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【真题示例】
(2024·山东高考T24·10分)研究群落时,不仅要调查群落的物种丰富度,还要比较不同群落的物种组成。β多样性是指某特定时间点,沿某一环境因素梯度,不同群落间物种组成的变化。它可用群落a和群落b的独有物种数之和与群落a、b各自的物种数之和的比值表示⑤。
(1)群落甲中冷杉的数量很多①,据此不能(填“能”或“不能”)判断冷杉在该群落中是否占据优势。群落甲中冷杉在不同地段的种群密度不同②,这体现了群落空间结构中的水平结构。从协同进化的角度分析,冷杉在群落甲中能占据相对稳定生态位③的原因是冷杉与其他物种在长期的自然选择过程中,相互适应、相互依存,形成了相对稳定的生态关系。
(2)群落甲、乙的物种丰富度分别为70和80,④,则两群落的共有物种数为45(填数字)。
(3)根据β多样性可以科学合理规划自然
【审答思维】
关键信息
信息转化
①
判断一个物种是否在群落中占优势,不能仅依据其数量。优势种应考虑该物种对群落的影响程度,包括其在群落中的地位和作用,而不仅仅是数量上的多少
②
群落的空间结构包括垂直结构和水平结构,物种的种群密度在群落的不同地段表现出的差异,反映了水平结构的变化。这种分布模式可能受到地形、土壤湿度、光照等多种因素的影响
③
生态位是指一个物种在群落中的地位和作用,以及与其他物种的关系等。冷杉之所以能在群落中占据稳定的生态位,是因为它适应了环境,并与其他物种建立了复杂的相
保护区以维系物种多样性。群落丙、丁的物种丰富度分别为56和98,若两群落之间的β多样性高⑥,则应该在群落丙和丁(填“丙”“丁”或“丙和丁”)建立自然保护区,理由是β多样性高表示两群落独有的物种数多,只有在群落丙和丁都建立自然保护区,才能保护更多的物种,维系物种多样性。
互依赖关系,包括竞争和互利共生等
④+⑤
β多样性是衡量不同群落之间物种组成差异的一个指标。通过给定的公式和已知的β多样性值,我们可以计算出两群落之间的共有物种数
⑥
β多样性高意味着两群落之间的物种组成差异较大,这意味着在两个群落中都有独特的物种存在。在这种情况下,建立自然保护区以覆盖这两个群落是必要的,这样可以确保更多的物种得到保护,从而维护生物多样性和生态系统的完整性
【阅卷现场】
【评分细则】
(1)不能(1分) 水平结构(1分) 冷杉与其他物种在长期的自然选择过程中,相互适应、相互依存,形成了相对稳定的生态关系(2分)
(2)45(2分)
(3)丙和丁(2分) β多样性高表示两群落
【答题规则】
规则1:回答原因类问题,找准题干关键信息。
在解答原因类问题时,需要仔细阅读题干,找到与问题直接相关的关键词或短语。例如,在本题中,比如当分析冷杉在群落甲中能占据相对稳定生态位的原因时,就需要关注题干中提到的“协同进化
独有的物种数多,只有在群落丙和丁都建立自然保护区,才能保护更多的物种,维系物种多样性(或“在群落丙和丁建立自然保护区,可以保护更多的物种,维系物种多样性”)(2分)
【失分警示】
,一定要深入理解题目的具体要求。特别是在解答涉及生态学原理或定义的题目时,不能仅停留在表面理解,要深入挖掘其背后的生态学意义。
,要特别注意题干中的细节信息。例如,在判断冷杉是否占据优势时,不能仅凭数量多少,还需考虑其在群落中的生态作用等。同时,在计算共有物种数时,要准确提取并应用题干中的信息。
