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第37讲　群落的结构　群落的演替
　1.群落的结构特征(Ⅰ)　2.群落的演替(Ⅰ)　3.实验：(1)土壤中动物类群丰富度的研究
(2)探究水族箱(或鱼缸)中群落的演替
　群落的结构及种间关系
1．群落的概念与物种组成
(1)
(2)物种组成
①群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。
②丰富度
a．概念：群落中物种数目的多少。
b．常用统计方法：记名计算法和目测估计法。
2．群落的种间关系[连一连]
3．群落的空间结构
(1)图中群落空间结构的类型
图甲：垂直结构；图乙：水平结构。
(2)根据图示分析决定群落空间结构的主要因素
图甲：①植物分层：阳光。
②动物分层：栖息空间和食物条件。
图乙：地形的变化、土壤湿度、盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同以及人与动物的影响等。
在高山植物群落中，不同海拔地带的植物呈垂直分布主要是受温度的制约。
1．(必修3
P72资料分析改编)生态学家高斯为研究三种草履虫的种间关系完成如下实验，其中尾草履虫的食物主要是好氧细菌，大草履虫的食物主要是酵母菌，有关叙述正确的是(　　)
A．图甲显示双小核草履虫和尾草履虫混合培养后呈现捕食关系
B．图甲显示双小核草履虫和尾草履虫混合培养的结果对双方都有利
C．图乙中尾草履虫和大草履虫混合培养后在试管上部和下部的草履虫分别是尾草履虫、大草履虫
D．图乙中尾草履虫和大草履虫混合培养后体现了群落的水平结构
答案：C
2．(深入追问)科学家研究了我国从东北到海南的木本植物的丰富度，发现越靠近热带地区，单位面积内的物种越丰富，分析影响丰富度变化的主要环境因素是什么？
提示：温度。
突破1　群落种间关系的比较
关系名称
数量关系图
能量关系图
特点
举例
互利共生
数量上两种生物同时增加，同时减少，呈现出“同生共死”的同步性变化
大豆与根瘤菌
寄生
对宿主有害，对寄生生物有利，如果分开，则寄生生物难以独立生存，而宿主会生活得更好
蛔虫与人、噬菌体与侵染的细菌
竞争
两种生物生存能力不同，如图1所示；两种生物生存能力相同，如图2所示
牛与羊、农作物与杂草
捕食
数量上呈现出“先增加者先减少，后增加者后减少”的不同步性变化
狼与兔、青蛙与昆虫
突破2　群落的结构
(1)植物的垂直结构
结合图示分析：
上述影响植物垂直结构的主要因素是光照强度，光照强度总是随高度的下降而逐渐减弱。
(2)动物的垂直结构
形成的主要原因是植物为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件。
形成群落空间结构应注意的问题
(1)要有多个种群构成群落，如竹林中竹子只是一个种群，就不存在垂直结构和水平结构。
(2)各个种群间要形成不同的种间关系，如捕食、竞争等。通过各种不同的种间关系，使各个生物种群分别占据不同的空间，形成群落的空间结构。
(3)要存在形成分层现象的环境条件，如光照、温度、食物、栖息场所等。　
【感知考题】
(高考新课标全国卷Ⅰ改编)某种植物病毒V是通过稻飞虱吸食水稻汁液在水稻间传播的。稻田中青蛙数量的增加可减少该病毒在水稻间的传播。下列叙述正确的是(　　)
A．青蛙与稻飞虱是捕食关系
B．水稻与青蛙是竞争关系
C．病毒V与青蛙是寄生关系
D．水稻和病毒V是互利共生关系
[解析]　由题干信息可知青蛙与稻飞虱是捕食关系，A项正确、B项错误；植物病毒V是可寄生在水稻细胞内的病毒，因此病毒V与青蛙不是寄生关系，水稻和病毒V是寄生关系，C、D项错误。
[答案]　A
(1)下面甲、乙、丙三图中能正确表示青蛙与稻飞虱关系的是图乙。
(2)水稻与稻田某类杂草间的关系是竞争，繁殖季节稻田内鲈鱼吞食小鲈鱼的行为属于种内斗争。
(3)稻田从上至下反映出群落的垂直结构。
高分点拨——类题通法
巧辨三种种间关系曲线
(1)互利共生曲线——同步性变化(同增同减)。
(2)捕食曲线——不同步性变化的此消彼长(不会导致某种生物灭绝)；在捕食数量关系图中，捕食者与被捕食者的判断：
①依两条曲线的关系，捕食者随着被捕食者的变化而变化，如图中A先达到最多，B随后才达到最多，即曲线B随着曲线A的变化而变化，故B捕食A。
②依最大个体数，被捕食者的个体数通常多于捕食者，故由图中A的最大个体数多于B的，也可推出B捕食A。
(3)竞争曲线——看最终结果，一种数量增加，另一种数量下降甚至降为0，只要曲线中提示两种生物有共同的空间或食物，则必为竞争，竞争激烈程度取决于空间、食物的重叠范围。
【跟进题组】
命题1　群落种间关系分析
1．(2017·湖南五校联考)早在宋代，我国就产生了四大家鱼混养技术。如图表示某池塘中四大家鱼及其食物的分布，相关分析正确的是(　　)
A．四大家鱼在池塘中的分布具有垂直分层现象
B．此图表明四种鱼类在能量流动上的关系为鲢鱼→鳙鱼→青鱼
C．鲢鱼和鳙鱼、青鱼和草鱼在混合放养时都是互利共生关系
D．若浮游动物大量死亡，鲢鱼数量将以“J”型曲线持续增长
解析：选A。四大家鱼因捕食对象的不同而分布在池塘的不同水层，出现了垂直分层的现象；由图可知四大家鱼间不存在捕食关系，故不会出现鲢鱼→鳙鱼→青鱼的能量流动关系；鲢鱼和鳙鱼、青鱼和草鱼在混合放养时存在竞争的关系；若浮游动物大量死亡，则浮游植物会大量增加，从而引起鲢鱼的数量增加，但鲢鱼数量增加又会受到食物、空间等条件限制，故不能以“J”型曲线持续增长。
2．(2015·高考四川卷，7)某放牧草地有一些占地约1
m2的石头。有人于石头不同距离处，调查了蜥蜴个体数、蝗虫种群密度和植物生物量(干重)，结果见下图。下列叙述错误的是(　　)
A．随着蝗虫种群密度的增大，植物之间的竞争将会加剧
B．蜥蜴活动地点离石头越远，被天敌捕食的风险就越大
C．距石头的远近是引起该群落水平结构变化的重要因素
D．草地上放置适量石头，有利于能量流向对人类有益的部分
解析：选A。A项，随着蝗虫种群密度的增大，蝗虫捕食更多的植物，植物的数量和密度减少，故种间竞争会减弱。B项，蜥蜴活动地点离石头越远，其个体平均数越少，说明其被天敌捕食的风险越大。C项，距石头的远近影响了蜥蜴的数量，进而影响了蝗虫的种群密度，最终影响了植物生物量，所以距石头的远近是引起该群落水平结构发生变化的重要因素。D项，由题图可知，草地上放置适量石头能增加蜥蜴的数量，从而导致蝗虫种群密度下降和植物生物量增加，有利于能量流向对人类有益的部分。
命题2　群落的空间结构分析
3．(2017·通化模拟)以下关于群落的结构，理解不正确的是(　　)
A．竹林中竹子高低错落有致，其在垂直结构上有分层现象
B．动物在群落中垂直分布与植物的分层现象密切相关
C．淡水鱼占据不同的水层，出现的分层现象与各种鱼的食性有关
D．不同地段生物种类有差别，在水平方向上呈镶嵌分布
解析：选A。竹林中的所有竹子为同一物种，由于生长阶段不同而高低不同，所属范围为种群而非群落；动物在群落中垂直分布与食性及栖息场所有关，如森林中的鸟类：林冠层栖息着鹰、杜鹃，中层栖息着山雀、啄木鸟等；淡水鱼的分层与食性有关；不同地段的土壤性质、水分、温度、光照不同从而导致生物种类有差异，同一地段上种群密度也有差别，常呈集群分布或表现为斑块状镶嵌。
4．(2017·南京市高三模拟)如图为植物群落生长的分层现象，对此现象解释不正确的是(　　)
A．分层现象是植物群落与环境条件相互联系的一种形式
B．决定这种现象的环境因素除光照外还有温度和湿度等
C．种植玉米时，因植物群落分层现象的存在，所以要合理密植
D．在农业生产中可以充分利用这一现象，合理搭配种植作物品种
解析：选C。植物群落出现分层现象的原因主要与光照(森林)和温度(高山)有关，环境因素影响植物群落从而出现分层现象。充分利用植物群落生长的分层现象可以用来指导农业生产，比如玉米和大豆间种，能提高光能的利用率。一块田地中的玉米是一个种群，不存在群落特征，合理密植是为了削弱种内斗争以增加产量。
　以种间关系为依托，考查学生识图能力
5.某捕食者与其猎物种群大小随时间变化的关系如图所示。如果以捕食者数量为X轴、猎物数量为Y轴作图，则图形正确的是(　　)
解析：选D。由图可以看到捕食者和被捕食者(猎物)符合捕食关系的种群波动：猎物增加→捕食者增加→猎物减少→捕食者减少。只有图中D所示满足这种波动。
　群落的演替
1．概念：随着时间的推移一个群落被另一个群落代替的过程。
2．过程(以裸岩上的演替为例)：
3．群落演替的两种类型及差异
类型项目
初生演替
次生演替
起点
一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但被彻底消灭了的地方
原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方
时间
经历时间漫长
经历时间较短
影响因素
自然因素
人类活动较为关键
实例
沙丘、火山岩、冰川泥上的演替
森林砍伐地、弃耕农田上的演替
4．群落演替的特征
(1)方向：一定的方向性。
(2)能量：群落有机物总量增加。
(3)结构：营养结构变得复杂，物种多样性增加。
1．(必修3
P82基础题T4改编)一个湖泊生物群落经一系列演替后，可以变成森林生物群落，在演替过程中先有哪个阶段(　　)
A．沼泽　　　　　　　　
B．湿地
C．草原
D．森林
答案：A
2．(深入追问)如图表示某生物群落的演替过程：
(1)指出图中的群落演替类型。
提示：针阔混交林群落遭受泥石流等自然灾害而引起的群落演替属于初生演替；阔叶林群落经人工砍伐后的群落演替为次生演替。
(2)杂木植物群落演替成针阔混交林群落和阔叶林群落的主要原因是什么？
提示：环境条件不同。
1．群落演替的五大原因
(1)环境不断变化，为群落中某些物种提供有利的繁殖条件，而对另一些物种生存产生不利影响。
(2)生物本身不断进行繁殖、迁徙。
(3)群落内部由于生命活动造成内部环境改变。
(4)种内和种间关系不断发生变化。
(5)人类活动的干扰。
2．群落演替的方向和结果分析
(1)群落演替的方向
①自然条件下，群落的演替一般朝着物种多样化、群落结构复杂化、生态功能完善化的方向发展。
②最终的演替结果主要由演替地所处的气候条件决定。如在干旱的荒漠地区很难形成森林。
(2)群落演替的结果
①能量：总生产量增加，群落的有机物总量增加。
②结构：生物种类越来越多，群落结构越来越复杂。
③稳定性：演替是生物和环境反复相互作用，发生在时间和空间上的不可逆的变化，使抵抗力稳定性越来越高。
【感知考题】
(高考新课标全国卷Ⅰ改编)请回答关于群落演替的问题：
(1)在光裸的岩石上开始的演替和从森林被全部砍伐的地方开始的演替中，哪个属于初生演替，哪个属于次生演替？
(2)一般来说，若要演替到相对稳定的森林阶段，上述两个演替中次生演替所需的时间短，分析其主要原因。
(3)据调查，近5万年以来，某地区由于气候越来越干燥，森林逐渐被灌丛取代，这也是自然界存在的一种演替类型。近50年来，由于人类过度开垦，导致局部灌丛出现了荒漠化，该现象表明：与该地区具有的自然演替相比，人类的开垦活动使得该地区群落的演替速度__________(填“未发生改变”“变慢”或“变快”)，演替的方向____________(填“发生改变”或“未发生改变”)。
[答案]　(1)光裸的岩石上开始的演替为初生演替。从森林被全部砍伐的地方开始的演替为次生演替。
(2)形成森林需要一定的土壤条件，上述次生演替起始时即具备该条件，而从裸岩开始的演替要达到该条件需要漫长的时间。
(3)变快　未发生改变
高分点拨——类题通法
“二看法”区分初生演替和次生演替
【跟进题组】
命题1　群落演替的类型及趋势
1．(2015·高考全国卷Ⅰ，4)下列关于初生演替中草本阶段和灌木阶段的叙述，正确的是(　　)
A．草本阶段与灌木阶段群落的丰富度相同
B．草本阶段比灌木阶段的群落空间结构复杂
C．草本阶段比灌木阶段的群落自我调节能力强
D．草本阶段为灌木阶段的群落形成创造了适宜环境
解析：选D。草本阶段在群落演替过程中先于灌木阶段出现，随着群落演替的进行，生物的种类越来越多，即物种的丰富度逐渐增大，所以草本阶段和灌木阶段的物种丰富度不同，灌木阶段的物种丰富度较大，A项错误。随着群落演替的进行，群落的空间结构逐渐变得复杂，所以草本阶段的群落空间结构要比灌木阶段的群落空间结构简单，B项错误。草本阶段的物种丰富度小于灌木阶段，所以其营养结构比灌木阶段简单，自我调节能力比灌木阶段弱，C项错误。在群落演替过程中，前一个阶段能为后一个阶段创造适宜的环境，D项正确。
2．(2017·山东青岛模拟)如图表示两个群落的演替过程，下列叙述正确的是(　　)
A．甲可表示从森林被全部砍伐的地方开始的演替
B．若时间允许，甲定能演替到相对稳定的森林阶段
C．乙群落的演替也属于自然界存在的一种演替类型
D．第N年时，甲、乙的群落结构一定相同
解析：选C。甲表示初生演替，而从森林被全部砍伐的地方开始的演替为次生演替，A错误；若环境条件不利，即使时间允许，甲也不能演替到相对稳定的森林阶段，B错误；乙群落的演替也属于自然界存在的一种演替类型，C正确；第N年时，甲、乙的群落中物种丰富度相同，但甲、乙群落结构不一定相同，D错误。
关于群落演替理解的三个易错点
易错点1　演替并不是“取而代之”
[点拨]　演替过程中一些种群取代另一些种群，是一种“优势取代”而非“取而代之”，如形成森林后，乔木占据优势地位，但森林中仍有灌木、草本植物、苔藓等。
易错点2　演替是“不可逆”的
[点拨]　发生在时间和空间上的不可逆变化，但人类活动可使其不按自然演替的方向和速度进行。
易错点3　群落演替是一个漫长但并非永无休止的过程
[点拨]　当群落演替到与环境处于平衡状态时，就以相对稳定的群落为发展的顶点。
命题2　群落结构和群落演替的综合分析
3．(2017·湖南衡阳一模)将一荒地改建成(复合种植的)果园后，该地的昆虫种类和数量发生了很大的变化。下列有关叙述错误的是(　　)
A．果园中果树生长整齐，但该群落也有垂直结构
B．将荒地建成果园，说明人类的活动可以改变群落演替的速度和方向
C．该地植物种类和数量的变化，引起了昆虫种类和数量的变化，说明信息传递可以调节生物的种间关系
D．若各种昆虫之间的竞争、捕食等关系发生了变化，对果树的产量没有影响
解析：选D。果园中有各种生物，此群落存在垂直结构，A正确；人类活动往往可以改变群落演替的速度和方向，B正确；该地植物种类和数量的变化，引起了昆虫种类和数量的变化，说明信息传递可以调节生物的种间关系，C正确；若各种昆虫之间的竞争、捕食等关系发生了变化，可能对果树的产量有影响，D错误。
4．(2017·黄山模拟)某山区实施退耕还林之后，经数十年的演替发展为森林，图中甲、乙、丙分别表示群落演替的三个连续阶段中优势植物种群数量变化情况。下列说法正确的是(　　)
A．实施退耕还林等措施之后，对野生动植物种群不能进行开发利用
B．甲、乙、丙之间为竞争关系，第3阶段群落具有明显的垂直分层现象
C．演替中后一阶段优势物种的兴起，一般会造成前一阶段优势物种的消亡
D．该过程中，群落的物种丰富度和生态系统的恢复力稳定性会逐渐提高
解析：选B。实施退耕还林等措施之后，对野生动植物种群可进行有计划、适时地开发利用，A错误；由图可知，甲、乙、丙之间对资源的需求存在重合，所以是竞争关系，第3阶段群落具有明显的垂直分层现象，B正确；演替中后一阶段优势物种的兴起，只是优势取代，并非取而代之，C错误；在演替过程中，群落的物种丰富度和生态系统的抵抗力稳定性会逐渐提高，D错误。
　(实验13)土壤中小动物类群丰富度的研究
1．实验原理
(1)土壤不仅为植物提供水分和矿质元素，也是一些小动物良好的栖息场所。
(2)许多土壤动物身体微小且有较强的活动能力，可用取样器取样的方法进行采集、调查。
(3)丰富度的统计方法通常有两种：记名计算法和目测估计法。
2．实验流程
提出问题：如土壤中有哪些小动物？它们的种群密度是多少？
↓
制订计划：包括准备及取样、采集小动物、观察和分类、
统计和分析四个操作环节
↓
实施计划
↓
得出结论：不同群落的优势种是不同的，不同群落的物种丰富度是不同的。一般来说，环境条件越优越，群落发育的时间越长，物种越多，群落结构越复杂。
采集小动物所用到的仪器
(1)诱虫器(图1)
诱虫器中的电灯是发挥作用的主要装置，诱虫器利用土壤动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性，使土壤动物远离光源、热源。
(2)吸虫器(图2)
吸虫器中的纱布作用是防止将土壤小动物吸走，将其收集在试管中。
【感知考题】
(2017·安徽屯溪一中第二次月考)关于“土壤中小动物类群丰富度的研究”的说法，错误的是(　　)
A．对于无法知道名称的小动物，不可忽略，应记录下它们的特征
B．许多土壤小动物有较强的活动能力，可采用标志重捕法进行调查
C．利用小动物的避光避热性，可采用带灯罩的热光源收集土样中的小动物
D．可分别在白天和晚上取同一地块的土样，调查不同时间土壤中小动物丰富度
[解析]　统计土壤小动物丰富度的方法有记名计算法和目测估计法，对于无法知道名称的小动物，不可忽略，应记录下它们的特征，A正确；调查土壤小动物的丰富度常采用取样器取样法，B错误；一般来说，土壤小动物具有避光避热性，可采用带灯罩的热光源收集土样中的小动物，C正确；可分别在白天和晚上取同一地块的土样，调查不同时间土壤中小动物丰富度，D正确。
[答案]　B
高分点拨——类题通法
根据不同的研究对象选择不同的研究方法
(1)调查土壤中小动物类群丰富度可用“取样器取样调查法”。
(2)调查某种植物或活动范围较小的动物种群密度可以用“样方法”。
(3)调查活动范围较大的动物种群密度可用“标志重捕法”。
(4)研究培养液中的酵母菌种群数量变动可用“血细胞计数板计数法”。
【跟进题组】
1．(2017·湖北襄阳一模)土壤动物是土壤生态系统中的重要组成部分。对某一地区人工绿地、林地、农田3种不同类型土地的地下土壤动物群落进行了调查，结果见表。由表中数据分析可知，下列说法正确的是(　　)
样地
类群数
个体数
第1层
第2层
第3层
第1层
第2层
第3层
人工绿地
14
8
3
182
74
22
林地
13
7
4
190
92
18
农田
11
8
4
92
113
21
注：第一层为距地表0～5
cm；第二层为距地表5～10
cm；第三层为距地表10～15
cm。
A．各样地土壤中动物类群丰富度没有明显的差异
B．可用标志重捕法调查各样地土壤中动物类群数
C．人类活动对土壤动物的数量和分布没有影响
D．各土层中土壤动物种群数量增长曲线均为“S”型
解析：选A。各样地相同土层土壤动物丰富度差异较小，土壤动物类群丰富度没有明显的差异，A正确；土壤中动物丰富度的调查采用的是取样器取样法，B错误；人类活动对土壤动物的数量和分布有一定的影响，C错误；各土层中土壤动物种群数量受季节、气候等影响，并非均为“S”型增长，还会出现下降、波动，D错误。
2．在土壤中小动物类群丰富度的研究中，某小组设计的采集小动物的装置如图所示，正确的说法是(　　)
A．利用土壤动物的趋光、趋湿的特性
B．图示装置为吸虫器，适于采集身体微小的土壤小动物
C．金属筛网可以用多层纱布代替，阻止小动物向下移动
D．广口瓶中可加入体积分数为70%的酒精溶液或放置湿棉花
解析：选D。土壤动物一般具有避光趋湿的特性，A错误；图示装置为诱虫器，B错误；用金属筛网的目的就是为了让小动物向下移动，C错误。
[核心体系构建]
[填空]　①丰富度　②捕食　③垂直结构　④水平结构
⑤次生演替　⑥地衣阶段　⑦苔藓阶段
⑧森林阶段
[规范答题必备]
1.群落中的四种种间关系
(1)捕食：一种生物以另一种生物为食的种间关系。
(2)竞争：大多数的情况是一方占优势，另一方被淘汰。
(3)寄生：大都为一方受益，另一方受害。
(4)互利共生：两种生物共居一起，双方有利，一旦分离，双方都不能正常地生活。
2．群落的两种空间结构：垂直结构、水平结构。
3．群落演替的两种类型
(1)初生演替：发生在从来没有被植物覆盖的地方或植被被彻底消灭的地方。
(2)次生演替：发生在原有土壤条件基本保留，甚至保留植物种子或其他繁殖体的地方。
课时作业
1．(高考江苏卷改编)下列关于种群和群落的叙述，错误的是(　　)
A．一片草地上的所有灰喜鹊是一个灰喜鹊种群
B．可以用标志重捕法调查老房屋中壁虎的种群密度
C．一块地里的玉米，高低不齐，是群落的垂直结构
D．洪泽湖近岸区和湖心区不完全相同的生物分布，构成群落的水平结构
解析：选C。A项，生活在一定区域内的同种生物的所有个体称为一个种群。B项，标志重捕法适用于活动能力强、活动范围较大的动物，调查壁虎的种群密度可用标志重捕法。C项，一块地里的玉米不属于群落。D项，近岸区和湖心区属于不同地段，因水分和盐碱度的差异、光照强度的不同，往往分布着不同的生物种类，构成群落的水平结构。
2．(高考海南卷改编)某池塘中，某种成年鱼生活在底层，取食多种底栖动物，而该种鱼的幼体生活在水体上层，滤食浮游动物和浮游藻类。下列相关叙述错误的是(　　)
A．该种鱼的幼体与浮游动物具有竞争和捕食关系
B．该种鱼的发育阶段不同，其所处的生态位不同
C．底栖动物和浮游动物分层现象属于群落垂直结构
D．该种成年鱼及其幼体在水中的分布构成群落的垂直结构
解析：选D。据题意，该种鱼的幼体生活在水体上层，滤食浮游动物和浮游藻类，而浮游动物以浮游植物为食，该种鱼的幼体与浮游动物具有竞争和捕食关系，A正确；该种鱼的发育阶段不同，其食物结构可能发生变化，所以其所处的生态位也变化，B正确；底栖动物和浮游动物分层现象属于群落垂直结构，C正确；该种成年鱼及其幼体是同一物种不同发育阶段，在水中的分布属于种群的分布，D错误。
3．如图表示某地云杉林的形成过程。下列相关叙述，正确的是(　　)
A．该群落的演替属于初生演替，群落结构越来越复杂
B．在人为干扰下，可能发生⑤→①的动态变化，但不属于群落演替
C．该群落演替是群落内部因素和外界环境因素综合作用的结果
D．在⑤云杉林群落中有明显的垂直结构，没有水平结构
解析：选C。该群落的演替属于次生演替，A错；发生⑤→①的动态变化，也属于群落演替，B错；在⑤云杉林群落中既有明显的垂直结构也有水平结构，D错。
4．(2017·山东莱芜一中一模)下列有关生物群落演替的叙述中，正确的是(　　)
A．冰川泥、火山岩上进行的演替是初生演替，沙丘、弃耕的农田上进行的演替是次生演替
B．自然群落往往是向物种越来越多的方向演替，而且种间关系越来越复杂
C．群落演替的方向和速度不受人类活动的影响
D．演替达到相对稳定的阶段后，群落内物种组成不再变化
解析：选B。沙丘、冰川泥、火山岩上进行的演替是初生演替，弃耕的农田上进行的演替是次生演替，A错误；自然群落往往是向物种越来越多的方向演替，而且种间关系越来越复杂，B正确；人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行，C错误；演替达到相对稳定的阶段后，群落内物种组成仍然发生微小的变化，D错误。
