1、5.生物与环境1.(2022山东模拟)白头叶猴因以树叶为食而得名,性情机警、十分活泼、极善跳跃。白头叶猴种群由一只成年雄性首领及其他成年的母猴和幼崽组成,群体活动,有自己的领地范围。小公猴接近性成熟的时候,会离开它们的出生群,到其他的猴群中去当王。白头叶猴是濒危的、中国特有的国家一级保护野生动物。野生种群仅分布在广西崇左市,这里能为其生存和繁衍提供良好生存环境。近年来,国家通过设立保护区修复栖息地,白头叶猴生存状况不断得到改善,种群数量明显恢复。请回答下列问题。(1)白头叶猴生活的群落类型为。(2)某兴趣小组欲采用标记重捕法调查崇左市白头叶猴的数量,选择该方法的依据是,但是发现使用该方法调查所
2、得数据不具有科学性,原因是。故研究人员通过布设若干红外触发相机拍摄,再用计算机分析确定其数量。(3)请分析白头叶猴濒临灭绝的原因:,近年来白头叶猴数量明显恢复体现出有效保护生物多样性的措施是。2.(2022广东汕头模拟)国务院印发通知,决定自2022年起开展第三次全国土壤普查,利用四年时间全面查清农用地土壤质量。早在2014年就有报道显示,全国土壤环境状况不容乐观,近两成耕地已被污染。请回答以下问题。图1图2(1)因土壤湿度的不同,草原中不同区域生长着不同的牧草,这体现了群落的结构。草原不仅能为人们提供大量的畜产品,还能调节气候,防止土地被风沙侵蚀,这体现了生物多样性的价值。图1是草原中的某种
3、牧草的值(表示该种群数量是上一年种群数量的倍数)随时间变化的曲线,图2表示两种类型的种群数量变化曲线,据图分析,该牧草种群在10年后数量变化类似于图2中曲线。(2)与受污染土壤相邻相关的水域、大气以及生物往往也会受到污染,这是生态系统的结果。污染土壤使大多数微生物的数量和种类减少,降低了生态系统的性。但某种能分解污染物的微生物数量反而增多,从进化的角度分析,这是的结果。(3)某农田生态系统的土壤受到镉污染,请以金字塔图的形式表示该生态系统中蛇、田鼠和水稻这几种生物体内的镉含量。(4)若要尽快恢复土壤质量,农田生态系统要合理密植,同时控制鼠类和植食性昆虫的种群密度。从能量流动的角度看,其目的是。
4、3.(2022山东临沂三模)为改善某河流入海口周围湿地的环境功能,科研人员综合考虑海拔差异和人为干扰,从入海口到防洪堤将湿地划分为A、B、C、D四个区域,如下图所示,并进行了相关问题的研究。(1)调查各个区域的植物丰富度时,可借用种群密度的调查方法,采用法进行。(2)该湿地群落的外貌和结构会随四季变化发生规律性改变,体现了变化。海拔不同的C、D两个区域分布着不同的种群,在空间上构成群落的。每年丰水期时,A、B区会被水淹,导致大量植物烂根死亡;当枯水期来临后,A、B区会重新露干,再次恢复植被,这一过程属于。(3)“多营养层次”是一种海水生态养殖新模式,即在上层挂绳养殖海带等藻类;在中层挂笼养殖牡
5、蛎等滤食性贝类;在底层设置人工鱼礁,养殖龙虾、海参等底栖杂食动物,同时为鱼、虾等提供生长、产卵和栖息的场所。下图是某渔民设置的“多营养层次”海水生态养殖模式的部分构造和物质循环关系。在该生态系统中,牡蛎属于。为科学调控龙虾的养殖密度,渔民需要获取龙虾的种群密度,红外相机法与标记重捕法相比,优点是:(答两点)。牡蛎虽可滤食水体中的小型浮游动植物,但大规模养殖仍需定期投喂饵料,请从物质循环和能量流动的角度分析其原因。从群落结构的角度分析,“多营养层次”海水生态养殖的意义是:。4.(2022广东珠海四模)研究人员通过实验比较了常规与免耕法对棉田生态系统中能量流动的影响。免耕棉田连续2年不翻耕、点穴播
