第2讲 生态系统和人与环境
聚焦新课标:2.2生物群落与非生物的环境因素相互作用形成多样化的生态系统,完成物质循环、能量流动和信息传递;2.3生态系统通过自我调节作用抵御和消除一定限度的外来干扰,保持或恢复自身结构和功能的相对稳定;2.4人类活动对生态系统的动态平衡有着深远的影响,依据生态学原理保护环境是人类生存和可持续发展的必要条件。
基础自查·明晰考位
纵引横连——建网络
提醒:特设长句作答题,训练文字表达能力
边角扫描——全面清
提醒:判断正误并找到课本原话
1.生产者都是自养生物。(选择性必修2 P50正文)( )
2.食物网中两种生物之间都是捕食关系。(选择性必修2 P52图3-4)( )
3.生态系统的能量流动指能量的输入和散失过程。(选择性必修2 P54正文)( )
4.每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量。(选择性必修2 P55图3-5)( )
5.研究能量流动,可合理设计人工生态系统,提高能量的传递效率。(选择性必修2 P58正文)( )
6.参与循环的物质是组成生物体的各种化合物。(选择性必修2 P63正文)( )
7.碳循环在生物群落内部以CO2形式进行。(选择性必修2 P61“思考·讨论”)( )
8.碳循环中由于生物的呼吸作用和微生物的分解作用,导致了温室效应现象的出现。(选择性必修2 P63“与社会的联系”)( )
9.生物富集最终积累在食物链顶端。(选择性必修2 P64正文)( )
10.生态系统的信息传递只存在于生物与生物之间。(选择性必修2 P69正文)( )
11.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。(选择性必修2 P73正文)( )
12.生态系统中的组成成分越多,食物网越复杂,生态系统的恢复力稳定性就越强。(选择性必修2 P75正文)( )
13.生态足迹的值越大,代表人类所需的资源越多,对生态和环境的影响就越大。(选择性必修2 P83正文)( )
14.生物多样性的间接价值明显小于它的直接价值。(选择性必修2 P92正文)( )
15.生态工程的自生是指由生物组分产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持。(选择性必修2 P99正文)( )
考点梳理·整合突破
整合考点19 “生命之网”的生态系统
微点1 生态系统的结构和功能及稳定性
任务驱动
任务1 依据同化类型确认生态系统功能类群
【特别提醒】
(1)消费者未必都是动物(如营寄生生活的微生物和植物等),动物未必都是消费者(如秃鹫、蚯蚓、原生动物等以动植物残体为食的腐生动物属于分解者)。
(2)分解者一定为腐生型,腐生型一定为分解者。分解者未必都是微生物(如秃鹫、蚯蚓等动物属于分解者),微生物未必都是分解者(如硝化细菌、蓝细菌属于生产者等)。
任务2 完善食物链的图解
任务3 能量在各营养级间流动的过程分析
能量流动的模型
(1)摄入量-粪便量=________。
(2)同化量-呼吸量=______________________________________________________。
(3)一个营养级粪便量不属于该营养级同化量,而属于________的同化量中“流入分解者”的部分。
任务4 正确分析常见的能量流动模型
(1)输入某一级消费者的能量是同化量还是摄入量的判断
方法:看该消费者是否有“→”指向粪便。
实例:图甲中箭头①指的是________;若没有箭头③,则①代表的是________。
(2)某一营养级的能量去向
图甲中能量①(摄入量)=________________+兔子中现存能量;图乙中能量W1为该营养级的________,等于________________(其中B1为现存量)。
(3)某营养级同化能量的两种分析方法
【特别提醒】
有关生态系统能量流动的三点提醒
(1)10%~20%是相邻两个营养级之间的传递效率,不是两个个体之间的传递效率。
(2)流经各营养级的总能量
①对生产者而言强调关键词“固定”而不能说“照射”。
②对各级消费者而言强调关键词“同化”而不能说“摄入”或“储存”。
(3)能量传递效率≠能量利用率
①能量传递效率:能量在沿食物链流动的过程中,逐级递减,若以“营养级”为单位,能量在相邻两个营养级之间的传递效率约为10%~20%。
②能量利用率
a.通常考虑的是流入人体中的能量占生产者能量的比值。
b.流入最高营养级的能量占生产者能量的比值。
c.考虑分解者的参与,以实现能量的多级利用。
任务5 能量传递效率的相关“最值”计算
若题干中未做具体说明,则一般认为能量传递的最低效率为10%,最高效率为20%。
(1)在食物链A→B→C→D中,则有:
注:①食物链越短,最高营养级获得的能量越多;②生物间的取食关系越简单,生态系统的能量流动过程中消耗得越少。
(2)在食物网中,则有:
任务6 巧辨碳循环模式图中的成分
(1)常考图示
(2)突破方法
①先据双向箭头“”确定“大气中CO2库”与“________”。
②再根据两者有“1”个指入箭头的为“________”(如甲中A,乙中1,丙中E),有“1”个指出箭头的为“大气中CO2库”(如甲中B,乙中4,丙中A)。
③最后据食物链生产者→初级消费者→次级消费者及各生物均最终指向________确认各级消费者及分解者(如三个图中分解者为甲中D,乙中3,丙中C;丙中F为初级消费者,D为次级消费者,B为三级消费者)。
任务7 掌握生态系统中的3类信息、3种作用及2个应用
任务8 运用结构与功能观理解生态系统的稳定性
任务9 抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系解读
过程评价
评价1 依托真题归类比较再体验,明考向
1.[2023·广东卷]凡纳滨对虾是华南地区养殖规模最大的对虾种类。放苗1周内虾苗取食藻类和浮游动物,1周后开始投喂人工饵料,1个月后对虾完全取食人工饵料。1个月后虾池生态系统的物质循环过程见图。下列叙述正确的是( )
A.1周后藻类和浮游动物增加,水体富营养化程度会减轻
B.1个月后藻类在虾池的物质循环过程中仍处于主要地位
C.浮游动物摄食藻类、细菌和有机碎屑,属于消费者
D.异养细菌依赖虾池生态系统中的沉积物提供营养
2.[2023·山东卷]某浅水泉微型生态系统中能量情况如表所示,该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食。下列说法正确的是( )
生产者固定 来自陆地的植物残体 初级消费者摄入 初级消费者同化 初级消费者呼吸消耗
能量[105J/(m2·a)] 90 42 84 13.5 3
A.流经该生态系统的总能量为90×105 J/(m2·a)
B.该生态系统的生产者有15%的能量流入下一营养级
C.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为10.5×105 J/(m2·a)
D.初级消费者粪便中的能量为70.5×105 J/(m2·a),该能量由初级消费者流向分解者
3.[2023·湖南卷]党的二十大报告指出:我们要推进美丽中国建设,坚持山水林田湖草沙一体化保护和系统治理,统筹产业结构调整、污染治理、生态保护,应对气候变化,协同推进降碳、减污、扩绿、增长,推进生态优先、节约集约、绿色低碳发展。下列叙述错误的是( )
A.一体化保护有利于提高生态系统的抵抗力稳定性
B.一体化保护体现了生态系统的整体性和系统性
C.一体化保护和系统治理有助于协调生态足迹与生态承载力的关系
D.运用自生原理可以从根本上达到一体化保护和系统治理
4.[2023·湖北卷]胁迫是指一种显著偏离于生物适宜生活需求的环境条件。水杨酸可以减轻胁迫对植物的不利影响。在镉的胁迫下,添加适宜浓度的水杨酸可激活苦草体内抗氧化酶系统,降低丙二醛和H2O2含量,有效缓解镉对苦草的氧化胁迫。下列叙述错误的是( )
A.水杨酸能缓解H2O2对苦草的氧化作用
B.在胁迫环境下,苦草种群的环境容纳量下降
C.通过生物富集作用,镉能沿食物链传递到更高营养级
D.在镉的胁迫下,苦草能通过自身的调节作用维持稳态
评价2 依托教材专练长句表述,提考能
5.(选择性必修2 P49~50“思考·讨论”节选)每个生物体的生存都离不开物质和能量。这些生物是怎样获得物质和能量的?不同种类的生物获取物质和能量的途径一样吗?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
6.(选择性必修2 P65“正文”拓展)物质循环和能量流动的起点和终点是否相同?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
7.(选择性必修2 P67“拓展应用1”拓展)生物圈是一个在“物质”上自给自足的系统,而不是一个在“能量”上自给自足的系统,原因是什么?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
8.(选择性必修2 P70~71“思考·讨论”节选)信息传递在种群的繁衍过程中起什么作用?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
9.(选择性必修2 P76“旁栏思考”)想一想,研究不同生态系统在抵抗力稳定性和恢复力稳定性两方面存在的差别,对自然生态系统的利用和保护有什么意义?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
评价3 依托真题归类比较再探究,强素养
10.[2023·新课标卷]现发现一种水鸟主要在某湖区的浅水和泥滩中栖息,以湖区的某些植物为其主要的食物来源。回答下列问题。
(1)湖区的植物、水鸟、细菌等生物成分和无机环境构成了一个生态系统。能量流经食物链上该种水鸟的示意图如下,①、②、③表示生物的生命活动过程,其中①是______________________;②是________________________________;③是________________________________________________________________________。
(2)要研究湖区该种水鸟的生态位,需要研究的方面有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(答出3点即可)。该生态系统中水鸟等各种生物都占据着相对稳定的生态位,其意义是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)近年来,一些水鸟离开湖区前往周边稻田,取食稻田中收割后散落的稻谷,羽毛艳丽的水鸟引来一些游客观赏。从保护鸟类的角度来看,游客在观赏水鸟时应注意的事项是________________________(答出1点即可)。
11.[2023·浙江6月]地球上存在着多种生态系统类型,不同的生态系统在物种组成、结构和功能上的不同,直接影响着各生态系统的发展过程。
回答下列问题:
(1)在消杀某草原生态系统中的害虫时,喷施了易在生物体内残留的杀虫剂Q,一段时间后,在该草原不同的生物种类中均监测到Q的存在,其含量如图所示(图中数据是土壤及不同营养级生物体内Q的平均值)。由图可知,随着营养级的递增,Q含量的变化规律是______________________________;在同一营养级的不同物种之间,Q含量也存在差异,如一年生植物与多年生植物相比,Q含量较高的是____________。因某些环境因素变化,该草原生态系统演替为荒漠,影响演替过程的关键环境因素是__________。该演替过程中,草原中的优势种所占据生态位的变化趋势为______________________________________________________。
(2)农田是在人为干预和维护下建立起来的生态系统,人类对其进行适时、适当地干预是系统正常运行的保证。例如在水稻田里采用灯光诱杀害虫、除草剂清除杂草、放养甲鱼等三项干预措施,其共同点都是干预了系统的____________和能量流动;在稻田里施无机肥,是干预了系统____________过程。
(3)热带雨林是陆地上非常高大、茂密的生态系统,物种之丰富、结构之复杂在所有生态系统类型中极为罕见。如果仅从群落垂直结构的角度审视,“结构复杂”具体表现在________________________________________。雨林中动物种类丰富,但每种动物的个体数不多,从能量流动的角度分析该事实存在的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
12.[2023·海南卷]海洋牧场是一种海洋人工生态系统,通过在特定海域投放人工鱼礁等措施,构建或修复海洋生物生长、繁殖、索饵或避敌所需的场所,以实现海洋生态保护和渔业资源持续高效产出,是海洋低碳经济的典型代表。回答下列问题。
(1)海洋牧场改善了海洋生物的生存环境,可使某些经济鱼类种群的环境容纳量________;海洋牧场实现了渔业资源持续高效产出,这体现了生物多样性的________价值。
(2)人工鱼礁投放海底一段时间后,礁体表面会附着大量的藻类等生物。藻类在生态系统组成成分中属于________,能有效降低大气中CO2含量,其主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在同一片海域中,投放人工鱼礁的区域和未投放人工鱼礁的区域出现环境差异,从而引起海洋生物呈现镶嵌分布,这体现出海洋生物群落的________结构。
(4)三亚蜈支洲岛海洋牧场是海南省首个国家级海洋牧场示范区。该牧场某年度重要经济鱼类(A鱼和B鱼)资源量的三次调查结果如图。据图分析,12月没有调查到A鱼的原因可能与其________________的生活习性有关,4月、8月和12月B鱼的平均资源量密度呈________趋势。
(5)三亚蜈支洲岛海洋牧场与邻近海域主要消费者的群落结构指标见表。与邻近海域相比,该牧场的生态系统稳定性较高,据表分析其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
群落结构指标 不同区域 营养级长度(NR) 摄食来源多样性水平(CR) 平均营养级多样性(CD)
三亚蜈支洲岛 7.60 6.36 1.92
南海中西部 4.91 3.49 1.20
陵水湾 4.66 4.45 1.49
南沙群岛西南部 4.30 3.40 1.00
微点2 生态环境的保护与生态工程
任务驱动
任务1 生态足迹的应用分析
(1)生态盈余或生态赤字
常见状况 对环境的影响
生态盈余 生态承载力总量>生态足迹总量 生态系统能够维持正常的结构与功能可持续发展
生态赤字 生态承载力总量<生态足迹总量 生态系统的结构与功能遭到不同程度的破坏,引发全球性生态环境问题
(2)可持续发展
①减少生态足迹总量。如节约用水用电、低碳出行、提倡素食、垃圾分类回收再利用等。
②提高生态承载力总量。如加大农、林、牧、渔等产业的科技投入,提高生产力,提高产量。
任务2 环境污染的成因及后果归纳
任务3 关注生物多样性及其保护的“3、3、4、1”
【特别提醒】
(1)从进化角度看,物种多样性与生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向的自然选择在进化过程中共同作用的结果。
(2)并非所有引种生物都会造成物种入侵,“物种入侵”特指引种后成为野生状态,并对本地生态系统造成一定危害的现象。
任务4 理清生态工程的基本原理及判定方法
过程评价
评价1 依托真题归类比较再体验,明考向
1.[2023·浙江1月]在我国西北某地区,有将荒漠成功改造为枸杞园的事例。改造成的枸杞园与荒漠相比,生态系统的格局发生了重大变化。下列叙述错误的是( )
A.防风固沙能力有所显现
B.食物链和食物网基本不变
C.土壤的水、肥条件得到很大改善
D.单位空间内被生产者固定的太阳能明显增多
2.[2023·湖北卷]2020年9月,我国在联合国大会上向国际社会作出了力争在2060年前实现“碳中和”的庄严承诺。某湖泊早年受周边农业和城镇稠密人口的影响,常年处于CO2过饱和状态。经治理后,该湖泊生态系统每年的有机碳分解量低于生产者有机碳的合成量,实现了碳的零排放。下列叙述错误的是( )
A.低碳生活和绿色农业可以减小生态足迹
B.水生消费者对有机碳的利用,缓解了碳排放
C.湖泊沉积物中有机碳的分解会随着全球气候变暖而加剧
D.在湖泊生态修复过程中,适度提高水生植物的多样性有助于碳的固定
3.[2023·浙江6月]自从践行生态文明建设以来,“酸雨”在我国发生的频率及强度都有明显下降。下列措施中,对减少“酸雨”发生效果最明显的是( )
A.大力推广风能、光能等绿色能源替代化石燃料
B.通过技术升级使化石燃料的燃烧率提高
C.将化石燃料燃烧产生的废气集中排放
D.将用煤量大的企业搬离城市中心
4.[2023·浙江1月]近百年来,随着大气CO2浓度不断增加,全球变暖加剧。为减缓全球变暖,我国政府提出了“碳达峰”和“碳中和”的CO2排放目标,彰显了大国责任。下列措施不利于达成此目标的是( )
A.大量燃烧化石燃料 B.积极推进植树造林
C.大力发展风能发电 D.广泛应用节能技术
5.[2023·湖北卷]栽培稻甲产量高、品质好,但每年只能收获一次。野生稻乙种植一次可连续收获多年,但产量低。中国科学家利用栽培稻甲和野生稻乙杂交,培育出兼具两者优点的品系丙,为全球作物育种提供了中国智慧。下列叙述错误的是( )
A.该成果体现了生物多样性的间接价值
B.利用体细胞杂交技术也可培育出品系丙
C.该育种技术为全球农业发展提供了新思路
D.品系丙的成功培育提示我们要注重野生种质资源的保护
评价2 依托教材专练长句表述,提考能
6.(选择性必修2 P83“旁栏思考”)食用牛肉比食用蔬菜产生的生态足迹要大的原因是什么?
