資源簡介

人教生物學選擇性必修2教學案
3-5 生態系統的穩定性
學有目標——新課程標準必明 記在平時——核心語句必背
1.闡明生態系統的自我調節能力。 2.舉例說明抵抗力穩定性和恢復力穩定性。 3.簡述提高生態系統穩定性的措施。 1.生態平衡是生態系統的結構和功能處于一種相對穩定的狀態。 2.處于生態平衡的生態系統具有結構平衡、功能平衡、收支平衡三個特征。 3.負反饋調節是生態系統具備自我調節能力的基礎。 4.生態系統的穩定性包括抵抗力穩定性和恢復力穩定性。 5.抵抗力穩定性與生態系統的成分和營養結構復雜程度呈正相關。
[理清主干知識]
一、生態平衡與生態系統的穩定性
1．生態平衡的概念和特征
(1)生態平衡概念：生態系統的結構和功能處于相對穩定的狀態，是一種動態的平衡。
(2)生態平衡的特征
①結構平衡：生態系統各組成成分保持相對穩定。
②功能平衡：生產—消費—分解的生態過程正常進行，保證了物質總在循環，能量不斷流動，生物個體持續發展和更新。
③收支平衡：例如在某生態系統中，植物在一定時間內制造的可供其他生物利用的有機物的量，處于比較穩定的狀態。
2．生態平衡的調節機制
(1)負反饋：在一個系統中，系統工作的效果，反過來又作為信息調節該系統的工作，并且使系統工作的效果減弱或受到限制，它可使系統保持穩定。
(2)負反饋調節在生態系統中普遍存在，它是生態系統具備自我調節能力的基礎。既存在于生物群落內部，也存在于生物群落與非生物環境之間。
3．生態系統的穩定性
(1)概念：生態系統維持或恢復自身結構與功能處于相對平衡狀態的能力，生態系統穩定性強調的是生態系統維持生態平衡的能力。
(2)生態系統的自我調節能力是有限的。當外界干擾因素的強度超過一定限度時，生態系統的穩定性急劇下降，生態平衡就會遭到嚴重破壞。
二、抵抗力穩定性和恢復力穩定性
1．兩者比較
抵抗力穩定性 恢復力穩定性
概念 生態系統抵抗外界干擾并使自身的結構與功能保持原狀的能力 生態系統在受到外界干擾因素的破壞后恢復到原狀的能力
實質 抵抗干擾、保持原狀 遭受破壞后恢復原狀
2.抵抗力穩定性與營養結構的關系：生態系統中的組分越多→食物網越復雜→自我調節能力越強→抵抗力穩定性越高。
三、提高生態系統的穩定性
(1)控制對生態系統干擾的程度，對生態系統的利用應該適度，不應超過生態系統的自我調節能力。
(2)對人類利用強度較大的生態系統，應實施相應的物質、能量投入，保證生態系統內部結構與功能的協調。
[診斷自學效果]
1．判斷下列敘述的正誤
(1)自我調節能力越強的生態系統，其恢復力穩定性也就越高(×)
(2)一個生態系統的抵抗力穩定性很低，則恢復力穩定性就一定很高(×)
(3)河流受到輕度污染后河水仍能清澈如初及火災后草原的恢復均屬恢復力穩定性(×)
(4)生態平衡包括結構平衡、功能平衡和收支平衡三個方面(√)
2．連線生態系統穩定性的種類、含義與營養結構的關系
[在探究中學明]
1．亞馬孫森林已經存在至少上千萬年了，中間盡管經常遭受洪澇、火燒、蟲害，也遭受人類的砍伐與放牧等活動的干擾，但現在依然保持著生態平衡。
(1)維持生態平衡的亞馬孫森林應具有哪些特征？
提示：結構平衡、功能平衡和收支平衡。
(2)如圖為亞馬孫森林中食蟲鳥種群和害蟲種群之間的調節關系。
由上圖分析亞馬孫森林維持生態平衡的主要原因是什么？
提示：亞馬孫森林生態系統組分多，食物網復雜，生態系統具有一定的自我調節能力，其基礎為負反饋調節。
2．已知污染的湖泊中污染狀況加劇，如圖：
由圖分析可知該生態系統具有加速最初發生變化的那種成分所發生變化的能力，這種能力稱為正反饋調節，該實例說明生態系統的自我調節能力是有一定限度的。
3．下圖表示受到干擾后，生態系統功能的變化圖，兩條虛線之間的部分表示生態系統功能正常的作用范圍，請分析：
(1)熱帶雨林生態系統與草原生態系統相比，受到相同干擾，草原生態系統的y值要大于(填“大于”或“小于”)熱帶雨林的y值。
(2)x的大小可作為恢復力穩定性強弱的指標，x值越大說明該穩定性越弱。
(3)TS與生態系統總穩定性之間的關系是怎樣的？
提示：TS可作為總穩定性的定量指標，面積越大，生態系統的總穩定性越低。
4．某地農業部門在防治棉鈴蟲問題上，提出了兩種方案：一種是噴灑高效農藥；一種是放養赤眼蜂(其為棉鈴蟲天敵)。請評價哪種方案更有利于提高農田生態系統的穩定性？說明理由。
提示：放養赤眼蜂。因為噴灑高效農藥，在消滅棉鈴蟲的同時，也會殺死大量的棉鈴蟲的天敵。棉鈴蟲失去了天敵的控制，就容易再度大爆發。在棉田中放養赤眼蜂，由于棉鈴蟲和赤眼蜂在數量上存在相互制約的關系，因此，能夠將棉鈴蟲的數量長期控制在較低水平。從這個角度看，放養赤眼蜂更有利于提高農田生態系統的穩定性。
[在深化中提能]
1．判斷生態系統抵抗力穩定性大小的方法
2．抵抗力穩定性與恢復力穩定性的比較
項目 抵抗力穩定性 恢復力穩定性
區別 實質 保持自身的結構與功能相對穩定 恢復自身的結構與功能相對穩定
核心 抵抗干擾，保持原狀 遭到破壞，恢復原狀
影響因素 生態系統中物種豐富度越大，營養結構越復雜，抵抗力穩定性越強 一般情況下，生態系統中物種豐富度越小，營養結構越簡單，恢復力穩定性越強
二者聯系 ①相反關系：一般來說，抵抗力穩定性強的生態系統，恢復力穩定性弱，反之亦然；②二者是同時存在于同一系統中的兩種截然不同的作用力，它們相互作用，共同維持生態系統的穩定。如圖所示：
[例1]　下列關于生態系統穩定性的敘述，錯誤的是(　 )
A．熱帶雨林比溫帶針闊葉混交林的抵抗力穩定性弱
B．草原生態系統食物鏈少，恢復力穩定性強
C．對生態系統的利用不應超過生態系統的自我調節能力
D．負反饋調節是生態系統具備自我調節能力的基礎
[解析]　熱帶雨林的營養結構比溫帶針闊葉混交林復雜，抵抗力穩定性強；草原生態系統中的食物鏈少，營養結構簡單，抵抗力穩定性弱，但恢復力穩定性強；生態系統的自我調節能力有一定的限度，若超過該限度，生態系統將會遭到破壞；生態系統自我調節能力的基礎是負反饋調節。
[答案]　A
[例2]　(2021·湖南高考)某草原生態系統中植物和食草動物兩個種群數量的動態模型如圖所示。下列敘述錯誤的是(　 )
A．食草動物進入早期，其種群數量增長大致呈“J”形曲線
B．圖中點a的縱坐標值代表食草動物的環境容納量
C．該生態系統的相對穩定與植物和食草動物之間的負反饋調節有關
D．過度放牧會降低草原生態系統的抵抗力穩定性
[解析]　早期食草動物進入草原生態系統，由于空間、資源充足，又不受其他生物的制約，所以食草動物的種群數量的增長大致呈“J”形曲線，A正確。環境容納量是指在相當長一段時間內，環境所能維持的種群最大數量，即該種群在該環境中的穩定平衡密度。而圖中a點縱坐標對應的數量為該食草動物的最大數量，所以環境容納量應小于a，B錯誤。由圖可知，食草動物過多會導致植物數量的下降，食草動物數量的下降又會導致植物數量的增多，屬于典型的負反饋調節， C正確。生態系統有自我調節能力，但有一定的限度，過度放牧使得草原生物的種類和數量減少，降低了草原生態系統的自我調節能力，致使草原退化，D正確。
[答案]　B
[歸納拓展]　正反饋調節和負反饋調節的比較
比較項目 正反饋 負反饋
調節方式 加速最初發生變化的那種成分所發生的變化 抑制和減弱最初發生變化的那種成分所發生的變化
結果 常使生態系統遠離穩態 有利于生態系統保持相對穩定
[在應用中落實]
1.右圖為某一生態系統穩定性圖解，對此理解錯誤的是(　 )
A．a為抵抗力穩定性，b為恢復力穩定性
