易错点26 生态系统和生态工程
生态系统、生态农业、环境保护和修复是热门考点，以选择题和非选择题形式考查生态系统结构和功能，常常与种群、群落、生态工程联系进行综合考查。知识掌握不到位，无法在题目情境中灵活运用是失分主要原因。在复习备考中，需要加强练习，强化对知识的理解和运用。注意以下细微易错陷阱，对提高解答这类题的准确率有所帮助。
易错陷阱1：生态系统结构。没有掌握生产者、消费者、分解者的区别和常见种类而造成错误判断，不会分析碳循环中生产者、消费者、分解者。
易错陷阱2：生态系统的物质循环和能量流动。没有理解能量的去向不会分析某一营养级各能量值含义；误把消费者的粪便量当成其同化量；混淆能量传递效率和能量利用率而造成错误判断；思维不严谨把物质和能量循环利用误判正确；误认为流入人工生态系统的总能量只有生产者固定的总能量。
易错陷阱3：生态系统的信息传递。没有掌握生态系统三类信息的区别而造成错误判断；没有掌握生态系统的信息传递的作用而造成错误判断。
易错陷阱4：生态工程遵循的四个基本原理。没有掌握四个基本原理的内涵及区别，不会分析具体案例中四个基本原理的应用。
例题1、（2022湖南·T8）稻-蟹共作是以水稻为主体、适量放养蟹的生态种养模式，常使用灯光诱虫杀虫。水稻为蟹提供遮蔽场所和氧气，蟹能摄食害虫、虫卵和杂草，其粪便可作为水稻的肥料。下列叙述正确的是（ ）
A. 该种养模式提高了营养级间的能量传递效率
B. 采用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递
C. 硬壳蟹（非蜕壳）摄食软壳蟹（蜕壳）为捕食关系
D. 该种养模式可实现物质和能量的循环利用
【解析】
A、能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值，该模式提高了能量的利用率，但不能
提高能量的传递效率，A项错误；
B、生态系统的物理信息有光、声、温度、湿度、磁力等，采用灯光诱虫杀虫利用了光，是物理信息的传递，B项正确；
C、捕食关系是指群落中两个物种之间的关系，硬壳蟹(非蜕壳)和软壳蟹(蜕壳)属于同一物种，两者之间的摄食关系不属于捕食，C项错误；
D、生态系统中的能量传递是单向的，不能循环利用，D项错误。
【答案】B
例题2、（2022 湖北·T20）如图为生态系统结构的一般模型，据图回答下列问题：
（1） 图中A代表________________；肉食动物1的数量_________（填“一定”或“不一定”）少于植食性动物的数量。
（2）如果②、③、④代表能量流动过程，④代表的能量大约是②的_____________________。
（3）如果图中生产者是农作物棉花，为了提高棉花产量，从物质或能量的角度分析，针对②的调控措施及理由分别是_______________________________________________________；针对⑦的调控措施及理由分别是 ________。
【解析】
（1）分析图中含义可知， A 能将遗体、粪便、碎屑等中的有机物分解形成无机物，返还回无机环境，因此A表示分解者。生态系统的能量流动是单向的、逐级递减的，因此能量金字塔呈正金字塔形，而生物量金字塔和数量金字塔则可能倒置或部分倒置，数量金字塔有时会出现高营养级的生物数量多于低营养级的生物数量，因此肉食动物1的数量不一定少于植食性动物的数量。
（2）能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%-20%，②表示植食性动物的同化量，③表示肉食动物1的同化量，④表示肉食动物2 的同化量，因此④代表的能量大约是：②×10%×10%~②×20%×20%=1%~4%。
（3）如果图中生产者是农作物棉花，提高棉花产量，针对途径②，可控制（减少）植食性动物的数量，使棉花固定的能量尽可能保留在棉花植株；针对途径⑦，可合理密植，改善通风条件，满足光合作用对CO2需求，减少无氧呼吸消耗；增施有机肥，分解者分解有机物可产生更多无机盐、CO2满足棉花生长需要；喷淋降温，缓解强光照和高温导致的“午休”，满足光合作用对CO2的需求，从而可以增强光合作用。
【答案】
（1）分解者 不一定
（2） 1%~4%
（3）控制（减少）植食性动物的数量，使棉花固定的能量尽可能保留在棉花植株
合理密植改善通风条件，满足光合作用对 CO2 需求，减少无氧呼吸消耗；增施有机肥，分解者分解有机物可产生更多无机盐、CO2 满足棉花生长需要；喷淋降温，缓解强光照和高温导致的“午休”，满足光合作用对 CO2 的需求
1、判断生态系统的成分的方法
（1）依据营养方式判断
①生产者：为自养型生物，包括光能自养型生物（绿色植物、蓝细菌等）、化能自养型生物（硝化细菌、硫细菌等）。
②消费者：为捕食或寄生异养型生物，以捕食或寄生方式获取现成的有机物来维持生活。
③分解者：为腐生异养型生物，腐生异养型生物能把动植物的遗体、残枝败叶转变成无机物，包括腐生微生物、少数的动物(如蚯蚓等)。
（2）根据结构图判断生态系统的组成成分，如图所示：
根据双向箭头确定C、D为非生物的物质和能量或生产者，则A、B为消费者或分解者；根据出入箭头数量的多少进一步判断：在C、D中指出箭头多的D为生产者；指入箭头多的C为非生物的物质和能量；根据D→A→B，确定A为消费者、B为分解者。
2. 能量流动去向分析
①能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
②能量流动特点：单向流动——生态系统内的能量只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向下一个营养级，不能逆向流动，也不能循环流动；逐级递减——能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少。
