微专题1 种群和群落
主|干|知|识|整|合
1.图解种群数量特征之间的关系
提醒:①性别比例只影响种群的出生率,不影响死亡率。
②年龄结构是预测种群发展趋势的重要依据,但不能直接决定种群密度。
③没有性别分化的生物种群不具有性别比例特征。
④封闭的海岛上的生物种群不具有迁入(出)率特征。
2.种群数量变化的模型分析
3.群落的结构和演替
(1)群落的空间结构
(2)生态位
(3)“两看法”判断初生演替和次生演替
易|错|易|混|辨|析
1.判断下列有关种群数量特征和变化叙述的正误
(1)(2023·天津卷)人口老龄化将对种群密度产生影响,性别比例与此密切相关。( × )
(2)(2023·广东卷)某年秋季降温提前,大量蝗虫在产卵前死亡,次年该地区蝗虫的种群密度明显下降,原因是密度制约因素导致出生率下降。( × )
(3)(2022·河北卷)稳定的种群具有稳定型年龄组成(结构),性别比例为1∶1,个体数就达到K值。( × )
2.判断下列有关群落结构和演替叙述的正误
(1)(2024·河北卷)森林群落中林下喜阴植物的种群密度与林冠层的郁密度无关。( × )
(2)(2023·海南卷)与杂草群落相比,灌丛对阳光的利用更充分。( √ )
(3)(2024·河北卷)过度放牧会改变草原群落物种组成,但群落中占优势的物种不会改变。( × )
(4)(2023·浙江卷)荷塘中荷花盛开、荷叶逐渐覆盖了整片水面,可以推断群落演替正在进行。( × )
(5)(2022·江苏卷)湖泊经地衣阶段、苔藓阶段、草本植物阶段和灌木阶段可初生演替出森林。( × )
(6)(2022·河北卷)演替到稳定阶段的群落具有相对不变的物种组成和结构。( √ )
原|因|原|理|阐|释
1.捕鱼时要控制网眼大小,只捕捉较大的鱼,从种群特征的角度分析其原理是
。
提示:确保鱼种群的年龄结构为增长型,使鱼种群数量增长速度快
2.在荒原变林海的过程中,林场建设者施用人工合成的性引诱剂以降低虫害的发生率,其原理是
。
提示:破坏害虫正常的性别比例,降低种群的出生率,从而降低害虫的种群密度
3.次生演替较初生演替速度快的原因是
。
提示:次生演替发生时,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
4.据调查,刺萼龙葵一段时间内出现在我国某地的玉米田中,并很快排挤了原有的杂草而成为主要的杂草种类,对农作物造成了危害。该玉米田是否发生了群落演替?请写出判断依据
。
提示:否。刺萼龙葵的出现使玉米田中的杂草种类发生改变,但是没有改变玉米田中的优势种,生物群落类型没有发生改变
5.据调查,近5万年以来,某地区由于气候越来越干燥,森林逐渐被灌丛取代,这也是自然界存在的一种演替类型。近50年来,由于人类过度开垦,导致局部灌丛出现了荒漠化。人类的活动 (填“改变”或“未改变”)该地区群落演替的方向,理由是
。
提示:未改变 与该地区具有的自然演替相比,人类的开垦活动使得该地区群落的演替速度变快,但演替的方向未发生改变
突破点1 种群的特征与数量变化
生态调查的方法
(2023·新课标卷4题)为了研究和保护我国东北地区某自然保护区内的野生哺乳动物资源,研究人员采用红外触发相机自动拍摄技术获得了该保护区内某些野生哺乳动物资源的相应数据,为生态学研究提供了相关依据。下列叙述错误的是( )
A.通过对数据的分析和处理,可以了解保护区内大型野生哺乳动物的物种丰富度
B.与标记重捕法相比,采用该技术进行调查对野生哺乳动物的生活干扰相对较小
C.采用红外触发相机拍摄技术可调查生活在该自然保护区内东北豹的种群密度
D.该技术能调查保护区内东北豹种群中成年个体数量,不能调查幼年个体数量
解析:D 调查动物种群密度的常用方法有样方法、标记重捕法,这些方法往往需要直接观察或捕捉个体,在调查生活在隐蔽、复杂环境中的动物,特别是猛禽和猛兽时,这些方法就不适用了,本题中研究人员采用红外触发相机自动拍摄技术,不需要直接观察或捕捉,就能调查种群密度、种群数量或物种丰富度,A、C正确;采用红外触发相机自动拍摄技术不需要直接观察或捕捉个体,对野生哺乳动物的生活干扰相对较小,B正确;幼年个体也会在拍摄区域活动,用红外触发相机自动拍摄技术也能调查幼年个体数量,D错误。
1.生态数据调查方法汇总
(1)估算法
(2)逐个计数法:适用于分布范围较小,个体较大的种群。
2.生态数据调查方法误差分析
1.(2024·山东菏泽模拟)种群密度是种群最基本的数量特征,不同的种群采用不同的方法调查其种群密度。下列相关叙述错误的是( )
A.植物一般采用样方法进行调查,活动能力强、活动范围广的动物一般采用标记重捕法进行调查
B.调查高速公路一侧某种绿化树的种群密度适合采用等距取样法进行取样
C.动物在被捕捉过一次以后更难被捕捉,通过标记重捕法获得的数据要比实际数据偏高
D.减小样方的面积便于统计个体数量,所以能降低调查的误差
解析:D 对于植物来说,其种群密度的调查一般采用样方法。而对活动能力强、活动范围广的动物,则一般采用标记重捕法进行调查,A正确;高速公路一侧某种绿化树呈带状分布,调查其种群密度适合采用等距取样法进行取样,B正确;标记重捕法计算公式:种群中个体数(N)÷标记总数=重捕总数÷重捕中被标记的个体数,动物在被捕捉过一次以后更难捕捉,这会导致重捕中被标记的个体数减少,使得估算值高于实际值,C正确;减小样方的面积便于统计个体数量,但会使调查的误差增大,D错误。