5．(2017·西安市一模)在裸岩演替为森林的过程中，对群落演替的描述，不正确的是(　　)
选项
生态特征
发展期
成熟期
A
营养结构
简单
复杂
B
有机物总量
较少
较多
C
自我调节能力
强
弱
D
动物类群丰富度
较低
较高
解析：选C。在裸岩演替为森林的过程中，营养结构越来越复杂，生态系统的自我调节能力增强，抵抗力稳定性增大，动植物类群丰富度不断增加，由于植物光合作用增强，有机物总量不断增多。
6．(2015·高考海南卷，22)关于森林群落的叙述，错误的是(　　)
A．碳可在森林群落和无机环境之间进行循环
B．森林群落在垂直方向上没有明显的分层现象
C．互利共生、捕食和竞争等可以出现在森林群落中
D．群落中植物放出的氧气可被动物、植物及微生物利用
解析：选B。物质循环中碳、氮等元素在无机环境和生物群落之间往复循环，A正确；森林群落在垂直方向上有明显的分层现象，B错误；捕食、竞争、寄生、互利共生等种间关系在生物群落中普遍存在，C正确；群落中绿色植物释放出的氧气可被动物、植物及微生物等生物所利用，D正确。
7．图示某海岛珊瑚礁群落演替过程中鱼的种数、鱼的个体数及珊瑚礁体积的变化，下列叙述不正确的是(　　)
A．珊瑚礁群落的演替过程属于次生演替过程
B．珊瑚礁体积增加为鱼类生存提供了更复杂的空间
C．演替过程中鱼类丰(富)度逐渐增加并趋向稳态
D．演替过程中鱼的种数增加导致珊瑚礁体积下降
解析：选D。从曲线的起点来看，生物的种类不为零，因此珊瑚礁群落的演替过程属于次生演替过程；从图中可以看出，珊瑚礁体积增加，鱼类的种数和个体数增加，因此体积增大的珊瑚礁为鱼类生存提供了更复杂的空间；根据鱼类种数曲线可以看出，演替过程中鱼类丰(富)度逐渐增加并趋向稳态；鱼的种类与数量是随着珊瑚礁体积的变化而变化的，因果关系表述错误。
8．(2017·江西省重点中学联考)演替是一个漫长的过程，当一个群落演替到与当地的气候和土壤条件处于平衡状态时，演替就不再进行，并形成热带雨林、温带草原、苔原或沙漠等顶极群落。下列有关叙述不正确的是(　　)
A．与演替之初相比，顶极群落的结构更为复杂和稳定
B．形成哪种顶极群落与年平均气温和降雨量等气候条件密切相关
C．顶极群落一旦形成，将永远保持原状
D．热带雨林较草原、沙漠等群落的自我调节能力高
解析：选C。顶极群落若受到强烈的干扰，其群落可能发生改变；由于热带雨林较草原、沙漠等群落的营养结构复杂，故其自我调节能力较高。
9．下列关于种群和群落的叙述中，正确的是(　　)
A．种群的性别比例在一定程度上影响种群的出生率和死亡率
B．种群密度和群落的结构与生态因素没有密切关系
C．同种生物的发育阶段不同，其所处的营养级可能不同
D．种群内各种生物总是斗争激烈
解析：选C。种群的性别比例在一定程度上影响种群的出生率，但不影响死亡率，A错误；种群密度和群落的结构与生态因素密切相关，B错误；同种生物的发育阶段不同，其所处的营养级可能不同，例如有些营养级高的生物的幼体可能成为营养级低的生物的食物，C正确；种群内各种生物之间的关系也有种间互助，D错误。
10．南方某地的常绿阔叶林因过度砍伐而遭到破坏。停止砍伐一段时间后，该地常绿阔叶林逐步得以恢复。如表为恢复过程依次更替的群落类型及其植物组成，下列说法错误的是(　　)
演替阶段
群落类型
植物种类数(种)
草本植物
灌木
乔木
1
草丛
34
0
0
2
针叶林
52
12
1
3
针、阔叶混交林
67
24
17
4
常绿阔叶林
106
31
16
A.该地常绿阔叶林恢复过程中，群落演替的类型为次生演替
B．与针叶林相比，草丛中的动物分层现象较为简单，丰富度低
C．该地能恢复到第4阶段说明人类活动未影响自然演替的速度和方向
D．常绿阔叶林得以恢复与土壤条件、植物的种子等的保留有关
解析：选C。过度砍伐的森林发生的群落演替属于次生演替；随着群落的演替，群落的结构变得更为复杂，物种的丰富度逐渐增大，因此，与针叶林相比，草丛中的动物分层现象简单，丰富度低；表中群落演替的情况并没有反映出人类活动产生的影响。
11．如图是科学家研究种间关系的实验结果，请据图回答问题：
图1　两种草履虫单独和混合培养时的种群动态
(1)图1中在4～10天时，混合培养时双小核草履虫数量低于单独培养时的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
16天后大草履虫数量下降变为0的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
图2　大草履虫和袋状草履虫混合培养
(2)图2中两种草履虫混合培养的最终结果是
________________________________________________________________________
____________________。研究发现，混合培养时，大草履虫多生活于培养试管的中、上部，而袋状草履虫生活于底部，其分布体现了群落的______________结构。
(3)图中影响草履虫各种群数量变化的直接因素是__________________。
解析：(1)由图1可以看出，单独培养时，大草履虫和双小核草履虫的数量在一定范围内不断增长，并最终达到稳定；混合培养时，大草履虫的数量开始时上升，一段时间后开始下降并最终变为零，而双小核草履虫的数量先上升最后达到稳定，但没有单独培养时上升得快，说明两种草履虫之间为竞争关系，具体表现为对食物和空间等的竞争，竞争的结果是大草履虫被淘汰。(2)由图2可以看出，大草履虫和袋状草履虫混合培养，二者的数量都能达到最大值并保持稳定，说明两种群可以共存；两种草履虫在试管中的分布体现了群落的垂直结构。(3)出生率和死亡率、迁入率和迁出率是影响种群数量变化的直接因素，但本实验在人工培养条件下进行，没有迁入和迁出现象发生。
答案：(1)混合培养时，两种草履虫生活习性相似，导致对食物和空间等的竞争　随着两种草履虫数量的增加，竞争加剧，大草履虫在竞争中处于劣势，最终因无法获取食物而死亡　(2)两种群共存　垂直　(3)出生率和死亡率
12．如图表示两个群落演替过程中物种丰富度的变化，请回答以下问题：
(1)______可表示在火灾后森林上进行的演替，属于________演替。
(2)在同等的环境条件下，甲的演替速度比乙______、历时______。
(3)随演替的进行，生物种类会越来越多，群落结构越来越复杂；图甲中①②处的物种组成________(“相同”或“不同”)。
(4)若气候条件适宜，________群落可演替成森林，当与环境处于相对平衡状态时，仍存在动态变化。
答案：(1)甲　次生　(2)快　短　(3)不同　(4)甲、乙
13．(2017·佛山二模)下列有关群落的叙述，正确的是(　　)
A．物种组成是区分不同群落的重要特征
B．稻田中水稻长势无高矮差异，因此稻田群落没有垂直结构
C．人类活动决定群落演替的速度和方向
D．沙丘、火灾后的森林上进行的演替都是次生演替
解析：选A。群落的物种组成是区分不同群落的重要特征，A正确；稻田中水稻长势无高矮差异，但稻田群落具有垂直结构，B错误；人类活动只可影响群落演替的速度和方向，C错误；沙丘上进行的演替是初生演替，火灾后的森林上进行的演替是次生演替，D错误。
14．如图表示某地三种食虫蝙蝠觅食活动的时间分布曲线，下列叙述不正确的是(　　)
A．三种蝙蝠对夜间环境的适应是长期自然选择的结果
B．棕蝙蝠活动能力强，更适于长时间夜间活动
C．三种蝙蝠活动时间存在重叠，它们之间可能存在竞争关系
D．蝙蝠的夜间觅食能有效降低被许多天敌捕食的风险
解析：选B。由题图知，三种蝙蝠对夜间环境的适应是长期自然选择的结果，A正确；棕蝙蝠活动能力强，但持续时间较短，B错误；从活动时间上看，三种蝙蝠的活动时间重叠，可能捕食的是同一种昆虫，彼此之间可能存在竞争关系，C正确；蝙蝠的夜间觅食是躲避天敌的有效措施，是对环境适应的结果，D正确。
15．图1是裸露岩石上开始的群落演替过程，图2表示群落演替过程中植物的种数、植物的个体数与岩石体积的关系。请回答下列问题：
(1)图1所示的群落演替属于________(填“初生”或“次生”)演替。
(2)演替过程中，物种丰富度的变化为
________________________________________________________________________
____________；形成顶极群落后，在垂直方向上出现了明显的____________现象，动物分布出现这一现象的原因主要是__________________________。
(3)图2可看出植物的种数取决于
___________________________________________________________________的不同。
解析：(1)图1是裸露岩石上开始的群落演替过程，起始条件是一个从来没有被植物覆盖的地方，属于初生演替。(2)演替过程中，生物成分的组成由简单到复杂，物种丰富度的变化是逐渐增加并趋向稳定。形成顶极群落后，群落在垂直方向上有分层现象，表现出垂直结构，动物具有分层现象，主要是由食物条件和栖息空间造成的。(3)题图显示，演替过程中植物的种数增加时，岩石体积增大，植物种数随岩石体积的变化而变化。
答案：(1)初生
(2)逐渐增加并趋向稳定　分层　食物条件和栖息空间
(3)岩石体积第40讲　生态环境的保护
　1.人口增长对环境的影响(Ⅱ)　2.全球性的环境问题(Ⅰ)　3.生物多样性保护的意义和措施(Ⅱ)
　全球性生态环境问题
1．人口增长对生态环境的影响
(1)我国的人口现状与前景
①现状：人口出生率和自然增长率明显下降。
②前景
a．特点：人口基数大，我国人口仍将在较长的时期内持续增长。
b．目标：实现人口与经济、社会、环境和资源的协调发展。
(2)人口增长对生态环境的影响
①人均耕地减少，粮食需求量增加。
②自然资源被大量消耗。
③环境污染加剧。
2．全球性的环境问题
(1)列举环境问题
(2)不同环境问题产生的原因[连一连]
1．(必修3
P118资料分析改编)我国是一个人口大国，处理好人口增长和资源环境的关系更为重要，我国自16世纪以来，人口增长情况如表所示：
时间
1578
1764
1849
1949
1982
1995
2000
人(亿)
0.6
2.0
4.1
5.4
10.3
12.3
12.95
以下叙述错误的是(　　)
A．自16世纪以来，我国人口增长类似于“J”型增长
B．我国实行计划生育等政策来减缓人口的增长
C．我国人口增长将一直呈“J”型增长
D．人口激增为我国带来了很严重的环境问题
答案：C
2．(深入追问)根据教材P119图6—2人口增长和开垦土地之间关系，说明人口增长会给生态环境带来哪些压力？
提示：人口增长，人类需求增加，对资源开发利用加大，废弃物排放增多导致环境污染加剧。
1．人口增长规律与其他生物种群消长规律并不完全相同
(1)人是生物界中的一员，所以生物种群消长规律有适用于人口增长情况的一面。
(2)人不同于一般的生物：人具有发达和善于思维的大脑，具有制造工具和能动地调控人口增长以及能动地改造和保护自然的本领等。因此，人口增长规律又有其独有的特点，如实行计划生育。
2．水污染类型的判断技巧
(1)根据污染成因判断
①若由水中富含N、P等营养元素引起的污染，则为无机污染。
②若由水中富含有机物引起的污染，则为有机污染。
③若由重金属、农药进入食物链引起的污染，则为重金属、农药污染。
(2)根据危害结果判断
①若湖泊中表现为水华、水体缺氧、水生生物大量死亡，则为无机污染。
②若异养生物大量繁殖，使河水变黑发臭，则为有机污染。
③若较高营养级生物体内重金属、农药浓度高，则为重金属、农药污染。
【感知考题】
(2017·青海西宁调研)有关环境污染和破坏的叙述，正确的是(　　)
①造成温室效应的主要原因是煤、石油、天然气的大量燃烧
②造成臭氧层空洞的主要原因是人们大量使用氟氯烃制冷剂
③酸雨形成的主要原因是森林大量破坏
④水体富营养化、藻类大量繁殖，主要是由于有毒物质在生物体内的积累和浓缩
A．①②③④　　　　　　　
B．①②④
C．①②
D．②③④
[解析]　酸雨形成的主要原因是污染大气的二氧化硫等气体排放过多而使雨水的酸性增强。水体富营养化、藻类大量繁殖，主要是水体中N、P等矿质元素增多造成的。
[答案]　C
高分点拨——类题通法
水体富营养化产生机制
【跟进题组】
命题1　运用曲线分析人口增长问题
1.如图表示的是三种可能的人口增长曲线，有关分析错误的是(　　)
A．按生态学原理，世界人口增长应该表现为曲线a
B．若地球上人口的环境容纳量(K)为110亿，则全球最适的人口数量为55亿
C．资源或空间有限是曲线b与曲线a产生差别的主要原因
D．如果环境条件恶化下去，人口增长将表现为曲线c
解析：选A。按生态学原理，世界人口增长呈“S”型曲线，应该表现为曲线b；“S”型曲线具有K值，若K值为110亿，则K/2值是最适的人口数量，为55亿；“J”型曲线无K值，但在资源或空间有限时，人口增长呈“S”型曲线；如果环境条件恶化下去，人口增加到一定数量后又会逐渐减少，因此人口增长将表现为曲线c。
2．(2017·广东十校第一次联考)如图是反映人与环境关系的三种模式，下列对“环境容纳量”的理解，错误的是(　　)
A．曲线图中的环境容纳量是指生态系统对人口的最大承载能力
B．按照人与环境关系的理想程度高低排列，三种模式的顺序依次为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
C．据图可知人类能改造环境，使人口数量超越环境容纳量
D．现在的人口问题造成环境恶化，环境容纳量有下降的趋势
解析：选C。通过对人与环境关系的三种模式图的分析，很容易发现Ⅰ曲线是最理想的，可以说达到了人与自然的和谐相处；而Ⅱ、Ⅲ曲线表示当人类的数量超过“环境容纳量”时，环境就会对人类产生反作用，人类的数量会大幅度下降，特别是Ⅲ曲线表明的情况最严重。
命题2　环境污染与治理
3．(2017·河北邯郸模拟)随着城市化的发展，城市水污染问题日益突出。建立人工湿地公园是解决城市水污染的一种有效途径，如图是人工湿地处理城市污水的示意图。则下列有关说法正确的是(　　)
A．挺水植物芦苇在湿地边沿随地势高低分布不同，属于群落的垂直结构
B．流经该生态系统的总能量要大于该系统生产者所固定的太阳能
C．绿藻、黑藻可吸收城市污水中的有机物，并用于自身的光合作用
D．人工湿地净化污水时，体现了该湿地生态系统的恢复力稳定性
解析：选B。此处挺水植物芦苇为一个种群，其中不存在群落的结构，A错误；植物只可利用CO2和H2O等无机物进行光合作用，不可利用污水中的有机物进行光合作用，C错误；人工湿地生态系统净化污水时，体现了该湿地生态系统的抵抗力稳定性，D错误。
4．(2017·浙江温州月考)奶牛场每天排放大量的粪便、饲料残渣，如不处理会严重影响周边人、畜的饮水安全等。如图是某奶牛场废水处理流程图。请据图分析下列说法错误的是(　　)
A．废水流入厌氧池前，需经稀释处理，是为了防止微生物失水过多死亡
B．废水经处理后再排放符合可持续发展原则
C．输入此氧化塘的能量有太阳能和化学能，氧化塘前部的溶解氧含量比后部的多
D．氧化塘后部种植莲等挺水植物，有利于减少出水口处水中的浮游藻类，原因是挺水植物起遮光作用，影响浮游藻类的光合作用
解析：选C。由于从厌氧池流入氧化塘前部的水中含有机物，所以好氧菌分解有机物需消耗水体中较多的氧气，氧化塘后部有空气输入，且有水生植物进行光合作用释放氧气，所以氧化塘后部的溶解氧比前部的多。
处理污染水体、土壤常借助于微生物的分解作用——特别关注微生物代谢类型与环境的关系。
(1)用自养型微生物处理无机物污染，如富营养化问题的解决、重金属污染等。
(2)用异养型微生物处理有机物污染，如生活污水、农药等。
(3)用异养需氧型微生物处理时保证充足的空气——采用搅拌、通气等措施。
(4)用异养厌氧型微生物处理时保证厌氧环境——密封、池底沉积物等措施。
　结合生活实际考查“环保”
5．(2017·湖南长沙一中第一次月考)“低碳生活”和“低碳经济”正在成为全社会的共识，成为人们所期待的最为主导的生存和发展方式，以下关于“低碳”的说法不正确的是(　　)
A．“低碳经济”是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式
B．二氧化碳排放量过大容易导致地球出现温室效应
C．尽量减少塑料袋使用量，遏制白色污染是转向“低碳生活”的途径之一
D．“低碳”指大气中的二氧化碳浓度过低
解析：选D。“低碳”就是指生活作息时要尽力减少二氧化碳的排放量，从而降低大气中CO2的浓度，D错误。
　生物的多样性及其保护
1．生物多样性的构成：生物圈内所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统。
2．生物多样性的层次：基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。
3．生物多样性的价值
(1)食用、药用、文学艺术创作：直接价值。
(2)调节气候、涵养水源：间接价值。
(3)未发现尚不清楚的价值：潜在价值。
4．保护生物多样性的措施
(1)就地保护。
(2)易地保护。
(3)利用生物技术对濒危物种的基因进行保护。
(4)加强立法、执法和宣传教育。
5．可持续发展
(1)内涵：追求的是自然、经济、社会的持久而协调的发展。
(2)实现措施
①保护生物多样性。
②保护环境和资源。
③建立人口、环境、科技和资源消费之间的协调与平衡。
1．(必修3
P125思考与讨论改编)下列有关生物多样性的叙述，错误的是(　　)
A．共同进化导致生物多样性的形成
B．森林能调节气候属于生物多样性的直接价值
C．生物多样性的间接价值明显大于直接价值
D．生物多样性包括物种多样性、基因多样性和生态系统多样性
解析：选B。森林能调节气候属于生物多样性的间接价值，B错误。
2．(深入追问)森林不仅可以吸收CO2放出O2，还具有调节气候、涵养水源、保持水土、净化空气、消除噪声等功能。这说明生物多样性具有哪一方面的使用价值，其含义是指什么？
提示：间接价值；对生态系统起到重要的调节功能。
突破1　生物多样性的三个层次
突破2　生物多样性的成因
(1)从分子水平上看
　　―→生物性状多样性
(2)从进化角度看
物种多样性与生态系统多样性，主要是生物的不定向变异与定向的自然选择在进化过程中共同作用的结果。
突破3　外来物种入侵
(1)概念：外来物种入侵指某物种从它的原产地，通过一定的途径迁移到新的生态环境的过程。人们把新侵入的带来严重经济损失、对社会和生态系统带来严重危害的外来种，称为侵入种。
(2)侵入种的危害
①造成严重的生态破坏和生物污染。侵入种入侵后，生长难以控制，对生态系统造成不可逆转的破坏，造成严重的生物污染。
②导致生物多样性丧失。侵入种通过压制或排挤本地物种，形成单优势种群，危及本地物种的生存，导致某些本地物种消失。
③生态灾害频繁发生。侵入种在适宜的生态和气候条件下，疯狂生长，生态灾害频繁发生，对农林业造成严重的损害。
(3)外来物种入侵引发生态危机的原因
①占据空的生态位。
②侵入种具有顽强生命力，传播能力强，一旦侵入，能迅速传播蔓延开来，在短时期内种群呈“J”型增长。
③迁入地环境条件适宜。
④缺少天敌的控制(自然选择使入侵地无该外来种的天敌)。
(1)就地保护和易地保护两种方法中保护的对象不同：就地保护除了保护区域内的物种，还应保护相应的生态环境，而在物种生存的环境遭到破坏，不再适于物种生存后，就只能实行易地保护。
(2)外来物种的入侵不一定会引起本地物种数目的增加：如果入侵的物种对当地生物的生存是不利的，则会引起本地物种数目锐减。
【感知考题】
(2015·高考江苏卷，14)下列关于生物多样性的叙述，正确的是(　　)
A．生态系统多样性是物种多样性的保证
B．各种中药材的药用功能体现了生物多样性的间接价值
C．大量引进国外物种是增加当地生物多样性的重要措施
D．混合树种的天然林比单一树种的人工林更容易被病虫害毁灭
[解析]　A项，生态系统多样性是生物多样性的基础，保护物种多样性和基因多样性都要从保护生态系统的多样性出发。B项，各种中药材的药用功能体现了生物多样性的直接价值，间接价值是指其生态功能。C项，国外物种的引进要谨慎，以免造成外来物种入侵，大量引进更不可取，易破坏当地的生态平衡，降低当地生物的多样性。D项，天然林的物种多样性更丰富，抵抗力稳定性较人工林强，不易受到病虫害影响。
[答案]　A
分析下列对应关系正确的是①③。
①
班上同学中，有人是双眼皮，有人是单眼皮
遗传多样性
②
美国纽约市的居民中有白人、黑人和黄种人
物种多样性
③
江苏境内除了有平原外，还有丘陵、湖泊和沼泽等
生态系统多样性
④
校园中既有开黄花的菊花，也有开红花的玫瑰等
遗传多样性
高分点拨——类题通法
分析“多样性”的方法
(1)从DNA分子方面分析：每个DNA分子中四种脱氧核苷酸的排列顺序千变万化，这是生物多样性的根本原因。
(2)从蛋白质方面分析：①氨基酸的种类、数量、排列顺序不同；②肽链的空间结构多样，这是生物多样性的直接原因。
(3)从细胞方面分析：生物多样性是变异和基因选择性表达的结果。
(4)从物种方面分析：生物多样性是生物进化和自然选择共同作用的结果。
(5)从生态系统方面分析：生物多样性是生物与生存环境共同作用的结果。
【跟进题组】
命题1　生物多样性的原因及使用价值的分析
1．(2017·江苏扬州中学月考)下列有关生物多样性的叙述，错误的是(　　)
A．生物多样性是指在一定时空中所有物种及其基因和生态系统的总称
B．生物多样性的形成是生物与生物之间、生物与无机环境之间共同进化的结果
C．自然保护区具有科研、科普、旅游等功能，体现生物多样性的间接价值
D．建立自然保护区、风景名胜区等就地保护是保护生物多样性最有效的措施
解析：选C。自然保护区的科研、科普、旅游功能，体现生物多样性的直接价值，C错误。
2．下列关于生物多样性及其价值的说法，正确的是(　　)
A．所有的生物及其生态系统构成了生物的多样性
B．外来物种的入侵能够增加生态系统的多样性
C．行道树可以吸收灰尘属于生态系统的间接价值
D．保护生物多样性就是要禁止开发和利用自然资源
解析：选C。生物圈内的全部生物及它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统共同构成了生物多样性，A项错误。外来物种的入侵可能会破坏当地生态系统的稳定性，使当地生物种类减少，降低生物多样性，B项错误。生物多样性的间接价值即其发挥的生态功能，行道树吸收灰尘属于其发挥的生态功能，C项正确。保护生物多样性的目的是反对盲目地、掠夺式地开发利用自然资源，而不是禁止开发和利用自然资源，D项错误。
易错点1　混淆“物种”和“种群”，“种群多样性”的说法不妥
[点拨]　一个物种可以包括很多种群，生物多样性强调的是物种的多样性。
易错点2　混淆“引进物种”和“入侵物种”
[点拨]　引进物种和入侵物种不完全一致：引进物种不一定都会破坏生态环境，如玉米、马铃薯等对人们生产生活有利的物种也是引进物种；人们一般把在新侵入地造成严重经济损失，对社会和生态环境造成严重危害的外来物种才称为入侵物种。