③第二营养级能量流动去向如右图，最高营养级没有下一营养级摄入，生产者没有粪便量。
④能量传递效率和能量利用率是不同的概念。作物桔秆等作为饲料送到饲养场，牲畜的粪便和部分秸秆进入沼气池，产生的沼气供农民做饭和照明用等等。这是能量的多级利用，能量利用率提高，能量传递效率不变。能量传递效率是相邻两个营养级同化量的比值。能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%-20%，可用能量金字塔表示。
⑤流入人工生态系统的总能量为生产者固定的总能量和人为输入物质中的能量（饲料、污水等）。
⑥消费者的粪便量是上一营养级的同化量。
3、研究能量流动的实践意义
(1)帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。
(2)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。
(3)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。
4、判断生态系统信息传递种类的方法
(1)从信息传播的途径判断
①涉及声音、颜色、植物形状、磁场、温度等物理因素，可判断为物理信息。
②涉及的信息载体为化学物质，如动物的性外激素，可判断为化学信息。
③涉及动物的特殊行为，“肢体语言”可判断为行为信息。
(2)从文字表述的着重点判断
①孔雀开屏，如果是通过羽毛的颜色等传递给对方，则属于物理信息。
②孔雀开屏，如果是通过行为传递给对方，则属于行为信息。
5.生态工程遵循的原理
原理 理论基础 意义 实例
自生原理 自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持 实现系统结构与功能的协调，形成有序的整体 湿地生态系统的修复
循环原理 物质的迁移和转化(物质循环) 实现不断循环，使前一环节产生的废物尽可能地被后一环节利用，减少整个生产环节“废物”的产生 “无废弃物农业”
协调原理 生物与生物、生物与环境的协调与适应 生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏 西北地区不适于种植乔木类的杨树
整体原理 社会—经济—自然复合系统 统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定 在林业工程建设中，自然系统与社会、经济系统的关系问题
1. （2022山东·T11）某地长期稳定运行稻田养鸭模式，运行过程中不投放鸭饲料，鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等，鸭粪可作为有机肥料还田。该稻田的水稻产量显著高于普通稻田，且养鸭还会产生额外的经济效益。若该稻田与普通稻田的秸秆均还田且其他影响因素相同，下列说法正确的是（ ）
A. 与普通稻田相比，该稻田需要施加更多的肥料
B. 与普通稻田相比，该稻田需要使用更多的农药
C. 该稻田与普通稻田的群落空间结构完全相同
D. 该稻田比普通稻田的能量的利用率低
【答案】A
【解析】
A、该稻田生态系统更好地利用耕地空间，其营养结构更复杂，其农产品的类型和水稻产量还显著高于普通稻田，而运行过程中不投放鸭饲料，因此与普通稻田相比，输入的能量也要更多，该稻田需要施加更多的肥料，A项正确；
B、从题干信息已知与普通稻田相比，稻田养鸭取食害虫和杂草等，可以减少农药的使用，B项错误；
C、该稻田增加了鸭子使得群落的物种组成不同，因此该稻田与普通稻田的群落空间结构不完全相同，C项错误；
D、从题干信息已知“鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等”，目的是使能量更多地流向对人类有益的部分；而且鸭粪可作为有机肥料还田，能量被多级利用，效果是“该稻田的水稻产量显著高于普通稻田，且养鸭还会产生额外的经济效益”，所以与普通稻田相比，该稻田的能量利用率高，D项错误。
2. (2020浙江·T11)下列关于营养级的叙述，正确的是( )
A．营养级的位置越高，归属于这个营养级的能量通常越多
B．自然生态系统中的所有绿色植物都属于生产者营养级
C．营养级是指处于食物链同一环节上同种生物的总和
D．食物链中的各营养级之间能量传递效率是相同的
【答案】B
【解析】
A、依据能量流动逐级递减的特点，营养级的位置越高，归属于这个营养级的能量通常越少，A项错误；
B、自然生态系统中的所有绿色植物都属于自养型，属于生产者，第一营养级，B项正确；
C、处于食物链同一环节上的同种和不同种生物都属于同一个营养级，C项错误；
D、食物链中的各营养级之间的能量传递效率不一定相同，D项错误。
3.（2022辽宁·T23） 碳达峰和碳中和目标的提出是构建人类命运共同体的时代要求，增加碳存储是实现碳中和的重要举措。被海洋捕获的碳称为蓝碳，滨海湿地是海岸带蓝碳生态系统的主体。回答下列问题：
（1）碳存储离不开碳循环。生态系统碳循环是指组成生物体的碳元素在___________和___________之间循环往复的过程。
（2）滨海湿地单位面积的碳埋藏速率是陆地生态系统的15倍，主要原因是湿地中饱和水环境使土壤微生物处于___________条件，导致土壤有机质分解速率___________。
（3）为促进受损湿地的次生演替，提高湿地蓝碳储量，辽宁省实施“退养还湿”生态修复工程（如图1）。该工程应遵循___________（答出两点即可）生态学基本原理，根据物种在湿地群落中的___________差异，适时补种适宜的物种，以加快群落演替速度。
