群数量估算公式为a/b=c/d。其中,a为识别到的第1年个体总数,b为种群数量,则c为 ,d为 。与标记重捕法相比,该调查法调查种群密度的优点是
(答出两点即可)。
(3)某渔民在入海口附近设计的“多营养层次”生态养殖模式,如图所示。
①该生态系统中,牡蛎属于 。
②在构建“多营养层次”生态养殖模式时,需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素,从而确定每种生物之间的合适比例,这样做的目的是
。
答案 (1)水平 提高了生物多样性(不仅保护了目标物种,还保护了其栖息地),生态系统稳定性增强 自生 (2)第2年重复拍摄到的第1年个体数 第2年个体总数 不对调查对象的生活产生干扰;操作简单、监测范围广;可长时间持续调查且获取的数据准确等 (3)①分解者和消费者 ②维持生态系统的稳定性,保持养殖产品的持续高产
解析 (1)由题干信息可知,不同种群在空间上的分布构成了群落的水平结构。该湿地生态工程的建设理念由原来的目标物种保护转变为整个生态系统的保护,这种转变的生态学依据是任何一个物种不能脱离无机环境而存在,建设灌区湿地公园不仅保护了目标物种,还保护了其栖息地,提高了生物多样性,使生态系统稳定性增强。(2)根据种群数量估算公式a/b=c/d,其中a为识别到的第1年个体总数,b为种群数量。由此可以推断出,c应该为第2年重复拍摄到的第1年个体数,d为第2年个体总数。与标记重捕法相比,采用红外触发相机获取影像进行识别调查种群密度的优点主要有:一是调查过程中不对调查对象的生活产生干扰;二是操作简单、监测范围广;三是可长时间持续调查且获取的数据准确等。(3)①根据图中信息,牡蛎既能捕食浮游植物和浮游动物,又能分解有机碎屑,属于生态系统中的消费者和分解者。②“多营养层次”生态养殖模式利用了群落结构的特点,优点是能充分利用空间和资源,由于空间和资源是有限的,所以在构建“多营养层次”生态养殖模式生态系统时,需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素,从而确定每种生物之间的合适比例,维持生态系统的稳定性,保持养殖产品的持续高产,实现生态效益和经济效益的可持续发展。
10. 滨鸟是湿地生态功能的指示种,主要以食草蟹类为食。互花米草是外来物种,它的入侵导致滨海湿地的生态功能退化。为探索修复退化湿地的有效策略,研究人员在黄海沿岸互花米草入侵区域选取4块样地,人工移除互花米草后,针对海三棱藨草、食草蟹类和滨鸟进行了四组野外控制实验,结果如图所示。
(1)生态修复理论中的“上行效应”假说认为:在退化生态系统中,当加大力度恢复植被后,生态系统会沿食物链从低营养级到高营养级逐步恢复。据图分析,该实验结果不能支持这一假说的理由:________。
(2)比较②③组结果可知,在退化滨海湿地的生态恢复中起关键作用的生物是________。结合实验原理分析,④组人工移除食草蟹类的目的是________,从种间关系和生态系统营养结构分析,该组生物多样性指数显著升高的原因是由于食草蟹类对海三棱藨草的________,致使食物链(网)逐步恢复,退化生态系统逐步修复。
(3)根据上述研究结果,尝试提出1条快速修复退化生态系统的策略:________。
【答案】(1)②组的生物多样性指数与①组无明显差异
(2) ①. 滨鸟 ②. 模拟滨鸟的(高强度)捕食 ③. 捕食压力小
(3)恢复高营养级生物的数量(或控制植食性动物的数量)
【解析】
【分析】群落演替是指一个群落被另一个群落替代的过程,该过程中会发生优势种的取代。演替可以分为初生演替和次生演替。种间关系主要有原始合作、互利共生、种间竞争、捕食和寄生等。
【小问1详解】
“上行效应”假说认为在退化生态系统中,加大力度恢复植被后,生态系统会沿食物链从低营养级到高营养级逐步恢复。据图可知,②组是重建植被+滨鸟自由进出,与①组(自然恢复+滨鸟自由进出)相比,②组重建了植被,若支持假说,生物多样性应该提高,但从图中看到②组的生物多样性指数与①组相比无明显差异,所以实验结果不支持上述假说。
【小问2详解】
根据②组重建植被+滨鸟自由进出,③组重建植被+防止滨鸟进入结果推测,滨鸟数量较少或缺乏较高强度的滨鸟,对食草蟹的捕食较弱,食草蟹数量较多,导致食草蟹类对海三棱藨草幼苗的捕食强度较大,幼苗无法长时间存活,说明滨鸟在退化滨海湿地的生态恢复中起到关键作用。④组实施人工移除食草蟹类,模拟了滨鸟对食草蟹类的捕食作用,从而使食草蟹类对海三棱藨草的捕食压力减小,海三棱藨草的数量逐渐增多,食物链逐步恢复,整个生态系统恢复,生物多样性显著提高。
【小问3详解】
据上述研究结果可知,退化生态系统修复的策略包括:大力恢复植被(第一营养级),同时重视和利用高营养级生物的调节作用或重视恢复高营养级生物的数量或控制第二营养级(植食性动物)的数量。
11.湿地碳汇是指湿地生态系统中的植被通过光合作用将二氧化碳转化为有机碳,并在湿地土壤中积累。与陆地森林相比,位于潮间带的红树林湿地由于土壤积水时间长,土壤经常处于厌氧状态,因此具有更大的储碳量和更持久的储碳效果。科学家对某地红树林碳汇模式进行调查,据此归纳出了该地如下所示碳的流动方向图。图中总初级生产力是自养生物生产的有机碳总量,净增量是指碳输入与碳输出的差值。请回答以下问题:
(1)先锋植物是指在群落演替初期最先定居的植物。与陆地森林群落相比,红树林的先锋植物可能具有 的特点(至少答两点)。若该红树林朝着生物量增多、结构更复杂的方向演替,从群落的角度分析,除了群落中土壤碳储量越来越丰富外,还应表现为 等特征(至少答两点)。
(2)红树林中的碳输出到大气主要是通过 等生理过程实现的。据图判断,至少满足 的数量关系(用图中除了△CV、△CL、△CS以外的字母和运算符号表示),才能体现出红树林重要的碳汇功能。
(3)由于缺乏环保意识,该地大量砍伐红树植物,导致土壤暴露,积水减少,土壤含氧量增加,据图分析,这种砍伐行为加剧温室效应的机理是
。
答案 (1)耐盐碱、根系发达、对水多的环境适应能力强 群落中物种丰富度逐渐加大,种间关系越来越复杂 (2)呼吸作用和分解作用(细胞呼吸和分解作用) GPP+EX>Ra+Rh+Me+D+H+I (3)一方面,植被减少使该生态系统吸收二氧化碳减少;另一方面,土壤含氧量增加,好氧微生物分解有机碳能力更强,土壤中储存的碳短时间内被大量分解为二氧化碳并释放
解析 (1)红树林位于潮间带,其先锋植物需要适应特殊的环境,比如耐盐、耐水淹、根系发达(以适应松软且缺氧的土壤)等特点。因为潮间带海水涨落,盐分高且土壤经常被水淹没,发达的根系有助于植物固定和吸收养分等;若红树林朝着生物量增多、结构更复杂的方向演替,从群落角度看,物种丰富度会增加,因为随着演替进行,会有更多种类的生物定居;种间关系更加复杂等。(2)红树林中的碳输出到大气主要通过呼吸作用(包括植物自身呼吸和分解者呼吸等)和微生物的分解作用(本质也是呼吸作用相关过程)等生理过程实现。碳汇功能意味着红树林吸收的碳多于释放的碳,图中总初级生产力(自养生物生产的有机碳总量)和EX为输入碳量,呼吸作用(植物呼吸、土壤呼吸等)和输出到海洋等为输出碳量,要体现碳汇功能,至少应满足大于呼吸作用(植物呼吸、土壤呼吸等)和输出到海洋等的输出碳量之和,即GPP+EX>Ra+Rh+Me+D+H+I。(3)大量砍伐红树植物,导致土壤暴露,积水减少,土壤含氧量增加。一方面,红树植物减少,其光合作用固定二氧化碳的量减少;另一方面,土壤含氧量增加会促进土壤中微生物的有氧呼吸,使其分解有机物加快,释放更多的二氧化碳到大气中,从而加剧温室效应。
12.“碳汇渔业”,又称“不投饵渔业”,是指充分发挥生物碳汇功能,通过收获水产品直接或间接减少CO2的渔业生产活动,是我国实现“双碳”目标、践行“大食物观”的举措之一。下列生产活动属于“碳汇渔业”的是( )
A.开发海洋牧场,发展深海渔业
B.建设大坝鱼道,保障鱼类洄游
C.控制无序捕捞,实施长江禁渔