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7.(选择性必修2 P87“思考·讨论”)为什么说“绿水青山就是金山银山”?
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8.(选择性必修2 P90~91“思考·讨论”节选)红树林的消失对沿海陆地有哪些影响?又将影响哪些生物的生存?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
9.(选择性必修2 P101“旁栏思考”)从协调原理出发,想一想,在我国西北地区进行防护林建设,应选择哪些树种?如果在该地区发展畜牧养殖业,你认为应该注意什么问题?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
评价3 依托真题归类比较再探究,强素养
10.[2023·湖北卷]我国是世界上雪豹数量最多的国家,并且拥有全球面积最大的雪豹栖息地,岩羊和牦牛是雪豹的主要捕食对象。
雪豹分布在青藏高原及其周边国家和地区,是山地地区生物多样性的旗舰物种。随着社会发展,雪豹生存面临着越来越多的威胁因素,如栖息地丧失、食物减少、气候变化以及人为捕猎等。1972年雪豹被世界自然保护联盟列为濒危动物。
气候变化可使山地物种栖息地丧失和生境破碎化程度加剧。模型模拟预测结果显示,影响雪豹潜在适宜生境分布的主要环境因子包括:两种气候变量(年平均气温和最冷月最低温度),两种地形变量(海拔和坡度)和一种水文变量(距离最近河流的距离)。
回答下列问题:
(1)根据材料信息,写出一条食物链__________________________________________。
(2)如果气候变化持续加剧,雪豹种群可能会面临________的风险,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)习近平总书记在二十大报告中提出了“实施生物多样性保护重大工程”。保护生物多样性的意义是__________________________(回答一点即可)。根据上述材料,你认为对雪豹物种进行保护的有效措施有______________________和__________________等。
11.[2023·广东卷]上世纪70~90年代珠海淇澳岛红树林植被退化,形成的裸滩被外来入侵植物互花米草占据,天然红树林秋茄(乔木)-老鼠簕(灌木)群落仅存32 hm2。为保护和恢复红树林植被,科技人员在互花米草侵占的滩涂上成功种植红树植物无瓣海桑,现已营造以无瓣海桑为主的人工红树林600 hm2,各林龄群落的相关特征见下表。
红树林群 落(林龄) 群落高 度(m) 植物种 类(种) 树冠层郁闭度(%) 林下互花米草密度(株/m2) 林下无瓣海桑更新幼苗密度(株/100m2) 林下秋茄更新幼苗密度(株/100m2)
无瓣海桑群落(3年) 3.2 3 70 30 0 0
无瓣海桑群落(8年) 11.0 3 80 15 10 0
无瓣海桑群落(16年) 12.5 2 90 0 0 0
秋茄-老鼠簕群落(>50年) 5.7 4 90 0 0 19
回答下列问题:
(1)在红树林植被恢复进程中,由裸滩经互花米草群落到无瓣海桑群落的过程称为________。恢复的红树林既是海岸的天然防护林,也是多种水鸟栖息和繁殖场所,体现了生物多样性的________价值。
(2)无瓣海桑能起到快速实现红树林恢复和控制互花米草的双重效果,其使互花米草消退的主要原因是________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)无瓣海桑是引种自南亚地区的大乔木,生长速度快,5年能大量开花结果,现已适应华南滨海湿地。有学者认为无瓣海桑有可能成为新的外来入侵植物。据表分析,提出你的观点和理由________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)淇澳岛红树林现为大面积人工种植的无瓣海桑纯林。为进一步提高该生态系统的稳定性,根据生态工程自生原理并考虑不同植物的生态位差异,提出合理的无瓣海桑群落改造建议________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
模拟预测·题组集训
题组预测一 生态系统结构与功能相关基础考查
1.[2023·广东湛江二模]下图是某草原上部分生物与环境之间的关系示意图,据图分析,下列叙述正确的是( )
A.图中的生物构成了生态系统的组成成分
B.图中有两条捕食食物链,起点都是绿色植物
C.绿色植物是该生态系统的生产者、基石
D.细菌可以占据生态系统多个营养级位置
2.[2023·北京丰台一模]下列关于生态系统功能的叙述,正确的是( )
A.能量流动都是从生产者固定太阳能开始,具有逐级递减的特点
B.喷施农药可以杀死农田害虫,说明化学信息传递可以调节种间关系
C.将农作物秸秆用于生产蘑菇可以大大提高生态系统的能量利用效率
D.生态系统中的物质循环、能量流动和信息传递都沿着食物链(网)进行
题组预测二 聚焦生态系统的三大功能
3.[2023·辽宁校联考二模]图甲是某生态系统中部分成分之间联系的局部图,图乙表示能量流经F营养级的示意图(a、b、c表示能量),下列叙述正确的是( )
A.图甲中D是三级消费者,图中缺少C→A的过程
B.碳在E与其他生物成分之间是以CO2的形式循环的
C.图乙中能量b表示用于F自身生长发育和繁殖的能量
D.最终流入最高营养级的能量最多是(c2+b)×4%或a×4%
题组预测三 突破难点,玩转能量流动的计算
4.[2023·广东省高三联考]桑基鱼塘是我国古代无废弃物生态农业的典范。该生态系统中的部分能量流动情况如表所示,有关叙述正确的是( )
项目 能量/kJ
桑树所含总能量 X
蚕吃掉的桑叶所含能量 443
蚕沙(粪便)含有的能量 235
① 142
蚕用于自身生长、发育和繁殖的能量 Y
A.443/X×100%可以表示桑树→蚕的能量传递效率
B.鱼通过蚕沙(粪便)从蚕获取的能量为235 kJ
C.①表示蚕通过呼吸作用以热能形式散失的能量,Y=66
D.该生态系统通过物质的多级利用实现能量的循环流动
题组预测四 聚焦生态系统的稳定性和人与环境
5.[2023·广东深圳二模]2023年2月2日“世界湿地日”的主题为“湿地修复”。党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央将湿地保护和修复工作纳入生态文明建设,从而推进我国湿地保护事业高质量发展。下列叙述错误的是( )
A.湿地被誉为地球的“肾”体现的是生物多样性的直接价值
B.湿地修复选择净化能力强的多种水生植物体现了协调和自生原理
C.湿地修复过程中可以依靠自然演替等机制恢复湿地的生态功能
D.在湿地生态恢复过程中,建立缓冲带主要是为了减少人类的干扰
6.[2023·广东二模]发展农村庭院经济,助力乡村振兴。如图是某农村庭院生态工程模式图,相关分析错误的是( )
A.该生态工程主要遵循了整体原理和循环原理
B.该生态工程在一定程度上有助于节能减排
C.该生态工程实现了能量的多级循环利用
D.碳从农作物到禽畜的主要传递形式为有机物
7.[2023·北京丰台一模]“蚂蚁森林”是一项带动公众低碳减排的公益项目,每个人的低碳行为可计为“绿色能量”,进而可以申请在生态亟需修复的地区种下一棵树或者认领一平方米保护地。以下说法错误的是( )
A.采用公共交通出行是低碳行为,可以减少温室气体的排放
B.认领保护地,扩大了我们的生态足迹,为保护环境做出贡献
C.不同地区种植适宜本地环境的植物,体现了生态工程的协调原理
D.种植具有防风固沙功能的树种,体现了生物多样性的间接价值
题组预测五 基于学科核心素养的长句应答类专训
8.[2023·山东淄博一模]立体农业是利用群落的空间结构原理,为充分利用空间和资源而发展起来的一种农业生产模式。秧藕养鱼是一种池塘立体生态种养模式:水体的上层主要是以浮游植物为食物的鲢鱼,中层主要是以水生植物为食的草鱼,底层主要是以软体动物为食的青鱼。某秧藕养鱼立体农业生态系统的能量流动如下图,图中的英文字母表示能量(单位:kJ)。
(1)据图可知,生产者输入该生态系统的能量为________(kJ),该生态系统的正常运行需要有机物的不断输入,原因是__________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)图中字母d表示____________________,植食性鱼类到肉食性鱼类的能量传递效率可表示为________________。
(3)鱼塘的人工管理十分重要,若种植的莲藕数量过多,会造成鲢鱼减产,从种间关系的角度分析,原因是____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
在夏季,可利用昆虫的趋光性,用________________诱捕池塘上空的飞蛾作为鱼类的补充食物。
(4)秧藕养鱼立体生态种养模式在生产实践中获得了较高的经济效益,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
专题拓展·素养落地19 碳达峰和碳中和
知识拓展
1.“碳中和”“碳达峰”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“碳中和”“碳达峰”。
2.“碳中和”“碳达峰”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:在一定时间内产生的温室气体排放总量,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。
专项提升
1.推动碳达峰、碳中和已成为全球共识,以下是生态系统中碳循环示意图。下列说法不正确的是( )
A.碳在生物群落与非生物环境之间主要以二氧化碳的形式进行循环
B.某些原核生物可以作为生产者通过不同于图中③的过程吸收CO2
C.通过加大植树造林即可抵消①②④过程的影响,实现碳中和
D.水循环会影响碳循环过程,二者均能体现全球性
2.2021年4月22日,习近平总书记在全球领导人气候峰会上发表了题为“共同构建人与自然生命共同体”的重要讲话,提出中国将力争于2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”目标。为了实现上述目标,我国采取了包括“碳减排”“碳捕集”“碳封存”和“碳利用”等多种措施。如图表示某生态系统中的碳循环示意图。
(1)“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式,抵消CO2排放总量,实现相对“零排放”,达到“碳中和”时,图中X1过程吸收的CO2总量________(填“大于”“等于”或“小于”)Y1、Y2、Y3和Z4过程释放的CO2总量,理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)植树造林是“碳捕集”的重要措施之一,造林的树种应以本地树种为主,原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出2点即可),这遵循了生态工程的________原理。“碳减排”与我们的日常生活息息相关,试从衣食住行的角度分析“碳减排”可以采取的措施有__________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出2点即可)。
(3)“碳封存”是指通过技术手段捕集CO2,再通过高压管道送到地下或者海底永久性封存。试分析该方法可能对环境造成的负面影响是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
建立绿色低碳循环体系需要世界各国共同参与,主要原因是______________________________________________________________________________。
第2讲 生态系统和人与环境
纵引横连——建网络
①物种多样性 ②食物链和食物网 ③单向流动、逐级递减
④10%~20% ⑤全球性、循环性 ⑥自我调节能力 ⑦抵抗力 ⑧恢复力 ⑨就地 ⑩易地 人口过快增长
边角扫描——全面清
1.√ 2.× 3.× 4.× 5.× 6.× 7.× 8.× 9.√ 10.× 11.√ 12.× 13.√ 14.× 15.√
整合考点19
微点1
任务驱动
任务1 生产者 分解者
任务2 生产者 自然选择 单向性 所有生物 丙→甲→乙→丁 D→A
任务3 用于自身生长、发育和繁殖 (1)同化量 (2)用于生长、发育和繁殖量 (3)上一营养级
任务4 (1)摄入量 同化量 (2)②+③+④+⑤ 同化量 A1+B1+C1+D1 (3)①热能 A1 B1+C1+D1 ②B1 A1+C1+D1
任务6 (2)生产者 生产者 分解者
任务7 非生物环境 双向性 化学 行为 个体生命活动的正常进行 生物种群的繁衍 生态系统的平衡与稳定
过程评价
1.解析:生态系统的组成成分有:生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量。1周后开始投喂人工饵料,虾池中有机碎屑含量增加,水体中N、P等无机盐增多,水体富营养化严重,A错误;藻类作为生产者,在物质循环中占主要地位,B正确;浮游动物摄食藻类,同时浮游动物又摄食细菌和有机碎屑,属于消费者和分解者,C错误;异养细菌依赖虾池生态系统中的沉积物和有机碎屑提供营养,D错误。
答案:B
2.解析:该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食,因此可知,流经该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和来自陆地的植物残体中的能量,即90+42=132×105 J/(m2·a),A错误;表格中没有显示生产者流入到初级消费者的能量,因此无法计算有多少能量流入下一营养级,B错误;初级消费者同化量为13.5×105 J/(m2·a),初级消费者呼吸消耗能量为3×105 J/(m2·a),因此初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量=同化量-呼吸消耗能量=10.5×105 J/(m2·a),C正确;初级消费者摄入量包括粪便量和初级消费者同化量,同化量又包括呼吸作用以热能形式散失的量和用于生长、发育和繁殖的量,生长、发育和繁殖的量又分为流向下一营养级的量和被分解者利用的量,因此初级消费者粪便中的能量不会由初级消费者流向分解者,D错误。
答案:C