命题2　结合实例分析生物多样性的利用和保护
3．下列关于江苏省境内发生的几个生态事件的叙述，错误的是(　　)
A．互花米草原产美洲，引入到江苏沿海等地种植后迅速扩散并改变了滩涂生物多样性，属于生物入侵
B．克氏原螯虾(小龙虾)原产美洲，经由日本引入南京地区后迅速扩散，对农田有一定危害，但成为餐桌上的美味，不属于生物入侵
C．麋鹿原产我国，但后来在国内绝迹，从欧洲引入并在大丰境内建立自然保护区实行迁地保护
D．丹顶鹤在我国东北等地繁殖，迁徙到江苏沿海滩涂越冬，在盐城建立自然保护区实行就地保护
解析：选B。生物入侵是指某种生物从外地自然传入或人为引种后成为野生状态，并对本地生态系统造成一定危害的现象。互花米草引入到江苏沿海等地后，在与本地物种的竞争中占优势，使本地的生物多样性受到威胁，A项正确；小龙虾由日本引入后，在与本地生物的竞争中占优势而大量繁殖并迅速扩散，属于生物入侵，B项错误；麋鹿原产我国，在国内绝迹后，从欧洲引入并在大丰境内建立自然保护区保护起来，属于迁地保护，C项正确；盐城的丹顶鹤自然保护区是在其越冬地进行的就地保护，D项正确。
4．(2016·高考江苏卷，20)为修复长期使用农药导致有机物污染的农田，向土壤中投放由多种微生物组成的复合菌剂。下列相关叙述中错误的是(　　)
A．加入菌剂可增加土壤中的物种多样性，提高土壤生态系统的稳定性
B．该菌剂减少了残留农药进入农作物，一定程度上阻碍了土壤中的物质循环
C．土壤有毒物质的减少有利于增加农田动物的种类，降低害虫的优势度
D．农药降解菌具有分解农药的特殊代谢途径，体现了基因多样性的应用价值
解析：选B。向土壤中投放由多种微生物组成的复合菌剂，可增加土壤中的物种多样性，从而提高土壤生态系统的稳定性，A项正确；该菌剂可加快有机物的分解，减少了残留农药进入农作物，在一定程度上促进了土壤中的物质循环，B项错误；土壤有毒物质的减少有利于增加农田动物的种类，使营养结构更复杂，从而降低害虫的优势度，C项正确；每个物种都是一个独特的基因库，农药降解菌具有分解农药的特殊代谢途径，体现了基因多样性的应用价值，D项正确。
　人与自然和谐统一的思想
5．在漫长的历史时期内，我们的祖先通过自身的生产和生活实践，积累了对生态方面的感性认识和经验，并形成了一些生态学思想，如：自然与人和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识，下列说法错误的是(　　)
A．生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律
B．若人与自然和谐统一，生产者固定的能量便可反复利用
C．“退耕还林、还草”是体现人与自然和谐统一思想的实例
D．人类应以保持生态系统相对稳定为原则，确定自己的消耗标准
解析：选B。生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律，人类活动应遵循自然规律，A项正确；生态系统的能量是单向流动、逐级递减的，不可反复利用，B项错误；“退耕还林、还草”体现了人与自然的和谐统一，C项正确；人类消耗会给生态环境带来压力，过度消耗会破坏生态系统的稳定性，D项正确。
[核心体系构建]
[填空]　①可持续发展　②直接价值　③间接价值　④潜在价值　⑤基因多样性　⑥物种多样性　⑦生态系统多样性　⑧就地
⑨易地
[规范答题必备]
1.我国人口的两个现状
(1)出生率和自然增长率明显下降。
(2)由于我国人口基数大，人口仍将在较长时期内持续增长。
2．我国控制人口数量的基本国策：计划生育。
3．全球性七大生态环境问题：全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、酸雨、土地荒漠化、海洋污染和生物多样性锐减。
4．生物多样性的三个层次
基因多样性→物种多样性→生态系统多样性。
5．生物多样性的三种价值：潜在价值、间接价值、直接价值。
6．生物多样性的四种保护措施：就地保护、易地保护、利用生物技术保护、加强教育和法制管理。
课时作业
1．(2017·合肥模拟)粮食问题一直备受关注，当前国际粮价上涨，有的国家出现缺粮的现象。为了解决粮食生产和环保问题，实现农业可持续发展，下列措施可行的有(　　)
①合理开发海洋，寻找新的粮食资源
②开荒种地，围湖造田，扩大粮食种植面积
③控制人口增长，使人与自然和谐发展
④利用现代生物技术培养高产作物品种
⑤多用农药、化肥提高作物产量
A．①②③　　　　　　　
B．①③④
C．②③⑤
D．①②⑤
解析：选B。开荒种地和围湖造田会导致水土流失和洪水泛滥，故②不可行；化肥会造成江河及地下水源污染，破坏土壤结构和影响人类健康，农药对环境会造成污染，影响人体健康，对害虫的天敌和其他生物有杀伤作用，而且使害虫抗药性增强，故⑤不可行。为了解决粮食生产和环保问题，实现农业可持续发展，应合理开发海洋，寻找新的粮食资源，控制人口增长，使人与自然和谐发展，利用现代生物技术培养高产作物品种等，故①③④可行。
2．(2017·北京朝阳一模)黄花刺茄是具有很强的耐贫瘠和耐干旱特性的草本植物，原产北美洲，我国于1981年首次发现该物种入侵，目前已在多省区有分布，对本地物种造成危害。以下叙述正确的是(　　)
A．黄花刺茄可以增加入侵地的物种多样性，提高生态系统的生态功能
B．在荒地、路边、弃耕地、过度放牧的草地，黄花刺茄均可取得优势地位
C．控制黄花刺茄的方法主要有化学防治和人为铲除，化学防治最好
D．导致黄花刺茄在入侵地呈“J”型增长的主要原因是其基因发生了突变
解析：选B。因为没有天敌，黄花刺茄的入侵会使入侵地的物种多样性降低，生态系统的抵抗力稳定性下降，A错误；为了减少对环境的污染，对黄花刺茄的控制最好使用生物防治，C错误；黄花刺茄在入侵地呈“J”型增长的主要原因是条件适宜，缺少天敌，D错误。
3．下列与图示相关的叙述正确的是(　　)
A．图甲所示为次生演替，群落的演替速度不受人类活动的影响
B．图甲所示群落的演替过程，可以发生在任何陆地区域
C．若图乙表示城市生态系统中的生物量(有机物总量)组成，则流经该生态系统的总能量几乎全部来自该生态系统中植物固定的太阳能
D．若图丙表示生态系统的碳循环，则C和E在其中的作用最为关键
解析：选D。图甲所示为初生演替，群落演替的速度和方向会受人类活动的影响，A错误；环境条件适宜时群落才可演替为森林，B错误；流经城市生态系统中的能量大都来自于其他生态系统的化学能(蔬菜、粮食等)，C错误；图丙表示生态系统的碳循环，C是生产者，D是大气中的CO2库，A、B是消费者，E是分解者，生产者和分解者是生态系统中最为关键的成分，D正确。
4．(2017·江苏苏北四市二模)在生态环境的研究、保护过程中，下列方法与目的不相符的是(　　)
A．建立盐城丹顶鹤自然保护区，主要是防止滩涂被破坏
B．利用昆虫信息素诱捕有害昆虫，可降低有害昆虫的种群密度
C．建立濒危动物精子库，有利于保护濒危动物的基因多样性
D．建立缓冲带，减少人类干扰，使被破坏的湿地依靠自然恢复
解析：选A。建立盐城丹顶鹤自然保护区主要是保护丹顶鹤等珍稀野生动物及其赖以生存的栖息地，A符合题意。
5．(2017·山东青岛一模)朱鹮是全世界最为珍稀的濒危鸟类之一。1981年在陕西洋县朱鹮被重新发现时仅有7只，我国随即开展了保护和拯救工作，并在洋县建立了自然保护区。请分析回答相关问题：
(1)我国对朱鹮开展的这种保护属于________。决定朱鹮种群数量变化的因素是
________________________________________________________________________。
(2)经过不断研究和努力，我国对朱鹮的人工繁育取得了突破性进展。目前统计朱鹮种群数量有2
200只，若朱鹮每繁殖一代种群数量比原来增加m倍，则在此条件下繁殖n代以后，朱鹮的种群数量为________。
(3)如图为保护区内沼泽地生态系统的主要食物链，处于第二营养级的生物有
________________________________________________________________________。
若有750
kg浮游植物，最多能使朱鹮增重________kg，朱鹮摄食同化的碳主要通过____________(生理过程)释放到无机环境中。
(4)在繁殖期朱鹮主要通过“炫耀”的方式寻求配偶，这属于信息传递中的________信息；而另一种珍贵鸟类褐马鸡却以生死搏斗的方式争夺配偶，这将会导致褐马鸡种群____________________，生物发生进化。
解析：(1)建立自然保护区属于就地保护；决定种群数量变化的因素是出生率和死亡率(迁入率、迁出率)。(2)根据题意，朱鹮的初始数量为2
200只，每繁殖一代种群数量比原来增加m倍，则n代以后，朱鹮的种群数量是2
200×(1＋m)n。(3)分析食物网，处于第二营养级的生物有小鱼、浮游动物和泥鳅；若有750
kg浮游植物，计算朱鹮增重的最大值，能量传递效率应取最大传递效率20%，食物链取最短食物链，因此朱鹮最多增重为750×20%×20%＝30
kg。(4)种群进化的实质是基因频率的改变。
答案：(1)就地保护　出生率、死亡率(迁入率、迁出率)
(2)2
200×(1＋m)n
(3)浮游动物、小鱼、泥鳅　30　自身的呼吸作用
(4)行为　基因频率的(定向)改变
6．(2017·北京西城区模拟)研究发现，每升天然水中含0.01毫克汞或者0.1毫克的杀虫剂，就会对人体造成危害。某研究小组开展了某湖泊中环境问题的研究，他们首先选取了该湖泊中5种不同的生物A、B、C、D、E，并对其进行消化道内食物组成的分析；然后又请当地湖泊研究所的专家对这5种生物体内2种污染物的含量进行了测定，如表所示。分析回答下列问题：
生物种类
消化道内食物组成
千克体重污染物含量/mg
汞
某种杀虫剂
A
鱼(甲)
鱼(乙)
78
96
B
河蚌
水蚤、小球藻
25
57
C
小球藻
/
3
5
D
鱼(乙)
水蚤
10
31
E
水蚤
小球藻
5
15
(1)表中生物可能形成的食物链(网)为
________________________________________________________________________，
河蚌(B)和水蚤(E)的关系是
________________________________________________________________________。
(2)若C中的能量不变，将B的食物比例由C∶E＝1∶1调整为2∶1，能量传递效率按10%计算，该生态系统传递给B的能量是原来的________倍。
(3)如图为该湖泊生态系统参与碳循环的示意图，甲、乙、丙、丁代表生态系统的4种成分，图中以CO2形式流动的是________(填序号)，①的生理作用主要是________，该生态系统中丙的成分为________。
(4)分析上表，你认为这一湖泊面临的主要环境问题是什么？
________________________________________________________________________。
针对这一问题，你将提出什么样的保护或改善建议？
________________________________________________________________________。
解析：(1)先确定小球藻为生产者，再根据消化道中的食物组成确定消费者的类型(初级，次级……)，最后写出具体的食物链(网)。(2)B的食物比例C∶E＝1∶1时，设B中的能量为x，则需要C的能量为1/2x÷0.1＋1/2x÷0.1÷0.1＝55x；B的食物比例C∶E＝2∶1时，设B中的能量为y，则需要C的能量为2/3y÷0.1＋1/3y÷0.1÷0.1＝40y；根据题意C中的能量不变，则55x＝40y，y/x＝1.375。(3)据图可知甲为生产者，乙为消费者，丙为分解者，丁为大气中的CO2库。①过程为生产者的光合作用，②为生产者的呼吸作用。①②是以CO2形式循环的，消费者的呼吸作用和分解者的分解作用均以CO2的形式进入大气中，即⑥和⑤以CO2的形式进入大气中。(4)根据表格所示，污染物为重金属离子(汞)和杀虫剂。可以从源头上、污染后的处理方法等方面考虑。此小题为开放性的问题，只要合理即可。
答案：(1)　捕食和竞争　(2)1.375
(3)①②⑤⑥　光合作用　分解者
(4)重金属离子(汞)和杀虫剂污染　防止重金属离子、杀虫剂等有害物质进入水体
1.命题内容主要表现在对生态系统的结构和功能，以及环境保护、资源的可持续发展上。
2．命题思路常以某一生态系统案例为背景，主要考查对食物链、食物网的分析和计算，生态系统能量流动的特点和计算，物质循环途径，提高生态系统稳定性和环境保护的主要措施等知识。
【通关集训】
1．生物学知识对于渔业有重要的指导意义。回答下列问题：
(1)进行捕鱼作业后，维持剩余鱼群的种群数量在________左右，可以使种群数量快速恢复，使用网眼较大的渔网，是为了使捕鱼后种群的年龄组成呈________型。
(2)不同种类的鱼分布在水域的不同深度，这体现了群落空间结构的________结构。
(3)在池塘内大量养殖鱼类时，通常需要投放饵料，此时，流经池塘生态系统的总能量是
________________________________________________________________________。
塘底的淤泥可作为优质肥料，这是因为淤泥在________的作用下，含有大量含氮、含磷的无机物，促进植物生长。
(4)若水域只养殖单一的草食性鱼类，不能充分利用水域空间，可以投放掠食性鱼类加以补充。此时，该水域生态系统的________稳定性升高。若水域被一些生活污水污染，一段时间后恢复清澈，说明生态系统具有一定的________________。
答案：(1)K/2　增长
(2)垂直
(3)生产者固定的太阳能和饵料中的化学能　分解者
(4)抵抗力　自我调节能力
2．研究小组对某草原生态系统进行了调查，并对不同生物消化道内食物组成进行了分析，结果如表所示。请分析回答下列问题：
食物捕食者
植物
杂食性鸟
野兔
老鼠
虫
蛙
蛇
杂食性鸟
60%
40%
野兔
100%
老鼠
100%
虫
100%
蛙
100%
蛇
60%
40%
鹰
10%
30%
40%
20%
(1)请根据表中数据绘出该生态系统的食物网________。该生态系统食物网中同时具有捕食和竞争关系的生物是__________________________。
(2)若相邻营养级间能量传递效率为20%，则蛇增重10
kg
需消耗植物________kg。在鹰获得能量的渠道中，能量利用率最低的食物链是
________________________________________________________________________。
(3)该生态系统中老鼠的种群密度是由
________________________________________________________________________
决定的，可通过________________调查老鼠的种群密度，在2
hm2范围内，第一次捕获并标记40只老鼠，第二次捕获30只，其中有标记的15只，该种群密度是________只/hm2。若标记的部分老鼠能主动逃避陷阱，这样会导致种群密度估算结果________。对捕获的老鼠进行性别比例调查，发现其雌雄比例稍大于1，该性别比例________(填“有利”或“不利”)于种群增长。
(4)鼠害是造成草原沙化的一个重要原因，科研人员每隔一定距离设置适宜高度的T型树桩，为肉食性猛禽——鹰提供栖息场所。设桩一段时间后，测得草原中老鼠种群密度的变化如图所示。
与曲线1相比，曲线2所示环境中鹰的密度________________。若在草原上合理植树可控制鼠害，从而帮助人们合理地调整该生态系统中的________关系，使人们从中获益更多。
解析：(1)根据表中数据和食性关系可绘制出该生态系统的食物网(见答案)。由绘制的食物网可知，鹰捕食蛇，蛇和鹰都捕食老鼠，杂食性鸟捕食虫，虫和杂食性鸟都捕食植物，所以蛇与鹰之间、虫与杂食性鸟之间同时存在捕食和竞争关系。(2)能量流向蛇的食物链有两条，即植物→虫→蛙→蛇→鹰、植物→老鼠→蛇→鹰。由表格数据可知，蛇获得的能量有60%来自老鼠，40%来自蛙，若相邻营养级间能量传递效率为20%，则蛇增重10
kg需消耗植物10×60%÷20%÷20%＋10×40%÷20%÷20%÷20%＝650
kg。能量流动的特点是单向流动、逐级递减，因此在猫头鹰获得能量的渠道中，能量利用率最低的食物链为最长的食物链，即植物→虫→蛙→蛇→鹰。(3)该生态系统中老鼠的种群密度是由出生率和死亡率决定的，可用标志重捕法调查老鼠的种群密度。在2
hm2范围内，根据标志重捕法的计算公式40/N＝15/30，得N＝80(只)，因此，种群密度是40只/hm2。若标记的部分老鼠能主动逃避陷阱，则会使N值偏大。性别比例通过影响出生率来影响种群数量，雌雄比例稍大于1，有利于种群增长。(4)由图可知，曲线1、曲线2分别是在每隔100
m和每隔200
m设桩的条件下得到的，与曲线1相比，曲线2对应的桩之间的距离更大，即为鹰提供的栖息场所少，这样鹰的密度会更小。通过合理植树控制鼠害，可以合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分，使人们从中获益更多。
答案：(1)　蛇与鹰、虫与杂食性鸟　(2)650　植物→虫→蛙→蛇→鹰　(3)出生率和死亡率　标志重捕法　40　偏大　有利　(4)更小　能量流动
3．图1是碳循环模式图，图中甲、乙、丙、丁表示生态系统的成分，图2为某草原生态系统中食物网示意图。请据图回答下列问题：
(1)图1中碳循环在生物群落和无机环境之间进行的桥梁是指________，其中④代表
________________________________________________________________________。
(2)图1中②⑤过程中碳的传递形式分别是________、________。
(3)图2中若人获得2.46×108
kJ的能量，且食草昆虫和鼠同化的总能量是1.3×108
kJ，则草固定的总能量至少为________kJ。
(4)据图2从理论上分析，若蛇取食鼠的比例由1/4调整到3/4，调整后蛇体重增加1
kg，人能比原来多增重________kg(能量传递效率按20%计算)。
答案：(1)甲、丙　光合作用和化能合成作用
(2)CO2　含碳有机物
(3)6.8×109　(4)2
4．(2017·合肥高三质检)某小型湖泊生态系统的能量流动情况调查结果如表[表中甲、乙、丙、丁为不同营养级。GP为同化量，R为呼吸消耗量。单位为102
kJ/(m2·a)]：
GP
X
R
甲
12.6
2.9
9.7
乙
838.2
166.0
672.2
丙
0.9
0.4
0.5
丁
105.0
38.8
66.2
分解者
184.5
23.8
160.7
请分析表格回答下列问题：
(1)表格中X的含义是
________________________________________________________________________。
该生态系统初级消费者到次级消费者的能量传递效率是________，上一营养级的能量不能100%流入下一营养级，原因在于
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)流经该生态系统的总能量是______kJ/(m2·a)。分析表格可知，该生态系统有机物的总量呈现______趋势。
解析：(1)由题干可知GP为同化量，R为呼吸消耗量，由表格数据可知GP－R＝X，因此X为用于生长发育和繁殖的能量。根据能量流动是逐级递减的，确定食物链关系为乙→丁→甲→丙，该生态系统初级消费者的同化量为105.0×102
kJ/(m2·a)，次级消费者的同化量为12.6×102
kJ/(m2·a)，因此该生态系统初级消费者到次级消费者的能量传递效率是×100%＝12%。由于某一营养级的同化量一部分用于本营养级生物的呼吸散热，另一部分流向分解者，因此上一营养级的能量不能100%流入下一营养级。(2)流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量，即838.2×102
kJ/(m2·a)。由于9.7＋672.2＋0.5＋66.2＋160.7＝909.3×102
kJ/(m2·a)，大于生产者固定的太阳能总量，因此该生态系统有机物的总量呈现减少趋势。
答案：(1)用于生长发育和繁殖的能量　12%　一部分能量用于本营养级生物的呼吸散热，另一部分能量用于分解者的呼吸散热(或流向分解者)　(2)838.2×102　减少
5．某山区为了改变秃山荒岭、水土流失严重的状况，实施了封山育林、退耕还林的政策，几年后该地植物种类和数量均增加，气候条件转好。请回答下列问题：
(1)某生物兴趣小组对该地某区域的杜鹃鸟进行种群密度调查，其采用的方法是________________；调查过程中，因标志物过于明显，会导致被标记的个体更容易被天敌发现和捕食，这会导致调查结果________(填“偏大”或“偏小”)。
(2)封山育林后遏制了水土流失的现象，体现生物多样性的________价值。几年后该地植物的种类和数量均增加，提高了生态系统的________________稳定性。通过政策调整改变了该地区的生态面貌，说明人类活动能够改变群落演替的____________。
(3)如图是该山区生态系统流经第二营养级的能量示意图，其中a表示该营养级生物的摄入量，f表示流向下一营养级的能量。则图中b表示________________；该营养级流入第三营养级的能量传递效率是________×100%。
解析：(1)标志重捕法适用于调查活动范围大、活动能力强的生物，而杜鹃鸟就属于此类；由于标志物过于明显，被标记的个体更容易被天敌发现和捕食，这样会导致第二次捕获时被标记的个体数比正常时减少，导致调查结果偏大。(2)生物多样性的价值包括直接价值、间接价值和潜在价值，其中间接价值是指生物多样性的生态价值；植物种类和数量增加，提高了生态系统的抵抗力稳定性；通过政策调整改变了该地区的生态面貌，说明人类活动能够改变群落演替的速度和方向。(3)摄入量＝同化量＋粪便量，从图的特征看，a表示该营养级生物的摄入量，则b表示该营养级同化的能量，c表示用于生长、发育和繁殖的能量，d表示流向分解者的能量，e表示自身呼吸消耗的能量。能量传递效率是下一个营养级的同化量与上一个营养级的同化量之比，f表示流向下一营养级的能量，就是第三营养级的同化量，所以该营养级流入第三营养级的能量传递效率是f/b×100%。
答案：(1)标志重捕法　偏大　(2)间接　抵抗力　速度和方向　(3)第二营养级的同化量　f/b
6．下列图1是以种植小麦为主的农田生态系统一年内能量流动示意图，数值单位为J/cm2；图2是图1中B、C两类生物在一段时间内的种群密度变化曲线。请回答下列问题：
