人教版(2019)选择性必修2 生物与环境第3章 生态系统及其稳定性第3节 生态系统的物质循环 同步训练(含解析)

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名称 人教版(2019)选择性必修2 生物与环境第3章 生态系统及其稳定性第3节 生态系统的物质循环 同步训练(含解析)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2024-10-24 15:45:15

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高中生物选择性必修二《生态新系统的物质循环》同步训练
学校:__________ 姓名:__________ 班级:__________ 考号:__________
一、单题(本大题共9小题,共18分)
1.北京2022年冬奥会通过低碳交通、垃圾回收等多项举措,兑现了“绿色办奥”的庄严承诺,成为历史上首个实现“碳中和”的冬奥会。下列说法正确的是(  )
A.大熊猫是“冰墩墩”的设计原型,体现了生物多样性的间接价值
B.CO2是温室气体,其形成的温室效应是有害的,不利于生物圈的稳态
C.垃圾回收再利用实现了生态系统的物质循环,提高了能量利用率
D.“碳中和”是指生产者CO2的同化量等于所有生物CO2的释放量
2.图甲表示某生态系统碳循环示意图,图乙表示该生态系统中能量流动的部分示意图(N1~N4表示能量数值),下列说法错误的是(  )

A.图甲中B、C、D、E构成群落,碳在其中流动的形式是有机物
B.图乙中的a表示初级消费者的同化量,b表示用于生长、发育和繁殖的能量
C.图乙中能量由初级消费者传递给次级消费者的传递效率为N4/N2×100%
D.能量在各营养级的流动离不开生态系统的物质循环和信息传递
3.生态系统中的物质能被循环利用,水循环、碳循环和氮循环是最常见的物质循环。下列有关叙述错误的是(  )
A.水循环是由太阳能推动的,生物在全球水循环过程中作用不大
B.在生物群落内部,碳以有机物的形式沿着食物链进行单向转移
C.固氮菌和蓝藻都是自养生物,均在氮循环的固氮过程中发挥作用
D.物质的循环发生在生物群落和非生物环境之间,具有全球性
4.关于生态系统的物质循环和能量流动,下列叙述错误的是(  )
A.碳循环主要是以二氧化碳的形式进行,具有全球性
B.除了碳循环,其他物质如氮、硫等,在生态系统中也反复循环
C.没有太阳能,自然界的能量流动难以维持
D.狼捕食兔,兔体内的能量就全部流入到狼体内
5.物质循环是生态系统功能之一,下列有关叙述错误的是( )
A.物质循环发生在生态系统各营养级之间
B.太阳能推动着水循环以降水与蒸发的两种方式进行
C.二氧化碳是碳循环的主要形式
D.生物固氮是氮循环中最重要的固氮途径
6.洪泛区是指江河两岸、湖周海滨易受洪水淹没的区域,这些地区土地肥沃、生物种类丰富,合理利用这些地区发展生产、缩小洪灾是十分必要的。下图为某河流生态护坡的模式图,有关说法不正确的是( )

A.区别湖泊和森林两个群落的重要依据是物种组成
B.偶然洪泛区到淹没区生物种类不同体现了群落的水平结构
C.水位变动区各种浮水植物的环境容纳量随水位的变化而波动
D.该区域的所有生物通过复杂的食物关系实现了物质循环
7.热带雨林是生物多样性最高的陆地生态系统,对调节气候、保持水土、稳定碳氧平衡等起着非常重要的作用。近年来,随着人类活动影响的加剧,热带雨林面积不断减小,引起人们更多的关注和思考。下列叙述正确的是( )
A.热带雨林垂直分层较多,一般不发生光竞争
B.热带雨林水热条件较好,退化后恢复相对较快
C.热带雨林林下植物的叶片大或薄、叶绿体颗粒小
D.热带雨林物种组成和结构复杂,物质循环相对封闭
8.铀是一种危险的环境污染物,具有化学和放射的双重毒性。实验小组调查了某被铀污染的海域中鲤鱼不同器官的铀含量,实验结果如图所示,下列有关叙述正确的是(  )

A.食物链是海水中的铀进入鲤鱼体内的唯一途径
B.人类捕食鲤鱼后,体内的铀相对含量低于鲤鱼
C.铀进入体内会影响细胞内其他元素的相对含量
D.各种物质都会随着食物链的延长产生富集效应
9.杜氏盐浆是一种能在高盐度极端环境下生长的藻类,其光合效率远高于陆生植物,在碳减排和环境保护方面有重要作用。科研 工作者研究了硝酸钠浓度和光照强度对嗜碳杜氏盐藻的生物量和叶绿素含量的影响,结果如下图。以下据图分析得到的结论,错误的是(  )