2.(2024·四川成都三模)调查法是生物学常用的方法之一,下列相关叙述正确的是( )
A.调查沿河岸分布的某植物种群密度时,应采用五点取样法
B.调查我国境内华南虎的种群密度,宜采用标记重捕法
C.调查某湖泊小球藻种群密度,应采用抽样检测法
D.调查趋光性农林害虫的种群密度,可通过黑光灯诱捕法准确测定
解析:C 五点取样法通常用于调查植物和活动能力较弱的动物的种群密度,而沿河岸通常为长方形更适合使用等距取样法,A错误;华南虎数量少而且是大型肉食动物,适合采用逐个计数的方法,B错误;湖泊内小球藻个体小,数量多,易采用抽样检测法,C正确;调查具有趋光性的农林害虫的监测,可通过黑光灯诱捕法调查估算其种群数量,但结果只是估算值,不能准确反映种群密度,D错误。
3.(2024·广东梅州二模)研究人员使用渔网对湿地中鱼类资源进行调查时,下列做法不会影响调查结果的是( )
A.两次捕捉间鱼群有迁入迁出
B.两次捕捉间有标记鱼类死亡
C.调查过程中进行多次无害重捕
D.捕捉前在样地投放鱼饲料
解析:C 若两次捕捉间鱼群有迁入迁出,会影响第二次捕获数,影响调查结果的准确性,A不符合题意;若两次捕捉间有标记鱼类死亡,第二次捕获时标记个体少,调查结果偏大,影响调查结果的准确性,B不符合题意;调查过程中进行多次无害重捕,不会对鱼类造成大的影响,所以不会影响调查结果的准确性,C符合题意;捕捉前在样地投放鱼饲料会导致捕捉的数值偏大,影响调查结果的准确性,D不符合题意。
种群常考的数学模型
(2024·山东高考18题改编)种群增长率等于出生率减死亡率。不同物种的甲、乙种群在一段时间内的增长率与种群密度的关系如图所示。已知随时间推移种群密度逐渐增加,a为种群延续所需的最小种群数量所对应的种群密度;甲、乙中有一个种群个体间存在共同抵御天敌等种内互助。下列说法错误的是( )
A.乙种群存在种内互助
B.由a至c,乙种群单位时间内增加的个体数逐渐增多
C.由a至c,乙种群的数量增长曲线呈“S”形
D.a至b阶段,甲种群的年龄结构为增长型
解析:B 由图可以直接看出,甲种群的种群增长率一直在下降,乙种群的种群增长率先增大后减小,推测乙种群存在种内互助,A正确。由a至c,乙种群的种群增长率先增大后减小最终变成0(种群数量不再增加),种群的数量增长曲线呈“S”形,单位时间内增加的个体数也是先增大后减少,B错误,C正确。a到b阶段,甲种群的种群增长率大于0,种群数量一直在增长,年龄结构为增长型,D正确。
1.“S”形增长的不同曲线模型分析
2.坐标模型中K值确认与λ值变动分析
(1)K值确认:K值即一定的环境条件所能维持的种群最大数量——实际环境中种群数量往往在K值上下波动,如图所示:
(2)λ值变动分析:种群数量每年以一定的倍数增长,第二年数量为第一年的λ倍,由此,若λ=1,则种群数量不变(稳定);若λ>1,则种群数量增长;若λ>1且恒定时种群数量呈“J”形增长;若λ<1,则种群数量下降。如图所示:
4.(2024·湖南衡阳模拟)某相对稳定的森林生态系统,甲、乙两种动物种群的死亡率和出生率随各自种群密度的变化而变化的情况如图所示。下列叙述错误的是( )
A.N1和N3分别是甲、乙种群的环境容纳量
B.N2时,密度制约因素对甲种群数量变化影响更大
C.甲和乙种群数量变化会受到温度、相对湿度、天敌等多种非密度制约因素的影响
D.甲种群一般是大型动物,与乙种群相比较其觅食生境的范围更宽广
解析:C N1时甲种群的死亡率=出生率,数量稳定,是甲种群的环境容纳量,N3时乙种群的死亡率=出生率,数量稳定,是乙种群的环境容纳量,A正确;N2时,甲种群的死亡率大于出生率,乙种群的出生率大于死亡率,则说明密度制约因素对甲种群数量变化影响更大,B正确;天敌不属于非密度制约因素,C错误;甲种群的密度小于乙种群,则甲种群一般是大型动物,与乙种群相比较其觅食生境的范围更宽广,D正确。
5.(2024·浙江杭州模拟)生态学上环境容纳量又称K值,最低起始数量又称N值,科学家研究了某种群的数量变化规律,绘制出如图所示的该种群瞬时增长量随种群数量的变化曲线。下列叙述正确的是( )
A.该种群的K值为750个,N值为20个
B.当种群数量为300个时,种群增长率最大
C.当种群数量大于K值时,种群数量下降;小于K值时,种群数量上升
D.若该种群的起始数量分别是50、700,则理论上种群的最终数量依次为0、600
解析:D 曲线表示种群瞬时增长量随种群数量的变化,当种群数量大于600时,种群数量下降,所以600为种群数量的最大值,即K值,当种群数量小于100时种群的瞬时增长量小于0,所以100是种群数量的最小值,即N值,A错误;由图可知,当种群数量为300个时,种群增长量最大,但此时种群的增长率不一定最大,B错误;当种群数量大于K值600时,种群瞬时增长量小于0,种群数量下降,当种群数量小于N值100时,种群瞬时增长量小于0,种群数量下降,故种群数量小于K值时种群数量不一定上升,C错误;当种群数量为50时,数量小于100,种群数量下降,最终数量为0,当种群数量为700时,种群数量下降到600,维持稳定,D正确。
突破点2 群落的结构与演替
群落的空间结构和生态位
