3.6 生态系统通过自我调节维持稳态(分层作业)生物浙科版选择性必修2
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内容正文:
3.6 生态系统通过自我调节维持稳态
分层作业
考点01:生态系统的自我调节能力与稳定性
教材梳理
1. 动态性
2. 负反馈调节 正反馈调节
3. 一定限度
自我检测
1.【答案】(1)生产者固定的光能和污水有机物中的化学能 低
(2)抵抗力 自我调节
(3)吸附重金属和有机污染物/分解产生的N、P等元素,可以有效净化水体,降低污染物的浓度,改善水质 结构、功能和收支
2.【答案】(1)高 食物和栖息空间
(2)少 沙田柚园 A 使用杀虫剂,可降低害虫数量,同时因食物来源少,导致害虫的天敌数量也少
(3)自我调节(自我修复)能力
3.【答案】A
4.【答案】C
5.【答案】C
6.【答案】D
7.【答案】D
8.【答案】C
9.【答案】D
10.【答案】B
11.【答案】C
12.【答案】A
13.【答案】A
考点02:生态系统稳定性的探究与实践
教材梳理
1. 物质循环和能量流动
2. 避免阳光直接照射
3. 生态系统各成分彼此协调
自我检测
14.【答案】D
15.【答案】B
16.【答案】C
17.【答案】A
18.【答案】(1)水和无机盐 有机养分 互利共生
(2)正反馈 生物种类更多,营养结构更复杂,自我调节能力更强
(3)在相同盐胁迫浓度下,接种AMF的胡杨幼苗株高相对增长率、基径相对增长率均显著高于未接种AMF组
19.【答案】(1)生产者固定的太阳能及输入的有机物中的化学能 捕食和种间竞争 e/(b+d)×100%
(2)随着黑鱼密度的增加,浮游动物乙的密度逐渐降低
(3)生态系统具有一定的自我调节能力 负反馈调节 结构 功能
20.【答案】(1)会 土壤含水量过低
(2)人工灌木林 互利共生
(3)围封禁牧(或禁牧草地)
(4)高
21.【答案】(1)增加害虫天敌的数量 自我调节能力
(2)
(3)维持天敌种群数量,避免天敌因食物不足导致种群数量下降 当害虫数量增多时,足够数量的天敌可以快速控制害虫种群增长,更好地发挥控害作用
(4)T2(在旱稻田周围种植万寿菊)
(5)ACD
22.【答案】(1)死亡率 缓解 间接
(2)负反馈 收支平衡
(3)9 29 当捕捞量超过29只,种群的出生率将小于死亡率,不能保证岩龙虾种群的延续
23.【答案】(1)B B种样方设置做到了随机取样,调查数据更加科学严谨,A、C样方设置没有做到随机取样
(2)一定的自我调节能力或恢复力稳定性
(3)次生演替 降低 阔叶乔木生长需要大量的水,在半干旱地区种植会导致水资源短缺,使该生态系统中原有的物种因缺水而逐渐减少甚至消失,生物种类减少,营养结构变得单一
(4)先增加后降低 适度禁牧有利于物种多样性的增加,过度禁牧则不利于物种多样性的维持 适度的放牧,一定的人为干预
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3.6 生态系统通过自我调节维持稳态
分层作业
目录
A组 巩固过关
考点01:生态系统的自我调节能力与稳定性
考点02:生态系统稳定性的探究与实践
B组 能力提升
C组 拓展探究
考点01:生态系统的自我调节能力与稳定性
教材梳理
1. 生态系统的稳态是其内部各成分彼此协调、保持相对稳定的状态,具有 而不是各成分恒定不变。
2. 生态系统主要通过反馈调节维持稳态,其中 的结果是抑制和减弱最初发生的变化,是生态系统自我调节能力的基础; 则会加速最初发生的变化,使生态系统远离平衡状态。
3. 生态系统的自我调节能力与生物种类和数量、食物网复杂程度等因素有关,物种多样性越高通常越有利于增强其抵抗干扰和恢复稳态的能力,但这种能力具有 ,外来干扰超过限度时可能导致稳态失调甚至生态危机。
自我检测
1.在乡村振兴建设美丽新农村过程中,某地构建了下图所示的人工湿地,以治理由生活污水引起的环境污染,取得了良好经济效益和生态效益。回答下列问题:
(1)输入该人工湿地生态系统的能量有________。监测水质时,常检测水体中的BOD值(BOD值表示微生物分解单位体积的水中有机物所需的氧气量),BOD值越________(填“高”或“低”),表明水质越好。
(2)放养鱼苗、水禽等动物,种植莲藕、芦苇等水生植物,可增加湿地生态系统的________稳定性。要治理水体污染,除了依靠湿地生态系统自身的功能外,还应加强对污染源的控制,因为生态系统的________能力有限。
(3)在利用植物对污水进行净化过程中植物的作用是________(答出1点),生态治理和恢复过程中,生态系统的________会趋向于相对稳定。
2.【生产应用】沙田柚是梅州特色农产品,其产量和品质一直是果农关注的问题。沙田柚园A 采用常规管理,果农使用化肥、杀虫剂和除草剂等进行管理,林下几乎没有植被,沙田柚产量高;沙田柚园B与沙田柚园A面积相近,但不进行人工管理,林下植被丰富,沙田柚产量低。研究者调查了这两个沙田柚园中的节肢动物种类、个体数量及其中害虫、天敌的比例,结果见表。回答下列问题:
沙田柚园
种类(种)
个体数量(头)
害虫比例(%)
天敌比例(%)
A
523
103278
36.67
14.10
B
568
104118
40.86
20.40
(1)与沙田柚园A相比,沙田柚园B的节肢动物物种丰富度___________(填“高”或“低”),可能的原因是林下丰富的植被为节肢动物提供了___________,有利于其生存。
(2)与沙田柚园B 相比,沙田柚园A的害虫和天敌比例___________(填“多”或“少”),根据其管理方式分析,主要原因可能是___________。
(3)一沙田柚园被某种病害侵袭后柚子树全部死亡,从生态学角度解释,主要是该生态系统___________有限。
3.【新情境·生态治理】某盐碱滩涂湿地生态系统结构稳定,物种丰富多样。以下因素的变动最可能导致该生态系统崩溃的是( )
A.外来生物迁入,其种群数量持续逐年增长
B.潮汐短期变化,部分草本植物生长受阻
C.盐分小幅波动,少数底栖生物数量下降
D.汛期积水增多,滩涂区域植被生长放缓
4.【新考法】下列实例体现生态系统恢复力稳定性的是( )
A.乡村小河中常年有人淘米洗衣,河水水质仍能长期保持洁净
B.草原遭受轻度放牧后,植被盖度基本不发生明显下降
C.被洪水淹没的农田,洪水退去之后一年内重新长出杂草作物
D.少量生活污水排入池塘,池塘水体不会爆发大面积水华
5.生态系统的自我调节能力,对于维护生态系统的稳定起着关键作用。这是通过( )
A.种群密度的规律性变化来实现的
B.群落与非生物环境之间的物质循环来实现的
C.生态系统内部的反馈机制来实现的
D.人工进行的绿化和环境保护来实现的
6.【生活实践】广州翼·空港文旅小镇是全国首个空港文旅小镇,推进了生态文明的广东实践。小镇示范区排放生活污水的池塘经淤泥清理、合理种植、加装喷泉和九曲桥等,已成为该区域独特的风景,名为“风水塘”。下列叙述正确的是( )
A.风水塘里所有的鱼构成一个种群
B.风水塘建成初期,群落没有形成垂直结构
C.风水塘生物群落发生的演替属于初生演替
D.过度排放生活污水会降低风水塘的抵抗力稳定性
7.下列关于初生演替中草本植物阶段和灌木阶段的叙述,正确的是( )
A.草本植物阶段与灌木阶段群落的丰富度相同
B.草本植物阶段比灌木阶段的群落空间结构复杂
C.草本植物阶段比灌木阶段的群落自我调节能力强
D.草本植物阶段为灌木阶段的群落形成创造了适宜环境
8.【联系生活】生态系统在与外界进行物质交换、能量转换和信息交流的过程中,会受到多种因素的干扰。下列有关生态平衡与生态系统的稳定性的叙述,正确的是( )