（4）测定盐沼湿地不同植物群落的碳储量，发现翅碱蓬阶段为180.5kg·hm-2、芦苇阶段为3367.2kg·hm-2，说明在___________的不同阶段，盐沼湿地植被的碳储量差异很大。
（5）图2是盐沼湿地中两种主要植物翅碱蓬、芦苇的示意图。据图分析可知，对促进海岸滩涂淤积，增加盐沼湿地面积贡献度高的植物是___________，原因是___________。
【答案】
（1）生物群落 无机环境
（2）无氧（缺氧） 低
（3）自生、整体 生态位
（4）群落演替（次生演替）
（5）芦苇 与翅碱蓬相比，芦苇的根系发达，利于在滩涂环境下立地扎根，快速蔓延
【解析】
（1）生态系统碳循环是指组成生物体的碳元素在生物群落和无机环境之间循环往复的过程。
（2）由于湿地大部分时间处于静水水淹状态，即湿地中饱和水环境使土壤微生物处于无氧条件，导致土壤有机质分解速率慢，所以滨海湿地单位面积的碳埋藏速率是陆地生态系统的15倍，
（3）在湿地修复过程中，应遵循自生、整体、协调、循环等生态学基本原理，选择污染物净化能力较强的多种水生植物，还需要考虑这些植物各自的生态位差异，以及它们之间的种间关系，适时补种适宜的物种，以加快群落演替速度。
（4）湿地发生的演替是次生演替，测定盐沼湿地不同植物群落的碳储量，发现翅碱蓬阶段为180.5kg·hm-2、芦苇阶段为3367.2kg·hm-2，说明在次生演替（群落演替）的不同阶段，盐沼湿地植被的碳储量差异很大。
（5）分析图2可知，与翅碱蓬相比，芦苇的根系发达，利于在滩涂环境下立地扎根，快速蔓延所以是增加盐沼湿地面积贡献度高的植物。
1. （2022广东·T6）右图示某生态系统的食物网，其中字母表示不同的生物，箭头表示能量流动的方向。下列归类正确的是（ ）
A．a、c 是生产者
B．b、e 是肉食动物
C．c、f 是杂食动物
D．d、f 是植食动物
【答案】C
【解析】
A、a在食物链起点，是生产者；c能捕食a、b、e，属于消费者，A项错误；
B、b在食物链起点，是生产者，B项错误；
C、c、f都能捕食生产者a、b ，又能捕食消费者e，c、f都是杂食动物，C项正确；
D、d能捕食生产者a，是植食动物；但是f是杂食动物，D项错误。
2.（2022浙江·T20）生态系统的营养结构是物质循环和能量流动的主要途径。下列叙述错误的是（ ）
A．调查生物群落内各物种之间的取食与被取食关系，可构建食物链
B．整合调查所得的全部食物链，可构建营养关系更为复杂的食物网
C．归类各食物链中处于相同环节的所有物种，可构建相应的营养级
D．测算主要食物链各环节的能量值，可构建生态系统的能量金字塔
【答案】D
【解析】
A、生物群落中各物种间通过捕食关系建立食物链，因此调查生物群落内各物种之间的取食与被取食关系，可构建食物链，A项正确；
B、食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系就是食物网，因此整合调查所得的全部食物链，可构建营养关系更为复杂的食物网，B项正确；
C、营养级是指物种在食物链中的位置，所以归类各食物链中处于相同环节的所有物种，可构建相应的营养级，C项正确；
D、测算全部食物链各环节的能量值，可构建生态系统的能量金字塔，D项错误。
3.（2022辽宁T19不定向）底栖硅藻是河口泥滩潮间带生态系统中的生产者，为底栖动物提供食物。调查分析某河口底栖硅藻群落随季节变化优势种（相对数量占比>5%）的分布特征，结果如下图。下列叙述错误的是（ ）
注：不同条纹代表不同优势种：空白代表除优势种外的其他底栖硅藻；不同条纹柱高代表每个优势种的相对数量占比
A. 底栖硅藻群落的季节性变化主要体现在优势种的种类和数量变化
B. 影响优势种①从3月到9月数量变化的生物因素包含捕食和竞争
C. 春季和秋季物种丰富度高于夏季，是温度变化影响的结果
D. 底栖硅藻固定的能量是流经河口泥滩潮间带生态系统的总能量
【答案】CD
【解析】
A、分析题图可知，底栖硅藻群落在不同季节优势种的数量和种类都发生了变化，所以底栖硅藻群落的季节性变化主要体现在优势种的种类和数量变化，A项正确；
B、底栖硅藻可以为底栖动物提供食物，不同硅藻物种之间也有竞争，所以影响优势种①从3月到9月数量变化的生物因素包含捕食和竞争，B项正确；
C、如图只表示了底栖硅藻群落随季节变化优势种的分布特征，没有表示物种丰富度的大小，所以不能判断春季和秋季物种丰富度高于夏季，C项错误；
D、底栖硅藻固定的能量及其他生产者固定的能量是流经河口泥滩潮间带生态系统的总能量，D项错误。
4.(2021福建·T6)下列关于生态茶园管理措施的分析,错误的是( )
A.使用诱虫灯诱杀害虫,可减少农药的使用
B.套种豆科植物作为绿肥,可提高土壤肥力
C.利用茶树废枝栽培灵芝,可提高能量的传递效率
D.修剪茶树枝叶通风透光,可提高光合作用强度
【答案】 C
【解析】
A、用黑光灯诱杀害虫利用物理信息传递，属于生物防治，该技术可减少农药的使用，降低环境污染，A项正确;
B、豆科植物具有生物固氮能力，可将空气中的氮(N2）转变为含氮的养料，故套种豆科植物作为绿肥，可提高土壤肥力，B项正确；
C、能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值，利用茶树废枝栽培灵芝，可提高能量的利用率，但不能提高能量传递效率，C项错误；
D、修剪茶树枝叶通风透光，可提高二氧化碳浓度和光照强度，进而提高光合作用强度，D项正确。
5.(2021北京·T11)野生草本植物多具有根系发达、生长较快、抗逆性强的特点,除用于生态治理外,其中一些可替代木材栽培食用菌,收获后剩余的菌渣可作肥料或饲料。相关叙述错误的是( )
A.种植此类草本植物可以减少水土流失
