第3章 生态系统及其稳定性\n本章整合\n章末解题•释疑解惑直击高考•真题体验网络构建•素养展示\n网络构建•素养展示\n\n\n章末解题•释疑解惑\n一、选择题1．C解析：农作物秸秆及人、家畜粪便进入沼气池，被沼气池中的微生物分解，微生物属于该生态系统中的分解者；微生物分解农作物秸秆的过程利用了农作物通过光合作用储存的化学能，A、B项正确。沼渣、沼液作为肥料还田，实现了物质的循环利用，能量不能循环利用，C项错误；将农作物秸秆及人、家畜粪便放入沼气池生产沼气，提高了该生态系统的能量利用效率，D项正确。\n2．A解析：能量作为动力，驱动物质在生物群落与无机环境之间循环，A项正确；物质是可循环利用的，能量是单向流动、逐级递减的，不能循环利用，B项错误；能量可沿食物链流动，也可流向分解者，C项错误；生物数量金字塔可倒置，能量金字塔不可倒置，D项错误。3．B解析：物质循环的范围是整个生物圈，并不是任何生态系统在物质上都是自给自足的，A项错误；信息传递可发生在生物群落内部，也可发生在生物群落与无机环境之间，C项错误；生态系统中的物质循环和能量流动可沿食物链进行，信息传递在生物群落内部及生物群落与无机环境之间都可进行，并且往往是双向的，D项错误。\n4．D解析：与毛竹纯林相比，混交林物种多样性高，食物网复杂，不易发生病虫害，A、B、C项正确；能量流动是单向且逐级递减的，任何生态系统都不能实现能量的循环利用，D项错误。\n二、非选择题1．提示：\n2．提示：(1)藻类数量减少，需氧细菌大量繁殖，溶解氧随有机物被细菌分解而大量消耗。(2)有机物分解后形成大量的NH等无机盐离子，有利于藻类的大量繁殖。(3)藻类通过光合作用释放氧气；有机物减少，需氧细菌数量下降，因而对溶解氧的消耗量减少。(4)河流中的生物大量死亡，该生态系统的稳定性遭到破坏。\n3．提示：放养赤眼蜂。因为喷洒高效农药，在消灭棉铃虫的同时，也会杀死大量棉铃虫的天敌。棉铃虫由于失去了天敌的控制，就容易再度大量繁殖。在农田中放养赤眼蜂，由于棉铃虫和赤眼蜂在数量上存在着相互制约的关系，因此，能够将棉铃虫的数量长期控制在较低的水平。从这个角度看，这个方案有利于提高农田生态系统的稳定性。\n4．提示：是的。在生态系统中，能量的固定、储存、转移和释放都离不开物质的合成和分解等过程。物质是能量的载体，使能量沿食物链(网)流动，能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。生态系统中的各种组分，正是通过能量流动和物质循环，才能够紧密地联系在一起的，而信息传递决定着物质循环和能量流动的方向。在细胞、个体、种群等层次，它们所起的作用也是这样的，例如细胞与细胞之间，没有物质，不能构成生命，物质的合成与分解伴随着能量的储存和释放，而信息传递使物质的合成与分解、能量的储存和释放正常进行。\n直击高考•真题体验\n1．(2021·浙江省1月选考)近年来，我省积极践行“两山”理念，建设生态文明，在一些地区实施了退耕还林工程，退耕区域会发生变化。退耕之初发展到顶极群落期间的变化趋势是()A．生态系统稳定性越来越强B．群落的净生产量越来越大C．草本层对垂直结构的影响越来越明显D．群落中植物个体总数越来越多A\n解析：在次生演替过程中，物种数目会增多，食物链和食物网结构变复杂，则生态系统的稳定性越来越强，A正确；净生产量通常是指从无机营养生物(自养生物)的光合成生产量以及化学合成生产量中减去呼吸消耗量而言，在该演替过程中，群落的净初级生产量变化趋势是增加后减少再稳定，B错误；随着演替的进行，灌木和乔木逐渐占据优势，草本植物因为对光照的竞争不占优势，故其对垂直结构的影响越来越小，C错误；演替过程中群落的物种数目会增多，但植物个体总数不一定越来越多，D错误。\n2．(2021·河北卷)湿地生态系统生物多样性丰富，鸟类是其重要组成部分。研究者对某湿地生态系统不同退化阶段的生物多样性进行了调查，结果见下表。下列叙述正确的是()D典型湿地季节性湿地中度退化湿地严重退化湿地湿地特征常年积水季节性积水无积水完全干涸，鼠害严重生物多样性指数2.72.42.11．5鸟类丰富度2517129注：生物多样性指数反映生物多样性水平A．严重退化湿地中的鼠类吸引部分猛禽使得食物网结构最为复杂B．