A.增加物种丰富度和食物网复杂程度能提高生态系统的恢复力稳定性
B.热带雨林遭到严重破坏后,恢复到原来的平衡状态需要较短时间
C.处于生态平衡的生态系统具有结构平衡、功能平衡和收支平衡等特征
D.封山育林,合理开发利用,缩短食物链长度均能提高生态系统稳定性
9.【生态系统·结构与功能】生态系统的结构越复杂,其自我调节能力就越强,原因不是( )
A.处于同一营养级的生物种类多
B.能量可通过不同的食物链传递到最高营养级
C.某营养级的部分生物减少或消失时,可由该营养级的其他生物代替
D.能量流经各营养级时,是逐级递减的
10.生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态,是生态平衡,下列叙述错误的是( )
A.生产—消费—分解的生态过程正常进行,保证了生态系统的功能平衡
B.演替到稳定阶段的群落各组分恒定不变,保证了生态系统的结构平衡
C.资源的消费与更新保持的收支平衡是实现可持续发展的重要标志
D.负反馈调节是生态系统自我调节能力即维持生态平衡的基础
11.自然灾害和人类活动能破坏自然生态系统,自然生态系统的恢复与重建需要利用恢复生态学的理论和技术。下列关于生态系统恢复的叙述,正确的是( )
A.抵抗力稳定性越低的生态系统,其恢复力稳定性一定越高
B.控制对生态系统的干扰程度对维持生态系统的稳定性是不利的
C.负反馈调节能使生态系统达到和保持平衡及稳态
D.生态系统恢复稳定后,群落的物种组成不再改变
12.下列关于食物链和食物网的叙述错误的是( )
A.生产者是第一营养级,为自养型植物
B.以第二营养级为食的是次级消费者
C.食物链和食物网是生态系统的营养结构
D.食物网越复杂,生态系统抵抗外界干扰的能力越强
13.【生态系统·稳定性】有关生态系统稳定性的叙述,正确的是( )
A.生态系统保持稳定性的原因是具有自我调节能力
B.正反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础
C.抵抗力稳定性弱的生态系统,其恢复力稳定性一定强
D.对人类利用强度较大的生态系统,不应实施相应的物质能量投入
考点02:生态系统稳定性的探究与实践
教材梳理
1. 设计生态瓶时应使阳光、空气、水、生产者、消费者和分解者等成分彼此协调,以保证生态系统内 能够正常进行。
2. 制作生态瓶后,应将其放在温度适宜、光线良好但 的地方,并定期观察、记录瓶内动植物的种类和数量变化。
3. 探究不同生态瓶稳定性时,应围绕生物种类与数量、成分比例及环境条件设置比较,依据动植物数量变化及其原因分析生态瓶的稳定性,并通过比较结果判断 对维持稳定性的作用。
自我检测
14.某同学制作了一个封闭的小生态缸,放入适量的水草、5条小鱼、含腐殖质的土等基质,将其置于窗台上接受阳光直射。7天后,发现水草枯萎、小鱼全部死亡。下列有关原因分析最合理的是( )
A.水草数量过少,无法为小鱼提供充足氧气
B.生态缸未定期通入氧气以维持小鱼生存
C.未添加分解者,有机物积累较多导致水质恶化
D.阳光直射导致水温升高较快,超出生物耐受范围
15.【科学探究·实验方法】下列有关实验或调查的叙述,错误的是( )
A.用样方法调查蒲公英的种群密度时,应当随机取样
B.用标记重捕法调查田鼠种群密度及土壤中小动物类群的丰富度
C.“探究酵母菌种群数量变化”实验中,需要进行重复实验
D.生态缸中的各种生物及其生存的无机环境之间,能进行物质循环和能量流动
16.(2025高考河北卷)口袋公园是指在城市中利用零星空地建设的小型绿地,可满足群众就近休闲需求,为群众增添身边的绿、眼前的美。下列分析错误的是( )
A.大量口袋公园的建设有效增加了绿地面积,有助于吸收和固定
B.适当提高口袋公园的植物多样性,可增强其抵抗力稳定性
C.口袋公园生态系统不具备自我调节能力,需依赖人工维护
D.从空地到公园,鸟类等动物类群逐渐丰富,加快了生态系统物质循环
17.(2025高考北京卷)塞罕坝曾森林茂密,后来由于人类活动破坏而逐渐变成荒原。上世纪60年代以来,林业工人不断努力,种植了华北落叶松等多种树木,如今已将森林覆盖率提高到75%以上,成为人类改善自然环境的典范。下列叙述错误的是( )
A.塞罕坝造林经验可推广到各类荒原的治理,以提高森林覆盖率
B.植树造林时要尽量种植多种树木,以利于提高生态系统稳定性
C.塞罕坝的变化说明,人类活动可以影响群落演替的进程和方向
D.与上世纪60年代相比,现在塞罕坝生态系统的固碳量大幅增加
18.【生态治理】胡杨是我国西北沙漠区重要的乔木建群种,其活根与共生微生物构成的“根网”结构,是适应极端干旱与盐胁迫环境的重要特征。为探究丛枝菌根真菌(AMF)能否缓解盐胁迫对胡杨幼苗的不利影响,研究者选取长势一致的1年生胡杨幼苗开展盆栽实验,结果如图所示。回答下列问题:
(1)“根网”结构中,AMF通过延伸的菌丝网络助力胡杨根系从土壤中高效摄取_______;而自身从胡杨获取_______,进而形成_______种间关系。
(2)研究发现胡杨母树通过“根网”向幼苗输送水和养分,显著提升幼苗存活率,进而促进胡杨种群规模进一步扩大,这一过程属于_______调节。胡杨的“根网”在荒漠中形成“水分岛”,滋养红柳、骆驼刺等植物,构建稳定的荒漠河岸林生态系统,该生态系统稳定性显著高于荒漠生态系统的原因是_______。
(3)根据图的实验结果,推测AMF能缓解盐胁迫对胡杨幼苗的不利影响,理由是_______。
19.【生态治理】治理河流污染是保护水资源和生态环境的重要任务。在海南某河流污染治理的过程中,研究人员根据该河流中部分生物之间的关系,绘制了如图1所示的能量流动示意图,其中a表示由蓝细菌流向浮游动物甲的能量数值,依此类推。请回答下列问题:
(1)据图1分析,流入该生态系统的总能量为____________。浮游动物甲与浮游动物乙的种间关系为_______。若该生态系统中只存在图1所示食物网,则浮游动物乙和黑鱼之间的能量传递效率为______(用图中字母表示)。
(2)为探究黑鱼密度对水体中浮游动物乙密度的影响,科研人员进行了相关实验,实验结果如图2所示,已知C0~C4组的黑鱼密度分别为0条/L、10条/L、20条/L、30条/L、40条/L。根据实验结果可得出的实验结论是:______________________________。
(3)当河流受到轻微污染时,其生态平衡并不会遭到破坏,这是因为________________,其调节机制是__________;受到严重污染的河流通过治理后可再次达到生态平衡状态,生态平衡是指生态系统的________和_______________处于相对稳定的一种状态。
20.【生产应用】在北方农牧交错带的中温带半干旱区,当农田连续耕作六年后,农作物产量往往下降,弃耕后土地易沙化。对三片弃耕土地分别采取围封禁牧、人工种植灌木、人工种植乔木恢复措施,灌木、乔木成活后该地自然恢复。十五年后进行调查,结果如下表所示。回答下列问题:
指标
样地
土壤含水量/%
土壤全氮/(g·kg-1)
草本植物物种数/种
土壤小动物个体数/(只·样本-1)
土壤小动物多样性指数
弃耕地(对照)
0.26
0.09
1.1
3.1
0.6
禁牧草地
0.66
0.36
2.6
9.4
1.7
人工灌木林
0.77
0.42
2.8
7.4
0.8
人工乔木林
1.37
0.27
1.6
10.0
1.1
注:*多样性指数可以反映丰富度,多样性指数越高,丰富度越高。
(1)通常在气候适宜的情况下,经历足够长的时间,农田弃耕后__________(填“会”或“不会”)演替形成森林群落。上述农田弃耕后土地易沙化,据表分析其原因可能是__________。