B.菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用
C.用作培养基的草本植物给食用菌提供碳源和氮源
D.菌渣作饲料实现了物质在植物、真菌和动物间的转移
【答案】B
【解析】
A、此类草本植物根系发达可以固定更多的土壤，故种植此类草本植物可以减少水土流失，A项正确；
B、菌渣被分解者分解，产生的CO2和无机盐被农作物吸收利用，实现能量多级利用，但不能循环利用，B项错误；
C、草本植物含有蛋白质和纤维素，可给食用菌提供碳源和氮源，C项正确；
D、草本植物可栽培食用菌，而菌渣可作肥料或饲料，故实现了物质在植物、真菌和动物间的转移，D项正确。
6．（2023届广州市高三年级调研测试·T6）发展农村庭院经济可助力乡村振兴。在庭院内设置大棚，使污水在大棚内进行处理。污水经一系列处理后，在温室大棚内能用于浇灌作物。在有限的空间内节约集约利用各类资源，可有效提高农村农业生产力。下列叙述错误的是
A．农村庭院经济有利于实现经济效益和环境效益的同步发展
B．流经“庭院生态系统”的总能量是生产者所固定的太阳能
C．肉牛粪便堆肥还田可体现生态工程的自生原理和循环原理
D．肉牛的健康养殖，还需要关注致病微生物的潜在传染风险
【答案】B
【解析】
A、从题干信息可知，在庭院内设置大棚，蔬菜产量能够实现经济效益；使粪尿等污水在大棚内进行处理，减少对环境污染，实现环境效益，在有限的空间内节约集约利用各类资源，可有效提高农村农业生产力。因此农村庭院经济有利于实现经济效益和环境效益的同步发展，A项正确；
B、流经“庭院生态系统”的总能量包括生产者所固定的太阳能，还有人工输入的肉牛饲料和蔬菜种植中肥料等有机物的能量，B项错误；
C、生态工程的自生原理是指由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持。循环原理是指生态工程中促进系统的物质的迁移和转化，既保证各个环节的物质迁移顺畅，也保证主要物质或元素的转化率较高。所以肉牛粪便堆肥还田可体现生态工程的自生原理和循环原理，C项正确；
D、致病微生物引起的传染病会使肉牛不健康，甚至死亡，使种群数量减少，因此肉牛的健康养殖，还需要关注致病微生物的潜在传染风险，D项正确。
7.（2022 北京 T19）. 学习以下材料，回答（1）～（5）题。
蚜虫的适应策略：蚜虫是陆地生态系统中常见的昆虫。春季蚜虫从受精卵开始发育，迁飞到取食宿主上度过夏季，其间行孤雌生殖，经卵胎生产生大量幼蚜；秋季蚜虫迁飞回产卵宿主，行有性生殖，以受精卵越冬。蚜虫周围生活着很多生物，体内还有布氏菌等多种微生物，这些生物之间的关系如下图。
蚜虫以植物为食。植物通过筛管将以糖类为主的光合产物不断运至根、茎等器官。组成筛管的筛管细胞之间通过筛板上的筛孔互通。筛管受损会引起筛管汁液中Ca2+浓度升高，导致筛管中P蛋白从结晶态变为非结晶态而堵塞筛孔，以阻止营养物质外泄。蚜虫取食时，将口器刺入植物组织，寻找到筛管，持续吸食筛管汁液，但刺吸的损伤并不引起筛孔堵塞。体外实验表明，筛管P蛋白在Ca2+浓度低时呈现结晶态，Ca2+浓度提高后P蛋白溶解，加入蚜虫唾液后P蛋白重新结晶。蚜虫仅以筛管汁液为食，其体内的布氏菌从蚜虫获取全部营养元素。筛管汁液的主要营养成分是糖类，所含氮元素极少。这些氮元素绝大部分以氨基酸形式存在，但无法完全满足蚜虫的需求。蚜虫不能合成的氨基酸来源如下表。
氨基酸 组氨酸 异亮氨酸 亮氨酸 赖氨酸 甲硫氨酸 苯丙氨酸 苏氨酸 色氨酸 缬氨酸
植物提供 ＋ － － － － － － \ －
布氏菌 合成 － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ \ ＋
注：“－”代表低于蚜虫需求的量，“＋”代表高于蚜虫需求的量，“\”代表难以检出。
蚜虫大量吸食筛管汁液，同时排出大量蜜露。蜜露以糖为主要成分，为蚂蚁等多种生物提供了营养物质。
蚜虫利用这些策略应对各种环境压力，在生态系统中扮演着独特的角色。
（1）蚜虫生活环境中的全部生物共同构成了_______。从生态系统功能角度分析，图中实线单箭头代表了_______的方向。
（2）蚜虫为布氏菌提供其不能合成的氨基酸，而在蚜虫不能合成的氨基酸中，布氏菌来源的氨基酸与从植物中获取的氨基酸_______。
（3）蚜虫能够持续吸食植物筛管汁液，而不引起筛孔堵塞，可能是因为蚜虫唾液中有_______的物质。
（4）从文中可知，蚜虫获取足量的氮元素并维持内环境稳态的对策是_______。
（5）从物质与能量以及进化与适应的角度，分析蚜虫在冬季所采取的生殖方式对于种群延续和进化的意义_______。
【答案】
（1） 群落 能量流动
（2）相互补充
（3）抑制Ca2+对P蛋白作用
（4）通过吸食大量的筛管汁液获取氮元素，同时以蜜露形式排出多余的糖分
（5）蚜虫通过有性生殖，以受精卵形式越冬，降低对物质和能量的需求，度过恶劣环境，保持种群延续；借助基因重组，增加遗传多样性，为选择提供原材料。
【解析】
（1）群落是指在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合，所以蚜虫生活环境中的全部生物共同构成了群落。由图可知，实线单箭头从植物指向蚜虫，从蚜虫指向瓢虫或草蛉，代表了食物链，代表了能量流动的方向。
（2）蚜虫为布氏菌提供其不能合成的氨基酸，布氏菌与植物为蚜虫提供蚜虫自身不能合成的氨基酸。分析表中信息可知蚜虫不能合成的氨基酸中，布氏菌来源的氨基酸与从植物中获取的氨基酸相互补充。
（3）由题干信息可知，筛管汁液中Ca2+浓度升高，导致筛管中P蛋白从结晶态变为非结晶态而堵塞筛孔，以阻止营养物质外泄。实验表明，筛管P蛋白在Ca2+浓度低时呈现结晶态，Ca2+浓度提高后P蛋白溶解，加入蚜虫唾液后P蛋白重新结晶，可推测唾液中有抑制Ca2+对P蛋白作用的物质，使蚜虫能够持续吸食植物筛管汁液，而不引起筛孔堵塞。