A.在一定范围内,随着硝酸钠浓度的提高,嗜碳杜氏盐藻的叶绿素含量随之增加
B.在一定范围内,随着光照强度的提高,嗜碳杜氏盐藻的叶绿素含量随之减少
C.随着环境中硝酸钠浓度的不断提高,嗜碳杜氏盐藻的生物量也将随之不断增加
D.嗜碳杜氏盐藻主要是通过光合作用大量吸收二氧化碳而在碳减排方面发挥作用的
二、解答题(本大题共9小题,共144分)
10.图1为某生态系统的能量金字塔简图,其中①~④分别表示不同的营养级。图2为能量流经图1中第二营养级的变化示意图,图中的数值表示能量,单位是[103kJ/(m2·a)]。回答下列问题:
(1)从生态系统的组成成分来看,图 1 中未包括的生物成分是 。除能量金字塔外,生态系统中还存在生物量金字塔和数量金字塔,其中不一定呈正金字塔形的有 。日本向海洋中排入的核污水中含大量放射性元素,推测会在营养级 中生物体内含量最高。
(2)若营养级①②之间的能量传递效率是 12.8% ,则图 1 中营养级①固定的总能量为 ×10 3 kJ/ ( m 2 ·a )。图 3 中,乙表示 的能量,第二营养级流入分解者的能量包括 。
(3)生态平衡是指生态系统的 处于相对稳定的一种状态。从生态系统的稳定性角度分析,因工厂排污而使该生态系统失衡的原因是 。
11.土壤生态学是以土壤生态系统为载体和研究对象,以土壤生物为中心,研究土壤生物与土壤生物之间、土壤生物与土壤非生物环境之间的相互作用的科学。回答下列问题:
(1)土壤生态系统是陆地生态系统的一个亚系统,主要由土壤环境和 组成,后者构成了生态系统的 等成分。
(2)土壤从上到下分为地表土层、半土层和真土层,土壤生物在上述土层均有分布,群落结构表现为 。影响土壤生物这种群落结构的因素有 (答出 2 点即可)。
(3)在土壤中,细菌、腐生真菌和蚯蚓均以腐屑为食,细菌、腐生真菌也是蚯蚓的食物。在这个食物网中,蚯蚓和细菌的种间关系为 。有人认为蚯蚓既是分解者,也是消费者,请说明理由 。
(4)随着医用、农用及养殖业抗生素的大量使用,大量抗生素进入土壤,破坏了土壤生态系统,原因是 。
12.如图1表示某草原生态系统中某一时间的食物网,图2表示图1中某条食物链中各生物体内有毒物质的相对含量,请据图回答下列问题:
(1)图 2 中,若乙大量减少,则短时间内丁的数量变化是 。图 2 中丙对应图 1 中的 ,在生态系统中的作用是 ,该生物与蛇的关系是 。
(2)该草原生态系统的食物链往往是 (填“不变”或“可变”)的,原因是 。(答出一点即可)
13.在稻田中引入中华绒螯蟹后,形成了以蟹、稻为主导生物的蟹-稻复合养殖体系。中华绒螯蟹主要以浮萍、水稻、稗草等植物和碎屑为食,对腐臭的动物尸体尤其感兴趣。下图表示某蟹-稻复合养殖体系主要营养关系。
(1)中华绒螯蟹属于生态系统中的 成分,与鸟的种间关系是 ;沙塘鳢所处的营养级是 。
(2)在食物链“稗草→中华绒螯蟹→鸟”中,与鸟相比,中华绒螯蟹的同化量/摄入量的比值明显较低,从食物类型分析,最可能的原因是 。
(3)为了从蟹-稻复合养殖体系获得更大的稻、蟹产量,需定期投喂饵料,请从能量流动和物质循环的角度分析原因 。
(4)信息传递在农业生产上的应用包括提高农产品的产量和 两个方面。养殖多年的稻田经常有鸟害发生,农户会用音响设备模拟鸟类天敌的声音从而驱赶鸟类,这属于 防治。
(5)人类农用器具、车辆运输、投喂饲料与田间管理活动等农事活动都需要通过道路实现,某研究小组探究了稻蟹共生模式中农事活动对河蟹筑穴行为的影响。如图表示蟹洞数量与不同田块的关系。据图分析,当人类农事活动频度增大,河蟹筑穴概率会 ,说明农事活动会影响河蟹筑穴行为,其原因可能有 。
A.人类农事活动产生的声波、震动等会刺激河蟹行为
B.农田水位浅使得水体对外环境的刺激传导作用增强
C.农事操作等导致河蟹产生应激反应而减少筑穴行为
14.2023年世界湿地日的主题为“湿地修复”。湿地修复是通过生态技术或生态工程对退化或消失的湿地进行修复或重建,使其再现干扰前的结构和功能,以及相关的物理、化学和生物学特征,使其发挥应有的作用。图1表示某湿地生态系统中某些生物成分在一天内CO2的释放量,图2表示某一营养级生物的能量流动过程,数字代表能量值[单位:×104J·(cm2·a)-1]。回答下列问题:
(1)图1中a曲线代表的生态系统的生物成分是 ,判断依据是 。b、c曲线代表的生物成分相同,两者在一天内的CO2释放量情况不同主要是因为 。
(2)图2中用于该营养级生物自身生长、发育、繁殖的能量值为 ,仅根据图2无法计算该营养级与下一营养级之间的能量传递效率,原因是 。