(1)图1中直接揭示了生态系统的主要功能是__________________。图2中甲、乙二者的种群密度由于________调节而处于动态平衡状态。
(2)统计发现图1中生产者同化的能量尚有300
J/cm2未被利用，由此可知，生产者用于生长发育繁殖的能量有________J/cm2，由A到B的能量传递效率为________。
(3)图2中乙生物在P点的出生率________于其死亡率，年龄组成类型为________。
(4)当地村民响应政府号召，实施了“退耕还林”，多年后原有耕地逐渐变为森林。耕地逐渐变为森林的过程属于________演替。调查发现，该森林中的植物具有斑块镶嵌分布的特点，该现象体现了群落的________结构。
解析：(1)图1中包含了碳元素的循环和能量流动的关系，揭示了生态系统的物质循环和能量流动的功能。图2中体现了甲、乙两种生物数量“此消彼长”的特点，是通过生态系统的负反馈调节实现的。(2)生产者同化的能量中，除了自身呼吸作用消耗外，其他的能量都用于生长发育和繁殖，包括流入下一营养级、被分解者分解及未被利用的能量，共200＋100＋300＝600(J/cm2)，由A到B的能量传递效率为200/(600＋200＋100＋300)×100%＝16.7%。(3)在P点时，乙的数量处于增长状态，出生率大于死亡率，年龄组成类型为增长型。(4)耕地中含有植被，逐渐演变为森林的过程属于次生演替。植物的斑块镶嵌分布属于群落的水平结构。
答案：(1)物质循环和能量流动　负反馈　(2)600
16．7%　(3)大　增长型　(4)次生　水平
7．如图为某一湖泊生态系统结构图，据图回答下列问题：
(1)图中“X”代表的生态系统成分是________，该生态系统的营养级个数为________。
(2)若生产者主要为个体小、繁殖快、寿命短的浮游植物，根据某一时刻各营养级的生物量(干重)绘制成生物量金字塔图，则该图应为________(填“正”或“倒”)金字塔形。若湖泊中的藻类大量繁殖而爆发水华，导致环境恶化。该生态系统中CO2出现先减少后增加的变化，请分析CO2变化的主要原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若次级消费者同化作用固定的能量为65
J/(cm2·a)，则三级消费者同化作用固定的能量范围一般为________________。
(4)食物链上相邻物种的某些个体行为与种群特征为对方提供了大量有用信息，以进行捕食或逃避被捕食，所体现的信息传递在生态系统中的作用是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)生态系统的成分包括：非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者，图示X代表分解者；该生态系统的营养级包括生产者、初级消费者、次级消费者和三级消费者，共4个营养级。(2)若一个生态系统中生产者为个体小、繁殖快、寿命短的浮游植物，其生物量(干重)在某一特定时刻较小，故各营养级的生物量(干重)会呈现倒金字塔形；水体富营养化条件下，开始时水体中藻类大量繁殖，光合作用消耗CO2增多，导致环境中的CO2下降，后期生产者和消费者大量死亡，分解者分解作用产生CO2增多，导致环境中的CO2增加。(3)根据生态系统能量传递效率为10%～20%计算，若次级消费者同化作用固定的能量为65
J/(cm2·a)，则三级消费者同化作用固定的能量范围为6.5～13
J/(cm2·a)。(4)食物链上相邻物种的某些个体行为与种群特征为对方提供的信息可用于捕食或逃避被捕食，因此体现了信息传递能够调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定的作用。
答案：(1)分解者　4　(2)倒　开始时藻类大量繁殖，光合作用消耗CO2增多，环境CO2下降，后期生产者和消费者大量死亡，分解者分解作用产生的CO2增多，环境中的CO2增加　(3)6.5～13
J/(cm2·a)　(4)调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定
8．构建“稻—萍—鱼生态系统”，能有效防治稻田虫害。在该系统中，虽有危害水稻的病菌、害虫和杂草，但鱼的活动可起到除虫、松土和增氧的作用，红萍叶片内的蓝藻固氮可促进红萍和水稻生长；此外，一些水稻遭遇虫害时会释放某些物质，引来害虫的天敌消灭害虫。请据此回答下列问题：
(1)在“稻—萍—鱼生态系统”中存在的种间关系有___________________________。
(2)在生态系统的信息传递过程中，水稻通过________信息引来害虫的天敌，防治害虫。
(3)研究发现稻田中的某种杂草具有药用价值，这体现了生物多样性的________价值。在进行稻田土壤中小动物类群丰富度的研究时，常用________________法进行采集调查。
(4)后来，由于上游地区一农药厂的废水排入河流，造成该地农田土壤环境严重恶化。经过一段时间，该生态系统可以恢复到原来的状态，这是由于生态系统具有________________稳定性。
(5)画出“稻—萍—鱼生态系统”的能量流动图(不考虑与人的联系)。(注意：在图中用箭头表示能量流动方向，在方框中写出具体生物，在横线上写出相应生理过程的名称)
解析：(1)由题干信息可知，在“稻—萍—鱼生态系统”中存在的种间关系有捕食、竞争、寄生、互利共生。(2)水稻通过化学信息引来害虫的天敌，防治害虫。(3)生物的药用价值体现了生物多样性的直接价值。进行土壤小动物类群丰富度调查时常用取样器取样法。(4)生态系统受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力，称为恢复力稳定性。
答案：(1)捕食、竞争、寄生、互利共生　(2)化学
(3)直接　取样器取样　(4)恢复力
(5)如图
9．水葫芦在20世纪初期作为观赏花卉引入中国，后来水葫芦泛滥成灾，导致当地生物的种类及数量大大减少。回答下列问题：
(1)水葫芦在生长过程中会吸收水体中的N、P等矿质元素，在引入水体富营养化水塘的初期，能有效地减缓或抑制水华的产生，这体现了生物多样性的________(填“直接”“间接”或“潜在”)价值。
(2)研究人员发现，在栖息有海牛的水域内水葫芦的种群密度并不高，其原因是海牛喜食水葫芦，且食量惊人。从生态系统的物质循环这一角度来看，海牛的作用是____________________________；从生态系统稳定性的角度来看，海牛的作用是____________________________。
(3)假设摄入海牛体内的水葫芦能量值为m，被海牛同化的能量值为n，其余的能量流向了鱼和浮游动物，那么鱼和浮游动物同化海牛的能量值为________________。海牛同化的能量中，最主要的去路是用于________。
解析：(1)对生态系统起到重要的调节功能属于生物多样性的间接价值。(2)海牛属于消费者，大量摄食水葫芦，可加速物质循环。水葫芦泛滥成灾，会导致其他生物的种类及数量大大减少，海牛大量摄食水葫芦，可避免此类情况的发生，提高了生态系统的抵抗力稳定性。(3)摄入海牛体内的能量一部分被海牛同化，另一部分以粪便的形式排出，鱼和浮游动物获取此粪便中的能量不属于同化海牛的能量。海牛同化的能量主要用于细胞呼吸。
答案：(1)间接　(2)加快了生态系统的物质循环　提高了生态系统的抵抗力稳定性　(3)0　细胞呼吸
10．某地建设了以沼气池为核心的生产自净农业生态系统，图1是该生态系统的结构模式图，图2是沼气池的结构模式图。请回答下列问题：
(1)该生态系统是根据生态系统的
________________________________________________________________________
原理来设计的。与传统农业生态系统相比，该生态系统能减轻环境污染的原因有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(写出两个方面)。
(2)图1中的“基石”是________。若要生产3
kg鸡肉最少需要水稻和大豆共________kg。
(3)沼气池中有产甲烷菌和不产甲烷菌等微生物，其生态学作用主要是
________________________________________________________________________。
(4)图2中进料口下端开口位于沼液层的目的是________________。独立的沼气池________(填“能”或“不能”)看作一个生态系统，理由是__________________。
解析：(1)设计人工生态系统需要考虑生态系统的物质循环和能量流动原理；生态农业能充分利用生态系统中秸秆和粪便中的能量，减少了动物粪便的污染，减少了秸秆燃烧对大气的污染(或减少了化肥施用等)。(2)图1中的“基石”即生产者，故应是水稻和大豆。当能量以最大传递效率沿最短食物链传递时，所需生产者最少，故生产3
kg鸡肉需要水稻和大豆最少3÷20%＝15
kg。(3)沼气池中的微生物的作用是完成有机物的分解，产生沼气。(4)由于沼气池中的甲烷菌必须进行无氧呼吸，因此进料口下端开口必须位于沼液层；独立的沼气池不能看作一个生态系统，因为没有生产者和消费者等，成分不齐全。
答案：(1)物质循环和能量流动　减少了动物粪便的污染，减少了秸秆的焚烧对大气的污染(减少了化肥的施用等)　(2)水稻、大豆(不能出现蘑菇)　15　(3)分解有机物，产生沼气　(4)保持沼气池中无氧的环境　不能　没有生产者和消费者等成分第39讲　物质循环、信息传递和生态系统的稳定性
　1.生态系统中物质循环基本规律及应用(Ⅱ)　2.生态系统中的信息传递(Ⅱ)　3.生态系统的稳定性(Ⅱ)
　生态系统物质循环实例——碳循环
1．物质循环
(1)概念：组成生物体的各种元素在生物群落与无机环境之间不断地循环的过程。
(2)特点：全球性、反复利用、循环流动。
(3)与能量流动的关系：二者同时进行，相互依存，不可分割。
(4)意义：通过能量流动和物质循环使生态系统中的各种组成成分紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。
2．碳循环
(1)碳在无机环境中的存在形式：CO2和碳酸盐。
(2)碳在无机环境与生物群落之间的循环形式：CO2(主要)。
(3)循环过程：碳从无机环境到生物群落是通过光合作用、化能合成作用实现的；从生物群落到无机环境则是通过动植物的细胞呼吸和微生物的分解作用实现的。
3．温室效应
(1)形成原因：大量化石燃料的燃烧，大气中的CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。
(2)影响：导致气温升高，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。
1．(必修3
P101图5—11改编)如图表示生物圈中碳循环过程，其中A、B、C表示生态系统的不同成分。下列有关该图的分析，正确的是(　　)
A．图中生态系统中的食物链是A→B→C
B．碳从生物群落进入无机环境的途径是③⑤⑦
C．碳循环具有全球性，磷循环不具有全球性
D．提高⑥过程有利于维持大气中的碳、氧平衡
解析：选B。从图中看出，A为分解者，生态系统中的食物链是B→C；碳从生物群落进入无机环境的途径是③生产者的呼吸作用、⑤分解者的分解作用和⑦消费者的呼吸作用；碳循环具有全球性，磷循环也具有全球性；提高⑥过程使大气中的CO2含量增加，会破坏大气中的碳、氧平衡。
2．(深入追问)(1)CO2可以通过哪些生理过程转化成含碳有机物，进入生物群落？
提示：光合作用、化能合成作用。
(2)上面改编题中，B→C过程中碳主要以什么形式传递？
提示：含碳的有机物。
突破1　碳循环常见变式模型
(1)图2——根据a与c之间的双向箭头判断：a是生产者，c是非生物的物质和能量。根据a、b、d的箭头都流向e，可进一步判断：b是初级消费者，d是次级消费者，e是分解者。
(2)图3——根据a与e之间的双向箭头判断：a为非生物的物质和能量，e为生产者。然后观察剩余的几个成分，其中其他生物部分的箭头都指向c，所以c是分解者，剩余的b、d、f则为消费者。整个图解中，食物链是e→f→d→b。
突破2　能量流动与物质循环之间的关系
(1)区别
项目
能量流动
物质循环(以碳循环为例)
形式
以有机物为载体
主要是无机物
特点
单向流动、逐级递减
全球性、循环性
范围
生态系统各营养级
生物圈(全球性)
(2)联系
①两者是同时进行的，彼此相互依存，不可分割。
②物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。
(1)循环方向：碳在生态系统各成分之间传递并不都是双向的，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他各成分间的传递均是单向的。
(2)生物富集作用：在食物链中重金属和DDT等，通过食物链逐渐积累，营养级越高，浓度越大。　
【感知考题】
(2015·高考海南卷，28改编)回答下列关于红树林生态系统的问题：
(1)某红树林生态系统的碳循环如图所示。图中A是一种气体，B、C、D、E和F表示生物成分，箭头表示碳流动的方向。
图中A表示________，生物成分E表示________，生物成分F表示________，生物成分________表示初级消费者。
(2)题图所示的成分中，能量在生物群落中的流动方向是________，最终以________散失。
(3)碳循环过程中，碳从生物群落回到无机环境的途径有三条：
①生产者和消费者的呼吸作用。
②________________________。
③________________________。
[答案]　(1)CO2库　生产者　分解者　C
(2)单向的　热能
(3)②分解者的分解作用　③化石燃料的燃烧
若E、C、F分别对应下面图甲、乙、丙，则
(1)X与甲中图示生物类群的能量来源不同，X代表的生物为化能自养细菌；Y的细胞结构与丙中图示生物不同，Y的细胞结构最主要的特点是有核膜包被的细胞核。
(2)大气中的CO2在甲中图示的c处(在a～d中选择)合成有机物；含碳有机物在甲、乙中图示的a、b、e、g处(在a～g中选择)可以分解为CO2。
高分点拨——类题通法
“三看法”快速确认碳循环的各环节
【跟进题组】
命题1　碳循环过程及特点分析
1．(2017·陕西西安模拟)如图是某城市人工湿地示意图，需要补充完善的碳循环过程包括(　　)
A．植物大气中CO2
B．动物大气中CO2
C．植物大气中CO2和动物大气中CO2
D．以上均错误
解析：选C。图中只有生物成分之间及微生物与大气中CO2间的碳流动过程，缺乏植物和动物与大气间的CO2交换过程，大气中的CO2进入生物群落主要依赖于植物的光合作用，生物群落中的碳进入大气主要通过植物、动物和微生物的呼吸作用(图中已有微生物的分解作用)。
2．气候变化与生态系统的碳循环密切相关，如表为A、B两个不同时期陆地生态系统与大气环境的碳交换情况。
时期
碳吸收量(kg
C·a－1)
碳释放量(kg
C·a－1)
A
1.20×1014
1.20×1014
B
1.20×1014
1.26×1014
下列叙述不正确的是(　　)
A．生态系统碳的吸收主要是通过光合作用实现的，碳的释放主要是通过呼吸作用实现的
B．表中A时期处于相对稳定状态，原因是碳的吸收量与释放量相对平衡
C．由于过度排放人工碳使得植物光合作用受到抑制，破坏了生态系统的物质循环，导致大气中二氧化碳的增加，并引起气候变化
D．化石燃料的燃烧对现代碳循环影响巨大
解析：选C。植物通过光合作用固定大气中的无机碳，而生物的呼吸作用则把生物群落中的有机碳转变为无机碳，再返还给大气。表中A时期碳的吸收量和释放量是相同的，说明大气中碳的含量相对稳定。B时期碳的释放量大于吸收量，说明人为增加化石燃料的燃烧会增加碳的释放量，从而影响整个生态系统的碳循环。大气中CO2含量的提高可以增强光合作用，而不是使光合作用受到抑制，所以C项的表述是错误的。
易错点1　误认为在生物群落中碳都是以CO2的
形式进行循环的
[点拨]　在生态系统中，碳元素主要以CO2的形式循环，其含义是指碳元素从无机环境进入生物群落以及由生物群落返回无机环境是以CO2的形式进行的，但在生物群落内碳元素则是以含碳有机物的形式进行传递的。
易错点2　误认为能量伴随着物质循环而循环
[点拨]　物质循环流动，能量单向流动不循环，所以不能说能量伴随着物质循环而循环。
命题2　物质循环和能量流动规律的应用实例分析
3．(2017·浙江温州二模)如图为现代版“桑基鱼塘”农业生态系统的能量流动和物质循环模式图，据图分析正确的是(　　)
A．“桑”不能代表能量流动
B．模式图中不应有“池塘”的箭头
C．鱼是二级消费者
D．该生态农业促进了能量流动和物质循环
解析：选D。“桑”代表该生态系统能量的输入，A错误；该池塘水体中还有其他的生产者，模式图中应有“池塘”的箭头，B错误；图中显示鱼以蚕粪为食，是初级消费者，C错误；该生态农业促进了物质循环，提高了能量的利用率，D正确。
　生态系统的信息传递
1．信息的种类、特点及来源[连一连]
2．信息传递的作用及应用
项目
作用或应用
在生态系统中的作用
个体水平：生命活动的正常进行，离不开信息的作用
种群水平：生物种群的繁衍，也离不开信息的传递
群落和生态系统水平：调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定
在农业生产中的应用
提高农产品或者畜产品的产量；对有害动植物进行控制
1．(必修3
P107资料分析4改编)如图所示，当烟草叶片受到甲种蛾幼虫的采食刺激后，烟草叶片会释放出挥发性的化学物质，这种化学物质白天会吸引甲种蛾幼虫的天敌，夜间会驱赶乙种蛾，使其不能在烟草叶片上产卵(乙种蛾幼虫也采食烟草叶片)，下列说法不正确的是(　　)
A．甲种蛾幼虫与天敌的种间关系最可能是捕食
B．在烟草叶片保护其不受蛾幼虫侵害时起作用的信息类型是物理信息
C．甲种蛾幼虫与乙种蛾幼虫的种间关系是竞争
D．图中所示生物构成的食物网是：
答案：B
2．(深入追问)(1)与生态系统的能量流动相比，信息传递的方向有何特点？
提示：生态系统的能量流动是单向的，但信息传递是双向的。
(2)信息传递的范围有哪些？
提示：生态系统的信息传递可以在生态系统的各个成分间进行，包括生物与生物之间，以及生物与无机环境之间。
1．信息传递的范围
2．信息传递与生态系统其他功能的比较
能量流动
物质循环
信息传递
特点
单向流动，逐级递减
循环流动，反复利用
往往是双向的
范围
生态系统中各营养级
生物圈
生物之间，生物与无机环境之间
途径
食物链和食物网
多种
地位
生态系统的动力
生态系统的基础
决定能量流动和物质循环的方向和状态
联系
同时进行，相互依存，不可分割，形成一个统一整体
【感知考题】
(2017·宿州、亳州一检)生态系统中信息的传递方式多种多样。如蝉在夏天的鸣唱、萤火虫通过闪光来识别同伴；地甫鸟的雄鸟在发现天敌后急速起飞，扇动翅膀向雌鸟发出信号。有人做了一个实验：迅速将一只椿象杀死，尽管做得很干净无声，但还是引起了其他椿象的逃跑。下列相关说法错误的是(　　)
A．以上信息分别属于物理信息、行为信息和化学信息
B．生态系统中信息是由生物发出并相互传递而发挥其作用的
C．种间关系的调节和种群的繁衍离不开信息的传递
D．利用信息传递的负反馈调节是维持生态系统稳定的基础
[解析]　生态系统中物理信息的来源还可以是无机环境，如颜色、湿度、温度、磁力等。
[答案]　B
1．神经元释放神经递质作用于突触后膜受体使下一个神经元兴奋或抑制，不属于(填“属于”或“不属于”)生态系统的信息传递。
2．遗传信息的传递遵循：质，该信息传递不属于(填“属于”或“不属于”)生态系统的信息传递。
高分点拨——类题通法
巧判生态系统信息传递的类型
(1)涉及声音、颜色、植物形状、磁力、温度、湿度这些信号，通过动物感觉器官如皮肤、耳朵、眼或植物光敏色素、叶、芽等感觉上述信息，则判断为物理信息。
(2)若涉及化学物质挥发性(如性外激素等)这一特点，则判断为化学信息。
(3)凡涉及“肢体语言”者均属行为信息。
(4)若在影响视线的环境中(如深山密林)，生物间多依靠“声音”这种物理形式传递信息。
(5)若在噪音嘈杂的环境(如洪水瀑布旁)，生物多以“肢体语言”这种“行为”信息交流。
【跟进题组】
命题1　信息传递的种类、特点及应用分析
1．(2017·山东泰安市高三模拟)下列信息的传递中，与其他三种不属于同一类型的是(　　)
A．小囊虫在发现榆、松等可寄生植物后，会发出聚集信息素，召唤同类来共同取食
B．榆树通过分泌一种化学物质，与栎树产生相互拮抗的现象
C．雄蚊能根据雌蚊飞行时所发出的低频声波而找到雌蚊
D．群居动物通过群体气味与其他群体相区别
解析：选C。A项中的“信息素”、B项中的“化学物质”、D项中的“气味”均能说明其信息传递的类型属于化学信息，而C项中的“低频声波”则说明其信息传递的类型属于物理信息。
2．(2017·河北石家庄市高三统考)下列有关生态系统信息传递的说法，不正确的是(　　)
A．任何生命形式，如果没有接受信息、处理信息和利用信息的能力，就无法适应环境
B．信息传递应用在农业生产中，不仅可以提高农产品的产量，也可对有害生物进行控制
C．延长短日照植物黄麻的光照时间可提高麻皮产量，这属于行为信息的合理利用
D．在生态系统中，信息传递往往是双向的
解析：选C。生命活动的正常进行，离不开信息的作用，A项正确；信息传递在农业中的应用主要是提高农产品或畜产品的产量，对有害生物进行控制等，B项正确；光照属于物理信息，而不是行为信息，C项错误；能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的基本功能，信息传递往往是双向的，D项正确。
易错点1　误认为生态系统的信息传递包括细胞之间的信息传递
[点拨]　生态系统的信息传递不包括细胞之间的信息传递，而是指种群内部个体之间，种群之间以及生物与无机环境之间的传递。
易错点2　误认为生态系统的物理信息只来源于环境
[点拨]　物理信息既可以来源于环境，如光、电、波等；也可以来源于生物，如花的颜色、鸟的鸣叫。
命题2　生态系统能量流动、物质循环及信息传递的比较
3．某校园生态系统的部分食物网如图所示。下列分析合理的是(　　)
A．碳以CO2的形式沿着箭头所示渠道流动
B．消费者的营养级别越高，其可利用的总能量越多
C．若乌鸫被驱出校园，则该生态系统的营养结构复杂程度降低
D．蜗牛和乌鸫之间的能量流动和信息传递都是双向的
解析：选C。碳在群落与无机环境之间以CO2的形式循环，在群落内则以含碳有机物的形式沿着食物链流动，A错误；因为能量流动的特点是单向流动、逐级递减，所以消费者的营养级别越高，损耗的能量就越多，可利用的总能量越少，B错误；若乌鸫被驱出校园，则该生态系统的食物网会变得简单，营养结构复杂程度会降低，C正确；营养级之间的能量流动是单向的，信息传递是双向的，D错误。