6、种、刮地除草和表面施肥,而常规棉田则冬春季翻耕、挖沟播种、中耕除草和深层施肥,其他农事操作一致,全年均不进行化学防治。部分结果如下图所示。图1免耕棉田与常规棉田土壤微生物的季节性变化图2不同棉田中棉花与杂草固定的太阳能(1)在棉田生态系统中,棉花与棉铃虫(幼虫蛀食棉花的蕾、花、铃)之间的关系是。棉田中棉花的株高普遍高于杂草的株高,这体现了群落的结构。(2)导致棉田中土壤微生物的季节性变化的环境因素有。从图1可以看出,免耕棉田的土壤微生物量比常规棉田高,其原因可能是:。(3)结合图1和图2分析,免耕棉田固定的太阳能更多,其原因是:。(4)从经济效益的角度考虑,相比常规棉田,免耕棉田具有的优势有。
7、5.(2022山东青岛一模)珊瑚礁被称为“海洋中的热带雨林”。珊瑚与其体内的虫黄藻构成了独特的共生关系,后者能进行光合作用,为珊瑚生长提供有机物。珊瑚礁不仅为大量海洋生物提供了产卵、繁殖、栖息和躲避敌害的场所,还为人类社会提供了渔业资源、旅游观光资源等。近几十年,世界范围内的珊瑚礁正经历着大规模的退化,仅有46%的珊瑚礁处于相对健康的状态。(1)在调查珊瑚礁生态系统的生物种类和数量时,研究者分别在3、6、9 m水深地段,选择具有代表性的珊瑚生境,布设50 m的皮尺,用水下摄像机拍摄,统计每组50 cm50 cm照片中各种珊瑚个体的数量,此调查采取的方法是法;若某一种珊瑚出现的频度最高,可初步确
8、定其是该群落的。(2)珊瑚生长对水质的要求很高。填海施工会产生大量的悬浮及沉积泥沙,影响珊瑚礁的生长,请分析施工产生的泥沙引起珊瑚死亡的原因。 (答出2点即可)(3)水质富营养化也是导致珊瑚礁退化的原因之一。调查发现,随着富营养化程度的加深,大型海藻覆盖率呈上升趋势。请据此分析富营养化导致珊瑚礁退化的原因。(4)受损珊瑚礁生态系统的修复需要从生态系统的结构和功能出发,遵循“自然恢复为主,人工干预为辅”的原则,这主要体现了生态工程的原理;不仅要考虑自然生态系统的规律,更要考虑经济和社会等系统的影响力,这体现了原理。6.(2022山东德州三模)空心莲子草作为中国首批外来入侵物种之一,既具有水生型的
9、特征,又具有旱生型的特征,因其对环境强大的适应能力,在入侵南四湖新薛河湿地后,很快对当地的生态系统造成了极大的危害。科研小组探究了空心莲子草入侵对当地群落的影响机制以及防治对策。(1)根据下表分析,随着空心莲子草入侵程度的增加,芦苇群落(填“发生”或“未发生”)演替,判断依据是。空心莲子草通过降低多样性改变了南四湖的生物多样性,破坏了该湿地的生态平衡。不同空心莲子草入侵程度下芦苇群落物种重要值分析物种名称空心莲子草盖度为20%左右空心莲子草盖度为50%左右空心莲子草盖度为80%左右空心莲子草0.340.740.99芦苇0.180.080.01双穗雀稗0.250.000.00鸡矢藤0.000.1
10、80.00菰0.230.000.00注:物种重要值是某物种在群落中地位和作用的综合数量指标;盖度是指植物地上部分垂直投影的面积占地面的比率。(2)研究发现空心莲子草入侵后,土壤种子库中某些需光性植物的种子减少,根据图2分析,其判断依据是。结合图3,从物质和能量的角度分析,空心莲子草入侵后成为芦苇群落的优势种的原因可能是。图2图3(3)研究表明,凤尾蕨、樟树叶及柳杉叶的水浸提液均能降低空心莲子草的生长速度、生物量及株高,这说明上述植物通过信息来调节生物的种间关系。若要在南四湖种植上述植物对空心莲子草进行生物防治,还需要考虑的问题有:(至少答出两条)。除了上述方法外,对空心莲子草进行生物防治时还可