(2)上表中土壤全氮增加最明显的是__________样地,这是该样地内豆科植物与根瘤菌相互作用的结果,豆科植物与根瘤菌的种间关系为__________。
(3)从物种丰富度角度分析,在中温带半干旱地区,上述三种恢复措施中更适宜用来改造弃耕后土地的是__________。
(4)在中温带半干旱地区,草原生态系统比农田生态系统的抵抗力稳定性更__________(填“高”或“低”)。
21.(2026高考黑吉辽蒙卷)伴生植物可有效防控作物害虫。研究人员利用万寿菊防治旱稻田害虫,调查了旱稻种植期内的害虫及其天敌(节肢动物类)数量,实验分组和结果如下:
组别
处理方法
T1
种植旱稻
T2
在旱稻田周围种植万寿菊
T3
对旱稻喷洒万寿菊提取物
T4
在旱稻田周围种植万寿菊且对旱稻喷洒万寿菊提取物
(1)据柱状图分析,种植万寿菊可通过________实现对农田害虫的调控,从而提高农田生态系统的________能力。
(2)实验中观察到,害虫天敌草蛉主要捕食旱稻田内的害虫(如二化螟、稻飞虱),草蛉还能捕食以万寿菊为食的花蓟马等昆虫。请根据上述给出的营养关系绘制包含旱稻、万寿菊、二化螟、稻飞虱、花蓟马和草蛉的食物网________(请在答题卡指定区域作答)。
(3)旱稻生长的不同时期,二化螟等害虫数量变化较大。当旱稻田中的害虫较少时,害虫天敌会捕食万寿菊上的昆虫作为补充食物,这种补充食物对天敌种群的作用是________,这种作用在后续旱稻田害虫数量增多时的意义是________。
(4)统计分析后,T2、T3和T4对害虫的控制效果基本一致,为了实现长期控害和可持续发展,生产实践中应优先选择使用________方法。
(5)为实现更好的防控效果,需结合防控目标和作物特点。下列叙述正确的是________(多选)。
A.害虫天敌的活动范围能够覆盖农田作物
B.害虫天敌应保持食物生态位的高度重叠
C.避免伴生植物生长时与作物产生竞争
D.伴生植物应易于控制,避免造成物种入侵
22.【可持续发展】(2024新课标高考黑吉辽卷)为协调渔业资源的开发和保护,实现可持续发展,研究者在近海渔业生态系统的管控区中划分出甲(捕捞)、乙(非捕捞)两区域,探究捕捞产生的生态效应,部分食物链如图1。回答下列问题。
(1)甲区域岩龙虾的捕捞使海胆密度上升,海藻生物量下降。捕捞压力加剧了海胆的种内竞争,引起海胆的迁出率和_______上升。乙区域禁捕后,捕食者的恢复_______(填“缓解”或“加剧”)了海胆的种内竞争,海藻生物量增加。以上研究说明捕捞能_______(填“直接”或“间接”)降低海洋生态系统中海藻的生物量。
(2)根据乙区域的研究结果推测,甲区域可通过_______调节机制恢复到乙区域的状态。当甲区域达到生态平衡,其具有的特征是结构平衡、功能平衡和_______。
(3)为了合理开发渔业资源,构建生态学模型,探究岩龙虾种群出生率和死亡率与其数量的动态关系。仅基于模型(图2)分析,对处于B状态的岩龙虾种群进行捕捞时,为持续获得较大的岩龙虾产量,当年捕捞量应为_______只;当年最大捕捞量不能超过_______只,否则需要采取有效保护措施保证岩龙虾种群的延续,原因是_______。
23.【生态修复】(2025高考陕晋宁青卷)过度放牧会导致土地退化,禁牧封育是防治荒漠化和开展风沙治理的重要措施。研究人员在黄土高原半干旱区对不同禁牧封育年限的群落开展植物多样性调查,结果如下表。其中,辛普森多样性指数越大表示群落物种多样性水平越高。回答下列问题。
禁牧封育时长(年)
物种数(种)
物种总数(种)
辛普森多样性指数
半灌木
多年生草本
一年生草本
0
0
11
2
13
0.6
3
2
16
4
22
0.8
6
2
19
6
27
0.9
10
2
21
5
28
0.9
15
2
22
2
26
0.8
注:深色方块代表样方的相对位置
(1)开展植物种群密度调查时常用样方法。研究区域的植物分布不均匀,理论上样方设置较合理的是图(a)中的__________(填“A”“B”或“C”),其原因是______________________________________________________________________。
(2)本研究结果说明生态系统遭到一定程度的破坏后,经过一段时间,可以恢复到接近原来的状态,这是由于生态系统具有__________。
(3)根据表中物种数量变化分析,研究区域禁牧封育后发生的群落演替类型为__________,该群落最终演替成为灌草群落。若在该半干旱地区大量种植阔叶乔木,生态系统稳定性会__________,其原因是__________________________________________。
(4)据表可知,随禁牧封育时间延长,物种多样性的变化趋势是__________,该结果说明____________________;针对其中出现的问题,结合图(b)所示,对长期禁牧封育的群落恢复提出可行优化建议:_____________________________。
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3.6 生态系统通过自我调节维持稳态
分层作业
目录
A组 巩固过关
考点01:生态系统的自我调节能力与稳定性
考点02:生态系统稳定性的探究与实践
B组 能力提升
C组 拓展探究
考点01:生态系统的自我调节能力与稳定性
教材梳理
1. 生态系统的稳态是其内部各成分彼此协调、保持相对稳定的状态,具有动态性而不是各成分恒定不变。
2. 生态系统主要通过反馈调节维持稳态,其中负反馈调节的结果是抑制和减弱最初发生的变化,是生态系统自我调节能力的基础;正反馈调节则会加速最初发生的变化,使生态系统远离平衡状态。
3. 生态系统的自我调节能力与生物种类和数量、食物网复杂程度等因素有关,物种多样性越高通常越有利于增强其抵抗干扰和恢复稳态的能力,但这种能力具有一定限度,外来干扰超过限度时可能导致稳态失调甚至生态危机。
自我检测
1.在乡村振兴建设美丽新农村过程中,某地构建了下图所示的人工湿地,以治理由生活污水引起的环境污染,取得了良好经济效益和生态效益。回答下列问题:
(1)输入该人工湿地生态系统的能量有________。监测水质时,常检测水体中的BOD值(BOD值表示微生物分解单位体积的水中有机物所需的氧气量),BOD值越________(填“高”或“低”),表明水质越好。
(2)放养鱼苗、水禽等动物,种植莲藕、芦苇等水生植物,可增加湿地生态系统的________稳定性。要治理水体污染,除了依靠湿地生态系统自身的功能外,还应加强对污染源的控制,因为生态系统的________能力有限。
(3)在利用植物对污水进行净化过程中植物的作用是________(答出1点),生态治理和恢复过程中,生态系统的________会趋向于相对稳定。
【答案】(1)生产者固定的光能和污水有机物中的化学能 低
(2)抵抗力 自我调节
(3)吸附重金属和有机污染物/分解产生的N、P等元素,可以有效净化水体,降低污染物的浓度,改善水质 结构、功能和收支
【分析】生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法,对人工生态系统进行分析、设计和调控,或对已被破坏的生态环境进行修复、重建,从而提高生态系统的生产力或改善生态环境,促进人类社会与自然环境和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程。生态工程建的目的就是遵循生态学规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达到经济效益和生态效益的同步发展。