4．(2017·江西南昌一模)某水库存在一条由甲、乙、丙三种生物组成的食物链，如图表示三种生物在水库中不同深度的分布状况。下列说法正确的是(　　)
A．甲、乙、丙一起可以构成一个生物群落
B．甲的光合作用能推动物质和能量的循环
C．影响甲分布的物理信息主要来源于无机环境
D．丙与乙之间的个体数量比值就是能量传递效率
解析：选C。群落是在一定的自然区域中所有生物的集合，该水库中的甲、乙、丙不能构成一个生物群落，A错误；物质可以循环利用，而能量不能循环利用，B错误；甲是生产者，影响其分布的最主要因素是光照，C正确；能量传递效率是相邻两个营养级同化量的比值，并不是个体数量的比值，D错误。
　生态系统的稳定性
1．概念：生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。
2．原因：生态系统具有一定的自我调节能力。
3．调节基础：负反馈调节。
(1)作用结果：使生态系统达到并保持相对稳定。
(2)示例：森林中的食虫鸟和害虫的数量变化。如图所示：
(3)意义：生态系统自我调节能力的基础。
4．特点：调节能力有一定的限度。
5．稳定性的两种类型
分类
含义
与营养结构的关系
抵抗力稳定性
抵抗外界干扰，使自身的结构与功能保持原状的能力
与营养结构的复杂程度呈正相关
恢复力稳定性
受到外界干扰后恢复到原状的能力
与营养结构的复杂程度呈负相关
6．提高稳定性的措施
(1)控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的自我调节能力。
(2)对人类利用强度较大的生态系统，实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
1．(必修3
P112基础题T1改编)下列与生态系统稳定性相关的叙述，正确的是(　　)
A．生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统的恢复力稳定性就越强
B．农田生态系统比草原生态系统的稳定性高
C．对于极地苔原(冻原)来说，由于物种组成结构简单，它的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都较低
D．在遭到严重破坏后，相对于池塘生态系统而言，海洋生态系统恢复更快
解析：选C。生态系统组成成分越多，食物网越复杂，其恢复力稳定性往往越低；就抵抗力稳定性而言，农田生态系统应比草原生态系统低；在遭到严重破坏后，池塘生态系统应比海洋生态系统恢复快。
2．(深入追问)判断正、负反馈调节的依据和方法是什么？
提示：(1)依据：调节后的结果与原状态之间的变化。
(2)方法：调节后
1．生态系统调节中正反馈和负反馈的比较
正反馈调节
负反馈调节
调节方式
加速最初发生变化的那种成分所发生的变化
抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化
结果
常使生态系统远离稳态
有利于生态系统保持相对稳定
实例分析
2．生态系统抵抗力稳定性大小的判断
3．生态系统稳定性的形成
生态系统稳定性是一个发育成熟的生态系统所具备的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，其形成原理可表示为：
【感知考题】
(2017·南京市统考)如图表示气候变化对甲、乙生态系统中种群类型数量的影响。据图分析，下列叙述正确的是(　　)
A．甲生态系统的抵抗力稳定性一定较乙生态系统强
B．甲生态系统的恢复力稳定性一定较乙生态系统强
C．乙生态系统在S点后一定有新物种产生
D．乙生态系统在S点后一定经历初生演替过程
[解析]　从图中可看出甲生态系统的抵抗力稳定性一定较乙生态系统强；抵抗力稳定性强的生态系统一般恢复力稳定性弱；新物种产生需经历漫长的时间；乙生态系统在S点生物群落基本消失，S点以后又出现新的种群，属于次生演替，但不一定形成新物种。
[答案]　A
高分点拨——类题通法
通过曲线图辨析抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系
[图形解读]
(1)图中两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围。
(2)y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小，偏离的大小可以作为抵抗力稳定性的定量指标，偏离大说明抵抗力稳定性弱，反之，抵抗力稳定性强。
(3)x可以表示恢复到原状态所需的时间，x越大，表示恢复力稳定性越弱，反之，恢复力稳定性越强。
(4)TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为总稳定性的定量指标，这一面积越大，即x与y越大，则说明这个生态系统的总稳定性越低。
【跟进题组】
命题1　生态系统的稳定性及调节机制
1．下列关于生态系统自我调节能力的叙述，错误的是(　　)
A．森林中，害虫数量增多时食虫鸟也会增多，害虫种群的增长就受到抑制，这属于生物群落内的负反馈调节
B．负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础
C．自我调节能力强的生态系统，其稳定性也高
D．当外界干扰强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力将会减弱
解析：选C。生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面。营养结构越复杂，其自我调节能力越强，抵抗力稳定性越强，而恢复力稳定性越弱，负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。
2．(2017·杭州模拟)某池塘演变早期，藻类大量繁殖，食藻浮游动物水蚤随之大量繁殖，导致藻类数量减少，接着又引起水蚤减少。后期因排入污水，引起部分水蚤死亡，加重了污染，导致更多水蚤死亡。关于上述过程的叙述正确的是(　　)
A．早期不属于负反馈调节，后期属于负反馈调节
B．早期属于负反馈调节，后期属于正反馈调节
C．早期、后期均属于负反馈调节
D．早期、后期均属于正反馈调节
解析：选B。负反馈调节是指某一成分的变化所引起的一系列变化抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化，题干中所述的早期符合负反馈调节的机制。正反馈调节是指某一成分的变化所引起的一系列变化促进或加强最初所发生的变化，题干中所述的后期属于正反馈调节。
命题2　生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较分析
3．下列关于生态系统稳定性的叙述，错误的是(　　)
A．在一块牧草地上播种杂草形成杂草地后，其抵抗力稳定性提高
B．在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量后，其抵抗力稳定性提高
C．在一块牧草地上栽种乔木形成树林后，其恢复力稳定性下降
D．一块弃耕后的牧草地上形成灌木林后，其抵抗力稳定性提高
答案：B
4.如图为某一生态系统稳定性图解，对此解释不正确的是(　　)
A．a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性
B．a为恢复力稳定性，b为抵抗力稳定性
C．恢复力稳定性与营养结构的复杂程度呈反比
D．抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈反比
答案：B
易错点1　抵抗力稳定性和恢复力稳定性的判断
[点拨]　某一生态系统在彻底破坏之前，受到外界干扰，遭到一定程度的破坏而恢复的过程，应视为抵抗力稳定性，如河流轻度污染的净化；若遭到彻底破坏，则其恢复过程应视为恢复力稳定性，如火灾后草原的恢复等。
易错点2　抵抗力稳定性与恢复力稳定性并不都是呈
负相关
[点拨]　在某些特殊生态系统中，抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低，如北极苔原生态系统和荒漠生态系统。
　以金字塔结构考查生态系统的结构、功能与稳态调节
5．图甲、乙分别为农村和城市生态系统的生物量(生命物质总量)金字塔示意图。下列叙述正确的是(　　)
A．两个生态系统均可通过信息传递调节种间关系
B．两个生态系统的营养结构均由3个营养级组成
C．城市生态系统不具有自我调节能力，抵抗力稳定性低
D．流经两个生态系统的总能量均是其植物所固定的太阳能
解析：选A。A项，生态系统均可通过信息传递调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。B项，题图甲、乙分别表示农村和城市生态系统的生物量金字塔，两者的营养结构不是由3个营养级组成的，如在农村生态系统中，存在食物链：农作物→昆虫→蜘蛛→鸟→猫头鹰，不只由3个营养级组成。C项，任何生态系统都具有自我调节能力，只是自我调节能力有一定的限度。虽然城市生态系统的营养结构简单，但其也有自我调节能力，只是自我调节能力弱，抵抗力稳定性低。D项，流经城市生态系统的总能量来自生产者固定的太阳能和外来人为的物质输入。
[核心体系构建]
[填空]　①循环性　②单向流动、逐级递减　③双向　④生产者　⑤消费者　⑥分解者　⑦恢复力稳定性　⑧抵抗力稳定性　⑨行为信息
[规范答题必备]
1.生态系统的物质循环指的是组成生物体的各种元素在无机环境和生物群落之间循环往复的现象。
2．碳元素在无机环境和生物群落之间是以CO2的形式循环的，在生物群落内部是以含碳有机物的形式传递的。
3．生态系统的信息传递包括物理信息、化学信息和行为信息等形式。
4．生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
5．生态系统稳定性的基础是生态系统的自我调节能力，负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。
课时作业
1．(2017·云南玉溪一中一模)如图为碳循环的部分示意图，下列说法正确的是(　　)
A．碳循环是指CO2在生物圈的循环过程
B．伴随A过程的进行，能量输入生物群落中
C．B过程只代表生物的呼吸作用
D．能完成该循环的生物一定含有叶绿体和线粒体
解析：选B。碳循环是指碳元素在生物圈的循环，A错误；图中A过程为光合作用或化能合成作用，伴随A过程的进行，能量输入生物群落中，B正确；B过程包括动植物的呼吸作用、分解者的分解作用和化石燃料的燃烧等，C错误；原核生物无叶绿体和线粒体，也可完成该循环，D错误。
2．(2017·江苏淮安二模)下列关于生态系统中信息传递的叙述，正确的是(　　)
A．生态系统中的信息只能来源于同种或异种的生物
B．植物生长素对植物生长的调节属于信息传递中的化学信息
C．动物可通过特殊的行为在同种或异种生物间传递信息
D．牧草生长旺盛时，为食草动物提供采食信息，这对食草动物有利，对牧草不利
解析：选C。生态系统中的信息不仅可来自于生物群落中的各种生物，还可来自于无机环境，例如湿度、光照等，A错误；生态系统的信息传递，可发生在同一物种的不同个体之间或不同物种之间或生物与无机环境之间，而植物激素在植物体内起作用，所以B错误；动物可通过特殊的行为在同种或异种生物间传递信息，C正确；一定限度内，食草动物吃草有利于草的更新与分蘖，D错误。
3．(2017·山师大附中模拟)下列食物网中，其营养结构最不易被破坏的是(　　)
解析：选D。生产者的种类越多，食物链的条数越多，食物网越复杂，越不易被破坏。
4．如表表示某生态系统一年内CO2消耗量与释放量的情况，相关叙述不正确的是(　　)
甲(生产者消耗CO2量)
乙(分解者CO2释放量)
丙(生产者CO2释放量)
丁(消费者CO2释放量)
100
21
30
11.5
A.甲可以表示流经该生态系统的总碳量
B．乙释放CO2的方式不同于丙、丁
C．该森林生态系统的抵抗力稳定性可能正在上升
D．表格体现了无机环境和群落之间的碳循环
解析：选B。甲表示生产者通过光合作用和化能合成作用固定的CO2量，可以表示流经该生态系统的总碳量；乙、丙、丁都通过呼吸作用释放CO2；表中CO2消耗量大于CO2释放量，说明该生态系统一年中有机物积累量增加，生物种类或数量增多，抵抗力稳定性可能正在上升；无机环境中的CO2通过甲进入群落，通过乙、丙、丁的呼吸作用将CO2释放到无机环境，因此该表格可以表示无机环境和群落之间的碳循环。
5．(2017·广东湛江一模)如图为生态系统碳循环示意图，图中字母代表生态系统组成成分，数字表示碳的流动过程。下列叙述正确的是(　　)
A．图中生产者、A、B、C构成了两条食物链
B．大力增强过程①可一定程度缓解温室效应
C．经过程③的碳全部储存于B体内的有机物中
D．农业上的中耕松土可以加强过程⑦
解析：选B。图中A为大气中CO2库，B为消费者，C为分解者，图中生产者、B构成了一条食物链，A错误；①、②分别表示生产者的光合作用与呼吸作用，大力增强①过程可以减少大气中CO2量，缓解温室效应，B正确；③为消费者的摄入，摄入量＝同化量＋粪便量，C错误；⑦为消费者的呼吸作用，中耕松土不能加强过程⑦，D错误。
6．在辽宁西部某地区的“三北防护林”，单一种植的是樟子松。有一段时间松毛虫肆虐，使这一地区的防护林几乎成了不毛之地。这个事实最能说明(　　)
A．樟子松本身的抗虫能力很差
B．松毛虫是专一性侵害樟子松的昆虫
C．引入本地区没有的外来树种可抑制松毛虫种群的增长
D．物种单一不利于生态系统稳态的维持
解析：选D。由于樟子松防护林生物种类单一，松毛虫缺少天敌，数量增长较快，说明物种单一不利于生态系统稳态的维持。
7．“稻鱼共生系统”中，鲤鱼的存在能抑制稻瘟病发生和杂草生长；水稻在给鲤鱼提供食物(水稻叶片)的同时，还能够抵挡烈日照射，降低表层水温；水稻能够利用氮素，降低水中铵盐浓度，为鲤鱼生长创造良好环境。请回答下列问题：
(1)材料中鲤鱼和水稻之间是________关系，它们之间的信息传递是________(填“双向”或“单向”)的。
(2)通过“稻鱼共生系统”反映了信息传递的功能之一是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)“稻鱼共生系统”相对单一的水稻田来说________稳定性高，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)互利共生　双向
(2)调节种间关系，维持生态系统的稳定
(3)抵抗力　生物种类多，营养结构复杂
8．(2017·长春外国语学校第一次检测)低碳经济和绿色生活方式越来越受到人们重视，如图表示碳循环局部示意图，分析回答下列问题：
(1)碳在生物群落内以________的形式进行流动，煤是“高碳”能源，通过燃烧，碳主要以________的形式进入大气圈。
(2)图中表示生产者的字母是________，若因环境污染造成生产者锐减，则F、D的数量将________。
(3)流入该生态系统的总能量为__________________________________，能量流动的特点是________________________________。若D增加1千克，则至少需消耗E________千克。物质循环与能量流动的关系是__________________________。
(4)假设图中的D属于珍稀濒危物种，将其引入某动物园繁育的保护措施属于________。
解析：(1)碳在生物群落中以含碳有机物的形式进行流动。化石燃料的燃烧过程中碳主要以二氧化碳的形式进入大气圈。(2)图中E是生产者，A是非生物的物质和能量，C是分解者，其余是消费者，如果因环境污染造成生产者锐减，则消费者的数量都会降低。(3)流入该生态系统的能量是生产者所固定的太阳能。能量流动的特点是单向流动、逐级递减。如果D增加1千克，按最高传递效率20%计算，至少需要25千克E。物质循环和能量流动是同时进行，相互依存、不可分割的。因为物质是能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动，能量作为动力，使物质能够不断在生物群落和无机环境之间循环往返。(4)将濒危动植物引入动物园或植物园属于易地保护。
答案：(1)含碳有机物　CO2
(2)E　减少(降低)
(3)生产者(或E)通过光合作用所固定的太阳能　单向流动、逐级递减　25　同时进行，相互依存、不可分割
(4)易地保护第38讲生态系统的结构　生态系统的能量流动
　1.生态系统的结构(Ⅰ)　2.生态系统中能量流动的基本规律及应用(Ⅱ)
　生态系统的结构分析
1．生态系统的概念
(1)概念：由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。
(2)范围：有大有小。
(3)结构：组成成分和营养结构(食物链和食物网)。
2．生态系统的结构
3．生态系统的营养结构
(1)食物链
①概念：生态系统中各生物之间由于食物关系形成的一种联系。
②特点：生产者为第一营养级，消费者所处营养级不固定，一般不会超过
5个营养级。
③生态系统的成分、食物链和营养级之间的关系[连一连]
(2)食物网
①概念：在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构。
②形成原因：生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。
③功能：是生态系统物质循环和能量流动的渠道。
④特点：同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的营养级。
1．(必修3
P90图5—2改编)如图，下列叙述正确的是(　　)
A．图示的各种成分在生态学上可以构成一个生态系统
B．图示的各种成分在生态学上可以构成一个生物群落
C．细菌与蝉之间的关系属于竞争
D．蛇属于三级消费者
答案：A
2．(深入追问)如图表示某陆地生态系统的食物网，请回答下列问题：
(1)图中共有几条食物链？请写出最长的食物链。
提示：图中共有8条食物链。最长的食物链是：草→食草昆虫→蜘蛛→青蛙→蛇→猫头鹰。
(2)图中哪些生物同时具有两种种间关系？并指出种间关系的名称。
提示：吃虫鸟和蜘蛛、青蛙和蜘蛛、猫头鹰和蛇。种间关系为捕食和竞争。
1．生态系统各类成分关系如图
2．生态系统三种成分的比较
比较项目
生产者
消费者
分解者
营养方式
自养
异养
异养
生物类型
①光合自养生物：绿色植物和蓝藻等；②化能合成生物：硝化细菌等
大多数动物；寄生植物(如菟丝子)
腐生细菌和真菌，腐食动物
地位
生态系统的基石
生态系统最活跃部分
生态系统的关键成分
作用
①合成有机物，储存能量；②为消费者提供食物和栖息场所
①加快物质循环；②帮助植物传粉和传播种子
将有机物分解为无机物，供生产者重新利用
3.食物网中生物数量变化的分析与判断
(1)食物链的第一营养级生物减少，相关生物都减少。
(2)“天敌”减少，被捕食者数量增加，但随着数量增加，种内斗争加剧，种群密度还是要下降，直到趋于稳定。
(3)“中间”营养级生物减少的情况，举例如图：
若青蛙突然减少，则以它为食的蛇将减少，鹰过多捕食兔和鸟，从而导致兔、鸟减少，因鹰不只捕食蛇一种生物，它可以依靠其他食物来源维持数量基本不变。
【感知考题】
(2017·绍兴模拟)图甲是某草原生态系统中几种生物之间的食物关系示意图，据图回答下列问题：
(1)图甲中一共有______条食物链，蚱蜢属于______消费者。
(2)同时具有两个营养级的动物是________，占第________营养级。
(3)蛇和鹰的关系是______________。
(4)给牧草施加含32P标记的复合肥后，检测32P在蚱蜢和青蛙体内的放射性强度，结果见图乙，图中B为________。若增加对鹰和蛇体内的放射性强度的检测，则达到最高峰时的强度应________(“高于”或“低于”)前两者。
(5)商贩在某一时间大量收购蛇，导致蛇数量大量减少，则鹰的数量会________，青蛙的数量________。
[解析]　(1)图甲中一共有4条食物链，蚱蜢处于第二营养级，属于初级消费者。(2)鹰同时占第四、五两个营养级，其他生物都只有一个营养级。(3)蛇和鹰的关系有捕食、竞争两种。(4)因蚱蜢所处的营养级低于青蛙，故青蛙体内的放射性出现的时间应落后于蚱蜢。鹰和蛇所处的营养级高于蚱蜢和青蛙，因此放射性强度达到峰值时应高于蚱蜢和青蛙。(5)蛇数量大大减少，但蚱蜢和蟋蟀的数量不变，故青蛙数目基本不变，但蛇减少后，由青蛙流向鹰的能量增加，因此鹰的数量增加。
[答案]　(1)4　初级　(2)鹰　四、五　(3)捕食和竞争
(4)青蛙　高于　(5)增加　基本不变
高分点拨——类题通法
食物链变式模型总结
(1)表格数据形式直接呈现(能量值)构建食物链(网)：如表是对某生态系统营养级和能量流动情况的调查结果，表中A、B、C、D分别表示不同的营养级，Pg表示生物同化作用固定能量的总量。
营养级
A
B
C
D
Pg
15.9
870.7
1.9
141.0
所以根据能量多少和传递效率10%～20%可以确定食物链为B→D→A→C。
(2)表格数据形式间接呈现(重金属、DDT等浓度)构建食物链(网)：如某生态系统中生物体内残留有机汞的情况如表：
生物体
A
B
C
D
E
有机汞浓度/(mg·L－1)
0.05
7
0.51
68
0.39
注意本表直接呈现的是某生物体的有机汞浓度，并非能量值。有机汞存在生物富集现象，即随着营养级的增加，汞浓度增加，两者在数值上
呈正相关，所以从表中有机汞浓度的大小可推知该生物营养级的高低，从而判断各生物能量值的大小。其食物链(网)如图：
(3)根据题干提供的各种图形信息构建食物链(网)
图1和图2都是以每个营养级中有机物多少为依据，图1中的食物链是丙→甲→乙→丁；图2中的食物链是丙→丁→甲→乙；图3表示的是生态系统的物质循环图解，先根据双向箭头确定D、C为非生物的物质和能量及生产者，则A、B为消费者和分解者；再根据出入箭头数量的多少进一步判断，在D、C中指出箭头多的D为生产者，指入箭头多的C为非生物的物质和能量，最后确定其中的食物链为D→A。
【跟进题组】
命题1　对生态系统概念的理解
1．(2015·高考江苏卷，9)下列关于种群、群落和生态系统的叙述，正确的是(　　)
A．五点取样法适合调查灌木类行道树上蜘蛛的种群密度
B．就食性而言，杂食性鸟类的数量波动小于其他食性的鸟类
C．就生态系统结构而言，生态瓶的稳定性取决于物种数
D．变色龙变化体色，主要是向同类传递行为信息
解析：选B。A项，五点取样法适用于圆形或矩形地块上某种双子叶植物或者活动范围较小的动物种群密度的调查，对于灌木类行道树上蜘蛛种群密度的调查，应采用等距取样法。B项，杂食性鸟类的食物种类较多，某种食物类型数量的变动对其数量的影响较小。C项，生态瓶的稳定性取决于生态系统各组成成分及系统内不同营养级生物之间的比例。D项，变色龙善于随环境的变化而改变自己的体色，既利于躲避敌害，又利于捕捉猎物，属于物理信息，并不是在同类生物之间进行信息传递。
