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2023年高考生物全国甲卷真题变式·分层精准练:第9题
一、原题
1.(2023·全国甲卷)某旅游城市加强生态保护和环境治理后,城市环境发生了很大变化,水体鱼明显增多,甚至曾经消失的一些水鸟(如水鸟甲)又重新出现。回答下列问题。
(1)调查水鸟甲的种群密度通常使用标志重捕法,原因是 。
(2)从生态系统组成成分的角度来看,水体中的鱼、水鸟属于 。
(3)若要了解该城市某个季节水鸟甲种群的环境容纳量,请围绕除食物外的调查内容有 (答出3点即可)。
二、基础
2.(2023高二下·梅州期中)为保护和合理利用自然资源,某研究小组对某林地的动植物资源进行了调查。回答下列问题。
(1)可以用样方法调查该林地中某种 (填“双子叶”或“单子叶”)植物的种群密度,为保证调查的可靠性和准确性,选取样方应注意的主要事项是 。若要调查某种鸟的种群密度,可以采用的方法是 。
(2)该林地中,植物对动物的作用有为动物提供 ;动物对植物的作用有对植物的传粉和种子传播具有重要作用。
(3)若有物种入侵该林地时,种群增长曲线开始往往呈“J”形,从环境因素考虑,其原因有 (至少答出两点)。 入侵种的爆发通常会使入侵地的物种多样性 。
3.(2023高二下·宁波期中)位于浙江省宁波市的天童国家森林公园,是中国东部常绿阔叶林分布的主要地区之一。公园内有野生动物 93 种,其中鸟类 45 种,国家二级保护以上的野生动物有红嘴相思鸟、雀鹰、猫头鹰、穿山甲等。请回答下列问题:
(1)天童国家森林公园里所有的红嘴相思鸟是一个 ,常用 法调查其种群密度。如果红嘴相思鸟被捕捉过一次后更难捕捉,则统计的种群密度比实际 (填“高”或“低”)。红嘴相思鸟主要以毛虫、甲虫、蚂蚁等昆虫为食,也吃植物果实、种子等植物性食物,偶尔也吃少量玉米等农作物。它的存在,加快了生态系统的 。与森林相比,玉米地的 稳定性差,其原因是 (答出 1 点即可)。
(2)天童国家森林公园已处于群落的相对稳定状态,决定该群落类型的主要因素是 。 该生态系统的结构包括生态系统的组成成分和 。
(3)天童国家森林公园以寺庙、森林、奇石、怪洞、云海、晚霞著称,形成古刹、丛林两大特色,既是游览胜地,也是植物生态学的科普教育基地,这体现了生物多样性的 价值。生物多样性的间接价值明显 (填“大于”“等于”或“小于”)其直接价值。
4.(2023·鞍山模拟)某河道中下游土壤类型主要是风沙土。为防止进一步荒漠化,当地人工种植梭梭树、杨树等,在人工林与荒漠边缘交界处种植沙米(黎科一年生草本植物),在半流动沙丘中生活着一些沙鼠等啮齿类小动物。回答下列问题:
(1)调查沙米种群密度时,最关键是要做到 ;标记重捕法调查沙鼠种群密度时,若在调查期间被标记个体更易被天敌捕食,则会导致调查结果 。梭梭树与沙米的种间关系为 ,沙米的环境容纳量是 (“固定不变的”或“可变的”)。
(2)在自然状态下荒漠会向沙漠演化,建立人工林防沙治沙的例子说明 。沙漠变成人工林后 (填“有”或“没有”)降低生态系统的多样性,理由是 。
(3)科学家对该生态系统的能量流动进行定量分析,数据如图所示(图中数字为能量值,单位是J/(cm2·a)。能量x表示的是 ;生产者到植食性动物的能量传递效率为 %(保留小数点一位)。
5.(2023·烟台模拟)r对策和K对策是种群适应环境的两种形式:r对策生物通常个体小,寿命短,生殖力强但存活率低,亲代对后代缺乏保护;K对策生物则与之相反。图中曲线表示两类生物当年种群数量(Nt)和一年后种群数量(Nt+1)之间的关系;虚线表示Nt+1=Nt。
(1)当种群数量较少时, 对策生物的数量会在短时间内快速增长。当种群数量处于S点时,种群的年龄结构为 。对于某些珍稀濒危动物,其数量一旦低于X点,就会逐渐走向灭绝,对此可采取的保护措施有 和 两大类。
(2)K对策生物S点的增长率 (填“大于”、“等于”或“小于”)X点的增长率。当天敌增多时,K对策生物的X点和S点对应横坐标大小的变化分别为 .
(3)我国历史上有记载的蝗灾是由东亚飞蝗引起的,东亚飞蝗属于 对策生物。连年干旱往往伴随蝗灾,干旱等气候因素属于 (填“密度制约”或“非密度制约”)因素。
6.(2023高二下·湖北期中)图甲表示棉花田内存在的部分食物健,麻雀以棉籽(位于棉铃中)和棉铃虫为食,棉铃虫主要取食棉花的叶片和棉铃。研究人员为防治棉田主要害虫棉铃虫,在面积为一公顷的棉田内每隔一定距离设置适宜高度的模拟树桩,定期调查棉田中棉铃虫的种群密度,如图乙所示。回答下列相关问题:
(1)若想调查棉铃虫的种群密度,则最好采用的方法是 。如果当前棉铃虫的年龄结构为增长型,一定时间内棉铃虫的数量却没有持续上升的原因可能是 。
(2)一般而言,能量在相邻营养级之间的传递效率为10%至20%,但研究发现,在棉花与棉铃虫之间的能量传递效率不足10%,原因是 。
(3)由图甲可知,棉铃虫与麻雀的种间关系为 ,由此推测,在棉田中每隔一定距离设置适宜高度模拟树桩的目的是 。由图乙可知,树桩之间的距离为 时防治害虫的效果较好。及时消灭农田中的害虫,从能量流动角度分析,其意义是 。
7.(2023·湖南模拟)土壤中重金属污染和农药残留会影响茶叶的品质。某科研小组对某重金属污染地区的单作茶园生态系统(种植单一品种茶树)进行了调查研究,并对其实施了植物修复技术。植物修复是通过绿色植物(如豆科、禾本科等超积累植物)从被污染环境中吸收重金属,并将其转移、贮存到地上部分,从而降低环境中重金属的浓度,以达到修复被污染环境的目的。请回答下列问题:
(1)取样深度不同,土壤样品中生物种类不同,这体现了群落的 结构。
(2)科研小组选择适宜的豆科植物进行植物修复,降低环境中重金属浓度的同时土壤肥力也得到了提升,试分析其原因是 。
(3)蜘蛛在茶园生态系统中发挥着重要作用。在不同类型的茶园中对蜘蛛的相关指数进行调查后,得到表中数据(有机茶园不喷洒除草剂,每年采茶1次;无公害茶园每年喷洒除草剂2次,采茶4次;普通茶园每年喷洒除草剂2次,采茶6次):
茶园类型 有机茶园 无公害茶园 普通茶园
个体数 1 530 956 602
物种数 57 46 33
丰富度指数 7.63 6.32 5.21
分别从不同类型的茶园中各选取5个茶丛,调查并统计其上某种蜘蛛的种群密度,该过程采用的方法为 。在统计各种蜘蛛种类时,同时还统计了各种蜘蛛的相对数量,该统计物种相对数量的方法是 。结合上述信息普通茶园中蜘蛛的丰富度最低的原因是 和 。
8.(2023·乌鲁木齐模拟)为探究外来物种虹鳟鱼对天池自然保护区的影响,选择本地物种新疆裸重唇鱼作为考察对象评估虹鳟的入侵风险,为该地区生物多样性保护方案的制定提供依据。如下图为虹鳟入侵后两种鱼消化道中部分食物出现频率示意图。回答下列问题。
(1)通过分析鱼的消化道食物种类可知,新疆裸重唇鱼属于生态系统中的 成分,若要调查二者是否还有捕食关系,可选择虹鳟消化道内的 进一步调查。
(2)用标志重捕法估算新疆裸重唇鱼的种群密度时,为了尽量减少对鱼类生存的影响,标记时需要遵循的原则有 。
(3)虹鳟从幼体到性成熟的时间约为新疆裸重唇鱼的一半,虹鳟的入侵会影响新疆裸重唇鱼的生存,原因是 。
9.(2023·景德镇模拟)中国生物多样性保护与绿色发展基金会最新研究,重新引进20个关键物种可以使地球上四分之一的陆地恢复自然的大型哺乳动物种群,从而促进生物多样性的恢复。麋鹿从当初的18头恢复到现在的将近一万头,被认为是世界上物种重引入最成功的案例之一。
(1)引进物种需要考虑哪些必要因素?(写出一种)
(2)调查麋鹿的种群密度,在麋鹿最初(逐个计数)到恢复后(标志重捕)调查方法有所差异,请你阐述其中的原因: 。
(3)引入合适物种可以加速生态恢复,使生态系统抵抗力稳定性提高,从生态系统结构角度分析,原因是 。
10.(2023高二下·鞍山月考)积极推进生态文明建设、完善生态保护和修复制度是实现人与自然和谐共生的重要举措。由于人类活动,福建某湿地自然保护区在2014-2017年间出现水质变差、生物种类减少、鸟类生存受到影响的现象。下图为2006-2019年间科研人员对该地某种珍稀候鸟的数变化的调查。回答下列问题:
(1)直接决定种群密度的数量特征有 ;调查该种候鸟种群密度的方法是 。由图可知,在2006-2014年间,该种候鸟的种内斗争逐渐 (填“增强”或“减弱”)。
(2)K值是指在环境条件不受破坏的情况下, 种群最大数量;在2014-2017年间,该种候鸟种群的K值下降,可能是由于 等原因导致环境阻力增大。
(3)从2006-2014年间,该生态系统抵抗力稳定性如何变化? (填“上升下降”或“无法判断”)
11.(2023高二下·余姚月考)某著名遗址公园是距北京市中心较近的、较为完善的湿地生态景观,这里生 存着多种湿地类型动植物。公园中金线蛙为北京市二级保护动物,是北京湿地的典型指示物 种 (注:指示物种是一定区域内能对某一环境特征具有指示特性的物种,一般为对环境变化 比较敏感的物种,可作为环境污染监测指标之一) 。研究人员对该公园湿地进行调查,下表 为此公园湿地生态状况的一项调查表。请回答下列问题:
遗址公园 26#湖不同取样点的浮游藻类的细胞密度 ( ×104/L)
取样 点 水深 ( m ) 水温 (℃) 蓝藻 绿藻 硅藻 甲藻 金藻 隐藻 裸藻 合计
1 1.0 16.5 13.83 76.08 276.66 0 0 13.83 13.83 394.23
2 1.0 17.5 41.50 48.41 172.91 6.91 0 34.58 0 304.32
3 1.1 18.0 55.33 96.83 145.24 0 27.67 0 6.91 345.82
4 0.24 21.0 20.75 152. 16 55.33 0 13.83 76.08 13.83 331.99
5 0.48 21.0 20.75 13.83 76.08 0 13.83 110.66 0 235. 16
(1)在选择采样点时要做到 取样,以确保调查结果的客观性。取样后对藻类进 行观察和计数要用到 两种用具。调查结果体现了该湿地浮游藻类 群落的 结构,这种结构有利于浮游藻类充分利用 等环境资源。
(2)近年来,该遗址公园为了扩大荷花等观赏植物的种植面积,清除了多种野生植物,此举很有可能使金线蛙 K 值变为 (填“K1”或“K2”) 。若 a 点为生活污水混入水系,则 a 点后金线蛙的种群数量变化曲线为 。
(3)为调查金线蛙在该区域的种群密度,可采取 法调查。第一次捕获 120 只,做上标记后释放,两周后,再次捕获的 100 只中有 12 只带有标记,此环境中大约有金线蛙 只。
(4)依据本题材料,提出两条保护金线蛙种群的措施 、 。
三、提高
12.(2023·平度模拟)一种生活在某热带雨林中的哺乳动物,形状略似猴,嗅觉灵敏,视觉和听觉不太发达,行动迟缓,活动范围小,主要以树叶、果实为食,其天敌主要是蟒蛇和猛禽(如角雕)等。树懒身上长有绿藻,使其外表呈现绿色。树懒身上有大量的树懒蛾,树懒蛾以嫩叶为食,且能帮助树懒养殖绿藻。树懒的粪便为树懒蛾幼虫提供食物和繁育场所。
项目 GP X R
甲 12.6 2.9 9.7
乙 838.2 166.0 672.2
丙 0.9 0.4 0.5
丁 105.0 38.8 66.2
分解者 184.5 23.8 160.7
(1)热带雨林生态系统的结构包括 和营养结构,生态系统中的 是沿着其营养结构进行的。
(2)调查树懒种群密度的方法是 ,树懒与树懒蛾的关系有 。根据树懒的生活习性推测藻类使树懒外表呈现绿色的意义是 。
(3)如表是研究人员对该热带雨林的能量流动情况进行调查的结果。表中甲、乙、丙、丁为不同营养级,GP为同化量,R为呼吸消耗量,单位:102kJ/(m2.a)表格中X的含是 。树懒所处的营养级是 该营养级与下一营养级之间的能量传递效率是 。
(4)树懒排便要到离栖息地数较远的地方,以防止天敌根据粪便中的气味信息发现其家族成员,降低被捕食风险。可见,生态系统中的信息能够 。
13.(2023·岳阳模拟)入侵植物通过3种途径影响食物网:一是入侵植物能够直接被土著草食者取食,通过上行效应按照原有的路径进入土著食物网:二是入侵植物所固定的能量通过引入新的消费者或者转变流通路径形成新的食物网结构:三是入侵植物通过非营养作用造成食物网中各级消费者的种群密度和行为活动等发生变化,进而影响土著生物群落和食物网结构。下图灰色部分表示入侵前土著食物网的物种组成,空心部分表示植物入侵后食物网的物种组成。