,要确保逻辑清晰、条理分明。特别是在解释原因或阐述理由时,要围绕核心问题展开,避免偏离主题或逻辑混乱。
”和“与其他物种的关系”等关键信息。
规则2:回答计算信息获取类问题,需要有效提取题干信息。
在回答涉及计算或需要从题干中提取信息的问题时,首先要仔细阅读题目中给出的所有信息,然后准确提取与计算或解答问题直接相关的数据或公式。在本题中,需要根据题干给出的β多样性的定义和计算公式,有效地提取出群落甲、乙的物种丰富度以及β多样性的具体值,然后进行计算得出共有物种数。
规则3:答案组织要符合题干要求。
在编写答案时,需要确保答案的内容、逻辑和结构都符合题干的要求。在本题中,比如在解释为什么要在群落丙和丁建立自然保护区时,需要确保答案清楚地阐明了β多样性与物种保护之间的关系,以及建立自然保护区对保护生物多样性的重要性。
角度一 种群与群落
1.★★(种群密度的调查方法及应用)近年来,草原鼠害日益严重,不仅导致了草原的沙漠化,还威胁着草原生态和我国畜牧业的健康发展。草原上栖息着多种鼠类,
研究人员为了解某草原的鼠害情况,对该草原鼠种群进行了调查。回答下列问题:
(1)在调查布氏田鼠种群密度时,常采用标记重捕法,原因是布氏田鼠活动能力强,活动范围大。在调查面积为2 hm2的草场中,第一次捕获了50只布氏田鼠,将捕获的布氏田鼠做好标记后在原地放生。5天后,在同一地点第二次捕获了52只布氏田鼠,其中有标记的个体13只。该草场中布氏田鼠的种群密度为100只/hm2。布氏田鼠天性警觉,在操作无误的情况下,调查的结果比实际值偏高(填“偏高”或“偏低”),最可能的原因是草原中布氏田鼠的天性警觉,重捕的布氏田鼠中被标记的数量减少。
(2)调查草原鼢鼠等地下鼠的种群密度常根据草原鼢鼠等地下鼠具有推土丘的习性,选取样方并调查样方内土丘数,以此进一步统计草原鼢鼠的种群密度。为保证调查结果的准确,选取样方时关键要做到随机取样,不能掺入主观因素。常见的取样方法有五点取样法和等距取样法。
(3)研究人员对草原上新发现的灰仓鼠种群进行连续多年的调查(结果如下图),0~2年种群增长曲线近于“J”形增长,该模型的假设是食物和空间条件充裕,气候适宜,没有天敌和其他竞争物种等条件。
在第8年,种群数量达到K值,K值是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量。
(4)布氏田鼠大量繁殖导致植被破坏、加速土壤风蚀,控制布氏田鼠种群数量的根本措施是增加环境阻力,降低其环境容纳量。
2.★★★(群落中生物的种间关系)如何提升农田生态系统自身的控害能力,探索有利于害虫生态调控的农田种植模式是时下的研究热点之一,而间作作为一种能提高农田生态系统生物多样性以及控害能力的种植模式,已被广泛应用于农作物生产。为进一步明确马铃薯—玉米间作种植模式对马铃薯甲虫种群动态的影响,在马铃薯甲虫发生期,对不同种植模式下的高龄幼虫数量和优势天敌种群数量进行调查,结果如图所示:
注:PC220,马铃薯—玉米2∶2间作;PC420,马铃薯—玉米4∶2间作;PC222,马铃薯—玉米—马铃薯2∶2∶2间作;PM600,马铃薯单作
(1)马铃薯与玉米的种间关系是种间竞争,这是争夺光照(矿质元素)等资源所致(答一点即可)。
(2)由图甲可知,有效减少马铃薯甲虫数量爆发的间作模式是PC222。