(3)湿地具有蓄洪防旱、调节气候等多种功能,为了修复或重建湿地,通过动植物物种的合理引进并考虑了生态承载力,提高了生物多样性,可增加湿地生态系统的 稳定性,该举措遵循了生态工程 原理。通过种植挺水植物可在一定程度上控制湿地水域中浮游藻类的数量,其原理是挺水植物的生长主要减少了浮游藻类对 。
15.某稻田生态系统部分碳循环过程如图1所示,a~e代表过程。图2是能量流经卷叶螟的示意图。青蛙的能量流动情况如下表所示(单位:kJ)。请回答下列问题:

表:青蛙的能量流动情况
摄入的能量 同化的能量 粪便中的能量 Y 呼吸作用散失的能量
38.05 11.36 m 3.81 7.55
(1)图 1 中缺少的过程是 (用图中文字和箭头表示)。
(2)若要研究水稻的生态位,通常要研究它在研究区域内的 等特征,以及它与其他物种的关系等。
(3)卷叶螟与青蛙之间的能量传递效率为 ,该计算结果不在 10% ~ 20% 范围内的可能原因是 。
(4)该农田生态系统需要人类的精心管理才能保持稳定,原因是 。
(5)水稻秸秆加工成易消化的精饲料喂牛,可提高 与摄入饲料中所含能量的比值,从而提高产肉量。牛排出的粪便作为沼气池发酵的原料,沼渣再作为肥料还田,从生态系统功能角度分析这样做的意义是 。
(6)我国南方地区水稻收割后的秸秆处理方式主要有焚烧和就地粉碎后直接还田两种,研究表明与粉碎后直接还田处理相比,焚烧处理后第二年的虫害较少,原因可能是 。
16.位于海南省的南繁基地,是全国最大的农业科技试验区,也是我国农业科研的加速器和种子供给的常备库。基地内某稻田生态系统部分碳循环过程如图1所示,a~d代表过程。图2是能量流经卷叶螟的示意图(单位:kJ)。青蛙的能量流动情况如下表所示(单位:kJ)。

青蛙的能量流动情况
摄入的能量 同化的能量 粪便中的能量 Y 呼吸作用散失的能量
39.4 11.36 m 3.81 7.55
请回答下列问题。
(1)图1中缺少的过程是 (用图中文字和箭头表示)。
(2)若要研究水稻的生态位,通常要研究的方面有栖息地、食物以及 (答出2点即可)。该生态系统中水稻等各种生物都占据着相对稳定的生态位,其意义是 。夏季稻田中“听取蛙声一片”,体现了生态系统的信息传递具有的作用是 。
(3)根据图2计算卷叶螟的同化量为 ,根据图中数据 (填“能”或“不能”)计算第二营养级到第三营养级之间的能量传递效率,理由是 。
(4)农田生态系统的稳定性较低,为了保持该生态系统的稳定,需要不断的施肥、灌溉、控制病虫害。此过程中,若使用DDT、六六六等难以降解的化合物,会因 而最终积累在食物链的顶端。
(5)水稻秸秆可以焚烧后灰烬还田(方法一):就地粉碎后直接还田(方法二):还可以加工成易消化的精饲料喂牛,提高牛的产肉量。牛排出的粪便作为沼气池发酵的原料,沼渣再作为肥料还田(方法三)。从生态系统的能量流动角度分析哪种做法最好,原因是什么 。
17.徐州贾汪潘安采煤区曾经塌陷严重,水质恶化,科研人员对其进行调研和生态修复,建成了风光秀美的湿地公园。请回答下列问题:
(1)采煤塌陷区生态系统修复和重建首先进行 ,栽植的芦苇、香蒲、水葱、荷花、睡莲等水生植物观赏性好、净化能力强,体现了生物多样性的 价值。
(2)在潘安湖的修复过程中,其群落演替的类型属于 。河道至河岸植被的配置,体现了群落的 结构。潘安湖的多种多样的植物,为湿地动物提供 。
(3)采煤塌陷区的水中所含的镉偏离正常范围。为筛选适宜修复镉污染的沉水植物,研究者用该水体中的底泥和水培养沉水植物黑藻和菹草。测定两种植物的生长率和镉迁移系数(镉迁移系数可反映植物由根系向地上部分迁移镉的能力),结果如下图。

据图可知,更适宜修复镉污染水体的物种是 ,判断依据是 。富集镉的沉水植物必须及时收割并进行无害化处理,一是因为镉等重金属能够通过 逐级积累和浓缩,在高营养级生物体内富集。二是通过微生物的分解作用,使 而造成对水体的二次污染。
(4)如果你是潘安湖的景观设计师,请依据生态工程的协调原理提出合理的建议 。
18.某地采煤区曾经塌陷严重,水质恶化,科研人员对其进行调研和生态修复,建成了风光秀美的湿地公园。请回答下列问题:
(1)采煤塌陷区生态系统修复和重建首先进行植被修复,栽植的芦苇、香蒲、水葱、荷花、睡莲等水生植物观赏性好、净化能力强,体现了生物多样性的 价值。
(2)在该采煤区的修复过程中,其群落演替的类型属于 。河道至河岸植被的配置,体现了群落的 结构。多种多样的植物,为湿地动物提供 。