B．a為恢復力穩定性，b為抵抗力穩定性
C．恢復力穩定性與營養結構復雜程度呈負相關
D．抵抗力穩定性與恢復力穩定性一般呈負相關
解析：選B　生物種類越多、營養結構越復雜，抵抗力穩定性就越強，恢復力穩定性就越弱。因此，一般情況下恢復力穩定性與營養結構復雜程度呈負相關，且一般情況下，抵抗力穩定性與恢復力穩定性也呈負相關。
2．生態系統之所以能維持自身結構與功能的相對穩定，是因為生態系統具有自我調節能力，以下不屬于生態系統自我調節實例的是(　 )
A．某森林經過火災后，許多種子萌發，迅速長成新植株
B．某種動物在其種群密度較高時繁殖能力下降
C．使用毒鼠藥控制農田中老鼠的種群增長
D．某森林食蟲鳥的數量因害蟲數量的增加而增加
解析：選C　森林經過火災后，許多種子萌發，迅速長成新植株，說明生態系統具有恢復力穩定性，屬于生態系統自我調節的實例，A不符合題意；某種動物在其種群密度較高時繁殖能力下降，使該種群的數量保持相對穩定，屬于生態系統自我調節的實例，B不符合題意；使用毒鼠藥控制農田中老鼠的種群增長，不屬于生態系統自我調節的實例，C符合題意；森林食蟲鳥的數量因害蟲數量的增加而增加，使害蟲種群的增長受抑制，屬于生態系統自我調節的實例，D不符合題意。
[在探究中學明]
1．設計生態缸時要考慮的生態系統各組成成分有哪些？
提示：設計一個生態系統需要加入的組成成分有非生物的物質、能量、生產者、消費者和分解者，而且投入的生物之間應能夠形成食物鏈。
2．在設計生態缸時一般要加入河泥，請分析其作用。
提示：提供分解者；為綠色植物提供必需的礦質元素。
3．為保證生物的生存，必需的外部條件是什么？
提示：良好的光照和適宜的溫度。
4．生態缸實驗設計要求及分析
設計要求 相關分析
生態缸必須是封閉的 防止外界生物或非生物因素的干擾
生態缸中投放的幾種生物必須具有很強的生活力，成分齊全(具有生產者、消費者和分解者) 生態缸中能夠進行物質循環和能量流動，在一定時期內保持穩定
生態缸的材料必須透明 為光合作用提供光能，保持生態缸內溫度，便于觀察
生態缸宜小不宜大，缸中的水量應占其容積的4/5，要留出一定的空間 便于操作，缸內儲備一定量的空氣
生態缸的采光用較強的散射光 防止水溫過高導致水生植物死亡
選擇的動物不宜過多，個體不宜太大 減少對氧氣的消耗，防止生產量小于消耗量
5.生態缸穩定性觀察與分析
(1)觀察穩定性，可通過觀察動植物的生活情況、水質變化、基質變化等判斷生態系統的穩定性。
(2)由于生態缸中的成分極為簡單，自我調節能力極弱，抵抗力穩定性極低，其穩定性易被破壞。因此，生態缸內的生物只能保持一定時間的活性。
[在應用中落實]
1．某同學設計了一個小生態瓶，要想較長時間保持穩態，需要做到的是(　 )
①要有穩定的能量來源
②生產者、消費者、分解者的數量要搭配合理
③放在散射光下，以便植物的光合作用能滿足各種生物對氧氣和養料的需要
④各種生物產生的CO2能滿足植物進行光合作用
⑤瓶底應放一些鵝卵石
A．①③④　　　　　　　　 B．①②③④
C．①③④⑤ D．①②③④⑤
解析：選B　生態系統在能量來源上不能自給自足，必須依賴太陽能，因此設計的生態瓶要有穩定的能量來源；生態瓶內可實現物質的循環利用，但為維持其穩定性，生產者、消費者和分解者的數量要搭配合理；瓶底放一些鵝卵石并不是設計生態瓶所必需的。
2．某生物興趣小組的同學用河水、池泥、水藻、植食性小魚、廣口瓶、凡士林等材料制作了3個生態瓶(如圖所示)。下列敘述錯誤的是(　 )
A．甲瓶中的小魚很快死亡是因為瓶內分解者數量過少
B．乙瓶中的生物存活的時間相對較長
C．丙瓶中的分解者主要存在于河水及池泥中
D．若想維持生態平衡，丙瓶不應放在黑暗中
解析：選A　甲瓶與乙瓶的區別是小魚數量不同，乙瓶與丙瓶的區別是放置的環境不同。甲瓶中消費者數量過多，小魚會很快死亡；丙瓶置于黑暗中，植物不能進行光合作用，瓶中生物也會很快死亡。相比之下，乙瓶中的生物存活時間較長。
3．甲、乙、丙、丁4個透明的生態瓶，各瓶內的組成和條件見表(“＋”表示有，“－”表示無)。經過一段時間的培養和觀測后，發現甲瓶是最穩定的生態系統。下列有關敘述錯誤的是(　 )
生態系統組成 光 水草 藻類 浮游動物 小魚 泥沙
生態瓶編號 甲 ＋ ＋ ＋ ＋ － ＋
乙 － － ＋ ＋ － ＋
丙 ＋ ＋ ＋ ＋ － －
丁 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
A.生態瓶必須是密閉的，放在直射光下，生物成分的數量要搭配合理
B．乙瓶中缺乏光照，生態瓶不穩定說明了生態系統需要穩定的能量輸入
C．丙瓶中沒有泥沙，分解者太少，不利于物質循環的順利進行
D．丁瓶中雖然物種更加豐富，但可能因為氧氣含量少而不如甲瓶穩定
解析：選A　生態瓶必須是密閉的，但不能讓陽光直射，因為光照過強，生態瓶內溫度太高，會使生物失去活性；缺乏光照情況下無法進行光合作用，生產者不能生長，生態瓶不穩定，說明了生態系統需要穩定的能量輸入；由于丙瓶中沒有泥沙，分解者數量太少或沒有分解者的分解作用，所以不利于物質循環的順利進行；與甲瓶相比，丁瓶氧氣含量減少，因為消費者(小魚等)較多，呼吸要消耗較多的氧氣。
[課堂鞏固落實]
1．某池塘生態系統的結構和功能由于污染物的排放遭到破壞，停止排放污染物后，逐步恢復原狀，這是由于該生態系統具有(　 )
A．抵抗力穩定性　　　　 B．恢復力穩定性
C．抗污染能力 D．抗干擾能力
解析：選B　生態系統在受到外界干擾因素的破壞后恢復到原狀的能力叫作恢復力穩定性。
2．要提高生態系統維持穩定性的能力，最有效的方法是(　 )
A．減少分解者的數目 B．增加物種的多樣性
C．改變環境中的濕度 D．減少消費者的數目
解析：選B　在生態系統中，生物種類越多，營養結構越復雜，自我調節能力越強，抵抗力穩定性越高。
3．下列關于生態系統穩定性的描述，正確的是(　 )
A．河流受到輕微的污染依然清澈，屬于恢復力穩定性
B．恢復力穩定性弱的生態系統抵抗力穩定性一定強
C．“野火燒不盡，春風吹又生”體現了生態系統的恢復力穩定性
D．引入新物種到一個生態系統會使生物種類增加從而提高其抵抗力穩定性
解析：選C　河流受到輕微污染依然清澈，表現為“抵抗干擾，保持原狀”，屬于抵抗力穩定性；有些生態系統(如苔原)抵抗力穩定性與恢復力穩定性都較低；“野火燒不盡，春風吹又生”體現了生態系統的恢復力穩定性；引入新物種到一個生態系統可能使原有物種滅絕，從而使該生態系統抵抗力穩定性下降。
4．將水生植物和小魚放入盛有水的玻璃缸中，密閉后置于光照、溫度等適宜的條件下。下列相關敘述正確的是(　 )
A．植物為魚的生存提供氧氣
B．魚只為植物的光合作用提供CO2
C．能量流動可以從植物到魚，也可以由魚到植物
D．若該玻璃缸長期置于黑暗中，只有植物會死亡
解析：選A　植物光合作用產生的氧氣可為魚的生存提供條件，A正確；魚是異養需氧型生物，呼吸作用產生的CO2可為植物光合作用提供原料，魚的排泄物經過微生物的分解也能為植物提供養料，B錯誤；在玻璃缸中，能量來源于植物光合作用固定的太陽能，沿食物鏈由植物流向魚，不能逆向流動，C錯誤；生物的生存離不開能量的供應，而該生態系統的能量來源于植物光合作用固定的太陽能，故長期黑暗，魚和植物均會死亡，D錯誤。
5．如圖表示正常生態系統受到一定程度的干擾后，生態系統穩定性的變化。下列說法錯誤的是(　 )
A．在受到干擾之前，曲線在正常范圍內波動是由于該生態系統具有自我調節能力
B．在受到干擾后，曲線偏離正常范圍越晚和幅度越小，說明生態系統的抵抗力穩定性越高
