特训10 生态系统的结构与功能的综合应用1．(2022·长沙名校实验班测试)下图为某草原生态系统的食物网，下表为食物链“草→鼠→鹰”中各种群一年间的能量变化(单位：百万千焦/年)。请分析回答下列问题：种群同化的总能量用于生长、发育和繁殖的能量呼吸消耗传递给分解者传递给下一营养级未被利用的能量草69.57.019.045.5鼠19.091.04.5鹰3.51.02.5微量(不计)无(1)在该食物网中，鹰位于第________营养级。蛇与鹰的种间关系为______________。(2)生态系统的组成成分中除图中所示的成分外，还应该包括_______________________。蛇由于某种原因数量明显减少，导致鼠的数量先增多后减少，最后趋于稳定，这属于生态系统的________调节。(3)据表分析，草用于生长、发育和繁殖的能量为________百万千焦/年，鼠呼吸消耗的能量为______百万千焦/年，能量从鼠到鹰的传递效率为________%(保留1位小数)。(4)未来一段时间内，要保证该生态系统的总能量增加，其前提条件是________________________________________________________________________。答案 (1)三、四 捕食与竞争 (2)分解者以及非生物的物质和能量 (负)反馈 (3)71.5 10 18.4 (4)该生态系统能量的输入总量大于输出总量6\n解析 (1)在该食物网中，鹰以鼠为食时处于第三营养级，以蛇为食时处于第四营养级。鹰捕食蛇，二者为捕食关系；鹰与蛇还有共同的食物——鼠，二者为竞争关系。(2)食物网中包括生产者和消费者，生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量。负反馈调节可以使生态系统保持相对稳定。(3)草用于生长、发育和繁殖的能量＝传递给分解者的能量＋传递给下一营养级的能量＋未被利用的能量＝7.0＋19.0＋45.5＝71.5(百万千焦/年)。同化的总能量＝呼吸消耗量＋用于生长、发育和繁殖的能量，则鼠呼吸消耗的能量为19－9＝10(百万千焦/年)。相邻两营养级的能量传递效率等于相邻两营养级的同化量之比，则能量从鼠到鹰的传递效率为3.5÷19×100%≈18.4%。(4)生态系统中的能量流动符合能量守恒定律，只有生态系统能量的输入总量大于输出总量才能保证该生态系统的总能量增加。2．(2022·陕西质检)人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用人工基质、微生物、植物等生物对污水进行净化。如图甲为人工湿地示意图，回答下列问题：(1)湿地植物属于该生态系统成分中的________；根据污水中成分含量的变化，从进水口到出水口的不同地段，分别种植不同的湿地植物，这体现了群落的________结构。(2)相比其他污水处理方式，人工湿地具有成本低、净化率高的特点。经过处理后的污水流入上行池，在上行池中可以养殖一些鱼、虾等水生动物，获取一定的经济利益。某调查小组对湿地生态系统进行了相关调查：①图乙中的Ⅰ和Ⅱ分别表示鲤鱼的出生率和死亡率，则在________点时，鲤鱼的数量达到最大，出生率和死亡率的变化直接影响到鲤鱼的____________。②图丙表示该生态系统的能量流动简图，A、B、C、D表示该湿地生态系统的生物成分，其中生产者固定的能量为________________，流经该生态系统的总能量________(填“大于”“等于”或“小于”)生产者固定的能量。③能量在第一、二营养级之间的传递效率(不考虑污水中有机物的影响)为________。④科研小组在研究过程中发现，挺水植物如香蒲、美人蕉等能够向水中分泌萜类化合物、类固醇等，抑制藻类的生长；也能开鲜艳的花，吸引昆虫。这体现了生态系统的____________功能。答案 (1)生产者 水平 (2)①c 种群密度 ②7.5×106J/(m2·a) 大于 ③20% ④信息传递6\n解析 (1)湿地植物属于生态系统成分中的生产者；从进水口到出水口不同地段种植不同湿地植物体现了群落的水平结构。(2)①鲤鱼的数量达到最大时出生率等于死亡率，即在甲图中的c点；出生率和死亡率直接影响鲤鱼的种群密度。