因湿地退化食物不足，鸟类死亡率增加导致丰富度降低C．湿地生态系统稳定性是其自我调节能力的基础D．湿地退化对生物多样性的间接价值影响最大\n解析：严重退化的湿地的生物多样性指数最低，而且鸟类丰富度也最低，故食物网结构最简单，A错误；丰富度是物种数目的多少，鸟类死亡率增加会使种群密度下降，不会导致物种数目减少，B错误；负反馈调节是湿地生态系统自我调节能力的基础，C错误；湿地具有可以蓄水调洪、补充地下水的生态功能，因此湿地的退化对生物多样性的间接价值影响最大，D正确。\n3．(2020·浙江生物选考，22)下列关于生态系统能量流动的叙述，正确的是()A．营养级数量越多，相邻营养级之间的能量传递效率越低B．呼吸消耗量在同化量中所占比例越少，生物量增加就越多C．生产者的净初级生产量越大，各级消费者的体型就越大D．营养级所处的位置越高，该营养级所具有的总能量就越多B\n解析：相邻营养级之间的能量传递效率一般与后一营养级的代谢效率、消化特点等有关，与营养级数量的多少无关，A错误；生物量是净生产量在某一调查时刻前的积累量，而净生产量＝同化量－呼吸消耗量，故呼吸消耗量在同化量中所占的比例越小，生物量增加就越多，B正确；消费者的体型与生产者的净初级生产量无明显联系，C错误；由于能量流动是逐级递减的，所以营养级所处的位置越高，其所具有的总能量越少，D错误。\n4．(2021·湖南卷)某草原生态系统中植物和食草动物两个种群数量的动态模型如图所示。下列叙述错误的是()A．食草动物进入早期，其种群数量增长大致呈“J”型曲线B．图中点a的纵坐标值代表食草动物的环境容纳量C．该生态系统的相对稳定与植物和食草动物之间的负反馈调节有关D．过度放牧会降低草原生态系统的抵抗力稳定性B\n解析：早期食草动物进入草原生态系统，由于空间、资源充足，又不受其他生物的制约，所以食草动物的种群数量的增长大致呈“J”型曲线增长，A正确；环境容纳量是指在相当长一段时间内，环境所能维持的种群最大数量，即该种群在该环境中的稳定平衡密度。而图中a点的纵坐标对应的数量为该食草动物的最大数量，所以环境容纳量应小于a，B错误；从图中可以看出，食草动物过多会导致植物数量的下降，食草动物数量的下降又会导致植物数量的增多，属于典型的负反馈调节，C正确；生态系统有自我调节能力，但有一定的限度，过度放牧使得草原生物的种类和数量减少，降低了草原生态系统的自动调节能力，致使草原退化，D正确。\n5．(2020·山东生物，24)与常规农业相比，有机农业、无公害农业通过禁止或减少化肥、农药的使用，加大有机肥的应用，对土壤生物产生了积极的影响。某土壤中部分生物类群及食物关系如图所示，三种农业模式土壤生物情况如表所示。\n取样深度(cm)农业模式生物组分(类)食物网复杂程度(相对值)0～10常规农业151.06有机农业191.23无公害农业171.1010～20常规农业131.00有机农业181.11无公害农业161.07\n(1)土壤中的线虫类群丰富，是土壤食物网的关键组分。若捕食性线虫为该土壤中的最高营养级，与食细菌线虫相比，捕食性线虫同化能量的去向不包括__________________。某同学根据生态系统的概念认为土壤是一个生态系统，其判断依据是______________________________________________________________________。(2)取样深度不同，土壤中生物种类不同，这体现了群落的______结构。由表中数据可知，土壤生态系统稳定性最高的农业模式为__________，依据是______________________________。流入下一个营养级土壤是由各类土壤生物组成的生物群落和无机环境相互作用而形成的统一整体垂直有机农业生物组分多，食物网复杂程度高\n(3)经测定该土壤中捕食性线虫体内的镉含量远远大于其他生物类群，从土壤生物食物关系的角度分析，捕食性线虫体内镉含量高的原因是____________________________。(4)植食性线虫主要危害植物根系，研究表明，长期施用有机肥后土壤中植食性线虫的数量减少，依据图中信息分析，主要原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________。