（4）由题可知，筛管汁液的主要营养成分是糖类，所含氮元素极少，蚜虫大量吸食筛管汁液，同时排出大量蜜露，蜜露以糖为主要成分。可推测蚜虫获取足量的氮元素并维持内环境稳态的对策是通过吸食大量的筛管汁液获取氮元素，同时以蜜露形式排出多余的糖分。
（5）春季蚜虫从受精卵开始发育，迁飞到取食宿主上度过夏季，其间行孤雌生殖，经卵胎生产生大量幼蚜，秋季蚜虫迁飞回产卵宿主，行有性生殖，以受精卵越冬。蚜虫通过有性生殖，以受精卵形式越冬，以降低对物质和能量的需求，度过恶劣环境，保持种群延续；借助基因重组，增加遗传多样性，为选择提供原材料。
8.(2021山东·T24)海水立体养殖中，表层养殖海带等大型藻类，海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎，底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下，M、N表示营养级。
(1)估算海参种群密度时常用样方法，原因是 。
(2)图中M用于生长、发育和繁殖的能量为 kJ/(m2·a )。由M到N的能量传递效率为 %(保留一位小数)，该生态系统中的能量 (填:“能”或“不能”)在M和遗体残骸间循环流动。
(3)养殖的海带数量过多，造成牡蛎减产。从生物群落的角度分析,原因是 。
(4)海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理，依据这一原理进行海水立体养殖的优点是 。在构建海水立体养殖生态系统时，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，这样做的目的是 。
【答案】
(1)海参活动能力弱,活动范围小
(2)2 488 6.3 不能
(3)由于海带的竞争，浮游植物数量下降，牡蛎的食物减少，产量降低
(4)能充分利用空间和资源 维持生态系统的稳定性，保持养殖产品的持续高产(或:实现生态效益和经济效益的可持续发展)
【解析】
(1)海水立体养殖中，海参处于底层，以底栖微藻、生物遗体残骸等为食，活动能力弱，活动范围小，所以估算海参种群密度时常用样方法。
(2)图中M从生产者和遗体残骸中同化的能量为3281 kJ/(m2·a)+2826 kJ/(m2·a)=6107 kJ/(m2·a),M呼吸作用消耗的能量为3 619 kJ/(m2·a),则M用于生长、发育和繁殖的能量为6 107 kJ/(m2·a)-3 619 kJ/(m2·a)=2 488 kJ/(m2·a)。由M到N的能量传递效率为386 kJ/(m2·a)÷[3 281 kJ/(m2·a)+2 826 kJ/(m2·a)]×100%≈6.3%。生态系统的能量具有单向流动的特点,该生态系统中的能量不能在M和遗体残骸间循环流动。
(3)养殖的海带数量过多,由于海带的竞争,小型浮游植物的数量会减少,而牡蛎滤食小型浮游植物,牡蛎的食物减少,就会造成牡蛎减产。
(4)在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间，使群落形成一定的空间结构，利用群落的空间结构原理进行海水立体养殖的优点是能充分利用空间和资源，从而获得较高产量的养殖产品。在构建海水立体养殖生态系统时，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，这样做能增强该生态系统的自我调节能力，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。
9.(2021河北· T22)为探究全球气候变暖对生态系统的影响,研究者将20个人工淡水池塘均分成两组,对照组保持环境温度,实验组始终比对照组高4 ℃(利用温控装置),并从附近淡水栖息地搜集水生生物投入池塘。连续多年观测发现,池塘逐渐形成主要由浮游植物和浮游动物组成的群落。第15年时,池塘中浮游植物和浮游动物生物量(单位体积水体中生物体的质量)的检测结果如图。
回答下列问题:
(1)池塘生物群落区别于湖泊生物群落的重要特征为 ,池塘生物群落从简单到复杂的过程中发生了 演替。
(2)某种水生生物被投入池塘后，其种群数量将呈 型增长，若该生物种群密度在较长时期保持相对稳定，表明其种群数量已达到了 。
(3)从能量流动角度分析，升温导致该生态系统总生物量降低的原因可能是 。
(4)碳在池塘生物群落中主要以 的形式传递,碳循环具有全球性的主要原因是 。
【答案】
(1)群落的物种组成 次生
(2)“S” 环境容纳量(K值)
(3)升温可能降低了浮游植物的光合作用速率，使生产者固定的太阳能的总量减少，或者升温提高了浮游植物和浮游动物的呼吸作用速率，使二者用于自身生长、发育和繁殖等的能量减少，最终导致该生态系统的总生物量降低
(4)(含碳)有机物 碳元素在生物群落和无机环境之间主要以CO2的形式进行流动，大气中的CO2能够随大气环流在全球范围内流动，因此碳循环具有全球性
【解析】
(1)区别不同群落最重要的特征是群落的物种组成，池塘生物群落以浮游植物和浮游动物为主。简单的池塘生物群落保留了植物的繁殖体等，所以池塘生物群落从简单到复杂的过程中发生了次生演替。
(2)某种水生生物被投入池塘后，由于池塘中可利用的资源是有限的，因此其种群数量呈“S”型增长，当该生物种群密度在长时间保持相对稳定时，即达到了一定的环境条件中所能维持的种群最大数量，该种群数量称为环境容纳量，即K值。
(3)生态系统的总生物量取决于生态系统能量的输入和输出的差值，输入是通过生产者的光合作用等实现的，而输出则是通过呼吸作用等实现的，升温导致总生物量降低的可能原因是升温降低了浮游植物的光合作用速率，使生产者固定的太阳能的总量减少，或提高了浮游植物和浮游动物的呼吸作用速率，使二者用于自身生长、发育和繁殖等的能量减少，最终使该生态系统的总生物量降低。