1.(2024·江西高考14题改编)“种豆南山下,草盛豆苗稀”描绘了诗人的田耕生活。下图是大豆和杂草R在某种养分生态位维度上的分布曲线。下列叙述正确的是( )
A.a越大,表明大豆个体间对该养分的竞争越激烈
B.b越小,表明大豆与杂草R对该养分的竞争越小
C.b的大小会随着环境的变化而变化,但a和d不会
D.当c为0时,表明大豆和杂草R的该养分生态位发生了分化
解析:D a越小,表明大豆个体间对该养分的竞争越激烈,A错误;b越小,说明生态位重叠度越大,表明大豆与杂草R对该养分的竞争越大,B错误;环境发生改变,大豆、杂草R生态位会发生改变,从而使得a、b、d都发生改变,C错误;当c为0时,表明大豆和杂草R对该养分没有竞争,表明生态位发生了分化,D正确。
2.(2024·安徽高考5题)物种的生态位研究对生物多样性保护具有重要意义。研究人员对我国某自然保护区白马鸡与血雉在三种植被类型中的分布和日活动节律进行了调查,结果见下表。下列叙述错误的是( )
白马鸡的分布占比(%)
旱季 雨季
针阔叶混 交林 56.05 76.67
针叶林 40.13 17.78
灌丛 3.82 5.55
日活动节律
针阔 叶混交林 47.94 78.67
针叶林 42.06 9.17
灌丛 10.00 12.16
日活动节律
A.生境的复杂程度会明显影响白马鸡和血雉对栖息地的选择
B.两物种在三种植被类型中的分布差异体现了群落的垂直结构
C.季节交替影响两物种对植被类型的选择,降雨对血雉的影响更大
D.两物种在白天均出现活动高峰,但在日活动节律上存在生态位分化
解析:B 从灌丛到针叶林,再到针阔叶混交林,生境越来越复杂,由表格数据可知,白马鸡和血雉分布占比发生改变,说明生境的复杂程度会明显影响白马鸡和血雉对栖息地的选择,A正确;垂直结构是指群落在垂直方向上的分层现象,两物种在三种植被类型中的分布属于不同地域的分布,不在同一个生态系统,其分布差异不是群落的垂直结构,B错误;由表格数据可知,季节交替(旱季和雨季)影响两物种对植被类型的选择,如旱季时,针阔叶混交林白马鸡的分布占比高,而血雉的分布占比低。三种植被类型中,旱季与雨季血雉的分布占比差值大于白马鸡的分布占比差值,说明降雨对血雉的影响更大,C正确;由图可知,两物种在8:00左右相对密度最大,说明两物种在白天均出现活动高峰,一天的时间内,两物种相对密度的波动曲线不同,说明在日活动节律上两物种存在生态位分化,D正确。
1.关于种间关系的四点说明
(1)竞争关系可使处于劣势的种群趋于灭亡,以利于优势种得到更多的资源和空间;捕食、竞争并非都是不利的,被淘汰的都是不适应环境的,有利于对环境资源的更合理利用,并使生存下来的个体得到更充分的生活条件;
(2)两种生物以同一植物为食,但取食的部位不同并不构成种间竞争关系,例如:人吃玉米籽粒,而牛吃玉米秸秆;
(3)一般情况下,捕食者不会将被捕食者全部捕获;寄生生物一般会给宿主造成一定伤害,但不立即导致宿主死亡;
(4)寄生不同于腐生。寄生是从活的生物体获得营养物质,腐生是从死的生物体获得营养物质。
2.生态位重叠和分化
(1)生态位重叠:指两个或两个以上生态位相似的物种生活于同一空间时分享或竞争共同资源的现象。如果两个竞争物种共存于一个稳定环境中,就会有一个竞争物种将其他物种消灭或排斥掉,这种现象叫竞争排斥。
(2)生态位分化:指物种在进化过程中,为了减少或排除与同域其他物种之间的竞争,通过不同的适应方式,如栖息地、食性、生理、体型等方面的变化,从而占据不同的生态位。生活在同一地理区域且生态位相似的物种,常常通过生态位的分化避免竞争,实现长期共存,这种现象叫作竞争共存。生态位分化有助于物种充分利用环境资源,实现共同生存。
1.(2024·福建龙岩三模)二化螟和褐飞虱是水稻的害虫。二化螟单独取食水稻茎秆纤维时,水稻迅速启动防御反应,显著负面影响二化螟幼虫的生长发育。二化螟诱导水稻释放的挥发物对褐飞虱卵寄生天敌稻虱缨小蜂具有显著的排斥作用,褐飞虱选择到二化螟为害稻株上刺吸水稻茎叶汁液和产卵。褐飞虱与二化螟共同为害水稻时,可显著抑制水稻防御反应,消除对二化螟幼虫生长发育的负面影响。下列叙述错误的是( )
A.稻虱缨小蜂与褐飞虱之间是寄生关系,对彼此而言互为密度制约因素
B.褐飞虱和二化螟的生态位不完全相同,种间竞争并不激烈
C.水稻介导的二化螟和褐飞虱已发展为“互利共生”的关系
D.驱动褐飞虱和二化螟共同为害水稻的原因是两者食物需求不同
解析:D 稻虱缨小蜂与褐飞虱之间是寄生关系,对彼此而言互为密度制约因素,A正确;褐飞虱选择到二化螟为害稻株上刺吸水稻茎叶汁液和产卵。褐飞虱与二化螟共同为害水稻时,可显著抑制水稻防御反应,消除对二化螟幼虫生长发育的负面影响。说明褐飞虱和二化螟的生态位不完全相同,种间竞争并不激烈,B正确;由题干信息可知,水稻介导的二化螟和褐飞虱已发展为“互利共生”的关系,C正确;褐飞虱与二化螟共同为害水稻时,可显著抑制水稻防御反应,消除对二化螟幼虫生长发育的负面影响。故驱动褐飞虱和二化螟共同为害水稻的原因是两者互利共生,D错误。
2.(2024·重庆三模)生态位重叠反映了不同物种对资源利用的相似程度,其中营养生态位重叠反映了不同物种食物组成的相似程度,而空间生态位重叠则反映的是不同物种在空间分布上的重叠程度。生态小组调查了某湖泊生态系统中三种鱼的生态位宽度以及生态位重叠指数如下表,下列相关叙述不正确的是( )