命题2　生态系统的成分
2．(高考海南卷改编)关于土壤微生物的叙述，错误的是(　　)
A．土壤微生物参与生态系统的物质循环
B．土壤微生物可作为生态系统的分解者
C．秸秆经土壤微生物分解后可被农作物再利用
D．土壤中的硝化细菌是异养生物，因而不属于生产者
解析：选D。大部分土壤微生物作为分解者，参与生态系统的物质循环，A、B正确；秸秆经土壤微生物分解为无机物后，如二氧化碳，可被农作物再利用，C正确；土壤中的硝化细菌是化能自养需氧型生物，因而属于生产者，D错误。
3．如图表示某生态系统中四种成分之间的相互关系，以下相关叙述正确的是(　　)
A．甲是生产者，包括全部的植物和部分细菌
B．所有的动物在生态系统中都属于丙1或丙2
C．理论上，一个生态系统没有丙1和丙2也可以正常行使其功能
D．甲和乙是一个生态系统的基石
解析：选C。分析题图，甲和丁之间具有双向箭头，且其他成分也都有箭头指向丁，所以丁为非生物的物质和能量，甲为生产者；甲和丙都有箭头指向乙，所以乙为分解者，丙1和丙2为消费者。生产者除植物和部分细菌外，一些原核生物(如蓝藻)也属于生产者，且并非全部的植物都属于生产者，如营寄生生活的菟丝子属于消费者，A错误。一些营腐生生活的动物属于分解者，如蚯蚓和蜣螂，B错误。由于通过生产者和分解者可以实现生物群落与无机环境之间的物质循环，所以理论上没有消费者的生态系统也可以正常行使其功能，C正确。生态系统中消费者和分解者的物质和能量来源于生产者，所以生产者才是一个生态系统的基石，D错误。
(1)植物≠生产者：菟丝子属于植物，营寄生生活，是消费者。
(2)动物≠消费者：秃鹫、蚯蚓、原生动物等以动植物残体为食的腐生动物属于分解者。
(3)细菌≠分解者：硝化细菌和光合细菌是自养型，属于生产者；寄生细菌属于消费者。
命题3　食物链
4．(2017·江苏启东中学月考)某同学对一个受到轻度农药污染的湖泊进行调查，测得该湖泊内具有食物链关系的甲、乙、丙、丁4个生物种群所同化的总能量如表。下列说法中正确的是(　　)
生物种群
甲
乙
丙
丁
能量(kJ)
1.1×108
2.8×109
1.1×107
9.9×107
A.分析表中数据可知，4种生物之间只能形成一条食物链
B．除甲种群外，其他3个种群的同化作用类型都属于异养型
C．在上述4个种群中，丁种群体内的农药残留量是最多的
D．因捕食引起的竞争关系，可能涉及到甲、丁两个种群
解析：选D。A项错误，根据能量流动特点，能量越多生物所处营养级越低，根据表中数据可知，乙的能量最多，为生产者，丙的能量最少，为顶级消费者。根据生态系统中的能量传递效率一般为10%～20%，且从甲到丁的能量传递效率为：9.9×107/(1.1×108)×100%＝90%>20%可知，甲和丁不能形成食物链，故应处于同一营养级，都属于初级消费者，4种生物之间形成两条食物链：乙→甲→丙和乙→丁→丙。B项错误，乙为生产者，同化作用类型为自养型，甲、丙、丁为消费者，同化作用类型都属于异养型。C项错误，根据“生物富集作用”，即食物链营养级级别越高，体内积聚的有毒物质越多，受污染程度越严重，丙种群体内的农药残留量是最多的。D项正确，甲和丁处于同一营养级，因为都捕食乙而引起竞争关系。
5．长期处于相对稳定状态的生态瓶中只有一条食物链，共含有三个营养级。若每个营养级每日每小时的耗氧量如图中曲线所示，则曲线a、b、c所反映的营养级依次是(　　)
A．第三营养级、第二营养级、第一营养级
B．第三营养级、第一营养级、第二营养级
C．第二营养级、第三营养级、第一营养级
D．第一营养级、第二营养级、第三营养级
解析：选D。由图示曲线可看出，a物种耗氧量随时间发生了较大的变化，说明a可以放出氧气，为生产者；b的耗氧量大，为初级消费者；c的耗氧量最小，为次级消费者。生产者是第一营养级，初级消费者是第二营养级，c为第三营养级。
命题4　食物链和食物网中的数量动态变化分析
6．(2016·高考全国卷丙，5)我国谚语中的“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中，捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是(　　)
A．鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量
B．该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者
C．鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节
D．鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向
解析：选C。鹰的迁入会使黄雀数量减少，导致螳螂的数量增加，进而使蝉的数量减少，A项错误；生态系统中流入生产者的能量是光合作用固定的太阳能或化能合成作用固定的化学能，细菌产生的能量不能流向生产者，B项错误；鹰的迁入增加了营养级，增加了能量消耗的环节，C项正确；能量沿食物链由低营养级向高营养级流动，鹰是最高营养级的消费者，鹰的迁入不会改变该生态系统能量流动的方向，D项错误。
7．如图表示一个海滩湿地生态系统中部分生物的食物关系。有关分析错误的是(　　)
A．细菌既可作为分解者，又可作为消费者的食物
B．第三营养级的生物有食草虫、线虫、海螺
C．若大米草死亡，将导致细菌数量增加，沼蟹数量亦增加
D．若喷洒只杀灭食草虫的杀虫剂，则蜘蛛数量将减少
解析：选B。细菌在生态系统中可以作为生产者、消费者或分解者，图示中的细菌可以作为消费者线虫的食物；食物链的营养级一般以捕食链划分，生产者为第一营养级，食草虫、线虫和海螺都是第二营养级，第三营养级的生物有沼蟹、蜘蛛；若大米草死亡，则细菌数量增加，以细菌为食物的线虫数量增加，沼蟹数量亦增加；若喷洒只杀灭食草虫的杀虫剂，则蜘蛛的食物减少，引起蜘蛛数量减少。
易错点1　误认为一个营养级是一个种群
[点拨]　某一营养级的生物所代表的是该营养级的所有生物，不代表单个生物，也不一定是一个种群。
易错点2　误认为食物网的复杂程度取决于生物的种类和数量
[点拨]　食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类，而非取决于生物数量。
　生态系统能量流动的过程及特点分析
生态系统能量流动示意图
1．图中标号代表的内容
甲：生产者，乙：初级消费者，丙：次级消费者，丁：呼吸作用，戊：分解者。
2．生态系统所需能量的最终来源：太阳能。
3．食物链中甲营养级能量的去向
(1)通过自身呼吸作用以热能的形式散失。
(2)被下一营养级同化。
(3)残枝败叶、遗体残骸等被分解者分解。
(4)未被利用。
4．特点：单向流动和逐级递减。
5．研究意义
(1)帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
(2)帮助人们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。
1．(必修3
P94图5—7改编)如图为生态系统中能量流动示意图，①②③④⑤⑥各代表一定能量，下列有关叙述正确的是(　　)
A．从能量关系来看①＝②＋⑤
B．⑥都属于初级消费者的同化量
C．分解者获得的能量最少
D．③/②代表初级消费者流入次级消费者的能量传递效率
答案：D
2．(深入追问)(1)生产者固定的能量只能是光能吗？
提示：不只是光能。由于生产者固定能量的方式有光合作用和化能合成作用，光合作用利用的能量是光能，但化能合成作用利用的是化学能，所以生产者固定的能量是光能或化学能。
(2)为什么生态系统的能量流动具有单向流动和逐级递减的特点？
提示：单向流动的原因是：食物链中各营养级的顺序是长期自然选择的结果，生物之间的捕食关系是一定的；能量流动不能循环，原因是散失的热能不能再被利用。
逐级递减的原因是：某个营养级同化的能量自身呼吸要消耗一部分，还有一部分被分解者利用，所以不能将全部的能量流入下一个营养级。
突破1　某一营养级能量的来源和去路
如图为以第二营养级为例，能量的来源和去路图解。
结合图解分析：
(1)某营养级摄入量－粪便量＝该营养级的同化量。
(2)某营养级同化量－呼吸消耗量＝用于该营养级生长、发育和繁殖的能量。
(3)用于某营养级生长、发育和繁殖的能量一部分可被下一营养级摄入，另一部分可被分解者利用。
(4)某营养级“粪便”中能量，应属其上一营养级的同化量或上一营养级被分解者分解的能量的一部分，如兔粪便中的能量不属于兔同化量，而是草同化量的一部分。
突破2　生态金字塔的类型及特点
项目
能量金字塔
数量金字塔
生物量金字塔
形状
每一阶含义
每一营养级生物所含能量的多少
每一营养级生物个体的数目
每一营养级生物所含的有机物总量
象征含义
能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性
一般情况下，生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减
一般情况下，生物有机物的总质量沿食物链升高逐级递减
特征
正金字塔形
一般为正金字塔形
一般为正金字塔形
分析
能量流动的过程中总是有能量的耗散，故能量流动时逐级递减
成千上万只昆虫生活在一棵大树上时，该数量金字塔的塔形会发生变化
浮游植物的个体小，寿命短，又不断被浮游动物吃掉，所以某一时间浮游植物的生物量(用质量来表示)可能低于浮游动物的生物量
生态系统中同化量和摄入量不同
(1)同化量为每一营养级通过摄食并转化成自身有机物的能量。
(2)摄入量是消费者摄入的能量。　
【感知考题】
(2015·高考福建卷，4改编)如图为某湖泊食物网及其能量传递示意图[图中数字为能量数值，单位是(J·m－2·a－1)]。下列叙述正确的是(　　)
A．该食物网中最高营养级为第六营养级
B．输入该湖泊的总能量为31
920
J·m－2·a－1
C．太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1
357
J·m－2·a－1
D．该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统
[解析]　A项，该食物网中最长的食物链为：浮游植物→浮游动物→幽蚊幼虫→太阳鱼→鲈鱼，食物网中最高营养级鲈鱼属于第五营养级。C项，一个营养级所含有的能量，一部分流入下一个营养级，还有一部分用于自身呼吸消耗和流向分解者等，题目中1
357是1
483(太阳鱼总同化量)减去126(下一营养级同化量)得到的，因此太阳鱼呼吸作用消耗的能量比1
357
J·m－2·a－1要少。D项，生态系统的组成成分包括生产者、消费者、分解者和无机环境，而食物网中只有生产者和消费者，无分解者，所以食物网与无机环境不能构成生态系统。
[答案]　B
(1)在题中食物网中太阳鱼占有第三、四营养级，其同化的能量去向是呼吸消耗、流向下一营养级、被分解者分解利用。
(2)若因某种因素导致幽蚊幼虫大量减少，则太阳鱼的数量会增多，原因是食物链缩短，获得能量增多。
高分点拨——类题通法
利用“拼图法”巧解能量流动
输入第一营养级的能量(W1)，即生产者的同化量被分为两部分：一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失(A1)，一部分则用于生产者的生长、发育和繁殖(B1＋C1＋D1)。后一部分能量中包括现存的植物体B1、流向分解者的C1、流向下一营养级的D1。
【跟进题组】
命题1　能量流动过程分析
1．(2015·高考海南卷，25)关于草原生态系统能量流动的叙述，错误的是(　　)
A．能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程
B．分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量
C．生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量
D．生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级
解析：选D。能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程，A正确；分解者的作用就是将有机物分解成无机物，并从中获取生命活动所需的能量，B正确；生态系统维持正常功能需要不断地输入光能，C正确；生产者固定的能量除用于自身呼吸外，部分流向分解者，部分流向下一营养级，D错误。
2．如图甲表示某生态系统的能量锥体图，P为生产者，Q1为初级消费者，Q2为次级消费者。现对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析，其中分析不正确的是(注：图乙中a、a1、a2表示上一年留下来的能量，e、e1、e2表示呼吸消耗量)(　　)
A．b＋c＋d＋e为本年度流入该生态系统的总能量
B．c1表示初级消费者中被次级消费者所同化的能量
C．b和d之一可代表生产者传递给分解者的能量
D．初级消费者产生的粪便中所含的能量是包含在c中的
解析：选D。由图可知，c、c1分别是生产者流入初级消费者、初级消费者流入次级消费者的能量，即初级消费者、次级消费者同化的能量。b＋c＋d＋e为生产者固定的能量，即本年度流入该生态系统的总能量；b和d(b1和d1、b2和d2)之一可代表粪便、遗体残骸等传递给分解者的能量；初级消费者产生的粪便中所含的能量属于生产者同化的能量，应包含在b或d中。
命题2　能量流动的特点
3.下列关于图示的说法，正确的是(　　)
A．若三角形为数量金字塔，则此图适合所有的生态系统各营养级的数量关系
B．若三角形为能量金字塔，则所有营养级的总能量为该生态系统的总能量
C．若图示为一个生态系统，则该生态系统的结构包括无机环境和生物群落两大部分
D．若需对图中土壤小动物类群丰富度进行研究，常用取样器取样的方法进行采集、调查
解析：选D。不是所有的生态系统各营养级的数量都呈现金字塔形式，如城市生态系统中生产者数量较少，消费者数量较多；流经生态系统的总能量是第一营养级固定的能量，而不是所有营养级的总能量；生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构；调查土壤中小动物类群丰富度时常用取样器取样法。
不要误认为能量金字塔中每一级只包含一种生物，或者认为能量金字塔中生物仅构成一条食物链。
　能量流动原理的应用
4．(2017·广东珠海摸底)如图是一个农业生态系统模式图，关于该系统的叙述，错误的是(　　)
A．微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量
B．沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者
C．沼渣、沼液作为肥料还田，使能量能够循环利用
D．多途径利用农作物可提高该系统的能量利用率
解析：选C。在生态系统中，能量流动是单向的，不能循环利用，选项C错误；该生态系统中，沼气池中的微生物能利用农作物固定的太阳能，属于分解者，选项A、B正确；物质和能量的多级利用，减少了能量的流失，提高了能量的利用率，选项D正确。
能量流动原理的应用
(1)调整能量流动的方向，使其流向对人类有益的部分。
①草原上放养一些牲畜：由于人类不能直接利用牧草中的能量，因此放养一些草食性动物，使储存在牧草中的能量经草食性动物流向人类。
②农田除草、除虫：田间杂草与农作物之间属于竞争关系，杂草会和农作物争夺空间和资源；作物害虫与农作物之间属于捕食或寄生关系。可见，田间杂草和作物害虫都将导致一部分能量流向对人类无益的部分，因此除草、除虫有助于调整能量的流向，使其流向对人类有益的部分。
(2)能量多级利用。能量多级利用指的是使生态系统中的能量分层次多级利用，使生产一种产品时产生的有机废物，成为生产另一种产品的资源，使废物资源化，从而提高能量的利用效率。
　能量流动的传递效率及相关计算
1．能量流动传递效率的定义：相邻两个营养级的传递效率＝×100%。一般能量传递效率为10%～20%。
能量传递效率是指“相邻两营养级”间的传递效率，即下一营养级全部生物同化量/上一营养级全部生物同化量×100%，而不是相邻营养级中某个体间的传递效率。
2．能量流动的相关计算
(1)涉及一条食物链的能量流动的最值计算
设食物链为A→B→C→D。
已知
问题
求解思路
D营养级净增重M
至少需要A营养级多少(设为N)
N＝M÷(20%)3
最多需要A营养级多少(设为N)
N＝M÷(10%)3
A营养级净增重N
D营养级最多增重多少(设为M)
M＝N×(20%)3
D营养级至少增重多少(设为M)
M＝N×(10%)3
(2)涉及多条食物链的能量流动计算
若根据要求只能选择食物网中的一条食物链，计算某一生物获得的最多(或最少)的能量。其规律如图：
(3)能量传递效率的有关“定值”计算
①已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算，而需按具体数值计数。例如，在食物链A→B→C→D中，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的能量为M×a%×b%×c%。
②如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级多种生物获得能量，且各途径所获得的生物量比例确定，则按照各单独的食物链进行计算后合并。
【感知考题】
如图表示能量流经某生态系统第二营养级示意图[单位J/(cm2·a)]，据图分析，有关说法正确的是(　　)
A．该生态系统第二营养级同化的能量是80
B．第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量是100
C．能量由第二营养级到第三营养级的传递效率是20%
D．该生态系统第一营养级同化的能量至少为500
[解析]　图中的A是第二营养级的能量来源，其中有20被分解者利用，所以被第二营养级所同化的能量是80，A正确；第二营养级同化的能量是80，其中有50通过呼吸作用以热能的形式散失，所以用于生长、发育和繁殖的能量是30，B错误；图中只有第三营养级的摄入量，无法得知第三营养级的同化量，所以无法计算由第二营养级到第三营养级的能量传递效率，C错误；第二营养级同化的能量为80，根据能量传递效率可知，第一营养级同化的能量至少为80/20%＝400，D错误。
[答案]　A
高分点拨——类题通法
【跟进题组】
命题1　能量传递效率的定义计算类
1．某自然保护区地震后，据不完全统计，植被毁损达到30%以上，如图为该地区人为干预下恢复过程的能量流动图(单位：103
kJ·m－2·a－1)。请回答下列问题：
(1)第一营养级到第二营养级的能量传递效率为______(保留1位小数)。
(2)第二营养级到第三营养级的能量传递效率为______(保留1位小数)。
解析：据题意知，该类计算利用了生态系统的能量流动原理。第一营养级到第二营养级的能量传递效率为：14/(3＋14＋70＋23)×100%＝12.7%。第二营养级到第三营养级的能量传递效率为：(14＋2－0.5－4－9)/(14＋2)×100%＝15.6%或(0.05＋0.25＋2.1＋5.1－5)/(14＋2)×100%＝15.6%。
答案：(1)12.7%　(2)15.6%
能量传递效率与能量利用率的辨析
(1)能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，若以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率约为10%～20%。
(2)能量利用效率：通常考虑的是流入人体中的能量占生产者能量的比值，或流入最高营养级的能量占生产者能量的比值，或考虑分解者的参与，以实现能量的多级利用。
命题2　最值计算类
2．(食物链最值类)如图为某生态系统能量流动示意图。下列说法正确的是(　　)
A．图中A所固定的能量是B、C的能量之和
B．若C增加1
kg，则需要消耗A约42
kg
C．B营养级的个体数量一定多于C的个体数量
D．若B的数量越多，则C获得的能量越少
解析：选B。能量流动是逐级递减的，A所固定的能量大于B、C之和，A错误；由图可知，A、B之间的传递效率为200/(200＋175＋875)＝4/25，B、C之间的传递效率为30/200＝3/20，则C增加1
kg，需消耗A为：1÷4/25÷3/20≈42
kg，B正确；B营养级的个体数量不一定多于C的个体数量，数量金字塔有倒置现象，C错误；一定范围内，若B的数量越多，则C获得的能量越多，D错误。
3．(食物网最值类)有一食物网如图所示。如果能量传递效率为10%，各条食物链传递到庚的能量相等，则庚增加1
kJ的能量，丙最少含多少能量(　　)
A．550
kJ　　　　　　　
B．500
kJ
C．400
kJ
D．100
kJ
解析：选A。设丙的能量为x，经丙→丁→己→庚传递到庚的能量为0.5
kJ，则需要丙0.5÷(10%)3＝500
kJ，经丙→戊→庚传递到庚的能量为0.5
kJ，则需要丙0.5÷(10%)2＝50
kJ，即丙最少含500＋50＝550
kJ的能量。
命题3　食物网比例类
4.如图为一食物网。若要使丙体重增加x，已知其食用的动物性食物(乙)所占比例为a，至少需要的生产者(甲)的量为y，那么x与y的关系可表示为(　　)
A．y＝90ax＋10x
B．y＝25ax＋5x
C．y＝20ax＋5x
D．y＝10ax＋10x
解析：选C。由题干中的“至少”可知，应该按最大传递效率20%计算，a表示动物性食物(乙)所占比例，则1－a表示直接从生产者(甲)获得食物所占比例，故有(1－a)x÷20%＋ax÷20%÷20%＝y，即y＝20ax＋5x。
5．如图为某生态系统食物关系图。请据图回答问题：
若鸟的食物是互花米草和植食性昆虫，由原来的2∶1调整为1∶1后，鸟的数量变为原来的________(传递效率按20%计算)。
解析：调整前为2∶1时，鸟每增加m千克需互花米草的量为：m·5＋m·5·5＝m，则每单位的互花米草能增加鸟为；调整后为1∶1时，鸟每增加m
千克需互花米草的量为：m·5＋m·5·5＝m，则每单位的互花米草能增加鸟为，故调整后鸟的数量为原来的/＝。
答案：7/9
[核心体系构建]
[填空]　①生产者　②消费者　③分解者　④生产者的固定　⑤食物链、食物网　⑥热能　⑦单向流动、逐级递减
[规范答题必备]
1.生态系统的结构包括生态系统的成分和营养结构(食物链和食物网)。
2．生态系统的成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。