镉随着食物链的延长逐渐积累长期施用有机肥后腐生细菌增加使食细菌线虫增加，引起捕食性线虫增加，植食性线虫因被大量捕食而减少，减少量多于其因植物根系增长而增加的量\n解析：(1)根据题意，捕食性线虫为土壤食物网中的最高营养级，则与食细菌线虫相比，捕食性线虫同化的能量一部分随呼吸作用以热能形式散失，一部分流向分解者，还有一部分未被利用，但不包括流向下一个营养级。结合生态系统的概念可知，该同学判断土壤是一个生态系统的依据是土壤是由各类土壤生物组成的生物群落和无机环境相互作用而形成的统一整体。(2)取样深度不同，获得的生物种类不同，这里的关键词是“深度”，故上述现象体现的是群落的垂直结构。比较题表中数据可知相比于其他农业模式，有机农业的生物组分最多，食物网复杂程度最高，故有机农业的生态系统稳定性最高。\n(3)由于生物富集的特点，随着食物链的延长，营养级越高的生物，其体内的有毒物质(镉)含量越高。(4)长期施用有机肥，植物根系增长使得植食性线虫数量增多，同时以土壤中的有机质为营养来源的腐生细菌数量增加，进而使食细菌线虫数量增加，从而导致捕食性线虫数量增加，而捕食性线虫数量增多后，又会大量捕食植食性线虫，即长期施用有机肥后，植食性线虫因被捕食性线虫捕食而引起的减少量会高于因植物根系生长而引起的增加量。\n6．(2021·全国甲卷)捕食是一种生物以另一种生物为食的现象，能量在生态系统中是沿食物链流动的。回答下列问题：(1)在自然界中，捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉，这一现象对捕食者的意义是________________________________(答出1点即可)。(2)青草→羊→狼是一条食物链。根据林德曼对能量流动研究的成果分析，这条食物链上能量流动的特点是____________________。(3)森林、草原、湖泊、海洋等生态系统是常见的生态系统，林德曼关于生态系统能量流动特点的研究成果是以____________________生态系统为研究对象得出的。避免自己没有食物，无法生存下去单向流动，逐级递减(赛达伯格湖)湖泊\n解析：(1)在自然界中，捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉，捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到了促进种群发展的作用，对捕食者而言，不会导致没有猎物可以捕食而饿死，无法生存下去。(2)能量在生态系统中是沿食物链流动的，能量流动是单向的，不可逆转，也不能循环流动，在流动过程中逐级递减，能量传递效率一般在10%～20%。(3)林德曼关于生态系统能量流动特点的研究成果是对一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析，最终得出能量流动特点。\n7．(2021·广东卷)为积极应对全球气候变化，我国政府在2020年的联合国大会上宣布，中国于2030年前确保碳达峰(CO2排放量达到峰值)，力争在2060年前实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)，这是中国向全世界的郑重承诺，彰显了大国责任。回答下列问题：(1)在自然生态系统中，植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等，可以自我维持________。自西方工业革命以来，大气中CO2的浓度持续增加，引起全球气候变暖，导致的生态后果主要是______________________________________。碳平衡极地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等\n(2)生态系统中的生产者、消费者和分解者获取碳元素的方式分别是________________________________________，消费者通过食物网(链)取食利用，________________________________________。(3)全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，减少________和增加________是实现碳达峰和碳中和的重要举措。