(4)在生物群落内部生产者被消费者捕食，生产者和消费者的部分有机物流入分解者，这些过程中碳元素都是以含碳有机物的形式流动的。由于碳元素在生物群落和无机环境之间主要以CO2的形式进行流动，而大气中的CO2能够随大气环流在全球范围内流动，因此碳循环具有全球性。
10.(2020全国Ⅲ·T31)假设某种蓝细菌(A)是某湖泊中唯一的生产者，其密度极大，使湖水能见度降低。某种动物(B)是该湖泊中唯一的消费者。回答下列问题：
(1)该湖泊水体中A种群密度极大的可能原因是________________________(答出2点即可)。
(2)画出该湖泊生态系统能量流动的示意图。
(3)假设该湖泊中引入一种仅以A为食的动物(C)后，C种群能够迅速壮大，则C和B的种间关系是________。
【答案】
(1)水体富营养化；没有其他生产者的竞争
(2)如图所示
(3)种间竞争
【解析】
(1)若水体中N、P等元素含量高，则蓝细菌会大量繁殖，即水体富营养化，又因为没有其他生产者与其竞争，所以该种蓝细菌种群密度极大，使湖水能见度降低。
(2)生态系统的能量流动示意图需体现能量的来源、各营养级能量的去向(见答案)。
(3)因该湖泊中B以A为食，在引入仅以A为食的动物C后，C与B之间是种间竞争的关系，且C的竞争力较强，使C种群能够迅速壮大。易错点26 生态系统和生态工程
生态系统、生态农业、环境保护和修复是热门考点，以选择题和非选择题形式考查生态系统结构和功能，常常与种群、群落、生态工程联系进行综合考查。知识掌握不到位，无法在题目情境中灵活运用是失分主要原因。在复习备考中，需要加强练习，强化对知识的理解和运用。注意以下细微易错陷阱，对提高解答这类题的准确率有所帮助。
易错陷阱1：生态系统结构。没有掌握生产者、消费者、分解者的区别和常见种类而造成错误判断，不会分析碳循环中生产者、消费者、分解者。
易错陷阱2：生态系统的物质循环和能量流动。没有理解能量的去向不会分析某一营养级各能量值含义；误把消费者的粪便量当成其同化量；混淆能量传递效率和能量利用率而造成错误判断；思维不严谨把物质和能量循环利用误判正确；误认为流入人工生态系统的总能量只有生产者固定的总能量。
易错陷阱3：生态系统的信息传递。没有掌握生态系统三类信息的区别而造成错误判断；没有掌握生态系统的信息传递的作用而造成错误判断。
易错陷阱4：生态工程遵循的四个基本原理。没有掌握四个基本原理的内涵及区别，不会分析具体案例中四个基本原理的应用。
例题1、（2022湖南·T8）稻-蟹共作是以水稻为主体、适量放养蟹的生态种养模式，常使用灯光诱虫杀虫。水稻为蟹提供遮蔽场所和氧气，蟹能摄食害虫、虫卵和杂草，其粪便可作为水稻的肥料。下列叙述正确的是（ ）
A. 该种养模式提高了营养级间的能量传递效率
B. 采用灯光诱虫杀虫利用了物理信息的传递
C. 硬壳蟹（非蜕壳）摄食软壳蟹（蜕壳）为捕食关系
D. 该种养模式可实现物质和能量的循环利用
例题2、（2022 湖北·T20）如图为生态系统结构的一般模型，据图回答下列问题：
（1） 图中A代表________________；肉食动物1的数量_________（填“一定”或“不一定”）少于植食性动物的数量。
（2）如果②、③、④代表能量流动过程，④代表的能量大约是②的_____________________。
（3）如果图中生产者是农作物棉花，为了提高棉花产量，从物质或能量的角度分析，针对②的调控措施及理由分别是_______________________________________________________；针对⑦的调控措施及理由分别是 ________。
1、判断生态系统的成分的方法
（1）依据营养方式判断
①生产者：为自养型生物，包括光能自养型生物（绿色植物、蓝细菌等）、化能自养型生物（硝化细菌、硫细菌等）。
②消费者：为捕食或寄生异养型生物，以捕食或寄生方式获取现成的有机物来维持生活。
③分解者：为腐生异养型生物，腐生异养型生物能把动植物的遗体、残枝败叶转变成无机物，包括腐生微生物、少数的动物(如蚯蚓等)。
（2）根据结构图判断生态系统的组成成分，如图所示：
根据双向箭头确定C、D为非生物的物质和能量或生产者，则A、B为消费者或分解者；根据出入箭头数量的多少进一步判断：在C、D中指出箭头多的D为生产者；指入箭头多的C为非生物的物质和能量；根据D→A→B，确定A为消费者、B为分解者。
2. 能量流动去向分析
①能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
②能量流动特点：单向流动——生态系统内的能量只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向下一个营养级，不能逆向流动，也不能循环流动；逐级递减——能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少。
③第二营养级能量流动去向如右图，最高营养级没有下一营养级摄入，生产者没有粪便量。
④能量传递效率和能量利用率是不同的概念。作物桔秆等作为饲料送到饲养场，牲畜的粪便和部分秸秆进入沼气池，产生的沼气供农民做饭和照明用等等。这是能量的多级利用，能量利用率提高，能量传递效率不变。能量传递效率是相邻两个营养级同化量的比值。能量在相邻两个营养级间的传递效率是10%-20%，可用能量金字塔表示。
⑤流入人工生态系统的总能量为生产者固定的总能量和人为输入物质中的能量（饲料、污水等）。
⑥消费者的粪便量是上一营养级的同化量。
3、研究能量流动的实践意义