(3)采煤塌陷区的水中所含的镉偏离正常范围。为筛选适宜修复镉污染的沉水植物,研究者用该水体中的底泥和水培养沉水植物黑藻和菹草。测定两种植物的生长率和镉迁移系数(镉迁移系数可反映植物由根系向地上部分迁移镉的能力),结果如图。据图可知,更适宜修复镉污染水体的物种是 ,判断依据是 。富集镉的沉水植物必须及时收割并进行无害化处理,因为镉等重金属能够通过 逐级积累和浓缩,在高营养级生物体内富集;还有,通过微生物的分解作用,使镉等重金属又回到水体而造成水体的二次污染。
(4)如果你是该地的景观设计师,请依据生态工程的协调原理提出合理的建议 。
三、多选题(本大题共2小题,共12分)
19.洪泛区是指江河两岸、湖周海滨易受洪水淹没的区域,这些地区土地肥沃、生物种类丰富,合理利用这些地区发展生产、缩小洪灾是十分必要的。下图为某河流生态护坡的模式图,有关说法正确的是( )
A.区别季节性和偶然洪泛区两个群落的重要依据是物种组成
B.偶然洪泛区到淹没区生物种类不同体现了群落的水平结构
C.水位变动区各种浮水植物的环境容纳量随水位的变化而波动
D.该区域的所有生物通过复杂的食物关系实现了物质循环
20.科技人员在某村推广“稻菇轮作”露地栽培模式,利用水稻收获后的空闲稻田和秸秆发酵做成的培养基质种植赤松茸等食用菌。该模式可实现种菇与种粮不争地、不争季节、不争劳动力,并提高农民收入。下列相关叙述正确的是(  )
A.与传统稻田相比,“稻菇轮作”模式提高了稻田生态系统的能量输入
B.秸秆发酵的时间过长会影响栽培基料上赤松茸等食用菌的生长、繁殖
C.“菌糠还田”能将有机物中的能量传给水稻,提高了能量的传递效率
D.“稻菇轮作”促进了稻田生态系统的物质循环,提高了能量的利用率
一、单题(本大题共9小题,共18分)
【答案】
1.C
【解析】
1.A、大熊猫是冬电会吉祥物“冰墩墩”的设计原型,是大熊猫美学价值的体现,体现的是生物多样性的直接价值,A错误;
B、CO2造成的温室效应是一种自然现象,并不完全是有害的,如使寒冷地区的温度上升,热量变得充足,有助于农作物的生长,B错误 ;
C、垃圾回收再利用利用了生态工程的循环原理,实现了生态系统的物质循环,提高了能量利用率,C正确;
D、碳中和是指生产者的固定量等于所有生物的呼吸量加上化石燃料燃烧产生的CO2之和,D错误。
故选C。
【答案】
2.C
【解析】
2.A、由图甲可判断B是生产者,A是大气中二氧化碳库,其中B、C、D、E构成群落,碳在其中流动的形式是有机物,A正确;
B、图乙中的a表示初级消费者的同化量,b表示用于生长、发育和繁殖的能量,c表示用于呼吸作用的能量,B正确;
C、图乙中能量由初级消费者传递给次级消费者的传递效率为次级消费者同化的能量/N2×100%,C错误;
D、物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的三个功能,能量流动离不开物质循环和信息传递,D正确。
故选C。
【答案】
3.C
【解析】
3.A、水循环指大气降水通过蒸发、蒸腾又进入大气的往返过程。全球水循环是由太阳能驱动的,生物在全球水循环过程中作用不大,A正确;
B、碳元素在生物群落和无机环境间主要是以二氧化碳的形式循环,在生物群落内部,碳以有机物的形式沿着食物链或食物网进行单向转移,B正确;
C、固氮菌不一定是自养生物,如根瘤菌,C错误;
D、物质的循环发生在生物群落和非生物环境之间,在全球范围内循环,具有全球性,D正确。
故选C。
【答案】
4.D
【解析】
4.A、碳循环主要是以二氧化碳的形式进行,物质循环的特点循环往复、反复利用,具有全球性,A正确;
B、在生态系统中,组成生物体的C、H、N、P、Ca等元素,不断进行着从无机环境到生物群落,再回到无机环境的循环,在生态系统中反复循环,B正确;
C、生态系统中,各种生物进行生命活动所需能量的根本来源是绿色植物固定的太阳能,没有太能能,植物就无法进行光合作用,不能制造有机物,其他生物得不到有机物而死亡,因此自然界中的能量就会无法流动,C正确;
D、能量在沿着食物链流动的过程中是逐级递减的,因此狼捕食兔,兔体内的能量不会全部流入到狼体内,D错误。
故选D。
【答案】
5.A
【解析】
5.A、物质循环发生在生物群落和非生物环境之间,而不是各营养级之间,A错误;
B、太阳能推动着水循环以降水与蒸发的两种方式进行,B正确;
C、二氧化碳是碳循环的主要形式,C正确;
D、生物固氮是氮循环中最重要的固氮途径,D正确。
故选A。
【答案】
6.D
【解析】