【详解】(1)结合图示可知,输入该人工湿地生态系统的能量有生产者固定的光能和污水有机物中的化学能,监测水质时,常检测水体中的BOD值,BOD值表示微生物分解单位体积的水中有机物所需的氧气量,BOD值越低,即微生物消耗的氧气越少,说明水中有机质少,水质越好。
(2)通过放养鱼苗、水禽等动物,种植莲藕、芦苇等水生植物,增加了生态系统生物的种类,生态系统的营养结构变得更复杂,因此提高了该湿地生态系统的抵抗力稳定性。要治理水体污染,除了依靠湿地生态系统自身的功能外,还应加强对污染源的控制,因为生态系统的自我调节能力有限,即生态系统处理污水的能力是有限的。
(3)在利用植物对污水进行净化过程中植物的作用是吸附重金属和有机污染物,进而降低水体中重金属和有机污染物的含量,同时为微生物的附着提供的场所,有利于微生物对污染物的分解作用,通过微生物的分解作用产生的N、P等元素可以被植物吸收,因而可以有效净化水体,降低污染物的浓度,改善水质,在生态治理和恢复过程中,生态系统的结构、功能和收支会趋向于相对稳定,即达到生态平衡。
2.【生产应用】沙田柚是梅州特色农产品,其产量和品质一直是果农关注的问题。沙田柚园A 采用常规管理,果农使用化肥、杀虫剂和除草剂等进行管理,林下几乎没有植被,沙田柚产量高;沙田柚园B与沙田柚园A面积相近,但不进行人工管理,林下植被丰富,沙田柚产量低。研究者调查了这两个沙田柚园中的节肢动物种类、个体数量及其中害虫、天敌的比例,结果见表。回答下列问题:
沙田柚园
种类(种)
个体数量(头)
害虫比例(%)
天敌比例(%)
A
523
103278
36.67
14.10
B
568
104118
40.86
20.40
(1)与沙田柚园A相比,沙田柚园B的节肢动物物种丰富度___________(填“高”或“低”),可能的原因是林下丰富的植被为节肢动物提供了___________,有利于其生存。
(2)与沙田柚园B 相比,沙田柚园A的害虫和天敌比例___________(填“多”或“少”),根据其管理方式分析,主要原因可能是___________。
(3)一沙田柚园被某种病害侵袭后柚子树全部死亡,从生态学角度解释,主要是该生态系统___________有限。
【答案】(1)高 食物和栖息空间
(2)少 沙田柚园 A 使用杀虫剂,可降低害虫数量,同时因食物来源少,导致害虫的天敌数量也少
(3)自我调节(自我修复)能力
【分析】1、群落垂直结构:在垂直方向上,大多数群落具有明显的分层现象;植物主要受阳光的影响,动物主要受食物和栖息空间的影响。群落水平结构:由于地形的变化、土壤湿度和盐碱的差异、光照强度的不同等因素,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。
2、由于阳光、温度和水分等环境条件随季节而变化,群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化。
【详解】(1)由表格内容可知,沙田柚园B节肢动物的种类数多于沙田柚园A,即沙田柚园B节肢动物的物种丰富度高,可能的原因是林下丰富的植被为节肢动物提供了食物和栖息空间,有利于其生存,因为动物的生存需要植物直接或间接提供食物和栖息地。
(2)沙田柚园A的节肢动物总数量以及害虫和天敌的比例均低于沙田柚园B,可推知沙田柚园A的害虫和天敌的数量均低于沙田柚园B,原因可能是沙田柚园A使用杀虫剂,降低了害虫的数量,同时因食物来源少,导致害虫天敌数量也低,因而物种丰富度低于沙田柚园B。
(3)一沙田柚园被某种病害侵袭后柚子树全部死亡,这是由于生态系统的自我调节能力有限。
3.【新情境·生态治理】某盐碱滩涂湿地生态系统结构稳定,物种丰富多样。以下因素的变动最可能导致该生态系统崩溃的是( )
A.外来生物迁入,其种群数量持续逐年增长
B.潮汐短期变化,部分草本植物生长受阻
C.盐分小幅波动,少数底栖生物数量下降
D.汛期积水增多,滩涂区域植被生长放缓
【答案】A
【详解】A、外来生物迁入后种群数量持续逐年增长,缺乏天敌制约且环境适宜,会持续抢占本地物种的生存资源,导致本地物种大量消亡,严重破坏生态系统的营养结构,可能导致生态系统崩溃,A正确;
B、潮汐属于短期变化,仅造成部分草本植物生长受阻,干扰强度极低,生态系统可通过自我调节维持稳定,不会导致该生态系统崩溃,B错误;
C、盐分属于小幅波动,仅造成少数底栖生物数量下降,对生态系统整体结构影响极小,可通过自我调节维持稳定,不会导致该生态系统崩溃,C错误;
D、汛期积水增多仅使滩涂植被生长放缓,未造成物种大量死亡,生态系统结构可通过自我调节维持稳定,不会导致该生态系统崩溃,D错误。
4.【新考法】下列实例体现生态系统恢复力稳定性的是( )
A.乡村小河中常年有人淘米洗衣,河水水质仍能长期保持洁净
B.草原遭受轻度放牧后,植被盖度基本不发生明显下降
C.被洪水淹没的农田,洪水退去之后一年内重新长出杂草作物
D.少量生活污水排入池塘,池塘水体不会爆发大面积水华
【答案】C
【详解】A、抵抗力稳定性是生态系统抵抗外界干扰、维持自身结构功能原状的能力;恢复力稳定性是生态系统遭到外界干扰破坏后,恢复到原状的能力。常年有人淘米洗衣属于外界干扰,河水仍保持洁净,是生态系统抵抗干扰维持原状的表现,属于抵抗力稳定性,A不符合题意;
B、草原遭受轻度放牧干扰后植被盖度无明显下降,是抵抗干扰维持原状的表现,属于抵抗力稳定性,B不符合题意;
C、被洪水淹没的农田结构功能已遭到破坏,洪水退去后重新长出杂草作物,是遭到破坏后恢复原状的表现,体现恢复力稳定性,C符合题意;
D、少量生活污水排入属于外界干扰,池塘未爆发大面积水华,是抵抗干扰维持原状的表现,属于抵抗力稳定性,D不符合题意。
5.生态系统的自我调节能力,对于维护生态系统的稳定起着关键作用。这是通过( )
A.种群密度的规律性变化来实现的
B.群落与非生物环境之间的物质循环来实现的
C.生态系统内部的反馈机制来实现的
D.人工进行的绿化和环境保护来实现的
【答案】C
【详解】生态系统的自我调节能力与群落的丰富度有关,群落结构越复杂,自我调节能力越大,生态系统的抵抗力稳定性就越强,而负反馈调节在生态系统中普遍存在,它是生态系统自我调节能力的基础,C正确,ABD错误。
6.【生活实践】广州翼·空港文旅小镇是全国首个空港文旅小镇,推进了生态文明的广东实践。小镇示范区排放生活污水的池塘经淤泥清理、合理种植、加装喷泉和九曲桥等,已成为该区域独特的风景,名为“风水塘”。下列叙述正确的是( )
A.风水塘里所有的鱼构成一个种群
B.风水塘建成初期,群落没有形成垂直结构
C.风水塘生物群落发生的演替属于初生演替
D.过度排放生活污水会降低风水塘的抵抗力稳定性
【答案】D
【分析】群落演替:随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程。分为初生演替和次生演替。
【详解】A、风水塘里同种鱼的所有个体形成的集合为一个种群,水塘的鱼含有多种,不是一个种群,A错误;
B、风水塘建成初期,生物群落的垂直结构不明显,并不是没有形成垂直结构,B错误;
C、由题干信息分析可知,风水塘生物群落发生的演替属于次生演替,C错误;
D、过度排放生活污水会降低风水塘的生物多样性,使营养结构变简单,导致该生态系统的抵抗力稳定性下降,D正确。
故选D。
7.下列关于初生演替中草本植物阶段和灌木阶段的叙述,正确的是( )
A.草本植物阶段与灌木阶段群落的丰富度相同
B.草本植物阶段比灌木阶段的群落空间结构复杂
C.草本植物阶段比灌木阶段的群落自我调节能力强
D.草本植物阶段为灌木阶段的群落形成创造了适宜环境
【答案】D
【详解】A、草本植物阶段的物种丰富度较低,而灌木阶段由于环境条件改善(如土壤形成、养分积累),物种种类和数量增加,丰富度更高,A错误;