D.增加饵料投放,提高渔业产量
解析:选A。开发海洋牧场,发展深海渔业可获取水产品且不需投饵,属于“碳汇渔业”,A符合题意;建设大坝鱼道,保障鱼类洄游和控制无序捕捞,实施长江禁渔,均没有收获水产品,不属于“碳汇渔业”,B、C不符合题意;增加饵料投放不符合“不投饵渔业”,不属于“碳汇渔业”,D不符合题意。
13.双碳,即碳达峰与碳中和的简称。我国力争2030年前实现碳达峰(CO2的排放量不再增长,达到峰值),2060年前实现碳中和(CO2排放量与吸收量相等)。下图为某生态系统的碳循环示意图,图中字母表示生态系统的组成成分,数字表示CO2的排放量或吸收量。下列叙述错误的是( )
A.实现碳达峰后,空气中CO2的浓度仍可能会增加
B.图中C、D能通过食物关系促进生态系统的物质循环和能量流动
C.若用图中的数字构建碳中和数学模型,则该数学模型是①=②+④+⑥
D.与碳在生物成分和环境之间传递相关的细胞器是线粒体和叶绿体
解析:选C。碳达峰是指在某一个时间点,CO2的排放量不再增长,达到峰值,之后逐步回落,而空气中CO2浓度受排放和吸收双重影响,故实现碳达峰后,空气中CO2的浓度仍可能会增加,A正确;消费者在生态系统中通过食物关系促进物质循环和能量流动,题图中C和D表示消费者,B正确;题图中CO2的排放量包括②、④、⑥、⑦、⑧,CO2的吸收量为①,而碳中和是指CO2排放量与吸收量相等,因此用题图中的数字构建的碳中和数学模型是①=②+④+⑥+⑦+⑧,C错误;线粒体是细胞呼吸产生并释放CO2的主要场所,叶绿体是光合作用固定CO2的主要场所,因此与碳在生物成分和环境之间传递相关的细胞器是线粒体和叶绿体,D正确。
14. 结合水域中的生态浮床示意图分析,下列相关叙述正确的是( )
A.生态浮床能美化环境,体现生物多样性的间接价值
B.生态浮床通过遮光抑制藻类的光合作用,避免水华
C.生态浮床进行水体修复与植物根系吸收有机物有关
D.增设生态浮床,改变水体的能量流动方向,提高了能量传递效率
解析:选B。增设生态浮床能够降低水体污染,改善水质体现的是生物多样性的间接价值,美化环境、提高观赏性体现的是生物多样性的直接价值,A错误;生态浮床的植物在与藻类对阳光的竞争中占优势,从而抑制藻类繁殖,避免水华的发生,B正确;植物的根系不能直接吸收有机物,有机物需要被分解者分解为无机物后才能被根系吸收,C错误;增设生态浮床,改变水体的能量流动方向,并没有提高能量的传递效率,D错误。
15.由于受到生活有机污水和工业重金属废水污染,某湿地生态系统的生态平衡遭到严重破坏。当地环保部门遵循生态学原理,通过投放生态浮床等多项措施对该湿地进行生态修复。回答下列问题:
(1)修复后的湿地水清草绿、鸟语花香,可作为休闲旅游资源,这体现了生物多样性的__________价值;该湿地中的植物包括蒲草、芦苇等各种挺水植物,浮萍、睡莲等浮水植物和金鱼藻、黑藻等沉水植物,植物的垂直分层的生态学意义是_______________________________________________________________
______________________________________________________________。
湿地中生长的芦苇、金鱼藻和黑藻这三类生物中,生态位重叠较大的两种生物是______________________________________________________。
(2)生态浮床技术就是将芦苇、美人蕉等植物种植于浮在水面的材料上来改善水体生态环境。浮床植物能通过根系向水中分泌化感物质抑制藻类生长,说明生态系统信息传递能_____________________________________________
___________________________________________________________,
浮床植物还能通过________影响水中藻类的光合作用。有人提议,浮床中的水生植物可以用于制作家畜饲料,以提高该系统的经济效益,请结合所学知识分析,该提议________(填“可行”或“不可行”),理由是______________________________________________________________________
__________________________________________________________________
________________________________________________________________。
答案:(1)直接 显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力 金鱼藻和黑藻 (2)调节生物的种间关系,维持生态系统的平衡与稳定 遮光 不可行 生活污水和工业重金属废水中含有重金属,重金属难以被机体代谢出去,会沿着“制作家畜饲料的植物→家畜→人”这一食物链传递,对家畜和人的健康产生危害
16. 2024 年的世界湿地日主题是“湿地与人类福祉”。图 1 是某人工湿地生态公园处理城市污水的示意图,其中甲、乙、丙代表湿地生态系统的三种成分;图 2 是该湿地中部分生物之间的能量流动关系,字母表示各能量流向的能量值;图 3 是复合式生态浮床技术示意图。
(1)据图 1 分析,该湿地生态系统的主要成分是 (选填“甲”、“乙”或“丙”),碳元素从乙→丙的传递形式是 。
(2)流经该人工湿地生态系统的总能量包括 ,图 2 中 X 表示 ,草鱼用于生长发育和繁殖的能量最准确的表示为 (用图中字母表示)。
(3)科研人员利用图 3 复合式生态浮床治理水体富营养化,该复合式生态浮床中植物与水体中藻类间存在 关系。生态浮床中的风动曝气机可不断曝气,增加溶氧量,其目的是 。研究人员利用该生态浮床技术,对另一镉、汞污染的湿地进行生态修复,有人提议,浮床中的水生植物可以用于制作家畜饲料,以提高该系统的经济效益,请分析该建议是否可行并说明理由: 。
(4)该人工湿地从中心到近岸依次生长着金鱼藻、浮萍和芦苇等生物,体现了群落的 结构;湿地公园建设过程中,引入的水生植物应尽量选用湖泊中自然生长的本土植物,这体现了生态工程中的 原理。
【答案】(1) 乙 有机物
(2) 生产者固定的太阳能和污水中有机物中的化学能 呼吸作用以热能的形式散失的能量 e-f
(3) 种间竞争 促进需氧微生物大量繁殖,分解水体中有机污染物,净化水体 由于生态浮床中的水生植物根系吸收水体中镉,重金属难以被机体代谢出去,会沿食物链富集,对家畜和人的健康产生危害,所以不能作为家畜饲料。
(4) 水平 协调
【分析】图1中甲、乙、丙代表湿地生态系统的三种组成成分,乙能利用二氧化碳,表示生产者,丙捕食乙,有箭头从丙指向甲,说明甲表示分解者。
【详解】(1)据图 1 分析,该湿地生态系统的主要成分是乙,乙为生产者,碳元素从乙→丙的,从生产者到消费者传递形式是有机物。
(2)图示流经生态系统的总能量包括生产者固定的全部太阳能和城市污水中有机物中含有的能量,所以流经该生态系统的总能量大于该系统生产者所固定的全部太阳能。据图可知,图中的各个营养级都有指向X的箭头,X表示的能量去向是呼吸作用以热能的形式散失的能量;草鱼用于生长发育繁殖的能量=草鱼的同化量-呼吸作用散失的能量=e-f。
(3)科研人员利用图 3 复合式生态浮床治理水体富营养化,该复合式生态浮床中植物与水体中藻类间存在种间竞争的关系,共同竞争水体中的营养物质。风动曝气机不断曝气,会增加水体中的氧气含量,可促进需氧微生物大量繁殖,分解水体中有机污染物,净化水体,由于生态浮床中的水生植物根系吸收水体中镉,重金属难以被机体代谢出去,会沿食物链富集,对家畜和人的健康产生危害,所以不能作为家畜饲料。
(4)该人工湿地从中心到近岸依次生长着金鱼藻、浮萍和芦苇等生物,体现了群落的水平结构,湿地公园建设过程中,引入的水生植物应尽量选用湖泊中自然生长的本土植物,这体现了生态工程中的协调原理。
