1、优培20 生态系统的功能分析及应用生态系统的功能分析及应用1.应用 生态系统的能量流动 例1：大闸蟹是以植物为主的杂食性甲壳类，因其味道鲜美而被大量养殖。如图为养殖大闸蟹的阳澄湖某水域生态系统能量流动的部分图解，其中的英文字母表示能量（单位：kJ)。对该图的分析正确的是（ ）A流经阳澄湖该养殖区域的总能量为aB图中d代表大闸蟹用于生长、发育、繁殖的能量C植物到大闸蟹的能量传递效率为c/(b+2)100%D该区域由于有人工的管理，生态系统稳定性一定比自然区域高【解析】流经该生态系统的总能量包括生产者固定的能量和饲料中含有的能量，及（a+7），A项错误；初级消费者的同化量-呼吸作用以热能散失的能量
2、=闸蟹用于生长、发育、繁殖的能量（d），B项正确；c为初级消费者的同化量，而b为初级消费者的摄入量，C项错误；人工生态系统通常组分少，食物网简单，自我调节能力弱，因此通常人工生态系统要比自然生态系统的稳定性低，D项错误。【答案】B2.应用 生态系统的物质循环 例2下图是生态系统的碳循环示意图。下列有关叙述错误的是（ ）A生态系统的物质循环指的是组成生物体的元素的循环，具有全球性BII、III表示消费者，IV表示分解者C过程主要以含碳有机物的形式传递DIV代谢产生的物质和释放的能量都能被生产者再利用【解析】IV表示分解者，IV通过分解作用产生的无机盐和CO2能被生产者再利用；分解者通过分解作用释
3、放的能量不能被生产者再利用，D项错误。【答案】D3.应用 生态系统的信息传递及其他 例32020年8月13日，中国科学院召开新闻发布会，介绍中国科学院动物研究所康乐院士团队在自然上发表的一项揭示蝗虫聚群成灾奥秘的研究成果。研究人员鉴定出飞蝗群聚的信息素4VA（4-乙烯基苯甲醚），正是它导致了蝗虫聚群成灾。下列说法错误的是（ ）A蝗群聚的信息素4VA（4-乙烯基苯甲醚）属于化学信息B利用性引诱剂诱杀蝗虫属于生物防治C将蝗虫彻底诱杀有利于提高农作物的产量，提高生态系统的稳定性D蝗虫粪便中的能量属于上一营养级同化量【解析】蝗群聚的信息素4VA（4-乙烯基苯甲醚）是传递信息的化学物质，属于化学信息，A
4、正确；利用性引诱剂诱杀蝗虫属于生物防治，B正确；将蝗虫彻底诱杀使得生态系统的多样性降低，不利于生态系统的稳定性，C错误；蝗虫粪便的能量属于生产者（上一营养级）的同化量，D正确。【答案】C提分训练1同化量是生态学里的一个重要概念，以下叙述中错误的是（ ）A每一营养级的同化量都等于该营养级的摄入量减去粪便量B每一营养级同化量都包括自身呼吸消耗量和自身生长发育繁殖的能量C能量流动过程中，同化量逐级递减D能量传递效率就是通过同化量相除计算获得【解析】对于除了生产者以外的营养级来说，同化量=摄入量-粪便量，A错误；每一个营养级同化的能量的去向包括自身呼吸消耗量和自身生长发育繁殖的能量，B正确；生态系统的
5、功能包括物质循环、能量流动和信息传递，其中能量流动是单向传递、逐级递减的，C正确；能量传递效率=某一营养级同化的能量上一营养级同化的能量，D正确。【答案】A2桑基鱼塘是我国珠江三角洲地区为充分利用土地而建造的一种挖深鱼塘、垫高基田、塘基植桑、塘内养鱼的高效人工生态系统。如图为某桑基鱼塘示意图，下列叙述错误的是（ ）A该生态系统的基石是桑树、蚕、鱼等生物成分B桑基鱼塘体现了生态系统具有物质循环和能量流动的功能C.与热带雨林相比，桑基鱼塘自我调节能力弱D该生态系统的建立大大提高了能量的利用率【解析】生产者是生态系统的基石，蚕、鱼不属于生产者，A项错误。【答案】A3某地建设完成的千亩菏花湿地，千亩水