种类 生态位宽度 生态位重叠指数
营养生态位宽度 空间生态位宽度 皮氏 叫姑鱼 小黄鱼 棘头鱼
皮氏 叫姑鱼 2.59 2.58 0.24 0.46
小黄鱼 2.69 2.78 0.19 0.25
棘头鱼 2.67 2.42 0.21 0.30
注:主对角线以下为空间生态位重叠指数,主对角线以上为营养生态位重叠指数。
A.三种鱼群占据着相对稳定的生态位是生物与生物、生物与环境之间协同进化的结果
B.小黄鱼和棘头鱼之间主要通过空间分布的差异降低种间竞争
C.三种鱼中小黄鱼对该湖泊环境的适应性最强
D.不同鱼类在湖泊底层、中下层等不同分布,体现了群落的垂直结构
解析:B 三种鱼群占据着相对稳定的生态位,群落中不同种群充分利用环境资源,是生物与生物、生物与环境之间协同进化的结果,A正确;根据调查结果可知,小黄鱼和棘头鱼之间营养生态位重叠指数较小,而空间生态位重叠指数较大,因此两者之间主要通过食物差异降低种间竞争,B错误;小黄鱼的营养生态位和空间生态位宽度都最大,对空间和食物资源的利用范围最广,且小黄鱼跟其他两种生物的生态位重叠指数也相对较小,C正确;在垂直方向上,大多数群落具有明显的分层现象,不同鱼类在底层、中下层等不同分布体现的是群落的垂直结构,D正确。
群落演替的类型和过程
(2024·吉林高考3题)下列关于森林群落演替的叙述,正确的是( )
A.土壤的理化性质不会影响森林群落演替
B.植物种群数量的改变不会影响森林群落演替
C.森林由乔木林变为灌木林属于群落演替
D.砍伐树木对森林群落演替的影响总是负面的
解析:C 影响群落演替的因素,有群落外界环境的变化,生物的迁入、迁出,群落内部种群相互关系的发展变化,以及人类的活动等等。因此,土壤的理化性质和植物种群数量的改变等都会影响森林群落演替,A、B错误。随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程,叫作群落演替。森林由乔木林变为灌木林属于群落演替,C正确。砍伐树木可以在短期内改变森林群落中的物种组成和物种丰富度,进而改变群落的演替方向,砍伐树木对森林群落演替的影响不一定是负面的,D错误。
1.全面比较初生演替和次生演替
2.辨析演替的方向及物质与能量的变化
实例 大多数自然群落 受污染或破坏的群落
方向 简单→复杂→稳定 复杂→简单→稳定
能量变化 增加并趋向稳定 减少并趋向稳定
物质 变化
3.(2024·山西大同模拟预测)我国长白山林区群落是在几百年前火山岩的基础上演替而来的,演替过程大致经历了“火山岩—地衣—苔藓—草本—灌木—乔木”等阶段。下列相关叙述完全正确的选项是( )
①火山岩上保留有植物的种子和其他繁殖体 ②地衣分泌的有机酸可加速岩石风化形成土壤的过程
③各种昆虫和其他小动物开始进入的阶段是苔藓阶段 ④乔木能取代灌木的原因与乔木高大及根系发达有关 ⑤随着群落演替的进行,土壤通气性变好,群落结构的稳定性增强 ⑥与弃耕地的演替相比,火山岩上的演替速度慢,趋向形成新群落
A.①②③⑤ B.①②⑤⑥
C.②③④⑥ D.②④⑤⑥
解析:D 从火山岩开始的演替是初生演替,原来存在过植被、但被彻底消灭了,①错误;地衣首先在火山岩上定居,地衣分泌的有机酸可加速岩石风化形成土壤的过程。于是,土壤颗粒和有机物逐渐增多,②正确;各种昆虫和其他小动物开始进入的阶段是草本阶段,③错误;在灌木群落所形成的湿润土壤上,各种乔木的种子萌发出来。乔木比灌木具有更强的获得阳光的能力,根系发达具有更强的吸收水和无机盐的能力,因而最终占据了优势,群落演替成为茂盛的树林群落,④正确;随着群落演替的进行,土壤中的有机物越来越丰富,土壤的通气性越来越好,越有利于各种生物生存,生物多样性提高,群落结构的稳定性增强,⑤正确;从火山岩开始的演替是初生演替,从弃耕地开始的演替是次生演替。初生演替经历的阶段多,时间长,演替速度慢,趋向形成新群落,⑥正确;综合以上分析,叙述完全正确的是②④⑤⑥,A、B、C不符合题意,D符合题意。
4.(2024·广东模拟)按照演替方向可将生物群落的演替分为进展演替和逆行演替。进展演替是指随着演替的进行,生物群落的结构和种类成分由简单到复杂。逆行演替的进程与进展演替相反。下列叙述正确的是( )
A.进展演替和逆行演替都可能保存原来的物种
B.人类参与的演替都是进展演替
C.进展演替属于初生演替,逆行演替属于次生演替
D.长江流域的弃耕农田会发生逆行演替
解析:A 属于次生演替的进展演替以及逆行演替都可能保存原来的物种,A正确;人类参与的演替也可能是逆行演替,如对生态环境的破坏,B错误;进展演替应根据其起点来确定是否为初生演替,而逆行演替都属于次生演替,C错误;长江流域降水丰富,气候适宜,有利于向森林阶段演替,即弃耕农田的结构会越来越复杂,会发生进展演替,D错误。
一、选择题
1.(2024·内蒙古通辽模拟)下列关于种群密度的叙述,正确的是( )
A.害虫种群密度是农业上是否需要进行防治的重要依据
B.种群密度较大的种群,其自然增长率也较大
C.每平方米草地中杂草的数量符合种群密度的概念
D.寄生生物的传播速度随着寄主种群密度的增加而减小
解析:A 种群密度是种群最基本的数量特征,害虫种群密度能作为生物防治的重要依据,A正确;种群密度较大的种群,增长率不一定大,与生物因素和非生物因素等引起的出生率、死亡率等有关,B错误;杂草不是一个种群,C错误;寄生生物的传播速度随着寄主种群密度的增加而增大,D错误。