(1)三种途径中如果食物网中广食性的植食性动物较多,则入侵植物主要以途径 作用于食物网;穗状狐尾藻入侵河口湿地后,为一些无脊椎动物和幼鱼提供了觅食和庇护场所,形成了更为复杂的水生食物网结构,这是通过途径 影响食物网。
(2)入侵物种紫茎泽兰所到之处排挤当地植物,导致生态系统的抵抗力稳定性 ,若要调查其种群密度,可以采用 ,若要连续若干年调查其种群密度的变化过程,请设计一个表格用于记录调查结果。
(3)若某种植物以途径Ⅱ影响土著生物群落,最终导致P1生物在当地消失,请从种间关系和能量流动角度分析P1消失的原因。
14.(2023·湖北模拟)蓝细菌暴发引起的水华又称藻华,是全球性的水环境健康问题,对藻华暴发过程信息的快速准确获取是制定有效防治措施的关键。蓝细菌能通过改变自身浮力来调整其水深分布,现场船舶调查通常难以全面捕获水华影响范围等关键信息。卫星遥感具有大范围周期性观测等特点,正好能弥补常规手段的不足,因此被广泛地用于湖泊藻华的时空动态监测。回答下列问题:
(1)卫星遥感监测的原理是不同水体对光的反射率不同。藻华发生时,水体在可见光区有明显的反射光谱,如图中的P峰,该峰光的颜色为 。
(2)假设某湖泊某种蓝细菌的环境容纳量为K,藻华防治早期,当其种群数量达到 时,种群增长速率最快。主要防治策略是严防该种蓝细菌的种群数量达到该值。在实际监测过程中,发现湖泊局部蓝细菌种群数量极少时,仍在短时间内爆发了藻华。气象观测表明,这种“非正常”的爆发前,往往有大风天气。试解释大风天气引起局部“非正常”藻华的原因 。除了风,影响蓝细菌种群数量变化的非密度制约因素还有 (至少写出1种)。
(3)沉水植被面积是反映湖泊生态系统健康的重要指标,一般沉水植被面积越大,湖泊生态系统越健康。某湖泊为防治藻华,在2018年集中拆除了养殖围网,通过卫星遥感监测了围网拆除前后沉水植被的分布面积,如下图所示。
①围网拆除后,该湖泊的群落发生的演替类型为 演替。
②单从沉水植被面积这项指标来看,拆除围网后 (填“有利于”或”不利于”)该湖泊生态系统的健康发展。其原因是:拆除围网后,分布在不同区域的沉水植物汇合,这些沉水植物的 (填种间关系)发生改变。
15.(2023高三下·河南月考)图1为某草原生态系统的部分营养结构。图2为该草原上两类生物种群数量变化的动态曲线图(虚线为Nt=Nt+1),其中r对策生物通常个体小,寿命短,生殖能力强但存活率低,亲代对后代缺乏保护;k对策生物通常个体大,寿命长,生殖力弱但存活率高,亲代对后代有很好的保护。回答下列问题:
(1)图1的营养结构中,具有两种种间关系的生物是 。为了防止蝗灾出现,需要有效降低蝗虫的环境容纳量,环境容纳量指的是 ,请提出两条降低蝗虫环境容纳量的措施: 。
(2)图1所示生态系统的抵抗力稳定性 (填“高于”或“低于”)热带雨林,原因是 。
(3)图2中S点时种群的λ= 。k对策生物种群数量低于X点时容易消失,原因是 。
答案解析部分
1.【答案】(1)鸟类的运动能力比较强
(2)消费者
(3)环境条件、天敌和竞争者
【知识点】估算种群密度的方法;种群数量的变化曲线;生态系统的结构
【解析】【解答】(1)活动范围较广,活动能力比较强的生物通常采用标志重捕法调查种群密度。
故填:鸟类的运动能力比较强。
(2)鱼和水鸟均是异养生物,直接或间接以植物为食,属于消费者。
故填:消费者。
(3)环境容纳量是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量, 影响环境容纳量的因素包括食物、天敌、竞争者和环境条件等。
故填:环境条件、天敌和竞争者。
【分析】本题考查生态系统的组成成分以及各成分之间的关系,环境容纳量的定义及影响因素 。
(1)根据不同的研究对象选择不同的研究方法:
①调查土壤中小动物类群丰富度可用“取样器取样调查法”。
②调查某种植物或活动范围较小的动物种群密度可以用“样方法”。
③调查活动范围较大的动物种群密度可用“标志重捕法”。
④研究培养液中的酵母菌种群数量变动可用“血细胞计数板计数法”。
(2)生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构,
生态系统三种成分的比较
比较项目 生产者 消费者 分解者
营养方式 自养 异养 异养
生物
类型 ①光合自养生物:绿色植物和蓝藻等;
②化能合成生物:硝化细菌等 大多数动物;寄生植物(如菟丝子) 腐生细菌和真菌,腐食动物
地位 生态系统的基石 生态系统最
活跃部分 生态系统的关键成分
作用 ①合成有机物,储存能量;
②为消费者提供食物和栖息场所 ①加快物质循环;
②帮助植物传粉和传播种子 将有机物分解为无机物,供生产者重新利用
生态系统的营养结构:食物链和食物网,是生态系统物质循环和能量流动的渠道。
(3)环境容纳量不是一成不变的:环境容纳量会随着环境的改变而发生变化,当环境遭到破坏时,环境容纳量会下降;当环境条件状况改善时,环境容纳量会上升。
2.【答案】(1)双子叶;随机取样;标记重捕法
(2)食物和栖息空间
(3)食物充足、气候适宜、空间充裕、没有天敌等;降低
【知识点】估算种群密度的方法;种群数量的变化曲线;群落的结构
【解析】【解答】(1)单子叶草本植物常常是丛生或蔓生的,从地上部分难以辨别是一株还是多株,而双子叶草本植物则容易辨别个体数目。因此,可以用样方法调查该林地中某种双子叶植物的种群密 度;为保证调查的可靠性和准确性,选取样方应注意随机取样;鸟的活动能力强、活动范围广,应采用标记重捕法。
(2)植物为动物提供了食物和栖息的空间;动物对植物的传粉和种子传播具有重要作用。
(3)若有物种入侵该林地时,由于食物充足、气候适宜、空间充裕、没有天敌等,该物种的种群增长曲线开始往往呈“J”形;入侵物种的爆发会使当地物种的生存受到威胁,通常会使入侵地的物种多样性降低。
【分析】种群密度的调查方法有:样方法和标记重捕法。
(1)标记重捕法:对于活动能力强、活动范围大的个体调查种群密度时适宜用标志重捕法;标记重捕法计算公式:种群密度(N)/第一捕获并标记个体总数=重捕总数/重捕中被标记的个体数。
(2)样方法:一般植物和个体小、活动能力小的动物以及虫卵等种群密度的调查方式常用的是样方法,其步骤是确定调查对象→选取样方→计数→计算种群密度。
3.【答案】(1)种群;标记重捕;高;物质循环(物质循环和能量流动);抵抗力;物种丰富度低/营养结构简单/功能薄弱
(2)水分和温度(温度和降雨量);营养结构(食物链和食物网)
(3)直接;大于
【知识点】估算种群密度的方法;生态系统的结构;生态系统的稳定性;生物多样性的价值
【解析】【解答】(1)在一定的自然区域内,同种生物的所有个体是一个种群,天童国家森林公园里所有的红嘴相思鸟是一个种群。
红嘴相思鸟,活动能力强、活动范围大,常用标记重捕法调查其种群密度。
红嘴相思鸟在被捕捉过一次后更难捕捉,则第二次捕捉的数量中带标记的数量较少,根据公式种群数量=第一次捕捉的数量×重捕的数量/第二次捕捉的数量中带标记的数量,即分母变小,统计的种群密度比实际偏高。
红嘴相思鸟在生态系统中属于消费者,它的存在,加快了生态系统的物质循环(物质循环和能量流动)。与森林相比,玉米地的物种丰富度低,营养结构简单,抵抗力稳定性差。
(2)演替到相对稳定状态时的群落类型,由气候、土壤、水分、温度等环境因素决定,在环境条件优越的地方,群落的层次结构较复杂,种类也丰富。
该生态系统的结构包括生态系统的组成成分(生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量)和营养结构(食物链和食物网)。
(3)直接价值指对人类有食用、药用和工业原料等实用意义,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价值,天童国家森林公园既是游览胜地,也是植物生态学的科普教育基地,这体现了生物多样性的直接价值。生物多样性的间接价值指的是其生态功能,如保持水土、调节气候、涵养水源等,生物多样性的间接价值明显大于直接价值。
【分析】1、估算种群密度时,常用样方法和标记重捕法:
(1)一般植物和个体小、活动能力小的动物以及虫卵常用的是样方法,其步骤是确定调查对象→选取样方→计数→计算种群密度。
(2)活动能力大的动物常用标志重捕法,其步骤是确定调查对象→捕获并标志个体→重捕并计数→计算种群密度。计算公式:种群中的个体数=第一次捕获数×第二次捕获数÷重新捕获中的标记个体数。
2、生态系统的结构是指生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)。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。生产者能将无机物合成有机物,是其他生物物质、能量的来源,主要指绿色植物和化能合成作用的生物,消费者加快生态系统的物质循环,有利于生产者的传粉或种子的传播,主要指动物,分解者将有机物分解为无机物,归还无机环境,指营腐生生活的微生物和动物。
3、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,称为生态系统的稳定性;生态系统之所以能维持相对稳定,是由于生态系统具有自我调节能力,该能力的基础是负反馈调节;物种数目越多,营养结构越复杂,自我调节能力越大,抵抗力稳定性越高;生态系统的稳定性具有相对性,当受到大规模干扰或外界压力超过该生态系统自身更新和自我调节能力时,便可导致生态系统稳定性的破坏、甚至引发系统崩溃。
4、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。
4.【答案】(1)随机取样;偏大;(种间)竞争;可变的
(2)人类活动会改变群落演替的方向和速度;没有;该沙漠变成人工林,并未消除生物圈内所有沙漠生态系统
(3)流向下一营养级的能量;14.5%
【知识点】估算种群密度的方法;群落的演替;种间关系;生态系统的能量流动
【解析】【解答】(1)调查沙米种群密度用样方法,最关键是要做到取样时应随机取样;
标记重捕法适合调查活动范围广,活动能力强的动物的种群密度,用标记重捕法调查该种鱼的种群密度时,种群中的个体总数=(初次标记个体数×重捕个体数)÷重捕中标记个体数,若标记个体更易被天敌发现而被捕食,则会使重捕中标记个体数变小,那么根据计算公式,种群密度估算结果将偏高。
梭梭树与沙米是生活在同一空间的植物,利用共同的资源,所以是竞争关系;
环境容纳量是由空间、资源和天敌等因素决定的,而这些因素是可变的,所以环境容纳量是可变的。
(2)自然状态下荒漠会向沙漠演化,人工防沙治沙的例子说明了人类活动会改变群落演替的方向和速度;
从生物圈角度看,还存在很多沙漠生态系统,并未消除生物圈内所有沙漠生态系统,所以沙漠变成人工林后没有降低生态系统的多样性。
(3)植食性动物摄入的能量包括粪便和同化的能量,而同化的能量包括呼吸作用消耗,被分解者分解,流向下一个营养级,所以x是流向下一个营养级的能量,植食性动物同化的能量是7.28×106-2.26×106=5.02×106,而生产者同化的能量是3.47×107,所以传递效率是5.02×106/3.47×107≈14.5%。
【分析】1、估算种群密度时,常用样方法和标记重捕法:
(1)一般植物和个体小、活动能力小的动物以及虫卵常用的是样方法,其步骤是确定调查对象→选取样方→计数→计算种群密度。
(2)活动能力大的动物常用标志重捕法,其步骤是确定调查对象→捕获并标志个体→重捕并计数→计算种群密度。计算公式:种群中的个体数=第一次捕获数×第二次捕获数÷重新捕获中的标记个体数。
2、种间关系包括:①互利共生:两种生物生活在一起,彼此有利,相互依存,如地衣、根瘤、白蚁与鞭毛虫等;②捕食:一种生物以另一种生物为食的现象,比如兔和草,狼和羊;③竞争:两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等;④寄生:一种生物寄居于另一种生物的体内或体表,摄取寄主的养分以维持生活;⑤原始合作:两种生物共同生活在一起时,双方都受益,但分开后,各自也能独立生活。
3、环境容纳量=K值。在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量,又称为K值。同一种生物的K值不是固定不变的,会受到环境的影响。环境遭受破坏,K值会下降;当生物生存的环境改善,K值会上升。
4、人类活动会改变群落演替的方向和速度。