6、稻高产示范田，百亩稻蟹共养区，构成了一种新型的农业发展模式，下列有关叙述错误的是（ ）A荷花湿地中的动植物种类多样，但是遭到重度污染面被破坏后较难恢复原状B在水稻示范田水稻种植期间通过除草，除虫可以合理调整能量流动的方向C稻蟹共养的生产模式能实现能量的多级利用，提高能量沿食物链的传递效率D若让湿地自然演替，该地的物种丰富度可能逐渐升高、优势物种可能发生变化【解析】本题主要考查群落的结构、生态系统中的物质循环和能量流动的基本规律及其应用、生态系统的稳定性等，考查学生的理解能力。湿地生态系统的动植物种类多样，营养结构复杂，抵抗力稳定性强，但是遭到重度破坏后恢复力稳定性较弱，A正确；水稻田中的杂草和
7、水稻是竞争关系，害虫和水稻是捕食关系，通过除草、除虫可以合理调整能量流动方向，使能量更多地流向有益于人类的方向，B正确；稻蟹共养的生产模式能实现能量的多级利用，提高能量的利用率，但能量沿食物链的传递效率不会发生改变，C错误；随着时间的推移，该地的物种丰富度可能会逐渐升高，群落可能会发生演替，优势物种可能会发生变化，D正确；故选C。【答案】C4某人工生态果园中害虫的能量流动情况如下图所示，据图判断，下列说法错误的是（ ）A流经害虫的总能量为568 kJ，害虫呼吸散失的能量是499.84 kJB果园中以粪便为食的蜣螂获得了害虫体内的能量为1402 kJC图中X可代表害虫流向下一营养级的能量D引入天
8、敌是防治虫害的一项重要措施，体现了生态系统信息传递与能量流动息息相关【解析】流经害虫的总能量指的是同化总量即为1970-1402=568 kJ，害虫呼吸散失的能量=同化量568-储存能68.16=499.84 kJ，A正确；图中的1402 kJ的粪便能不属于害虫体内的能量，并且蜣螂不一定能获取全部的排粪能，B错误；储存能遗体残骸量=X可代表害虫流向下一营养级的能量，C正确；害虫与天敌的信息传递，有利于调节种间关系，维持生态系统的稳定，故引入天敌是防治虫害的一项重要措施，同时体现了生态系统信息传递与能量流动息息相关，D正确。【答案】B5下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述，正确的是（ ）A
9、富营养化水体出现蓝藻水华的现象，可以说明能量流动的特点B生态系统中能量的初始来源只有太阳能C食物链各营养级中10% 20%的能量会被分解者利用D无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用【解析】本题考查生态系统的物质循环和能量流动的相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识的网络结构的能力。富营养化水体出现蓝藻水华的现象，可以说明物质循环的特点，故A选项错误；生态系统中能量的初始来源主要是太阳能，也可以是化学能，故B选项错误；食物链各营养级中10%20%的能量会被下一个营养级生物利用，故C选项错误；碳在生物群落与无机环境之间的循环是以CO2的形式进行的，故
10、D选项正确。故选D。【答案】D6如图示某农业生态系统部分物质循环过程。该系统获得了鱼、猪、蚕和粮食的全面丰收。下列相关叙述正确的是（ ）A鱼粉喂猪、猪粪喂鱼实现了能量循环利用B水稻可以从蚕粪和猪粪中吸收更多有机物C粪便、塘泥做肥料又归田，实现了物质循环再生D该生态系统比自然生态系统相比自动调节能力强【解析】蚕粪便喂鱼、鱼粉喂猪均实现了能量的多级利用，A错误；水稻不能利用有机物，B错误；粪便、塘泥做肥料又归田，实现了物质循环再生，C正确；与自然生态系统相比，该生态系统生物种类少，营养结构简单，自动调节能力弱，D错误。【答案】C7党的十九大提出我国粮食产业要向绿色优质转型。有关农作物增产措施的叙述