11、以选用的方法有:。7.(2022天津模拟)为评估东北虎豹国家公园对东北虎和东北豹的承载能力,研究人员对其中的森林灌草层植物进行了调查。(1)东北虎、东北豹主要捕食马鹿、梅花鹿等大中型有蹄类动物,而这些动物主要以森林灌草层植物为食。这些植食性动物属于该生态系统营养结构中的。(2)灌草层是有蹄类动物取食的主要区域,该区域根据林木覆盖程度可分为郁闭林和开阔地两种主要地形。研究人员分别在这两种地形中选取样方,收集并检测几类常被取食植物的生物积累量(单位面积中生物的总量),结果如图所示。图中结果显示,其原因主要是开阔地充足,有利于植物生长和有机物的积累。(3)植物中元素的含量及比例会影响有蹄类动物对植物
12、种类的取食偏好及营养状况。含碳(C)量高的植物常含有大量很难被消化的等多糖类分子,口感较差。含氮(N)量高的植物营养成分更高。下表为灌草层中上述四类植物元素含量的测定及分析结果,根据表中数据选择最适宜作为有蹄类动物食物的植物种类并解释原因。在该生态系统中,东北虎、东北豹捕食有蹄类动物所同化的能量,其去向包括、。植物种类元素含量含N量/%含C量/%C/N值嫩枝叶2.4145.3619.92禾莎草2.0542.5022.05杂类草2.4241.2118.10蕨类2.4344.0019.78(4)评估东北虎豹国家公园对东北虎和东北豹的承载能力时,除上述调查外,还需要分析的影响因素有:(写出两点)。5
13、.生物与环境1.答案:(1)森林生物群落(2)白头叶猴的活动能力强、活动范围大白头叶猴集群分布,标记个体不能在种群均匀分布;性情机警、极善跳跃,难以被标记(或二次捕捉)(3)人类的活动对环境造成破坏就地保护解析:(1)白头叶猴以树叶为食而得名,极善跳跃,生活的群落类型为森林生物群落。(2)白头叶猴的活动能力强、活动范围大,可以使用标记重捕法估算该种群的密度;由于白头叶猴集群分布,标记个体不能在种群均匀分布,且其性情机警、极善跳跃,难以被标记等原因,使得使用该方法调查所得数据不具有科学性。(3)人类的活动对环境造成破坏,使得白头叶猴的环境容纳量下降,濒临灭绝;就地保护是保护生物多样性最有效的措施
14、。2.答案:(1)水平直接和间接a(2)物质循环抵抗力稳定自然选择(3)(4)调整能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分解析:(1)因土壤湿度的不同,草原中不同区域生长着不同的牧草,这是群落水平结构的体现。草原不仅能为人们提供大量的畜产品,还能调节气候,防止土地被风沙侵蚀,这是生物多样性的实用价值和生态价值的具体表现,分别体现了生物多样性的直接价值和间接价值。图1是草原中的某种牧草的值随时间变化的曲线,图1显示,该牧草的种群数量在10年后表现为大于1且恒定,据此可推测,该牧草种群在10年后数量变化类似于“J”形增长,可用图2中的a曲线表示。(2)与受污染土壤相邻相关的水域、大气以
15、及生物往往也会受到污染,这是生态系统物质循环的结果,因为物质循环具有全球性、循环性的特点。污染土壤使大多数微生物的数量和种类减少,营养结构变得简单,因而降低了生态系统的抵抗力稳定性。但某种能分解污染物的微生物数量反而增多,从进化角度分析,这是自然选择的结果。(3)在农田生态系统中,蛇、田鼠和水稻这几种生物之间因为捕食关系形成链状结构食物链,可表示为水稻田鼠蛇。该生态系统的土壤受到镉污染,由于生物富集作用,随着营养级的升高,生物体内的镉含量逐渐上升,可表示如下:。(4)若要尽快恢复土壤的质量,农田生态系统要合理密植,同时控制鼠类和植食性昆虫的种群密度,从而提高水稻的产量。从能量流动的角度看,这样