6.A、不同群落的物种丰富度不同,区别不同群落的重要特征是群落的物种组成,因此区别湖泊和森林两个群落的重要依据是物种组成,A正确;
B、据图可知,偶然洪泛区到淹没区属于不同地形,生物种类不同体现了群落的水平结构,B正确;
C、环境容纳量会受到环境影响,水位变动区各种浮水植物的环境容纳量随水位的变化而波动,C正确;
D、生态系统的物质循环是在生物群落和无机环境之间进行,只是该区域的所有生物通过复杂的食物关系无法实现物质循环,D错误。
故选D。
【答案】
7.B
【解析】
7.A、热带雨林的生物组分较多,垂直分层现象更明显,不同高度的植物之间会竞争阳光等环境资源,A错误;
B、热带雨林水热条件较好,与其他生态系统相比,恢复力稳定性较高,因此退化后恢复相对较快,B正确;
C、热带雨林林下光线相对较弱,林下植物的叶片大或薄,叶绿体颗粒大,呈深绿色,以适应在弱光条件下生存,C错误;
D、生态系统的物质循环具有全球性,开放性,虽然热带雨林物种组成和结构复杂,物质循环也不是封闭的,D错误。
故选B。
【答案】
8.C
【解析】
8.A、海水中的铀进入鲤鱼体内的途径不只是食物链,还可能通过鲤鱼的呼吸、体表接触等方式,A错误;
B、人类处于更高的营养级,由于生物富集作用,人类捕食鲤鱼后,体内的铀相对含量往往高于鲤鱼,B错误;
C、铀作为一种有害物质进入鲤鱼体内,可能会干扰细胞的正常生理功能,从而影响细胞内其他元素的相对含量,C正确;
D、不是各种物质都会随着食物链的延长产生富集效应,只有某些难以分解的有害物质才会,D错误。
故选C。
【答案】
9.C
【解析】
9.AB、据图分析,在一定范围内,随着硝酸钠浓度的提高,嗜碳杜氏盐藻的叶绿素含量随之增加,随着光照强度的提高,嗜碳杜氏盐藻的叶绿素含量随之减少,A正确,B正确;
C、在一定范围内,随着环境中硝酸钠浓度的提高,嗜碳杜氏盐藻的生物量也增加,但环境中硝酸钠浓度过高,嗜碳杜氏盐藻的生长将受影响,其生物量反而减少,C错误;
D、题干信息:杜氏盐浆是一种能在高盐度极端环境下生长的藻类,其光合效率远高于陆生植物;可见嗜碳杜氏盐藻主要是通过光合作用大量吸收二氧化碳,因而在碳减排方面起作用的,D正确。
故选C。
二、解答题(本大题共9小题,共144分)
10.【答案】
(1)分解者 生物量金字塔和数量金字塔 ④
(2)3125 第二(或该)营养级用于自身生长、发育和繁殖 第二(或该)营养级生物的遗体残骸和第三(或下一)营养级粪便中的能量
(3)结构和功能 生态系统的自我调节能力有限,当外界干扰因素的强度超过一定限度时,生态系统的稳定性急剧下降,生态平衡就会遭到严重破坏
10.【解析】
(1)①生态系统的生物成分包括生产者、消费者和分解者,图1所示的能量金字塔中不包含分解者。
②生物量金字塔和数量金字塔那样在某些生态系统中出现倒金字塔形,但能量金字塔绝不会倒置,因此不一定呈正金字塔形的有生物量金字塔和数量金字塔。
③由于生物富集,营养级越高生物体内的放射性元素也会浓度越大,因此推测会在营养级④中生物体内含量最高。
(2)①营养级①②之间的能量传递效率=营养级②的同化量/营养级①的同化量。图2分析:营养级②的同化量=第二营养级的摄入量500×103-100×103=400×103kJ/(m2·a),因此营养级①的同化量=400×103kJ/(m2·a)×12.8%=3125×103kJ/(m2·a)。
②第二营养级的摄入量,一部分以粪便的形式被分解者分解,其余的能量(甲)为该营养级的总次级生产量(同化量),同化量中一部分用于自身的呼吸消耗(丙),其余的能量则用于自身的生长、发育和繁殖(乙)。
③第二营养级用于自身的生长、发育和繁殖的这部分能量将有三个去向:被分解者分解、被下一营养级取食以及暂时未利用的。第三营养级粪便中的能量属于第二营养级的同化量,也会流向分解者。
(3)①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。
②由于生态系统的自我调节能力有限,当外界干扰因素的强度超过一定限度时,生态系统的稳定性急剧下降,生态平衡就会遭到严重破坏,因此工厂排污可能会使该生态系统失衡。
11.【答案】
(1)生物 群落
(2)垂直结构 水分、光等
(3)捕食与竞争 蚯蚓作为分解者,能将土壤中的有机物分解成无机物,促进生态系统的物质循环;蚯蚓作为消费者,可通过捕食细菌、腐生真菌获得能量
(4)大量进入土壤的抗生素会影响土壤微生物,导致环境中抗生素抗性基因的数量快速增长
11.【解析】