3．由于能量沿食物链流动时是逐级递减的，所以食物链一般不超过五个营养级。
4．太阳能经过生产者的固定进入生物群落，在食物链中以化学能的形式流动，以热能的形式散失。
5．生态系统的能量流动具有单向传递、逐级递减的特点。
6．生态系统中的能量传递效率一般约为10%～20%。
课时作业
1.在山清水秀的神农架国家自然保护区内，生活着猴、蛇、鹿、熊等动物，还有珙桐、蜣螂、细菌、真菌等生物，关于它们的叙述正确的是(　　)
①神农架自然保护区是一个生态系统　②它们中的猴、蛇、鹿分别组成了3个种群　③它们中的动物是一个生物群落　④它们中的蜣螂、腐生菌是分解者
A．①④　　　　　　　　
B．①②
C．③④
D．②③
解析：选A。生态系统是生物群落和无机环境的总称，神农架国家自然保护区内，既有各种各样的生物，也有阳光、空气、水、温度、土壤等无机环境，所以属于生态系统；种群是同种生物个体的总和，而蛇、猴、鹿均有很多种，所以猴、蛇、鹿均不止一个种群；生物群落是所有生物的总称，不能单指动物或植物，故不能说所有动物构成一个群落；蜣螂以动物粪便为食，腐生菌指从已死的动、植物或其他有机物中吸取养料，以维持自身的正常生活，很多细菌和真菌属于此类，因此，蜣螂、腐生菌属于分解者。
2．如果一个生态系统有四种生物，并构成一条食物链。在某一时间分别测得这四种生物(甲、乙、丙、丁)所含有机物的总量，结果如图所示。在一段时间内，如果乙的种群数量增加，则会引起(　　)
A．甲、丁的种群数量增加，丙的种群数量下降
B．甲、丙、丁的种群数量均增加
C．甲、丁的种群数量下降，丙的种群数量增加
D．甲的种群数量下降，丙、丁的种群数量增加
解析：选D。营养级越高的种群，所含有的能量越少。在该生态系统中，这四种生物之间形成的食物链是：丙→甲→乙→丁。如果乙的种群数量增加，则甲的种群数量下降，丙、丁的种群数量增加。
3．(2017·哈尔滨六中期初测试)如图为桑基鱼塘农业生态系统的能量流动图解，据图分析，错误的是(　　)
A．图中用于桑树生长发育、繁殖的能量是C
B．图中未利用的能量是指蚕粪便中的能量
C．能量传递效率可以用(E＋F＋G＋H)/A表示
D．桑树的总光合速率可以用B＋C表示
解析：选B。B表示桑树的呼吸消耗的能量、C表示用于桑树生长、发育和繁殖的能量、F表示未利用的能量、G表示流向分解者的能量、H表示流向下一营养级的能量。桑树的总光合速率是B＋C，能量传递效率可以用(E＋F＋G＋H)/A表示。未利用的能量是指既没有流向分解者也没有流向下一营养级和用于呼吸的能量。
4．下列有关生态系统组成成分的叙述，正确的是(　　)
A．太阳光来源于地球以外，不属于生态系统的成分
B．硝化细菌是自养生物，在生态系统中属于生产者
C．病毒是异养生物，在生态系统中属于分解者
D．蚯蚓是需氧生物，在生态系统中属于消费者
解析：选B。太阳光属于非生物的物质和能量，属于生态系统的成分，A项错；病毒营寄生生活，在生态系统中属于消费者，C项错；蚯蚓营腐生生活，在生态系统中属于分解者，D项错。
5．如图表示在某生态系统中，a、b、c三个种群数量变化的相互关系，下列描述正确的是(　　)
A．a肯定是生产者，b肯定是初级消费者
B．a与b，b与c为捕食关系
C．a与c为竞争关系
D．a→b→c构成一条食物链
解析：选B。由b增加→a增加，b减少→a减少，a减少→b增加，可推出a捕食b，同理可推出b捕食c。该三个种群的捕食关系为：c→b→a，但c不一定是生产者，b也不一定是初级消费者。
6．有关该图的叙述，不正确的是(　　)
①图中只有2条食物链
②细菌与狐之间既是捕食关系又是竞争关系
③细菌占有第二、三、四、五4个营养级
④该生态系统的能量流动是从草固定太阳能开始的
A．①②③
B.②③
C．②③④
D．③④
解析：选B。食物链只包括生产者和消费者，细菌不参与食物链的组成，不占有营养级，所以图中共有2条食物链，①正确、③错误。细菌能够分解狐的排遗物以及狐的尸体，二者不构成捕食关系和竞争关系；流经该生态系统的总能量是生产者(草)固定的太阳能，生态系统的能量流动正是从此开始的，所以②错误、④正确。
7．(2017·安徽名校模拟)如图为草原生态系统的能量流动图解模型，A、B、C分别表示流入各营养级生物的能量，D、E、F分别表示各营养级生物用于生长、发育、繁殖的能量，G、H、I分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量，J、K、L分别表示流入分解者的能量。下列说法中正确的是(　　)
A．图中A＝D，B＝E，C＝F
B．K中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量
C．食物链中能量最少的是分解者所处的营养级
D．第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是E/D
解析：选B。题图中A>D，B>E，C>F；食物链中能量最少的是狼所处的营养级；第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是B/A。
8.如图是某湖泊的能量金字塔，下列相关描述不正确的是(　　)
A．a、b、c、d表示不同的营养级
B．a、b、c、d之间形成一条a到d的食物链
C．a、b、c、d的大小表示不同的营养级所得到的能量的多少
D．a、b、c、d的大小变化体现了能量流动逐级递减的特点
答案：B
9．(2017·安徽安庆二模)如表是某生态系统中能量流动情况的调查结果，表中甲、乙、丙、丁、戊分别代表构成该生态系统食物网的主要种群[表中数据单位：102
kJ/(m2·年)]。下列说法错误的是(　　)
种群
同化固定的能量
体内贮存的能量
呼吸消耗的能量
甲
16.74
4.54
12.2
乙
70
15.8
54.2
丙
930
229
701
丁
69.5
20
49.5
戊
1.674
0.4
1.274
A.表中的丙为生产者
B．表中的种群构成2条食物链
C．当某种原因导致乙大量减少时，戊的数量仍能保持相对稳定
D．第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率约为18%
解析：选D。根据各种群同化量可判断甲、乙、丙、丁、戊能形成食物网，其中丙为生产者，A、B正确；当乙大量减少时，戊可以通过丙→丁→甲→戊食物链获得能量进而保持数量相对稳定，C正确；乙和丁处于第二营养级，同化的能量是139.5×102
kJ/(m2·年)，丙处于第一营养级，同化的能量是930×102
kJ/(m2·年)，则能量由第一营养级到第二营养级的传递效率是(139.5×102)/(930×102)×100%＝15%，D错误。
10．如图为一个草原生态系统的食物链，E1、E2、E3、E4分别表示流入牧草、昆虫、鸟、鹰的能量，下列说法不正确的是(　　)
A．这些生物形成的数量金字塔与能量金字塔基本一致
B．(10%)3≤E4/E1≤(20%)3
C．牧草的大部分能量传给了昆虫
D．捕食关系对维持群落的稳定有重要作用
解析：选C。一般而言，营养级越高，该营养级的能量越少，生物数量也越少；能量在各营养级之间的传递效率在10%～20%之间，因此鹰从牧草处获得的最多能量为(20%)3E1，最少能量为(10%)3E1；牧草传递给昆虫的能量最多为20%E1；各种生物之间的捕食和被捕食关系(相互制约)，使其数量不会有明显变化，因此捕食关系对维持群落的稳定有重要作用。
11．(2017·汕头模拟)如图是生态系统组成成分的关系图，a、b、c代表生态系统的生物成分，请回答以下问题：
(1)生态系统都有共同的结构和功能，所有生态系统的结构都包括______________________及____________________。
(2)a是__________，有真核生物，也有原核生物，但都是________型生物，是该生态系统的________，一旦遭到破坏，会影响整个生态系统的稳定。
(3)b中全是________型生物，属于生态系统最活跃的部分，加快物质循环。
(4)c将有机物分解为无机物，供生产者重新利用，包括__________________等。
答案：(1)生态系统的组成成分　生态系统的营养结构
(2)生产者　自养　基石　(3)异养　(4)腐生细菌和真菌
12．(2017·重庆一中月考)某地区年降雨量丰富，一弃耕农田的食物链之一是“甲→乙→丙”，生态学家对该生态系统的发展以及该食物链的能量流动进行了研究，结果如表，单位为×103
J/(hm2·a)，回答下列问题：
甲
乙
丙
固定的能量
摄入量
同化量
呼吸量
摄入量
同化量
呼吸量
24
500
105
75
71.5
8.44
6
4.38
(1)从生态系统的成分看，食物链中甲是______________，流经该生态系统的能量是________×103J/(hm2·a)。
(2)在食物链“甲→乙→丙”中，能量从乙到丙的传递效率是________，从乙流向分解者的能量包括乙的遗体、分泌物中的能量和________粪便中的能量。
(3)有人发现表中乙或丙的同化量与呼吸量之和不等于摄入量，请你分析该现象出现的原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)调查发现在该弃耕农田演替过程中物种丰富度逐渐________，抵抗外界干扰的能力逐渐________。
解析：(1)食物链的起点是生产者，因此甲是生产者，流经该生态系统的能量是生产者所固定的太阳能，由表中数据分析可知生产者固定的太阳能应是24
500×103J/(hm2·a)。(2)能量传递效率是相邻营养级同化量之比，由数据分析可知能量从乙到丙的传递效率应是6/75×100%＝8%，某营养级粪便中的能量是上一营养级同化的能量，所以乙流向分解者的能量还包括丙粪便中的能量。(3)摄入量等于同化量加上粪便中能量，而呼吸量是同化量的一部分。(4)在弃耕农田演替过程中物种丰富度逐渐增加，生态系统抵抗力稳定性增强。
答案：(1)生产者　24
500　(2)8%　丙
(3)摄入量等于同化量加上粪便中能量，而呼吸量是同化量中的一部分
(4)增加　增强
13．(2017·广东晋宁一测)如图是一个生态系统内成分的相互关系图，下列有关说法正确的是(　　)
A．该生态系统的成分包括b、c、d、e、f
B．若b产生60
mol氧气，则流入c的能量一般不超过相当于2
mol葡萄糖的能量
C．由于长期使用DDT，c类群产生了对DDT的抗药性，c类群抗药性的增强是基因突变的结果
D．可以用标志重捕法调查某种植物b的种群密度
解析：选B。分析图形可知，c是初级消费者，e是三级消费者，生态系统的成分包括生物部分与非生物部分，也包含a，A错误；生产者b产生60
mol氧气，则产生的葡萄糖为10
mol，因此流入c的能量一般不超过相当于10×20%＝2
mol葡萄糖的能量，B正确；抗药性的增强是药物对动物抗药性变异长期选择的结果，C错误；可以用样方法调查某种植物b的种群密度，D错误。
14．某草原生态系统的一条食物链A→B→C中，各种群在一年时间内对能量的同化、利用和传递等的数量统计如表(单位：百万千焦/年)。下列相关叙述正确的是(　　)
种群
输入的总能量
用于生长发育和繁殖的能量
呼吸消耗
传递给分解者
传递给下一营养级
未被利用的能量
A
65.5
3.0
15.0
41.5
B
15.0
5
0.5
2.5
C
2
0.6
1.4
微量(不计)
无
A.种群A、B、C构成了该生态系统的生物群落
B．种群B呼吸消耗的能量为5百万千焦/年
C．能量从种群B到种群C的传递效率为12%
D．种群A储存在体内的能量为59.5百万千焦/年
解析：选D。群落是同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，种群A、B、C不包含该生态系统的所有生物，则不能构成该生态系统的生物群落，A错误；输入总能量＝呼吸消耗＋生长发育和繁殖的能量(又叫储存的能量)，生长发育和繁殖的能量＝流向分解者＋流向下一营养级＋未利用的能量，则种群B呼吸消耗的能量为15－5＝10百万千焦/年，B错误；相邻两营养级的能量传递效率等于相邻两营养级的同化量之比，题干限定表格中的能量即为各项同化量，则能量从B到C的传递效率为2/15≈0.133，则能量从种群B到种群C的传递效率为13.3%，C错误；种群A储存在体内的能量即净同化量＝传递给分解者＋传递给下一营养级＋未被分解利用的能量＝3.0＋15.0＋41.5＝59.5百万千焦/年，D正确。
15．(2017·陕西西安模拟)图1为某池塘生态系统的能量金字塔简图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，m1、m2代表不同的能量形式。图2表示能量流经该生态系统某一营养级的变化示意图，其中a～g表示能量值的多少。请据图回答下列问题：
(1)图2中，若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量，则B表示营养级Ⅱ同化的能量，C表示______________________________________。若图1中营养级Ⅰ所固定的太阳能总量为y，营养级Ⅰ、Ⅱ间的能量传递效率是________(用图中所给字母的表达式表示)。
(2)若图1中营养级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一种生物甲、乙、丙，构成食物关系如图3。其中甲能量中比例为x的部分直接提供给丙，要使丙能量增加A
kJ，至少需要消耗甲的能量是________kJ。
(3)除图1中所示的生物类群，该生态系统的生物组成成分还应有________才能保证其物质循环的正常进行。
解析：(1)同化的能量一部分以细胞呼吸产生热能的形式散失掉，一部分用于自身的生长、发育和繁殖，C表示营养级Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量。营养级传递效率是同化量之比，即b/y×100%。(2)最少消耗按照最大的传递效率20%计算，其中甲能量中比例为x的部分直接提供给丙，假设甲的能量是M，即Mx/5＋M(1－x)/25＝A，计算可得M＝25A/(1＋4x)。(3)图1中包含了生产者和消费者，在生态系统中的生物成分还缺少分解者。
答案：(1)营养级Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量
b/y×100%
(2)25A/(1＋4x)
(3)分解者第36讲　种群的特征　种群数量的变化
　1.种群的特征(Ⅰ)　2.种群的数量变化(Ⅱ)　3.实验：探究培养液中酵母菌数量的动态变化
　种群的特征及种群密度的调查
1．数量特征
(1)种群密度的调查方法
①样方法
②标志重捕法：适用于活动能力强、活动范围大的动物。
(2)直接影响种群密度的是迁入率和迁出率及出生率和死亡率。
(3)年龄组成
①图中各年龄组成的类型
A：增长型，B：稳定型，C：衰退型。
②各年龄组成类型的特点及种群密度变化的趋势。如表：
类型
各年龄分布
种群密度变化趋势
A
幼年个体多、老年个体少
增大
B
各年龄个体比例适中
基本不变
C
幼年个体少、老年个体多
减小
(4)性别比例：种群中雌雄个体数目的比例。
(1)年龄组成通过影响出生率和死亡率而间接影响种群密度和种群数量。
(2)性别比例只影响出生率。
2．空间特征[连一连]
(必修3
P63基础题T3改编)如图A、B为两个国家人口的年龄组成图，纵轴表示年龄，横轴表示各年龄段人口占总人口的百分比。
(1)A、B的年龄结构类型为稳定型、增长型，预测其数量变化发展趋势的主要依据是年龄组成。
(2)若图A表示广州某次的人口统计图，则春运期间影响该市人口数量的主要因素是迁入率和迁出率。
1．分析种群各数量特征之间的关系
(1)出生率和死亡率、迁入率和迁出率是决定种群密度变化的直接因素。
(2)年龄结构和性别比例不直接决定种群密度，年龄结构在一定程度上能预测种群数量变化趋势，性别比例能够间接影响种群个体数量变动：
①年龄结构种群密度
②性别比例种群密度
(3)有关种群特征的实际应用归纳
①城市人口的剧增——迁入率＞迁出率造成的。
②中国人口的增长——出生率＞死亡率造成的，不能单纯说是出生率高造成的。
③计划生育政策——控制出生率，使增长率下降。
④利用性外激素诱捕雄蛾——通过改变性别比例来降低出生率。
⑤将性外激素释放到大田里，通过干扰雌雄蛾正常交尾——降低出生率。
2．种群密度的调查方法
项目
样方法
标志重捕法
调查对象
植物或活动范围小的动物
活动能力强、活动范围大的动物
调查程序
确定调查对象↓选取样方↓计数↓计算种群密度(取平均值)
确定调查对象↓捕获并标记(数量为N1)
↓重捕、计数↓计算种群密度
注意事项
(1)调查对象一般为双子叶植物，容易计数个体的数目；(2)选取样方时，要随机取样；(3)选取样方的个数取决于总面积的大小，总面积大的样方数目要多些；(4)样方大小与被调查的植物大小有关
(1)调查时没有迁入和迁出、出生和死亡；(2)标志物不能过于醒目，不能影响标志对象正常的生命活动；(3)标志物和标志方法对所调查的动物身体没有伤害
【感知考题】
(2015·高考全国卷Ⅰ，31节选)现有一未受人类干扰的自然湖泊，某研究小组考察了该湖泊中处于食物链最高营养级的某鱼种群的年龄组成，结果如下表。
年龄
0＋
1＋
2＋
3＋
4＋
5＋
6＋
7＋
8＋
9＋
10＋
11＋
≥12
个体数
92
187
121
70
69
62
63
72
64
55
42
39
264
注：表中“1＋”表示鱼的年龄大于等于1、小于2，其他以此类推。
回答下列问题：
(1)通常，种群的年龄结构大致可以分为三种类型，分别是________________________。研究表明：该鱼在3＋时达到性成熟(进入成年)，9＋时丧失繁殖能力(进入老年)。根据表中数据可知幼年、成年和老年3个年龄组个体数的比例为________，由此可推测该鱼种群数量的变化趋势是________。
(2)如果要调查这一湖泊中该鱼的种群密度，常用的调查方法是标志重捕法。标志重捕法常用于调查________强、活动范围广的动物的种群密度。
[解析]　(1)种群的年龄结构包括增长型、衰退型和稳定型三种类型。从表格中的数据可知，幼年个体数为92＋187＋121＝400，成年个体数为70＋69＋62＋63＋72＋64＝400，老年个体数为55＋42＋39＋264＝400，所以三个年龄段的个体数比例为1∶1∶1，则该种群的年龄结构为稳定型，该鱼种群数量将保持相对稳定。(2)标志重捕法常用于调查活动能力强、活动范围广的动物的种群密度。
[答案]　(1)增长型、衰退型、稳定型　1∶1∶1　保持稳定
(2)活动能力
若在该湖泊中，第一次捕获鲫鱼106条，做上标记后放回，第二次捕获鲫鱼91条，其中有标记的25条。由此可以估算出该湖泊中鲫鱼的数量约为386。后来发现这次估算的结果与实际结果误差较大，分析其原因正确的是①②③。
①捕鱼用的渔网网眼太大　②被标记的鱼放回后有一小部分死亡　③两次捕获的鲫鱼数量较少　④重捕方法不当使捕获的鱼部分死亡
高分点拨——类题通法
种群年龄组成类型的表示方法
表示方法
增长型
稳定型
衰退型
模型图
曲线图
柱形图
【跟进题组】
命题1　种群的特征及其内在联系
1．(2017·宁夏银川二中统练)如图表示种群特征之间的关系，据图分析不正确的是(　　)
A．①②③④依次为年龄组成、出生率和死亡率及迁入率和迁出率、种群数量、性别比例
B．种群密度完全能反映③的变化趋势
C．研究城市人口的变化，迁入率和迁出率是不可忽视的
D．种群数量还受自然气候等因素的影响
解析：选B。年龄组成可以预测种群密度的变化方向，出生率和死亡率直接决定种群密度，种群密度只能反映种群在一定时期的数量变化，不能反映种群数量的变化趋势，性别比例是通过影响出生率而影响种群密度变化的，故①②③④依次为年龄组成、出生率和死亡率及迁入率和迁出率、种群数量、性别比例；除出生率和死亡率外，迁入率和迁出率也是影响城市人口变化的重要因素，种群数量受自然气候等因素的影响非常大。
2．(2016·高考浙江卷，5改编)下列是蝉在夏季的年龄结构示意图(甲、乙、丙分别代表幼年个体、成年个体和老年个体)，其中正确的是(　　)
解析：选A。生态学家通常将种群分成三个年龄组，即幼年个体、成年个体和老年个体。有些昆虫幼年个体特别多，成年个体极少，老年个体等于零，蝉就是最典型的例子，蝉的若虫要在地下生活多年，而羽化出土后的成年蝉只能生活一个夏季，故A正确。
易错点1　误认为种群数量等于种群密度
[点拨]　种群数量不等于种群密度：种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数，强调“单位面积或单位体积”，即种群数量增加，种群密度不一定增加。
易错点2　误认为年龄组成决定种群密度的变化
[点拨]　年龄组成并不决定种群密度的变化：年龄组成只是预测种群密度的变化趋势，但该趋势不一定能够实现，还要看影响种群密度变化的其他因素，如天敌等。
命题2　种群密度的调查方法
3．(2016·高考全国卷甲，5)如果采用样方法调查某地区(甲地)蒲公英的种群密度，下列做法中正确的是(　　)
A．计数甲地内蒲公英的总数，再除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度
B．计数所有样方内蒲公英总数，除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度
C．计算出每个样方中蒲公英的密度，求出所有样方蒲公英密度的平均值，作为甲地蒲公英的种群密度
D．求出所有样方蒲公英的总数，除以所有样方的面积之和，再乘以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度
解析：选C。样方法是估算种群密度最常用的方法之一，在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值，所以B项错误、C项正确、D项错误。A项所用方法为逐个计数法，适用于分布范围小、个体较大的种群，不合题意。
4．(高考新课标全国卷Ⅰ改编)某农场面积约140
hm2，农场丰富的植物资源为黑线姬鼠提供了良好的生存条件，鼠大量繁殖吸引鹰前来捕食。某研究小组采用标志重捕法调查该农场黑线姬鼠的种群密度，第一次捕获了100只，标记后全部放掉，第二次捕获了280只，发现其中有2只带有标记。下列叙述错误的是(　　)
A．鹰的迁入率增加会影响黑线姬鼠的种群密度
B．该农场黑线姬鼠的种群密度约为100只/hm2
C．若重捕时方法不当造成已捕获的标记个体死亡，会导致估算数值比实际数值偏大
D．若用样方法调查该农场某处草地上的蒲公英时，不统计正好在样方线上的个体则实验所得到数值与实际数值相比偏小
解析：选C。黑线姬鼠的天敌——鹰的数量增加，可使黑线姬鼠的种群密度下降；设该农场黑线姬鼠的总数量约为x，则＝，x＝14
000，故该农场黑线姬鼠的种群密度约为：＝100只/hm2。
种群数量调查数据统计中“误差”分析