5、摄入量=同化量+粪便量;
同化量=用于生长、发育繁殖的能量+呼吸散失的能量;
生长、发育、繁殖的能量=流入下一营养级能量+流入分解者的能量;
能量流动效率=下一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100%。
5.【答案】(1)r;稳定型;就地保护;易地保护
(2)等于;增大,减小
(3)r;非密度制约
【知识点】种群的数量变动及其原因;种群数量的变化曲线
【解析】【解答】(1)由图可知,当种群数量较少时,r对策生物的数量比K对策生物的数量增长快,其会在短时间内快速增长。当种群数量处于S点时,即与虚线相交,此时Nt+1=Nt,种群数量维持相对稳定,其年龄结构为稳定型。图中K对策数量低于X点时,即处于灭绝点之下,会导致该物种灭绝,针对濒临灭绝的动物,可采取就地保护,如建立自然保护区,易地保护,如建立繁育中心等。
(2)增长率=(Nt+1-Nt)/Nt,X点与S点Nt+1和Nt均相等,故X点与S点增长率均为0,即K对策生物的X点与S点的增长率相等。当天敌增多时,生物多样性增大,生态系统的稳定性更强,X点(灭绝点)对应的横坐标增大,由于天敌的压制,S点(稳定平衡点)对应的横坐标减小。
(3)东亚飞蝗的生活史对策为r对策,个体小生殖能力强,但是成活率低,易受天气等非密度因素的制约。
【分析】影响种群数量变化的因素分两类,一类是密度制约因素,即影响程度与种群密度有密切关系的因素,如食物、流行性传染病等;另一类是非密度制约因素,即影响程度与种群密度无关的因素,气候、季节、降水等的变化,影响程度与种群密度没有关系,属于非密度制约因素。
6.【答案】(1)样方法;棉铃虫为棉田害虫,人类的活动会影响棉铃虫的数量
(2)能量传递效率是两个营养级同化量的比例,棉花和棉铃虫只是两个营养级中的其中一种生物,因此两者之间的传递效率可能低于10%
(3)捕食和种间竞争;可以为麻雀等鸟类提供栖息场所;200米;调整能量流动方向,使能量更多地流向对人类有益的部分
【知识点】估算种群密度的方法;种间关系;生态系统的能量流动
【解析】【解答】(1)棉铃虫活动范围小,活动能力弱,若想调查棉铃虫的种群密度,则最好采用的方法是样方法。如果当前棉铃虫的年龄结构为增长型,理论上,棉铃虫的数量会持续上升,但由于棉铃虫为棉田害虫,人类的活动会影响棉铃虫的数量,故一定时间内棉铃虫的数量没有持续上升。
(2)一般而言,能量在相邻营养级之间的传递效率为10%至20%,由于能量传递效率是两个营养级同化量的比例,棉花和棉铃虫只是两个营养级中的其中一种生物,因此棉花与棉铃虫之间的传递效率可能低于10%。
(3)由图甲可知,麻雀能捕食棉铃虫,且棉铃虫与麻雀都能吃棉花,故棉铃虫与麻雀的种间关系为捕食和种间竞争。在棉田中每隔一定距离设置适宜高度模拟树桩的目的是可以为麻雀等鸟类提供栖息场所。从图中可以看出树桩之间的距离为200米,棉铃虫的种群密度更低,因此树桩之间的距离为200米时,防治害虫的效果较好。及时消灭农田中的害虫(能调整种间关系),从能量流动角度分析,其意义是调整能量流动方向,使能量更多地流向对人类有益的部分。
【分析】1、调查种群密度常用样方法和标记重捕法,其中样方法适用于调查植物和活动能力弱、活动范围小的动物,而标记重捕法适用于调查活动能力强、活动范围大的动物。
2、由于一个营养级同化的能量一部分被自身呼吸消耗,一部分被分解者利用,一部分传递到下一个营养级,因此能量流动的特点是单向、逐级递减,能量的传递效率大约是10%~20%。
3、研究能量流动的意义①可以帮助人们科学规划,设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。②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。
7.【答案】(1)垂直
(2)根瘤菌固氮能力增加了土壤肥力
(3)样方法;记名计算法;喷施除草剂不利于蜘蛛的生长繁殖;频繁采茶改变了茶园为蜘蛛提供的食物条件和栖息空间
【知识点】估算种群密度的方法;群落的结构
【解析】【解答】(1)取样深度不同,土壤样品中生物种类不同,说明在垂直方向上,群落具有分层现象,这体现了群落的垂直结构。
(2)科研小组选择适宜的豆科植物进行植物修复,降低环境中重金属浓度的同时土壤肥力也得到了提升,原因可能是重金属浓度增加会导致土壤微生物的生物多样性及数量降低,其降解有机物能力下降,土壤肥力下降,大豆吸收了重金属,土壤中微生物增加,包括根瘤菌等,根瘤菌固氮使土壤肥力增加。
(3)分别从不同类型的茶园各选取5个茶丛,由于蜘蛛活动范围比较小、活动能力比较弱,故调查蜘蛛个体数(种群密度)的方为样方法。丰富度的统计方法由记名计算法和目测估计法,表格中蜘蛛的物种数量确定,统计蜘蛛物种数的方法有记名计算法。有机茶园不喷洒除草剂,每年采茶1次,无公害茶园每年喷洒除草剂2次,采茶4次,普通茶园每年喷洒除草剂2次,采茶6次,可以看出普通茶园采茶较频繁,频繁采茶改变了茶园为蜘蛛提供的食物和栖息空间,喷洒除草剂也不利于蜘蛛的生长繁殖。
【分析】1、群落的垂直结构:
①概念:指群落在垂直方向上的分层现象。
②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。
2、许多土壤小动物有较强的活动能力,且身体微小,因此不适于用样方法和标志重捕法调查,常用取样器取样的方法进行采集、调查。
3、丰富度是指一个群落或生态系统中物种数目的多少。生态学上有多种测定物种丰富度的方法,通常有两种:一是记名计算法;二是目测估计法。
8.【答案】(1)消费者;鱼鳞
(2)无毒无害、不影响正常生活、不过于醒目等
(3)虹鳟繁殖能力强,大量捕食摇蚊和石蛾,导致新疆裸重唇鱼食物来源减小,种群数量下降
【知识点】估算种群密度的方法;生态系统的结构
【解析】【解答】(1)新疆裸重唇鱼以植物和动物为食物来源,属于生态系统中的消费者;若调查二者是否还有捕食关系,可选择虹鳟消化道内的鱼鳞进一步调查,看其中是否有新疆裸重唇鱼的鱼鳞。
(2)为了尽量减少对鱼类生存的影响,标记时需要注意不能醒目,防止易于被天敌捕食,不能影响正常生活,不能有毒害作用等。
(3)虹鳟从幼体到性成熟的时间约为新疆裸重唇鱼的一半,繁殖能力强,取食的摇蚊和石蛾数量多,导致新疆裸重唇鱼食物来源减少,种群数量下降。
【分析】1、生态系统的结构是指生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)。
(1)组成成分又包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。生产者能将无机物合成有机物,是其他生物物质、能量的来源,主要指绿色植物和化能合成作用的生物,消费者加快生态系统的物质循环,有利于生产者的传粉或种子的传播,主要指动物,分解者将有机物分解为无机物,归还无机环境,指营腐生生活的微生物和动物。
(2)营养结构是指食物链和食物网。
2、使用标记重捕法标记时需要注意不能醒目,防止易于被天敌捕食,不能影响正常生活,不能有毒害作用等。
9.【答案】(1)引入物种是否适应当地气候、环境;引入生物是否对当地生态造成破坏等;或引入生物是否会对土著生物生存造成严重威胁;当地环境对引入生物的承载量大小
(2)数量比较有限的种群宜采用逐个计数法(获得准确数据),当种群数量大时,针对活动能力强、活动范围广的动物可采用标志重捕法进行种群密度调查
(3)引入物种增加了物种丰富度,使营养结构更复杂,生态系统自我调节能力提高
【知识点】估算种群密度的方法;生态系统的稳定性
【解析】【解答】(1)外来物种的入侵可能导致生物多样性的丧失。故引进物种时需要综合考虑多种因素:引入物种是否适应当地气候、环境;引入生物是否对当地生态造成破坏等;或引入生物是否会对土著生物生存造成严重威胁;当地环境对引入生物的承载量大小。
(2)麋鹿种群最初的时候,数量有限(18头),分布范围小,麋鹿个体较大,可以采用逐个计数法获得准确数据。引进物种后,麋鹿从当初的18头恢复到现在的将近一万头,且活动能力强、活动范围广,故采用标志重捕法调查种群密度。
(3)引入物种后,物种丰富度增大,使生态系统的营养结构更复杂,生态系统自我调节能力提高,可以加速生态恢复,使生态系统抵抗力稳定性提高。
【分析】1、估算种群密度时,常用样方法和标记重捕法:
(1)一般植物和个体小、活动能力小的动物以及虫卵常用的是样方法,其步骤是确定调查对象→选取样方→计数→计算种群密度。
(2)活动能力大的动物常用标志重捕法,其步骤是确定调查对象→捕获并标志个体→重捕并计数→计算种群密度。计算公式:种群中的个体数=第一次捕获数×第二次捕获数÷重新捕获中的标记个体数。
2、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,称为生态系统的稳定性;生态系统之所以能维持相对稳定,是由于生态系统具有自我调节能力,该能力的基础是负反馈调节;物种数目越多,营养结构越复杂,自我调节能力越大,抵抗力稳定性越高;生态系统的稳定性具有相对性,当受到大规模干扰或外界压力超过该生态系统自身更新和自我调节能力时,便可导致生态系统稳定性的破坏、甚至引发系统崩溃。
10.【答案】(1)出生率和死亡率、迁入率和迁出率;标记重捕法;增强
(2)一定空间中所能维持的;可利用的资源和空间减少、捕食者增多
(3)无法判断
【知识点】种群的数量变动及其原因;估算种群密度的方法;种群数量的变化曲线;生态系统的稳定性
【解析】【解答】(1)直接决定种群密度的数量特征有出生率和死亡率、迁入率和迁出率,性别比例能影响种群密度,而年龄结构能预测种群密度。候鸟的活动能力强、活动范围大,调查其种群密度时适宜用标记重捕法。由图可知,在2006~2014年间,该种候鸟种群数量逐渐增加,因环境资源有限,导致种内斗争逐渐增强。
(2)K值即环境容纳量,是指在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量。在2014 2017年间,由于可利用的资源和空间减少、捕食者增多等原因导致环境阻力增大,该种候鸟种群的K值下降。
(3)生态系统抵抗力稳定性与生态系统中生物的种类和数量有关,从2006~2014年间,该种候鸟的种群密度增大,并不能说明群落的物种数目增加,故无法判断该生态系统抵抗力稳定性的变化。
【分析】1、种群的数量特征:
①种群密度:种群最基本的数量特征;
②出生率和死亡率、迁入率和迁出率:决定种群数量变化的主要因素;
③年龄结构和性别比例:预测种群数量变化的主要依据(一般根据年龄结构);
2、标记重捕法:许多动物的活动能力强,活动范围大,不宜用样方法来调查它们的种群密度。常用的方法之一是标记重捕法。
11.【答案】(1)随机;显微镜和血细胞计数板;垂直;光能
(2)K2;Ⅲ
(3)标志重捕法;1000
(4)减少水体等环境的污染;适当提高金线蛙生存环境的生物多样性
【知识点】估算种群密度的方法;种群数量的变化曲线;群落的主要类型
【解析】【解答】(1)在选择采样点时,需要做到随机取样,以保证调查结果的客观性。由于藻类个体比较微小,对藻类进行观察时需要用到显微镜,对藻类进行计数时需要用到血细胞计数板。 在不同的水深处进行取样,调查结果体现了该湿地浮游藻类群落的垂直结构,这种结构有利用藻类充分利用光照等环境资源;
故填:随机 ; 显微镜和血细胞计数板 ; 垂直 ; 光能 。
(2) 近年来,该遗址公园为了扩大荷花等观赏植物的种植面积,清除了多种野生植物 ,不利于金线娃的生存,金线娃的数量将减少,对应金线娃的K值曲线将变为K2,a点生活污水混入水系,金线娃的生存环境变差,其数量会减少,对应曲线Ⅲ;
故填:K2 ; Ⅲ 。
(3)金线娃的活动范围大、活动能力强的动物,宜选用标志重捕法来调查其的种群密度。种群密度=(重捕个体数×初次捕获标记个体数)/ 重捕中标记个体数=(100x120)/12=1000;
故填: 标志重捕法 ; 1000 。
(4)由题干可知 ,金线娃一般为对环境变化比较敏感的物种,保护金线娃种群可以采取的措施有减少水体等环境的污染,适当提高金线娃生存环境的生物多样性;
故填:减少水体等环境的污染 ; 适当提高金线蛙生存环境的生物多样性 。
【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。
2、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。