B、灌木阶段的群落垂直结构更复杂(如分层更多),能更充分利用空间和资源,因此草本植物阶段的空间结构比灌木阶段简单,B错误;
C、生态系统的自我调节能力与物种丰富度呈正相关。灌木阶段物种更多,营养结构更复杂,自我调节能力更强,C错误;
D、草本植物阶段通过根系作用、枯枝落叶分解等改善土壤条件,为灌木阶段的物种定居提供了适宜环境,D正确。
故选D。
8.【联系生活】生态系统在与外界进行物质交换、能量转换和信息交流的过程中,会受到多种因素的干扰。下列有关生态平衡与生态系统的稳定性的叙述,正确的是( )
A.增加物种丰富度和食物网复杂程度能提高生态系统的恢复力稳定性
B.热带雨林遭到严重破坏后,恢复到原来的平衡状态需要较短时间
C.处于生态平衡的生态系统具有结构平衡、功能平衡和收支平衡等特征
D.封山育林,合理开发利用,缩短食物链长度均能提高生态系统稳定性
【答案】C
【分析】生态系统中的生物种类越多,营养结构越复杂,生态系统的自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高;反之,生物种类越少,营养结构越简单,生态系统的自我调节能力就越弱,抵抗力稳定性就越低。
【详解】A、增加生态系统的物种丰富度和食物网复杂程度,生态系统的自我调节能力会增强,进而有效提高其抵抗力稳定性,恢复力稳定性不会提高,A错误;
B、热带雨林物种种类多,营养结构复杂,抵抗力稳定性强,但恢复力稳定性较弱,故热带雨林遭到严重破坏后,恢复到原来的平衡状态需要很长时间,B错误;
C、生态平衡是指生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态,处于生态平衡的生态系统具有结构平衡、功能衡和收支平衡的特征,C正确;
D、能量流动沿着食物链呈现单向流动、逐级递减的特点,缩短食物链长度并不能提高生态系统稳定性,D错误;
故选C。
9.【生态系统·结构与功能】生态系统的结构越复杂,其自我调节能力就越强,原因不是( )
A.处于同一营养级的生物种类多
B.能量可通过不同的食物链传递到最高营养级
C.某营养级的部分生物减少或消失时,可由该营养级的其他生物代替
D.能量流经各营养级时,是逐级递减的
【答案】D
【分析】一般地说,生态系统的营养结构越复杂,处于同一营养级的生物种类多,食物链和食物网就越复杂;假如其中的某营养级的生物减少,可由该营养级的其他生物代替,整个生态系统的结构和功能仍然能够维持在相对稳定的状态。
【详解】A、生态系统的自我调节能力主要受生态系统的物种丰富度和营养结构复杂程度的影响,故处于同一营养级的生物种类越多,相对的营养结构越复杂,其自我调节能力也越强,A正确;
B、能量可通过不同的食物链传递到顶级,说明该生态系统的营养结构复杂,其自我调节能力强,B正确;
C、某营养级的部分生物减少或消失,可由该营养级的其他生物代替,说明该生态系统的营养结构复杂,其自我调节能力强,C正确;
D、能量流经各营养级时,是逐级递减的,这是能量流动的特点,不能说明生态系统自我调节能力的强弱,D错误。
故选D。
10.生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态,是生态平衡,下列叙述错误的是( )
A.生产—消费—分解的生态过程正常进行,保证了生态系统的功能平衡
B.演替到稳定阶段的群落各组分恒定不变,保证了生态系统的结构平衡
C.资源的消费与更新保持的收支平衡是实现可持续发展的重要标志
D.负反馈调节是生态系统自我调节能力即维持生态平衡的基础
【答案】B
【分析】生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态,就是生态平衡。处于生态平衡的生态系统具有以下特征。
第一,结 构平衡:生态系统的各组分保持相对稳定。
第二,功能平衡:生产—消费—分解的生态过程正常进行,保证了物质总在循环,能量不断流动,生物个体持续发展和更新。
第三,收支平衡,例如,在某生态系统中,植物在一定时间 内制造的可供其他生物利用的有机物的量,处于比较稳定的状态。
由此可见,生态平衡并不是指生态系统一成不变, 而是一种动态的平衡。
【详解】A、生产—消费—分解的生态过程正常进行,保证了物质总在循环,能量不断流动,生物个体持续发展和更新,保证了生态系统的功能平衡,A正确;
B、演替到稳定阶段的群落各组分保持相对稳定,生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者;生态系统的各组分保持相对稳定,保证了生态系统的结构平衡,B错误;
C、资源的消费与更新保持的收支平衡是生态平衡的具体表现,即生态系统中植物在一定时间内制造的可供其他生物利用的有机物的量处于比较稳定的状态,C正确;
D、负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础,即生态平衡的维持需要通过负反馈调节实现,D正确。
故选B。
11.自然灾害和人类活动能破坏自然生态系统,自然生态系统的恢复与重建需要利用恢复生态学的理论和技术。下列关于生态系统恢复的叙述,正确的是( )
A.抵抗力稳定性越低的生态系统,其恢复力稳定性一定越高
B.控制对生态系统的干扰程度对维持生态系统的稳定性是不利的
C.负反馈调节能使生态系统达到和保持平衡及稳态
D.生态系统恢复稳定后,群落的物种组成不再改变
【答案】C
【分析】1、生态系统所具有的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,正是由于生态系统具有自我调节能力,生态系统才能维持相对稳定。这种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,叫做抵抗力稳定性,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,叫做恢复力稳定性。
2、生态系统中的组分越多,食物网越复杂,其自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高,恢复力稳定性就越弱,两者一般呈负相关关系。
【详解】A、抵抗力稳定性的生态系统一般其恢复力稳定性就越高,但是苔原生态系统、沙漠生态系统抵抗力稳定性、恢复力稳定性都弱,A错误;
B、生态系统所具有的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,控制对生态系统的干扰程度有利于维持生态系统的稳定性,B错误;
C、负反馈调节是自我调节能力的基础,它能使生态系统达到和保持平衡及稳态,C正确;
D、生态系统恢复稳定后,人类活动会影响演替的速度和方向,群落的物种组成可能会改变,D错误。
故选C。
12.下列关于食物链和食物网的叙述错误的是( )
A.生产者是第一营养级,为自养型植物
B.以第二营养级为食的是次级消费者
C.食物链和食物网是生态系统的营养结构
D.食物网越复杂,生态系统抵抗外界干扰的能力越强
【答案】A
【分析】生态系统的营养结构:
食物链:生态系统中各生物之间由于食物关系而形成的一种联系;
食物网:在一个生态系统中,许多食物链彼此相互交错连接形成的复杂的营养结构。食物链和食物网是生态系统的营养结构,是生态系统物质循环和能量流动的渠道。
【详解】A、生产者是为自养型生物,属于第一营养级,但不一定全是植物,A错误;
B、生产者是第一营养级,初级消费者是第二营养级,因此以第二营养级为食的是次级消费者,B正确;
C、食物链和食物网是生态系统的营养结构,是生态系统物质循环和能量流动的渠道,C正确;
D、生态系统中的物种丰富度越高,食物网越复杂,自我调节能力越强,生态系统抵抗外界干扰的能力越强,D正确。
故选A。
13.【生态系统·稳定性】有关生态系统稳定性的叙述,正确的是( )