(1)土壤生态系统是陆地生态系统的一个亚系统,土壤、生物与周围环境相互作用,以形成物质流和能量流相贯通的土壤——环境的复合体,它具有一定的结构、功能与演变规律。土壤生态系统中的全部生物构成群落。
(2)土壤生物因对水分、食物、光等需求不同,表现出在垂直方向上出现明显分层,即为群落的垂直结构。
(3)蚯蚓和细菌均以腐屑为食,表明二者存在竞争关系,同时蚯蚓捕食细菌,表明二者存在捕食关系。在土壤生态系统中,蚯蚓作为分解者,能将土壤中的有机物分解成无机物,促进生态系统的物质循环;蚯蚓作为消费者,可通过捕食细菌、腐生真菌获得能量。所以蚯蚓既是分解者,也是消费者。
(4)大量进入土壤的抗生素会影响土壤微生物,对土壤中的微生物起到筛选作用,导致环境中抗生素抗性基因的数量快速增长。
12.【答案】
(1)增加 鹰 加快生态系统的物质循环 捕食和种间竞争
(2)可变 生物有迁入和迁出(或生物发育不同阶段及不同季节食性有改变)
12.【解析】
(1)图2中的食物链是丁→乙→甲→丙,可表示图1对应草→鼠→蛇→鹰这条食物链。若乙(鼠)大量减少,则短时间内丁(草)的数量将增加;鹰在生态系统中属于消费者,消费者能够加快生态系统的物质循环;鹰既能捕食蛇,又能与蛇竞争捕食鼠,所以既有竞争关系又有捕食关系。
(2)食物链是以食物关系建立起来的,因此当生物发育不同阶段及不同季节食性改变后,该草原生态系统的食物链可能改变,同时动物的迁入和迁出也会影响食物链。
13.【答案】
(1)消费者、分解者 捕食、竞争 三、四
(2)中华绒螯蟹摄入的有机物中含有大量纤维素,不易消化吸收,大量能量随粪便排出
(3)投喂饵料能减少中华绒鳌蟹从水稻中获得能量,保证水稻产量不受影响 中华绒鳌蟹为该生态系统的输出产品,输出的元素不再回归该生态系统
(4)控制有害动物 生物
(5)增大 AB
13.【解析】
(1)中华绒螯蟹主要以浮萍、稗草等植物和碎屑为食,对腐臭的动物尸体尤其感兴趣,因而属于生态系统中的消费者和分解者成分,沙塘鳢在浮萍→泥鳅→沙塘鳢,这条食物链中处于第三营养级,在浮萍→泥鳅→小型鱼→沙塘鳢这条食物链中处于第四营养级,即沙塘鳢在该食物网中处于第三、四营养级。
(2)在食物链“稗草→中华绒螯蟹→鸟”中,与鸟相比,中华绒螯蟹的同化量/摄入量的比值明显较低,这是因为中华绒螯蟹摄入的有机物中含有大量纤维素,不易消化吸收,大量能量随粪便排出,而鸟类摄入的是肉类食物,大部分可以被消化吸收。
(3)为获得更大的稻、蟹产量,投喂饵料能减少中华绒螯蟹从水稻中获得能量,保证水稻产量不受影响;中华绒螯蟹为该生态系统的输出产品,输出的元素不再回归该生态系统,所以应该适当投喂饵料,以补充输出的元素。
(4)信息传递在农业生产上的应用包括提高农产品的产量和控制有害动植物的生长繁殖两个方面。农户用音响设备模拟鸟类天敌的声音从而驱赶鸟类,这是利用生物的种间关系进行的防治,属于生物防治。
(5)结合图示可知,田块到主路的距离越近,人类农事活动频度越大,说明人类对河蟹的影响增大,此时河蟹筑穴概率会增加,说明农事活动会影响河蟹筑穴行为。
A、人类农事活动产生的声波、震动等会刺激河蟹产生躲进行为,进而筑穴增多,A正确;
B、近路旁农田水位浅使得水体对外环境的刺激传导作用增强,也会引起河蟹筑穴增多,B正确;
C、农事操作等导致河蟹产生应激反应而增加筑穴行为,C错误。
故选AB。
14.【答案】
(1)消费者或分解者 a没有CO2的吸收,只有CO2的释放,说明是异养生物 b是光能自养型生物(进行光合作用的生物或绿色植物),c是化能自养型生物(进行化能合成作用的生物或硝化细菌),弱光或无光时绿色植物的光合速率小于呼吸速率时会有CO2的释放
(2)3×105J(cm2·a)-1 下一营养级的同化量未知
(3)抵抗力 自生、协调 光照和无机盐(养分)的利用
14.【解析】
(1)据图分析,曲线a没有CO2的吸收,只有CO2的释放,它可能是消费者或分解者;c曲线有CO2的吸收没有CO2的释放,说明c代表的生物为生产者,且其一天中吸收二氧化碳相对稳定,说明其是化能合成生物,而b是进行光合作用的绿色植物,当呼吸速率大于光合速率时会有二氧化碳的释放。
(2)图2中用于该营养级生物自身生长、发育、繁殖的能量=同化量-呼吸作用以热能散失的能量=(100-20)-50=3×105J·(cm2·a)-1;能量传递效率是相邻两个营养级之间同化量的比值,由于下一营养级的同化量未知,故仅根据图2无法计算该营养级与下一营养级之间的能量传递效率。