C．S2所代表的面積越大，生態系統的恢復力穩定性越高
D．S3所代表的面積越小，生態系統的穩定性越高
解析：選C　生態系統具有一定的自我調節能力，所以生態系統具有一定的穩定性，A正確；生態系統的抵抗力穩定性越高，受到干擾后，曲線偏離正常范圍的時間越晚，幅度越小，B正確；生態系統的恢復力穩定性越高，受到干擾后曲線回到正常范圍所需的時間越短，S2越小，C錯誤；由題圖可知，S3所代表的面積越小，生態系統的穩定性越高，D正確。
[課下綜合檢測]
一、選擇題
1．一個生態系統的平衡遭到破壞，合理的解釋是(　 )
A．這個生態系統沒有自我調節能力
B．這個生態系統的自我調節能力一定很弱
C．這個生態系統的動植物種類一定很少
D．外來干擾超過了這個生態系統的自我調節能力
解析：選D　生態系統的自我調節能力是有限的，當外界干擾因素的強度超過一定的限度時，生態系統就可能遭到破壞。
2．近年來，某地耕作區退耕。若將大面積的退耕地封閉起來，隨著時間的推移，將會發生一系列的生態變化。下面列舉的情況，不是未來生態變化趨勢的是(　 )
A．營養級的數目增加
B．生態系統的恢復力穩定性增強
C．群落的結構復雜化
D．生態系統的抵抗力穩定性增強
解析：選B　封閉起來的耕作區中群落的結構會越來越復雜，營養級數目也會增加，生物多樣性良性發展，所以生態系統的抵抗力穩定性增強，而恢復力穩定性減弱。
3．地球上各種不同類型的生態系統具有不同的自我調節能力。與農田、草原、凍原等生態系統相比較，熱帶雨林的自我調節能力特點是(　 )
A．種群數量調節能力強，抵抗外界干擾能力弱
B．分解力弱，生產力強
C．抵抗力穩定性強，而恢復力穩定性弱
D．能量流動速度快，物質循環速度慢
解析：選C　與農田、草原、凍原等生態系統相比較，熱帶雨林的組成成分最復雜，自我調節能力強，抵抗力穩定性強，而恢復力穩定性弱；熱帶雨林中生產者、消費者和分解者的數量均較農田、草原、凍原等生態系統多，故生產力強，分解力也強；能量流動和物質循環是同時進行、緊密聯系的，森林生態系統的物質循環和能量流動速度都較快。
4．下列關于生態系統自我調節能力的敘述，錯誤的是(　 )
A．森林中，害蟲數量增加時食蟲鳥也會增多，害蟲種群的增長就受到抑制，這屬于生物群落內的負反饋調節
B．負反饋調節在生態系統中普遍存在，它是生態系統自我調節能力的基礎
C．自我調節能力強的生態系統，其穩定性也高
D．當外界干擾強度超過一定限度時，生態系統的自我調節能力會迅速下降
解析：選C　生態系統的穩定性包括抵抗力穩定性和恢復力穩定性兩個方面。營養結構越復雜，其自我調節能力越強，抵抗力穩定性越強，而恢復力穩定性越差。
5．長白山自然保護區生態系統能長時間保持相對穩定，該生態系統(　 )
①處于大量物種更替的過渡階段　②生物的種類和數量相對穩定　③物質和能量的輸入和輸出相對平衡　④有比較復雜的食物鏈和食物網　⑤能量的收支隨氣候周期性變化　⑥有一定的自我調節能力　⑦生產者的數量大于消費者和分解者的數量
A．①②③④⑥　　　　　 B．②③④⑤⑥
C．②③④⑥⑦ D．①②③④⑤⑥⑦
解析：選B　長白山自然保護區生態系統已經處于穩定的森林階段，通常不會有大量物種的更替，①錯誤；生產者所含的能量最多，并不意味著其個體數量就最多，⑦錯誤。
6.某環保部門在凌晨2點選擇某養豬場附近河流的四個不同地點測量其溶氧量，結果如圖所示，根據圖示下列分析錯誤的是(　 )
A．這條河流污染最嚴重的是地點3附近
B．污染最可能從地點2附近開始
C．地點3溶解氧減少的主要原因是光照不足，浮游植物光合作用減弱
D．地點4數據表明該河流具有抵抗力穩定性
解析：選C　地點3溶氧量最少，說明污染最嚴重，A正確；水中溶氧量從地點2減少，說明污染最可能從地點2附近開始，B正確；地點3溶解氧減少主要是由于水中有機物較多，需氧細菌消耗氧氣增多引起的，C錯誤；地點4數據表明該河流具有抵抗外界干擾并使自身的結構與功能保持原狀的能力，即具有抵抗力穩定性，D正確。
7．下列曲線表示四個不同的自然生態系統在受到同等程度的外來干擾后，初級消費者數量的變化情況。其中抵抗力穩定性最高的生態系統是(　 )
解析：選C　抵抗力穩定性強調“抵抗外界干擾，保持原狀”，受到相同程度的外來干擾后，初級消費者的數量變化越不明顯，則抵抗力穩定性越強，結合圖中曲線變化趨勢可知，C項圖示抵抗力穩定性最高。
8．生態系統自我調節能力的基礎是負反饋調節。下列不屬于負反饋調節的是(　 )
A．草原鼠的數量上升引起蛇的數量上升，使得鼠數量的增加受到抑制
B．草原被蝗蟲采集后，草原植物再生能力增強，減緩植物種群數量的下降
C．森林局部著火破壞了部分植物，但空地土壤肥沃，光照充足，幸存植物能迅速萌發生長
D．池塘被倒入大量污水后，水生生物大量死亡，進一步引起水質變差
解析：選D　草原鼠的上升，使蛇的食物增加引起蛇的數量上升，使得鼠數量的增加受到抑制，屬于負反饋調節；草原被蝗蟲采食后，草原植物再生能力增強，可以減緩植物種群數量的下降，屬于生態系統的自我調節，是負反饋調節；森林局部著火破壞了部分植被，但形成的空地土壤肥沃，光照充足，幸存植物能更迅速地萌發生長，屬于負反饋調節；池塘被傾倒入大量污水后，水生生物大量死亡，進一步引起水質變差，屬于正反饋調節。
9．有些人工林面積大，構成的樹種單一，樹木年齡和高度比較接近，樹冠密集，這種森林被稱為“綠色沙漠”，以下分析錯誤的是(　 )
A．植物種類單一，無法提供多樣的食物或棲息場所，因而動物種類也十分稀少
B．密集的樹冠遮擋了陽光，使林下缺乏灌木層和地表植被，群落結構簡單
C．營養結構簡單，食物鏈短，生態系統的穩態容易維持
D．生物多樣性水平低，缺少天敵對蟲害的控制，易暴發蟲害
解析：選C　人工林植物種類單一，無法提供多樣的食物或棲息場所，因而動物種類也十分稀少，A正確；人工林密集的樹冠遮擋了陽光，使林下缺乏灌木層和地表植被，群落結構簡單，B正確；人工林營養結構簡單，食物網復雜程度低，生態系統的穩態不容易維持，C錯誤；人工林生物多樣性水平低，缺少天敵對蟲害的控制，易暴發蟲害，D正確。
10．生態系統的自我調節和自我修復能力與生態系統的穩定性密切相關，有關說法正確的是(　 )
A．生態平衡是一種動態平衡
B．生態系統的穩定性與所處的環境無關
C．生態系統自我調節能力的基礎是正反饋和負反饋調節
D．森林生態系統的穩定性比草原生態系統強
解析：選A　生態平衡與生態系統的成分和環境條件有關，因此生態平衡是一種動態平衡；生態系統的穩定性隨著生態系統的成分和環境條件的變化是不斷變化的；負反饋調節是生態系統具有自我調節能力的基礎；生態系統的穩定性表現在抵抗力穩定性和恢復力穩定性兩個方面，森林生態系統的抵抗力穩定性比草原生態系統的強，而森林生態系統的恢復力穩定性比草原生態系統的弱。
11．如圖表示甲、乙兩個生態系統受到相同強度的干擾和解除干擾后穩定性的變化情況，下列關于該變化過程的說法，正確的是(　 )
A．甲、乙生態系統都具有抵抗力穩定性和恢復力穩定性
B．乙生態系統的恢復力穩定性強
C．a、b點生態系統喪失了抵抗力穩定性
D．甲曲線的最低點只有恢復力穩定性
解析：選A　任何一個生態系統都具有保持或恢復自身結構和功能相對穩定的能力，即都具有抵抗力穩定性和恢復力穩定性，A正確。圖中解除干擾后，甲生態系統可以恢復到原來水平，而乙生態系統不能，因此甲生態系統的恢復力穩定性強，B錯誤。受到干擾后，甲、乙生態系統在a、b點仍然具有抵抗力穩定性，不會喪失，C錯誤。生態系統在任何時期都是既有抵抗力穩定性，也有恢復力穩定性，D錯誤。