2.(2024·吉林松原模拟)下列有关各种“调查”方法的叙述中,正确的是( )
A.在对各种生物进行种群密度调查时,都只能进行估算
B.调查土壤小动物的丰富度和种群密度应分别采用取样器取样法和标记重捕法
C.目测估计法是按预先确定的多度等级来估算单位面积种群数量的调查方法之一
D.捕捉不是进行种群密度调查时的必需环节
解析:D 在调查分布范围较小、个体较大的种群时,可以逐个计数,A错误;调查土壤小动物的丰富度和种群密度均应采用取样器取样法,B错误;目测估计法是按预先确定的多度等级来估算单位面积或体积种群数量的统计方法之一,C错误;应用红外触发相机、利用不同动物的粪便特征、声音特征等进行的种群密度调查方法均不需要捕捉生物体,D正确。
3.(2024·山东聊城三模)伊蚊栖息于居民点及其周围的小型积水中。蚊子的嗡嗡声虽令人抓狂,但却是它们的求偶“情歌”。在冬季,伊蚊几乎“消失”,但在初春,积水处的伊蚊卵会快速孵化为成虫,引起伊蚊数量大爆发。下列说法错误的是( )
A.可用样方法来估算伊蚊的种群密度
B.初春时清除各种积水能有效降低伊蚊种群的K值
C.温度、水分是伊蚊种群数量变化的非密度制约因素
D.雌蚊振动翅膀发出的嗡嗡声属于物理信息
解析:A 伊蚊是活动能力强、活动范围广的昆虫,因此不适合使用样方法来估算其种群密度,A错误;伊蚊栖息于居民点及其周围的小型积水中。因此清除各种积水及生活垃圾能增大环境阻力,有效降低伊蚊种群K值,B正确;温度、水分对种群的作用强度与该种群的密度无关,因此是影响伊蚊种群数量变化的非密度制约因素,C正确;雌蚊振动翅膀发出嗡嗡声是通过物理过程传递信息,属于物理信息,D正确。
4.(2024·广东湛江三模)在高山草甸生活着一种达乌尔鼠兔,活动敏捷,栖息于山坡林地,夏季洞穴多数只有一个洞口,每胎产仔数一般为3~5只,有的多达8只,雌雄比例约为1.29∶1,当地还存在它们的天敌,主要有艾虎、银鼠、香鼠、黄鼬及一些猛禽和蛇类。下列叙述正确的是( )
A.调查达乌尔鼠兔种群密度和洞穴数量均采用样方法
B.由于产仔数目多,达乌尔鼠兔种群数量一般呈“J”形增长
C.通过统计达乌尔鼠兔的性别比例可预测未来种群数量的变化
D.达乌尔鼠兔与黄鼬等数量保持相对稳定的基础为负反馈调节
解析:D 调查达乌尔鼠兔种群密度用标记重捕法,A错误;当地存在达乌尔鼠兔的天敌等影响因素,因此达乌尔鼠兔种群数量一般呈“S”形增长,B错误;达乌尔鼠兔的性别比例会影响出生率,进而影响种群数量,并不能起到预测种群数量变化的作用,C错误;群落中各种群数量保持相对稳定是群落内部负反馈调节的结果,D正确。
5.(2024·山东济宁三模)在气候温暖、植被覆盖度高的低海拔地带,团状福禄草种群主要由老龄个体组成,幼龄个体占比低,种群破碎化程度高;在气温较低、植被覆盖度低的高海拔地带,团状福禄草主要由幼龄个体组成,老龄个体占比低,种群破碎化程度低。下列说法错误的是( )
A.位于高海拔地带的团状福禄草种群年龄结构为增长型
B.温室效应会引发团状福禄草种群更多分布于低海拔处
C.团状福禄草的种群密度变化受到生物因素和非生物因素的共同影响
D.低海拔地区团状福禄草种群破碎化程度高,调查种群密度时应随机取样
解析:B 根据题意,在气温较低、植被覆盖度低的高海拔地带,团状福禄草主要由幼龄个体组成,老龄个体占比低,种群破碎化程度低,说明种群中老年个体少,幼年个体多,即年龄结构为增长型,A正确;根据题意,高海拔区气候寒冷,植被覆盖度较低,团状福禄草种群密度高,说明团状福禄草适应低气温,因此温室效应会引发团状福禄草种群更多分布于更高海拔处,B错误;团状福禄草的种群密度变化不仅受到生物因素的影响,而且还会受到非生物因素的影响,C正确;低海拔地区团状福禄草种群破碎化程度高,调查种群密度时应随机取样,避免主观因素对调查结果的影响,D正确。
6.(2024·山东枣庄二模)如图表示出生率和死亡率与种群数量之间的关系,下列叙述错误的是( )
A.a点可表示该种群的环境容纳量
B.由图可知,λ为出生率与死亡率的差值
C.有害动物的防治应在种群数量处于低点时进行
D.保护大熊猫的根本措施是使保持区的a点增大
解析:B a点出生率=死亡率,种群数量达到最大,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,A正确;λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数,种群增长率是指在单位时间内新增加的个体数占种群个体总数的比率,种群增长率=出生率-死亡率。可以推导出:种群增长率=λ-1,B错误;有害动物的防治应在种群数量处于a/2点之前,C正确;保护大熊猫的根本措施提高环境容纳量,即是使保持区的a点环境容纳量增大,D正确。
7.(2024·山东泰安模拟)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,经卵胎生产出大量幼蚜;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图所示。下列叙述正确的是( )
A.图中生物组成了蚜虫所在范围的生物群落
B.图中箭头表示生物间的能量流动情况
C.布氏菌、蚂蚁有利于蚜虫种群数量的增长