3、调查动物的种群密度常用的方法是标记重捕法,计算种群数量时利用公式计算若将该地段种群个体总数记作N,其中标记数为M,重捕个体数为n,重捕中标志个体数为m,假定总数中标记个体的比例与重捕取样中标志个体的比例相同,则N=Mn÷m 。
12.【答案】(1)生态系统的组成成分;物质循环和能量流动
(2)样方法;竞争和互利共生;形成保护色,适应环境,有利于树懒躲避天敌的捕食
(3)用于生长发育和繁殖的能量;丁(第二营养级);12%
(4)调节种间关系,维持生态系统的稳定
【知识点】估算种群密度的方法;生态系统的功能;生态系统的结构
【解析】【解答】(1)生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)。食物链和食物网的作用是生态系统物质循环和能量流动的渠道。
(2)树懒行动迟缓,活动范围小,因此调查其群密度的方法是样方法。树懒主要以树叶、果实为食,树懒身上有大量的树懒蛾,树懒蛾以嫩叶为食,且能帮助树懒养殖绿藻。树懒的粪便为树懒蛾幼虫提供食物和繁育场所。因此树懒与树懒蛾的关系有竞争和互利共生。由于树懒行动迟缓,活动范围小,藻类使树懒外表呈现绿色,可以形成保护色,适应环境,有利于树懒躲避天敌的捕食。
(3)表中GP=X+R,GP为同化量,R为呼吸消耗量,则X为用于生长发育和繁殖的能量。根据相邻营养级的能量传递效率为10%~20%可知,乙为第一营养级,丁为第二营养级,甲为第三营养级,丙为第四营养级,树懒是植食性动物,处于第二营养级,即表格中的丁。第二营养级的同化量为105.0×102kJ/(m2.a),第三营养级的同化量为12.6×102kJ/(m2.a),能量传递效率=[(12.6×102)÷(105.0×102)]×100%=12%。
(4)树懒排便要到离栖息地数较远的地方,以防止天敌根据粪便中的气味信息发现其家族成员,降低被捕食风险,说明生态系统中的信息能够调节种间关系,维持生态系统的稳定。
【分析】1、生态系统的成分包括非生物的物质和能量,生产者、消费者、分解者,生产者、消费者、分解者共同组成生物群落,生产者与消费者之间、消费者与消费者之间形成的营养关系是食物链,由多条食物链形成复杂的食物网食物网是物质循环和能量流动的渠道。
2、生态系统中能量流动的特点是:单向流动、逐级递减。能量去路包括:①自身呼吸消耗、转化为其他形式的能量和热能;②流向下一营养级;③残体、粪便等被分解者分解;④未被利用:包括生物每年的积累量,也包括动植物残体以化学燃料形式被储存起来的能量。即一个营养级所同化的能量=呼吸消耗的能量+被下一营养级同化的能量+分解者利用的能量+未被利用的能量。
13.【答案】(1)I;Ⅲ
(2)下降;样方法
(3)入侵植物在于土著植物竞争中处于优势,导致土著植物数量下降,其同化的太阳能减少,能量流动逐级递减,最终能够流入P1的能量不足以支撑该生物的生存,P1生物灭绝或迁出该生态系统,导致P1生物在当地消失
【知识点】估算种群密度的方法;生态系统的稳定性;生态系统的能量流动
【解析】【解答】(1)据图分析可知,P和C表示不同级别的消费,N表示土著植物,而I表示入侵植物,据此分析,若食物网中广食性的植食性动物较多,则入侵植物主要以途径I作用于食物网;而穗状狐尾藻入侵河口湿地后,为一些无脊椎动物和幼鱼提供了觅食和庇护场所,则入侵植物为本地植物提供了一定的条件,是通过途径III影响食物网。
(2)一般而言,生物成分越多,食物链和食物网越复杂,则生态系统的抵抗力稳定性越强,入侵物种紫茎泽兰所到之处排挤当地植物,会导致本地物种生存空间减少,生物种类减少,导致生态系统的抵抗力稳定性下降;调查植物的种群密度所用方法是样方法。
(3)据题分析,途径II中入侵植物在于土著植物竞争中处于优势,导致土著植物数量下降,其同化的太阳能减少,能量流动逐级递减,最终能够流入P1的能量不足以支撑该生物的生存,P1生物灭绝或迁出该生态系统,导致P1生物在当地消失。
【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,称为生态系统的稳定性;生态系统之所以能维持相对稳定,是由于生态系统具有自我调节能力,该能力的基础是负反馈调节;物种数目越多,营养结构越复杂,自我调节能力越大,抵抗力稳定性越高;生态系统的稳定性具有相对性,当受到大规模干扰或外界压力超过该生态系统自身更新和自我调节能力时,便可导致生态系统稳定性的破坏、甚至引发系统崩溃。
2、估算种群密度时,常用样方法和标记重捕法:
(1)一般植物和个体小、活动能力小的动物以及虫卵常用的是样方法,其步骤是确定调查对象→选取样方→计数→计算种群密度。
(2)活动能力大的动物常用标志重捕法,其步骤是确定调查对象→捕获并标志个体→重捕并计数→计算种群密度。计算公式:种群中的个体数=第一次捕获数×第二次捕获数÷重新捕获中的标记个体数。
3、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。生态系统能量流动的起点是生产者,因此输入生态系统的总能量是生产者光合作用固定的太阳能。能量流动的特点是单向流动,逐级递减。
14.【答案】(1)绿色
(2)K/2;大风将不同区域的蓝细菌集中到某一区域,达到某一特定区域的K/2,种群增长速率大;光照强度、温度、水体的pH(合理即可)
(3)次生;不利于;种间竞争
【知识点】种群数量的变化曲线;群落的演替
【解析】【解答】(1)蓝细菌体内含有藻蓝素与叶绿素,能进行光合作用,蓝细菌体内的叶绿素主要吸收可见光中的红光和蓝紫光,几乎不吸收绿光,故绿光反射的最多,即藻华发生时,水体在可见光区有明显的反射光谱图中的P峰对应的光的颜色为绿色。
(2)根据题干“假设某湖泊某种蓝细菌的环境容纳量为K”可知蓝细菌的种群数量呈“S”形增长,“S”形增长曲线中K/2对应的时期种群增长速率最快;
大风将数量稀少的蓝藻汇聚在了某一个小范围内,导致种群密度达到了K/2,从而快速增长,形成藻华。
有些因素对种群数量起限制作用,但是作用的强度与种群密度无关,这样的影响种群数量变化的因素,叫做非密度制约因素,对蓝细菌自养型生物而言,光照强度、温度会影响其种群密度,温度通过影响酶活性控制光合作用和呼吸作用强度,直接影响藻类的繁殖;水体的pH也会通过影响酶活性控制光合作用和呼吸作用强度,从而影响藻类的繁殖。
(3)次生演替是指在原有植被虽已被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体,如能发芽的地下茎,在这样的地方发生的演替,如,火灾过后的草原,过量砍伐的森林,弃耕的农田上进行的演替;而根据题干可知该群落在围网拆除前仍有生物的存在以及正常的水体环境,故围网拆除后,该湖泊的群落发生的演替类型为次生演替;
分析曲线趋势:2017年的沉水植被面积均大于2019年的沉水植被面积面积,2017年和2019年的差别在于:在2018年集中拆除了养殖围网,即单从沉水植被面积这项指标来看,拆除围网后不利于该湖泊生态系统的健康发展;其原因是:拆除围网后,分布在不同区域的沉水植物汇合,这些沉水植物的在空间、无机物、光照等资源方面存在竞争,导致种间竞争加剧,影响整体沉水植物面积。
【分析】1、“S”形曲线:是受限制的指数增长函数,描述食物、空间都有限,有天敌捕食的真实生物数量增长情况,存在环境容纳的最大值K。
2、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,人类活动会改变群落演替的速度和方向。
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.初生演替的一般过程是裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。
次生演替: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.次生演替的一般过程是草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。
15.【答案】(1)蜥蜴和苍鹰;在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量;增加蝗虫的天敌如蜥蜴或苍鹰的数量、用性引诱剂破坏蝗虫的性别比例等
(2)低于;相比热带雨林,草原生态系统的丰富度低,营养结构简单,自我调节能力差
(3)1;k对策生物的数量低于X点时数量少,且其生殖力弱,λ小于1,其数量会逐渐降低
【知识点】种群数量的变化曲线;种间关系;生态系统的稳定性
【解析】【解答】(1)由图1可知,苍鹰以蜥蜴为食,二者存在捕食关系,苍鹰和蜥蜴同时以蝗虫为食,二者之间存在竞争关系,即蜥蜴和苍鹰的种间关系为捕食和竞争;环境容纳量是指在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量;若要降低蝗虫的环境容纳量,可增加蝗虫的天敌如蜥蜴或苍鹰的数量﹑用性引诱剂破坏蝗虫的性别比例等。
(2)图1为某草原生态系统的部分营养结构,草原生态系统抵抗力稳定性低于热带雨林,因为与热带雨林相比,草原生态系统的物种丰富度低,营养结构简单,其自我调节能力差。
(3)图2中S点时,种群的λ=1。k对策生物的数量低于X点时生物数量少,且由于其生殖力弱,λ小于1(死亡率>出生率),其数量会逐渐降低,因而容易消失。
【分析】1、种间关系包括:①互利共生:两种生物生活在一起,彼此有利,相互依存,如地衣、根瘤、白蚁与鞭毛虫等;②捕食:一种生物以另一种生物为食的现象,比如兔和草,狼和羊;③竞争:两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等;④寄生:一种生物寄居于另一种生物的体内或体表,摄取寄主的养分以维持生活;⑤原始合作:两种生物共同生活在一起时,双方都受益,但分开后,各自也能独立生活。
2、环境容纳量=K值。在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量,又称为K值。同一种生物的K值不是固定不变的,会受到环境的影响。环境遭受破坏,K值会下降;当生物生存的环境改善,K值会上升。
3、种群数量增长的数学模型 Nt=N0λt 的含义是: Nt表示t年后的该种群的个体数量 , N0为该种群的起始个体数量 , t表示该生物迁入该地的时间是t年 , λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。
4、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,称为生态系统的稳定性;生态系统之所以能维持相对稳定,是由于生态系统具有自我调节能力,该能力的基础是负反馈调节;物种数目越多,营养结构越复杂,自我调节能力越大,抵抗力稳定性越高;生态系统的稳定性具有相对性,当受到大规模干扰或外界压力超过该生态系统自身更新和自我调节能力时,便可导致生态系统稳定性的破坏、甚至引发系统崩溃。
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2023年高考生物全国甲卷真题变式·分层精准练:第9题
一、原题
1.(2023·全国甲卷)某旅游城市加强生态保护和环境治理后,城市环境发生了很大变化,水体鱼明显增多,甚至曾经消失的一些水鸟(如水鸟甲)又重新出现。回答下列问题。
(1)调查水鸟甲的种群密度通常使用标志重捕法,原因是 。
(2)从生态系统组成成分的角度来看,水体中的鱼、水鸟属于 。
(3)若要了解该城市某个季节水鸟甲种群的环境容纳量,请围绕除食物外的调查内容有 (答出3点即可)。
【答案】(1)鸟类的运动能力比较强
(2)消费者
(3)环境条件、天敌和竞争者
【知识点】估算种群密度的方法;种群数量的变化曲线;生态系统的结构
【解析】【解答】(1)活动范围较广,活动能力比较强的生物通常采用标志重捕法调查种群密度。
故填:鸟类的运动能力比较强。
(2)鱼和水鸟均是异养生物,直接或间接以植物为食,属于消费者。
故填:消费者。
(3)环境容纳量是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量, 影响环境容纳量的因素包括食物、天敌、竞争者和环境条件等。
故填:环境条件、天敌和竞争者。
【分析】本题考查生态系统的组成成分以及各成分之间的关系,环境容纳量的定义及影响因素 。