12．圖a為某草原生態系統中的反饋調節示意圖，圖b為某湖泊生態系統中發生的某種調節活動。下列分析錯誤的是(　 )
A．一個完整的生態系統，除圖a中所示的成分外，還應該包括分解者以及非生物的物質和能量
B．甲、乙、丙三者之間的食物聯系是乙→甲→丙
C．圖b所示調節導致的最終結果是維持該生態系統原有的穩態
D．圖a是負反饋調節，圖b是正反饋調節
解析：選C　生態系統成分包括生產者、消費者、分解者和非生物的物質和能量，因此圖a中缺少分解者、非生物的物質和能量。由于不確定乙是生產者，圖a不一定是一條食物鏈，但食性關系是乙→甲→丙，它們表示的是負反饋調節機制，即乙的增加會促使甲、丙的增加，甲、丙的增加會抑制乙的增加，而圖b所示為正反饋調節，它會使生態系統偏離原有的穩態。
二、非選擇題
13．當害蟲種群密度已經達到影響農業生態系統經濟效益的最低值即經濟閾值時，就必須采取生物防治、農藥防治等措施。下圖表示在A點和E點分別采取不同的防治措施后，害蟲種群密度的變化。據圖分析回答：
(1)在A點開始進行的是__________防治，E點開始進行的是__________防治。
(2)在A點開始的防治中，害蟲數量在波動中上升，其原因是________________________
________________________________________________________________________。
(3)如果不采取任何防治措施，害蟲數量上升到一定程度后也會下降，因為生態系統具有一定的____________穩定性。
(4)一般認為害蟲防治主要是控制害蟲數量的多少而不是徹底消滅害蟲，試用生態學原理進行解釋。______________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：分析曲線可知，A點開始采取防治措施后，害蟲數量在波動中上升，而E點開始采取防治措施后，害蟲數量降到一定范圍，由此可判斷A點開始進行農藥防治，E點開始進行生物防治。A～E之間，害蟲數量在波動中上升的原因是害蟲在進化中具有抗藥性的個體越來越多及有毒物質的富集使害蟲的天敵數量減少等。如果徹底消滅害蟲，則生物多樣性降低，會影響生態系統的穩定性。
答案：(1)農藥　生物　(2)一方面由于農藥的選擇作用，具有抗藥性的個體比例越來越大；另一方面由于農藥直接毒害或通過食物鏈間接毒害害蟲的天敵，使天敵數量越來越少　(3)抵抗力　(4)在害蟲對農作物不產生危害的前提下保護生物的多樣性，維持生態系統的自我調節能力
14.市面上有很多觀賞性小生態瓶，為人們的生活增添了樂趣。如圖是一個簡易生態瓶的示意圖。回答下列問題。
(1)在一定時間范圍內，小生態瓶內________(填“能”或“不能”)進行碳、氧、氮、磷等元素的循環利用，原因是__________________
________________________________________________________________________。
(2)簡易生態瓶能在一定時間內維持相對穩定，這是因為生態系統具有一定的____________能力，但簡易生態瓶的抵抗力穩定性很低，原因是___________________
________________________________________________________________________。
(3)為盡可能長時間維持生態瓶的相對穩定，應將該生態瓶置于________________處，并避免陽光直射。若要在該生態瓶中添加小動物，則應注意各營養級生物之間的合適比例，從能量流動的角度分析，這是因為________________________。
解析：(1)由于生態瓶內有生產者和分解者，在一定時間范圍內，小生態瓶可以通過光合作用、細胞呼吸、微生物分解等生理過程實現碳、氧、氮、磷等元素的循環利用。(2)由于生態系統具有一定的自我調節能力，所以簡易生態瓶能在一定時間內維持相對穩定，然而由于小生態瓶內生物種類少，營養結構簡單，自我調節能力很弱，所以簡易生態瓶的抵抗力穩定性很低。(3)為盡可能長時間維持生態瓶的相對穩定，應將該生態瓶置于通風、光線良好的環境中，從而有利于生產者固定能量，同時還要避免陽光直射。能量在流動過程中逐級遞減，因此添加小動物應注意各營養級生物之間的比例。
答案：(1)能　該生態瓶內有生產者和分解者，能通過光合、呼吸、分解等生理過程實現各元素的循環利用　(2)自我調節　該生態系統生物種類少，營養結構簡單，自我調節能力很弱　(3)通風、光線良好　能量流動是逐級遞減的
15．如圖中，兩條虛線之間的部分表示生態系統穩定性的正常范圍；y表示一個外來干擾使之偏離這一范圍的大小；x表示恢復到原狀態所需的時間。請回答：
(1)生態系統結構復雜，各組分間通過____________和______________緊密聯系，形成統一整體；同時，________調節著生物種間關系，以維持生態系統的穩定性。
(2)生態系統穩定性的基礎是________________。若要保持一個封閉生態系統的穩定性，必須從外界源源不斷地輸入________。
(3)對a、b兩個生態系統施加相同強度的干擾，若ya＞yb，則這兩個生態系統的抵抗力穩定性的關系為a______(填“＞”“＜”或“＝”)b；對同一生態系統來說，x和y的關系為__________(填“正相關”或“負相關”)。
(4)環境污染是影響生態系統穩定性的因素之一。研究環境污染物對生物的影響，可用于生態風險評估。進行生態風險評估時，要計算出一個風險熵數(RQ)，若RQ＜1顯示污染物對生物的健康只構成低風險，RQ≥1則顯示污染物可能對生物有害。請根據表中的RQ值預測污染物對4種生物生存和該生態系統穩態的影響。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
生物種類 RQ
汞(Hg) 鉛(Pb)
A 某種小喬木 0.75 0.55
B 某種植食動物 1.26 0.84
C 某種大型真菌 0.91 0.48
D 某種肉食動物 1.25 2.05
解析：(1)物質循環、能量流動和信息傳遞將生態系統的各組成成分連成一個統一整體。(2)物質是循環往復的，因此一個生態系統可以實現物質上的自給自足；而能量流動是單向、遞減的，因此必須從外界源源不斷地輸入能量，才能保持封閉生態系統的穩定性。(3)在相同強度的干擾下ya＞yb，表明a生態系統受到的影響更大，其抵抗力穩定性低。偏離正常范圍越大，恢復需要的時間就越長，故x和y呈正相關。(4)根據RQ的含義可判斷表中污染物對4種生物生存和該生態系統穩態的影響：①D內兩種污染物的RQ＞1，B內汞的RQ＞1，污染物會威脅這些生物的生存，由于A和C生物體內兩種污染物的RQ＜1，其生存不會受到威脅。②可能導致該生態系統的生物多樣性減少，抵抗力穩定性會降低，生態平衡可能會被破壞。
答案：(1)能量流動　物質循環　信息傳遞　(2)一定的自我調節能力　能量　(3)＜　正相關　(4)D內兩種污染物的RQ＞1，B內汞的RQ＞1，污染物會威脅這些生物的生存，由于A和C生物體內兩種污染物的RQ＜1，其生存不會受到威脅。汞、鉛污染會導致該生態系統的生物多樣性減少，抵抗力穩定性會降低，生態平衡被破壞
　
(本試卷滿分：100分)
一、選擇題(本題共16小題，共40分。第1～12小題，每小題2分；第13～16小題，每小題4分。每小題給出的四個選項中，只有一個選項是最符合題目要求的。)