3.解析:生态系统的组分越多,食物链、食物网越复杂,自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高,所以一体化保护有利于提高生态系统的抵抗力稳定性,A正确;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,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,且几乎每个复杂的生态工程建设都以整体观为指导,所以一体化保护体现了生态系统的整体性和系统性,B正确;生态足迹又称生态占用,指在现有技术条件下,维持某一人口单位生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域面积,生态承载力代表了地球提供资源的能力,一体化保护和系统治理有助于协调生态足迹与生态承载力的关系,C正确;综合运用自生、整体、协调、循环等生态学基本原理可以从根本上达到一体化保护和系统治理,仅运用自生原理很难达到,D错误。
答案:D
4.解析:水杨酸可激活苦草体内抗氧化酶系统,故能缓解H2O2对苦草的氧化作用,A正确;环境容纳量的大小取决于生物所生存的环境,在胁迫环境下,苦草种群的环境容纳量下降,B正确;镉属于重金属,能够通过生物富集作用,沿食物链传递到更高营养级,C正确;胁迫是一种显著偏离于生物适宜生活需求的环境条件,因此在镉的胁迫下,苦草已经不能通过自身的调节作用维持稳态,D错误。
答案:D
5.答案:绿色植物通过光合作用将无机物转化为有机物,将太阳能转化为化学能。动物通过摄取其他生物获得物质和能量。细菌、真菌等通过分解动植物遗体和动物的排遗物获得物质和能量。不同种类的生物获取物质和能量的途径是不尽相同的。
6.答案:不同。能量流动的起点是生产者固定的太阳能,终点是散失的热能;而物质循环中物质在非生物环境与生物群落之间循环往返,无起点和终点。
7.答案:物质可以在生物圈内循环利用,而能量不能循环利用,它必须由生物圈外的太阳能源源不断地输入方可维持正常运转。
8.答案:通过信息传递,雌雄个体能相互识别、交配,保证种群的繁衍。
9.答案:在利用自然生态系统时,要根据不同类型生态系统抵抗力稳定性的差异,合理控制对生态系统的干扰强度,干扰不能超过生态系统抵抗力稳定性的范围;在保护自然生态系统时,要根据不同类型生态系统恢复力稳定性的差异,合理确定保护对策,如采取封育措施,补充相应的物质、能量,修补生态系统的结构,增强生态系统的恢复力。
10.解析:(1)生态系统中的能量沿食物链进行流动。水鸟主要以湖区的某些植物为食物,作为食物链的第二营养级,其摄入的能量一部分被水鸟同化,未被同化的能量可以粪便的形式直接排出。被同化的这部分能量,一部分在水鸟的呼吸作用中以热能的形式散失,另一部分用于水鸟的生长、发育和繁殖等生命活动。水鸟自身的能量中有一部分以遗体残骸的形式被分解者利用,一部分被次级消费者捕食而流入第三营养级。(2) 一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位,水鸟属于动物,研究其生态位,需要研究的方面有:它的栖息地、食物、天敌以及与其它物种的关系等;群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,这有利于不同生物之间充分利用环境资源。(3)鸟类的生存与环境密切相关,从保护鸟类的角度来看,游客在观赏水鸟时应注意的事项有:不破坏水鸟的生存环境(不丢弃废弃物、不污染水源);远距离观赏而避免对其造成惊吓等。
答案:(1)水鸟同化 呼吸作用 分解者利用
(2)栖息地、食物、天敌以及与其它物种的关系等 有利于不同生物之间充分利用环境资源
(3)不破坏水鸟的生存环境;远距离观赏
11.解析:(1)分析题意可知,杀虫剂Q是难以降解的物质,图中的草本植物→食草动物→食肉动物是一条食物链,结合图中数据可知,随着食物链中营养级的递增,Q的含量逐渐增加;与一年生植物相比,多年生植物从土壤中吸收的Q更多,故Q含量较高;群落演替是指一个群落被另一个群落替代的过程,该过程中关键环境因素主要是温度和水分;生态位是指群落中某个物种在时间和空间上的位置及其与其他相关物种之间的功能关系,它表示物种在群落中所处的地位、作用和重要性,该演替过程中,草原中的优势种所占据生态位的变化趋势为:与其它有生态位重叠的种群会发生生态位分化,重叠程度减小,以提高对环境的利用率。(2)运用物质循环规律可以帮助人们合理地调整生态系统的物质循环和能量流动,使物质中的能量更多地流向对人类有益的部分,在水稻田里采用灯光诱杀害虫、除草剂清除杂草、放养甲鱼等三项干预措施,其共同点都是干预了系统的物质循环和能量流动过程;生态系统的分解者能够将有机物分解为无机物,若在稻田里施无机肥,则减少了微生物分解的作用过程,实际上是干预了系统的物质循环过程。(3)群落中乔木、灌木和草本等不同生长型的植物分别配置在群落的不同高度上,形成了群落的垂直结构,如果仅从群落垂直结构的角度审视,“结构复杂”具体表现在其在垂直结构上分层现象明显,动植物的种类都较多,如热带雨林中的下木层和灌木层还可再分为2~3个层次;生态系统中的能量流动是逐级递减的,每一级的生物都有部分能量流向分解者和通过呼吸作用以热能散失,雨林中的动物种类丰富,在该营养级能量一定的前提下,则每种动物的个体数较少。
答案:(1)随着营养级的递增,Q含量增加 多年生植物 温度和水分 优势种与其它有生态位重叠的种群会发生生态位分化,重叠程度减小
(2)物质循环 物质循环
(3)垂直结构上的分层现象明显,动植物种类多 能量流动是逐级递减的,每一营养级都有流向分解者和通过呼吸作用以热能散失的能量
12.解析:(1)海洋牧场改善了海洋生物的生存环境,为生物提供更多的资源和空间,使得环境容纳量增大;渔业资源持续高效产出,这体现了生物多样性的直接价值。(2)藻类可以进行光合作用,将无机物转变为有机物,在生态系统组成成分中属于生产者;藻类能将CO2转变为有机物,能有效降低大气中CO2含量。(3)海洋生物呈现镶嵌分布,这是水平方向上的差异,为群落的水平结构。(4)12月气温低,12月没有调查到A鱼的原因可能与其喜欢较高温度的生活习性有关;结合图示可知,4月、8月和12月B鱼的平均资源量密度呈上升趋势。(5)三亚蜈支洲岛的平均营养级多样性最高,生物种类多,食物网复杂,生态系统稳定性较高。
答案:(1)增大 直接
(2)生产者 藻类能进行光合作用将CO2转变为有机物
(3)水平
(4)喜欢较高温度 上升
(5)营养级多样性高,食物网复杂
微点2
过程评价
1.解析:枸杞园营养结构更为复杂,抵抗力稳定性更高,防风固沙能力增强,A正确;荒漠植被恢复成枸杞园的过程中发生了群落的次生演替,物种丰富度增加,食物链增多,食物网更加复杂,B错误;枸杞园植被增多,保水能力上升,土壤的水、肥条件得到很大改善,C正确;枸杞园植被增多,单位空间内被生产者固定的太阳能明显增多,D正确。
答案:B
2.解析:低碳生活和绿色农业可以促进CO2的吸收以及减少CO2的排放,从而减小生态足迹,A正确;水生消费者对有机碳的利用,其遗体、粪便还会被分解者利用,不会缓解碳排放,B错误;随着全球气候变暖,微生物的分解能力增强,湖泊沉积物中有机碳的分解会加剧,C正确;在湖泊生态修复过程中,适度提高水生植物的多样性能够充分利用光能,有助于碳的固定,D正确。
答案:B
3.解析:大力推广风能、光能等绿色能源替代化石燃料,进而能起到减少二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等排放的目的,能起到缓解酸雨产生的作用,效果明显,A正确;通过技术升级使化石燃料进行脱硫处理能起到缓解酸雨的作用,但提高燃烧率的效果不明显,B错误;将化石燃料燃烧产生的废气集中排放并不能起到减少引起酸雨的气体排放量,因而对减少酸雨发生效果不明显,C错误;酸雨的产生具有全球性,因而将用煤量大的企业搬离城市中心依然无法减少煤量的使用,因而不能起到相应的减少酸雨的效果,D错误。
答案:A
4.解析:大量燃烧化石燃料会导致大气中的二氧化碳含量增多,不利于实现碳中和,A符合题意;积极推进植树造林、大力发展风能发电和广泛应用节能技术可以减少二氧化碳的排放或增加二氧化碳的吸收利用,利于实现碳中和,B、C、D不符合题意。故选A。
答案:A
5.解析:生物多样性的直接价值体现在食用、药用、文学艺术创作等,间接价值体现在调节生态系统的功能上,培育新品系不属于间接价值,A错误;植物体细胞杂交是以原生质体培养为基础,人工诱导使不同亲本原生质体融合,并通过对异核体的培养产生杂种体细胞的技术。植物体细胞杂交使远缘杂交不亲和的植物有可能实现遗传物质重组,创造和培养植物新品种乃至新物种,尤其在多基因控制农艺性状的改良上具有较大优势。因此可以利用该方法培育品系丙,B正确;该育种技术把栽培稻和野生稻杂交,为全球农业发展提供了新思路,C正确;品系丙的成功培育需要依靠野生稻的参与,提示我们要注重野生种质资源的保护,D正确。
答案:A
6.答案:①牛处于第二营养级,蔬菜处于第一营养级,而能量流动是逐级递减的,所以食用牛肉消耗的资源多;②养牛与种植蔬菜相比,前者释放的CO2多,所需要的林地面积和水域面积也就越大。
7.答案:绿水青山就是良好的生态环境,保持良好的生态环境,协调好经济发展与生态环境的关系,促进经济、社会和生态的协调发展,才能实现可持续发展。
8.答案:红树林是海岸的天然防护林,能维持滨海湿地生态系统的稳定性,具有防风、抗海潮侵蚀海岸的作用。因此,红树林的消失将直接影响沿海陆地的生态环境,这对沿海地区人们的生活和生产都会产生很大的影响。红树林的消失,会使潮间带多种鱼类、甲壳类、贝类以及多种水鸟因生态环境改变而无法存活和繁衍;红树林的消失还会影响周围的生态环境,从而影响更多的生物。
9.答案:我国西部地区缺雨干旱,土壤较为贫瘠,应该选择适合当地自然环境条件的树种如沙棘、山杏、刺槐、小叶锦鸡儿等。在西北地区发展畜牧养殖业,应该注意牲畜数量不能超过草地的承载力。
10.解析:(1)“岩羊和牦牛是雪豹的主要捕食对象”,据此可以写出食物链:草→牦牛→雪豹;草→岩羊→雪豹。(2)气候变化持续加剧,会影响雪豹栖息地内植被生长,食物减少,进而导致栖息地丧失和生境破碎化程度加剧,雪豹种群数量减少,面临灭绝的风险。(3)生物多样性有直接价值、间接价值和潜在价值,生物多样性对于维持生态系统稳定性具有重要意义,奠定了人类文明形成的物质条件,是人类赖以生存和发展的基础。可以通过建立自然保护区,改善雪豹的栖息环境,建立雪豹繁育中心等措施对雪豹物种进行保护。
答案:(1)草→牦牛→雪豹(或草→岩羊→雪豹)
(2)灭绝 气候变化持续加剧,会影响雪豹栖息地内植被生长,食物减少,进而导致栖息地丧失和生境破碎化程度加剧,雪豹种群数量减少
(3)保护生物多样性对于维持生态系统稳定性具有重要意义,或保护生物多样性可以为人类的生存和发展提供物质条件 建立自然保护区 建立雪豹繁育中心
11.解析:(1)由题意可知,红树林植被退化形成的裸滩被外来入侵植物互花米草占据,则由裸滩经互花米草群落到无瓣海桑群落的过程称为次生演替。恢复的红树林既是海岸的天然防护林,也是多种水鸟栖息和繁殖的场所,这是红树林在生态系统方面的调节作用,体现了生物多样性的间接价值。(2)无瓣海桑是速生乔木,种植后由于其生长速度较快,在与互花米草对阳光等的竞争中占据优势,能有效抑制互花米草的蔓延。(3)无瓣海桑有可能成为新的外来入侵物种。理由:据表中数据分析,无瓣海桑群落林龄为16年时,植物种类减少到2种,无瓣海桑群落林龄为3~16年间,林下秋茄更新幼苗为0,说明无瓣海桑在与其他植物竞争的过程中处于优势,其生长速度快,繁殖速度快,有可能成为新的外来入侵物种。(4)为进一步提高该生态系统的稳定性,一方面可以选择适量适合在滩涂上生长,植株高度高于无瓣海桑的多种本土植物进行种植,另一方面可以种植一些适合在无瓣海桑群落林下生长的本土阴生植物,利用它们的种间关系达到共存的目的。
答案:(1)次生演替 间接
(2)无瓣海桑生长快,比互花米草高,在竞争中占优势
(3)无瓣海桑可能成为新的外来入侵物种。理由:无瓣海桑群落林龄为3~16年间,林下秋茄更新幼苗密度为0,无瓣海桑群落林龄为16年时,植物种类减少到2种,说明无瓣海桑在与其他植物竞争的过程中占优势,导致当地物种减少甚至灭绝
(4)选择适量适合在滩涂上生长,植株高度高于无瓣海桑的多种本土植物,以及一些适合在无瓣海桑群落林下生长的本土阴生植物进行种植,尽量提高生物多样性程度,利用它们的种间关系达到共存的目的
模拟预测·题组集训
1.解析:生态系统的组成成分包括生物成分(生产者、消费者、分解者)和非生物成分,A错误;捕食食物链由生产者和消费者构成,图中只有一条捕食食物链,为绿色植物→蝉→螳螂→黄雀→蛇,B错误;绿色植物能进行光合作用,将光能转变为化学能流入生态系统内部,是该生态系统的生产者、基石,C正确;营养级是指生物在生态系统食物链(捕食食物链)中所处的层次,细菌大多是分解者,不参与食物链的组成,不占任何营养级,少数细菌如硝化细菌是生产者,占第一营养级,不会占多个营养级,D错误。
答案:C
2.解析:生态系统能量流动不都是从生产者固定太阳能开始的,如流经人工鱼塘生态系统的总能量是生产者固定的太阳能和人工输入的有机物中的化学能,还有些生产者例如硝化细菌固定的是化学能,A错误;喷洒农药杀死害虫属于化学防治,不属于生态系统信息传递的应用,B错误;将农作物秸秆用于生产蘑菇可以实现能量的多级利用,大大提高生态系统的能量利用效率,C正确;生态系统的信息传递不是沿着食物链和食物网进行的,D错误。
答案:C
3.解析:图甲D表示次级消费者,A错误;碳在E(生产者)与其他生物成分之间是以含碳有机物的形式循环,B错误;图乙b可表示F用于生长发育繁殖、储存在有机物中的能量,C正确;F的同化量是a,按照传递效率20%计算,B最多可得到能量为a×20%×20%=a×4%,a=b+c1,所以最终流入最高营养级的能量最多是(c1+b)×4%或a×4%,D错误。
答案:C
4.解析:能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值,443是蚕的摄入量,(443-235)/X×100%可以表示桑树→蚕的能量传递效率,A错误;鱼通过蚕沙(粪便)获得能量属于桑树同化量的一部分,B错误;①表示蚕通过呼吸作用以热能形式散失的能量,则蚕用于自身生长、发育和繁殖的能量=同化量-呼吸作用以热能形式散失的能量=(443-235)-142=66,C正确;生态系统的能量流动是单向流动,不能循环,D错误。
答案:C
5.解析:湿地被誉为地球的“肾”,净化水源,体现的是生物多样性的间接价值,A错误;湿地修复选择净化能力强的多种水生植物,水生植物和环境相适应,水生植物的生命活动能净化修复湿地,体现了协调和自生原理,B正确;湿地修复过程中,群落的结构和功能在改变,可以依靠自然演替等机制恢复湿地的生态功能,C正确;在湿地生态恢复过程中,建立缓冲带主要是为了减少人类的干扰,让湿地自我恢复,D正确。
答案:A
6.解析:该生态系统充分利用废物,体现了循环原理,该生态系统还考虑社会和经济,体现了整体原理,A正确;人畜的粪便等废物可在沼气池发酵,产生的沼液沼渣可以用于农作物,产生的沼气可用于生活燃料和照明,说明该生态工程在一定程度上有助于节能减排,B正确;能量流动的特点是单向流动、逐级递减,能量不能循环利用,C错误;在生物群落内部,碳主要以有机物的形式传递,D正确。
答案:C
7.解析:国家倡导绿色、低碳的出行方式,我们要增强低碳意识,树立低碳理念,如乘坐公交车,步行或骑自行车出行等,少开汽车,多坐公交车出行,可以减少碳排放,可以减少温室气体的排放,A正确;“蚂蚁森林”是一项带动公众低碳减排的公益项目,认领保护地,减小了我们的生态足迹,为保护环境做出贡献,B错误;协调原理是指生物之间、生物与环境的协调和平衡,不同地区种植适宜本地环境的植物,体现了生态工程的协调原理,C正确;种植具有防风固沙功能的树种,属于对生态系统起到重要调节功能的价值,体现了生物多样性的间接价值,D正确。