17. 滨海某湿地森林植被退化,形成的裸滩被外来入侵植物互花米草占据。群落中芦苇、耐高盐的碱蓬和互花米草的相对多度(群落中某一种植物的个体数占该群落所有植物个体数的百分比)与入侵时间的关系如图1所示。研究发现,互花米草入侵后,导致图1两种植物相对多度发生变化的原因如图2所示。请回答下列问题:
(1)某研究小组借助空中拍照技术调查某湿地地面活动的某种动物种群的数量,主要操作流程是选取样方、空中拍照、识别照片中该种动物并计数。与标记重捕法相比,上述调查方法的优势有 。
(2)图1中乙植物是 (填“芦苇”或“碱蓬”)。互花米草入侵的第1年至第5年甲种群密度变化的原因是 。
(3)该湿地某食物网如图3所示(图中数字为能量数值,单位为kJ/m2·a),该食物网中,第二营养级到第三营养级的能量传递效率为 %(精确到小数点后一位)。已知这两种虾之间存在较为激烈的种间竞争,这种竞争会导致它们的生态位 (填“重叠”或“分化”)。
(4)该湿地遭到了镉污染,研究人员利用生态浮床进行了有效治理。研究人员指出,浮床中的水生植物不能作为家畜饲料,原因是 。
(5)为防治互花米草的生态入侵,湿地修复过程中通常选择净化能力强的多种水生植物,使它们形成互利共存关系,这体现的生态学原理是 。
【答案】(1)对野生动物不良影响小,调查周期短,操作简便
(2) 碱蓬 随着互花米草的入侵,乙的种群密度大量减少,甲可获得更多的阳光、土壤中的营养,以及更多的生存空间
(3) 16.2% 分化
(4)重金属难以被机体代谢出去,会沿食物链富集,对家畜和人的健康产生危害
(5)自生
【分析】分析图1可知,随着互花米草入侵的时间延长,甲的相对多度先增加后减小,乙的相对多度逐渐减少。初生演替是指一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被,但是被彻底消灭了的地方发生的演替;次生演替是原来有的植被虽然已经不存在,但是原来有的土壤基本保留,甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。
【详解】(1)某研究小组借助空中拍照技术调查某湿地地面活动的某种动物的种群数量,主要操作流程是选取样方、空中拍照识别照片中该种动物并计数。标记重捕法需要捕捉动物并进行标记,并且还需要重捕,所以与标记重捕法相比,上述调查方法的优势有对野生动物不良影响小,调查周期短,操作简便。
(2)根据图2可知,互花米草入侵5年后与入侵前相比,存活的碱蓬数量明显减少,而芦苇的数量还有增加,因此图1中乙植物是碱蓬。据图1分析,互花米草入侵的第1年至第5年甲种群密度表现为增加,而乙种群密度逐渐减小,因此推测可能是因为随着互花米草的入侵,乙的种群密度大量减少,甲可获得更多的阳光、土壤中的营养,以及更多的生存空间。
(3)由图可知,秀丽白虾既占第二营养级又占第三营养级。第二营养级获得能量为浮游动物中的能量及秀丽白虾中的490,即 5980+490=6470,第三营养级的能量为秀丽白虾中的部分能量及细足米虾能量,即860-490+680=1050,所以第二营养级到第三营养级的能量传递效率为第三营养级同化量/第二营养级同化量,即1050/6470×100%=16.2%。这两种虾存在较为激烈的种间竞争会导致物种间生态位的分化。
(4)该湿地遭到了镉污染,研究人员利用生态浮床进行了有效治理。研究人员指出,浮床中的水生植物不能作为家畜饲料,原因是重金属难以被机体代谢出去,会沿食物链富集,对家畜和人的健康产生危害。
(5)为防治互花米草的生态入侵,湿地修复过程中通常选择净化能力强的多种水生植物,使它们形成互利共存关系,这体现的生态学原理是自生。
18. 某农产品养殖科研单位进行了“稻田养鱼”养殖实验,下图1为人工养殖塘(含藻类、水草、小鱼等)中有关生物物质的流动与调节示意图。请回答下列问题。
(1)输入该人工养殖塘的总能量的存在形式有 。
(2)养殖塘在外界轻微污染后仍能正常发挥其功能,体现了该生态系统具有一定的 能力。为了净化人工养殖塘,需每年6月向养殖塘补给清水,排出污水,主要目的是 。加水时应注意将清水沿水泵从养殖塘的水平面下10-20 cm处冲入,这样有利于增加养殖塘 。
(3)如果养殖塘中藻类大量疯长造成水华现象,科研人员会采取向养殖塘中适当投放鱼、接种水生植物等措施抑制藻类数量。从生态学角度分析,藻类数量减少的原因有 、 。
(4)科研人员在养殖塘中还投放了若干个水薤菜生态浮床(如图2),能够快速进行水体修复。
①水薤菜作浮床植物可以吸收养殖塘泥中 进行光合作用,同时也可以作为蔬菜,体现了其生物多样性的 价值。
②浮床中水薤菜根部分泌物还能抑制藻类的生长,这主要体现了生态系统信息传递能 来维持生态系统稳定。
(5)该养殖塘中某两个营养级(甲、乙)的能量流动示意图,其中a~e表示能量值。乙粪便中的能量包含在 (填图3中字母)中,乙用于生长、发育及繁殖的能量值可表示为 (用图3中字母和计算符号表示)
【答案】(1)光能和化学能
(2) 自我调节 排出代谢废物,净化水体 溶氧量
(3) 作为食物被鱼等消费者捕食 与水生植物在竞争中处于劣势
(4) (N、P等)无机盐 直接(价值)和间接 调节种间关系
(5) c a-b
【分析】能量传递具有单向流动、逐级递减的特点;物质循环在生物与无机环境间以二氧化碳的形式循环,在生物群落内以含碳有机物的形式循环,物质循环具有全球性、循环性的特点。
【详解】(1)输入该人工养殖塘的总能量是生产者固定的太阳能和污水中有机物中的能量,因此输入该人工养殖塘的总能量的存在形式有光能和化学能。
(2)养殖塘在外界轻微污染后仍能正常发挥其功能,体现了该生态系统具有一定的自我调节能力,当超过自我调节能力时,养殖塘会以正反馈调节的形式迅速恶化;净化人工养殖塘是为了排出代谢废物,净化水体,为塘中藻类、水草、小鱼等的生长繁殖提供适宜的环境;水在冲入时带入氧气,可增加养殖塘的溶氧量。
(3)如果养殖塘中藻类大量疯长造成水华现象,科研人员会向养殖塘中适当多投放鱼、接种水生植物等措施抑制藻类数量。从生态学角度分析,这是利用了生物间的关系制约藻类数量增多的措施,投放鱼类是为了通过捕食关系制约藻类生长,接种水生植物是为了让植物与藻类争夺阳光和无机营养等,同时水生植物在与藻类的竞争中占优势,从而抑制了藻类的生长。
(4)①养殖塘泥中有机物能被微生物分解形成无机盐,因此水薤菜作浮床植物可以吸收养殖塘泥中(N、P等)无机盐进行光合作用。水薤菜作浮床植物能够快速进行水体修复,体现了生物多样性的间接价值;水薤菜也可以作为蔬菜,体现了其生物多样性的直接价值。
②浮床中水薤菜根部分泌物还能抑制藻类的生长,这主要体现了生态系统信息传递能调节种间关系来维持生态系统稳定。
(5)乙粪便中食物残渣的能量属于上一营养级(甲)所同化的能量,且包含在甲流向分解者的能量(c)中。根据题图可知,乙用于生长、发育和繁殖的能量值等于乙同化量与呼吸作用散失能量的差值,可表示为a-b。
19. 太湖流域每年都会因N、P排放超标,出现严重的富营养化现象,对周围居民的生活和饮水安全造成影响。图1为科研人员通过对太湖某区域的生物组成及其食物关系调查,绘制的部分食物网示意图。回答下列问题:
(1)图1所示的食物网中所有生物 (填“能”“不能”或“不一定能”)构成一个群落,原因是 。调查得知鲚鱼和银鱼摄食不同类型的浮游动物,这将有利于减弱两者之间的 关系。
(2)太湖中的鲢鱼主要生活在水体上层,鲚鱼、银鱼主要生活在水体中层和中下层,鲫鱼主要生活在水体底层,这种群落结构的生态学意义是 。
(3)当湖水出现富营养化时,通过投入生态浮床和种植挺水植物,能够一定程度抑制藻类等浮游植物生长,分析其原因是 (答两点即可,2分)。研究者利用血球计数板(1mm×1mm×0.1mm)对某单细胞藻进行计数了解治理效果。治理前后分别在相同样点取多个湖水样品混合后,稀释100倍进行计数,结果如图2所示,左、下图分别为治理前、后某单细胞藻计数情况。治理后该藻种群密度减少了 个/L。