A.生态系统保持稳定性的原因是具有自我调节能力
B.正反馈调节是生态系统具有自我调节能力的基础
C.抵抗力稳定性弱的生态系统,其恢复力稳定性一定强
D.对人类利用强度较大的生态系统,不应实施相应的物质能量投入
【答案】A
【分析】1、抵抗力稳定性:指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力。
2、恢复力稳定性:指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影响。
3、生态系统中的组成成分越多,营养结构就越复杂,生态系统的自动调节能力就越强,其抵抗力稳定性就越强,相反的其恢复力稳定性往往就越弱。
【详解】A、生态系统之所以具有稳定性,是由于生态系统具有一定的自我调节能力,A正确;
B、负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础,B错误;
C、一般来说,抵抗力稳定性和恢复力稳定性呈负相关,但也不全是,如北极苔原的抵抗力稳定性弱,恢复力稳定性也很弱,C错误;
D、对人类利用强度较大的生态系统,应实施相应的物质能量投入,保证生态系统内部结构与功能的协调,D错误。
故选A。
考点02:生态系统稳定性的探究与实践
教材梳理
1. 设计生态瓶时应使阳光、空气、水、生产者、消费者和分解者等成分彼此协调,以保证生态系统内物质循环和能量流动能够正常进行。
2. 制作生态瓶后,应将其放在温度适宜、光线良好但避免阳光直接照射的地方,并定期观察、记录瓶内动植物的种类和数量变化。
3. 探究不同生态瓶稳定性时,应围绕生物种类与数量、成分比例及环境条件设置比较,依据动植物数量变化及其原因分析生态瓶的稳定性,并通过比较结果判断生态系统各成分彼此协调对维持稳定性的作用。
自我检测
14.某同学制作了一个封闭的小生态缸,放入适量的水草、5条小鱼、含腐殖质的土等基质,将其置于窗台上接受阳光直射。7天后,发现水草枯萎、小鱼全部死亡。下列有关原因分析最合理的是( )
A.水草数量过少,无法为小鱼提供充足氧气
B.生态缸未定期通入氧气以维持小鱼生存
C.未添加分解者,有机物积累较多导致水质恶化
D.阳光直射导致水温升高较快,超出生物耐受范围
【答案】D
【分析】制作小生态缸设计要求及相关分析:①生态缸必须是封闭的,以防止外界生物或非生物因素的干扰。②生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力,成分齐全(具有生产者、消费者和分解者),以保证生态缸中能够进行物质循环和能量流动,在一定时期内保持稳定。③生态缸的材料必须透明,以便为光合作用提供光能,保持生态缸内温度,便于观察。④生态缸宜小不宜大,缸中的水量应占其容积的4/5,要留出一定的空间,储备一定量的空气。⑤生态缸的采光用较强的散射光,以防止水温过高导致水生生物死亡。
【详解】A、水草数量过少可能导致氧气不足,但题干中水草自身枯萎,说明其无法正常进行光合作用,根本原因可能与环境因素(如温度)有关,而非单纯数量问题,A错误;
B、封闭生态缸应通过生产者(水草)的光合作用维持氧气平衡,无需额外通氧。若系统崩溃,说明内部结构或环境存在缺陷,而非维护不当,B错误;
C、腐殖质土壤中含有分解者(如微生物),能够分解有机物,因此“未添加分解者”不符合实际情况,C错误;
D、阳光直射导致水温快速升高,超出水草和小鱼的耐受范围。高温会破坏水草细胞结构(如酶失活、叶绿体受损),使其枯萎;同时水温升高会降低水中溶解氧含量,导致小鱼缺氧死亡,D正确。
故选D。
15.【科学探究·实验方法】下列有关实验或调查的叙述,错误的是( )
A.用样方法调查蒲公英的种群密度时,应当随机取样
B.用标记重捕法调查田鼠种群密度及土壤中小动物类群的丰富度
C.“探究酵母菌种群数量变化”实验中,需要进行重复实验
D.生态缸中的各种生物及其生存的无机环境之间,能进行物质循环和能量流动
【答案】B
【详解】A、样方法调查植物的种群密度时必须要做到随机取样,A正确;
B、土壤中小动物类群的丰富度的调查需要采用取样器取样的方法,不适合标记重捕法,B错误;
C、“探究酵母菌种群数量变化”实验中,需要进行重复实验,避免实验结果的偶然误差,C正确;
D、生态缸中的各种生物及其生存的无机环境之间,能进行物质循环和能量流动,D正确。
16.(2025高考河北卷)口袋公园是指在城市中利用零星空地建设的小型绿地,可满足群众就近休闲需求,为群众增添身边的绿、眼前的美。下列分析错误的是( )
A.大量口袋公园的建设有效增加了绿地面积,有助于吸收和固定
B.适当提高口袋公园的植物多样性,可增强其抵抗力稳定性
C.口袋公园生态系统不具备自我调节能力,需依赖人工维护
D.从空地到公园,鸟类等动物类群逐渐丰富,加快了生态系统物质循环
【答案】C
【详解】[植物通过光合作用吸收,大量口袋公园建设增加绿地面积,有助于吸收和固定,A正确;生态系统的抵抗力稳定性与物种多样性呈正相关,植物多样性提高,营养结构复杂,生态系统的抵抗力稳定性增强,B正确;任何生态系统都具备一定的自我调节能力,口袋公园生态系统也不例外,只是相对较弱,可能需要一定的人工维护,C错误;从空地到公园,环境改变,鸟类等动物类群逐渐丰富,动物能加快生态系统的物质循环,D正确。]
17.(2025高考北京卷)塞罕坝曾森林茂密,后来由于人类活动破坏而逐渐变成荒原。上世纪60年代以来,林业工人不断努力,种植了华北落叶松等多种树木,如今已将森林覆盖率提高到75%以上,成为人类改善自然环境的典范。下列叙述错误的是( )
A.塞罕坝造林经验可推广到各类荒原的治理,以提高森林覆盖率
B.植树造林时要尽量种植多种树木,以利于提高生态系统稳定性
C.塞罕坝的变化说明,人类活动可以影响群落演替的进程和方向
D.与上世纪60年代相比,现在塞罕坝生态系统的固碳量大幅增加
【答案】A
【分析】生态系统的稳定性是生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力,原因:生态系统具有一定的自我调节能力;调节基础:负反馈调节。群落是一个动态系统,是不断发展变化的;随着时间的推移一个群落被另一个群落代替的过程称为群落演替;人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
【详解】A、不同荒原的环境条件(如气候、土壤等)差异较大,塞罕坝的造林经验基于当地特定条件,不能直接推广到所有类型的荒原治理,A错误;
B、增加物种多样性可提高生态系统的抵抗力稳定性,种植多种树木符合这一原理,B正确;
C、人类活动(如植树造林)能改变群落演替的速度和方向,塞罕坝的恢复是典型实例,C正确;
D、森林覆盖率的提高意味着生产者(如华北落叶松)数量增加,光合作用固定CO₂的能力增强,生态系统的总固碳量必然增加,D正确;
故选A。
18.【生态治理】胡杨是我国西北沙漠区重要的乔木建群种,其活根与共生微生物构成的“根网”结构,是适应极端干旱与盐胁迫环境的重要特征。为探究丛枝菌根真菌(AMF)能否缓解盐胁迫对胡杨幼苗的不利影响,研究者选取长势一致的1年生胡杨幼苗开展盆栽实验,结果如图所示。回答下列问题:
(1)“根网”结构中,AMF通过延伸的菌丝网络助力胡杨根系从土壤中高效摄取_______;而自身从胡杨获取_______,进而形成_______种间关系。
(2)研究发现胡杨母树通过“根网”向幼苗输送水和养分,显著提升幼苗存活率,进而促进胡杨种群规模进一步扩大,这一过程属于_______调节。胡杨的“根网”在荒漠中形成“水分岛”,滋养红柳、骆驼刺等植物,构建稳定的荒漠河岸林生态系统,该生态系统稳定性显著高于荒漠生态系统的原因是_______。