(3)间作对三种天敌数量的影响不完全相同,结合所学生态学知识分析,可能的原因是不同天敌的栖息环境和食物资源不同(写出一点即可)。
(4)由图甲和图乙可知,PC222间作模式可通过增加天敌数量有效减少马铃薯甲虫的数量。同时,间作还可阻挡甲虫在马铃薯叶片上产卵而降低其出生率,有效防治该种害虫。
(5)研究发现采用适当的间作模式可以有效提高农田生态系统的农产品输出量,请从能量流动的角度分析产量提高的原因是减少虫害,使能量更多地流向农产品;适当的间作可提高农作物对光能的利用率(答两点即可)。
角度二 生态系统的结构与功能
3.★★★(食物链和食物网、生态系统能量流动的相关计算)如图是江浙某地一个生态鱼塘模式图,其中字母代表能量数值。回答下列问题:
(1)该生态鱼塘进行立体养殖,是运用群落的空间结构原理,图中的食物链有多于2条(填“2条”或“多于2条”),理由是沉水植物有多种,草食性鱼类也有多种。
(2)花津蟹用于生长、发育和繁殖的能量是d-e-f,花津蟹与青虾之间的能量传递效率是(d-e)/(a+b-c)×100%。
(3)给该生态鱼塘适量施加氮磷肥可以促进沉水植物的生长,为青虾、草食性鱼类提供充足的食物,但施氮磷肥过多又会造成鱼虾的死亡,其原因可能是施加氮磷肥过多可能会造成水体富营养化,浮游藻类等迅速繁殖,水体缺乏氧气,水质恶化,从而使鱼虾死亡。
(4)请从生态系统的功能角度分析“植物虾鱼蟹共作”的意义:使生态系统的物质得以循环利用
;实现生态系统能量的多级利用;调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
4.★★★(生态系统的组成成分以及物质循环的概念和特点)稻田是我国具有悠久历史的典型农田生态系统,水稻种植面积约占全国耕地总面积的25%,水稻产量约占全国粮食总产量的30%,而稻田土壤碳循环和固碳减排与温室效应存在密切关系,成为国际研究热点。
(1)碳循环是指碳在非生物环境和生物群落之间的循环过程。稻田生态系统是一个重要的碳汇,目前稻鸭种养结合是水稻主要的种植模式之一,鸭的介入及其田间活动(如吃杂草及害虫、排泄粪便、鸭的游动、鸭的呼吸等)对稻田生态系统有重要影响,从生态系统组成的角度分析其作用为作为生态系统中的消费者,加快了生态系统的物质循环。
(2)图1是稻鸭共作生态系统碳、氮循环示意图,据图1回答相关问题:
①作物生长期间的凋落物、收获后的秸秆、根茬及根系释放的有机物质可以向土壤输入有机碳,作物和土壤中的微生物(分解者)通过呼吸作用向大气转移碳。
②在氮输入方面,除靠化学肥料和灌溉水外,稻鸭共作系统因有鸭的引入,还可通过排泄物输入土壤;在氮输出方面,稻鸭共作生态系统除籽粒秸秆等收获物外,还通过反硝化作用、氨挥发输出氮。
(3)为探究稻鸭共作和秸秆还田对稻季CH4排放通量的影响,寻找生态减排途径,研究者设置了如下4个处理:常规稻作+无机氮肥(CR+IN),常规稻作+秸秆还田(CR+WS),稻鸭共作+无机氮肥(RD+IN),稻鸭共作+秸秆还田(RD+WS)。结果如图2所示:
①由图可得出,与无机氮肥处理相比,秸秆还田显著增加(填“增加”或“降低”)了CH4排放通量;与无鸭的常规稻作处理相比,稻鸭共作降低(填“增加”或“降低”)了稻田平均CH4排放通量。
②已知甲烷菌是厌氧型细菌,甲烷氧化菌为需氧型细菌,结合鸭的觅食、杂草、浮游生物等田间活动,分析甲烷排放量降低的原因。甲烷菌为严格的厌氧型微生物,稻鸭共作生态系统中鸭通过觅食和游动,增加水体与大气交换面积,增加水中溶解氧,抑制甲烷菌的生长活性,减少CH4的排放,因此稻鸭共作CH4的排放量降低。
