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　生态修复、立体农业
情境一　生态修复
【典题引领1】（2023·广东卷）上世纪70～90年代珠海淇澳岛红树林植被退化，形成的裸滩被外来入侵植物互花米草占据，天然红树林秋茄（乔木）—老鼠簕（灌木）群落仅存32 hm2。为保护和恢复红树林植被，科技人员在互花米草侵占的滩涂上成功种植红树植物无瓣海桑，现已营造以无瓣海桑为主的人工红树林600 hm2，各林龄群落的相关特征见表。
红树林落 （林龄） 群落高度(m) 植物种类（种） 树冠层郁闭度(%) 林下互花米草密度（株/m2） 林下无瓣海桑更新幼苗密度（株/100 m2） 林下秋茄更新幼苗密度（株/100 m2）
无瓣海 桑群落 （3年） 3.2 3 70 30 0 0
无瓣海 桑群落 （8年） 11.0 3 80 15 10 0
无瓣海 桑群落 （16年） 12.5 2 90 0 0 0
秋茄— 老鼠簕 群落 （>50年） 5.7 4 90 0 0 19
回答下列问题：
(1)在红树林植被恢复进程中，由裸滩经互花米草群落到无瓣海桑群落的过程称为群落演替（或演替或次生演替）。恢复的红树林既是海岸的天然防护林，也是多种水鸟栖息和繁殖场所，体现了生物多样性的间接价值。
(2)无瓣海桑能起到快速实现红树林恢复和控制互花米草的双重效果，其使互花米草消退的主要原因是无瓣海桑使树冠层郁闭度（或覆盖度）高，使互花米草缺少充足的光照。
(3)无瓣海桑是引种自南亚地区的大乔木，生长速度快，5年能大量开花结果，现已适应华南滨海湿地。有学者认为无瓣海桑有可能成为新的外来入侵植物。据表分析，提出你的观点和理由：无瓣海桑不会成为新的外来入侵植物。理由是随着时间的推移，无瓣海桑群落中植物种类逐渐减少，林下没有无瓣海桑更新幼苗，则无瓣海桑的种群数量不再增加，可能会被本地物种所替代，所以不会成为新的入侵植物（合理即可）。
(4)淇澳岛红树林现为大面积人工种植的无瓣海桑纯林。为进一步提高该生态系统的稳定性，根据生态工程自生原理并考虑不同植物的生态位差异，提出合理的无瓣海桑群落改造建议：上层种植无瓣海桑，中层种植秋茄，下层种植老鼠簕，形成多层群落结构（或引种不同高度的红树植物等）。
解析：(1)由题意可知，红树林植被退化形成的裸滩被外来入侵植物互花米草占据，则由裸滩经互花米草群落到无瓣海桑群落的过程称为群落演替（或演替或次生演替）。恢复的红树林既是海岸的天然防护林，也是多种水鸟栖息和繁殖场所，这是红树林在调节生态系统方面的作用，体现了生物多样性的间接价值。(2)无瓣海桑是速生乔木，种植后由于其生长速度较快，在与互花米草对阳光等的竞争中占据优势，使树冠层郁闭度（或覆盖度）高，从而使互花米草缺少充足的光照，能有效抑制互花米草的蔓延。(3)由表格数据可知，随着时间的推移，无瓣海桑群落中植物种类逐渐减少，林下没有无瓣海桑更新幼苗，则无瓣海桑的种群数量不再增加，可能会被本地物种所替代，所以不会成为新的入侵植物。(4)根据生态工程自生原理并考虑不同植物的生态位差异，可以上层种植无瓣海桑，中层种植秋茄，下层种植老鼠簕，形成多层群落结构（或引种不同高度的红树植物等），以提高该生态系统的稳定性。
　生态修复
1．含义：在生态学原理指导下，以生物修复为基础，结合各种物理修复、化学修复以及工程技术措施，通过优化组合，使之达到最佳效果和最低耗费的一种综合的修复污染环境的方法。
2．原理：生态修复主要利用了群落演替。生态修复首先要修复它的功能，也就是恢复一个生态系统的健康，一个自然生态系统有它特有的生态功能；其次要恢复它的生态结构，也就是恢复一个生态系统的完整性，即恢复物种多样性和完整的群落结构；再次要恢复它的可持续性，这包括两方面的内容，即生态系统的抵抗能力和生态系统的自我修复能力。