(1)根据不同的研究对象选择不同的研究方法:
①调查土壤中小动物类群丰富度可用“取样器取样调查法”。
②调查某种植物或活动范围较小的动物种群密度可以用“样方法”。
③调查活动范围较大的动物种群密度可用“标志重捕法”。
④研究培养液中的酵母菌种群数量变动可用“血细胞计数板计数法”。
(2)生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构,
生态系统三种成分的比较
比较项目 生产者 消费者 分解者
营养方式 自养 异养 异养
生物
类型 ①光合自养生物:绿色植物和蓝藻等;
②化能合成生物:硝化细菌等 大多数动物;寄生植物(如菟丝子) 腐生细菌和真菌,腐食动物
地位 生态系统的基石 生态系统最
活跃部分 生态系统的关键成分
作用 ①合成有机物,储存能量;
②为消费者提供食物和栖息场所 ①加快物质循环;
②帮助植物传粉和传播种子 将有机物分解为无机物,供生产者重新利用
生态系统的营养结构:食物链和食物网,是生态系统物质循环和能量流动的渠道。
(3)环境容纳量不是一成不变的:环境容纳量会随着环境的改变而发生变化,当环境遭到破坏时,环境容纳量会下降;当环境条件状况改善时,环境容纳量会上升。
二、基础
2.(2023高二下·梅州期中)为保护和合理利用自然资源,某研究小组对某林地的动植物资源进行了调查。回答下列问题。
(1)可以用样方法调查该林地中某种 (填“双子叶”或“单子叶”)植物的种群密度,为保证调查的可靠性和准确性,选取样方应注意的主要事项是 。若要调查某种鸟的种群密度,可以采用的方法是 。
(2)该林地中,植物对动物的作用有为动物提供 ;动物对植物的作用有对植物的传粉和种子传播具有重要作用。
(3)若有物种入侵该林地时,种群增长曲线开始往往呈“J”形,从环境因素考虑,其原因有 (至少答出两点)。 入侵种的爆发通常会使入侵地的物种多样性 。
【答案】(1)双子叶;随机取样;标记重捕法
(2)食物和栖息空间
(3)食物充足、气候适宜、空间充裕、没有天敌等;降低
【知识点】估算种群密度的方法;种群数量的变化曲线;群落的结构
【解析】【解答】(1)单子叶草本植物常常是丛生或蔓生的,从地上部分难以辨别是一株还是多株,而双子叶草本植物则容易辨别个体数目。因此,可以用样方法调查该林地中某种双子叶植物的种群密 度;为保证调查的可靠性和准确性,选取样方应注意随机取样;鸟的活动能力强、活动范围广,应采用标记重捕法。
(2)植物为动物提供了食物和栖息的空间;动物对植物的传粉和种子传播具有重要作用。
(3)若有物种入侵该林地时,由于食物充足、气候适宜、空间充裕、没有天敌等,该物种的种群增长曲线开始往往呈“J”形;入侵物种的爆发会使当地物种的生存受到威胁,通常会使入侵地的物种多样性降低。
【分析】种群密度的调查方法有:样方法和标记重捕法。
(1)标记重捕法:对于活动能力强、活动范围大的个体调查种群密度时适宜用标志重捕法;标记重捕法计算公式:种群密度(N)/第一捕获并标记个体总数=重捕总数/重捕中被标记的个体数。
(2)样方法:一般植物和个体小、活动能力小的动物以及虫卵等种群密度的调查方式常用的是样方法,其步骤是确定调查对象→选取样方→计数→计算种群密度。
3.(2023高二下·宁波期中)位于浙江省宁波市的天童国家森林公园,是中国东部常绿阔叶林分布的主要地区之一。公园内有野生动物 93 种,其中鸟类 45 种,国家二级保护以上的野生动物有红嘴相思鸟、雀鹰、猫头鹰、穿山甲等。请回答下列问题:
(1)天童国家森林公园里所有的红嘴相思鸟是一个 ,常用 法调查其种群密度。如果红嘴相思鸟被捕捉过一次后更难捕捉,则统计的种群密度比实际 (填“高”或“低”)。红嘴相思鸟主要以毛虫、甲虫、蚂蚁等昆虫为食,也吃植物果实、种子等植物性食物,偶尔也吃少量玉米等农作物。它的存在,加快了生态系统的 。与森林相比,玉米地的 稳定性差,其原因是 (答出 1 点即可)。
(2)天童国家森林公园已处于群落的相对稳定状态,决定该群落类型的主要因素是 。 该生态系统的结构包括生态系统的组成成分和 。
(3)天童国家森林公园以寺庙、森林、奇石、怪洞、云海、晚霞著称,形成古刹、丛林两大特色,既是游览胜地,也是植物生态学的科普教育基地,这体现了生物多样性的 价值。生物多样性的间接价值明显 (填“大于”“等于”或“小于”)其直接价值。
【答案】(1)种群;标记重捕;高;物质循环(物质循环和能量流动);抵抗力;物种丰富度低/营养结构简单/功能薄弱
(2)水分和温度(温度和降雨量);营养结构(食物链和食物网)
(3)直接;大于
【知识点】估算种群密度的方法;生态系统的结构;生态系统的稳定性;生物多样性的价值
【解析】【解答】(1)在一定的自然区域内,同种生物的所有个体是一个种群,天童国家森林公园里所有的红嘴相思鸟是一个种群。
红嘴相思鸟,活动能力强、活动范围大,常用标记重捕法调查其种群密度。
红嘴相思鸟在被捕捉过一次后更难捕捉,则第二次捕捉的数量中带标记的数量较少,根据公式种群数量=第一次捕捉的数量×重捕的数量/第二次捕捉的数量中带标记的数量,即分母变小,统计的种群密度比实际偏高。
红嘴相思鸟在生态系统中属于消费者,它的存在,加快了生态系统的物质循环(物质循环和能量流动)。与森林相比,玉米地的物种丰富度低,营养结构简单,抵抗力稳定性差。
(2)演替到相对稳定状态时的群落类型,由气候、土壤、水分、温度等环境因素决定,在环境条件优越的地方,群落的层次结构较复杂,种类也丰富。
该生态系统的结构包括生态系统的组成成分(生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量)和营养结构(食物链和食物网)。
(3)直接价值指对人类有食用、药用和工业原料等实用意义,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价值,天童国家森林公园既是游览胜地,也是植物生态学的科普教育基地,这体现了生物多样性的直接价值。生物多样性的间接价值指的是其生态功能,如保持水土、调节气候、涵养水源等,生物多样性的间接价值明显大于直接价值。
【分析】1、估算种群密度时,常用样方法和标记重捕法:
(1)一般植物和个体小、活动能力小的动物以及虫卵常用的是样方法,其步骤是确定调查对象→选取样方→计数→计算种群密度。
(2)活动能力大的动物常用标志重捕法,其步骤是确定调查对象→捕获并标志个体→重捕并计数→计算种群密度。计算公式:种群中的个体数=第一次捕获数×第二次捕获数÷重新捕获中的标记个体数。
2、生态系统的结构是指生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)。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。生产者能将无机物合成有机物,是其他生物物质、能量的来源,主要指绿色植物和化能合成作用的生物,消费者加快生态系统的物质循环,有利于生产者的传粉或种子的传播,主要指动物,分解者将有机物分解为无机物,归还无机环境,指营腐生生活的微生物和动物。
3、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,称为生态系统的稳定性;生态系统之所以能维持相对稳定,是由于生态系统具有自我调节能力,该能力的基础是负反馈调节;物种数目越多,营养结构越复杂,自我调节能力越大,抵抗力稳定性越高;生态系统的稳定性具有相对性,当受到大规模干扰或外界压力超过该生态系统自身更新和自我调节能力时,便可导致生态系统稳定性的破坏、甚至引发系统崩溃。
4、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。
4.(2023·鞍山模拟)某河道中下游土壤类型主要是风沙土。为防止进一步荒漠化,当地人工种植梭梭树、杨树等,在人工林与荒漠边缘交界处种植沙米(黎科一年生草本植物),在半流动沙丘中生活着一些沙鼠等啮齿类小动物。回答下列问题:
(1)调查沙米种群密度时,最关键是要做到 ;标记重捕法调查沙鼠种群密度时,若在调查期间被标记个体更易被天敌捕食,则会导致调查结果 。梭梭树与沙米的种间关系为 ,沙米的环境容纳量是 (“固定不变的”或“可变的”)。
(2)在自然状态下荒漠会向沙漠演化,建立人工林防沙治沙的例子说明 。沙漠变成人工林后 (填“有”或“没有”)降低生态系统的多样性,理由是 。
(3)科学家对该生态系统的能量流动进行定量分析,数据如图所示(图中数字为能量值,单位是J/(cm2·a)。能量x表示的是 ;生产者到植食性动物的能量传递效率为 %(保留小数点一位)。
【答案】(1)随机取样;偏大;(种间)竞争;可变的
(2)人类活动会改变群落演替的方向和速度;没有;该沙漠变成人工林,并未消除生物圈内所有沙漠生态系统
(3)流向下一营养级的能量;14.5%
【知识点】估算种群密度的方法;群落的演替;种间关系;生态系统的能量流动
【解析】【解答】(1)调查沙米种群密度用样方法,最关键是要做到取样时应随机取样;
标记重捕法适合调查活动范围广,活动能力强的动物的种群密度,用标记重捕法调查该种鱼的种群密度时,种群中的个体总数=(初次标记个体数×重捕个体数)÷重捕中标记个体数,若标记个体更易被天敌发现而被捕食,则会使重捕中标记个体数变小,那么根据计算公式,种群密度估算结果将偏高。
梭梭树与沙米是生活在同一空间的植物,利用共同的资源,所以是竞争关系;
环境容纳量是由空间、资源和天敌等因素决定的,而这些因素是可变的,所以环境容纳量是可变的。
(2)自然状态下荒漠会向沙漠演化,人工防沙治沙的例子说明了人类活动会改变群落演替的方向和速度;
从生物圈角度看,还存在很多沙漠生态系统,并未消除生物圈内所有沙漠生态系统,所以沙漠变成人工林后没有降低生态系统的多样性。
(3)植食性动物摄入的能量包括粪便和同化的能量,而同化的能量包括呼吸作用消耗,被分解者分解,流向下一个营养级,所以x是流向下一个营养级的能量,植食性动物同化的能量是7.28×106-2.26×106=5.02×106,而生产者同化的能量是3.47×107,所以传递效率是5.02×106/3.47×107≈14.5%。
【分析】1、估算种群密度时,常用样方法和标记重捕法:
(1)一般植物和个体小、活动能力小的动物以及虫卵常用的是样方法,其步骤是确定调查对象→选取样方→计数→计算种群密度。
(2)活动能力大的动物常用标志重捕法,其步骤是确定调查对象→捕获并标志个体→重捕并计数→计算种群密度。计算公式:种群中的个体数=第一次捕获数×第二次捕获数÷重新捕获中的标记个体数。
2、种间关系包括:①互利共生:两种生物生活在一起,彼此有利,相互依存,如地衣、根瘤、白蚁与鞭毛虫等;②捕食:一种生物以另一种生物为食的现象,比如兔和草,狼和羊;③竞争:两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等;④寄生:一种生物寄居于另一种生物的体内或体表,摄取寄主的养分以维持生活;⑤原始合作:两种生物共同生活在一起时,双方都受益,但分开后,各自也能独立生活。
3、环境容纳量=K值。在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量,又称为K值。同一种生物的K值不是固定不变的,会受到环境的影响。环境遭受破坏,K值会下降;当生物生存的环境改善,K值会上升。
4、人类活动会改变群落演替的方向和速度。
5、摄入量=同化量+粪便量;
同化量=用于生长、发育繁殖的能量+呼吸散失的能量;
生长、发育、繁殖的能量=流入下一营养级能量+流入分解者的能量;
能量流动效率=下一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100%。
5.(2023·烟台模拟)r对策和K对策是种群适应环境的两种形式:r对策生物通常个体小,寿命短,生殖力强但存活率低,亲代对后代缺乏保护;K对策生物则与之相反。图中曲线表示两类生物当年种群数量(Nt)和一年后种群数量(Nt+1)之间的关系;虚线表示Nt+1=Nt。
(1)当种群数量较少时, 对策生物的数量会在短时间内快速增长。当种群数量处于S点时,种群的年龄结构为 。对于某些珍稀濒危动物,其数量一旦低于X点,就会逐渐走向灭绝,对此可采取的保护措施有 和 两大类。
(2)K对策生物S点的增长率 (填“大于”、“等于”或“小于”)X点的增长率。当天敌增多时,K对策生物的X点和S点对应横坐标大小的变化分别为 .