11、，不正确的是（ ）A松土可能成为水土流失的一种诱发因素B利用信息素诱捕有害动物降低害虫的种群密度属于化学防治C立体农业运用的是群落的空间结构原理，可以充分利用空间和资源D防治棉铃虫时，利用赤眼蜂比喷洒农药更有利于提高农田生态系统的稳定性【解析】由于作物种植过程中的松土，可能成为水土流失的一种诱发因素，A正确；利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫种群密度，属于生物防治，B错误；群落的结构包括垂直结构和水平结构，立体农业运用的是群落的空间结构原理，可以充分利用空间和资源，C正确；防治棉铃虫时，利用赤眼蜂进行防治属于利用了种间关系进行的生物防治，比喷洒农药进行的化学防治更有利于提高农田生态系统
12、的稳定性，因为化学防治在杀伤害虫的同时也会导致其天敌以及其他生物的死亡，降低生物的多样性，D正确。【答案】B8如图一为某一生态系统的碳循环示意图，图二表示在该生态系统中能量流经第二营养级的示意图，请据图分析回答： （1）据图分析，生物群落中的碳进入无机环境的途径有化石燃料的燃烧、动植物的呼吸作用和_，为了维持大气中CO2的相对平衡，从过程角度分析，有效措施是_。（2）图二中A表示_的能量，B表示_的能量。B比A的能量少，原因是除了图二中所示，第二营养级同化的能量还有一部分_。（3）从图二中可以总结出能量流动的特点是_。【解析】（1）生物群落中的碳进入无机环境的途径有图一中的各处生物的呼吸作用、
13、微生物的分解作用、化石燃烧等过程。过程为绿色植物的光合作用，故从该角度可以考虑植树造林，从而进大气中更多的二氧化碳固定到生物群落。（2）因摄入量包括同化量和粪便量，故图二中A表示初级消费者同化的能量，同化的能量一部分通过呼吸作用以热能的形式散失，还有一部分用于生长、发育和繁殖，则B表示用于繁殖的能量，且B的能量少于A同化的能量。（3）从图二中箭头的指向可以看出能量流动是单向的特点，因为有自身呼吸作用的消耗、分解者的利用等，可推知能量流动具有逐级递减的特点。【答案】（1）微生物的分解作用 植树造林 （2）初级消费者同化 用于生长、发育和繁殖 （3）在细胞呼吸中，以热能的形式散失 单向流动，逐级递
14、减9某城市河流由于生活污水和工业废水的排入，水质逐渐恶化。经过治理后，河水又恢复了清澈。如图表示该河流的能量金字塔（甲、乙、丙为3种鱼，丁为1种水鸟，甲不摄食藻类，箭头指示能量流动方向），如图表示部分能量流动关系（图中数字表示同化的能量）。请回答下列问题：（1）图1所示食物网中，遗漏了一条能量流动途径，该条途径是。（2）图1所示食物网中，次级消费者是，丁与丙之间的种间关系是。（3）根据图1分析，除了图2中已经标出的能量去向之外，乙的能量去向还有。（4）结合图2分析，图1所示食物网中第一营养级到第二营养级能量的传递效率（在“大于”、“小于”或“等于”中选择）7.6%。（5）经检测，水体中含有某种