(4)下表为太湖某区域生态系统的能量分析数据(单位:J·m⁻²·a⁻¹),其中I—IV表示食物链中不同的营养级。结合数据分析,表中生物类群V和能量Y分别表示的是 和 ,最高营养级及其上一营养级之间的能量传递效率为 (保留两位小数)。
生物类群
I
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
同化能量
871.27×105
141.1×10⁵
15.91×10⁵
0.88×10⁵
211.85×10³
能量X
369.69×10⁵
61.77×10⁵
2.81×10⁵
0.34×10⁵
19.26×10⁵
能量Y
501.58×10⁵
79.33×10⁵
13.1×10⁵
0.54×10⁵
192.59×10⁵
(5)从2020年10月起,政府对太湖实施十年禁渔。太湖禁渔期间 (“能”或“不能”)提高太湖生态系统的间接价值,禁渔期间太湖生态系统将主要依靠自我调节能力来维持自身的相对稳定,该调节能力的基础是生态系统中存在 机制。
【答案】(1) 不能 食物网只涉及部分生产者和消费者,不包括分解者 竞争
(2)使生物充分利用空间、食物等环境资源
(3) 生态浮床和芦苇等挺水植物遮挡阳光抑制藻类生长;吸收水中的N、P等无机盐抑制藻类生长 6×1011
(4) 分解者 呼吸作用以热能形式散失的能量 5.53%
(5) 能 负反馈调节
【分析】生态系统的功能包括能量流动、物质循环和信息传递,三者缺一不可;物质循环是生态系统的基础,能量流动是生态系统的动力,信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态;信息传递是双向的,能量流动是单向的,物质循环具有全球性。每一营养级能量的去路:①流向下一营养级(最高营养级除外),②自身呼吸消耗,③分解者分解利用,④未被利用。
【详解】(1)该食物网中只含有部分生产者和消费者,缺少分解,不能构成一个生物群落;
调查得知鲚鱼和银鱼摄食不同类型的浮游动物,由于二者处于同一营养级,所以该现象减弱他们之间的竞争关系。
(2)鲢鱼主要生活在水体上层,鲚鱼、银鱼主要生活在水体中层和中下层,鲫鱼主要生活在水体底层,这体现了群落的垂直结构,该结构使生物充分利用空间、食物等环境资源。
(3)生态浮床和芦苇等挺水植物遮挡阳光抑制藻类生长,同时吸收水中的N、P等无机盐抑制藻类生长,因此投入生态浮床和种植挺水植物,能够一定程度抑制藻类等浮游植物生长。
据题意可知,该血球计数板的规格为l mm×1 mm×0.1 mm,25×16,即一个大方格含有25个中方格,治理前一个中方格酵母菌数量为48个,治理后一个中方格酵母菌数量为24个,减少了24个,一个大方格内的细胞悬液体积是0.1微升,1微升=0.001毫升,培养液稀释倍数为100倍,因此培养液中酵母菌的密度为24×
25×104×102×103=6×1011个/L。
(4)表中中I—IV表示食物链中不同的营养级,所以Ⅴ不属于生产者和消费者,是分解者;
能量X+能量Y=同化的能量,而同化的能量中大部分是通过呼吸作用消耗,所以Y表示呼吸作用以热能形式散失的能量;
根据同化的能量的数据,最高营养级是Ⅳ,上一营养级Ⅲ,二者之间的能量传递效率为(0.88×10⁵)÷(15.91×10⁵)=5.53%。
(5)太湖禁渔期减少了鱼类的捕捞,增加物种多样性,使其在防洪抗旱能够更好的发挥作用,提高了间接价值;
生态系统的自我调节能力依靠的是负反馈调节机制。
20. 科研人员对西湖的富营养化问题进行生态修复,回答以下问题。
(1)湖泊生态系统可以通过自我调节能力使之具有 的相对稳定,叫做该生态系统的稳定性。
(2)研究员为探究菹草、苦草两种沉水植物抑制浮游藻类的途径在西湖的不同区域进行实验,结果如下:
图1:水样中总氮(TN)、总磷(TP);
图2:水样中叶绿素a含量等指标
①图1说明: 。(至少答出两点)
②据图2可知,沉水植物可以抑制“水华”的爆发,水样中的叶绿素a含量可以反映 的多少。
③根据图1和图2分析 (“N”或“P”)对浮游藻类的生长影响更大,依据是 。
(3)鉴于细菌对水域生态系统的变化具有反应迅速等特点,环境监测部门提取不同处理区水体细菌的16s-rDNA(能体现不同菌属之间的差异)进行PCR,电泳结果如下图3所示:
据图推测,种植菹草和苦草可以较好实现生态修复,种植苦草比种植菹草的修复效果 (填“强”、“弱”或“相同”)。请根据实验结果做出合理的解释 。
(4)扬州的一些河流面临与杭州西湖相似的水体富营养化问题,请结合上述信息和生态修复的协调性原理,对夏季扬州的这些河流生态系统提出至少两条修复措施 。
【答案】(1)保持或恢复自身结构和功能
(2) 种植菹草和苦草均能有效降低水体的总氮和总磷,菹草更能有效降低总氮,苦草更能有效降低总磷 浮游藻类 N 与苦草相比菹草降低总氮更明显,水样中叶绿素a含量更低,说明浮游藻类的数量更少
(3) 弱 处理后水体细菌的丰富度增加(细菌种类增加;细菌的多样性增加)
(4)措施①:混合种植适合本地生长的多种沉水植物;措施②:减少工业、农业、生活污水中的N、P等污染物的排放措施
【分析】题图分析:图1说明种植菹草和苦草均能有效降低水体的总氮和总磷。图2中用两种沉水植物处理后,水样中叶绿素a含量均明显下降。图3:16s-rDNA能体现不同菌属之间的差异,而菹草和苦草处理区水体细菌的16s-rDNA电泳条带都比无草的对照组多;说明菹草和苦草处理后水体细菌的丰富度均大于无草处理后水体细菌的丰富度,种植菹草和苦草可以较好实现生态修复。
【详解】(1) 湖泊生态系统可以通过自我调节能力使之具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力,叫做生态系统的稳定性。
(2)①图1说明用两种沉水植物处理后,水体中的总氮(TN)、总磷(TP)含量均下降,说明种植菹草和苦草均能有效降低水体的总氮和总磷;用菹草处理的水体中总氮(TN)含量下降值比苦草处理的大,说明菹草更能有效降低总氮;而用苦草处理的水体中总磷(TP)含量下降值比菹草处理的大,说明苦草更能有效降低总磷。
②浮游藻类细胞内含有叶绿素,水样中的叶绿素a含量可以指一定程度上代表浮游藻类的多少。由图2可知,用两种沉水植物处理后,水样中叶绿素a含量均明显下降,而水样中叶绿素a含量与浮游藻类有关,说明沉水植物可以抑制“水华”的爆发。
③叶绿素a多代表浮游藻类多,由图2知菹草处理后的叶绿素a更少,说明菹草处理对浮游藻类的生长影响更大,而由图1可知,菹草处理比苦草处理时N降低的更多,所以由此可见N对浮游藻类的生长影响更大。
(3) 16s-rDNA能体现不同菌属之间的差异,16s-rDNA条带越多说明细菌种类多,因而能说明生态修复效果更好,据图3可知,菹草和苦草处理区水体细菌的16s-rDNA电泳条带都比无草的对照组多,且种植菹草的水体中16s-rDNA电泳条带更多,因而可说明菹草和苦草处理后水体细菌的丰富度均大于无草处理后水体细菌的丰富度,种植菹草和苦草可以较好实现生态修复,且种植苦草比种植菹草的修复效果弱。
(4) 由上述试验可知:种植菹草和苦草,使水体中的总氮(TN)、总磷(TP)含量均下降;菹草和苦草处理后水体细菌的丰富度增加,可以较好实现生态修复,因此,对夏季扬州的这些河流生态系统的措施有:措施一:种植菹草和苦草,使水体中的总氮(TN)、总磷(TP)含量均下降,改善水体富营养化问题。措施二:种植多种适合本地生长的沉水植物,并比较其修复水体的能力,选择最合适的沉水植物大量种植。措施三:减少工业、农业、生活污水中的N、P等污染物的排放,从源头上减轻水体富营养化。措施四:混合种植适合本地生长的多种沉水植物。措施五:增加水体中的细菌丰富度,实现生态修复。
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热点05 生态热点与稳态综合