3．常用技术：物理修复、化学修复、生物修复等。生物修复技术是近年来出现和发展的清除和治理环境污染的生物工程技术，其主要利用生物特有的分解有毒有害物质的能力，去除污染环境的污染物，达到清除环境污染的目的。
情境二　立体农业
【典题引领2】（2022·山东卷）某地长期稳定运行稻田养鸭模式，运行过程中不投放鸭饲料，鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等，鸭粪可作为有机肥料
还田。该稻田的水稻产量显著高于普通稻田，且养鸭还会产生额外的经济效益。若该稻田与普通稻田的秸秆均还田且其他影响因素相同，下列说法正确的是(　A　)
A．与普通稻田相比，该稻田需要施加更多的肥料
B．与普通稻田相比，该稻田需要使用更多的农药
C．该稻田与普通稻田的群落空间结构完全相同
D．该稻田比普通稻田的能量的利用率低
解析：根据生态系统物质循环的原理，由于该稻田水稻产量显著高于普通稻田，还有鸭产品输出（未投放鸭饲料），所以需要施加更多肥料以维持生态系统的稳定，A正确；该稻田是利用鸭和害虫、杂草的捕食关系，通过生物防治的方法控制害虫和杂草的，鸭取食害虫和杂草，所以需要使用的农药比普通稻田少，B错误；相对于普通稻田，鸭的增加，不仅增加了物种的数量，也改变了稻田中物种的种间关系，从而影响了群落的空间结构，因而此群落的空间结构比普通稻田的更复杂，C错误；该稻田水稻产量高，并收获了鸭产品，有更多的能量流向人类，所以能量利用率更高，D错误。
立体农业是利用群落的空间结构原理，为充分利用空间和资源而发展起来的一种农业生产模式。该模式是利用光、热、水、肥、气等资源，同时利用各种农作物在生育过程中的时间差和空间差，在地面地下、水面水下、空中以及前方后方同时或交互进行生产，通过合理组装，粗细配套，组成各种类型的多功能、多层次、多途径的高产优质生产系统，来获得最大经济效益。
情境练6
（总分：50分）
一、选择题（每小题5分，共15分）
1．（2025·湖北宜昌联考）我国早在西汉时期就出现了立体农业生产方式。所谓立体农业，就是充分利用群落的空间结构和季节性，进行立体种植、立体养殖或立体复合种养的生产模式。“板栗—茶树”结构和“稻—鱼—蛙”结构就是两个经典实例。下列叙述错误的是(　D　)
A．鱼和蛙在觅食过程中存在种间竞争关系，出现了部分生态位重叠的现象
B．板栗和茶树占据相对稳定的生态位时有利于其对环境资源的充分利用
C．立体农业充分利用空间和资源，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
D．“稻—鱼—蛙”立体结构中，鱼和蛙的粪便能够为水稻的生长提供能量
解析：鱼和蛙在同一水域觅食，它们可能会竞争相同的食物资源，如昆虫、小型水生生物等，从而形成生态位重叠，A正确；同一群落中的板栗和茶树占据着相对稳定的生态位，这有利于不同生物充分利用环境资源，B正确；立体农业充分利用空间和资源，利用种间关系、物种对生存环境的需求等进行合理搭配，可合理地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，C正确；粪便富含有机物，水稻是自养型生物，不能利用环境中现存的有机物中的能量，只能利用无机物，以光能作为能量来源，D错误。
2．（2025·湖南岳阳模拟）我国目前面临的生态危机，已经不单纯是环境污染问题，而是与人口问题、环境与资源破坏、能源短缺等问题结合在一起的“并发症”。解决这些问题，不但要重视对生态环境的保护，更要注重与经济、社会效益的结合，需要生态工程发挥作用，下列有关表述正确的是(　D　)
A．农村综合发展型生态工程实现了物质和能量的循环利用
B．在某矿区废弃地进行公园化建设时，需要在覆盖土壤后，尽量多地移植各种绿色植物