②湿地生态系统的生物成分包括生产者、消费者和分解者，由图分析可知A、B、C、D分别表示的是生产者、分解者、次级消费者和初级消费者，所以生产者固定的能量为7.5×106J/(m2·a)；流经该生态系统的总能量等于生产者固定的太阳能＋污水中有机物中的化学能。③能量在第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率＝[1.5×106J/(m2·a)]÷[7.5×106J/(m2·a)]×100%＝20%。④萜类化合物和类固醇等属于化学信息，鲜艳的花属于物理信息，体现了生态系统的信息传递功能。3．(2022·安徽重点中学联考)我国南方水乡的“桑基鱼塘”生产模式是利用桑叶喂蚕，蚕沙(蚕粪)养鱼，鱼塘泥肥桑，在桑、蚕、鱼之间形成良性循环，如图为桑基鱼塘农业生态系统模式图。表格数据表示从桑树到蚕的能量流动情况。请回答下列问题：(1)与单一作物的农田相比，该生态系统抵抗力稳定性________。在不考虑人工投入的情况下，流经该生态系统的总能量是____________________________。(2)农民用桑叶喂蚕，蚕沙养鱼，则蚕沙中的碳元素以____________的形式流向鱼，鱼最多能获得蚕同化量的________%。鱼、蚕等粪便中的有机物必须经过________________作用才能作为肥料用于培育桑树。(3)根据表格数据可知，蚕同化的总能量为________kJ，表中①表示____________的能量。(4)桑基鱼塘农业生态系统具有较高的经济效益，其原因是它实现了_____________________________________________________________________。答案 (1)较强 生产者固定的全部太阳能 (2)有机物 0分解者(或微生物)的分解 (3)200 (蚕用于自身)生长、发育和繁殖(等生命活动) (4)能量的多级利用和物质的循环再生6\n解析 (1)桑基鱼塘农业生态系统物种较多，因此其抵抗力稳定性较单一作物的农田生态系统强。在不考虑人工投入的情况下，流经该农业生态系统的总能量是生产者所固定的太阳能。(2)蚕沙中的碳元素存在于有机物中，以有机物的形式流向鱼。蚕沙(蚕粪)中所含的能量属于上一营养级的同化量，不属于蚕的同化量，因此农民用桑叶喂蚕，蚕沙养鱼，鱼最多能获得蚕同化量的0%。鱼、蚕等粪便中的有机物必须经过分解者(或微生物)的分解作用才能作为肥料用于培育桑树。(3)蚕同化的总能量＝蚕吃掉的桑叶中所含的能量－蚕沙中所含的能量＝419－219＝200(kJ)。蚕用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量＝蚕同化的总能量－蚕呼吸作用散失的能量＝200－146＝54(kJ)，即表中①表示蚕用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量。(4)桑基鱼塘农业生态系统能够实现能量的多级利用和物质的循环再生，因此具有较高的经济效益。4．下图为某鱼塘能量流动图(能量单位是J·m－2·a－1)，其中c、d、f为不同鱼种。请回答下列问题：(1)图中各生物间能量流动的数据是在________层次上进行研究得到的。小鱼c和中鱼d的关系是____________。(2)第一营养级到第二营养级的能量传递效率是________(保留一位小数)。(3)大鱼f排出的粪便中所含的能量________(填“包含”或“不包含”)在从中鱼d流入大鱼f的能量中。如果市场行情有较大变化，中鱼d经济价值剧增，该鱼塘应如何获得较大的经济价值？________________。答案 (1)种群 竞争和捕食 (2)19.8% (3)不包含 去除大鱼f(或减少大鱼f的数量)解析 (1)图中各生物能量流动的数据是在种群层次上进行研究得到的。小鱼c和中鱼d都捕食浮游动物a，中鱼d又捕食小鱼c，所以小鱼c和中鱼d的关系是竞争和捕食。(2)第一营养级到第二营养级的能量传递效率为(3700＋4200)/40000×100%≈19.8%。(3)大鱼f排出的粪便中所含的能量属于中鱼d同化量的一部分，不包含在从中鱼d流入大鱼f的能量中。