(3)根据图的实验结果,推测AMF能缓解盐胁迫对胡杨幼苗的不利影响,理由是_______。
【答案】(1)水和无机盐 有机养分 互利共生
(2)正反馈 生物种类更多,营养结构更复杂,自我调节能力更强
(3)在相同盐胁迫浓度下,接种AMF的胡杨幼苗株高相对增长率、基径相对增长率均显著高于未接种AMF组
【详解】(1)丛枝菌根真菌和胡杨是互利共生关系:AMF的菌丝扩大了吸收面积,帮助胡杨从土壤中摄取水和无机盐;AMF是异养微生物,无法自身合成有机物,因此从胡杨获取有机物,二者相互提供营养、彼此有利,属于互利共生的种间关系。
(2)正反馈调节的作用是放大初始变化,使过程偏离原有稳态:本题中胡杨母树提升幼苗存活率,进一步促进种群规模扩大,该过程属于正反馈调节。生态系统稳定性取决于自我调节能力,一般而言,生物种类越多、营养结构越复杂的生态系统,自我调节能力越强,稳定性越高,因此荒漠河岸林生态系统稳定性显著高于物种单一的荒漠生态系统。
(3)从实验结果可知,在相同盐胁迫浓度下,接种AMF的胡杨幼苗株高相对增长率、基径相对增长率均显著高于未接种AMF组,说明AMF可以促进盐胁迫下胡杨幼苗的生长,即能缓解盐胁迫对胡杨幼苗的不利影响。
19.【生态治理】治理河流污染是保护水资源和生态环境的重要任务。在海南某河流污染治理的过程中,研究人员根据该河流中部分生物之间的关系,绘制了如图1所示的能量流动示意图,其中a表示由蓝细菌流向浮游动物甲的能量数值,依此类推。请回答下列问题:
(1)据图1分析,流入该生态系统的总能量为____________。浮游动物甲与浮游动物乙的种间关系为_______。若该生态系统中只存在图1所示食物网,则浮游动物乙和黑鱼之间的能量传递效率为______(用图中字母表示)。
(2)为探究黑鱼密度对水体中浮游动物乙密度的影响,科研人员进行了相关实验,实验结果如图2所示,已知C0~C4组的黑鱼密度分别为0条/L、10条/L、20条/L、30条/L、40条/L。根据实验结果可得出的实验结论是:______________________________。
(3)当河流受到轻微污染时,其生态平衡并不会遭到破坏,这是因为________________,其调节机制是__________;受到严重污染的河流通过治理后可再次达到生态平衡状态,生态平衡是指生态系统的________和_______________处于相对稳定的一种状态。
【答案】(1)生产者固定的太阳能及输入的有机物中的化学能 捕食和种间竞争 e/(b+d)×100%
(2)随着黑鱼密度的增加,浮游动物乙的密度逐渐降低
(3)生态系统具有一定的自我调节能力 负反馈调节 结构 功能
【详解】(1)根据图1分析,流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能及输入的有机物中的化学能。
浮游动物甲和乙都以绿藻为食,浮游动物乙又以浮游动物甲为食,浮游动物甲、乙之间的种间关系是捕食和种间竞争。
黑鱼从浮游动物乙同化的能量为e,浮游动物乙同化的能量为b+d,因此二者之间的能量传递效率是e/(b+d)×100%。
(2)已知C0~C4组的黑鱼密度分别为0条/L、10条/L、20条/L、30条/L、40条/L,黑鱼的密度是逐渐增加的,实验后浮游动物乙的密度低于实验前,且下降的幅度越来越大,这说明随着黑鱼密度的增加,浮游动物乙的密度逐渐降低。
(3)当河流受到轻微污染时,其生态平衡并不会遭到破坏,这是因为生态系统具有一定的自我调节能力,其调节机制为负反馈调节。受到严重污染的河流通过治理后可再次达到生态平衡状态,生态平衡是指生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。
20.【生产应用】在北方农牧交错带的中温带半干旱区,当农田连续耕作六年后,农作物产量往往下降,弃耕后土地易沙化。对三片弃耕土地分别采取围封禁牧、人工种植灌木、人工种植乔木恢复措施,灌木、乔木成活后该地自然恢复。十五年后进行调查,结果如下表所示。回答下列问题:
指标
样地
土壤含水量/%
土壤全氮/(g·kg-1)
草本植物物种数/种
土壤小动物个体数/(只·样本-1)
土壤小动物多样性指数
弃耕地(对照)
0.26
0.09
1.1
3.1
0.6
禁牧草地
0.66
0.36
2.6
9.4
1.7
人工灌木林
0.77
0.42
2.8
7.4
0.8
人工乔木林
1.37
0.27
1.6
10.0
1.1
注:*多样性指数可以反映丰富度,多样性指数越高,丰富度越高。
(1)通常在气候适宜的情况下,经历足够长的时间,农田弃耕后__________(填“会”或“不会”)演替形成森林群落。上述农田弃耕后土地易沙化,据表分析其原因可能是__________。
(2)上表中土壤全氮增加最明显的是__________样地,这是该样地内豆科植物与根瘤菌相互作用的结果,豆科植物与根瘤菌的种间关系为__________。
(3)从物种丰富度角度分析,在中温带半干旱地区,上述三种恢复措施中更适宜用来改造弃耕后土地的是__________。
(4)在中温带半干旱地区,草原生态系统比农田生态系统的抵抗力稳定性更__________(填“高”或“低”)。
【答案】(1)会 土壤含水量过低
(2)人工灌木林 互利共生
(3)围封禁牧(或禁牧草地)
(4)高
【分析】分析数据可知,对照组的各类数据均最低;禁牧草地的土壤小动物多样性指数最高;人工灌木林中土壤全氮含量最高和草本植物种数最多;人工乔木林中土壤含水量最高和土壤小动物个体数最多。
【详解】(1)群落演替的最终方向与气候等有关,通常在气候适宜的情况下,经历足够长的时间,农田弃耕后会演替形成森林群落;上述弃耕农田可能因为土壤中含水量过低等原因,土地容易沙化。
(2)由表格可知,人工灌木林中土壤全氮含量最高,土壤全氮增加最明显;豆科植物能给根瘤菌提供有机物,而根瘤菌能给豆科植物提供氮元素,豆科植物与根瘤菌是互利共生的关系。
(3)分析题意,围封禁牧后草本植物物种数较多,土壤小动物多样性指数增加更明显,物种丰富度更高,说明其土壤条件适合土壤小动物的生存,土壤条件更好。
(4)与农田生态系统相比,草原生态系统的物种多样性更高,营养结构更复杂,自我调节能力更强,所以草原生态系统的抵抗力稳定性更高。
21.(2026高考黑吉辽蒙卷)伴生植物可有效防控作物害虫。研究人员利用万寿菊防治旱稻田害虫,调查了旱稻种植期内的害虫及其天敌(节肢动物类)数量,实验分组和结果如下:
组别
处理方法
T1
种植旱稻
T2
在旱稻田周围种植万寿菊
T3
对旱稻喷洒万寿菊提取物
T4
在旱稻田周围种植万寿菊且对旱稻喷洒万寿菊提取物
(1)据柱状图分析,种植万寿菊可通过________实现对农田害虫的调控,从而提高农田生态系统的________能力。
(2)实验中观察到,害虫天敌草蛉主要捕食旱稻田内的害虫(如二化螟、稻飞虱),草蛉还能捕食以万寿菊为食的花蓟马等昆虫。请根据上述给出的营养关系绘制包含旱稻、万寿菊、二化螟、稻飞虱、花蓟马和草蛉的食物网________(请在答题卡指定区域作答)。
(3)旱稻生长的不同时期,二化螟等害虫数量变化较大。当旱稻田中的害虫较少时,害虫天敌会捕食万寿菊上的昆虫作为补充食物,这种补充食物对天敌种群的作用是________,这种作用在后续旱稻田害虫数量增多时的意义是________。
(4)统计分析后,T2、T3和T4对害虫的控制效果基本一致,为了实现长期控害和可持续发展,生产实践中应优先选择使用________方法。
(5)为实现更好的防控效果,需结合防控目标和作物特点。下列叙述正确的是________(多选)。
A.害虫天敌的活动范围能够覆盖农田作物
B.害虫天敌应保持食物生态位的高度重叠