答案:B
8.解析:(1)据图可知,生产者输入该生态系统的能量是生产者固定的太阳能,即a。该生态系统输出及呼吸消耗的能量大于生产者固定的能量(植物固定的太阳能a),因此该生态系统的正常运行需要有机物的不断输入。(2)流经某一营养级的能量若分成三部分,则是指一部分通过呼吸作用以热能形式散失,一部分流入下一营养级,还有一部分被分解者分解利用,据此可知,d表示流向分解者的能量。图中植食性鱼类传到肉食性鱼类的能量为c-n,植食性鱼类的同化量为b,因此植食性鱼类到肉食性鱼类的能量传递效率可表示为(c-n)/b×100%。(3)若种植的莲藕数量过多,由于莲藕的竞争使浮游植物数量下降鲢鱼的食物减少,进而造成鲢鱼减产。在夏季,可利用昆虫的趋光性,用黑光灯诱捕池塘上空的飞蛾作为鱼类的补充食物。(4)秧藕养鱼立体生态种养模式中鱼类的立体放养使池塘群落具有合理的垂直结构,充分利用了池塘水体的空间资源,实现了能量的多级利用,提高了能量的利用率,在生产实践中获得了较高的经济效益。
答案:(1)a 该生态系统输出及呼吸消耗的能量大于生产者固定的能量(植物固定的太阳能a)
(2)流向分解者的能量 (c-n)/b×100%
(3)由于莲藕的竞争使浮游植物数量下降,鲢鱼的食物减少 黑光灯诱捕
(4)鱼类的立体放养使池塘群落具有合理的垂直结构,充分利用了池塘水体的空间资源,提高了能量的利用率
专题拓展·素养落地
专项提升
1.解析:碳在生物群落与非生物环境之间主要以二氧化碳形式进行循环,A正确;某些原核生物可以作为生产者通过不同于图中③光合作用,而是可以通过化能合成作用过程吸收CO2,B正确;通过加大植树造林主要是抵消④化石燃料燃烧过程的影响,实现碳中和,C错误;水循环会影响碳循环过程,二者均能体现全球性,D正确。
答案:C
2.解析:(1)达到“碳中和”时,X1过程吸收的CO2总量应等于CO2排放总量,而CO2排放总量除包括Y1、Y2、Y3和Z4过程释放的CO2外,还包括化石燃料的开采和使用过程中排放的CO2,故图中X1过程吸收的CO2总量大于Y1、Y2、Y3和Z4过程释放的CO2总量。(2)为避免外来物种入侵,保证本地生态系统的安全性,且本地物种具有较高的生态适应性,故造林的树种应以本地树种为主。这遵循了生态工程的协调原理。从衣食住行的角度分析“碳减排”可以采取的措施:衣,少买不必要的衣服,减少资源浪费;食,尽量自带餐具,少用或者不用一次性餐具;住,节约用水用电,生活垃圾分类处理;行,短途路程尽量骑自行车或者步行。(3)“碳封存”技术会导致地下或者海底CO2浓度过高,过高浓度的CO2将杀死土壤微生物或深海生物。碳循环具有全球性,故建立绿色低碳循环体系需要世界各国共同参与。
答案:(1)大于 达到“碳中和”时,X1过程吸收的CO2总量应等于CO2排放总量,而CO2排放总量除包括Y1、Y2、Y3和Z4过程释放的CO2外,还包括化石燃料的开采和使用过程中排放的CO2
(2)避免外来物种入侵,保证本地生态系统的安全性;本地物种具有较高的生态适应性 协调 衣,少买不必要的衣服,减少资源浪费;食,尽量自带餐具,少用或者不用一次性餐具;住,节约用水用电,生活垃圾分类处理;行,短途路程尽量骑自行车或者步行
(3)过高浓度的CO2将杀死土壤微生物或深海生物(或“使土壤或海水酸化,影响土壤或海洋生物的生存,从而对生物多样性造成威胁;封存在地下或海底的二氧化碳也有可能会逃逸到大气当中,加剧温室效应”) 碳循环具有全球性(共98张PPT)
第2讲 生态系统和人与环境
纵引横连——建网络
提醒:特设长句作答题,训练文字表达能力
①物种多样性 ②食物链和食物网 ③单向流动、逐级递减 ④10%~20% ⑤全球性、循环性 ⑥自我调节能力 ⑦抵抗力 ⑧恢复力 ⑨就地 ⑩易地 人口过快增长
边角扫描——全面清
提醒:判断正误并找到课本原话
1.生产者都是自养生物。(选择性必修2 P50正文)( )
2.食物网中两种生物之间都是捕食关系。(选择性必修2 P52图3-4)( )
3.生态系统的能量流动指能量的输入和散失过程。(选择性必修2 P54正文)( )
4.每一营养级生物的同化量就是从上一营养级摄入的能量。(选择性必修2 P55图3-5)( )
5.研究能量流动,可合理设计人工生态系统,提高能量的传递效率。(选择性必修2 P58正文)( )
√
×
×
×
×
6.参与循环的物质是组成生物体的各种化合物。(选择性必修2 P63正文)( )
7.碳循环在生物群落内部以CO2形式进行。(选择性必修2 P61“思考·讨论”)( )
8.碳循环中由于生物的呼吸作用和微生物的分解作用,导致了温室效应现象的出现。(选择性必修2 P63“与社会的联系”)( )
9.生物富集最终积累在食物链顶端。(选择性必修2 P64正文)( )
10.生态系统的信息传递只存在于生物与生物之间。(选择性必修2 P69正文)( )
×
×
×
√
×
11.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。(选择性必修2 P73正文)( )
12.生态系统中的组成成分越多,食物网越复杂,生态系统的恢复力稳定性就越强。(选择性必修2 P75正文)( )
13.生态足迹的值越大,代表人类所需的资源越多,对生态和环境的影响就越大。(选择性必修2 P83正文)( )
14.生物多样性的间接价值明显小于它的直接价值。(选择性必修2 P92正文)( )
15.生态工程的自生是指由生物组分产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持。(选择性必修2 P99正文)( )
√
×
√
×
√
整合考点19 “生命之网”的生态系统
微点1 生态系统的结构和功能及稳定性
任务驱动
任务1 依据同化类型确认生态系统功能类群
生产者
分解者
【特别提醒】
(1)消费者未必都是动物(如营寄生生活的微生物和植物等),动物未必都是消费者(如秃鹫、蚯蚓、原生动物等以动植物残体为食的腐生动物属于分解者)。
(2)分解者一定为腐生型,腐生型一定为分解者。分解者未必都是微生物(如秃鹫、蚯蚓等动物属于分解者),微生物未必都是分解者(如硝化细菌、蓝细菌属于生产者等)。
任务2 完善食物链的图解
食
物
链
生产者
自然选择
单向性
所有生物
丙→甲→乙→丁
D→A
任务3 能量在各营养级间流动的过程分析
能量流动的模型
用于自身生长、发育和繁殖
(1)摄入量-粪便量=________。
(2)同化量-呼吸量=_____________________。
(3)一个营养级粪便量不属于该营养级同化量,而属于__________的同化量中“流入分解者”的部分。
同化量
用于生长、发育和繁殖量
上一营养级
任务4 正确分析常见的能量流动模型
(1)输入某一级消费者的能量是同化量还是摄入量的判断
方法:看该消费者是否有“→”指向粪便。
实例:图甲中箭头①指的是________;若没有箭头③,则①代表的是________。
(2)某一营养级的能量去向
图甲中能量①(摄入量)=______________+兔子中现存能量;图乙中能量W1为该营养级的________,等于______________(其中B1为现存量)。
摄入量
同化量
②+③+④+⑤
同化量
A1+B1+C1+D1
(3)某营养级同化能量的两种分析方法
热能
A1
B1+C1+D1
B1
A1+C1+D1
【特别提醒】
有关生态系统能量流动的三点提醒
(1)10%~20%是相邻两个营养级之间的传递效率,不是两个个体之间的传递效率。
(2)流经各营养级的总能量
①对生产者而言强调关键词“固定”而不能说“照射”。
②对各级消费者而言强调关键词“同化”而不能说“摄入”或“储存”。
(3)能量传递效率≠能量利用率
①能量传递效率:能量在沿食物链流动的过程中,逐级递减,若以“营养级”为单位,能量在相邻两个营养级之间的传递效率约为10%~20%。
②能量利用率
a.通常考虑的是流入人体中的能量占生产者能量的比值。
b.流入最高营养级的能量占生产者能量的比值。
c.考虑分解者的参与,以实现能量的多级利用。
任务5 能量传递效率的相关“最值”计算
若题干中未做具体说明,则一般认为能量传递的最低效率为10%,最高效率为20%。
(1)在食物链A→B→C→D中,则有:
注:①食物链越短,最高营养级获得的能量越多;②生物间的取食关系越简单,生态系统的能量流动过程中消耗得越少。
(2)在食物网中,则有:
任务6 巧辨碳循环模式图中的成分
(1)常考图示
(2)突破方法
①先据双向箭头“ ”确定“大气中CO2库”与“________”。
②再根据两者有“1”个指入箭头的为“________”(如甲中A,乙中1,丙中E),有“1”个指出箭头的为“大气中CO2库”(如甲中B,乙中4,丙中A)。
③最后据食物链生产者→初级消费者→次级消费者及各生物均最终指向________确认各级消费者及分解者(如三个图中分解者为甲中D,乙中3,丙中C;丙中F为初级消费者,D为次级消费者,B为三级消费者)。
生产者
生产者
分解者
任务7 掌握生态系统中的3类信息、3种作用及2个应用
非生物环境
双向性
化学
行为
个体生命活动的正常进行
生物种群的繁衍
生态系统的平衡与稳定
任务8 运用结构与功能观理解生态系统的稳定性
任务9 抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系解读
过程评价
评价1 依托真题归类比较再体验,明考向
1.[2023·广东卷]凡纳滨对虾是华南地区养殖规模最大的对虾种类。放苗1周内虾苗取食藻类和浮游动物,1周后开始投喂人工饵料,1个月后对虾完全取食人工饵料。1个月后虾池生态系统的物质循环过程见图。
下列叙述正确的是( )
A.1周后藻类和浮游动物增加,水体富营养化程度会减轻
B.1个月后藻类在虾池的物质循环过程中仍处于主要地位
C.浮游动物摄食藻类、细菌和有机碎屑,属于消费者
D.异养细菌依赖虾池生态系统中的沉积物提供营养
答案:B
解析:生态系统的组成成分有:生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量。1周后开始投喂人工饵料,虾池中有机碎屑含量增加,水体中N、P等无机盐增多,水体富营养化严重,A错误;藻类作为生产者,在物质循环中占主要地位,B正确;浮游动物摄食藻类,同时浮游动物又摄食细菌和有机碎屑,属于消费者和分解者,C错误;异养细菌依赖虾池生态系统中的沉积物和有机碎屑提供营养,D错误。
2.[2023·山东卷]某浅水泉微型生态系统中能量情况如表所示,该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食。下列说法正确的是( )
A.流经该生态系统的总能量为90×105 J/(m2·a)
B.该生态系统的生产者有15%的能量流入下一营养级
C.初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量为10.5×105 J/(m2·a)
D.初级消费者粪便中的能量为70.5×105 J/(m2·a),该能量由初级消费者流向分解者
生产者固定 来自陆地的植物残体 初级消费者摄入 初级消费者同化 初级消费者呼吸消耗
能量[105J/(m2·a)] 90 42 84 13.5 3
答案:C
解析:该生态系统中的初级消费者以生产者和来自陆地的植物残体为食,因此可知,流经该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能和来自陆地的植物残体中的能量,即90+42=132×105 J/(m2·a),A错误;表格中没有显示生产者流入到初级消费者的能量,因此无法计算有多少能量流入下一营养级,B错误;初级消费者同化量为13.5×105 J/(m2·a),初级消费者呼吸消耗能量为3×105 J/(m2·a),因此初级消费者用于生长、发育和繁殖的能量=同化量-呼吸消耗能量=10.5×105 J/(m2·a),C正确;初级消费者摄入量包括粪便量和初级消费者同化量,同化量又包括呼吸作用以热能形式散失的量和用于生长、发育和繁殖的量,生长、发育和繁殖的量又分为流向下一营养级的量和被分解者利用的量,因此初级消费者粪便中的能量不会由初级消费者流向分解者,D错误。
3.[2023·湖南卷]党的二十大报告指出:我们要推进美丽中国建设,坚持山水林田湖草沙一体化保护和系统治理,统筹产业结构调整、污染治理、生态保护,应对气候变化,协同推进降碳、减污、扩绿、增长,推进生态优先、节约集约、绿色低碳发展。下列叙述错误的是( )
A.一体化保护有利于提高生态系统的抵抗力稳定性
B.一体化保护体现了生态系统的整体性和系统性
C.一体化保护和系统治理有助于协调生态足迹与生态承载力的关系
D.运用自生原理可以从根本上达到一体化保护和系统治理
答案:D
解析:生态系统的组分越多,食物链、食物网越复杂,自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高,所以一体化保护有利于提高生态系统的抵抗力稳定性,A正确;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,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,且几乎每个复杂的生态工程建设都以整体观为指导,所以一体化保护体现了生态系统的整体性和系统性,B正确;生态足迹又称生态占用,指在现有技术条件下,维持某一人口单位生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域面积,生态承载力代表了地球提供资源的能力,一体化保护和系统治理有助于协调生态足迹与生态承载力的关系,C正确;综合运用自生、整体、协调、循环等生态学基本原理可以从根本上达到一体化保护和系统治理,仅运用自生原理很难达到,D错误。
4.[2023·湖北卷]胁迫是指一种显著偏离于生物适宜生活需求的环境条件。水杨酸可以减轻胁迫对植物的不利影响。在镉的胁迫下,添加适宜浓度的水杨酸可激活苦草体内抗氧化酶系统,降低丙二醛和H2O2含量,有效缓解镉对苦草的氧化胁迫。下列叙述错误的是( )
A.水杨酸能缓解H2O2对苦草的氧化作用
B.在胁迫环境下,苦草种群的环境容纳量下降
C.通过生物富集作用,镉能沿食物链传递到更高营养级
D.在镉的胁迫下,苦草能通过自身的调节作用维持稳态
答案:D
解析:水杨酸可激活苦草体内抗氧化酶系统,故能缓解H2O2对苦草的氧化作用,A正确;环境容纳量的大小取决于生物所生存的环境,在胁迫环境下,苦草种群的环境容纳量下降,B正确;镉属于重金属,能够通过生物富集作用,沿食物链传递到更高营养级,C正确;胁迫是一种显著偏离于生物适宜生活需求的环境条件,因此在镉的胁迫下,苦草已经不能通过自身的调节作用维持稳态,D错误。
评价2 依托教材专练长句表述,提考能
5.(选择性必修2 P49~50“思考·讨论”节选)每个生物体的生存都离不开物质和能量。这些生物是怎样获得物质和能量的?不同种类的生物获取物质和能量的途径一样吗?