(3)我国历史上有记载的蝗灾是由东亚飞蝗引起的,东亚飞蝗属于 对策生物。连年干旱往往伴随蝗灾,干旱等气候因素属于 (填“密度制约”或“非密度制约”)因素。
【答案】(1)r;稳定型;就地保护;易地保护
(2)等于;增大,减小
(3)r;非密度制约
【知识点】种群的数量变动及其原因;种群数量的变化曲线
【解析】【解答】(1)由图可知,当种群数量较少时,r对策生物的数量比K对策生物的数量增长快,其会在短时间内快速增长。当种群数量处于S点时,即与虚线相交,此时Nt+1=Nt,种群数量维持相对稳定,其年龄结构为稳定型。图中K对策数量低于X点时,即处于灭绝点之下,会导致该物种灭绝,针对濒临灭绝的动物,可采取就地保护,如建立自然保护区,易地保护,如建立繁育中心等。
(2)增长率=(Nt+1-Nt)/Nt,X点与S点Nt+1和Nt均相等,故X点与S点增长率均为0,即K对策生物的X点与S点的增长率相等。当天敌增多时,生物多样性增大,生态系统的稳定性更强,X点(灭绝点)对应的横坐标增大,由于天敌的压制,S点(稳定平衡点)对应的横坐标减小。
(3)东亚飞蝗的生活史对策为r对策,个体小生殖能力强,但是成活率低,易受天气等非密度因素的制约。
【分析】影响种群数量变化的因素分两类,一类是密度制约因素,即影响程度与种群密度有密切关系的因素,如食物、流行性传染病等;另一类是非密度制约因素,即影响程度与种群密度无关的因素,气候、季节、降水等的变化,影响程度与种群密度没有关系,属于非密度制约因素。
6.(2023高二下·湖北期中)图甲表示棉花田内存在的部分食物健,麻雀以棉籽(位于棉铃中)和棉铃虫为食,棉铃虫主要取食棉花的叶片和棉铃。研究人员为防治棉田主要害虫棉铃虫,在面积为一公顷的棉田内每隔一定距离设置适宜高度的模拟树桩,定期调查棉田中棉铃虫的种群密度,如图乙所示。回答下列相关问题:
(1)若想调查棉铃虫的种群密度,则最好采用的方法是 。如果当前棉铃虫的年龄结构为增长型,一定时间内棉铃虫的数量却没有持续上升的原因可能是 。
(2)一般而言,能量在相邻营养级之间的传递效率为10%至20%,但研究发现,在棉花与棉铃虫之间的能量传递效率不足10%,原因是 。
(3)由图甲可知,棉铃虫与麻雀的种间关系为 ,由此推测,在棉田中每隔一定距离设置适宜高度模拟树桩的目的是 。由图乙可知,树桩之间的距离为 时防治害虫的效果较好。及时消灭农田中的害虫,从能量流动角度分析,其意义是 。
【答案】(1)样方法;棉铃虫为棉田害虫,人类的活动会影响棉铃虫的数量
(2)能量传递效率是两个营养级同化量的比例,棉花和棉铃虫只是两个营养级中的其中一种生物,因此两者之间的传递效率可能低于10%
(3)捕食和种间竞争;可以为麻雀等鸟类提供栖息场所;200米;调整能量流动方向,使能量更多地流向对人类有益的部分
【知识点】估算种群密度的方法;种间关系;生态系统的能量流动
【解析】【解答】(1)棉铃虫活动范围小,活动能力弱,若想调查棉铃虫的种群密度,则最好采用的方法是样方法。如果当前棉铃虫的年龄结构为增长型,理论上,棉铃虫的数量会持续上升,但由于棉铃虫为棉田害虫,人类的活动会影响棉铃虫的数量,故一定时间内棉铃虫的数量没有持续上升。
(2)一般而言,能量在相邻营养级之间的传递效率为10%至20%,由于能量传递效率是两个营养级同化量的比例,棉花和棉铃虫只是两个营养级中的其中一种生物,因此棉花与棉铃虫之间的传递效率可能低于10%。
(3)由图甲可知,麻雀能捕食棉铃虫,且棉铃虫与麻雀都能吃棉花,故棉铃虫与麻雀的种间关系为捕食和种间竞争。在棉田中每隔一定距离设置适宜高度模拟树桩的目的是可以为麻雀等鸟类提供栖息场所。从图中可以看出树桩之间的距离为200米,棉铃虫的种群密度更低,因此树桩之间的距离为200米时,防治害虫的效果较好。及时消灭农田中的害虫(能调整种间关系),从能量流动角度分析,其意义是调整能量流动方向,使能量更多地流向对人类有益的部分。
【分析】1、调查种群密度常用样方法和标记重捕法,其中样方法适用于调查植物和活动能力弱、活动范围小的动物,而标记重捕法适用于调查活动能力强、活动范围大的动物。
2、由于一个营养级同化的能量一部分被自身呼吸消耗,一部分被分解者利用,一部分传递到下一个营养级,因此能量流动的特点是单向、逐级递减,能量的传递效率大约是10%~20%。
3、研究能量流动的意义①可以帮助人们科学规划,设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。②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。
7.(2023·湖南模拟)土壤中重金属污染和农药残留会影响茶叶的品质。某科研小组对某重金属污染地区的单作茶园生态系统(种植单一品种茶树)进行了调查研究,并对其实施了植物修复技术。植物修复是通过绿色植物(如豆科、禾本科等超积累植物)从被污染环境中吸收重金属,并将其转移、贮存到地上部分,从而降低环境中重金属的浓度,以达到修复被污染环境的目的。请回答下列问题:
(1)取样深度不同,土壤样品中生物种类不同,这体现了群落的 结构。
(2)科研小组选择适宜的豆科植物进行植物修复,降低环境中重金属浓度的同时土壤肥力也得到了提升,试分析其原因是 。
(3)蜘蛛在茶园生态系统中发挥着重要作用。在不同类型的茶园中对蜘蛛的相关指数进行调查后,得到表中数据(有机茶园不喷洒除草剂,每年采茶1次;无公害茶园每年喷洒除草剂2次,采茶4次;普通茶园每年喷洒除草剂2次,采茶6次):
茶园类型 有机茶园 无公害茶园 普通茶园
个体数 1 530 956 602
物种数 57 46 33
丰富度指数 7.63 6.32 5.21
分别从不同类型的茶园中各选取5个茶丛,调查并统计其上某种蜘蛛的种群密度,该过程采用的方法为 。在统计各种蜘蛛种类时,同时还统计了各种蜘蛛的相对数量,该统计物种相对数量的方法是 。结合上述信息普通茶园中蜘蛛的丰富度最低的原因是 和 。
【答案】(1)垂直
(2)根瘤菌固氮能力增加了土壤肥力
(3)样方法;记名计算法;喷施除草剂不利于蜘蛛的生长繁殖;频繁采茶改变了茶园为蜘蛛提供的食物条件和栖息空间
【知识点】估算种群密度的方法;群落的结构
【解析】【解答】(1)取样深度不同,土壤样品中生物种类不同,说明在垂直方向上,群落具有分层现象,这体现了群落的垂直结构。
(2)科研小组选择适宜的豆科植物进行植物修复,降低环境中重金属浓度的同时土壤肥力也得到了提升,原因可能是重金属浓度增加会导致土壤微生物的生物多样性及数量降低,其降解有机物能力下降,土壤肥力下降,大豆吸收了重金属,土壤中微生物增加,包括根瘤菌等,根瘤菌固氮使土壤肥力增加。
(3)分别从不同类型的茶园各选取5个茶丛,由于蜘蛛活动范围比较小、活动能力比较弱,故调查蜘蛛个体数(种群密度)的方为样方法。丰富度的统计方法由记名计算法和目测估计法,表格中蜘蛛的物种数量确定,统计蜘蛛物种数的方法有记名计算法。有机茶园不喷洒除草剂,每年采茶1次,无公害茶园每年喷洒除草剂2次,采茶4次,普通茶园每年喷洒除草剂2次,采茶6次,可以看出普通茶园采茶较频繁,频繁采茶改变了茶园为蜘蛛提供的食物和栖息空间,喷洒除草剂也不利于蜘蛛的生长繁殖。
【分析】1、群落的垂直结构:
①概念:指群落在垂直方向上的分层现象。
②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。
2、许多土壤小动物有较强的活动能力,且身体微小,因此不适于用样方法和标志重捕法调查,常用取样器取样的方法进行采集、调查。
3、丰富度是指一个群落或生态系统中物种数目的多少。生态学上有多种测定物种丰富度的方法,通常有两种:一是记名计算法;二是目测估计法。
8.(2023·乌鲁木齐模拟)为探究外来物种虹鳟鱼对天池自然保护区的影响,选择本地物种新疆裸重唇鱼作为考察对象评估虹鳟的入侵风险,为该地区生物多样性保护方案的制定提供依据。如下图为虹鳟入侵后两种鱼消化道中部分食物出现频率示意图。回答下列问题。
(1)通过分析鱼的消化道食物种类可知,新疆裸重唇鱼属于生态系统中的 成分,若要调查二者是否还有捕食关系,可选择虹鳟消化道内的 进一步调查。
(2)用标志重捕法估算新疆裸重唇鱼的种群密度时,为了尽量减少对鱼类生存的影响,标记时需要遵循的原则有 。
(3)虹鳟从幼体到性成熟的时间约为新疆裸重唇鱼的一半,虹鳟的入侵会影响新疆裸重唇鱼的生存,原因是 。
【答案】(1)消费者;鱼鳞
(2)无毒无害、不影响正常生活、不过于醒目等
(3)虹鳟繁殖能力强,大量捕食摇蚊和石蛾,导致新疆裸重唇鱼食物来源减小,种群数量下降
【知识点】估算种群密度的方法;生态系统的结构
【解析】【解答】(1)新疆裸重唇鱼以植物和动物为食物来源,属于生态系统中的消费者;若调查二者是否还有捕食关系,可选择虹鳟消化道内的鱼鳞进一步调查,看其中是否有新疆裸重唇鱼的鱼鳞。
(2)为了尽量减少对鱼类生存的影响,标记时需要注意不能醒目,防止易于被天敌捕食,不能影响正常生活,不能有毒害作用等。
(3)虹鳟从幼体到性成熟的时间约为新疆裸重唇鱼的一半,繁殖能力强,取食的摇蚊和石蛾数量多,导致新疆裸重唇鱼食物来源减少,种群数量下降。
【分析】1、生态系统的结构是指生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)。
(1)组成成分又包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。生产者能将无机物合成有机物,是其他生物物质、能量的来源,主要指绿色植物和化能合成作用的生物,消费者加快生态系统的物质循环,有利于生产者的传粉或种子的传播,主要指动物,分解者将有机物分解为无机物,归还无机环境,指营腐生生活的微生物和动物。
(2)营养结构是指食物链和食物网。
2、使用标记重捕法标记时需要注意不能醒目,防止易于被天敌捕食,不能影响正常生活,不能有毒害作用等。
9.(2023·景德镇模拟)中国生物多样性保护与绿色发展基金会最新研究,重新引进20个关键物种可以使地球上四分之一的陆地恢复自然的大型哺乳动物种群,从而促进生物多样性的恢复。麋鹿从当初的18头恢复到现在的将近一万头,被认为是世界上物种重引入最成功的案例之一。
(1)引进物种需要考虑哪些必要因素?(写出一种)
(2)调查麋鹿的种群密度,在麋鹿最初(逐个计数)到恢复后(标志重捕)调查方法有所差异,请你阐述其中的原因: 。
(3)引入合适物种可以加速生态恢复,使生态系统抵抗力稳定性提高,从生态系统结构角度分析,原因是 。
【答案】(1)引入物种是否适应当地气候、环境;引入生物是否对当地生态造成破坏等;或引入生物是否会对土著生物生存造成严重威胁;当地环境对引入生物的承载量大小
(2)数量比较有限的种群宜采用逐个计数法(获得准确数据),当种群数量大时,针对活动能力强、活动范围广的动物可采用标志重捕法进行种群密度调查
(3)引入物种增加了物种丰富度,使营养结构更复杂,生态系统自我调节能力提高
【知识点】估算种群密度的方法;生态系统的稳定性
【解析】【解答】(1)外来物种的入侵可能导致生物多样性的丧失。故引进物种时需要综合考虑多种因素:引入物种是否适应当地气候、环境;引入生物是否对当地生态造成破坏等;或引入生物是否会对土著生物生存造成严重威胁;当地环境对引入生物的承载量大小。
(2)麋鹿种群最初的时候,数量有限(18头),分布范围小,麋鹿个体较大,可以采用逐个计数法获得准确数据。引进物种后,麋鹿从当初的18头恢复到现在的将近一万头,且活动能力强、活动范围广,故采用标志重捕法调查种群密度。