光合作用和化能合成作用、捕食、分解作用从而将碳元素以含碳有机物的形式进行传递碳释放碳存储\n解析：(1)在自然生态系统中，植物光合作用摄取碳的速率与生物的呼吸作用和微生物的分解作用释放碳的速率大致相等。随着现代工业的迅速发展，人类大量燃烧煤、石油等化学燃料，使地层中经过千百万年而积存的碳元素，在很短的时间内释放出来，打破了生物圈中碳平衡，使大气中的CO2浓度迅速增加，引起全球气候变暖，导致极地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等严重的生态后果。(2)生产者主要通过光合作用和化能合成作用获取碳元素，从而碳元素将通过生产者进入生态系统；消费者通过摄食生产者和低营养级的消费者来获取碳元素；分解者通过分解生产者的遗体残骸和消费者的粪便、遗体残骸来获取碳元素。消费者通过食物网(链)取食利用，从而将碳元素以含碳有机物的形式进行传递。\n(3)全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，一方面从源头上减少二氧化碳的排放，主要是减少化石燃料的燃烧、开发新能源等来减少二氧化碳，另一方面增加二氧化碳的去路，主要可以通过植树造林、退耕还林、扩大森林面积、保护森林等，增加碳存储和减少碳释放是实现碳达峰和碳中和的重要举措。\n8．(2021·河北卷)为探究全球气候变暖对生态系统的影响，研究者将20个人工淡水池塘均分成两组，对照组保持环境温度，实验组始终比对照组高4℃(利用温控装置)，并从附近淡水栖息地搜集水生生物投入池塘。连续多年观测发现，池塘逐渐形成主要由浮游植物和浮游动物组成的群落。第15年时，池塘中浮游植物和浮游动物生物量(单位体积水体中生物体的质量)的检测结果如图。\n回答下列问题：(1)池塘生物群落区别于湖泊生物群落的重要特征为________________，池塘生物群落从简单到复杂的过程中发生了______演替。(2)某种水生生物被投入池塘后，其种群数量将呈________型增长，若该生物种群密度在较长时期保持相对稳定，表明其种群数量已达到了____________。(3)从能量流动角度分析，升温导致该生态系统总生物量降低的原因可能是__________________________________________。群落的物种组成次生“S”环境容纳量生物自身呼吸消耗增加，分解者分解作用加快\n(4)碳在池塘生物群落中主要以____________的形式传递，碳循环具有全球性的主要原因是______________________________________________________________________________________________________。解析：(1)要认识一个群落，首先要分析该群落的物种组成，群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。池塘生物群落从简单到复杂的过程中，由于原有的土壤条件等都有保留，所以该过程中发生了群落的次生演替。(2)某种水生生物被投入池塘后，由于池塘空间和资源有限，其种群数量增长会呈“S”形曲线增长。当该种群密度处于较长期的相对稳定阶段，表明其种群数量已达到了环境容纳量。含碳有机物碳在生物群落和无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行，大气中的CO2能够随着大气环流在全球范围内流动\n(3)食物链中每一营养级同化的能量除了自身呼吸消耗和被下一营养级同化以外，还有一部分能量被分解者分解利用。从生态系统的能量流动角度分析，升高温度可能会导致每一营养级生物自身呼吸消耗增加，分解者分解作用加快，从而导致生态系统总生物量降低。(4)碳在无机环境中主要以CO2和碳酸盐形式存在，碳在生物群落的各类生物体中以含碳有机物的形式存在，并通过食物链在生物群落中传递；碳在生物群落和无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行，大气中的CO2能够随着大气环流在全球范围内流动，所以具有全球性。