1．關于生態系統的結構和功能的敘述，錯誤的是(　 )
A．土壤微生物可作為生態系統中的分解者
B．生態系統的能量流動指能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程
C．某些消費者在生態系統中可能占有多個營養級
D．在人工生態系統中，生產者固定的能量可反復利用
解析：選D　土壤微生物可將動植物殘骸中的有機物分解為無機物，可作為生態系統中的分解者，A正確；生態系統的能量流動指能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程，B正確；在復雜的食物網中，某些消費者在生態系統中可能占有多個營養級，C正確；生產者固定的能量可多級利用，但不能反復利用，D錯誤。
2．大力推進生態文明建設，就要堅定不移地走“綠水青山就是金山銀山”的綠色生態發展之路。下列有關生態系統的相關敘述，錯誤的是(　 )
A．河流污染長出的水華中有多種藍細菌，這些藍細菌也是生態系統中的生產者
B．“桑基魚塘”等生態農業建設實現了能量的多級利用，大大提高了能量的利用率
C．利用物理信息(音響設備)吸引鳥類捕食害蟲，屬于無環境污染的生物防治
D．提高生態系統的穩定性，需要控制人類對生態系統的干擾，不用進行物質和能量的投入
解析：選D　河流污染導致的水華中有多種藍細菌，這些藍細菌能進行光合作用合成有機物，所以也是生態系統中的生產者，A正確；“桑基魚塘”等生態農業建設實現了能量的多級利用，大大提高了能量的利用率，B正確；利用音響設備發出結群信號吸引鳥類，使其結群捕食害蟲，屬于無環境污染的生物防治，C正確；提高生態系統的穩定性，就要控制對生態系統的干擾和利用，適當進行物質和能量的投入，D錯誤。
3．“發展經濟不應以破壞環境為代價”已經成為人類的共識，要保護生態系統，應走一條可持續發展的道路。為此，人們在廣大的山區進行人工植樹造林，在許多城市建造了濕地公園。下列敘述正確的是(　 )
A．在一片山林地上通過人工管理提高某種速生樹的產量后，其抵抗力穩定性提高
B．濕地公園必須得到來自系統外的能量補充，以便維持生態系統的正常功能
C．造成人工林中群落垂直分布的主要因素為食物
D．濕地公園建立后，恢復力穩定性增強
解析：選B　在一片山林地上通過人工管理提高某種速生樹的產量后，導致生物種類減少，從而使抵抗力穩定性降低；任何人工生態系統都需要不斷得到來自系統外的能量補充，以便維持生態系統的正常功能；造成人工林中群落垂直分布的主要因素為光照；濕地公園建立后抵抗力穩定性增強，恢復力穩定性降低。
4．下列有關生態系統穩定性的敘述，錯誤的是(　 )
A．生態系統具有自我調節能力，這是生態系統穩定性的基礎
B．生態系統內部結構與功能的協調，可以提高生態系統穩定性
C．生物多樣性增加有利于維持生態系統穩定性
D．生態系統中的組成成分越多，食物網越復雜，生態系統恢復力穩定性就越強
解析：選D　生態系統具有一定的自我調節能力，這是生態系統穩定性的基礎；生態系統內部結構與功能的協調，可以提高生態系統穩定性；生物多樣性對維持生態系統穩定性具有重要作用；生態系統中的組成成分越多，食物網越復雜，生態系統抵抗力穩定性越高，恢復力穩定性越弱。
5.如圖為某草原生態系統中食物網簡圖，下列敘述正確的是(　 )
A．該食物網的全部生物構成了生物群落
B．當蛇滅絕后，鷹和狐的競爭關系會加劇
C．鼠數量減少會使蛇的數量下降比例最小
D．鼠和蛇、蛇和鷹之間的信息傳遞是單向的
解析：選B　該草原生態系統中全部的生物構成生物群落，A錯誤；當蛇滅絕后，鷹和狐均以兔和鼠為食，故鷹和狐的競爭關系會加劇，B正確；因該食物網中蛇僅以鼠為食，故鼠數量減少會使蛇的數量下降比例最大，C錯誤；在食物鏈上的信息傳遞是相互的，D錯誤。
6．下面為能量流經某生態系統第二營養級的示意圖(單位：J·cm－2·a－1)，據圖分析，有關敘述正確的是(　 )
A．該生態系統第一營養級同化的能量至少為400
B．第二營養級用于生長、發育和繁殖的能量是100
C．能量由第二營養級到第三營養級的傳遞效率是20%
D．該生態系統第三營養級同化的能量是15
解析：選A　題圖為能量流經某生態系統第二營養級的示意圖，其中a表示該營養級攝入的能量，b表示該營養級同化的能量，c表示該營養級用于生長、發育和繁殖的能量，d表示呼吸作用中以熱能的形式散失的能量，e表示分解者利用的能量。第二營養級同化的能量為100(攝入量)－20(糞便中的能量)＝80(J·cm－2·a－1)，根據能量傳遞效率倒推出第一營養級同化的能量至少為400 J·cm－2·a－1；題圖僅表示能量流經第二營養級的過程，并不能得出第三營養級同化的能量，因此無法計算由第二營養級到第三營養級的能量傳遞效率；次級消費者攝入的能量并不等同于第三營養級同化的能量。
7．某地區構建了“稻＋鴨＋萍＋魚”的種養模式。稻田中放養的鴨和鯽魚主要捕食螺和浮萍；浮萍可通過固氮為水稻提供氮素；深水、浮萍為鯽魚提供隱蔽場所，鴨很難捕食。對此模式的分析，錯誤的是(　 )
A．鴨在該生態系統中占有兩個營養級
B．鴨和鯽魚之間存在種間競爭和捕食關系
C．能增強農田生態系統的抵抗力穩定性
D．水稻均勻分布有利于資源的充分利用
解析：選A　根據題干信息可知，鴨和鯽魚都可以捕食螺和浮萍，鴨也能捕食鯽魚，說明鴨在該生態系統中占有三個營養級(第二、第三和第四營養級)，A錯誤；由題干可知，鴨與鯽魚之間存在種間競爭和捕食關系，B正確；該模式能使營養結構復雜化，能增強農田生態系統的抵抗力穩定性，C正確；水稻均勻分布有利于資源的充分利用，D正確。
8.下列關于右圖的敘述中，正確的是(　 )
A．若圖示表示生態系統的結構，則缺少的成分為非生物的物質和能量
B．若圖示表示生態系統的部分能量流動，則由此可看出能量流動的循環性
C．若圖示表示生態系統內部的物質流動，則①②表示有機物
D．生產者與消費者之間由于捕食關系的制約，種群數量呈“S”形增長，分解者不受制約
解析：選C　生態系統的結構包括組成成分和營養結構，組成成分包括生產者、消費者、分解者和非生物的物質和能量，而營養結構是指食物鏈和食物網，圖中缺少的成分除非生物的物質和能量外，還有食物鏈和食物網；能量流動是單向的，無循環性；生物群落內部碳元素主要以含碳有機物的形式流動；自然環境中生物由于受環境中的各種因素的制約，種群數量一般呈“S”形增長。
9．(2021·河北高考)煙粉虱為害會造成番茄減產。研究者對番茄單作、番茄玫瑰鄰作(番茄田與玫瑰田間隔1 m)模式下番茄田中不同發育階段的煙粉虱及其天敵進行了調查，結果見下表。下列敘述錯誤的是(　 )
種植模式 番茄植株不同部位成蟲數量/(頭·葉－1) 若蟲/(頭·葉－1) 天敵昆 蟲多樣 性指數
上部葉 中部葉 下部葉
番茄單作 22.7 3.2 0.8 16.5 1.2
番茄玫瑰鄰作 1.4 0.2 0.1 1.8 2.2
A.由單作轉為鄰作，煙粉虱種群的年齡結構改變
B．由單作轉為鄰作，煙粉虱種群中成蟲的空間分布類型改變
C．由單作轉為鄰作，群落的水平結構改變
D．玫瑰吸引天敵防治害蟲，體現了生態系統信息調節生物種間關系的功能
解析：選B　由單作轉為鄰作，煙粉虱的若蟲與成蟲的比值由16.5∶26.7變為1.8∶1.7，年齡結構發生改變，A正確；由單作轉為鄰作，煙粉虱種群中成蟲在番茄植株不同部位的分布比例并無變化，仍然是上部葉最多，中部葉次之，下部葉最少，所以空間分布類型沒有改變，B錯誤；由單作轉為鄰作，群落中增加了玫瑰田，群落的水平結構發生改變，C正確；生態系統的信息傳遞可發生在同種生物的不同個體之間或發生在不同物種之間，玫瑰吸引天敵防治害蟲，體現了生態系統信息調節生物種間關系的功能，D正確。