6.(选择性必修2 P65“正文”拓展)物质循环和能量流动的起点和终点是否相同?
答案:绿色植物通过光合作用将无机物转化为有机物,将太阳能转化为化学能。动物通过摄取其他生物获得物质和能量。细菌、真菌等通过分解动植物遗体和动物的排遗物获得物质和能量。不同种类的生物获取物质和能量的途径是不尽相同的。
答案:不同。能量流动的起点是生产者固定的太阳能,终点是散失的热能;而物质循环中物质在非生物环境与生物群落之间循环往返,无起点和终点。
7.(选择性必修2 P67“拓展应用1”拓展)生物圈是一个在“物质”上自给自足的系统,而不是一个在“能量”上自给自足的系统,原因是什么?
8.(选择性必修2 P70~71“思考·讨论”节选)信息传递在种群的繁衍过程中起什么作用?
答案:物质可以在生物圈内循环利用,而能量不能循环利用,它必须由生物圈外的太阳能源源不断地输入方可维持正常运转。
答案:通过信息传递,雌雄个体能相互识别、交配,保证种群的繁衍。
9.(选择性必修2 P76“旁栏思考”)想一想,研究不同生态系统在抵抗力稳定性和恢复力稳定性两方面存在的差别,对自然生态系统的利用和保护有什么意义?
答案:在利用自然生态系统时,要根据不同类型生态系统抵抗力稳定性的差异,合理控制对生态系统的干扰强度,干扰不能超过生态系统抵抗力稳定性的范围;在保护自然生态系统时,要根据不同类型生态系统恢复力稳定性的差异,合理确定保护对策,如采取封育措施,补充相应的物质、能量,修补生态系统的结构,增强生态系统的恢复力。
评价3 依托真题归类比较再探究,强素养
10.[2023·新课标卷]现发现一种水鸟主要在某湖区的浅水和泥滩中栖息,以湖区的某些植物为其主要的食物来源。回答下列问题。
(1)湖区的植物、水鸟、细菌等生物成分和无机环境构成了一个生态系统。能量流经食物链上该种水鸟的示意图如下,①、②、③表示生物的生命活动过程,其中①是__________;②是__________;③是___________。
水鸟同化
呼吸作用
分解者利用
解析:生态系统中的能量沿食物链进行流动。水鸟主要以湖区的某些植物为食物,作为食物链的第二营养级,其摄入的能量一部分被水鸟同化,未被同化的能量可以粪便的形式直接排出。被同化的这部分能量,一部分在水鸟的呼吸作用中以热能的形式散失,另一部分用于水鸟的生长、发育和繁殖等生命活动。水鸟自身的能量中有一部分以遗体残骸的形式被分解者利用,一部分被次级消费者捕食而流入第三营养级。
(2)要研究湖区该种水鸟的生态位,需要研究的方面有____________________________________ (答出3点即可)。该生态系统中水鸟等各种生物都占据着相对稳定的生态位,其意义是_______________________________。
(3)近年来,一些水鸟离开湖区前往周边稻田,取食稻田中收割后散落的稻谷,羽毛艳丽的水鸟引来一些游客观赏。从保护鸟类的角度来看,游客在观赏水鸟时应注意的事项是_____________________________(答出1点即可)。
栖息地、食物、天敌以及与其它物种的关系等
有利于不同生物之间充分利用环境资源
不破坏水鸟的生存环境;远距离观赏
解析:(2) 一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位,水鸟属于动物,研究其生态位,需要研究的方面有:它的栖息地、食物、天敌以及与其它物种的关系等;群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,这有利于不同生物之间充分利用环境资源。(3)鸟类的生存与环境密切相关,从保护鸟类的角度来看,游客在观赏水鸟时应注意的事项有:不破坏水鸟的生存环境(不丢弃废弃物、不污染水源);远距离观赏而避免对其造成惊吓等。
11.[2023·浙江6月]地球上存在着多种生态系统类型,不同的生态系统在物种组成、结构和功能上的不同,直接影响着各生态系统的发展过程。
回答下列问题:
(1)在消杀某草原生态系统中的害虫时,喷施了易在生物体内残留的杀虫剂Q,一段时间后,在该草原不同的生物种类中均监测到Q的存在,其含量如图所示(图中数据是土壤及不同营养级生物体内Q的平均值)。由图可知,随着营养级的递增,Q含量的变化规律是_________________________;在同一营养级的不同物种之间,Q含量也存在差异,如一年生植物与多年生植物相比,Q含量较高的是____________。因某些环境因素变化,该草原生态系统演替为荒漠,影响演替过程的关键环境因素是__________。该演替过程中,草原中的优势种所占据生态位的变化趋势为___________________________ ___________________________。
随着营养级的递增,Q含量增加
多年生植物
温度和水分
优势种与其它有生态位重叠的种群
会发生生态位分化,重叠程度减小
解析:分析题意可知,杀虫剂Q是难以降解的物质,图中的草本植物→食草动物→食肉动物是一条食物链,结合图中数据可知,随着食物链中营养级的递增,Q的含量逐渐增加;与一年生植物相比,多年生植物从土壤中吸收的Q更多,故Q含量较高;群落演替是指一个群落被另一个群落替代的过程,该过程中关键环境因素主要是温度和水分;生态位是指群落中某个物种在时间和空间上的位置及其与其他相关物种之间的功能关系,它表示物种在群落中所处的地位、作用和重要性,该演替过程中,草原中的优势种所占据生态位的变化趋势为:与其它有生态位重叠的种群会发生生态位分化,重叠程度减小,以提高对环境的利用率。
(2)农田是在人为干预和维护下建立起来的生态系统,人类对其进行适时、适当地干预是系统正常运行的保证。例如在水稻田里采用灯光诱杀害虫、除草剂清除杂草、放养甲鱼等三项干预措施,其共同点都是干预了系统的__________和能量流动;在稻田里施无机肥,是干预了系统__________过程。
(3)热带雨林是陆地上非常高大、茂密的生态系统,物种之丰富、结构之复杂在所有生态系统类型中极为罕见。如果仅从群落垂直结构的角度审视,“结构复杂”具体表现在____________________________ _______。雨林中动物种类丰富,但每种动物的个体数不多,从能量流动的角度分析该事实存在的原因是____________________________ _______________________________________。
物质循环
物质循环
垂直结构上的分层现象明显,动植物
种类多
能量流动是逐级递减的,每一营养级
都有流向分解者和通过呼吸作用以热能散失的能量
解析:(2)运用物质循环规律可以帮助人们合理地调整生态系统的物质循环和能量流动,使物质中的能量更多地流向对人类有益的部分,在水稻田里采用灯光诱杀害虫、除草剂清除杂草、放养甲鱼等三项干预措施,其共同点都是干预了系统的物质循环和能量流动过程;生态系统的分解者能够将有机物分解为无机物,若在稻田里施无机肥,则减少了微生物分解的作用过程,实际上是干预了系统的物质循环过程。(3)群落中乔木、灌木和草本等不同生长型的植物分别配置在群落的不同高度上,形成了群落的垂直结构,如果仅从群落垂直结构的角度审视,“结构复杂”具体表现在其在垂直结构上分层现象明显,动植物的种类都较多,如热带雨林中的下木层和灌木层还可再分为2~3个层次;生态系统中的能量流动是逐级递减的,每一级的生物都有部分能量流向分解者和通过呼吸作用以热能散失,雨林中的动物种类丰富,在该营养级能量一定的前提下,则每种动物的个体数较少。
12.[2023·海南卷]海洋牧场是一种海洋人工生态系统,通过在特定海域投放人工鱼礁等措施,构建或修复海洋生物生长、繁殖、索饵或避敌所需的场所,以实现海洋生态保护和渔业资源持续高效产出,是海洋低碳经济的典型代表。回答下列问题。
(1)海洋牧场改善了海洋生物的生存环境,可使某些经济鱼类种群的环境容纳量________;海洋牧场实现了渔业资源持续高效产出,这体现了生物多样性的________价值。
(2)人工鱼礁投放海底一段时间后,礁体表面会附着大量的藻类等生物。藻类在生态系统组成成分中属于________,能有效降低大气中CO2含量,其主要原因是_________________________________。
(3)在同一片海域中,投放人工鱼礁的区域和未投放人工鱼礁的区域出现环境差异,从而引起海洋生物呈现镶嵌分布,这体现出海洋生物群落的________结构。
增大
直接
生产者
藻类能进行光合作用将CO2转变为有机物
水平
解析:(1)海洋牧场改善了海洋生物的生存环境,为生物提供更多的资源和空间,使得环境容纳量增大;渔业资源持续高效产出,这体现了生物多样性的直接价值。(2)藻类可以进行光合作用,将无机物转变为有机物,在生态系统组成成分中属于生产者;藻类能将CO2转变为有机物,能有效降低大气中CO2含量。(3)海洋生物呈现镶嵌分布,这是水平方向上的差异,为群落的水平结构。
(4)三亚蜈支洲岛海洋牧场是海南省首个国家级海洋牧场示范区。该牧场某年度重要经济鱼类(A鱼和B鱼)资源量的三次调查结果如图。据图分析,12月没有调查到A鱼的原因可能与其___________的生活习性有关,4月、8月和12月B鱼的平均资源量密度呈________趋势。
喜欢较高温度
上升
解析:12月气温低,12月没有调查到A鱼的原因可能与其喜欢较高温度的生活习性有关;结合图示可知,4月、8月和12月B鱼的平均资源量密度呈上升趋势。
(5)三亚蜈支洲岛海洋牧场与邻近海域主要消费者的群落结构指标见表。与邻近海域相比,该牧场的生态系统稳定性较高,据表分析其原因是_________________________。
群落结构指标
不同区域 营养级长度(NR) 摄食来源多样性水平(CR) 平均营养级多样性(CD)
三亚蜈支洲岛 7.60 6.36 1.92
南海中西部 4.91 3.49 1.20
陵水湾 4.66 4.45 1.49
南沙群岛西南部 4.30 3.40 1.00
营养级多样性高,食物网复杂
解析:三亚蜈支洲岛的平均营养级多样性最高,生物种类多,食物网复杂,生态系统稳定性较高。
微点2 生态环境的保护与生态工程
任务驱动
任务1 生态足迹的应用分析
(1)生态盈余或生态赤字
常见状况 对环境的影响
生态盈余 生态承载力总量>生态足迹总量 生态系统能够维持正常的结构与功能可持续发展
生态赤字 生态承载力总量<生态足迹总量 生态系统的结构与功能遭到不同程度的破坏,引发全球性生态环境问题
(2)可持续发展
①减少生态足迹总量。如节约用水用电、低碳出行、提倡素食、垃圾分类回收再利用等。
②提高生态承载力总量。如加大农、林、牧、渔等产业的科技投入,提高生产力,提高产量。
任务2 环境污染的成因及后果归纳
任务3 关注生物多样性及其保护的“3、3、4、1”
【特别提醒】
(1)从进化角度看,物种多样性与生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向的自然选择在进化过程中共同作用的结果。
(2)并非所有引种生物都会造成物种入侵,“物种入侵”特指引种后成为野生状态,并对本地生态系统造成一定危害的现象。
任务4 理清生态工程的基本原理及判定方法
过程评价
评价1 依托真题归类比较再体验,明考向
1.[2023·浙江1月]在我国西北某地区,有将荒漠成功改造为枸杞园的事例。改造成的枸杞园与荒漠相比,生态系统的格局发生了重大变化。下列叙述错误的是( )
A.防风固沙能力有所显现
B.食物链和食物网基本不变
C.土壤的水、肥条件得到很大改善
D.单位空间内被生产者固定的太阳能明显增多
答案:B
解析:枸杞园营养结构更为复杂,抵抗力稳定性更高,防风固沙能力增强,A正确;荒漠植被恢复成枸杞园的过程中发生了群落的次生演替,物种丰富度增加,食物链增多,食物网更加复杂,B错误;枸杞园植被增多,保水能力上升,土壤的水、肥条件得到很大改善,C正确;枸杞园植被增多,单位空间内被生产者固定的太阳能明显增多,D正确。
2.[2023·湖北卷]2020年9月,我国在联合国大会上向国际社会作出了力争在2060年前实现“碳中和”的庄严承诺。某湖泊早年受周边农业和城镇稠密人口的影响,常年处于CO2过饱和状态。经治理后,该湖泊生态系统每年的有机碳分解量低于生产者有机碳的合成量,实现了碳的零排放。下列叙述错误的是( )
A.低碳生活和绿色农业可以减小生态足迹
B.水生消费者对有机碳的利用,缓解了碳排放
C.湖泊沉积物中有机碳的分解会随着全球气候变暖而加剧
D.在湖泊生态修复过程中,适度提高水生植物的多样性有助于碳的固定
答案:B
解析:低碳生活和绿色农业可以促进CO2的吸收以及减少CO2的排放,从而减小生态足迹,A正确;水生消费者对有机碳的利用,其遗体、粪便还会被分解者利用,不会缓解碳排放,B错误;随着全球气候变暖,微生物的分解能力增强,湖泊沉积物中有机碳的分解会加剧,C正确;在湖泊生态修复过程中,适度提高水生植物的多样性能够充分利用光能,有助于碳的固定,D正确。
3.[2023·浙江6月]自从践行生态文明建设以来,“酸雨”在我国发生的频率及强度都有明显下降。下列措施中,对减少“酸雨”发生效果最明显的是( )
A.大力推广风能、光能等绿色能源替代化石燃料
B.通过技术升级使化石燃料的燃烧率提高
C.将化石燃料燃烧产生的废气集中排放
D.将用煤量大的企业搬离城市中心
答案:A
解析:大力推广风能、光能等绿色能源替代化石燃料,进而能起到减少二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等排放的目的,能起到缓解酸雨产生的作用,效果明显,A正确;通过技术升级使化石燃料进行脱硫处理能起到缓解酸雨的作用,但提高燃烧率的效果不明显,B错误;将化石燃料燃烧产生的废气集中排放并不能起到减少引起酸雨的气体排放量,因而对减少酸雨发生效果不明显,C错误;酸雨的产生具有全球性,因而将用煤量大的企业搬离城市中心依然无法减少煤量的使用,因而不能起到相应的减少酸雨的效果,D错误。
4.[2023·浙江1月]近百年来,随着大气CO2浓度不断增加,全球变暖加剧。为减缓全球变暖,我国政府提出了“碳达峰”和“碳中和”的CO2排放目标,彰显了大国责任。下列措施不利于达成此目标的是( )
A.大量燃烧化石燃料 B.积极推进植树造林
C.大力发展风能发电 D.广泛应用节能技术
答案:A
解析:大量燃烧化石燃料会导致大气中的二氧化碳含量增多,不利于实现碳中和,A符合题意;积极推进植树造林、大力发展风能发电和广泛应用节能技术可以减少二氧化碳的排放或增加二氧化碳的吸收利用,利于实现碳中和,B、C、D不符合题意。故选A。
5.[2023·湖北卷]栽培稻甲产量高、品质好,但每年只能收获一次。野生稻乙种植一次可连续收获多年,但产量低。中国科学家利用栽培稻甲和野生稻乙杂交,培育出兼具两者优点的品系丙,为全球作物育种提供了中国智慧。下列叙述错误的是( )
A.该成果体现了生物多样性的间接价值
B.利用体细胞杂交技术也可培育出品系丙
C.该育种技术为全球农业发展提供了新思路
D.品系丙的成功培育提示我们要注重野生种质资源的保护
答案:A
解析:生物多样性的直接价值体现在食用、药用、文学艺术创作等,间接价值体现在调节生态系统的功能上,培育新品系不属于间接价值,A错误;植物体细胞杂交是以原生质体培养为基础,人工诱导使不同亲本原生质体融合,并通过对异核体的培养产生杂种体细胞的技术。植物体细胞杂交使远缘杂交不亲和的植物有可能实现遗传物质重组,创造和培养植物新品种乃至新物种,尤其在多基因控制农艺性状的改良上具有较大优势。因此可以利用该方法培育品系丙,B正确;该育种技术把栽培稻和野生稻杂交,为全球农业发展提供了新思路,C正确;品系丙的成功培育需要依靠野生稻的参与,提示我们要注重野生种质资源的保护,D正确。
评价2 依托教材专练长句表述,提考能
6.(选择性必修2 P83“旁栏思考”)食用牛肉比食用蔬菜产生的生态足迹要大的原因是什么?