“绿水青山就是金山银山”“要像保护眼睛一样保护生态环境”“良好生态环境是最普惠的民生福祉”“生态环境保护是功在当代、利在千秋的事业”“生态环境是关系党的使命宗旨的重大政治问题”“山水林田湖草是生命共同体”“用最严格制度最严密法治保护生态环境”“对造成生态环境损害负有责任的领导干部,必须严肃追责”“生态兴则文明兴,生态衰则文明衰”“共谋全球生态文明建设,深度参与全球环境治理”。这是习近平总书记近年来提出的关于环保的10大“金句”,可以看出生态环境保护的重要性和紧迫性。前些年,为了发展经济,我国的生态环境遭到很大破坏,保护生态环境刻不容缓。
我国科学家在环境修复领域深入研究,如海岸带生态修复、盐碱地生态修复。近年,让学生通过这些了解科学研究如何解决实际问题;组织学生到当地自然保护区、植物园或动物园进行实地考察,观察不同生物之间的相互作用以及人类活动对生态环境的影响;在实验室内进行水质监测、土壤分析等实验,有利于培养学生实践能力和科学探究精神。
命题点:“双碳”战略、生态恢复、生态农业、外来物种入侵的防治、生态工程原理等。
猜押1 碳达峰和碳中和
(2026·山东东营·一模) 碳汇是指环境中碳的储存,草地是重要的土壤碳汇。草地碳汇中土壤有机碳(SOC)可分为颗粒有机碳(POM,源于动植物残体碎片)和矿物结合有机碳(MAOM,与土壤矿物结合的根系分泌物及微生物残体)。青藏高原草地碳汇现状调查结果显示,随着植被覆盖率增加,微生物残体碳在土壤中显著增加,过度放牧区比轮牧区SOC明显下降。回答下列问题。
(1)碳在生物群落内部主要以___________形式传递。从碳循环周期的角度分析,___________(填“POM”或“MAOM”)可实现更长期的土壤固碳,原因是___________。
(2)结合材料,分析过度放牧导致SOC下降的原因是___________。
(3)过度放牧草场的修复可补播豆科植物,禾草和豆科植物根系深浅不同,存在明显的分层现象,这属于___________结构。该结构使二者在群落中占据不同的___________,这有利于___________。
(4)在青藏高原生态修复工程中,选择适宜的豆科植物与禾草混播,这体现了生态工程的___________原理。
、
碳达峰是二氧化碳排放量由增转降的历史拐点,标志着碳排放与经济发展实现脱钩,达峰目标包括达峰年份和峰值。排出的二氧化碳或温室气体被植树造林、节能减排等形式抵消,这就是所谓的“碳中和”。试题中常结合生态系统的物质循环、能量流动等知识点考查。
1.碳达峰和碳中和
(1)碳达峰和碳中和的提出原因
各国二氧化碳排放→温室气体猛增→威胁生命系统→提出碳达峰和碳中和。
(2)碳达峰和碳中和的解释
①碳达峰:年度二氧化碳排放量达到历史最高值,之后会经历平台期,进入持续下降的过程,碳达峰是二氧化碳排放量由增转降的历史拐点。
②碳中和:企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量,然后通过植树造林、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“零排放”。
(3)碳中和的措施
①少排放:节能减排、低碳生活。
②不排放:开发利用新能源。
③负排放:植树造林、直接捕获碳等。
猜押2 生态恢复
(2026·山东济宁·一模). 20世纪70年代以来,我国生态工程的理论和实践都取得了长足进展。在进行生态工程建设时,应当根据当地的实际条件,因地制宜地进行。回答下列问题。
(1)受人类活动的影响,部分水域受到N、P污染出现水华现象,鱼、虾、贝类大量死亡,进一步引起藻类疯长,生态环境发生这种变化的过程是生态系统____(填“正”或“负”)反馈调节的结果。生态农场中设置一些鸟巢,招引更多的鸟类防治害虫,从能量流动的角度分析,这样做的目的是____。
(2)长江江豚是濒危物种,调查长江江豚的种群密度时,可用无人机搭载高清相机或热成像仪,在大面积区域进行航拍,然后通过图像识别技术进行识别和计数,该方法的优点是____。能从根本上维持江豚物种延续的保护措施是建立____,并结合现代生物技术对其遗传资源进行长期保存。
(3)针对人为干扰造成的野生动物栖息地碎片化,可通过建设生态走廊以促进生物种群间的____,实现物种间互利共存和种群的再生更新,该措施主要是遵循生态工程的____原理。
(4)重金属元素一般以较稳定的形式存在于环境中,但采矿改变了其在环境中的分布,这些重金属元素沿着____逐渐在生物体内聚集,对人体健康造成危害。为减小重金属、有毒有机化合物以及一些放射性物质对人类的危害,需要世界各国共同参与,主要原因是____。
、
生态恢复是对生态系统停止人为干扰,以减轻负荷压力,依靠生态系统的自我调节能力使其向自然状态进行演替,或者利用生态系统的自我恢复能力,辅以人工措施,使遭到破坏的生态系统逐步恢复。
1.生态恢复的核心逻辑
人为破坏→生态系统失衡(物种减少、功能退化)→停止干扰+人工辅助→恢复生态系统结构与功能→维持稳态。
2.常见生态恢复类型及措施
(1)水体生态恢复(如黑臭河道、水华治理):采用“纳米曝气—生物膜—水生植物”一体化系统,通过水体增氧、微生物降解、植物吸收,削减水体污染负荷;种植水生植物(如芦苇、荷花),构建水生群落,提高水体自净能力。
(2)陆地生态恢复(如草场退化、栖息地碎片化):补播适宜植物,增加物种多样性;建设生态走廊,打破地理隔离;建立自然保护区,实施就地保护。
(3)土壤生态恢复(如重金属污染土壤):种植耐重金属植物(如蜈蚣草),吸收土壤中的重金属;利用微生物降解土壤中的有毒物质,修复土壤结构。
3.生态恢复的关键考点关联
①反馈调节:区分正反馈(加剧失衡)和负反馈(维持稳态),结合水华、病虫害爆发等情景考查。
②生态工程原理:自生(构建稳定群落)、协调(因地制宜)、整体(兼顾生态与人类需求)。
③生物多样性保护:就地保护(自然保护区)和易地保护的区别,基因交流对种群延续的意义。
④生物富集:重金属、有毒物质沿食物链积累,结合全球性环境问题考查。
猜押3 生态农业
(2026·山东烟台·一模) 科学家在黄河流域盐碱地开展“上粮下藕、藕鱼套养、鸭鹅混养”立体种养模式:在盐碱地开挖鱼塘,挖出的泥土在塘边堆成台田种植农作物,鱼塘中养殖咸水鱼并种藕,田间杂草可以喂鱼和家禽,动物的排泄物能为莲藕和农作物提供肥料。
(1)科学家设计的黄河流域盐碱地立体种养模式,不但减少了“废物”的产生,改善生态环境,同时解决了居民的粮食、收入等问题,该立体种养模式运用了生态工程的______原理,同时体现了生物多样性的______价值。
(2)该立体种养模式中的“上粮下藕”体现了群落的______结构,这种结构分布往往取决于______(答2点)等因素。
(3)碳汇渔业是指利用水域中动植物吸收并储存水体中的CO2,通过对水生生物产品的收获,将碳转移出水体的渔业活动。实施碳汇渔业可缓解水体酸化和____等生态环境问题。下列生产活动不属于碳汇渔业的是____(填序号)。
①增加饵料投放,扩大立体养殖规模②建设黄河大坝人工鱼塘,开发多鱼类养殖③投放人工礁,鱼类提供栖息场所④推广贝类养殖,构建多层次立体种养模式
、
生态农业主要通过提高太阳能的固定率、生物能的利用率、废弃物的再循环利用等手段,促进物质在系统内部的循环利用,以尽可能少的投入求得尽可能多的产出,并获得生产发展、能源再利用、生态环境保护、经济效益等相统一的综合性效果,使农业生产处于良性循环中。
1.生态农业的核心原理
(1)物质循环再生:实现废弃物的再利用,如秸秆还田、粪便发酵制沼气、沼渣还田等,减少物质浪费和环境污染。
(2)能量多级利用:改变传统农业中能量单向流动的模式,让能量在食物链(网)中多次被利用,提高能量利用率(注意:能量传递效率无法提高,只能提高利用率)。
(3)生态工程原理的应用:结合自生、循环、协调、整体原理,构建稳定、高效的农业生态系统。
2.常见生态农业模式及特点
(1)稻、虾、鱼等生态高效种养模式
3.生态农业的高考考点关联