中鱼d与大鱼f之间是捕食关系，故去除大鱼f或减少大鱼f的数量可增加中鱼d的产量。5．(2022·重庆第二次调研)目前我国的生态环境越来越好，如下是某草原生态系统的部分食物链、食物网图和碳循环图，请据图回答下列问题：(1)甲图中，蛇与鹰的关系是______________。(2)甲图中，由于除草剂、化肥、农药的大量使用，导致蛙的数量急剧减少，请写出在一段时间内蝗虫数量的变化趋势：________________________________。(3)乙图中，5过程是______________________________________________________。(4)乙图中，物质循环同时伴随着能量流动，那么能量流动的特点是___________________。(5)生态系统的功能除物质循环和能量流动外，还有信息传递。信息传递在生态系统中的作用有___________________________________________________________________。6\n答案 (1)捕食和竞争 (2)先增加后减少，最后趋于稳定 (3)(化石燃料)燃烧或分解者的分解作用 (4)单向流动、逐级递减 (5)有利于生物体生命活动的正常进行、有利于生物种群的繁衍、有利于调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定解析 (1)图甲中鹰以蛇、鸟为食，蛇以鸟为食，蛇与鹰的关系是捕食和竞争。(2)如果蛙的数量急剧减少，刚开始蝗虫的天敌减少，蝗虫数量增加，当其数量超过K值后由于种内斗争加剧，蝗虫数量减少，然后稳定在K值附近。(3)由图乙可判断A为大气中CO2库，B为生产者，C为消费者，D(E)为分解者，E(D)为化石燃料。1、5代表的是(化石燃料)的燃烧或分解者的分解作用，2、4分别代表生产者、消费者的呼吸作用，3代表光合作用。(4)能量流动的特点是单向流动、逐级递减。(5)信息传递在生态系统中的作用有①有利于生物体生命活动的正常进行；②有利于生物种群的繁衍；③有利于调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。6．某研究小组为研究某地区松毛虫种群数量的变化规律，构建了如图数学模型。请回答相关问题：(1)采用样方法调查该地区松毛虫的种群密度时，取样的关键是要做到____________。在AB段，松毛虫呈“J”型增长，假设最初3500条，每天增加7.5%，则30天后种群的数量为N30＝________________条(用算式表示)。(2)B点之后，松毛虫种群数量下降的主要原因是灰喜鹊的引入，松毛虫与灰喜鹊的种间关系是____________。利用灰喜鹊防治松毛虫的优点是______________________________________________________________________________________________________。理论上，该地区松毛虫种群数量下降，除了考虑死亡率升高这一因素外，还应考虑的因素是__________________。(3)CD段两者之间通过__________调节方式，使种群数量保持了动态平衡，这体现了生态系统具有__________能力。答案 (1)随机取样 3500×1.07530 (2)捕食 对环境不造成污染，能够将松毛虫数量控制在一定范围内 种群中个体的迁出 (3)负反馈 自我调节解析 (1)用样方法调查种群密度时，取样的关键是要做到随机取样。在AB时间段，松毛虫呈“J”型增长，每天增加7.5%，也就是第二天是第一天的(1＋7.5%)倍，即λ＝1.075，所以N30＝3500×1.075306\n(条)。(2)B点之后，松毛虫数量下降的主要原因是灰喜鹊的引入，松毛虫与灰喜鹊之间的关系为捕食。利用生物防治的优点是对环境不造成污染，能够将松毛虫数量控制在一定范围内。理论上，某地区的松毛虫种群数量下降，除了考虑死亡率升高这一因素外，还应考虑的因素是种群中个体的迁出等。(3)松毛虫和灰喜鹊之间存在捕食关系，两者之间通过负反馈调节使种群数量保持动态平衡，体现了生态系统具有自我调节能力。6