D.草蛉、蚂蚁因都可捕食蚜虫,而存在竞争关系
解析:C 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。图中所表示出的生物并不是蚜虫所在区域的全部生物,A错误;能量流动的特点是单向流动的,图中的实线单箭头可表示能量流动的方向,B错误;布氏菌与蚜虫共生、蚂蚁与蚜虫原始合作,均对蚜虫有益,有利于蚜虫种群数量的增长,C正确;蚂蚁与蚜虫的关系为原始合作,不是捕食关系,D错误。
8.(2024·湖北武汉二模)群落演替是一个缓慢、持续的动态过程,短时间内难以察觉。但有些现象的出现,可以表征群落演替进行的动态。下列现象不能用来推断群落演替正在进行的是( )
A.在弃耕的农田上长出了茂密的灌木丛
B.在长满地衣的岩石上出现了苔藓植物
C.在铺满荷叶的荷塘中,荷花逐渐伸出水面
D.在睡莲等浮叶根生植物群落中出现了挺水植物
解析:C 在弃耕的农田上长出了茂密的灌木丛,随着时间的推移,灌木丛成为优势种,属于群落演替,A不符合题意;在长满地衣的岩石上出现了苔藓植物,优势种从地衣变为苔藓,发生了优势种的取代,属于群落演替,B不符合题意;荷塘中荷花盛开、荷叶逐渐覆盖了整片水面是发生在荷塘中的过程,是荷花这一物种的自然生长现象,不属于群落演替,C符合题意;在睡莲等浮叶根生植物群落中出现了挺水植物,挺水植物成为优势种,属于群落演替,D不符合题意。
9.(2024·辽宁模拟预测)科学家在研究某地区短尾猴的种群数量变化时,得到该种群在数年内出生率和死亡率的比值变化曲线如图所示,其中R=出生率/死亡率。在不考虑迁入、迁出的情况下,下列叙述错误的是( )
A.利用标记重捕法估算种群密度时,标记物脱落会使结果偏大
B.b~c时间段内R值减小,短尾猴的种群数量也在不断减少
C.该地区短尾猴的种群数量先增加后减少,d时期种群密度最小
D.当R值为b时期对应的数值时,该种群的年龄结构为增长型
解析:B 用标记重捕法调查短尾猴种群密度时,计算方法:N表示种群数量,n表示重捕个体数,m表示重捕中标记数,M表示初次捕获标记数,N=Mn/m,若标记物易脱落,会导致重捕的个体中被标记的个体数减少,根据公式可知调查值偏大,A正确;R=出生率/死亡率,当R大于1时,出生率大于死亡率,种群数量增加;当R等于1时,出生率等于死亡率,种群数量保持相对稳定;当R小于1时,出生率小于死亡率,种群数量减小。b~c时间段内R值先大于1后小于1,所以短尾猴的种群数量先增多后减少,B错误;该地区短尾猴的种群数量在a~d时间段先上升后下降,其中c~d时R<1,种群数量一直在下降,d时期种群密度最小,C正确;当R值为b时期对应的数值时,R大于1时,出生率大于死亡率,种群数量增加,该种群的年龄结构为增长型,D正确。
10.(2024·辽宁丹东一模)盘锦市被誉为中国河蟹第一市,该市实施“以稻养蟹、以蟹养稻”的“蟹稻共生”生态种养模式,河蟹能清除稻田杂草,预防水稻虫害,同时粪便又能提高土壤肥力,河蟹的爬行还能起到松动田泥的作用,有利于水稻的生长,使得水稻产量增加。下列有关叙述错误的是( )
A.稻田群落中既存在垂直结构也存在水平结构
B.河蟹所处的空间位置及所占用的资源就是其生态位
C.人为地将普通农田改造成稻—蟹共生农田属于群落的演替
D.影响稻田中植物垂直分层的环境因素包括光照、水分和无机盐等
解析:B 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,群落的空间结构包括垂直结构和水平结构等方面,因此稻田群落中既存在垂直结构也存在水平结构,A正确;生态位是指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,因此河蟹所处的空间位置、占用资源以及与其他物种的关系等是其生态位,B错误;人类的许多活动正在影响着群落的演替,往往使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。人为地将普通农田改造成稻—蟹共生农田就属于人类活动影响群落演替的实例,C正确;影响稻田中植物垂直分层的环境因素包括光照、温度、水分和无机盐等,动物的垂直分层与其栖息地有关,D正确。
二、非选择题
11.(2024·安徽模拟)“样线法”是生态学野外调查中常用的抽样方法。研究人员以某湿地鸟类自然保护区数量占优的绿翅鸭和青脚鹬为研究对象,运用“样线法”调查它们在3种不同觅食生境中的数量,即在3种生境中选取长2 km的样线并沿样线行进,统计样线左右两侧各50 m内所观察到的鸟类。采取最大值保留法,即从数次调查的统计数值中保留最大值的一次。部分调查结果如下表,请回答下列问题。
物种 觅食生境观察数量/只
生境1 生境2 生境3
绿翅鸭 1 120 0 213
青脚鹬 78 140 652
(1)区别湿地及其他群落的重要特征是 物种组成以及外貌等 。该湿地群落的结构随四季变化而发生规律性变化,体现了群落的 季节性 。
(2)“样线法”调查鸟类多样性中所用的统计物种相对数量的方法是 记名计算法 。据表推算,青脚鹬出现在生境2的最大密度可达 700 只/km2。
(3)相对于传统的标记重捕法来调查鸟类种群密度,“样线法”的优点 不需捕捉,对鸟类无损伤;操作简便,耗时短 。
(4)研究绿翅鸭和青脚鹬的生态位,需要研究它们的栖息地和 食物、天敌以及与其他物种的关系 。(答出两点)