C．生态工程的原理都是一样的，所以各地在实施农村综合发展型生态工程时可按相同的模式建设
D．在湿地生态修复工程中，建立缓冲带主要是为了减少人类的干扰
解析：农村综合发展型生态工程实现了物质的循环利用与能量的多级利用，能量不能循环利用，A错误；在某矿区废弃地进行公园化建设时，由于矿区废弃地土壤条件贫瘠，要选择适应能力强的植被，即需考虑植被与土壤之间的协调，B错误；在实施农村综合发展型生态工程时，各地应根据当地的实际条件，因地制宜，不可按相同的模式建设，C错误；在湿地生态修复工程中，建立缓冲带主要是为了减少人类的干扰，使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能，D正确。
3．（2025·广东佛山开学考）广东拥有4 100多千米的海岸线，海洋生态资源丰富。近年来，广东沿海积极发展海洋牧场进行海洋渔业生产。某科研团队建立贝—鱼—藻复合生态系统，在贝类养殖区开展网箱养鱼，间养大型海藻，如图所示。下列有关叙述正确的是(　D　)
A．珠母贝可摄食有机碎屑和浮游动植物，属于消费者
B．鱼类的粪便和残饵均可为大型海藻的生长提供能量
C．碳循环指的是CO2在非生物环境和生物群落之间的循环流动
D．该生态养殖模式体现了循环原理，但需要不断进行物质投入
解析：由题图可知，珠母贝可取食有机碎屑，为分解者，也可摄食浮游动植物，为消费者，故其属于生态系统的消费者和分解者，A错误；从生态系统的成分和能量流动的角度分析，鱼类的粪便和残饵被分解者分解产生无机盐，无机盐为大型海藻提供营养物质，但是不能为大型海藻提供能量，B错误；碳循环指的是碳元素在非生物环境和生物群落之间的循环流动，C错误；该生态养殖模式体现了循环原理，但由于有产品的输出，为维持该生态系统的平衡，需要不断进行物质投入，D正确。
二、非选择题（共35分）
4．（10分）（2025·河南信阳质检）立体农业是利用群落的空间结构原理，为充分利用空间和资源而发展起来的一种农业生产模式。秧藕养鱼是一种池塘立体生态种养模式：水体的上层主要是以浮游植物为食物的鲢鱼，中层主要是以沉水植物为食的草鱼，底层主要是以软体动物为食的青鱼。某秧藕养鱼立体农业生态系统的能量流动如图，图中的英文字母表示能量（单位：kJ）。回答下列问题：
(1)图中字母d表示流向分解者的能量，植食性鱼类到肉食性鱼类的能量传递效率可表示为(c－n)÷b×100%，该生态系统的正常运行需要有机物的不断输入，原因是该生态系统输出及呼吸消耗的能量大于生产者固定的能量。
(2)不同种鱼在池塘中的分布体现了群落的垂直结构。群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这有利于不同生物充分利用环境资源（或提高生物利用环境资源的能力），是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果。
(3)沉水植物的“绿色”为草鱼提供了采食的信息，这表明信息传递在生态系统中的作用是调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。鱼塘的人工管理是十分重要的，若种植的莲藕数量过多，会造成鲢鱼减产，从种间关系的角度分析，原因是由于莲藕的竞争使浮游植物数量下降，鲢鱼的食物减少。