10．考察農田生態系統中水稻從播種到稻稈還田的全過程，發現在水稻分蘗期間，農民拔草、治蟲；然后排水進行擱田(亦稱“曬田”)；稻谷收獲之后，有不少農民在田里焚燒稻稈。下列敘述中錯誤的是(　 )
A．農民拔草、治蟲目的是使能量較多地流向水稻
B．擱田時排出的水可能對水體造成污染
C．擱田有利于水稻根系生長，提高水稻抗倒伏能力
D．焚燒稻稈可提高土壤肥力，實現能量高效利用
解析：選D　農民拔草、治蟲的目的是使能量較多地流向水稻，最終流向對人類最有益的部分，A正確；擱田時排出的水可能會含有農藥和化肥等物質，可能對水體造成污染，B正確；擱田使稻田中水分減少，根系為吸收水分會向土壤深處生長，缺水也會使水稻縱向生長減慢，均利于抗倒伏，C正確；焚燒稻稈可加速物質循環(比由微生物分解稻稈的速度快)，但這種做法并不能實現能量的高效利用，能量在焚燒中以熱能形式白白散失，未被利用。若將之投入沼氣池，通過微生物分解產生沼氣供人類利用，D錯誤。
11．將某小型天然湖泊改造為人工魚塘，投餌養殖肉食性魚類。5年后，藻類暴發，引起水草(沉水植物)死亡，之后浮游動物及魚類等生物死亡，水體發臭。下列敘述中錯誤的是(　 )
A．導致水草死亡的最主要非生物因素是溫度
B．更多水生生物死亡又加重了水體的污染，這屬于反饋調節
C．投放以浮游植物為食的魚類有利于該湖泊的生態恢復
D．流經該生態系統的總能量是生產者所固定的太陽能總量和飼料中有機物所含的化學能
解析：選A　藻類暴發，覆蓋水面，導致水草缺少陽光，光合作用強度減弱，最終導致死亡；水生生物的死亡導致水體污染加重，屬于正反饋調節；投放以浮游植物為食的魚類可以捕食藻類，有利于湖泊的生態恢復；流經該生態系統的總能量為生產者固定的太陽能及餌料中有機物所含的化學能。
12.如圖為生態系統食物網簡圖，若E生物種群總能量為8.6×109 kJ，B生物種群總能量為2.3×108 kJ。從理論上計算，A儲存的總能量最少為(　 )
A．6.3×107 kJ　　　　　　 B．8.6×107 kJ
C．4.3×107 kJ D．7.45×107 kJ
解析：選A　A儲存的總能量最少需要按最長食物鏈，最低能量傳遞效率計算，所以食物鏈是E→C→A，E→D→A。為此，E的能量在傳遞給A的途徑中，只有確保：①E在傳遞給B時用去的能量最多；②E的總能量減去傳遞給B的后再傳給C、D時效率最低；③C、D在傳遞給A時效率最低，結果才能使A獲得的能量最少，所以據此計算得A儲存的總能量最少為(8.6×109－2.3×108÷10%)×10%×10%＝6.3×107(kJ)。
13．如圖為生態系統碳循環示意圖，圖中甲、乙、丙代表生態系統的成分，數字及箭頭表示碳的去向。有關敘述正確的是(　 )
A．圖中生產者、乙、丙、甲構成了兩條食物鏈
B．①②⑥⑦為CO2形式，③④⑤為有機物形式
C．③④⑤⑥⑦之和等于生產者同化的碳的總量
D．經③流向乙的碳全部儲存于乙體內的有機物中
解析：選B　題圖中甲為大氣中的CO2庫，乙為消費者，丙為分解者。食物鏈中不包括分解者與非生物的物質和能量，A錯誤；題圖中的②⑥⑦分別表示生產者、分解者和消費者呼吸作用產生的CO2，①表示生產者固定的CO2，③④⑤表示生物之間以有機物形式傳遞的碳，B正確；生產者同化的碳的去向包括②③④，⑤⑦包含在③中，C錯誤；生產者流向消費者的碳部分儲存在乙體內的有機物中，還有部分因呼吸作用而散失，D錯誤。
14．(2022·湖南高考)稻—蟹共作是以水稻為主體、適量放養蟹的生態種養模式，常使用燈光誘蟲殺蟲。水稻為蟹提供遮蔽場所和氧氣，蟹能攝食害蟲、蟲卵和雜草，其糞便可作為水稻的肥料。下列敘述正確的是(　 )
A．該種養模式提高了營養級間的能量傳遞效率
B．采用燈光誘蟲殺蟲利用了物理信息的傳遞
C．硬殼蟹(非蛻殼)攝食軟殼蟹(蛻殼)為捕食關系
D．該種養模式可實現物質和能量的循環利用
解析：選B　能量傳遞效率是指相鄰兩個營養級之間同化量的比值，該模式提高了能量的利用率，但不能提高能量的傳遞效率，A錯誤；生態系統的物理信息有光、聲、溫度、濕度、磁力等，采用燈光誘蟲殺蟲利用了光，是物理信息的傳遞，B正確；捕食關系是指群落中兩個物種之間的關系，硬殼蟹(非蛻殼)和軟殼蟹(蛻殼)屬于同一物種，兩者之間的攝食關系不屬于捕食，C錯誤；生態系統中的能量傳遞是單向的，不能循環利用，D錯誤。
15．樹林中有一種雜食性動物，在其食物中，植食性動物所占的比例為1/4，植物所占的比例為3/4。下表表示該雜食性動物體內的能量流動情況(能量單位：kJ·cm－2·a－1)，下列相關分析錯誤的是(　 )
攝入的能量 用于生長、發育和繁殖的能量 呼吸作用散失的能量 糞便中的能量
51.6 1.5 23.1 27.0
A.該雜食性動物同化的能量是24.6 kJ·cm－2·a－1
B．該雜食性動物糞便中的能量都直接或間接來自植物的同化作用
C．若雜食性動物增重1 kg，則至少需要消耗10 kg的植物
D．該雜食性動物攝入的能量等于其用于生長、發育和繁殖的能量減去糞便中的能量
解析：選D　該雜食性動物同化的能量＝攝入的能量－糞便中的能量＝51.6－27.0＝24.6(kJ·cm－2·a－1)，A正確；糞便中的能量屬于上一營養級的能量，雜食性動物既屬于第二營養及也屬于第三營養級，因此其糞便中的能量都直接或間接來自植物的同化作用，B正確；若雜食性動物增重1 kg，則從植物獲取的能量為3/4，至少需要消耗植物3/4÷20%＝3.75(kg)，從動物獲取的能量為1/4，至少需要消耗植物1/4÷20%÷20%＝6.25(kg)，則一共至少需要消耗植物3.75＋6.25＝10(kg)，C正確；該雜食性動物攝入的能量＝其用于生長、發育和繁殖的能量＋呼吸作用消耗的能量＋糞便中的能量，D錯誤。
16．新型“零廢棄生態農業”利用酶催化劑，將雞糞、豬糞及農田廢棄物變為無臭無味、易溶于水的粉末，隨水施撒在土壤里，實現了農田有機垃圾的零廢棄、無污染，讓農田秸稈和賣不出去的廢棄農產品代替化肥改造鹽堿地。從生態學角度對“零廢棄生態農業”的分析正確的是(　 )
A．“零廢棄”改變了該生態系統的組成成分
B．酶催化劑提高了該生態系統中分解者的作用
C．廢棄物再利用提高了該生態系統中能量的傳遞效率
D．“零廢棄生態農業”促進了該生態系統中的物質循環，并減少了環境污染
解析：選D　生態系統的組成成分包括生產者、消費者、分解者和非生物的物質和能量，“零廢棄”指的是“零浪費”，并沒有改變生態系統的組成成分，A錯誤；生態系統中的分解者能夠將有機物分解成無機物，酶催化劑也能夠催化有機物變成無機物，兩者互不干擾，B錯誤；廢棄物再利用提高了該生態系統中能量的利用率，而無法改變能量的傳遞效率，C錯誤；“零廢棄生態農業”加快了有機垃圾的分解，促進了該生態系統中的物質循環，并減少了環境污染，D正確。
二、非選擇題(本題包括5小題，共60分。)
17．(12分)如圖1為某生態系統的碳循環示意圖，圖2為該生態系統中部分生物構成的食物網。請據圖回答下列問題。
(1)圖1中構成生物群落的是______________(填字母)。與CO2從非生物環境進入生物群落有關的生理活動主要是④________________，其中①過程表示________________作用，大氣中CO2的來源除了圖中所示之外，還可來自____________等。