7.(选择性必修2 P87“思考·讨论”)为什么说“绿水青山就是金山银山”?
答案:①牛处于第二营养级,蔬菜处于第一营养级,而能量流动是逐级递减的,所以食用牛肉消耗的资源多;②养牛与种植蔬菜相比,前者释放的CO2多,所需要的林地面积和水域面积也就越大。
答案:绿水青山就是良好的生态环境,保持良好的生态环境,协调好经济发展与生态环境的关系,促进经济、社会和生态的协调发展,才能实现可持续发展。
8.(选择性必修2 P90~91“思考·讨论”节选)红树林的消失对沿海陆地有哪些影响?又将影响哪些生物的生存?
9.(选择性必修2 P101“旁栏思考”)从协调原理出发,想一想,在我国西北地区进行防护林建设,应选择哪些树种?如果在该地区发展畜牧养殖业,你认为应该注意什么问题?
答案:红树林是海岸的天然防护林,能维持滨海湿地生态系统的稳定性,具有防风、抗海潮侵蚀海岸的作用。因此,红树林的消失将直接影响沿海陆地的生态环境,这对沿海地区人们的生活和生产都会产生很大的影响。红树林的消失,会使潮间带多种鱼类、甲壳类、贝类以及多种水鸟因生态环境改变而无法存活和繁衍;红树林的消失还会影响周围的生态环境,从而影响更多的生物。
答案:我国西部地区缺雨干旱,土壤较为贫瘠,应该选择适合当地自然环境条件的树种如沙棘、山杏、刺槐、小叶锦鸡儿等。在西北地区发展畜牧养殖业,应该注意牲畜数量不能超过草地的承载力。
评价3 依托真题归类比较再探究,强素养
10.[2023·湖北卷]我国是世界上雪豹数量最多的国家,并且拥有全球面积最大的雪豹栖息地,岩羊和牦牛是雪豹的主要捕食对象。
雪豹分布在青藏高原及其周边国家和地区,是山地地区生物多样性的旗舰物种。随着社会发展,雪豹生存面临着越来越多的威胁因素,如栖息地丧失、食物减少、气候变化以及人为捕猎等。1972年雪豹被世界自然保护联盟列为濒危动物。
气候变化可使山地物种栖息地丧失和生境破碎化程度加剧。模型模拟预测结果显示,影响雪豹潜在适宜生境分布的主要环境因子包括:两种气候变量(年平均气温和最冷月最低温度),两种地形变量(海拔和坡度)和一种水文变量(距离最近河流的距离)。
回答下列问题:
(1)根据材料信息,写出一条食物链____________________________。
(2)如果气候变化持续加剧,雪豹种群可能会面临________的风险,原因是______________________________________________________ ____________________________________________。
(3)习近平总书记在二十大报告中提出了“实施生物多样性保护重大工程”。保护生物多样性的意义是______________________________ _________________________________________________________(回答一点即可)。根据上述材料,你认为对雪豹物种进行保护的有效措施有______________和_______________等。
草→牦牛→雪豹(或草→岩羊→雪豹)
灭绝
气候变化持续加剧,会影响雪豹栖息地内植被生长,食物减少,进而导致栖息地丧失和生境破碎化程度加剧,雪豹种群数量减少
保护生物多样性对于维持生态系统稳定
性具有重要意义,或保护生物多样性可以为人类的生存和发展提供物质条件
建立自然保护区
建立雪豹繁育中心
解析:(1)“岩羊和牦牛是雪豹的主要捕食对象”,据此可以写出食物链:草→牦牛→雪豹;草→岩羊→雪豹。(2)气候变化持续加剧,会影响雪豹栖息地内植被生长,食物减少,进而导致栖息地丧失和生境破碎化程度加剧,雪豹种群数量减少,面临灭绝的风险。(3)生物多样性有直接价值、间接价值和潜在价值,生物多样性对于维持生态系统稳定性具有重要意义,奠定了人类文明形成的物质条件,是人类赖以生存和发展的基础。可以通过建立自然保护区,改善雪豹的栖息环境,建立雪豹繁育中心等措施对雪豹物种进行保护。
11.[2023·广东卷]上世纪70~90年代珠海淇澳岛红树林植被退化,形成的裸滩被外来入侵植物互花米草占据,天然红树林秋茄(乔木)-老鼠簕(灌木)群落仅存32 hm2。为保护和恢复红树林植被,科技人员在互花米草侵占的滩涂上成功种植红树植物无瓣海桑,现已营造以无瓣海桑为主的人工红树林600 hm2,各林龄群落的相关特征见下表。
红树林群
落(林龄) 群落高
度(m) 植物种
类(种) 树冠层郁闭度(%) 林下互花米草密度(株/m2) 林下无瓣海桑更新幼苗密度(株/100m2) 林下秋茄更新幼苗密度(株/100m2)
无瓣海桑群落(3年) 3.2 3 70 30 0 0
无瓣海桑群落(8年) 11.0 3 80 15 10 0
无瓣海桑群落(16年) 12.5 2 90 0 0 0
秋茄-老鼠簕群落(>50年) 5.7 4 90 0 0 19
回答下列问题:
(1)在红树林植被恢复进程中,由裸滩经互花米草群落到无瓣海桑群落的过程称为________。恢复的红树林既是海岸的天然防护林,也是多种水鸟栖息和繁殖场所,体现了生物多样性的________价值。
(2)无瓣海桑能起到快速实现红树林恢复和控制互花米草的双重效果,其使互花米草消退的主要原因是______________________________________ _____。
(3)无瓣海桑是引种自南亚地区的大乔木,生长速度快,5年能大量开花结果,现已适应华南滨海湿地。有学者认为无瓣海桑有可能成为新的外来入侵植物。据表分析,提出你的观点和理由
___________________________________________________________。
次生演替
间接
无瓣海桑生长快,比互花米草高,在竞争中占
优势
无瓣海桑可能成为新的外来入侵物种。理由:无瓣海桑群落林龄为3~16年间,林下秋茄更新幼苗密度为0,无瓣海桑群落林龄为16年时,植物种类减少到2种,说明无瓣海桑在与其他植物竞争的过程中占优势,导致当地物种减少甚至灭绝
解析:(1)由题意可知,红树林植被退化形成的裸滩被外来入侵植物互花米草占据,则由裸滩经互花米草群落到无瓣海桑群落的过程称为次生演替。恢复的红树林既是海岸的天然防护林,也是多种水鸟栖息和繁殖的场所,这是红树林在生态系统方面的调节作用,体现了生物多样性的间接价值。(2)无瓣海桑是速生乔木,种植后由于其生长速度较快,在与互花米草对阳光等的竞争中占据优势,能有效抑制互花米草的蔓延。(3)无瓣海桑有可能成为新的外来入侵物种。理由:据表中数据分析,无瓣海桑群落林龄为16年时,植物种类减少到2种,无瓣海桑群落林龄为3~16年间,林下秋茄更新幼苗为0,说明无瓣海桑在与其他植物竞争的过程中处于优势,其生长速度快,繁殖速度快,有可能成为新的外来入侵物种。
(4)淇澳岛红树林现为大面积人工种植的无瓣海桑纯林。为进一步提高该生态系统的稳定性,根据生态工程自生原理并考虑不同植物的生态位差异,提出合理的无瓣海桑群落改造建议___________________________________________________________。
选择适量适合在滩涂上生长,植株高度高于无瓣海桑的多种本土植物,以及一些适合在无瓣海桑群落林下生长的本土阴生植物进行种植,尽量提高生物多样性程度,利用它们的种间关系达到共存的目的
解析:为进一步提高该生态系统的稳定性,一方面可以选择适量适合在滩涂上生长,植株高度高于无瓣海桑的多种本土植物进行种植,另一方面可以种植一些适合在无瓣海桑群落林下生长的本土阴生植物,利用它们的种间关系达到共存的目的。
题组预测一 生态系统结构与功能相关基础考查
1.[2023·广东湛江二模]下图是某草原上部分生物与环境之间的关系示意图,据图分析,下列叙述正确的是( )
A.图中的生物构成了生态系统的组成成分
B.图中有两条捕食食物链,起点都是绿色植物
C.绿色植物是该生态系统的生产者、基石
D.细菌可以占据生态系统多个营养级位置
答案:C
解析:生态系统的组成成分包括生物成分(生产者、消费者、分解者)和非生物成分,A错误;捕食食物链由生产者和消费者构成,图中只有一条捕食食物链,为绿色植物→蝉→螳螂→黄雀→蛇,B错误;绿色植物能进行光合作用,将光能转变为化学能流入生态系统内部,是该生态系统的生产者、基石,C正确;营养级是指生物在生态系统食物链(捕食食物链)中所处的层次,细菌大多是分解者,不参与食物链的组成,不占任何营养级,少数细菌如硝化细菌是生产者,占第一营养级,不会占多个营养级,D错误。
2.[2023·北京丰台一模]下列关于生态系统功能的叙述,正确的是( )
A.能量流动都是从生产者固定太阳能开始,具有逐级递减的特点
B.喷施农药可以杀死农田害虫,说明化学信息传递可以调节种间关系
C.将农作物秸秆用于生产蘑菇可以大大提高生态系统的能量利用效率
D.生态系统中的物质循环、能量流动和信息传递都沿着食物链(网)进行
答案:C
解析:生态系统能量流动不都是从生产者固定太阳能开始的,如流经人工鱼塘生态系统的总能量是生产者固定的太阳能和人工输入的有机物中的化学能,还有些生产者例如硝化细菌固定的是化学能,A错误;喷洒农药杀死害虫属于化学防治,不属于生态系统信息传递的应用,B错误;将农作物秸秆用于生产蘑菇可以实现能量的多级利用,大大提高生态系统的能量利用效率,C正确;生态系统的信息传递不是沿着食物链和食物网进行的,D错误。
题组预测二 聚焦生态系统的三大功能
3.[2023·辽宁校联考二模]图甲是某生态系统中部分成分之间联系的局部图,图乙表示能量流经F营养级的示意图(a、b、c表示能量),
下列叙述正确的是( )
A.图甲中D是三级消费者,图中缺少C→A的过程
B.碳在E与其他生物成分之间是以CO2的形式循环的
C.图乙中能量b表示用于F自身生长发育和繁殖的能量
D.最终流入最高营养级的能量最多是(c2+b)×4%或a×4%
答案:C
解析:图甲D表示次级消费者,A错误;碳在E(生产者)与其他生物成分之间是以含碳有机物的形式循环,B错误;图乙b可表示F用于生长发育繁殖、储存在有机物中的能量,C正确;F的同化量是a,按照传递效率20%计算,B最多可得到能量为a×20%×20%=a×4%,a=b+c1,所以最终流入最高营养级的能量最多是(c1+b)×4%或a×4%,D错误。
题组预测三 突破难点,玩转能量流动的计算
4.[2023·广东省高三联考]桑基鱼塘是我国古代无废弃物生态农业的典范。该生态系统中的部分能量流动情况如表所示,
项目 能量/kJ
桑树所含总能量 X
蚕吃掉的桑叶所含能量 443
蚕沙(粪便)含有的能量 235
① 142
蚕用于自身生长、发育和繁殖的能量 Y
有关叙述正确的是( )
A.443/X×100%可以表示桑树→蚕的能量传递效率
B.鱼通过蚕沙(粪便)从蚕获取的能量为235 kJ
C.①表示蚕通过呼吸作用以热能形式散失的能量,Y=66
D.该生态系统通过物质的多级利用实现能量的循环流动
答案:C
解析:能量传递效率是指相邻两个营养级之间同化量的比值,443是蚕的摄入量,(443-235)/X×100%可以表示桑树→蚕的能量传递效率,A错误;鱼通过蚕沙(粪便)获得能量属于桑树同化量的一部分,B错误;①表示蚕通过呼吸作用以热能形式散失的能量,则蚕用于自身生长、发育和繁殖的能量=同化量-呼吸作用以热能形式散失的能量=(443-235)-142=66,C正确;生态系统的能量流动是单向流动,不能循环,D错误。
题组预测四 聚焦生态系统的稳定性和人与环境
5.[2023·广东深圳二模]2023年2月2日“世界湿地日”的主题为“湿地修复”。党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央将湿地保护和修复工作纳入生态文明建设,从而推进我国湿地保护事业高质量发展。下列叙述错误的是( )
A.湿地被誉为地球的“肾”体现的是生物多样性的直接价值
B.湿地修复选择净化能力强的多种水生植物体现了协调和自生原理
C.湿地修复过程中可以依靠自然演替等机制恢复湿地的生态功能
D.在湿地生态恢复过程中,建立缓冲带主要是为了减少人类的干扰
答案:A
解析:湿地被誉为地球的“肾”,净化水源,体现的是生物多样性的间接价值,A错误;湿地修复选择净化能力强的多种水生植物,水生植物和环境相适应,水生植物的生命活动能净化修复湿地,体现了协调和自生原理,B正确;湿地修复过程中,群落的结构和功能在改变,可以依靠自然演替等机制恢复湿地的生态功能,C正确;在湿地生态恢复过程中,建立缓冲带主要是为了减少人类的干扰,让湿地自我恢复,D正确。
6.[2023·广东二模]发展农村庭院经济,助力乡村振兴。如图是某农村庭院生态工程模式图,相关分析错误的是( )
A.该生态工程主要遵循了整体原理和循环原理
B.该生态工程在一定程度上有助于节能减排
C.该生态工程实现了能量的多级循环利用
D.碳从农作物到禽畜的主要传递形式为有机物
答案:C
解析:该生态系统充分利用废物,体现了循环原理,该生态系统还考虑社会和经济,体现了整体原理,A正确;人畜的粪便等废物可在沼气池发酵,产生的沼液沼渣可以用于农作物,产生的沼气可用于生活燃料和照明,说明该生态工程在一定程度上有助于节能减排,B正确;能量流动的特点是单向流动、逐级递减,能量不能循环利用,C错误;在生物群落内部,碳主要以有机物的形式传递,D正确。
7.[2023·北京丰台一模]“蚂蚁森林”是一项带动公众低碳减排的公益项目,每个人的低碳行为可计为“绿色能量”,进而可以申请在生态亟需修复的地区种下一棵树或者认领一平方米保护地。以下说法错误的是( )
A.采用公共交通出行是低碳行为,可以减少温室气体的排放
B.认领保护地,扩大了我们的生态足迹,为保护环境做出贡献
C.不同地区种植适宜本地环境的植物,体现了生态工程的协调原理
D.种植具有防风固沙功能的树种,体现了生物多样性的间接价值
答案:B
解析:国家倡导绿色、低碳的出行方式,我们要增强低碳意识,树立低碳理念,如乘坐公交车,步行或骑自行车出行等,少开汽车,多坐公交车出行,可以减少碳排放,可以减少温室气体的排放,A正确;“蚂蚁森林”是一项带动公众低碳减排的公益项目,认领保护地,减小了我们的生态足迹,为保护环境做出贡献,B错误;协调原理是指生物之间、生物与环境的协调和平衡,不同地区种植适宜本地环境的植物,体现了生态工程的协调原理,C正确;种植具有防风固沙功能的树种,属于对生态系统起到重要调节功能的价值,体现了生物多样性的间接价值,D正确。
题组预测五 基于学科核心素养的长句应答类专训
8.[2023·山东淄博一模]立体农业是利用群落的空间结构原理,为充分利用空间和资源而发展起来的一种农业生产模式。秧藕养鱼是一种池塘立体生态种养模式:水体的上层主要是以浮游植物为食物的鲢鱼,中层主要是以水生植物为食的草鱼,底层主要是以软体动物为食的青鱼。某秧藕养鱼立体农业生态系统的能量流动如下图,图中的英文字母表示能量(单位:kJ)。