①生态系统成分:区分生产者、消费者、分解者,结合具体模式分析种间关系(捕食、竞争)。
②物质循环与能量流动:物质循环的全球性和循环性,能量的多级利用与单向流动、逐级递减的特点。
③生态工程原理:判断不同措施对应的原理(如废弃物利用→循环原理,物种搭配→自生原理)。
④生态农业的优势:对比传统农业,从生态、经济、社会效益三个角度分析。
4.生态农业构建中依据生态工程原理的判断
(1)如果强调有效选择生物组分并合理布设,则为自生原理。
(2)如果强调充分利用废弃物,则为循环原理。
(3)如果强调生物与环境、生物与生物的协调与适应,则为协调原理。
(4)如果强调各组分比例适当,构成有序的结构,考虑经济、社会因素,则为整体原理。
(2026·山东菏泽·一模)1. 20世纪70年代以来,我国生态工程的理论和实践都取得了长足进展。在进行生态工程建设时,应当根据当地的实际条件,因地制宜地进行。回答下列问题。
(1)受人类活动的影响,部分水域受到N、P污染出现水华现象,鱼、虾、贝类大量死亡,进一步引起藻类疯长,生态环境发生这种变化的过程是生态系统____(填“正”或“负”)反馈调节的结果。生态农场中设置一些鸟巢,招引更多的鸟类防治害虫,从能量流动的角度分析,这样做的目的是____。
(2)长江江豚是濒危物种,调查长江江豚的种群密度时,可用无人机搭载高清相机或热成像仪,在大面积区域进行航拍,然后通过图像识别技术进行识别和计数,该方法的优点是____。能从根本上维持江豚物种延续的保护措施是建立____,并结合现代生物技术对其遗传资源进行长期保存。
(3)针对人为干扰造成的野生动物栖息地碎片化,可通过建设生态走廊以促进生物种群间的____,实现物种间互利共存和种群的再生更新,该措施主要是遵循生态工程的____原理。
(4)重金属元素一般以较稳定的形式存在于环境中,但采矿改变了其在环境中的分布,这些重金属元素沿着____逐渐在生物体内聚集,对人体健康造成危害。为减小重金属、有毒有机化合物以及一些放射性物质对人类的危害,需要世界各国共同参与,主要原因是____。
(2026·山东济南·一模)2. 科学家在黄河流域盐碱地开展“上粮下藕、藕鱼套养、鸭鹅混养”立体种养模式:在盐碱地开挖鱼塘,挖出的泥土在塘边堆成台田种植农作物,鱼塘中养殖咸水鱼并种藕,田间杂草可以喂鱼和家禽,动物的排泄物能为莲藕和农作物提供肥料。
(1)科学家设计的黄河流域盐碱地立体种养模式,不但减少了“废物”的产生,改善生态环境,同时解决了居民的粮食、收入等问题,该立体种养模式运用了生态工程的______原理,同时体现了生物多样性的______价值。
(2)该立体种养模式中的“上粮下藕”体现了群落的______结构,这种结构分布往往取决于______(答2点)等因素。
(3)碳汇渔业是指利用水域中动植物吸收并储存水体中的CO2,通过对水生生物产品的收获,将碳转移出水体的渔业活动。实施碳汇渔业可缓解水体酸化和____等生态环境问题。下列生产活动不属于碳汇渔业的是____(填序号)。
①增加饵料投放,扩大立体养殖规模②建设黄河大坝人工鱼塘,开发多鱼类养殖③投放人工礁,为鱼类提供栖息场所④推广贝类养殖,构建多层次立体种养模式
(2026·山东济南·二模)3. 国外某地区的上游为原生森林,下游为长期使用农药导致有机物污染的农田。当地为扩大农业用地,大规模清除上游森林。同时,为修复下游受污染的农田,向土壤中投放由多种微生物组成的复合菌剂以分解农药。下列叙述正确的是( )
A. 森林清除后,会导致上游土壤中的有机质含量下降
B. 复合菌剂中的微生物会减少残留农药进入农作物,进而阻碍物质循环
C. 森林清除后,该地区吸收和储存碳的区域未发生改变,仍保持碳平衡
D. 与保留森林相比,森林清除后发展农业会使该地区的生态足迹减小
4. 近年来某市通过推广“稻虾共作”养殖发展特色产业,实现了生态立体种养、稻虾效益双增。“稻虾共作"中的小龙虾四处爬动挖洞,摄食害虫和杂草,实现水稻、小龙虾增产增收。为研究“稻虾共作”生态系统的功能,研究人员进行了实验,结果如下表:
项目
物种丰富度
昆虫密
度/(只·
m-2)
杂草密度/(株·m-2)
千金
子
稗草
莎草
空心
莲子草
通泉
草
“稻虾共
作”区
22
43.3
3.8
2.1
4.8
2.0
3.0
(1)小龙虾在稻田中清除杂草和害虫的同时,还能为水稻松土,并且人们可依托小龙虾走垂钓和观光相结合的发展之路,推进农旅融合。这种“稻虾共作”新模式体现了生物多样性的 价值。
(2)“稻虾共作”养殖模式能明显增加水稻产量,根据表中数据分析,其原因是
。
该模式体现了研究能量流动的意义是
。
(3)“稻虾共作”防治害虫的方法属于 防治;水稻在“稻虾共作”区正常生长所需的化肥量比常规区少,可能的原因是
。
(4)建立“稻虾共作”人工生态系统时,需以生态系统的 功能为基础,遵循整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。
5. 人为干扰导致的栖息地碎片化对生物多样性和群落结构具有重要影响。为探究某群落的物种多样性及优势种生态位宽度与人为干扰的耦合关系,科研小组调查了不同人为干扰强度下的群落结构特征。
表1 主要优势种的生态位宽度
结构层
优势种
生态位宽度
轻度干扰
中度干扰
重度干扰
乔木层
马尾松
20.78
25.14
17.25
栗
8.65
14.52
12.16
亮叶桦
4.94
1.71
1.70
槲栎
2.00
2.57
1.98
灌木层
山莓
9.44
12.61
10.64
蛇葡萄
6.40
4.38
2.72
草本层
芒萁
15.17
15.32
15.10
牛膝
5.71
3.76
8.14
说明:生态位宽度表示物种对资源的利用程度,数值越大,物种生存范围越宽。
回答下列问题。
(1)据表1可知,不同物种对人为干扰强度的响应不同,该群落中受人为干扰影响最小的优势种是 。在人为干扰影响下,有些物种的生态位变宽,原因可能是 。
(答出2点即可)。
(2)据图可知,在中度干扰下群落各结构层物种丰富度均有所上升,但随着干扰的进一步增强,群落中只有草本层的丰富度持续增大。从群落垂直分层及资源利用特征的角度分析,其原因是 。
(3)人为干扰过程中,各物种在群落中的优势和种间关系会逐渐变化。由此,科研小组进一步对轻度干扰下乔木层优势种的种间关联性进行了分析(表2),结果表明亮叶桦与两个物种(栗和槲栎)对生存环境与资源利用具有 ,此时群落结构不稳定。
表2 轻度干扰下乔木层优势种的种间关联性
说明:“+”表示正关联,即两个物种常分布于一起;“-”表示负关联,即两者无法或很少共存于同一环境;“○”表示无关联。
(4)我国在生态工程的理论和实践领域已取得了长足进展。针对人为干扰造成的栖息地碎片化,可通过建设生态走廊以促进同种生物种群间的 ,实现物种间互利共存和种群的再生更新。该措施主要是遵循生态工程的 原理。
6. 科研人员用菹草、苦草两种沉水植物在某湖泊不同处理区域进行实验,并测量水体中的总氮(TN)、总磷(TP)、叶绿素a含量等指标来反映水体的污染程度,实验结果如图1、图2。下列叙述错误的是( )
A.由图1可知,种植菹草和苦草均能有效降低水体中的总氮和总磷
B.不同处理区域水样中叶绿素a含量的多少可以代表沉水植物的多少
C.由图2可知,菹草、苦草等沉水植物可抑制“水华”的暴发
D.种植适合本地生长且具有修复能力的沉水植物可有效修复湖泊生态系统
7. 如图为某红松人工林能量流动的调查结果。此森林的初级生产量有很大部分是沿着碎屑食物链流动的,表现为枯枝落叶和倒木被分解者分解,剩余积累于土壤。据图分析,下列叙述正确的是( )
注:植物所固定的太阳能或所制造的有机物质称为初级生产量,其包括净初级生产量和自身呼吸消耗的能量。
A.E是太阳照射到生态系统的能量
B.E2属于未被利用的能量
C.E3占净初级生产量的36%
D.E3的产生过程是物质循环的必要环节