解析:(1)区别湿地及其他群落的重要特征是物种组成以及外貌等,该湿地群落的结构随四季变化而发生规律性变化,体现了群落的季节性。(2)“样线法”调查鸟类多样性中所用的统计物种相对数量的方法是记名计算法;由题意“各生境中选取长2 km的样线并沿样线行进,统计样线左右两侧各50 m内所观察到的鸟类”可知,本实验的取样长度为2 km,宽度为100米=0.1 km,每个生境中的取样面积为2×0.1=0.2 km2,青脚鹬出现在生境2的最大密度可达140÷0.2=700只/km2。(3)相对于传统的标记重捕法来调查鸟类种群密度,“样线法”的优点不需捕捉,对鸟类无损伤;操作简便,耗时短等。(4)研究绿翅鸭和青脚鹬的生态位,需要研究它们的栖息地和食物、天敌以及与其他物种的关系等。
一、选择题
1.(2024·山东济南一模)采用标记重捕法对2 km2的长江某支流中刀鱼种群数量进行调查时,首捕时用大网眼渔网捕捞40条并标记,重捕时用小网眼渔网捕捞325条,其中小刀鱼(不能被大网眼渔网捕到)275条,带标记的鱼5条,则该支流中刀鱼种群密度约是( )
A.2 200条/km2 B.2 600条/km2
C.1 300条/km2 D.1 100条/km2
解析:C 据公式:初次捕获标记个体数÷个体总数=再次捕获标记个体数÷再次捕获个体总数,推出该范围内个体总数=(40×325)÷5=2 600条,则该支流中刀鱼种群密度约为2 600条÷2 km2=1 300条/km2,A、B、D错误,C正确。
2.(2024·河北秦皇岛二模)某生物兴趣小组利用血细胞计数板对锥形瓶中酵母菌进行计数,得到如图所示酵母菌种群增长速率随时间变化的曲线。下列相关叙述正确的是( )
A.血细胞计数板计数室上先滴加培养液再加盖玻片会使统计结果偏低
B.计数前将试管轻轻振荡几次的目的是使酵母菌均匀分布
C.培养到第3天时,锥形瓶中酵母菌的种内竞争最激烈
D.随着培养时间的延长,酵母菌种群数量最终在K值上下波动
解析:B 先向血细胞计数板计数室上加培养液再加盖玻片会使统计结果偏高,A错误;从试管中吸出培养液进行计数前,需将试管轻轻振荡数次,目的是使培养液中的酵母菌均匀分布,减少误差,B正确;酵母菌种内竞争最激烈的点应是种群数量最多的时候,a点并不是种群数量最多的时候,应为曲线与横坐标的交点处,C错误;随着培养时间的延长,酵母菌种群数量先增加后减少,不会在K值上下波动,D错误。
3.(2024·山东泰安模拟)M和N为某生态系统中的两个动物种群,科研人员对这两个种群的出生率和死亡率进行分析,得到如图所示曲线,纵坐标ω表示出生率与死亡率的比值,不考虑迁入、迁出。下列说法正确的是( )
A.t1~t2阶段,M、N种群数量都在增长
B.t3时M、N种群的增长率相同
C.t5时M、N种群的增长率相同
D.t4时N种群的种群数量大于M种群的种群数量
解析:C 纵坐标ω表示出生率与死亡率的比值,t1~t2阶段,N种群的ω<1,说明出生率<死亡率,种群数量在下降,A错误;由图可知,t3时M、N种群的ω相同,即出生率与死亡率的比值相同,增长率不一定相同,B错误;由图可知,t5时M、N种群的ω相同,且为1,说明此时M、N种群都达到了K值,此时的增长率都为0,C正确;由图可知,t4时N种群的ω>1,种群数量在增加,M种群的ω<1,种群数量在下降,但由于两个种群起始数量未知,故无法判断此时N、M种群数量的关系,D错误。
4.(2024·辽宁一模)CBS植被混凝土生态护坡绿化技术是采用特定的混凝土配方和种子配方对岩石边坡进行防护和绿化的新技术。某采石场利用该技术进行山坡生态修复,2年后灌木开始生长,3年后灌木茂密,4年后基本看不出人为痕迹,使生态环境逐步得到恢复。下列有关叙述正确的是( )
A.在采石场山坡喷洒植被混凝土和在冰川泥上发生的群落演替类型相同
B.该采石场生态环境恢复后,群落的物种组成丰富,且不会再发生改变
C.导致群落类型不同的原因主要是水分、温度及其他环境因素
D.该采石场生态修复过程中,各种生物种群的数量均不断增多
解析:C 在采石场山坡喷洒植被混凝土的演替类型是次生演替,冰川泥上发生的群落演替类型是初生演替,A错误;群落演替过程中,群落的物种组成会随着时间和环境的变化而发生改变,该采石场生态环境恢复后,群落的物种组成丰富,会再发生改变,B错误;导致群落类型不同的原因主要是气候、环境因素等,如水分、温度以及其他环境条件,C正确;该采石场生态修复过程中,适应环境的生物种群的数量会不断增多,不适应环境的生物种群的数量会不断减少,D错误。
5.(2024·山东青岛二模)科研人员为研究捕食者是否能够通过改变捕食行为响应变化的环境,统计了2017—2020年某地块增温组和未增温组洛桑尖蛛结网网眼的变化,结果如图所示。已知网眼大小与捕食对象有关。下列有关说法错误的是( )
A.增温导致洛桑尖蛛的生态位发生改变
B.增温引起的网眼变化是基因定向突变的结果
C.增温会引起食物链的改变,这是对生物和非生物环境变化的适应
D.可推测,增温后洛桑尖蛛提升了中小体型猎物的捕食比例