C.避免伴生植物生长时与作物产生竞争
D.伴生植物应易于控制,避免造成物种入侵
【答案】(1)增加害虫天敌的数量 自我调节能力
(2)
(3)维持天敌种群数量,避免天敌因食物不足导致种群数量下降 当害虫数量增多时,足够数量的天敌可以快速控制害虫种群增长,更好地发挥控害作用
(4)T2(在旱稻田周围种植万寿菊)
(5)ACD
【详解】(1)从柱状图可知,种植万寿菊后,害虫天敌数量显著提升,害虫数量下降,因此种植万寿菊是通过增加害虫天敌数量调控害虫;天敌增加后农田生态系统营养结构更复杂,提高了生态系统的自我调节能力。
(2)旱稻和万寿菊是生产者;二化螟、稻飞虱取食旱稻,花蓟马取食万寿菊;草蛉捕食二化螟、稻飞虱、花蓟马,食物网如图:。
(3)害虫减少时,补充食物可保证天敌的食物供应,维持天敌种群规模;当后续害虫爆发时,已经维持一定数量的天敌可以迅速发挥捕食作用,抑制害虫种群增长,达到控害效果。
(4)三种处理控害效果相近,种植万寿菊不需要持续喷洒提取物,更环保经济,可长期维持天敌种群,生产实践中应优先选择使用T2(在旱稻田周围种植万寿菊)方法。
(5)A、只有天敌活动范围覆盖农田,才能捕食农田中的作物害虫,达到控害效果,A正确;
B、天敌食物生态位高度重叠会加剧种间竞争,不利于天敌种群维持,也不利于对多种害虫的防控,B错误;
C、伴生植物若和作物竞争光、水、无机盐,会抑制作物生长,因此需要避免伴生植物与作物竞争,C正确;
D、伴生植物若失控容易成为入侵物种,破坏当地生态,因此需要易于控制,避免物种入侵,D正确。
22.【可持续发展】(2024新课标高考黑吉辽卷)为协调渔业资源的开发和保护,实现可持续发展,研究者在近海渔业生态系统的管控区中划分出甲(捕捞)、乙(非捕捞)两区域,探究捕捞产生的生态效应,部分食物链如图1。回答下列问题。
(1)甲区域岩龙虾的捕捞使海胆密度上升,海藻生物量下降。捕捞压力加剧了海胆的种内竞争,引起海胆的迁出率和_______上升。乙区域禁捕后,捕食者的恢复_______(填“缓解”或“加剧”)了海胆的种内竞争,海藻生物量增加。以上研究说明捕捞能_______(填“直接”或“间接”)降低海洋生态系统中海藻的生物量。
(2)根据乙区域的研究结果推测,甲区域可通过_______调节机制恢复到乙区域的状态。当甲区域达到生态平衡,其具有的特征是结构平衡、功能平衡和_______。
(3)为了合理开发渔业资源,构建生态学模型,探究岩龙虾种群出生率和死亡率与其数量的动态关系。仅基于模型(图2)分析,对处于B状态的岩龙虾种群进行捕捞时,为持续获得较大的岩龙虾产量,当年捕捞量应为_______只;当年最大捕捞量不能超过_______只,否则需要采取有效保护措施保证岩龙虾种群的延续,原因是_______。
【答案】(1)死亡率 缓解 间接
(2)负反馈 收支平衡
(3)9 29 当捕捞量超过29只,种群的出生率将小于死亡率,不能保证岩龙虾种群的延续
【详解】(1)甲区域岩龙虾的捕捞使海胆密度上升,加剧了海胆的种内竞争,引起海胆的迁出率和死亡率上升,乙区域禁捕后,捕食者数量恢复,大量捕食海胆,导致海胆数目下降,缓解了海胆的种内竞争,以上研究说明捕捞能通过影响海胆的数目间接降低海洋生态系统中海藻的生物量。
(2)负反馈调节是生态系统自我调节的基础,因此根据乙区域的研究结果推测,甲区域可通过负反馈调节机制恢复到乙区域的状态。处于生态平衡的生态系统具有结构平衡、功能平衡和收支平衡的特征。
(3)由图2可以直接看出,B状态时,岩龙虾种群出生率等于死亡率,种群增长速率为0,此时岩龙虾的种群数量为34只,种群增长速率最大时,岩龙虾的种群数量为25只,故对处于B状态的岩龙虾种群进行捕捞时,为持续获得较大的岩龙虾产量,捕捞后种群数量应为25只,则当年捕捞量应为34-25=9(只)。A状态之前,岩龙虾种群的出生率小于死亡率,种群数量不断减少,A状态时,岩龙虾的种群数量为5只,此时出生率等于死亡率,故当年最大捕捞量不能超过34-5=29(只),否则需要采取有效保护措施保证岩龙虾种群的延续。
23.【生态修复】(2025高考陕晋宁青卷)过度放牧会导致土地退化,禁牧封育是防治荒漠化和开展风沙治理的重要措施。研究人员在黄土高原半干旱区对不同禁牧封育年限的群落开展植物多样性调查,结果如下表。其中,辛普森多样性指数越大表示群落物种多样性水平越高。回答下列问题。
禁牧封育时长(年)
物种数(种)
物种总数(种)
辛普森多样性指数
半灌木
多年生草本
一年生草本
0
0
11
2
13
0.6
3
2
16
4
22
0.8
6
2
19
6
27
0.9
10
2
21
5
28
0.9
15
2
22
2
26
0.8
注:深色方块代表样方的相对位置
(1)开展植物种群密度调查时常用样方法。研究区域的植物分布不均匀,理论上样方设置较合理的是图(a)中的__________(填“A”“B”或“C”),其原因是______________________________________________________________________。
(2)本研究结果说明生态系统遭到一定程度的破坏后,经过一段时间,可以恢复到接近原来的状态,这是由于生态系统具有__________。
(3)根据表中物种数量变化分析,研究区域禁牧封育后发生的群落演替类型为__________,该群落最终演替成为灌草群落。若在该半干旱地区大量种植阔叶乔木,生态系统稳定性会__________,其原因是__________________________________________。
(4)据表可知,随禁牧封育时间延长,物种多样性的变化趋势是__________,该结果说明____________________;针对其中出现的问题,结合图(b)所示,对长期禁牧封育的群落恢复提出可行优化建议:_____________________________。
【答案】(1)B B种样方设置做到了随机取样,调查数据更加科学严谨,A、C样方设置没有做到随机取样
(2)一定的自我调节能力或恢复力稳定性
(3)次生演替 降低 阔叶乔木生长需要大量的水,在半干旱地区种植会导致水资源短缺,使该生态系统中原有的物种因缺水而逐渐减少甚至消失,生物种类减少,营养结构变得单一
(4)先增加后降低 适度禁牧有利于物种多样性的增加,过度禁牧则不利于物种多样性的维持 适度的放牧,一定的人为干预
【详解】1)开展植物种群密度调查时常用样方法,样方法调查时需要随机取样,观察图(a)中的样方可知,A和C均没有做到随机取样,只有B是在研究区域内随机取样,这样的调查结果会更加严谨和科学,因此理论上样方设置较合理的是图(a)中的B。
2)生态系统遭到一定程度的破坏后,经过一段时间,可以恢复到接近原来的状态,原因是生态系统具有一定的自我调节能力(或恢复力稳定性)。
3)结合表格数据分析,研究区域禁牧封育前存在一定的物种,禁牧封育物种数在不断增多,发生的群落演替类型为次生演替。若在该半干旱地区大量种植阔叶乔木,生态系统稳定性会降低,原因是阔叶乔木生长需要大量的水,在半干旱地区种植会导致水资源短缺,使该生态系统中原有的物种因缺水而逐渐减少甚至消失,生物种类减少,营养结构变得单一,因此生态系统的稳定性降低。
4)辛普森多样性指数越大表示群落物种多样性水平越高,结合表格数据可知,随禁牧封育时间延长,物种多样性的变化趋势是先增加后降低。该结果说明适度禁牧有利于物种多样性的增加,过度禁牧则不利于物种多样性的维持。图(b)分析,群落受到一定程度的干扰是可以提高物种多样性的,有利于生态系统的稳定,因此对长期禁牧封育的群落恢复可提出的建议是进行适度的放牧,也可以进行一定的人为干预。
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