(3)引入物种后,物种丰富度增大,使生态系统的营养结构更复杂,生态系统自我调节能力提高,可以加速生态恢复,使生态系统抵抗力稳定性提高。
【分析】1、估算种群密度时,常用样方法和标记重捕法:
(1)一般植物和个体小、活动能力小的动物以及虫卵常用的是样方法,其步骤是确定调查对象→选取样方→计数→计算种群密度。
(2)活动能力大的动物常用标志重捕法,其步骤是确定调查对象→捕获并标志个体→重捕并计数→计算种群密度。计算公式:种群中的个体数=第一次捕获数×第二次捕获数÷重新捕获中的标记个体数。
2、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,称为生态系统的稳定性;生态系统之所以能维持相对稳定,是由于生态系统具有自我调节能力,该能力的基础是负反馈调节;物种数目越多,营养结构越复杂,自我调节能力越大,抵抗力稳定性越高;生态系统的稳定性具有相对性,当受到大规模干扰或外界压力超过该生态系统自身更新和自我调节能力时,便可导致生态系统稳定性的破坏、甚至引发系统崩溃。
10.(2023高二下·鞍山月考)积极推进生态文明建设、完善生态保护和修复制度是实现人与自然和谐共生的重要举措。由于人类活动,福建某湿地自然保护区在2014-2017年间出现水质变差、生物种类减少、鸟类生存受到影响的现象。下图为2006-2019年间科研人员对该地某种珍稀候鸟的数变化的调查。回答下列问题:
(1)直接决定种群密度的数量特征有 ;调查该种候鸟种群密度的方法是 。由图可知,在2006-2014年间,该种候鸟的种内斗争逐渐 (填“增强”或“减弱”)。
(2)K值是指在环境条件不受破坏的情况下, 种群最大数量;在2014-2017年间,该种候鸟种群的K值下降,可能是由于 等原因导致环境阻力增大。
(3)从2006-2014年间,该生态系统抵抗力稳定性如何变化? (填“上升下降”或“无法判断”)
【答案】(1)出生率和死亡率、迁入率和迁出率;标记重捕法;增强
(2)一定空间中所能维持的;可利用的资源和空间减少、捕食者增多
(3)无法判断
【知识点】种群的数量变动及其原因;估算种群密度的方法;种群数量的变化曲线;生态系统的稳定性
【解析】【解答】(1)直接决定种群密度的数量特征有出生率和死亡率、迁入率和迁出率,性别比例能影响种群密度,而年龄结构能预测种群密度。候鸟的活动能力强、活动范围大,调查其种群密度时适宜用标记重捕法。由图可知,在2006~2014年间,该种候鸟种群数量逐渐增加,因环境资源有限,导致种内斗争逐渐增强。
(2)K值即环境容纳量,是指在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量。在2014 2017年间,由于可利用的资源和空间减少、捕食者增多等原因导致环境阻力增大,该种候鸟种群的K值下降。
(3)生态系统抵抗力稳定性与生态系统中生物的种类和数量有关,从2006~2014年间,该种候鸟的种群密度增大,并不能说明群落的物种数目增加,故无法判断该生态系统抵抗力稳定性的变化。
【分析】1、种群的数量特征:
①种群密度:种群最基本的数量特征;
②出生率和死亡率、迁入率和迁出率:决定种群数量变化的主要因素;
③年龄结构和性别比例:预测种群数量变化的主要依据(一般根据年龄结构);
2、标记重捕法:许多动物的活动能力强,活动范围大,不宜用样方法来调查它们的种群密度。常用的方法之一是标记重捕法。
11.(2023高二下·余姚月考)某著名遗址公园是距北京市中心较近的、较为完善的湿地生态景观,这里生 存着多种湿地类型动植物。公园中金线蛙为北京市二级保护动物,是北京湿地的典型指示物 种 (注:指示物种是一定区域内能对某一环境特征具有指示特性的物种,一般为对环境变化 比较敏感的物种,可作为环境污染监测指标之一) 。研究人员对该公园湿地进行调查,下表 为此公园湿地生态状况的一项调查表。请回答下列问题:
遗址公园 26#湖不同取样点的浮游藻类的细胞密度 ( ×104/L)
取样 点 水深 ( m ) 水温 (℃) 蓝藻 绿藻 硅藻 甲藻 金藻 隐藻 裸藻 合计
1 1.0 16.5 13.83 76.08 276.66 0 0 13.83 13.83 394.23
2 1.0 17.5 41.50 48.41 172.91 6.91 0 34.58 0 304.32
3 1.1 18.0 55.33 96.83 145.24 0 27.67 0 6.91 345.82
4 0.24 21.0 20.75 152. 16 55.33 0 13.83 76.08 13.83 331.99
5 0.48 21.0 20.75 13.83 76.08 0 13.83 110.66 0 235. 16
(1)在选择采样点时要做到 取样,以确保调查结果的客观性。取样后对藻类进 行观察和计数要用到 两种用具。调查结果体现了该湿地浮游藻类 群落的 结构,这种结构有利于浮游藻类充分利用 等环境资源。
(2)近年来,该遗址公园为了扩大荷花等观赏植物的种植面积,清除了多种野生植物,此举很有可能使金线蛙 K 值变为 (填“K1”或“K2”) 。若 a 点为生活污水混入水系,则 a 点后金线蛙的种群数量变化曲线为 。
(3)为调查金线蛙在该区域的种群密度,可采取 法调查。第一次捕获 120 只,做上标记后释放,两周后,再次捕获的 100 只中有 12 只带有标记,此环境中大约有金线蛙 只。
(4)依据本题材料,提出两条保护金线蛙种群的措施 、 。
【答案】(1)随机;显微镜和血细胞计数板;垂直;光能
(2)K2;Ⅲ
(3)标志重捕法;1000
(4)减少水体等环境的污染;适当提高金线蛙生存环境的生物多样性
【知识点】估算种群密度的方法;种群数量的变化曲线;群落的主要类型
【解析】【解答】(1)在选择采样点时,需要做到随机取样,以保证调查结果的客观性。由于藻类个体比较微小,对藻类进行观察时需要用到显微镜,对藻类进行计数时需要用到血细胞计数板。 在不同的水深处进行取样,调查结果体现了该湿地浮游藻类群落的垂直结构,这种结构有利用藻类充分利用光照等环境资源;
故填:随机 ; 显微镜和血细胞计数板 ; 垂直 ; 光能 。
(2) 近年来,该遗址公园为了扩大荷花等观赏植物的种植面积,清除了多种野生植物 ,不利于金线娃的生存,金线娃的数量将减少,对应金线娃的K值曲线将变为K2,a点生活污水混入水系,金线娃的生存环境变差,其数量会减少,对应曲线Ⅲ;
故填:K2 ; Ⅲ 。
(3)金线娃的活动范围大、活动能力强的动物,宜选用标志重捕法来调查其的种群密度。种群密度=(重捕个体数×初次捕获标记个体数)/ 重捕中标记个体数=(100x120)/12=1000;
故填: 标志重捕法 ; 1000 。
(4)由题干可知 ,金线娃一般为对环境变化比较敏感的物种,保护金线娃种群可以采取的措施有减少水体等环境的污染,适当提高金线娃生存环境的生物多样性;
故填:减少水体等环境的污染 ; 适当提高金线蛙生存环境的生物多样性 。
【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。
2、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。
3、调查动物的种群密度常用的方法是标记重捕法,计算种群数量时利用公式计算若将该地段种群个体总数记作N,其中标记数为M,重捕个体数为n,重捕中标志个体数为m,假定总数中标记个体的比例与重捕取样中标志个体的比例相同,则N=Mn÷m 。
三、提高
12.(2023·平度模拟)一种生活在某热带雨林中的哺乳动物,形状略似猴,嗅觉灵敏,视觉和听觉不太发达,行动迟缓,活动范围小,主要以树叶、果实为食,其天敌主要是蟒蛇和猛禽(如角雕)等。树懒身上长有绿藻,使其外表呈现绿色。树懒身上有大量的树懒蛾,树懒蛾以嫩叶为食,且能帮助树懒养殖绿藻。树懒的粪便为树懒蛾幼虫提供食物和繁育场所。
项目 GP X R
甲 12.6 2.9 9.7
乙 838.2 166.0 672.2
丙 0.9 0.4 0.5
丁 105.0 38.8 66.2
分解者 184.5 23.8 160.7
(1)热带雨林生态系统的结构包括 和营养结构,生态系统中的 是沿着其营养结构进行的。
(2)调查树懒种群密度的方法是 ,树懒与树懒蛾的关系有 。根据树懒的生活习性推测藻类使树懒外表呈现绿色的意义是 。
(3)如表是研究人员对该热带雨林的能量流动情况进行调查的结果。表中甲、乙、丙、丁为不同营养级,GP为同化量,R为呼吸消耗量,单位:102kJ/(m2.a)表格中X的含是 。树懒所处的营养级是 该营养级与下一营养级之间的能量传递效率是 。
(4)树懒排便要到离栖息地数较远的地方,以防止天敌根据粪便中的气味信息发现其家族成员,降低被捕食风险。可见,生态系统中的信息能够 。
【答案】(1)生态系统的组成成分;物质循环和能量流动
(2)样方法;竞争和互利共生;形成保护色,适应环境,有利于树懒躲避天敌的捕食
(3)用于生长发育和繁殖的能量;丁(第二营养级);12%
(4)调节种间关系,维持生态系统的稳定
【知识点】估算种群密度的方法;生态系统的功能;生态系统的结构
【解析】【解答】(1)生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)。食物链和食物网的作用是生态系统物质循环和能量流动的渠道。
(2)树懒行动迟缓,活动范围小,因此调查其群密度的方法是样方法。树懒主要以树叶、果实为食,树懒身上有大量的树懒蛾,树懒蛾以嫩叶为食,且能帮助树懒养殖绿藻。树懒的粪便为树懒蛾幼虫提供食物和繁育场所。因此树懒与树懒蛾的关系有竞争和互利共生。由于树懒行动迟缓,活动范围小,藻类使树懒外表呈现绿色,可以形成保护色,适应环境,有利于树懒躲避天敌的捕食。
(3)表中GP=X+R,GP为同化量,R为呼吸消耗量,则X为用于生长发育和繁殖的能量。根据相邻营养级的能量传递效率为10%~20%可知,乙为第一营养级,丁为第二营养级,甲为第三营养级,丙为第四营养级,树懒是植食性动物,处于第二营养级,即表格中的丁。第二营养级的同化量为105.0×102kJ/(m2.a),第三营养级的同化量为12.6×102kJ/(m2.a),能量传递效率=[(12.6×102)÷(105.0×102)]×100%=12%。
(4)树懒排便要到离栖息地数较远的地方,以防止天敌根据粪便中的气味信息发现其家族成员,降低被捕食风险,说明生态系统中的信息能够调节种间关系,维持生态系统的稳定。
【分析】1、生态系统的成分包括非生物的物质和能量,生产者、消费者、分解者,生产者、消费者、分解者共同组成生物群落,生产者与消费者之间、消费者与消费者之间形成的营养关系是食物链,由多条食物链形成复杂的食物网食物网是物质循环和能量流动的渠道。
2、生态系统中能量流动的特点是:单向流动、逐级递减。能量去路包括:①自身呼吸消耗、转化为其他形式的能量和热能;②流向下一营养级;③残体、粪便等被分解者分解;④未被利用:包括生物每年的积累量,也包括动植物残体以化学燃料形式被储存起来的能量。即一个营养级所同化的能量=呼吸消耗的能量+被下一营养级同化的能量+分解者利用的能量+未被利用的能量。
13.(2023·岳阳模拟)入侵植物通过3种途径影响食物网:一是入侵植物能够直接被土著草食者取食,通过上行效应按照原有的路径进入土著食物网:二是入侵植物所固定的能量通过引入新的消费者或者转变流通路径形成新的食物网结构:三是入侵植物通过非营养作用造成食物网中各级消费者的种群密度和行为活动等发生变化,进而影响土著生物群落和食物网结构。下图灰色部分表示入侵前土著食物网的物种组成,空心部分表示植物入侵后食物网的物种组成。