8. 生物土壤结皮(简称生物结皮)是荒漠生态系统的重要景观,在防风固沙、提高土壤养分、保持水分、促进植被演替等方面发挥着重要的生态功能,请回答下列问题。
(1)在自然情况下,荒漠的裸沙随着微生物、藻类、地衣和苔藓植物的植入,将依次经历如图所示的三个漫长的演替阶段,该演替属于 ,在各演替阶段中相应的藻类、地衣、苔藓在群落中被称为 物种。
(2)研究人员从古尔班通古特沙漠藻结皮中分离出六种主要藻类,按表1所示进行组合,结果如图2,则本研究的目的是探究 ;
从组合5和组合6的研究结果看,具鞘微鞘藻与其他5种藻类在藻结皮阶段存在 关系。
表1 藻类组合
组号
具鞘微鞘藻
眼点伪枝藻
席藻
细丝藻
集球藻
土生绿球藻
1
0
20
20
20
20
20
2
20
16
16
16
16
16
3
40
12
12
12
12
12
4
60
8
8
8
8
8
5
80
4
4
4
4
4
6
100
0
0
0
0
0
注:表中数字为百分比。
(3)草方格被誉为“治沙魔方”,研究人员做了表2相应的调查研究后发现,物种丰富度没有完全呈现线性增长,其中第3年物种丰富度下降,原因是
。
表2 (样地信息:腾格里沙漠)
编号
恢复措施
铺设年限/年
草方格腐坏程度/%
地形
植物物种丰富度
0
无草方格沙地
0
-
迎风坡
2
1
草方格
1
10
迎风坡
6
2
草方格
2
25
迎风坡
11
3
草方格
3
64
迎风坡
5
4
草方格
4
100
迎风坡
5
5
草方格
5
100
迎风坡
12
9.小开河灌区是国家大型引黄灌区,工程师通过科学设计干渠和沉沙池,在满足灌溉需求的同时,还建成了灌区湿地公园。
(1)小开河灌区湿地公园从入海口到防洪堤将湿地划分为多个区域,不同区域分布着不同的种群,在空间上构成了群落的 结构。该湿地生态工程的建设理念由原来的目标物种保护转变为整个生态系统的保护,这种转变的生态学依据是 。建设时采取了移除湖泊、河流中富营养化沉积物和有毒物质,降低水体污染物,增加水体溶氧量,改善水生生物的生存环境等措施,主要利用了生态工程的 原理。
(2)科研人员采用红外触发相机获取了近岸浅海某鸟类连续两年的大量清晰影像,根据特定的特点可识别该种群个体,其种群数量估算公式为a/b=c/d。其中,a为识别到的第1年个体总数,b为种群数量,则c为 ,d为 。与标记重捕法相比,该调查法调查种群密度的优点是
(答出两点即可)。
(3)某渔民在入海口附近设计的“多营养层次”生态养殖模式,如图所示。
①该生态系统中,牡蛎属于 。
②在构建“多营养层次”生态养殖模式时,需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素,从而确定每种生物之间的合适比例,这样做的目的是
。
10. 滨鸟是湿地生态功能的指示种,主要以食草蟹类为食。互花米草是外来物种,它的入侵导致滨海湿地的生态功能退化。为探索修复退化湿地的有效策略,研究人员在黄海沿岸互花米草入侵区域选取4块样地,人工移除互花米草后,针对海三棱藨草、食草蟹类和滨鸟进行了四组野外控制实验,结果如图所示。
(1)生态修复理论中的“上行效应”假说认为:在退化生态系统中,当加大力度恢复植被后,生态系统会沿食物链从低营养级到高营养级逐步恢复。据图分析,该实验结果不能支持这一假说的理由:________。
(2)比较②③组结果可知,在退化滨海湿地的生态恢复中起关键作用的生物是________。结合实验原理分析,④组人工移除食草蟹类的目的是________,从种间关系和生态系统营养结构分析,该组生物多样性指数显著升高的原因是由于食草蟹类对海三棱藨草的________,致使食物链(网)逐步恢复,退化生态系统逐步修复。
(3)根据上述研究结果,尝试提出1条快速修复退化生态系统的策略:________。
11. 湿地碳汇是指湿地生态系统中的植被通过光合作用将二氧化碳转化为有机碳,并在湿地土壤中积累。与陆地森林相比,位于潮间带的红树林湿地由于土壤积水时间长,土壤经常处于厌氧状态,因此具有更大的储碳量和更持久的储碳效果。科学家对某地红树林碳汇模式进行调查,据此归纳出了该地如下所示碳的流动方向图。图中总初级生产力是自养生物生产的有机碳总量,净增量是指碳输入与碳输出的差值。请回答以下问题:
(1)先锋植物是指在群落演替初期最先定居的植物。与陆地森林群落相比,红树林的先锋植物可能具有 的特点(至少答两点)。若该红树林朝着生物量增多、结构更复杂的方向演替,从群落的角度分析,除了群落中土壤碳储量越来越丰富外,还应表现为 等特征(至少答两点)。
(2)红树林中的碳输出到大气主要是通过 等生理过程实现的。据图判断,至少满足 的数量关系(用图中除了△CV、△CL、△CS以外的字母和运算符号表示),才能体现出红树林重要的碳汇功能。
(3)由于缺乏环保意识,该地大量砍伐红树植物,导致土壤暴露,积水减少,土壤含氧量增加,据图分析,这种砍伐行为加剧温室效应的机理是
。
12. “碳汇渔业”,又称“不投饵渔业”,是指充分发挥生物碳汇功能,通过收获水产品直接或间接减少CO2的渔业生产活动,是我国实现“双碳”目标、践行“大食物观”的举措之一。下列生产活动属于“碳汇渔业”的是( )
A.开发海洋牧场,发展深海渔业
B.建设大坝鱼道,保障鱼类洄游
C.控制无序捕捞,实施长江禁渔
D.增加饵料投放,提高渔业产量
13.双碳,即碳达峰与碳中和的简称。我国力争2030年前实现碳达峰(CO2的排放量不再增长,达到峰值),2060年前实现碳中和(CO2排放量与吸收量相等)。下图为某生态系统的碳循环示意图,图中字母表示生态系统的组成成分,数字表示CO2的排放量或吸收量。下列叙述错误的是( )
A.实现碳达峰后,空气中CO2的浓度仍可能会增加
B.图中C、D能通过食物关系促进生态系统的物质循环和能量流动
C.若用图中的数字构建碳中和数学模型,则该数学模型是①=②+④+⑥
D.与碳在生物成分和环境之间传递相关的细胞器是线粒体和叶绿体
14. 结合水域中的生态浮床示意图分析,下列相关叙述正确的是( )
A.生态浮床能美化环境,体现生物多样性的间接价值
B.生态浮床通过遮光抑制藻类的光合作用,避免水华
C.生态浮床进行水体修复与植物根系吸收有机物有关
D.增设生态浮床,改变水体的能量流动方向,提高了能量传递效率
解析:选B。增设生态浮床能够降低水体污染,改善水质体现的是生物多样性的间接价值,美化环境、提高观赏性体现的是生物多样性的直接价值,A错误;生态浮床的植物在与藻类对阳光的竞争中占优势,从而抑制藻类繁殖,避免水华的发生,B正确;植物的根系不能直接吸收有机物,有机物需要被分解者分解为无机物后才能被根系吸收,C错误;增设生态浮床,改变水体的能量流动方向,并没有提高能量的传递效率,D错误。
15.由于受到生活有机污水和工业重金属废水污染,某湿地生态系统的生态平衡遭到严重破坏。当地环保部门遵循生态学原理,通过投放生态浮床等多项措施对该湿地进行生态修复。回答下列问题:
(1)修复后的湿地水清草绿、鸟语花香,可作为休闲旅游资源,这体现了生物多样性的__________价值;该湿地中的植物包括蒲草、芦苇等各种挺水植物,浮萍、睡莲等浮水植物和金鱼藻、黑藻等沉水植物,植物的垂直分层的生态学意义是_______________________________________________________________
______________________________________________________________。
湿地中生长的芦苇、金鱼藻和黑藻这三类生物中,生态位重叠较大的两种生物是______________________________________________________。
(2)生态浮床技术就是将芦苇、美人蕉等植物种植于浮在水面的材料上来改善水体生态环境。浮床植物能通过根系向水中分泌化感物质抑制藻类生长,说明生态系统信息传递能_____________________________________________