15、可被生物富集的农药，推测此农药含量最高的物种是。（6）从生态学角度解释，污染物排放导致水质恶化的主要原因是。【解析】（1）根据题干信息分析，甲、乙、丙为3种鱼，丁为1种水鸟，甲不摄食藻类，水鸟可以捕食3种鱼，则图1中缺少的食物链为：水草甲丁。（2）根据以上分析可知，图1中属于次级消费者的是丙、丁；丁与丙都以乙为食，且丁以丙为食，因此丁与丙之间存在捕食和竞争关系。（3）图2中乙固定的能量除了流向丁和分解者外，还应该包括流向给丙和自身呼吸作用以热能形式散失的能量。（4）结合图1和图2分析，属于第一营养级的生物是水草、藻类，固定的能量是25000KJ/（m2a）；属于第二营养级的生物是甲、乙，固定的
16、能量应该多于1900KJ/（m2a），因此第一营养级到第二营养级能量的传递效率应该大于190025000，即大于7.6%。（5）根据题意分析，水体中含有某种可被生物富集的农药，因此营养级越高的生物该农药的含量越高，即丁的农药含量最高。（6）由于河流生态系统自我调节（自我修复）能力是有限的，因此污染物排放容易导致水质恶化。【答案】（1）水草甲丁 （2）丙和丁捕食和竞争 （3）传递给丙、自身呼吸作用以热能形式散失 （4）大于 （5）丁 （6）河流生态系统自我调节（自我修复）能力有限10由于气候变化，雨水减少，某河流干涸后，群落历经草本、灌木、乔木的演替过程，该群落演替到顶级阶段时生活着很多动物种群
17、，其中有蛇、蛙、鼠、食草昆虫等，其中蛇的食物来源有蛙和鼠，蛙捕食食草昆虫，食草昆虫和鼠吃草。演替过程中部分物种的种群密度变化情况如下表，部分动物的能量流动示意图如图所示（ad表示能量值的多少）。回答下列问题：分类第1年第2年第3年第4年第5年第6年艾蒿（株/100平方米）5106311白杨（株/100平方米）012488鼠（只/100平方米）0124816（1）判断该群落演替为次生演替的依据是_，从第3年起，艾蒿种群密度下降的原因是_。（2）演替过程中输入该生态系统的总能量_（填“增加”、“减少”或“不变”）。（3）若将蛇的食物比例由2/3的鼠、1/3的蛙调整为1/3的鼠、2/3的蛙，按10%
18、的能量传递效率计算，其他条件不变的情况下，调整食物比例后该地的蛇的承载力是原来的_倍。（4）上图中M2表示_，P表示_。若草同化的能量为e，则从草到食草动物的能量传递效率为_100%。【解析】（1）演替分为初生（原生）演替和次生演替，在原有土壤条件保留的地方发生的演替为次生演替。从第3年起，艾蒿种群密度下降的原因是灌木和乔木遮挡了艾蒿的阳光，导致艾蒿不能很好地生长。（2）输入该生态系统中的能量为生产者固定的太阳能，由于生产者数目增多，因此演替过程中输入该生态系统的总能量增加。（3）按10%的能量传递效率计算，若将蛇的食物比例由2/3的鼠、1/3的蛙，蛇增加3kg消耗草为31/310%10%10
19、%+32/310%10%=1200kg，调整为1/3的鼠、2/3的蛙，消耗草的量为32/310%10%10%+31/310%10%=2100kg，其他条件不变的情况下，调整食物比例后该地的蛇的承载力是原来的1200/2100=4/7=0.57倍。（4）上图中R表示粪便中的能量，M1表示草食动物的同化量，M2表示用于食草动物生长、发育和繁殖等生命活动的能量，P表示 食草动物呼吸作用散失的能量。若草同化的能量为e，草食动物的同化量为a+b，则从草到食草动物的能量传递效率为（a+b）/e100%。【答案】（1）在原有土壤条件保留的地方发生的演替 灌木和乔木遮挡了艾蒿的阳光 （2）增加 （3）0.57（4/7） （4）用于食草动物生长、发育和繁殖等生命活动的能量 食草动物呼吸作用散失的能量 （a+b）/e