(2)圖2中有__________條食物鏈，處于最高營養級的生物是________；丙和丁的關系是________________。該食物網中，若生產者固定的總能量為1×108 kJ，能量傳遞效率按10%～20%計算，則最高營養級至少能獲得________kJ的能量。
(3)若由于某種原因，造成圖1中綠色植物的數量銳減，該生態系統中其他生物的數量發生了較大波動后又逐漸趨于穩定，說明生態系統具有______________能力，這種能力是通過______________調節來實現的。
解析：(1)圖1中A是生產者，C是無機環境(大氣中的CO2庫)，B是分解者，D、E是消費者，構成群落的所有生物包括A、B、D、E；CO2從非生物環境進入生物群落主要依靠生產者的光合作用；大氣中的CO2來自呼吸作用、分解者的分解作用和化石燃料的燃燒。(2)圖2中有甲→乙→丁→戊、甲→乙→丁→丙→戊、甲→乙→丙→戊和甲→丙→戊4條食物鏈，處于最高營養級的是戊；丙和丁都以乙為食，二者為種間競爭關系，丙捕食丁，二者為捕食關系；最高營養級至少獲得的能量(選擇最長食物鏈、最小傳遞效率計算)為1×108×10%×10%×10%×10%＝1×104 (kJ)。(3)生態系統發生波動后逐漸穩定是因為生態系統具有自我調節能力，這種能力是通過負反饋調節實現的。
答案：(1)A、B、D、E　光合作用　分解者的分解　化石燃料的燃燒　(2)4　戊　捕食和種間競爭　1×104　(3)自我調節　負反饋
18．(9分)如圖是生態工程化水產養殖的模式圖，請回答下列相關問題：
(1)生態系統的結構包括生態系統的組成成分和____________。由于人為開發，潛流濕地群落演替的____________不同于原有的自然池塘。
(2)生態塘、潛流濕地中的所有茭白共同構成一個____________。研究2號池塘發現，魚、蝦等產出的能量遠大于本池塘生產者固定的太陽能， 主要原因可能是________________________________________________________________________；
對于雜食性的一些魚而言，在不同季節生活的水層可能不同，由此表明：環境因素的改變可使池塘生物群落的____________結構發生改變。
(3)利用此模式可處理水產養殖過程中產生的N、P等主要污染物，實現____________，提高________。
解析：(1)生態系統的結構包括生態系統的組成成分和營養結構。人類活動可以改變演替的速度和方向。(2)生態塘、潛流濕地中的所有茭白共同構成一個(茭白)種群。人工飼養的魚塘能量有兩個來源：池塘生產者固定的太陽能、人工通過有機物從外界輸入能量；對于雜食性的一些魚而言，在不同季節生活的水層可能不同，由此表明：環境因素的改變可使池塘生物群落的垂直結構發生改變。(3)利用此模式可處理水產養殖過程中產生的N、P等主要污染物，實現物質的循環利用，提高能量的利用率。
答案：(1)營養結構　速度和方向　(2)(茭白)種群　魚塘能量還包含人工通過有機物從外界輸入的能量　垂直　(3)物質的循環利用　能量的利用率
19．(12分)某自然保護區地震后，據不完全統計，植被毀損達到30%以上。圖1為該地區人為干預下恢復過程的能量流動圖[單位為103 kJ·m－2·a－1]，圖2表示恢復過程中某種群的種群密度與種群的出生率和死亡率的關系。請回答：
(1)如圖1所示，輸入該生態系統的能量主要是__________________________________，第一營養級到第二營養級的能量傳遞效率為________(保留一位小數)。
(2)圖1中A表示____________，圖中未利用部分的能量在生物體內的存在形式是________________________________________________________________________。
(3)如圖1所示，除生產者外其他營養級需要補償能量輸入的原因是植被受損，________________________。計算可知，肉食性動物需補償輸入的能量值至少為__________×103 kJ·m－2·a－1。
(4)由圖2可知，種群密度在________點時，種群數量的增長速率最大；在________點時，表示該種群已達到環境容納量(K值)。
(5)隨著時間的推移，地震毀損的自然保護區內生物的種類和數量不斷恢復的過程屬于________演替。
解析：(1)生態系統的能量輸入有兩種方式：輸入太陽能和人為輸入有機物，從圖可以推知，該生態系統輸入的太陽能為(3＋14＋70＋23)×103＝110×103 (kJ·m－2·a－1)，輸入的有機物能量[植食動物和肉食動物補償的能量之和，肉食動物需補償的能量分析見(3)小題解析]為7×103 kJ·m－2·a－1，所以輸入該生態系統的能量主要是生產者光合作用固定的太陽能，第一營養級到第二營養級的能量傳遞效率為14/110×100%＝12.7%。(2)圖1中A表示細胞呼吸(或呼吸作用)，圖中未利用部分的能量在生物體內的存在形式是有機物中的化學能。(3)如圖1所示，除生產者外其他營養級需要補償能量輸入的原因是植被受損，光合作用能力減弱，流入該生態系統的能量減少；補償能量輸入可以減輕植被恢復的壓力。從第二營養級流入第三營養級的能量為[(14＋2)－(0.5＋4＋9)]×103＝2.5×103 (kJ·m－2·a－1)，肉食性動物需補償輸入的能量值至少為[(0.05＋0.25＋2.1＋5.1)－2.5]×103＝5×103 (·m－2·a－1)。(4)由圖2可知，種群密度在C點時，種群數量的增長速率最大；在E點時，種群數量的增長速率為0，表示該種群已達到環境容納量(K值)。(5)隨著時間的推移，地震毀損的自然保護區內生物的種類和數量不斷恢復的過程屬于群落(或次生)演替。
答案：(1)生產者光合作用固定的太陽能　12.7%
(2)細胞呼吸(或呼吸作用)　有機物中化學能
(3)流入該生態系統的能量減少　5
(4)C　E　(5)群落(或次生)
20．(2021·河北高考)(13分)為探究全球氣候變暖對生態系統的影響，研究者將20個人工淡水池塘均分成兩組，對照組保持環境溫度，實驗組始終比對照組高4 ℃(利用溫控裝置)，并從附近淡水棲息地搜集水生生物投入池塘。連續多年觀測發現，池塘逐漸形成主要由浮游植物和浮游動物組成的群落。第15年時，池塘中浮游植物和浮游動物生物量(單位體積水體中生物體的質量)的檢測結果如圖。
回答下列問題。
(1)池塘生物群落區別于湖泊生物群落的重要特征為______________，池塘生物群落從簡單到復雜的過程中發生了________演替。
(2)某種水生生物被投入池塘后，其種群數量將呈________形增長，若該生物種群密度在較長時期保持相對穩定，表明其種群數量已達到了____________。
(3)從能量流動角度分析，升溫導致該生態系統總生物量降低的原因可能是__________________________________________。