___________________________________________________________,
浮床植物还能通过________影响水中藻类的光合作用。有人提议,浮床中的水生植物可以用于制作家畜饲料,以提高该系统的经济效益,请结合所学知识分析,该提议________(填“可行”或“不可行”),理由是______________________________________________________________________
__________________________________________________________________
________________________________________________________________。
16. 2024 年的世界湿地日主题是“湿地与人类福祉”。图 1 是某人工湿地生态公园处理城市污水的示意图,其中甲、乙、丙代表湿地生态系统的三种成分;图 2 是该湿地中部分生物之间的能量流动关系,字母表示各能量流向的能量值;图 3 是复合式生态浮床技术示意图。
(1)据图 1 分析,该湿地生态系统的主要成分是 (选填“甲”、“乙”或“丙”),碳元素从乙→丙的传递形式是 。
(2)流经该人工湿地生态系统的总能量包括 ,图 2 中 X 表示 ,草鱼用于生长发育和繁殖的能量最准确的表示为 (用图中字母表示)。
(3)科研人员利用图 3 复合式生态浮床治理水体富营养化,该复合式生态浮床中植物与水体中藻类间存在 关系。生态浮床中的风动曝气机可不断曝气,增加溶氧量,其目的是 。研究人员利用该生态浮床技术,对另一镉、汞污染的湿地进行生态修复,有人提议,浮床中的水生植物可以用于制作家畜饲料,以提高该系统的经济效益,请分析该建议是否可行并说明理由: 。
(4)该人工湿地从中心到近岸依次生长着金鱼藻、浮萍和芦苇等生物,体现了群落的 结构;湿地公园建设过程中,引入的水生植物应尽量选用湖泊中自然生长的本土植物,这体现了生态工程中的 原理。
17. 滨海某湿地森林植被退化,形成的裸滩被外来入侵植物互花米草占据。群落中芦苇、耐高盐的碱蓬和互花米草的相对多度(群落中某一种植物的个体数占该群落所有植物个体数的百分比)与入侵时间的关系如图1所示。研究发现,互花米草入侵后,导致图1两种植物相对多度发生变化的原因如图2所示。请回答下列问题:
(1)某研究小组借助空中拍照技术调查某湿地地面活动的某种动物种群的数量,主要操作流程是选取样方、空中拍照、识别照片中该种动物并计数。与标记重捕法相比,上述调查方法的优势有 。
(2)图1中乙植物是 (填“芦苇”或“碱蓬”)。互花米草入侵的第1年至第5年甲种群密度变化的原因是 。
(3)该湿地某食物网如图3所示(图中数字为能量数值,单位为kJ/m2·a),该食物网中,第二营养级到第三营养级的能量传递效率为 %(精确到小数点后一位)。已知这两种虾之间存在较为激烈的种间竞争,这种竞争会导致它们的生态位 (填“重叠”或“分化”)。
(4)该湿地遭到了镉污染,研究人员利用生态浮床进行了有效治理。研究人员指出,浮床中的水生植物不能作为家畜饲料,原因是 。
(5)为防治互花米草的生态入侵,湿地修复过程中通常选择净化能力强的多种水生植物,使它们形成互利共存关系,这体现的生态学原理是 。
18. 某农产品养殖科研单位进行了“稻田养鱼”养殖实验,下图1为人工养殖塘(含藻类、水草、小鱼等)中有关生物物质的流动与调节示意图。请回答下列问题。
(1)输入该人工养殖塘的总能量的存在形式有 。
(2)养殖塘在外界轻微污染后仍能正常发挥其功能,体现了该生态系统具有一定的 能力。为了净化人工养殖塘,需每年6月向养殖塘补给清水,排出污水,主要目的是 。加水时应注意将清水沿水泵从养殖塘的水平面下10-20 cm处冲入,这样有利于增加养殖塘 。
(3)如果养殖塘中藻类大量疯长造成水华现象,科研人员会采取向养殖塘中适当投放鱼、接种水生植物等措施抑制藻类数量。从生态学角度分析,藻类数量减少的原因有 、 。
(4)科研人员在养殖塘中还投放了若干个水薤菜生态浮床(如图2),能够快速进行水体修复。
①水薤菜作浮床植物可以吸收养殖塘泥中 进行光合作用,同时也可以作为蔬菜,体现了其生物多样性的 价值。
②浮床中水薤菜根部分泌物还能抑制藻类的生长,这主要体现了生态系统信息传递能 来维持生态系统稳定。
(5)该养殖塘中某两个营养级(甲、乙)的能量流动示意图,其中a~e表示能量值。乙粪便中的能量包含在 (填图3中字母)中,乙用于生长、发育及繁殖的能量值可表示为 (用图3中字母和计算符号表示)
19. 太湖流域每年都会因N、P排放超标,出现严重的富营养化现象,对周围居民的生活和饮水安全造成影响。图1为科研人员通过对太湖某区域的生物组成及其食物关系调查,绘制的部分食物网示意图。回答下列问题:
(1)图1所示的食物网中所有生物 (填“能”“不能”或“不一定能”)构成一个群落,原因是 。调查得知鲚鱼和银鱼摄食不同类型的浮游动物,这将有利于减弱两者之间的 关系。
(2)太湖中的鲢鱼主要生活在水体上层,鲚鱼、银鱼主要生活在水体中层和中下层,鲫鱼主要生活在水体底层,这种群落结构的生态学意义是 。
(3)当湖水出现富营养化时,通过投入生态浮床和种植挺水植物,能够一定程度抑制藻类等浮游植物生长,分析其原因是 (答两点即可,2分)。研究者利用血球计数板(1mm×1mm×0.1mm)对某单细胞藻进行计数了解治理效果。治理前后分别在相同样点取多个湖水样品混合后,稀释100倍进行计数,结果如图2所示,左、下图分别为治理前、后某单细胞藻计数情况。治理后该藻种群密度减少了 个/L。
(4)下表为太湖某区域生态系统的能量分析数据(单位:J·m⁻²·a⁻¹),其中I—IV表示食物链中不同的营养级。结合数据分析,表中生物类群V和能量Y分别表示的是 和 ,最高营养级及其上一营养级之间的能量传递效率为 (保留两位小数)。
生物类群
I
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
同化能量
871.27×105
141.1×10⁵
15.91×10⁵
0.88×10⁵
211.85×10³
能量X
369.69×10⁵
61.77×10⁵
2.81×10⁵
0.34×10⁵
19.26×10⁵
能量Y
501.58×10⁵
79.33×10⁵
13.1×10⁵
0.54×10⁵
192.59×10⁵
(5)从2020年10月起,政府对太湖实施十年禁渔。太湖禁渔期间 (“能”或“不能”)提高太湖生态系统的间接价值,禁渔期间太湖生态系统将主要依靠自我调节能力来维持自身的相对稳定,该调节能力的基础是生态系统中存在 机制。
20. 科研人员对西湖的富营养化问题进行生态修复,回答以下问题。
(1)湖泊生态系统可以通过自我调节能力使之具有 的相对稳定,叫做该生态系统的稳定性。
(2)研究员为探究菹草、苦草两种沉水植物抑制浮游藻类的途径在西湖的不同区域进行实验,结果如下:
图1:水样中总氮(TN)、总磷(TP);
图2:水样中叶绿素a含量等指标
①图1说明: 。(至少答出两点)
②据图2可知,沉水植物可以抑制“水华”的爆发,水样中的叶绿素a含量可以反映 的多少。
③根据图1和图2分析 (“N”或“P”)对浮游藻类的生长影响更大,依据是 。
(3)鉴于细菌对水域生态系统的变化具有反应迅速等特点,环境监测部门提取不同处理区水体细菌的16s-rDNA(能体现不同菌属之间的差异)进行PCR,电泳结果如下图3所示:
据图推测,种植菹草和苦草可以较好实现生态修复,种植苦草比种植菹草的修复效果 (填“强”、“弱”或“相同”)。请根据实验结果做出合理的解释 。
(4)扬州的一些河流面临与杭州西湖相似的水体富营养化问题,请结合上述信息和生态修复的协调性原理,对夏季扬州的这些河流生态系统提出至少两条修复措施 。
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