(1)帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。
(2)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。
(3)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。
4、判断生态系统信息传递种类的方法
(1)从信息传播的途径判断
①涉及声音、颜色、植物形状、磁场、温度等物理因素，可判断为物理信息。
②涉及的信息载体为化学物质，如动物的性外激素，可判断为化学信息。
③涉及动物的特殊行为，“肢体语言”可判断为行为信息。
(2)从文字表述的着重点判断
①孔雀开屏，如果是通过羽毛的颜色等传递给对方，则属于物理信息。
②孔雀开屏，如果是通过行为传递给对方，则属于行为信息。
5.生态工程遵循的原理
原理 理论基础 意义 实例
自生原理 自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持 实现系统结构与功能的协调，形成有序的整体 湿地生态系统的修复
循环原理 物质的迁移和转化(物质循环) 实现不断循环，使前一环节产生的废物尽可能地被后一环节利用，减少整个生产环节“废物”的产生 “无废弃物农业”
协调原理 生物与生物、生物与环境的协调与适应 生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏 西北地区不适于种植乔木类的杨树
整体原理 社会—经济—自然复合系统 统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定 在林业工程建设中，自然系统与社会、经济系统的关系问题
1. （2022山东·T11）某地长期稳定运行稻田养鸭模式，运行过程中不投放鸭饲料，鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等，鸭粪可作为有机肥料还田。该稻田的水稻产量显著高于普通稻田，且养鸭还会产生额外的经济效益。若该稻田与普通稻田的秸秆均还田且其他影响因素相同，下列说法正确的是（ ）
A. 与普通稻田相比，该稻田需要施加更多的肥料
B. 与普通稻田相比，该稻田需要使用更多的农药
C. 该稻田与普通稻田的群落空间结构完全相同
D. 该稻田比普通稻田的能量的利用率低
2. (2020浙江·T11)下列关于营养级的叙述，正确的是( )
A．营养级的位置越高，归属于这个营养级的能量通常越多
B．自然生态系统中的所有绿色植物都属于生产者营养级
C．营养级是指处于食物链同一环节上同种生物的总和
D．食物链中的各营养级之间能量传递效率是相同的
3.（2022辽宁·T23） 碳达峰和碳中和目标的提出是构建人类命运共同体的时代要求，增加碳存储是实现碳中和的重要举措。被海洋捕获的碳称为蓝碳，滨海湿地是海岸带蓝碳生态系统的主体。回答下列问题：
（1）碳存储离不开碳循环。生态系统碳循环是指组成生物体的碳元素在___________和___________之间循环往复的过程。
（2）滨海湿地单位面积的碳埋藏速率是陆地生态系统的15倍，主要原因是湿地中饱和水环境使土壤微生物处于___________条件，导致土壤有机质分解速率___________。
（3）为促进受损湿地的次生演替，提高湿地蓝碳储量，辽宁省实施“退养还湿”生态修复工程（如图1）。该工程应遵循___________（答出两点即可）生态学基本原理，根据物种在湿地群落中的___________差异，适时补种适宜的物种，以加快群落演替速度。
（4）测定盐沼湿地不同植物群落的碳储量，发现翅碱蓬阶段为180.5kg·hm-2、芦苇阶段为3367.2kg·hm-2，说明在___________的不同阶段，盐沼湿地植被的碳储量差异很大。
（5）图2是盐沼湿地中两种主要植物翅碱蓬、芦苇的示意图。据图分析可知，对促进海岸滩涂淤积，增加盐沼湿地面积贡献度高的植物是___________，原因是___________。
1. （2022广东·T6）右图示某生态系统的食物网，其中字母表示不同的生物，箭头表示能量流动的方向。下列归类正确的是（ ）
A．a、c 是生产者
B．b、e 是肉食动物
C．c、f 是杂食动物
D．d、f 是植食动物
2.（2022浙江·T20）生态系统的营养结构是物质循环和能量流动的主要途径。下列叙述错误的是（ ）
A．调查生物群落内各物种之间的取食与被取食关系，可构建食物链
B．整合调查所得的全部食物链，可构建营养关系更为复杂的食物网
C．归类各食物链中处于相同环节的所有物种，可构建相应的营养级
D．测算主要食物链各环节的能量值，可构建生态系统的能量金字塔
3.（2022辽宁T19不定向）底栖硅藻是河口泥滩潮间带生态系统中的生产者，为底栖动物提供食物。调查分析某河口底栖硅藻群落随季节变化优势种（相对数量占比>5%）的分布特征，结果如下图。下列叙述错误的是（ ）
注：不同条纹代表不同优势种：空白代表除优势种外的其他底栖硅藻；不同条纹柱高代表每个优势种的相对数量占比
A. 底栖硅藻群落的季节性变化主要体现在优势种的种类和数量变化
B. 影响优势种①从3月到9月数量变化的生物因素包含捕食和竞争
C. 春季和秋季物种丰富度高于夏季，是温度变化影响的结果
D. 底栖硅藻固定的能量是流经河口泥滩潮间带生态系统的总能量
4.(2021福建·T6)下列关于生态茶园管理措施的分析,错误的是( )
A.使用诱虫灯诱杀害虫,可减少农药的使用
B.套种豆科植物作为绿肥,可提高土壤肥力
C.利用茶树废枝栽培灵芝,可提高能量的传递效率
D.修剪茶树枝叶通风透光,可提高光合作用强度