5.★★★★(生态系统信息传递实验)鳄龟和巴西龟原产于密西西比河流域,均属鱼类天敌。为探究本地物种鲤鱼是否能通过视觉逃避鳄龟和巴西龟的捕食,研究人员做了如下实验:用透明玻璃将不透明的玻璃缸(100 cm×60 cm×20 cm)分隔为三室(图甲)。统计各实验组远离捕食者方向的鲤鱼数量,对照组仅统计中线两侧的鲤鱼数量。实验重复30次,结果如图乙、丙。回答下列问题:
(1)完善下列实验步骤:
实验组一,将10条鲤鱼置于第二室中线处。
实验组二,在实验组一基础上,在第一室中加入两只鳄龟。
实验组三,在实验组二基础上,更换10条鲤鱼,并在第三室中加入两只巴西龟。
据图乙可知,实验组一中线两侧鲤鱼数量大致相同。据图丙可知,远离鳄龟的鲤鱼数量明显多于远离巴西龟的鲤鱼数量。综合上述实验结果,说明鲤鱼能够通过视觉逃避鳄龟和巴西龟的捕食,且鳄龟对鲤鱼的危险更大。
(2)在野外水生生态系统中,植被阻挡、水体浑浊和昼夜变化会导致能见度偏低,但实际上生物之间仍能通过上述实验方式有效降低被捕食风险。这种方式传递的信息属于物理信息(填“物理信息”“化学信息”或“行为信息”),这种信息传递的意义是能够调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定。
角度三 生态系统的稳定性、人与环境
6.★★(生物多样性的价值及保护生物多样性)自1981年7只野生朱鹮在陕西汉中市被发现以来,经过40多年的努力,朱鹮的数量增加到现在的7 000余只,谱写了
人类文明史上拯救濒危物种的盛世华章。请回答下列问题:
(1)朱鹮有着鸟中“东方宝石”之称,有着洁白的羽毛,艳红的头冠和黑色的长嘴,这属于生物多样性的直接价值。
(2)栖息地丧失、人类捕杀等原因是朱鹮种群逐渐衰退的重要原因。为了保护朱鹮,我国除建立了人工繁殖中心外,还通过建立自然保护区来改善它们的栖息环境。由此可见,保护生物多样性的关键是要协调好人与生态环境的关系。
(3)当野外放养的朱鹮种群数量处于较长期的相对稳定阶段,表明其种群数量可能已达到了当地的环境容纳量(或K值)。有人建议可以将朱鹮从陕西扩大到全国多地进行野外放养,继续增加其数量,也有人反对盲目扩大朱鹮放养区。从生物与环境角度分析,在扩大朱鹮放养区时应考虑朱鹮对当地环境的适应性、朱鹮对当地生物多样性的影响、当地生物对朱鹮生存的影响等(答出两点即可)。
7.★★★(生态平衡与生态系统的稳定性及自我调节能力)我国东南沿海的海岸线分布着大量的红树林,红树林中蕴藏着丰富的动植物资源。秋茄的树皮、根等部位具有止血和抗菌的效果。招潮蟹对环境变化较为敏感,可以作为环境健康状况的指示器,它们的存在或行为变化可以反映红树林生态系统的环境条件。红树林还具有防风御浪、保护岸堤等生态功能。回答下列问题:
(1)红树林有丰富的动植物资源,体现了生物多样性中的遗传多样性和物种多样性。题干中体现了生物多样性的直接价值和间接价值。
(2)随着人类活动范围的进一步扩大,部分红树林生态系统的生物多样性遭到了严重的破坏。为保护红树林生态系统的生物多样性,常见的做法是在红树林周围建立缓冲带,减少人类的干扰。生态系统具有一定的自我调节能力,其调节基础是负反馈调节。请在下图画出在修复的过程中和修复后,抵抗力稳定性和恢复力稳定性的变化曲线。