(4)碳在池塘生物群落中主要以________________的形式傳遞，碳循環具有全球性的主要原因是_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)要認識一個群落，首先要分析該群落的物種組成，群落的物種組成是區別不同群落的重要特征。池塘生物群落從簡單到復雜的過程屬于次生演替。(2)某種水生生物被投入池塘后，由于池塘的空間和資源有限，其種群數量會呈“S”形增長。當該種群密度較長期的處于相對穩定階段，表明其種群數量已達到了環境容納量(或K值)。(3)分析題圖可知實驗組浮游植物生物量低于對照組，因此從生態系統的能量流動角度分析，升高溫度后浮游植物的數量下降，生產者固定的太陽能減少，生態系統總生物量降低。另外，升高溫度可能會導致每一營養級生物自身呼吸消耗增加，分解者分解作用加快，也會導致生態系統總生物量降低。(4)碳在無機環境中主要以CO2和碳酸鹽形式存在，碳在生物群落的各類生物體中以含碳有機物的形式存在，并通過食物鏈在生物群落中傳遞。碳在生物群落與無機環境之間的循環主要是以CO2的形式進行的，大氣中的CO2能夠隨著大氣環流在全球范圍內流動，所以碳循環具有全球性。
答案：(1)物種組成　次生　(2)“S” 　環境容納量(或K值)　(3)升溫后浮游植物數量下降，生產者固定的太陽能減少(或生物自身呼吸消耗增加，分解者分解作用加快)　(4)含碳有機物　碳在生物群落與無機環境之間的循環主要是以CO2的形式進行的，大氣中的CO2能夠隨著大氣環流在全球范圍內流動
21．(14分)資料一　圖1中的a曲線表示40年間人類燃燒化石能源所產生的二氧化碳量，b曲線為環境中實際增加量。
資料二　在青藏高原高寒草甸生態系統中，高原雪兔是一種常見動物，常棲息在低矮草地中，天敵有香鼬、艾虎、赤狐、狼等，特別是冬季高原雪兔幾乎成為唯一的食物來源，為了觀察預警，高原雪兔會把巢穴周圍較高的草從基部咬斷；另外高原雪兔廢棄的洞穴還能為褐背擬地鴉和多種雪雀提供繁殖場所。圖2為冬季雪兔能量流動的圖解(單位：J·hm－2·a－1)
請分析回答下列問題：
(1)二氧化碳除了資料一中由化石能源燃燒返回大氣外，還有的途徑是________________________________(至少答出兩條)，圖1中a、b兩條曲線出現差異的主要原因可能是____________________________________。
(2)試根據資料二寫出一條食物鏈：_____________________________________________
________________________________________________________________________。
高原雪兔的存在增加了高寒草甸生態系統物種的豐富度，體現在__________________________________________________；圖2中第二營養級到第三營養級的能量傳遞效率為________，用于高原雪兔生長、發育、繁殖的能量為______________J·hm－2·a－1。
(3)高寒草甸生態系統抵抗力穩定性低，原因是__________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)草原中有一種植物的根分泌一種萘醒，能抑制其他植物種子的萌發，這屬于____________信息，說明生物體的________________與生態系統的信息傳遞有關。
解析：(1)二氧化碳返回大氣的途徑除了化石能源燃燒，還有生產者和消費者的呼吸作用、分解者的分解作用。圖1中a、b兩條曲線出現差異的主要原因可能是生產者光合作用利用了部分二氧化碳。(2)根據資料二可以寫出一條食物鏈：草→高原雪兔→狼(香鼬、艾虎、赤狐)。高原雪兔會把巢穴周圍較高的草從基部咬斷，提高了矮生植物的數量；高原雪兔廢棄的洞穴還能為褐背擬地鴉和多種雪雀提供繁殖場所，提高了這些生物的生存率，這些都增加了高寒草甸生態系統的物種豐富度。圖2中第二營養級到第三營養級的能量傳遞效率為(12.4×107－1.9×107)÷(1.05×109－3×108)×100%＝14%。用于高原雪兔生長、發育、繁殖的能量為同化量－呼吸量＝1.05×109－3×108－5.15×108＝2.35×108 (J·hm－2·a－1)。(3)高寒草甸生態系統的生物種類較少，營養結構(食物網)簡單，其自我調節能力弱，抵抗力穩定性低。(4)萘醒能抑制其他植物種子的萌發，這屬于化學信息，說明生物體的生命活動與生態系統的信息傳遞有關。
答案：(1)呼吸作用(生產者、消費者的呼吸作用)、分解者的分解作用　生產者的光合作用消耗了二氧化碳　(2)草→高原雪兔→狼(香鼬、艾虎、赤狐)　調節植物間關系，增加植物多樣性，有利于動物的繁衍　14%　2.35×108　(3)該生態系統的生物種類較少，營養結構(食物網)簡單，自我調節能力弱　(4)化學　生命活動
[教師備選題]
1．野生揚子鱷種群的雌雄比例一般穩定在5∶1左右，其性別由孵化時的溫度所決定。繁殖季節雄性揚子鱷發出“轟”的聲音，雌性揚子鱷則根據聲音大小選擇巢穴位置。當聲音大時，雌鱷選擇將巢穴筑于山凹濃蔭潮濕溫度較低處，則產生較多的雌鱷。以上事實說明生態系統中信息傳遞(　 )
A．調節生物種間關系，維持生態系統的穩定
B．影響種群的繁衍，維持種群數量的穩定
C．維持正常生命活動，調節內環境的穩態
D．對生物進行自然選擇，促進生物進化
解析：選B　繁殖季節雄性揚子鱷發出“轟”的聲音，聲音的大小影響雌性揚子鱷筑巢穴的位置，而巢穴位置(溫度不同)則影響后代的雌雄比例，可見雄性揚子鱷發生“轟”的聲音的信息可影響種群的繁衍，維持種群數量的穩定。
2.如圖為碳循環的主要途徑，下列有關敘述錯誤的是(　 )
A．圖中乙能實現光能→化學能的轉化
B．由乙→丙→丁能量傳遞效率是變化的
C．乙、戊是實現生物群落與非生物環境溝通的關鍵環節
D．乙、丙、丁被戊食用而處于第二、三、四營養級
解析：選D　從圖中乙和甲之間有雙向箭頭和其他箭頭指向來分析，二者應分別為生產者和非生物環境，生產者能實現光能→電能→化學能的轉化，依次分析得，丙為初級消費者，丁為次級消費者；乙→丙為初級消費者捕食生產者，丙→丁為次級消費者捕食初級消費者，二者的能量傳遞效率不一定相同；生產者和分解者是實現生物群落與非生物環境溝通的關鍵環節；戊是分解者，不會捕食乙、丙、丁。
3.如圖是生態系統中碳循環示意圖，箭頭表示碳的流動方向，下列說法正確的是(　 )
A．該生態系統的結構包括A、B、D、E、非生物的物質和能量
B．該生態系統中食物網可表示為A→D→E→C
C．碳循環進行的同時一定伴隨著能量流動
D．碳是以二氧化碳的形式在生物群落與非生物環境之間及生物群落內部往復循環，這種循環帶有全球性
解析：選C　生態系統的結構包括生態系統的成分和食物鏈、食物網，而選項A中無食物鏈和食物網；圖中A為生產者，D、E為消費者，C為大氣中的CO2庫，B為分解者，所以食物鏈應為A→D→E；碳循環和能量流動是密不可分的；碳在生物群落與非生物環境之間主要是以二氧化碳的形式進行傳遞的，在生物群落的內部是以含碳有機物的形式進行傳遞的。
4．高密度養殖常會引起池塘水體富營養化，影響養殖。如圖為利用稻田生態系統凈化魚塘尾水的示意圖，箭頭所指為水流方向。相關敘述錯誤的是(　 )
A．魚塘富營養化水為水稻生長提供了一定的N、P等元素
B．藻類與稻田生態系統的其他生物存在捕食、種間競爭的關系
C．魚塘尾水中的可溶性有機物主要是被稻田中的生產者利用
D．稻田生態系統凈化魚塘尾水的過程實現了水資源循環利用
解析：選C　出現富營養化的水體流經稻田時，為水稻生長提供了一定的N、P等元素，A正確；藻類與稻田生態系統的其他生物存在捕食、種間競爭的關系，B正確；魚塘尾水中的可溶性有機物主要是被稻田中的分解者利用，C錯誤；稻田生態系統凈化魚塘尾水的過程實現了水資源循環利用，D正確。

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