(3)通过动植物物种的合理引进并考虑了生态承载力,遵循了生态工程自生、协调原理,该举措可以增加生态系统的物种数量,营养结构复杂,故可提高抵抗力稳定性;通过种植挺水植物可在一定程度上控制湿地水域中浮游藻类的数量,其原理是挺水植物的生长能够减少浮游藻类对光照和无机盐等的吸收,抑制藻类生长。
15.【答案】
(1)大气CO2库→水稻
(2)出现频率、种群密度、植株高度等
(3)2% 卷叶螟和青蛙对应的营养级还有其他生物
(4)农田生态系统生物组分少,营养结构简单,抵抗力稳定性低
(5)同化量 实现了对能量的多级利用,提高能量的利用率
(6)焚烧可杀死大量虫卵
15.【解析】
(1)图1中缺少大气中的CO2库流向生产者的环节,即大气 CO2 库→水稻。
(2)生态位是指一个物种在群落中的地位和作用,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。要研究植物的生态位,通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征,以及它与其他物种的关系等。
(3)卷叶螟同化的能量为1970-1402=568kJ,青蛙同化的能量为11.36kJ,卷叶螟与青蛙之间的能量传递效率为11.36÷568×100%=2%;该计算结果不在10%-20%范围内的原因可能是卷叶螟和青蛙各自所对应的营养级中还有其他生物。
(4)农田生态系统生物组分少,营养结构简单,自我调节能力若,故其抵抗力稳定性低,需要人类的精心管理才能保持稳定。
(5)水稻秸秆加工成易消化的精饲料喂牛,可提高同化量与摄入饲料中所含能量的比值。牛粪作为沼气池发酵的原料,沼渣再作为肥料还田实现了对能量的多级利用,提高能量的利用率。
(6)焚烧处理可烧死大量虫卵,故与粉碎后直接还田处理相比,焚烧处理后第二年的虫害较少。
16.【答案】
(1)大气CO2库→水稻;细菌、蚯蚓等→大气CO2库
(2)天敌以及与其它物种的关系等 有利于不同生物充分利用环境资源 生物种群的繁衍,离不开信息的传递
(3)284KJ 不能 卷叶螟和青蛙对应的营养级还有其他生物
(4)生物富集
(5)方法三:因为实现了对能量的多级利用,从而提高能量的利用率
16.【解析】
(1)图1中缺少大气中的CO2库流向生产者的环节,即大气 CO2 库→水稻,以及细菌、蚯蚓等流向大气CO2库。
(2)①生态位是指一个物种在群落中的地位和作用,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。研究某种植物的生态位通常要研究它在研究领域内的出现频率、种群密度、植株高度以及与其他物种的关系等;研究某种植物的生态位通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。
②群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,这有利于有利于不同生物充分利用环境资源,是群落种之间及生物与环境间协同进化的结果。
③夏季稻田中“听取蛙声一片”,体现了生态系统的信息传递具有的作用是生物种群的繁衍,离不开信息的传递。
(3)①据图2计算卷叶螟的同化量=摄入量-粪便量=1970-1686=284KJ。
②因为卷叶螟和青蛙对应的营养级还有其他生物,所以根据图中数据不能计算第二营养级到第三营养级之间的能量传递效率。
(4)生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在机体内浓度超过环境浓度的现象,称作生物富集;所以若使用DDT、六六六等难以降解的化合物,会因生物富集而最终积累在食物链的顶端。
(5)方法一:水稻秸秆焚烧后灰烬里是无机盐,还田只是将无机盐返还;
方法二:就地粉碎后直接还田,能实现物质的循环利用;
方法三:把水稻秸秆中流向分解者能量,通过把水稻秸秆加工成易消化的精饲料喂牛,提高牛的产肉量,水稻秸秆中能量就传递给了牛,而牛排出的粪便本是废弃物,但作为沼气池发酵的原料,沼渣再作为肥料还田,实现了对能量的多级利用,从而提高能量的利用率。
因此从生态系统的能量流动角度分析方法三做法最好,因为实现了对能量的多级利用,从而提高能量的利用率
17.【答案】
(1)植被修复 直接和间接
(2)次生演替 水平结构 食物和栖息地
(3)黑藻 黑藻的生长率大于菹草且镉迁移系数更高 食物链(和食物网) 镉等重金属又回到水体
(4)尽量选择本地物种;适当引入和当地环境相适宜的外地物种;考虑环境容纳量,生物的数量不要超过环境的承载力。
17.【解析】