(1)据图可知,生产者输入该生态系统的能量为________(kJ),该生态系统的正常运行需要有机物的不断输入,原因是
___________________________________________________________。
(2)图中字母d表示_______________,植食性鱼类到肉食性鱼类的能量传递效率可表示为_____________。
(3)鱼塘的人工管理十分重要,若种植的莲藕数量过多,会造成鲢鱼减产,从种间关系的角度分析,原因是__________________________ _________________。
在夏季,可利用昆虫的趋光性,用_________诱捕池塘上空的飞蛾作为鱼类的补充食物。
(4)秧藕养鱼立体生态种养模式在生产实践中获得了较高的经济效益,原因是
___________________________________________________________。
a
该生态系统输出及呼吸消耗的能量大于生产者固定的能量(植物固定的太阳能a)
流向分解者的能量
(c-n)/b×100%
由于莲藕的竞争使浮游植物数量下
降,鲢鱼的食物减少
黑光灯诱捕
鱼类的立体放养使池塘群落具有合理的垂直结构,充分利用了池塘水体的空间资源,提高了能量的利用率
解析:(1)据图可知,生产者输入该生态系统的能量是生产者固定的太阳能,即a。该生态系统输出及呼吸消耗的能量大于生产者固定的能量(植物固定的太阳能a),因此该生态系统的正常运行需要有机物的不断输入。(2)流经某一营养级的能量若分成三部分,则是指一部分通过呼吸作用以热能形式散失,一部分流入下一营养级,还有一部分被分解者分解利用,据此可知,d表示流向分解者的能量。图中植食性鱼类传到肉食性鱼类的能量为c-n,植食性鱼类的同化量为b,因此植食性鱼类到肉食性鱼类的能量传递效率可表示为(c-n)/b×100%。(3)若种植的莲藕数量过多,由于莲藕的竞争使浮游植物数量下降鲢鱼的食物减少,进而造成鲢鱼减产。在夏季,可利用昆虫的趋光性,用黑光灯诱捕池塘上空的飞蛾作为鱼类的补充食物。(4)秧藕养鱼立体生态种养模式中鱼类的立体放养使池塘群落具有合理的垂直结构,充分利用了池塘水体的空间资源,实现了能量的多级利用,提高了能量的利用率,在生产实践中获得了较高的经济效益。
知识拓展
1.“碳中和”“碳达峰”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“碳中和”“碳达峰”。
2.“碳中和”“碳达峰”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:在一定时间内产生的温室气体排放总量,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。
专项提升
1.推动碳达峰、碳中和已成为全球共识,以下是生态系统中碳循环示意图。
下列说法不正确的是( )
A.碳在生物群落与非生物环境之间主要以二氧化碳的形式进行循环
B.某些原核生物可以作为生产者通过不同于图中③的过程吸收CO2
C.通过加大植树造林即可抵消①②④过程的影响,实现碳中和
D.水循环会影响碳循环过程,二者均能体现全球性
答案:C
解析:碳在生物群落与非生物环境之间主要以二氧化碳形式进行循环,A正确;某些原核生物可以作为生产者通过不同于图中③光合作用,而是可以通过化能合成作用过程吸收CO2,B正确;通过加大植树造林主要是抵消④化石燃料燃烧过程的影响,实现碳中和,C错误;水循环会影响碳循环过程,二者均能体现全球性,D正确。
2.2021年4月22日,习近平总书记在全球领导人气候峰会上发表了题为“共同构建人与自然生命共同体”的重要讲话,提出中国将力争于2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”目标。为了实现上述目标,我国采取了包括“碳减排”“碳捕集”“碳封存”和“碳利用”等多种措施。如图表示某生态系统中的碳循环示意图。
(1)“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式,抵消CO2排放总量,实现相对“零排放”,达到“碳中和”时,图中X1过程吸收的CO2总量________(填“大于”“等于”或“小于”)Y1、Y2、Y3和Z4过程释放的CO2总量,理由是
___________________________________________________________。
大于
达到“碳中和”时,X1过程吸收的CO2总量应等于CO2排放总量,而CO2排放总量除包括Y1、Y2、Y3和Z4过程释放的CO2外,还包括化石燃料的开采和使用过程中排放的CO2
解析:达到“碳中和”时,X1过程吸收的CO2总量应等于CO2排放总量,而CO2排放总量除包括Y1、Y2、Y3和Z4过程释放的CO2外,还包括化石燃料的开采和使用过程中排放的CO2,故图中X1过程吸收的CO2总量大于Y1、Y2、Y3和Z4过程释放的CO2总量。
(2)植树造林是“碳捕集”的重要措施之一,造林的树种应以本地树种为主,原因是______________________________________________ ___________________(答出2点即可),这遵循了生态工程的________原理。“碳减排”与我们的日常生活息息相关,试从衣食住行的角度分析“碳减排”可以采取的措施有
______________________________________________(答出2点即可)。
避免外来物种入侵,保证本地生态系统的安全性;本地物种
具有较高的生态适应性
协调
衣,少买不必要的衣服,减少资源浪费;食,尽量自带餐具,少用或者不用一次性餐具;住,节约用水用电,生活垃圾分类处理;行,短途路程尽量骑自行车或者步行
解析:为避免外来物种入侵,保证本地生态系统的安全性,且本地物种具有较高的生态适应性,故造林的树种应以本地树种为主。这遵循了生态工程的协调原理。从衣食住行的角度分析“碳减排”可以采取的措施:衣,少买不必要的衣服,减少资源浪费;食,尽量自带餐具,少用或者不用一次性餐具;住,节约用水用电,生活垃圾分类处理;行,短途路程尽量骑自行车或者步行。
(3)“碳封存”是指通过技术手段捕集CO2,再通过高压管道送到地下或者海底永久性封存。试分析该方法可能对环境造成的负面影响是
___________________________________________________________。
建立绿色低碳循环体系需要世界各国共同参与,主要原因是________________。
过高浓度的CO2将杀死土壤微生物或深海生物(或“使土壤或海水酸化,影响土壤或海洋生物的生存,从而对生物多样性造成威胁;封存在地下或海底的二氧化碳也有可能会逃逸到大气当中,加剧温室效应”)
碳循环具有全球性
解析:“碳封存”技术会导致地下或者海底CO2浓度过高,过高浓度的CO2将杀死土壤微生物或深海生物。碳循环具有全球性,故建立绿色低碳循环体系需要世界各国共同参与。整合训练(十四)
1.解析:山桐子、辣椒与铁皮石斛的分布体现了群落的垂直结构,提高了光能的利用率,没有提高光合作用速率,A错误;为了获取更多的阳光,附生于树干的铁皮石斛,在生态系统中属于生产者,B错误;当地引导村民种植中药川射干,提高经济效益的同时兼顾社会、自然发展,体现了生态工程的整体原理,C正确;中药种植基地的鸢尾花吸引不少游客前来观赏,体现了生物多样性的直接价值,D错误。
答案:C
2.解析:自然状态下能量金字塔由于能量单向流动,逐级递减的特点不会发生倒置,A错误;蝉鸣(声音)吸引异性来交配,属于物理信息而非行为信息,B错误;碳元素在生物之间以含碳有机物的形式单向流动,在生物与无机环境间以CO2的形式循环流动,C错误;粪便属于生物未同化的能量,属于上一营养级同化的能量,即蝉的能量,D正确。
答案:D
3.解析:碳在该食物网中以含碳有机物的形式流动,A错误;肉食性鱼在取食鲢鱼时信息是双向流动的,B错误;若鲢鱼突然减少,则短时间内肉食性鱼对鳙鱼和浮游动物的捕食增加,故浮游动物不一定增加,C正确;根据林德曼效率分析,鳙鱼同化的能量大约只有10%~20%传递给下一营养级,D错误。
答案:C
4.解析:生态足迹越大,代表单位人口带来的资源消耗和环境代价越大,污染物排放也越多,不利于实现“碳中和”,A错误;倡导植树造林,能吸收二氧化碳,降低二氧化碳的含量,利于实现碳中和,B正确;坚持绿色出行,可减少二氧化碳的排放,有利于“碳中和”,C正确;增加水电、风电等能源占比,减少化石燃料燃烧,减少二氧化碳排放,有利于“碳中和”,D正确。
答案:A
5.解析:流经该生态系统的总能量为流入第一营养级的能量207 t·km-2·a-1,A错误;第二营养级同化量为36.3,第三营养级同化量为7.89,传递效率为7.89/36.3×100%=21.7%,B错误;碎屑会被分解者分解,不能被分解就会形成海底有机物沉积,C正确;渔获物平均营养级降低说明能量减少,该海湾的渔业资源越来越贫瘠,D错误。
答案:C
6.解析:(1)生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构。其中食物链和食物网是生态系统的营养结构。从能量流动的角度分析,每一营养级所积累有机物中的能量NPP为该营养级同化量减去呼吸散失的能量,即用于生长、发育和繁殖所需的能量。植食者系统的NPP=指植食者系统所同化的能量-呼吸作用散失的能量=GS-R1。(2)由图可知,植食者系统所同化的能量为180 J/(cm2·a),生产者同化量为180÷0.15=1 200 J/(cm2·a)。生产者呼吸消耗的能量=同化量-未利用-流向分解者-流向下一营养级=1 200-1 200×0.15-540-180=450 J/(cm2·a)。(3)由于生活污水处理后保留有机和无机营养,故生产者固定的太阳能和来自生物污水的腐殖质中的能量是流经生态系统的总能量。群落的结构包括垂直结构和水平结构。已知该草地的物种分布均匀度受地形变化等因素的影响,是衡量群落水平结构的指标。生活污水保留有机和无机营养,灌溉处理增加了土壤养分,草场中对养分利用率高的物种在种间竞争中占优势,更有可能成为优势种,从而抑制其他物种的生长,使物种多样性降低,物种丰富度降低,优势种的存在影响了该草场的水平结构,降低了物种分布的均匀度,故实验组的丰富度和均匀度均有所下降。
答案:(1)组成成分和营养结构 生长、发育、繁殖的能量 GS-R1
(2)450 J/(cm2·a)
(3)生产者固定的太阳能和来自生物污水的腐殖质中的能量 水平 灌溉处理增加了土壤养分,草场中对养分利用率高的物种在种间竞争中占优势,更有可能成为优势种,从而抑制其他物种的生长,使物种多样性降低。优势种的存在影响了该草场的水平结构,降低了物种分布的均匀度
7.解析:各营养级之间,所有输入的能量等于输出的能量,在植食动物中,输入(14+2)=输出(4+9+0.5+流入肉食动物),由此可以计算出流入肉食动物的能量为2.5×103 kg·m-2·a-1;肉食动物输入(2.5+补偿输入)=输出(2.1+5.1+0.05+0.25),可以计算出肉食动物补偿输入的能量为5×103 kg·m-2·a-1,A正确;植食性动物用于自身生长、发育和繁殖的能量=同化量-热能散失=(14+2)-4=12×103 kg·m-2·a-1,B正确;第三营养级与第四营养级之间的传递效率=从第三营养级流入第四营养级的能量/第三营养级的同化量=0.25/(2.1+5.1+0.05+0.25)×100%≈3.3%,C正确;根据图中数据,营养级越高,需要补偿输入的能量越大,即顶级食肉动物在灾害中受到的影响越大,D错误。
答案:D
8.解析:生物多样性可提高生态系统对极端气候事件的抵抗力,A错误;演替产生灌木、乔木时间太长,引种植物类型时不能只选取草本植物,B错误;加速矿区生态恢复关键在于植被恢复,可采用人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离等措施,C正确;移除废弃矿山湖泊中的有毒物质,可改善水生生物的物质循环,但不能提高能量传递效率,D错误。
答案:C
9.解析:(1)森林生态系统中的碳元素主要以二氧化碳的形式存在,通过生产者的光合作用,将二氧化碳合成有机物,即森林生态系统中的碳元素主要以(含碳)有机物的形式储存在植物体内成为森林碳库。当遭遇人为干扰或自然干扰后,原本储存在植物体中的碳就会释放回大气中,其回归途径除了图1中的途径外(植物呼吸、燃烧等),还有微生物(分解者)的分解作用。(2)图2中的曲线a表示40年间人类燃烧化石燃料所产生的二氧化碳相对量,曲线b表示40年间环境中二氧化碳的实际增加相对量,图2中a、b两条曲线变化趋势出现差异的主要原因可能是不同时间生产者的光合作用消耗的二氧化碳的量不同。(3)据表分析:农作物流入下一营养级的能量为(110-21-58)×104=31×104 kJ,鸡的同化量为(10+7)×104=17×104 kJ,所以农作物流向人的能量为14×104 kJ,鸡流入人的能量为(7-1-3)×104=3×104 kJ,故该小型生态系统通过食物网流向人的能量值为14×104+3×104=1.7×105 kJ;该生态系统中第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为31×104÷[(110+75)×104]×100%≈16.8%。(4)从图中可看出,此计数方法用到了血球计数板(血细胞计数板),该计数板计数室为25×16的规格,应取四角和正中间(共5个)方格,原则上计上不计下,计左不计右,5个方格的微生物数量依次为左上格5个,左下格6个,中间格6个,右上格6个,右下格7个,则该计数室的微生物的数量是(5+6+6+6+7)÷5×25=150个,一个计数室的容积为0.1 mm3,再结合题中样液稀释100倍,可计算1 L样液中,该微生物的数量是150×10×100×106=1.5×1011个。
答案:(1)有机物(含碳有机物) 微生物(分解者)的分解作用
(2)不同时间生产者的光合作用消耗的二氧化碳的量不同
(3)1.7×105 kJ 16.8%
(4)血球计数板(血细胞计数板) 1.5×1011