解析:B 由于实线为增温组,虚线为未增温组,可以看出增温使得洛桑尖蛛的网眼大小发生改变,而网眼大小与捕食对象有关,因此增温导致洛桑尖蛛的生态位发生改变,A正确;基因突变是不定向的,B错误;增温会引起食物链的改变,这是对生物和非生物环境变化的适应,C正确;由图可看出增温使得洛桑尖蛛的网眼大小发生改变,其网眼越来越小,而网眼大小与捕食对象有关,使其捕猎更精准,可推测,增温后洛桑尖蛛提升了中小体型猎物的捕食比例,D正确。
6.(2024·山东泰安模拟)零增长线又称生态位边界,是一种生物在利用某些必需资源时能生存和繁殖的边界线。线上每一个点所对应的资源组合仅允许种群维持自身大小不变,若资源组合低于这个范围,则一段时间后,种群无法生存和繁殖。为探究同一地区梅尼小环藻和美丽星杆藻两个物种在不同的资源组合情况下能否共存,科学家分别研究了两个物种对两种必需资源的零增长线,如图中实线所示。已知其余条件均充足且适宜,下列说法正确的是( )
A.据图可知,两种藻类的生态位存在重叠
B.若处于A点且没有资源补充,美丽星杆藻数量会减少,而梅尼小环藻会增加
C.在区域②,梅尼小环藻因硅酸盐浓度低,在竞争中处于劣势
D.从B点起,随磷酸盐的消耗,美丽星杆藻在竞争中处于劣势
解析:A 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,据图可知,两种藻类对于硅藻盐利用有重叠,说明两种藻类的生态位存在重叠,A正确;分析题图,A点的磷酸盐浓度正好位于梅尼小环藻的零增长线,而高于美丽星杆藻的零增长线,若初始环境资源处于A点且没有资源补充,在两种群共存的情况下,由于美丽星杆藻消耗磷酸盐,会使磷酸盐浓度低于梅尼小环藻的零增长线,使梅尼小环藻的种群数量下降,即初始一段时间内,美丽星杆藻种群年龄结构处于增长型,数量会增多,而梅尼小环藻种群年龄结构处于衰退型,数量会减少,B错误;环境资源处于区域②时,硅酸盐浓度低于美丽星杆藻的零增长线,使美丽星杆藻在种间竞争中处于劣势,C错误;环境资源处于B点时,随着资源的消耗,硅酸盐浓度(而非磷酸盐)更早到达甚至低于美丽星杆藻的零增长线,使其无法生存和繁殖,在竞争中处于劣势,D错误。
二、非选择题
7.(2024·山东潍坊三模)科研人员2015年和2020年两次对攀枝花苏铁国家级自然保护区内所有木本植物进行调查,部分调查结果如下(图中已含群落中重要值大于1的全部木本植物)。
2015—2020年群落各种群的变化
物种 年死亡率 (%) 年补员率 (%) 种群大小 变化率(%)
攀枝花苏铁 0.15 0.18 0.04
铁橡栎 0.70 6.46 5.75
滇榄仁 0.24 15.03 14.79
蒙桑 1.08 6.57 5.49
岩柿 0 4.01 4.01
山槐 0 11.60 11.60
(1)重要值是研究某个物种在群落中的地位和作用的综合数量指标,表征物种在群落中的优势程度。重要值的计算可能与下列 ABC 指标相关。
A.种群密度(该种群全部个体数/样地面积)
B.种群频度(该种群个体出现样方数/总样方数)
C.种群显著度(该种群全部个体主茎横截面积/样地面积)
D.种群年死亡率(该种群死亡的个体数/种群个体数)
E.种群年补员率(该种群新出现的个体数/种群个体数)
F.种群大小变化率(该种群增加的个体数/种群个体数)
(2)根据调查数据推测,该保护区群落演替方向 不利于 (填“有利于”或“不利于”)攀枝花苏铁的就地保护,依据是 调查时间内攀枝花苏铁的重要值降低,表明其优势程度在下降,随着演替的进行,其优势地位可能会被其他物种取代 。
(3)攀枝花苏铁有较强的耐火能力,因此可采用人为控制计划烧除的方法,清除地面积累物。科研人员在划定区域内使用计划烧除方式干预后,与对照区域内的成年攀枝花苏铁进行研究,结果如下。
比较项目 株高(m) 新生叶片数目 新生叶片长度(cm)
计划烧除组 0.89 30.83 91.76
对照组 0.83 10.22 112.33
据结果分析,计划烧除干预对成年攀枝花苏铁的影响是 计划烧除干预几乎不影响攀枝花苏铁成年树的株高,但会增加新生叶片数目,同时新生叶片长度有所减小 。
火烧会对土壤产生复杂影响,请从土壤的角度分析,计划烧除对攀枝花苏铁可能产生的利与弊。 利:有机物经燃烧产生的灰烬增加了土壤中无机盐的含量;去除林下的草本和灌木植物减少对土壤养分的竞争;弊:增加地表水分散失,干旱程度增加;杀死地表部分微生物,减弱分解者的分解作用 。
解析:(1)重要值是在计算、评估物种多样性时的重要指标,以综合数值表示植物物种在群落中的相对重要性,重要值=种群密度+种群频度+种群显著度,A、B、C正确。故选A、B、C。(2)由调查数据可知,调查时间内攀枝花苏铁的重要值降低,表明其优势程度在下降,随着演替的进行,其优势地位可能会被其他物种取代,由此可知该保护区群落演替方向不利于攀枝花苏铁的就地保护。(3)由表格内容可知,与对照组相比,计划烧除组的株高略有升高,新生叶片数目明显上升,新生叶片长度有所减小,由此可知,计划烧除干预对成年攀枝花苏铁的影响是计划烧除干预几乎不影响攀枝花苏铁成年树的株高,但会增加新生叶片数目,同时新生叶片长度有所减小。从土壤的角度来看,计划烧除的优势在于有机物经燃烧产生的灰烬增加了土壤中无机盐的含量;去除林下的草本和灌木植物减少对土壤养分的竞争;弊端在于可以增加地表水分散失,干旱程度增加;杀死地表部分微生物,减弱分解者的分解作用。
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