解析：(1)据题图分析，图中的d来自生产者和消费者的同化量，表示流向分解者的能量；能量传递效率为相邻两个营养级之间同化量的百分比，图示肉食性鱼类的同化量除了来自植食性鱼类外还有来自饲料的，因此植食性鱼类到肉食性鱼类的能量传递效率可表示为(c－n)÷b×100%，分析题意，该生态系统生产者固定的太阳能不足以供应输出及呼吸消耗的能量，因此需要有机物的不断输入。(2)水体的上层主要是以浮游植物为食的鲢鱼，中层主要是以沉水植物为食的草鱼，底层主要是以软体动物为食的青鱼，不同种鱼在池塘中的分布体现了群落的垂直结构；生态位是指一个物种在群落中的地位和作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这有利于不同生物充分利用环境资源，是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果。(3)沉水植物的“绿色”为草鱼提供了采食的信息，上述过程发生在不同生物之间，说明信息传递能调节生物的种间关系，维持生态系统的平衡与稳定；若种植的莲藕数量过多，会造成鲢鱼减产，从种间关系的角度分析，原因是莲藕的竞争使浮游植物数量下降，鲢鱼的食物减少。
5．（13分）（2024·山东泰安一模）我国南方地区推广的稻蟹共生系统是可持续性综合发展新模式，具体来说是在稻田中引入螃蟹种群后形成的以蟹、稻为主导的复合农田生态系统，实现了“一水两用、一地双收”，获得了良好的经济和生态效益。回答下列问题：
(1)中华绒螯蟹是杂食性动物，喜食水生杂草、昆虫、鱼等，对腐臭的动物尸体也很爱食。中华绒螯蟹在生态系统中所属的成分为消费者、分解者。不确定中华绒螯蟹的投放量，应根据食物网中的营养级，调查投放池塘中中华绒螯蟹上一营养级（或食物）的生物积累量。
(2)实验塘于6月份投放中华绒螯蟹蟹苗，10月份收获成蟹，调查各食物种类的生物量，结果如表：
10月份收获期各组分 生物量/(t·km-2·a-1)
稻田单作生态系统 蟹—稻复合生态系统
总生物量 8 674.90 25 123.66
水生杂草生物量占比 7.91% 5.81%
鱼类生物量占比 0.27% 0.12%
中华绒螯蟹生物量占比 — 0.20%
其他 59.56% 58.69%
水稻生物量占比 32.26% 35.18%
①加入中华绒螯蟹能（填“能”或“不能”）使能量更多地流向对人类有益的方向，你的判断依据是收获了中华绒螯蟹，水稻生物量增加。
②请从种间关系和物质循环的角度分析稻田引入中华绒螯蟹后，水稻生物量占比发生变化，可能的原因是中华绒螯蟹食用水生杂草，减弱水生杂草与水稻的竞争；食用腐臭的动物尸体，促进物质循环（每个角度至少答出一点）。
ABC(3)该生态系统的部分食物网如图所示，如果A的能量直接流到C的比例由1/3调整为1/2，能量传递效率按10%计算，则C获得的能量是原来的1.375倍。
(4)为提高中华绒螯蟹的产量，养殖人员往往会投放玉米碎屑等饵料，未被食用的饵料会随定期排放的废水进入周围水体，引发水体的富营养化。为实现生态效益和经济效应的双赢，请提出两条具体措施：定期适度捕捞中华绒螯蟹；对废水中饵料进行处理后再排放；按需投放饵料；定期合理投放幼蟹（选两条即可）。
解析：(1)中华绒螯蟹是杂食性动物，喜食水生杂草、鱼等动物，因此属于消费者，又由于其对腐臭的动物尸体也很爱食，因此也属于分解者。由于能量流动的特点是单向流动、逐级递减，一般来说，在输入某一个营养级的能量中，只有10%～20%的能量能够流到下一个营养级。因此要确定中华绒螯蟹的投放量，应该调查其上一营养级的生物积累量。(2)由表格可知，加入中华绒螯蟹后，蟹—稻复合生态系统中总生物量和水稻生物量占比相较之前都有所提升，并且同时可以获得0.20%的中华绒螯蟹，使能量更多地流向对人类有益的方向。水稻生物量占比发生变化可能的原因是中华绒螯蟹是杂食性动物，喜食水生杂草，减弱水生杂草与水稻的竞争，食用腐臭的动物尸体，可以促进物质循环。(3)A的能量直接流到C的比例由1/3调整为1/2，解题时从A出发，A的能量直接流到C的比例为1/3时，设A的能量为a，则C获得的能量为(1/3)a×10%＋(2/3)a×10%×10%＝6a/150；A的能量直接流到C的比例调整为1/2时，C获得的能量为(1/2)a×10%＋(1/2)a×10%×10%＝11a/200，即C获得的能量为原来的(11a/200)÷(6a/150)＝1.375（倍）。(4)为了避免水体富营养化，可以定期适度捕捞中华绒螯蟹；对废水中饵料进行处理后再排放；按需投放饵料；定期合理投放幼蟹。