16、做的目的是调整能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。3.答案:(1)样方(2)群落的季节性水平结构次生演替(3)分解者和消费者不对龙虾的生活产生干扰,操作简单、监测范围广,可长时间持续调查且获取的数据准确等该生态系统中的大量元素随牡蛎产品不断输出,浮游动植物提供的能量无法满足大量牡蛎生长的需要提升了群落垂直结构的复杂程度,充分利用阳光、空间和食物等资源解析:(1)调查植物的丰富度,可采用样方法。(2)由于阳光、温度和水分等随季节的变化而变化,该湿地的外貌和结构也会随之发生有规律的改变,体现了群落的季节性变化;海拔不同的C、D两个区域分布着不同的种群,体现了群落的水平结构;该演替
17、是在保存了土壤和一定的植被条件的环境中进行的,属于次生演替。(3)根据图中信息,牡蛎既能捕食浮游植物和浮游动物,又能分解有机碎屑,属于生态系统中的消费者和分解者;红外相机法与标记重捕法相比,优点是不对龙虾的生活产生干扰,操作简单、监测范围广,可长时间持续调查且获取的数据准确等。大规模养殖仍需定期投喂饵料,原因是该生态系统中的大量元素随牡蛎产品不断输出,浮游动植物提供的能量无法满足大量牡蛎生长的需要;从群落结构的角度分析,“多营养层次”海水生态养殖提升了群落垂直结构的复杂程度,可充分利用阳光、空间和食物等资源。4.答案:(1)捕食垂直(2)温度、湿度免耕棉田土壤表面的氧气充足且凋零物较多,有利于
18、微生物的繁殖(3)免耕棉田土壤中的微生物较多,可分解有机物产生更多的无机物,有利于棉花的生长,促进棉花的光合作用(4)生产成本低,产量更高,单位面积的棉田收益更高解析:(1)棉铃虫幼虫蛀食棉花的蕾、花、铃,棉花与棉铃虫之间是捕食关系。棉田中棉花的株高普遍高于杂草的株高,这是群落中植被在垂直方向上的分层现象,体现了群落的垂直结构。(2)5月到9月,季节不同,气候不同,导致棉田中土壤微生物的季节性变化的环境因素有温度、湿度。从图1可以看出,免耕棉田的土壤微生物量比常规棉田高,其原因可能是免耕棉田土壤表面的氧气充足且凋零物较多,有利于微生物的繁殖。(3)结合图1和图2分析,免耕棉田固定的太阳能更多,
19、说明免耕棉田中棉花、杂草的生长情况更好,其原因是免耕棉田土壤中的微生物较多,可分解有机物产生更多的无机物,有利于棉花的生长,促进棉花的光合作用。(4)从经济效益的角度考虑,相比常规棉田,免耕棉田具有的优势有生产成本低,产量更高,单位面积的棉田收益更高。5.答案:(1)样方优势种(2)沉积物较多,覆盖在珊瑚表面,导致珊瑚窒息死亡;悬浮物浓度较高,影响珊瑚共生藻的光合作用,珊瑚因缺乏能量来源而死亡(3)水质富营养化引起大型海藻的大量繁殖,大型海藻在与虫黄藻的竞争中处于优势地位,从而导致珊瑚礁的退化(4)自生整体解析:(1)样方法适用于调查植物和活动能力不强的动物的种群数量,故珊瑚个体的数量可以采用