5.(2021北京·T11)野生草本植物多具有根系发达、生长较快、抗逆性强的特点,除用于生态治理外,其中一些可替代木材栽培食用菌,收获后剩余的菌渣可作肥料或饲料。相关叙述错误的是( )
A.种植此类草本植物可以减少水土流失
B.菌渣作为农作物的肥料可实现能量的循环利用
C.用作培养基的草本植物给食用菌提供碳源和氮源
D.菌渣作饲料实现了物质在植物、真菌和动物间的转移
6．（2023届广州市高三年级调研测试·T6）发展农村庭院经济可助力乡村振兴。在庭院内设置大棚，使污水在大棚内进行处理。污水经一系列处理后，在温室大棚内能用于浇灌作物。在有限的空间内节约集约利用各类资源，可有效提高农村农业生产力。下列叙述错误的是
A．农村庭院经济有利于实现经济效益和环境效益的同步发展
B．流经“庭院生态系统”的总能量是生产者所固定的太阳能
C．肉牛粪便堆肥还田可体现生态工程的自生原理和循环原理
D．肉牛的健康养殖，还需要关注致病微生物的潜在传染风险
7.（2022 北京 T19）. 学习以下材料，回答（1）～（5）题。
蚜虫的适应策略：蚜虫是陆地生态系统中常见的昆虫。春季蚜虫从受精卵开始发育，迁飞到取食宿主上度过夏季，其间行孤雌生殖，经卵胎生产生大量幼蚜；秋季蚜虫迁飞回产卵宿主，行有性生殖，以受精卵越冬。蚜虫周围生活着很多生物，体内还有布氏菌等多种微生物，这些生物之间的关系如下图。
蚜虫以植物为食。植物通过筛管将以糖类为主的光合产物不断运至根、茎等器官。组成筛管的筛管细胞之间通过筛板上的筛孔互通。筛管受损会引起筛管汁液中Ca2+浓度升高，导致筛管中P蛋白从结晶态变为非结晶态而堵塞筛孔，以阻止营养物质外泄。蚜虫取食时，将口器刺入植物组织，寻找到筛管，持续吸食筛管汁液，但刺吸的损伤并不引起筛孔堵塞。体外实验表明，筛管P蛋白在Ca2+浓度低时呈现结晶态，Ca2+浓度提高后P蛋白溶解，加入蚜虫唾液后P蛋白重新结晶。蚜虫仅以筛管汁液为食，其体内的布氏菌从蚜虫获取全部营养元素。筛管汁液的主要营养成分是糖类，所含氮元素极少。这些氮元素绝大部分以氨基酸形式存在，但无法完全满足蚜虫的需求。蚜虫不能合成的氨基酸来源如下表。
氨基酸 组氨酸 异亮氨酸 亮氨酸 赖氨酸 甲硫氨酸 苯丙氨酸 苏氨酸 色氨酸 缬氨酸
植物提供 ＋ － － － － － － \ －
布氏菌 合成 － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ \ ＋
注：“－”代表低于蚜虫需求的量，“＋”代表高于蚜虫需求的量，“\”代表难以检出。
蚜虫大量吸食筛管汁液，同时排出大量蜜露。蜜露以糖为主要成分，为蚂蚁等多种生物提供了营养物质。
蚜虫利用这些策略应对各种环境压力，在生态系统中扮演着独特的角色。
（1）蚜虫生活环境中的全部生物共同构成了_______。从生态系统功能角度分析，图中实线单箭头代表了_______的方向。
（2）蚜虫为布氏菌提供其不能合成的氨基酸，而在蚜虫不能合成的氨基酸中，布氏菌来源的氨基酸与从植物中获取的氨基酸_______。
（3）蚜虫能够持续吸食植物筛管汁液，而不引起筛孔堵塞，可能是因为蚜虫唾液中有_______的物质。
（4）从文中可知，蚜虫获取足量的氮元素并维持内环境稳态的对策是_______。
（5）从物质与能量以及进化与适应的角度，分析蚜虫在冬季所采取的生殖方式对于种群延续和进化的意义_______。
8.(2021山东·T24)海水立体养殖中，表层养殖海带等大型藻类，海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎，底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下，M、N表示营养级。
(1)估算海参种群密度时常用样方法，原因是 。
(2)图中M用于生长、发育和繁殖的能量为 kJ/(m2·a )。由M到N的能量传递效率为 %(保留一位小数)，该生态系统中的能量 (填:“能”或“不能”)在M和遗体残骸间循环流动。
(3)养殖的海带数量过多，造成牡蛎减产。从生物群落的角度分析,原因是 。
(4)海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理，依据这一原理进行海水立体养殖的优点是 。在构建海水立体养殖生态系统时，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，这样做的目的是 。
9.(2021河北· T22)为探究全球气候变暖对生态系统的影响,研究者将20个人工淡水池塘均分成两组,对照组保持环境温度,实验组始终比对照组高4 ℃(利用温控装置),并从附近淡水栖息地搜集水生生物投入池塘。连续多年观测发现,池塘逐渐形成主要由浮游植物和浮游动物组成的群落。第15年时,池塘中浮游植物和浮游动物生物量(单位体积水体中生物体的质量)的检测结果如图。
回答下列问题:
(1)池塘生物群落区别于湖泊生物群落的重要特征为 ,池塘生物群落从简单到复杂的过程中发生了 演替。
(2)某种水生生物被投入池塘后，其种群数量将呈 型增长，若该生物种群密度在较长时期保持相对稳定，表明其种群数量已达到了 。
(3)从能量流动角度分析，升温导致该生态系统总生物量降低的原因可能是 。
(4)碳在池塘生物群落中主要以 的形式传递,碳循环具有全球性的主要原因是 。
10.(2020全国Ⅲ·T31)假设某种蓝细菌(A)是某湖泊中唯一的生产者，其密度极大，使湖水能见度降低。某种动物(B)是该湖泊中唯一的消费者。回答下列问题：
(1)该湖泊水体中A种群密度极大的可能原因是________________________(答出2点即可)。
(2)画出该湖泊生态系统能量流动的示意图。
(3)假设该湖泊中引入一种仅以A为食的动物(C)后，C种群能够迅速壮大，则C和B的种间关系是________。