10.解析:(1)生态系统中的能量流动是指能量输入、传递、转化和散失的过程。某一营养级同化量的去向包括呼吸消耗的能量,流向下一个营养级的能量,流向分解者的能量和未被利用的能量,可知图中E代表该营养级流入分解者的能量。(2)结合题目所给的a、b、c对于能量定量分析表格可将a、b、c三个营养级的食物链构建出来:a→c→b;意味着c中总的能量等于a中的D(217)加上c营养级人工输入的A(48)即265,而c中总的能量(265)用于c营养级的B、C、D、E途径,其中只有D对应的R2是未知的,即R2=265-63-141-22=39;而c营养级的D(39)代表着流入b营养级的能量,故b营养级的总能量等于c营养级的D(39)加上b营养级人工输入的A(17)即56,而b中总的能量(56)用于b营养级的B、C、D、E途径,其中只有C对应的R1是未知的,即R1=56-16-4-7=29。第二营养级到第三营养级的能量传递效率=b营养级同化量(由c营养级流入b营养级的能量)/c营养级总的能量×100%=R2(39)/c中总的能量(265)×100%≈14.7%。(3)生物呼吸作用消耗的能量大部分以热量形式散失,A正确;图中B+C+D+E是该营养级同化的全部能量,B错误;流经该食物链的总能量是a固定太阳能的总量加上人工输入的能量,C错误;生物群落是指一定区域内的全部生物,而a、b、c的全部个体只包括了生产者和消费者,a、b、c的全部个体并不可以组成一个生物群落,D错误。故选BCD。(4)“无废弃物农业”大量采用农家肥,可以对土壤肥力进行保持,在改善土壤结构的同时,又能实现土壤养分的循环利用。
答案:(1)输入、传递、转化和散失 流入分解者的能量
(2)29 14.7
(3)BCD
(4)“无废弃物农业”大量采用农家肥,改善土壤结构的同时实现了土壤养分的循环利用
11.解析:(1)把玉米秸秆作为饲料喂牲畜,牲畜粪便进入沼气池等,从生态系统的能量流动角度分析,该过程提高了能量的利用率;遵循可持续发展规律,退耕还林、还草、还湖工程持续推进,因垦荒而消失的黑土地、湿地正在逐步恢复生机,由于在开垦的土地上发生了群落结构的变化,保留了相应的土壤条件,此过程中群落发生了次生演替。(2)冬捕时网眼的大小控制会捕捉大鱼留下小鱼,对兴凯湖中大白鱼种群的年龄结构产生影响。种群数量在K值时达到最大值,故在K值时进行捕获可以获得最大的日捕捞量。(3)①图1中物质a的含量随营养级升高而上升,a为有害物质,其沿着食物链在营养级越高的生物体内含量越多的现象称为生物富集;湿地中的挺水植物如荷花、菖蒲对光信息非常敏感,当日照时间达到一定长度时才会开花,利于生物之间进行传粉,这说明生物种群的繁衍离不开信息的传递;结合题干“专家组选择了净化能力较强的多种水生植物并进行合理布设”,该做法遵循了生态工程建设的自生原理,“同时考虑节省投资和维护成本”,该做法遵循了生态工程建设的整体原理。②湿地生态系统中的食物关系称为生态系统的营养结构,包括食物链和食物网;在分析图2中“水生植物→草鱼→野鸭”食物链时,测得一年中流经野鸭的能量为20千焦,流经草鱼的能量为1 000千焦,这可能符合能量流动10%~20%的传递效率。10%~20%指的是营养级之间的能量传递效率,不是生物之间的,草鱼还有部分能量流入鹭,野鸡体内能量不仅仅来自草鱼,还有来自其他食物的部分(草鱼天敌不唯一或野鸡能量来源不唯一),与营养级间的能量传递效率不矛盾。所以不同意该同学的观点。
答案:(1)能量的利用率 次生演替
(2)年龄结构 K值
(3)①生物富集 生物种群的繁衍 自生、整体 ②营养结构 不同意。10%~20%指的是营养级之间的能量传递效率,不是生物之间的,草鱼还有部分能量流入鹭,野鸡体内能量不仅仅来自草鱼,还有来自其他食物的部分(草鱼天敌不唯一或野鸡能量来源不唯一),与营养级间的能量传递效率不矛盾整合训练(十四) 生态系统和人与环境
全员必做题
1.[2023·山东济南一模]铁皮石斛常附生于树干上,以获取更多的阳光。某地在山桐子树干上种铁皮石斛,林下种辣椒,除了种植传统作物,还引导村民种植经济价值更高的中药川射干。春天时中药种植基地内盛开的鸢尾花会吸引不少游客前来观赏。下列说法正确的是( )
A.山桐子、辣椒与铁皮石斛的分布可以提高它们的光合作用速率
B.附生于树干的铁皮石斛营寄生生活,在生态系统中属于消费者
C.当地引导村民种植中药川射干,体现了生态工程的整体原理
D.中药种植基地的鸢尾花体现了生物多样性的间接价值
2.[2023·山西晋城三模]《说苑·正谏》记载:“园中有树,其上有蝉,蝉高居悲鸣饮露,不知螳螂在其后也!螳螂委身曲附,欲取蝉,而不知黄雀在其傍也!黄雀延颈欲啄螳螂,而不知弹丸在其下也!”下列说法正确的是( )
A.以上各种生物构成的食物链的能量金字塔是倒置的金字塔
B.蝉鸣吸引异性来交配,体现了行为信息能促进种群繁衍
C.碳元素在以上各种生物之间主要以CO2的形式循环流动
D.螳螂粪便有机物中的部分能量属于由蝉流向分解者的部分
3.[2023·浙江金华三模]某湿地生态系统中的部分食物网如图所示。下列叙述正确的是( )
A.碳在该食物网中以CO2和有机物的形式流动
B.肉食性鱼在取食鲢鱼时信息是单向流动的
C.若鲢鱼突然减少,则短时间内浮游动物不一定增加
D.根据林德曼效率分析,鳙鱼摄入的能量大约只有10%用于自身的生长发育
4.[2023·北京东城一模]“碳中和”是指化石燃料使用及土地利用变化导致的碳排放量与陆海生态系统吸收及其他技术方式固存的碳量之间达到平衡。我国政府宣布争取在2060年前实现“碳中和”。下列不利于达成此目标的是( )
A.增大生态足迹
B.大力开展植树造林活动
C.倡导绿色出行
D.增加水电、风电等能源占比
5.[2023·山东青岛一模]下表是某海湾生态系统中一年内能量流动的部分统计数据。已知当年该海湾渔获物平均营养级为2.88,而10年前为3.11。下列有关说法正确的是( )
营养级 现存生物量/ (t·km-2·a-1) 被同化量/ (t·km-2·a-1) 流向碎屑量/ (t·km-2·a-1) 总流量/ (t·km-2·a-1)
Ⅴ 0.008 0.004 0.026 0.089
Ⅳ 0.111 0.089 0.413 1.07
Ⅲ 0.568 1.07 6.06 7.89
Ⅱ 0.756 7.89 23.7 36.3
Ⅰ 43.5 36.3 73 207
总计 45 45.4 103 252
A.流经该生态系统的总能量为252 t·km-2·a-1
B.第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为25.7%
C.碎屑会被分解者分解或形成海底有机物沉积
D.渔获物平均营养级降低说明该海湾的渔业资源越来越丰富
6.[2023·山东济南一模]下图为某废弃草场部分能量流动关系图,每一营养级所积累有机物中的能量记为NPP,即净生产量;腐殖质中的能量记为DOM;呼吸散失的能量记为R。图中GS是指植食者系统所同化的能量。方框和箭头的相对大小与其蕴含及流动的能量多少相对应,图中数字为能量数值[单位:J/(cm2·a)]。
(1)草场生态系统的结构包括________________________,从能量流动的角度分析,图中NPP是指用于______________________,植食者系统的NPP可表示为________(用图中字母表示)。
(2)已知图中营养级间能量传递效率为15%,生产者未利用的能量占其同化量的2.5%,则生产者呼吸消耗的能量为__________。
(3)为探究增加土壤养分是否可以治理废弃草场,专家将该草场分为对照组和实验组,对生活污水处理达标后(无致病菌及其他有毒害的物质,保留有机和无机营养),每隔一段时间对实验组草场进行适量灌溉,并统计了数年间该生态系统物种多样性和物种分布均匀度的变化(如图所示)。
注:纵坐标(H)代表物种丰富程度,数值越大丰富度越高
流入该生态系统的总能量是______________________________________________,已知该草地的物种分布均匀度受地形变化等因素的影响,是衡量群落________结构的指标。请从群落的种间关系和优势种方面分析,出现图中现象的原因________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
重点选做题
7.[2023·山东泰安二模]下图为某自然灾害后的人工鱼塘生态系统的能量流动过程中部分环节涉及的能量(单位:103 kg·m-2·a-1)变化情况,其中补偿输入是指人工饲喂各个营养级同化的能量。下列说法错误的是( )
A.由图可知,肉食动物需补偿输入的能量为5 000 kg·m-2·a-1
B.植食性动物用于自身生长、发育和繁殖的能量是12 000 kg·m-2·a-1
C.能量在第三营养级与第四营养级之间的传递效率为3.3%
D.据图中数据可知,较低营养级的生物在这场灾害中受到的影响较大
8.[2023·山东青岛一模]在废弃矿山生态修复工程中,不仅要考虑生态学和系统学的原理与方法,还要考虑极端气候对生态系统的破坏作用。下列说法正确的是( )
A.生物多样性可提高生态系统对极端气候事件的抵抗力和恢复力
B.引种植物类型时选取草本植物即可,依靠次生演替产生灌木、乔木
C.加速矿区生态恢复,可采用人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离等措施
D.移除废弃矿山湖泊中的有毒物质,可改善水生生物的物质循环,提高能量传递效率
9.[2023·山东青岛一模]森林及其产品的固碳功能对减缓气候变化具有重要作用,木质林产品(HWP)是缓解温室效应的重要碳库。图1为HWP在森林阶段的部分碳循环示意图;图2中的曲线a表示40年间人类燃烧化石燃料所产生的二氧化碳相对量,曲线b表示40年间环境中二氧化碳的实际增加相对量。请回答下列问题:
(1)森林生态系统中的碳元素主要以________________的形式储存在植物体内成为森林碳库。当遭遇人为干扰或自然干扰后,原本储存在植物体中的碳就会释放回大气中,其回归途径除了图1中的途径外,还有________________________。
(2)图2中a、b两条曲线变化趋势出现差异的主要原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)“小养殖、小种植、小加工、小工匠”四小农场是推进乡村振兴,减少污染过程中的重要力量,如图所示为一个小型人工生态农场的模式图以及该小型人工生态农场中农作物和鸡的部分能量值(单位:104 kJ)。
项目 净同化量(同化 量-呼吸消耗量) 呼吸 消耗量 流向 分解者 未利用
农作物 110 75 21 58
鸡 7 10 1 3
请根据图和表格分析,该小型生态系统通过食物网流向人的能量值为__________,第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为________(保留小数点后一位)。
(4)科研人员对沼气池中某种微生物种群数量进行调查,将样液稀释100倍,再采用________________进行计数。观察到的计数室中细胞分布如图所示,则1 L样液中,该微生物的数量是____________个。
10.[2023·山东潍坊一模]科研人员对某农业生态园的能量流动情况进行了长时间的研究,并对各营养级能量流动情况进行了定量分析。下表中a、b、c表示构成某一食物链的三个营养级,R1、R2为对应的能量值(单位:103 kJ/m2·a),某一营养级的能量流动图解如图所示。
能量值/营养级 A B C D E
a 0 302 733 217 64
b 17 16 R1 4 7
c 48 63 141 R2 22
(1)生态系统中的能量流动是指能量________________________的过程,据图分析,E代表____________________。
(2)表中R1代表的数值是________,第二营养级到第三营养级的能量传递效率为________%(保留一位小数)。
(3)依据图表内容推测,下列相关说法错误的是( )
A.该营养级生物呼吸作用消耗的能量大部分以热量形式散失
B.图中C+D+E即是该营养级同化的全部能量
C.流经该食物链的总能量是a固定太阳能的总量
D.a、b、c的全部个体可以组成一个生物群落
(4)土壤肥力是该农业生态园大力发展种植业的基础,科研人员建议利用我国古代“无废弃物农业”模式来进行土壤肥力保持,该模式的优势体现在________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
11.[2023·山东聊城一模]纪录片《航拍中国》中对黑龙江美景的解说中曾这样写到:“这趟旅程,我们将拥抱肥沃的黑土地——它拥有的平原创造农业奇迹,它哺育的湖泊动静相宜。往西飞行,加入冬捕者的行列,赶赴一场和丹顶鹤的空中约会。不远处一座石油城市,正散发着迷人的湿地风情。”回答下面问题:
(1)黑龙江平原在粮食生产过程中大力推行生态农业,把玉米秸秆作为饲料喂牲畜,牲畜粪便进入沼气池等,从生态系统的能量流动角度分析,该过程提高了________________。遵循可持续发展规律,退耕还林、还草、还湖工程持续推进,因垦荒而消失的黑土地、湿地正在逐步恢复生机,此过程中群落发生了________________。
(2)冬捕时网眼的大小会对兴凯湖中大白鱼种群的________________(填种群数量特征)产生影响。水产养殖时,为获得最大的日捕获量,应在大白鱼种群数量在________时进行捕获。
(3)双鸭山以丰富的历史内涵和资源禀赋被誉为“挹娄王城、湿地之都、煤电基地、北国粮仓”。下图1为总面积为600 hm2的湿地受有害物质a污染后,有害物质a的浓度在各营养级部分生物体内的变化情况。下图2为某生物兴趣小组根据调查对象构建的食物网。
①图1中物质a的含量随营养级升高而上升的现象称为________________。湿地中的挺水植物如荷花、菖蒲对光信息非常敏感,当日照时间达到一定长度时才会开花,这说明________________离不开信息的传递。在对受污染后的湿地进行修复时,专家组选择了净化能力较强的多种水生植物并进行合理布设,同时考虑节省投资和维护成本,该做法主要遵循了生态工程建设的________________原理。
②湿地生态系统中的食物关系称为生态系统的________________。在分析图2中“水生植物→草鱼→野鸭”食物链时,测得一年中流经野鸭的能量为20千焦,流经草鱼的能量为1 000千焦,有同学认为这不符合能量流动10%~20%的传递效率。你是否同意他的观点并陈述理由____________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。