20、样方法进行调查;对群落结构和群落环境的形成有明显控制作用的物种称为优势种,若某一种珊瑚出现的频度最高,可初步确定其是该群落的优势种。(2)填海施工产生的沉积物较多,覆盖在珊瑚表面,导致珊瑚窒息死亡;悬浮物浓度较高,影响珊瑚共生藻的光合作用,珊瑚因缺乏能量来源而死亡。(3)水质富营养化也是导致珊瑚礁退化的原因之一,水质富营养化可引起大型海藻的大量繁殖,大型海藻覆盖率呈上升趋势,大型海藻在与虫黄藻的竞争中处于优势地位,进而导致珊瑚礁的退化。(4)“自然恢复为主,人工干预为辅”,依赖的是生态系统具有一定的自我调节能力,体现了生态工程的自生原理;生态工程需综合考虑经济效益、社会效益、生态效益,体现了整
21、体原理。6.答案:(1)发生群落的物种组成发生了改变物种多样性和遗传(2)补光条件下,空心莲子草入侵组芦苇群落土壤种子库物种数大幅下降,说明空心莲子草争夺阳光的能力更强空心莲子草提高了土壤中有效氮和有效磷的浓度,从而促进了自身的生长;在对光能的争夺中具有优势(3)化学上述植物是否适应南四湖的环境、上述植物产生的物质是否会抑制本地物种的生长、上述植物对南四湖资源的争夺能力是否比空心莲子草强引入空心莲子草的天敌、引入能侵染空心莲子草的寄生菌解析:(1)分析表格数据可知,空心莲子草入侵后,群落的物种组成发生了改变,说明群落发生了演替。空心莲子草入侵后,芦苇群落的物种多样性降低,生态系统稳定性降低。(
22、2)由图2可知,补光条件下,空心莲子草入侵组芦苇群落土壤种子库物种数大幅下降,说明空心莲子草争夺阳光的能力更强,导致一些需要光照的植物在竞争中被淘汰,使土壤种子库中某些需光性植物的种子减少。由图3可知,空心莲子草提高了土壤中有效氮和有效磷的浓度,从而促进了自身的生长;并且在对光能的争夺中具有优势,因此空心莲子草入侵后成为芦苇群落的优势种。(3)研究表明,凤尾蕨、樟树叶及柳杉叶的水浸提液均能降低空心莲子草的生长速度、生物量及株高,这和水浸提液中的化学物质有关,说明上述植物通过化学信息来调节生物的种间关系。若通过种植上述植物对空心莲子草进行生物防治,还需要考虑:上述植物是否适应南四湖的环境、上述植
23、物产生的物质是否会抑制本地物种的生长、上述植物对南四湖资源的争夺能力是否比空心莲子草强等情况。除了上述方法外,对空心莲子草进行生物防治时还可以引入空心莲子草的天敌、引入能侵染空心莲子草的寄生菌等。7.答案:(1)第二营养级(2)随机开阔地中各类植物的生物积累量均显著高于郁闭林光照(3)纤维素杂类草。杂类草含N量较高、含C量最低,C/N值最低,纤维素含量少,口感好且营养成分高用于自身生长、发育和繁殖等生命活动通过呼吸作用以热能的形式散失(4)气候条件、人为干扰因素、有蹄类动物的种群密度、年龄结构等解析:(1)植食性动物以森林灌草层植物为食,森林灌草层植物是生产者,属于第一营养级,则植食性动物属于
24、第二营养级。(2)样方法的关键是要随机选取样方;图中结果显示,开阔地中各类植物的生物积累量均显著高于郁闭林,原因主要是开阔地的光照充足,有利于植物生长和有机物的积累。(3)纤维素是植物细胞壁的主要组成成分之一,含碳量较高的植物常含有大量不易被消化的纤维素等多糖类分子,口感较差;根据表格中的资料可知,杂类草最适宜作为有蹄类动物的食物,因为杂类草含N量较高、含C量最低,C/N值最低,纤维素含量少,口感好且营养成分高;在该生态系统中,东北虎、东北豹捕食有蹄类动物所同化的能量,其去向包括:一部分用于自身生长、发育和繁殖等生命活动;一部分通过呼吸作用以热能的形式散失。(4)评估东北虎豹国家公园对东北虎和东北豹的承载能力时,除上述调查外,还需要分析的影响因素有气候条件、人为干扰因素、有蹄类动物的种群密度、年龄结构等。