(1)三种途径中如果食物网中广食性的植食性动物较多,则入侵植物主要以途径 作用于食物网;穗状狐尾藻入侵河口湿地后,为一些无脊椎动物和幼鱼提供了觅食和庇护场所,形成了更为复杂的水生食物网结构,这是通过途径 影响食物网。
(2)入侵物种紫茎泽兰所到之处排挤当地植物,导致生态系统的抵抗力稳定性 ,若要调查其种群密度,可以采用 ,若要连续若干年调查其种群密度的变化过程,请设计一个表格用于记录调查结果。
(3)若某种植物以途径Ⅱ影响土著生物群落,最终导致P1生物在当地消失,请从种间关系和能量流动角度分析P1消失的原因。
【答案】(1)I;Ⅲ
(2)下降;样方法
(3)入侵植物在于土著植物竞争中处于优势,导致土著植物数量下降,其同化的太阳能减少,能量流动逐级递减,最终能够流入P1的能量不足以支撑该生物的生存,P1生物灭绝或迁出该生态系统,导致P1生物在当地消失
【知识点】估算种群密度的方法;生态系统的稳定性;生态系统的能量流动
【解析】【解答】(1)据图分析可知,P和C表示不同级别的消费,N表示土著植物,而I表示入侵植物,据此分析,若食物网中广食性的植食性动物较多,则入侵植物主要以途径I作用于食物网;而穗状狐尾藻入侵河口湿地后,为一些无脊椎动物和幼鱼提供了觅食和庇护场所,则入侵植物为本地植物提供了一定的条件,是通过途径III影响食物网。
(2)一般而言,生物成分越多,食物链和食物网越复杂,则生态系统的抵抗力稳定性越强,入侵物种紫茎泽兰所到之处排挤当地植物,会导致本地物种生存空间减少,生物种类减少,导致生态系统的抵抗力稳定性下降;调查植物的种群密度所用方法是样方法。
(3)据题分析,途径II中入侵植物在于土著植物竞争中处于优势,导致土著植物数量下降,其同化的太阳能减少,能量流动逐级递减,最终能够流入P1的能量不足以支撑该生物的生存,P1生物灭绝或迁出该生态系统,导致P1生物在当地消失。
【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,称为生态系统的稳定性;生态系统之所以能维持相对稳定,是由于生态系统具有自我调节能力,该能力的基础是负反馈调节;物种数目越多,营养结构越复杂,自我调节能力越大,抵抗力稳定性越高;生态系统的稳定性具有相对性,当受到大规模干扰或外界压力超过该生态系统自身更新和自我调节能力时,便可导致生态系统稳定性的破坏、甚至引发系统崩溃。
2、估算种群密度时,常用样方法和标记重捕法:
(1)一般植物和个体小、活动能力小的动物以及虫卵常用的是样方法,其步骤是确定调查对象→选取样方→计数→计算种群密度。
(2)活动能力大的动物常用标志重捕法,其步骤是确定调查对象→捕获并标志个体→重捕并计数→计算种群密度。计算公式:种群中的个体数=第一次捕获数×第二次捕获数÷重新捕获中的标记个体数。
3、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。生态系统能量流动的起点是生产者,因此输入生态系统的总能量是生产者光合作用固定的太阳能。能量流动的特点是单向流动,逐级递减。
14.(2023·湖北模拟)蓝细菌暴发引起的水华又称藻华,是全球性的水环境健康问题,对藻华暴发过程信息的快速准确获取是制定有效防治措施的关键。蓝细菌能通过改变自身浮力来调整其水深分布,现场船舶调查通常难以全面捕获水华影响范围等关键信息。卫星遥感具有大范围周期性观测等特点,正好能弥补常规手段的不足,因此被广泛地用于湖泊藻华的时空动态监测。回答下列问题:
(1)卫星遥感监测的原理是不同水体对光的反射率不同。藻华发生时,水体在可见光区有明显的反射光谱,如图中的P峰,该峰光的颜色为 。
(2)假设某湖泊某种蓝细菌的环境容纳量为K,藻华防治早期,当其种群数量达到 时,种群增长速率最快。主要防治策略是严防该种蓝细菌的种群数量达到该值。在实际监测过程中,发现湖泊局部蓝细菌种群数量极少时,仍在短时间内爆发了藻华。气象观测表明,这种“非正常”的爆发前,往往有大风天气。试解释大风天气引起局部“非正常”藻华的原因 。除了风,影响蓝细菌种群数量变化的非密度制约因素还有 (至少写出1种)。
(3)沉水植被面积是反映湖泊生态系统健康的重要指标,一般沉水植被面积越大,湖泊生态系统越健康。某湖泊为防治藻华,在2018年集中拆除了养殖围网,通过卫星遥感监测了围网拆除前后沉水植被的分布面积,如下图所示。
①围网拆除后,该湖泊的群落发生的演替类型为 演替。
②单从沉水植被面积这项指标来看,拆除围网后 (填“有利于”或”不利于”)该湖泊生态系统的健康发展。其原因是:拆除围网后,分布在不同区域的沉水植物汇合,这些沉水植物的 (填种间关系)发生改变。
【答案】(1)绿色
(2)K/2;大风将不同区域的蓝细菌集中到某一区域,达到某一特定区域的K/2,种群增长速率大;光照强度、温度、水体的pH(合理即可)
(3)次生;不利于;种间竞争
【知识点】种群数量的变化曲线;群落的演替
【解析】【解答】(1)蓝细菌体内含有藻蓝素与叶绿素,能进行光合作用,蓝细菌体内的叶绿素主要吸收可见光中的红光和蓝紫光,几乎不吸收绿光,故绿光反射的最多,即藻华发生时,水体在可见光区有明显的反射光谱图中的P峰对应的光的颜色为绿色。
(2)根据题干“假设某湖泊某种蓝细菌的环境容纳量为K”可知蓝细菌的种群数量呈“S”形增长,“S”形增长曲线中K/2对应的时期种群增长速率最快;
大风将数量稀少的蓝藻汇聚在了某一个小范围内,导致种群密度达到了K/2,从而快速增长,形成藻华。
有些因素对种群数量起限制作用,但是作用的强度与种群密度无关,这样的影响种群数量变化的因素,叫做非密度制约因素,对蓝细菌自养型生物而言,光照强度、温度会影响其种群密度,温度通过影响酶活性控制光合作用和呼吸作用强度,直接影响藻类的繁殖;水体的pH也会通过影响酶活性控制光合作用和呼吸作用强度,从而影响藻类的繁殖。
(3)次生演替是指在原有植被虽已被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体,如能发芽的地下茎,在这样的地方发生的演替,如,火灾过后的草原,过量砍伐的森林,弃耕的农田上进行的演替;而根据题干可知该群落在围网拆除前仍有生物的存在以及正常的水体环境,故围网拆除后,该湖泊的群落发生的演替类型为次生演替;
分析曲线趋势:2017年的沉水植被面积均大于2019年的沉水植被面积面积,2017年和2019年的差别在于:在2018年集中拆除了养殖围网,即单从沉水植被面积这项指标来看,拆除围网后不利于该湖泊生态系统的健康发展;其原因是:拆除围网后,分布在不同区域的沉水植物汇合,这些沉水植物的在空间、无机物、光照等资源方面存在竞争,导致种间竞争加剧,影响整体沉水植物面积。
【分析】1、“S”形曲线:是受限制的指数增长函数,描述食物、空间都有限,有天敌捕食的真实生物数量增长情况,存在环境容纳的最大值K。
2、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,人类活动会改变群落演替的速度和方向。
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.初生演替的一般过程是裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。
次生演替: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.次生演替的一般过程是草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。
15.(2023高三下·河南月考)图1为某草原生态系统的部分营养结构。图2为该草原上两类生物种群数量变化的动态曲线图(虚线为Nt=Nt+1),其中r对策生物通常个体小,寿命短,生殖能力强但存活率低,亲代对后代缺乏保护;k对策生物通常个体大,寿命长,生殖力弱但存活率高,亲代对后代有很好的保护。回答下列问题:
(1)图1的营养结构中,具有两种种间关系的生物是 。为了防止蝗灾出现,需要有效降低蝗虫的环境容纳量,环境容纳量指的是 ,请提出两条降低蝗虫环境容纳量的措施: 。
(2)图1所示生态系统的抵抗力稳定性 (填“高于”或“低于”)热带雨林,原因是 。
(3)图2中S点时种群的λ= 。k对策生物种群数量低于X点时容易消失,原因是 。
【答案】(1)蜥蜴和苍鹰;在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量;增加蝗虫的天敌如蜥蜴或苍鹰的数量、用性引诱剂破坏蝗虫的性别比例等
(2)低于;相比热带雨林,草原生态系统的丰富度低,营养结构简单,自我调节能力差
(3)1;k对策生物的数量低于X点时数量少,且其生殖力弱,λ小于1,其数量会逐渐降低
【知识点】种群数量的变化曲线;种间关系;生态系统的稳定性
【解析】【解答】(1)由图1可知,苍鹰以蜥蜴为食,二者存在捕食关系,苍鹰和蜥蜴同时以蝗虫为食,二者之间存在竞争关系,即蜥蜴和苍鹰的种间关系为捕食和竞争;环境容纳量是指在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量;若要降低蝗虫的环境容纳量,可增加蝗虫的天敌如蜥蜴或苍鹰的数量﹑用性引诱剂破坏蝗虫的性别比例等。
(2)图1为某草原生态系统的部分营养结构,草原生态系统抵抗力稳定性低于热带雨林,因为与热带雨林相比,草原生态系统的物种丰富度低,营养结构简单,其自我调节能力差。
(3)图2中S点时,种群的λ=1。k对策生物的数量低于X点时生物数量少,且由于其生殖力弱,λ小于1(死亡率>出生率),其数量会逐渐降低,因而容易消失。
【分析】1、种间关系包括:①互利共生:两种生物生活在一起,彼此有利,相互依存,如地衣、根瘤、白蚁与鞭毛虫等;②捕食:一种生物以另一种生物为食的现象,比如兔和草,狼和羊;③竞争:两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等;④寄生:一种生物寄居于另一种生物的体内或体表,摄取寄主的养分以维持生活;⑤原始合作:两种生物共同生活在一起时,双方都受益,但分开后,各自也能独立生活。
2、环境容纳量=K值。在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量,又称为K值。同一种生物的K值不是固定不变的,会受到环境的影响。环境遭受破坏,K值会下降;当生物生存的环境改善,K值会上升。
3、种群数量增长的数学模型 Nt=N0λt 的含义是: Nt表示t年后的该种群的个体数量 , N0为该种群的起始个体数量 , t表示该生物迁入该地的时间是t年 , λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。
4、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,称为生态系统的稳定性;生态系统之所以能维持相对稳定,是由于生态系统具有自我调节能力,该能力的基础是负反馈调节;物种数目越多,营养结构越复杂,自我调节能力越大,抵抗力稳定性越高;生态系统的稳定性具有相对性,当受到大规模干扰或外界压力超过该生态系统自身更新和自我调节能力时,便可导致生态系统稳定性的破坏、甚至引发系统崩溃。
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