(1)生产者是生态系统的基石,故对采煤塌陷区生态系统修复和重建首先要进行植被修复。栽植的芦苇、香蒲、水葱、荷花、睡莲等水生植物观赏性好,体现了生物多样性的直接价值,净化能力强体现了生物多样性的间接价值。
(2)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。在潘安湖的修复过程中,其群落演替的类型属于次生演替。在水平方向上由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同,以及人与动物的影响等因素,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别,称为水平结构,它们常呈镶嵌分布,河道至河岸植被的配置,体现了群落的水平结构。潘安湖的多种多样的植物,为湿地动物提供食物和栖息地。
(3)黑藻的生长率大于菹草且镉迁移系数更高,所以更适宜修复镉污染水体的物种是黑藻。富集镉的沉水植物必须及时收割并无害化处理,一是因为镉等重金属能够通过食物链和食物网逐级积累和浓缩,在高营养级生物体内富集;二是因为镉等重金属会通过生态系统的物质循环(植物体和动物死亡腐烂后通过微生物的分解作用)返回水体而造成水体的二次污染。
(4)依据生态工程的协调原理,为了防止物种入侵,维持生态系统的稳定性,尽量选择本地物种;适当引入和当地环境相适宜的外地物种;考虑环境容纳量,即生物的数量不要超过环境的承载力。
18.【答案】
(1)直接和间接
(2)次生演替 水平 食物和栖息地
(3)黑藻 黑藻的生长率大于菹草且镉迁移系数更高 食物链
(4)尽量选择本地物种;适当引入和当地环境相适宜的外地物种;考虑环境容纳量,生物的数量不要超过环境的承载力
18.【解析】
(1)生产者是生态系统的基石,故对采煤塌陷区生态系统修复和重建首先要进行植被修复。栽植的芦苇、香蒲、水葱、荷花、睡莲等水生植物观赏性好,体现了生物多样性的直接价值,净化能力强体现了生物多样性的间接价值。
(2) 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。在潘安湖的修复过程中,其群落演替的类型属于次生演替。在水平方向上由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同,以及人与动物的影响等因素,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别,称为水平结构,它们常呈镶嵌分布,河道至河岸植被的配置,体现了群落的水平结构。潘安湖的多种多样的植物,为湿地动物提供食物和栖息地。
(3)黑藻的生长率大于菹草且镉迁移系数更高,所以更适宜修复镉污染水体的物种是黑藻。富集镉的沉水植物必须及时收割并无害化处理,一是因为镉等重金属能够通过食物链和食物网逐级积累和浓缩,在高营养级生物体内富集。
(4)依据生态工程的协调原理,为了防止物种入侵,维持生态系统的稳定性,尽量选择本地物种;适当引入和当地环境相适宜的外地物种;考虑环境容纳量,即生物的数量不要超过环境的承载力。
三、多选题(本大题共2小题,共12分)
【答案】
19.ABC
【解析】
19.A、不同群落的物种丰富度不同,区别不同群落的重要特征是群落的物种组成,因此区别季节性和偶然洪泛区两个群落的重要依据是物种组成,A正确;
B、据图可知,偶然洪泛区到淹没区属于不同地形,生物种类不同体现了群落的水平结构,B正确;
C、环境容纳量会受到环境影响,水位变动区各种浮水植物的环境容纳量随水位的变化而波动,C正确;
D、生态系统的物质循环是在生物群落和无机环境之间进行,只是该区域的所有生物通过复杂的食物关系无法实现物质循环,D错误。
故选ABC。
【答案】
20.BD
【解析】
20.A、该农田生态系统的能量输入是生产者(主要是水稻)固定的太阳能。栽培赤松茸等食用菌是利用分解者将秸秆中的能量转变为人可食用的产品,该方法提高了能量利用率,但并没有提高该稻田生态系统的能量输入,A错误;
B、秸秆的发酵时间过长会积累较高浓度的酒精影响赤松茸等菌种的接种。同时发酵时间过长会降低栽培基料中的有机物含量,降低赤松茸等食用菌可分解利用的有机物含量,使其生长繁殖受到限制,B正确;
C、“菌糠还田”主要是利用有机物被分解者分解后产生的无机盐提供给水稻吸收。有机物中的能量水稻无法吸收利用,C错误;
D、该生态农业模式,沿袭了“无废弃物农业”的传统,充分利用了秸秆中的能量转化为有用的食用菌产品,从而提高人类对该稻田生态系统的能量利用率,D正确。
故选BD。