6．（12分）（2025·安徽合肥模拟）合肥滨湖湿地森林公园，位于巢湖北岸，是中国第一个由退耕还林的人工林经过生态修复而建成的国家级森林公园。回答下列问题：
(1)湿地生态恢复工程是采用工程学和生态学措施相结合的方法，使受到干扰的湿地恢复，在湿地的周围还应建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰，使湿地依靠自我调节能力恢复其生态功能。
(2)将人工林修复成湿地森林公园，可以显著提高生态系统抵抗力稳定性，原因是生态系统物种多样性更高，营养结构更复杂。
(3)湿地被称为“自然之肾”，具有调节水循环和调节气候的功能，这体现了生物多样性的间接价值。
(4)焦姥河就是滨湖湿地森林公园生态修复的典型案例。焦姥河原是大张圩林区内的一条主水渠，修复之前，水源补给规模较小、沟塘湿地功能退化、水体自净能力弱。针对上述问题，公园建设过程中采取了一系列生态修复举措。比如，对原有河道进行疏浚清淤，恢复其水体流动性；引入以当地原有的睡莲、芦苇、荻草、螺蛳等为主的动植物进行修复；配套建成南淝河多级人工水质净化系统，每天为公园注入1～2万吨经过净化后的地表四类水，结合公园内已有的沟梁、池塘系统构建出多级人工湿地，园区整体水质得到净化和提升。
①建设人工湿地公园时，根据地形地貌分段规划，建成荷花带、芦苇带、观赏林带等，形成了群落的水平结构。
②睡莲能够吸收水体中的重金属，净化水质，睡莲从水体吸收并积蓄重金属，使其在机体内浓度超过环境浓度，称为生物富集，为了防止二次污染，要及时收割并无害化处理。种植的芦苇属于大型挺水植物，能够抑制藻类疯长，试从生态系统的物质和能量利用角度，分析其原因是从物质角度看，其可以与藻类竞争各种无机盐等营养成分；从能量角度看，其可以阻挡阳光，使藻类获得的光能不足。
③湿地修复选择净化能力强的多种水生植物体现了自生原理，此外还应考虑这些植物的生态位差异、种间关系等（答出一点即可），以使这些物种形成互利共存的关系。
解析：(1)湿地生态恢复工程就是采用工程学和生态学措施相结合的方法，使受到干扰的湿地得到恢复，在湿地的周围，还应建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰，使湿地依靠自我调节能力恢复其生态功能，这体现了自生原理。(2)生态系统物种数目越多，营养结构越复杂，自我调节能力越强，因此将人工林修复成湿地森林公园，可以显著提高生态系统抵抗力稳定性。(3)湿地被称为“自然之肾”，具有调节水循环和调节气候的功能，这属于生物多样性的间接价值。(4)①水平结构是指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布，根据地形地貌分段规划，建成荷花带、芦苇带、观赏林带等，形成了群落的水平结构。②睡莲能够吸收水体中的重金属，净化水质，由于睡莲从水体吸收并积蓄重金属，使其在机体内浓度超过环境浓度，称为生物富集。从物质角度看，挺水植物可以与藻类竞争各种无机盐等营养成分；从能量角度看，挺水植物有效阻挡阳光，使藻类获得的光能不足，从而能够抑制藻类疯长。③湿地修复选择净化能力强的多种水生植物体现了自生原理（由各种组分形成的整体可以自我维持），此外还应考虑这些植物的生态位差异、种间关系等，以使这些物种形成互利共存的关系。

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