(1)标志重捕法误差归纳
①标志物易脱落：可导致重捕个体中带标记的个体数据偏小，据计算公式N总＝初捕数×再捕数/再捕中标记数，推知，再捕中标记数若减小，则N总会比真实值偏大。
②被捕一次后，难以被再次捕获：可导致再次捕获的个体中标记数偏小，最终统计结果偏差应与①相同，即N总会比真实值偏大。
③标记物影响了动物活动，导致易被捕捉：可导致再次捕获的个体中标记数偏大，依据公式可推知，计算所得结果比真实值应偏小。
(2)样方法误差归纳
①未做到“随机”取样。
②未找到“分布比较均匀”的地块，导致数量“过密”或“过稀”。
③未对“多个”样方取平均值。
④若有正好在边界线上的，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则，即只计数样方相邻两条边及其夹角上的个体。同种植物无论大小都应计数。如图(图甲为方形样方，图乙为圆形样方，实心圈表示应统计或测量的个体，虚线表示圆形样方的直径)。
　种群密度的影响因素
5．某岛屿上生活着一种动物，其种群数量多年维持相对稳定。该动物个体从出生到性成熟需要6个月。如图为某年该动物种群在不同月份的年龄结构(每月最后一天统计种群各年龄组的个体数)。关于该种群的叙述，错误的是(　　)
A．该种群10月份的出生率可能为零
B．天敌的迁入可影响该种群的年龄结构
C．该种群的年龄结构随着季节更替而变化
D．大量诱杀雄性个体不会影响该种群的密度
解析：选D。由图示知，12月份未成熟个体数目为0，又知该动物个体从出生到性成熟需要6个月，故该种群可能从6月份开始，出生率就为0，A项正确；天敌倾向于捕食年老体弱的动物，故天敌的迁入可能会导致衰老个体减少，使种群年龄结构发生改变，B项正确；图示各月份中，不同年龄阶段的个体百分比不同，C项正确；大量诱杀雄性个体，会使该种群的正常性别比例发生改变，导致种群密度改变，D项错误。
　种群的数量模型分析
1．种群数量变化的研究
(1)方法：构建数学模型。
(2)步骤：观察研究对象，提出问题→提出合理的假设→根据实验数据，用适当的数学形式表达→检验或修正。
2．种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线
项目
“J”型曲线
“S”型曲线
增长模型
前提条件
理想状态：资源无限、空间无限、不受其他生物制约
现实状态：资源有限、空间有限、受其他生物制约
K值有无
无K值
有K值
曲线形成原因
无种内斗争，缺少天敌
种内斗争加剧，天敌数量增多
联系
①图中阴影部分代表环境阻力或被环境所淘汰的个体数目；②两种增长曲线的差异主要是由环境阻力的有无造成的，它们可以发生转化：“J”型曲线“S”型曲线
3．影响种群数量变化的因素
(1)变化类型：增长、波动和下降。
(2)影响因素：气候、食物、天敌、传染病以及人类活动等。
4．研究种群数量变化的意义：对有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用以及濒危动物种群的拯救和恢复，都有重要意义。
1．(必修3
P66实例改编)如图表示某海岛一段时间内野兔种群数量变化曲线，下列叙述不正确的是(　　)
A．图中种群数量即种群密度
B．AB段种群中幼年个体多于老年个体
C．该海岛上决定种群数量变化的直接因素是出生率和死亡率
D．利用性引诱剂诱杀雄野兔，有利于该海岛上野兔的控制
答案：A
2．(深入追问)分析下图，该环境下的K值应是多少？比较a点时的出生率和死亡率大小。b点时的年龄组成属于哪一类型？
提示：K2。出生率＝死亡率。衰退型。
突破1　种群增长率和增长速率的比较
(1)公式
①增长率＝×100%
②增长速率＝
(2)曲线
①图1、图2中曲线a、b、c、d分别代表的增长方式为“J”型、“S”型、“J”型、“S”型。
②图2曲线d中在t1时刻增长速率最快、对应A点为K/2点。在t1～t2时刻，种群的数量不会(填“会”或“不会”)减少，t2对应B点为K值点。
突破2　K值与K/2值的分析与应用
(1)K值与K/2值的分析
(2)K值与K/2值的应用
1．“S”型增长曲线的开始部分≠“J”型增长曲线
(1)“J”型增长曲线是一种理想条件下的种群数量增长曲线，迁入后种群数量马上呈指数形式增长，不存在适应过程，种群增长率始终保持不变。
(2)“S”型增长曲线的前段是种群对新环境的一个适应阶段，始终存在环境阻力如食物、空间有限等，种群增长率一直下降。
2．对“λ”的理解
Nt＝N0λt，λ代表种群数量增长倍数，不是增长率。λ＞1时，种群密度增大；λ＝1时，种群密度保持稳定；λ＜1时，种群密度减小。
3．K值分析
(1)K值不是一成不变的：K值会随着环境的改变而发生变化，当环境遭到破坏时，K值会下降；当环境条件状况改善时，K值会上升。
(2)在环境不遭受破坏的情况下，种群数量会在K值附近上下波动。当种群数量偏离K值的时候，会通过负反馈调节使种群数量回到K值。　
【感知考题】
(2015·高考广东卷，4改编)如图表示在一个10
mL封闭培养体系中酵母细胞数量的动态变化。关于酵母细胞数量的叙述，正确的是(　　)
A．种内竞争导致初始阶段增长缓慢，然后有一段“J”型增长
B．可用数学模型Nt＝N0λt表示
C．从10～50
h酵母菌的增长率先增大后减小，此时死亡率等于出生率
D．K值约为120
000个
[解析]　从图中信息可看出，该种群的数量增长呈“S”型，曲线初始阶段上升缓慢的原因是酵母菌不适应环境，且繁殖率较低，不会出现“J”型增长，故A项错误；数学模型Nt＝N0λt对应的增长曲线应为“J”型，故B项错误；酵母菌的增长率一直逐渐减小、增长速率先增大后减小，故C项错误；该酵母细胞在10
mL培养液中含量的最大值约为120
000个，即K值约为120
000个，故D项正确。
[答案]　D
(1)随着培养体系中酵母菌数量的增多，其种内斗争将增强。
(2)若在该封闭培养体系中长时间培养，则酵母菌的K值会降低(填“降低”或“升高”)。原因是：随酵母菌数量的增多，培养液中营养物质消耗增多，酵母菌种内斗争加剧，且代谢产物使生活环境恶化，从而使K值降低。
高分点拨——类题通法
用曲线图表示K值的方法
图中A、B、C、D时间所对应的种群数量为K值，A′、C′、D′时间所对应的种群数量为K/2值。
【跟进题组】
命题1　“J”型增长和“S”型增长的比较
1．(2017·重庆六校联考)某生物兴趣小组对某动物繁育中心的某种濒危动物的种群增长速率进行了调查，如表为调查结果。下列相关叙述正确的是(　　)
年份
第一年
第二年
第三年
第四年
第五年
第六年
第七年
增长速率
0.50
1.33
2.69
3.78
2.88
1.36
0.09
A.第四年的该种群数量大约是该环境容纳量的一半
B．第一年至第七年，该种群的年龄组成从增长型向衰退型转变
C．该种群数量呈“S”型增长，种群增长速率不受种群密度制约
D．对该濒危动物最好的保护方式为就地保护
解析：选A。从表中数据可知，该种群的增长速率在调查的7年内，先增大后减小，符合“S”型增长模型，第四年该种群的增长速率最大，对应的种群数量应为K/2，A正确；种群数量呈“S”型增长的种群，其年龄组成从增长型逐渐向稳定型转变，B错误；种群数量呈“S”型增长的种群，其种群密度制约增长速率，C错误；对动物繁育中心的该濒危动物最好的保护方式为易地保护，D错误。
2．如图表示某生物群落中甲、乙两个种群的增长速率随时间变化的曲线，下列判断不正确的是(　　)
A．甲、乙两种群的增长曲线均为“S”型曲线
B．t2～t3时间段甲种群的出生率大于死亡率
C．t5时种群密度对乙种群的制约作用大于t4时
D．甲种群数量最大的时刻为t2，乙种群为t4
解析：选D。图中纵坐标表示增长速率，甲、乙种群的增长速率是先升后降最终为0，所以两曲线都表示“S”型曲线，A说法正确；增长速率大于0时出生率大于死亡率，B说法正确；种群数量越多，对种群数量增长的制约作用越大，C说法正确；甲、乙种群数量达到最大值对应时间分别为t3和t5，D说法错误。
易错点　年龄组成稳定≠种群数量稳定
[点拨]　(1)出生率和死亡率不完全取决于年龄组成，还与气候、食物、天敌等因素有关，譬如遇到剧烈的气候变化，可使种群数量急剧减少。
(2)种群数量还与迁入率、迁出率直接相关。
命题2　种群数量变化规律的应用
3．如图表示出生率、死亡率和种群密度的关系，据此分析得出的表述正确的是(　　)
A．在K/2时控制有害动物最有效
B．图示规律可作为控制人口增长的依据
C．该图可用于实践中估算种群最大净补充量
D．在K/2时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量
解析：选C。A项中，K/2时种群增长速率最大，控制有害动物应在K/2之前最有效；B项中，我国控制人口增长的主要措施是实行计划生育，即降低人口出生率来减少净补充量，不能靠增加死亡率来减少净补充量；C项中，可通过出生率和死亡率来估算种群最大净补充量；D项中，K时种群密度最大，若进行捕捞最易得到最大日捕获量。
4．如图为某地东亚飞蝗种群数量变化示意图，下列叙述错误的是(　　)
A．为有效防治蝗灾，应在a点之前及时控制种群密度
B．a～b段，该种群的增长率与种群密度之间呈正相关
C．利用性引诱剂诱杀雄虫改变性别比例可防止c点出现
D．控制种群数量在d～e水平，有利于维持该地生态系统的抵抗力稳定性
解析：选B。分析图中曲线可发现，由起点到b点为“S”型曲线，a～b段中，该种群的增长率在逐渐下降，而种群密度在逐渐增加，二者呈负相关；a点时，种群增长速率大，此时防治蝗虫效果差，应在a点之前及时控制种群密度；利用性引诱剂诱杀雄虫改变性别比例后，降低了出生率，故可防止c点出现；蝗虫种群数量控制在d～e水平，可大幅度降低蝗虫对各种植物的危害，同时保护了生物多样性，提高了该地生态系统的抵抗力稳定性。
　改变某一环境条件对种群数量的影响
5．(2017·江西鹰潭一中高三月考)如图是布氏田鼠迁入某草原后的种群数量变化曲线，a时刻后引入某种动物，变化曲线如图，下列叙述正确的是(　　)
A．布氏田鼠种群的最大数量即为环境容纳量
B．DE段田鼠种群的出生率和死亡率都降为零
C．布氏田鼠的数量维持在C点有利于草原的发展
D．引入动物与布氏田鼠的关系可能是竞争或捕食
解析：选D。环境容纳量是指在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量，A项错误；DE段田鼠种群的出生率等于死亡率，B项错误；C点时布氏田鼠的种群增长速率最大，若将其数量维持在C点，则不利于草原的发展，C项错误；a时刻后引入某种动物后，布氏田鼠的种群数量先是快速下降，而某种动物的数量则是上升，最后二者的数量趋于相对稳定，这说明引入的动物与布氏田鼠的关系可能是竞争或捕食，D项正确。
　(实验12)探究培养液中酵母菌种群数量的变化
1．实验原理
(1)用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。
(2)在理想的无限环境中，酵母菌种群呈“J”型增长；自然界中资源和空间总是有限的，酵母菌种群呈“S”型增长。
(3)计算酵母菌数量可用抽样检测的方法。
2．实验流程
(1)——
↓
(2)——
↓
(3)——
↓
(4)——
↓
(5)——
“培养液中酵母菌种群数量的变化”
实验的5个易失分点
(1)显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“计相应两边及其夹角”的原则计数。
(2)从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减小误差。
(3)结果记录最好用记录表，如表所示：
时间(天)
1
2
3
4
5
6
……
数量(个)……
(4)每天计数酵母菌数量的时间要固定。
(5)培养和记录过程要尊重事实，不能主观臆造。
1．(2017·泰安模拟)将10
mL酵母菌培养液放在适宜的温度下培养，并于不同时间内等量均匀取样4次，分别测定样品中酵母菌的数量和pH，结果如表所示。据表分析不正确的是(　　)
样品
酵母菌数量(个/mm3)
pH
1
1
210
4.8
2
820
5.4
3
1
210
3.7
4
1
000
5.0
A.培养过程中酵母菌始终出生率>死亡率
B．样品的取样先后顺序为2、4、1、3
C．对酵母菌而言，10
mL该培养液的环境负荷量可能为1.21×107个
D．若进行第5次均匀取样，10
mL样品中的酵母菌数量有可能低于1.21×107个
解析：选A。将10
mL酵母菌培养液放在适宜温度下培养，可根据培养液pH的变化来确定取样顺序，因为酵母菌的代谢活动消耗营养物质，不断产生CO2等代谢产物使培养液pH不断下降，因此正确的取样顺序为2、4、1、3。从表中数据分析可见，达到稳定时期时，酵母菌数量达到最大值，说明10
mL该培养液的环境负荷量为1.21×107个。继续培养，随着环境条件极度恶化，种群生长进入衰退期，出生率会小于死亡率，种群数量将不断下降，所以继续取样，酵母菌的种群数量有可能低于1.21×107个。
2．(2017·江苏省如皋质检)某小组进行“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验时，同样实验条件下分别在4支试管中(培养液的浓度相同)进行培养，下列分析错误的是(　　)
A．Ⅲ号试管内酵母菌种群的K值小于Ⅳ号试管
B．4支试管内种群的增长速率都是先增大后减小
C．4支试管内种群数量不会同时到达K值
D．试管Ⅳ内的种群数量先于试管Ⅱ内的开始下降
解析：选A。Ⅲ号试管内培养液体积大，初始酵母菌数量少，利于酵母菌生存，因此K值大；而Ⅳ号试管内培养液体积小，初始酵母菌数量多，不利于酵母菌生存，K值小，A错误；4支试管内种群在初始阶段，由于空间和营养条件充裕，增长速率都是先增大，而后由于营养物质的消耗、有害代谢产物的积累、pH下降等原因，导致种内斗争加剧，增长速率减小，B正确；4支试管内培养液体积或起始酵母菌数量不同，因此每个种群达到K值的时间不同，C正确；相对于试管Ⅱ，试管Ⅳ内的起始酵母菌数量较多，先达到K值，也先开始下降，D正确。
3．下列关于“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验的相关操作，正确的是(　　)
A．培养用具必须经过严格的灭菌处理，培养液则不需灭菌
B．培养酵母菌时，必须去除培养液中的溶解氧
C．从瓶中吸出培养液进行计数之前，不必摇匀培养瓶中的培养液
D．为了方便对酵母菌计数，培养后期的培养液应先稀释后计数
解析：选D。在该实验中培养用具必须经过严格的灭菌处理，培养液也需要灭菌；培养酵母菌时，需要提供氧气，让酵母菌有氧呼吸繁殖个体；从瓶中吸出培养液进行计数前需要将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减小实验误差；培养后期酵母菌数量较多且难以数清，为了方便酵母菌计数，需要先稀释一定的倍数，然后计数。
[核心体系构建]
[填空]　①样方法　②标志重捕法　③出生率　④年龄组成　⑤性别比例　⑥迁出率　⑦“J”型曲线
⑧“S”型曲线　⑨气候、食物等
[规范答题必备]
1.种群的五个特征：种群密度、出生率和死亡率、年龄组成、性别比例、迁入率和迁出率。
2．年龄组成的三种类型
(1)增长型：幼年个体数目最多，老年个体数目最少。
(2)稳定型：各年龄组成数目比例适中。
(3)衰退型：老年个体数目偏多，幼年个体数目偏少。
3．种群密度的两种调查方法
(1)标志重捕法
①适用范围：活动能力强、活动范围大的动物。
②计算：假设在对某种群密度的调查中，第一次捕获并标记m只个体，第二次捕获N只个体，其中标记个体n只，设该种群数量为M，则M∶m＝N∶n，M＝(只)。
(2)样方法
①适用范围：一般为植物或活动能力弱的动物。
②取样关键：随机取样。
4．种群数量增长的两种类型
(1)“J”型增长曲线
①产生原因：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等。
②曲线特点：种群数量以一定的倍数连续增长。
(2)“S”型增长曲线
①产生原因：受环境条件，如空间、食物、天敌等的制约。
②曲线特点：种群数量达到K/2时，增长速率最大，达到环境容纳量(即K值)后，将在K值附近维持动态平衡。
课时作业
1．如图表示种群的各个特征之间的关系，下列叙述正确的是(　　)
A．甲为出生率和死亡率，乙为迁入率和迁出率
B．丙为性别比例，主要通过影响出生率来间接影响种群密度
C．丁为年龄组成，每种类型包括老年、中年和幼年三个年龄期
D．种群密度是种群最基本的数量特征，调查方法有标志重捕法和取样器取样法
解析：选B。甲为出生率和迁入率，乙为死亡率和迁出率；丙为性别比例，主要通过影响出生率来间接影响种群密度；年龄组成的每种类型包括老年、成年和幼年三个年龄期；取样器取样法是调查群落中物种丰富度的一种方法。
2．(2017·吉林长春模拟)如图a、b表示种群在不同条件下的增长曲线，c为b曲线对应的种群增长速率。下列叙述错误的是(　　)
A．在自然界中不可能存在类似a曲线表示的种群增长情况
B．在t时刻b曲线对应的种群数量大小为环境容纳量的一半，即K/2
C．b曲线表示种群的数量增长可能受其本身密度增加的制约
D．c曲线表示的种群增长规律可用于指导渔业捕捞等
解析：选A。外来物种进入一个新的适宜环境，其种群的增长曲线可能类似a曲线，A错误；在t时刻b曲线的增长速率最大，此时对应的种群数量大小为环境容纳量的一半，B正确；b曲线中种群数量超过K/2之后，随着种群的数量增长，种群的增长速率下降，所以种群的数量增长可能受其本身密度增加的制约，C正确；t时刻种群的增长速率最大，使种群数量维持在K/2可获得最大收益，所以c表示的种群增长速率可用于指导渔业捕捞，D正确。
3．如图是某学习小组探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化完成的三组实验，定期对不同培养液中的酵母菌进行计数，绘制出酵母菌细胞数目变化曲线依次为a、b、c。关于此图的分析，不正确的是(　　)
A．酵母菌计数方法为抽样检测法
B．本实验可能是探究影响种群数量变化的外因
C．三组的环境容纳量可能不同，b组的环境容纳量最大
D．a、b曲线交点处两曲线培养液中营养物质含量相同
解析：选D。酵母菌逐个计数比较困难，故采用抽样检测法进行计数；三组实验的结果不同，可能是温度、pH或培养液中营养物质的含量等外因造成的；三组实验酵母菌的最大数量不同，所以环境容纳量不同，b组环境容纳量最大；a、b曲线交点处两曲线对应酵母菌数量相同，但无法说明两者的营养物质含量相同。
4．(2017·南师大附中联考)如图为种群特征的概念图，下列叙述错误的是(　　)
A．c表示种群密度，是种群最基本的数量特征
B．b表示年龄组成，年龄组成为增长型的种群，种群数量一定会越来越大
C．若种群的增长为“S”型曲线，则在种群数量达到K值前，种群的年龄组成一直是增长型
D．除了图中所示特征外，种群还具有空间特征
解析：选B。年龄组成为增长型的种群，种群数量不一定会越来越大，因为数量变化要受到各种因素的制约，B错误。
5．如图曲线Ⅰ表示某种群的出生率，曲线Ⅱ表示其死亡率。下列有关叙述正确的是(　　)
A．a点种群数量要多于b点种群数量
B．c点之后种群呈“S”型曲线增长
C．c点时此种群的个体总数达到环境容纳量
D．d点种群的年龄组成为增长型
解析：选C。由题图可知，随着时间的变化，a点到b点种群死亡率逐渐升高，出生率逐渐下降，但是增长速率仍大于0，因此种群数量在不断增加，b点种群数量大于a点；c点之后死亡率大于出生率，种群数量下降，不符合“S”型增长曲线；c点时出生率等于死亡率，增长速率为0，种群数量达到最大，为环境容纳量；d点时死亡率大于出生率，种群数量减少，此时年龄组成为衰退型。
6．(2017·湖南长沙实验中学月考)下列关于图中种群数量变化的说法，错误的是(　　)
A．种群“J”型曲线只有在理想条件下才能出现
B．种群呈“S”型增长过程中，在达到K值之前就是“J”型增长
C．自然状态下种群数量达到600时，种群的增长率约为0
D．环境条件变化时，种群的K值也会发生相应变化
解析：选B。种群“S”型曲线是在资源、空间有限的条件下种群的数量变化趋势，在达到K值之前由于存在环境阻力，所以与“J”型曲线不同。
7．(2017·江苏南通模拟)为探究pH对草履虫种群数量增长的影响，科研人员用不同pH的稻草培养液培养草履虫，培养的起始密度为5个·mL－1，培养时间为2
d，结果如表。相关叙述错误的是(　　)
pH
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
种群密度/个·mL－1
0
0
153
160
168
172
133
125
A．须保证每组的温度、培养液体积等条件相同
B．每组培养液中草履虫数量都呈“S”型增长
C．增加培养液的量，可改变草履虫种群的K值
D．草履虫对碱的耐受性较强，适宜生活在弱碱性的环境中
解析：选B。依题意，该实验的自变量为稻草培养液的不同pH，因变量是草履虫种群数量的变化，温度、培养液体积等条件为无关变量，应控制相同且适宜，A正确；表中数据显示，pH为3.0和4.0的两组，草履虫的数量为0，据此说明每组培养液中草履虫数量并不都是呈“S”型增长，B错误；增加培养液的量，草履虫的生存条件得到改善，因此可改变草履虫种群的K值，C正确；pH为8.0的一组，草履虫的种群密度最大，说明草履虫对碱的耐受性较强，适宜生活在弱碱性的环境中，D正确。
8．为了研究杀虫灯诱杀斜纹夜蛾的影响因素，科学家释放了一定量的标记过的斜纹夜蛾，适当时间后用杀虫灯诱杀，统计标记个体的个数占释放总数的比例(回收率)，结果如图。下列叙述正确的是(　　)
A．若标记总量为N，回收率为a，则斜纹夜蛾的种群密度为N/a
B．诱捕距离加大，被标记个体占被诱捕总数的比例上升
C．该研究说明，杀虫灯的杀虫效果与灯的密度无关
D．用杀虫灯诱杀斜纹夜蛾成虫可改变种群年龄组成
解析：选D。种群密度是单位面积或单位体积中的个体数，A项错误；据图分析，由于释放总数的值不变，故诱捕距离加大，被标记个体占被诱捕总数的比例下降，B项错误；本实验没有说明杀虫灯的杀虫效果与灯的密度的关系，C项错误；用杀虫灯诱杀斜纹夜蛾成虫可改变种群年龄组成，D项正确。
9．(2017·山东潍坊模拟)如图表示某种群迁入该生态系统一段时间内，种群增长率和时间的关系。以下说法正确的是(　　)
A．由图可知，种群密度在第50年时，达到种群的环境容纳量(K值)
B．在10～30年，种内斗争变化趋势是逐渐增强
C．该种群的出生率和迁入率决定λ值的大小
D．在理想条件下，影响种群数量增长的因素主要是环境容纳量
解析：选B。当λ＝1时，种群数量稳定不变，年龄组成为稳定型；当λ＜1时，种群数量下降，年龄组成为衰退型；当λ＞1时，种群数量增加，年龄组成为增长型。由图可知，种群密度在约第40年时，达到种群的环境容纳量(K值)，A错误；在10～30年，λ＞1，种群数量不断增加，导致种内斗争变化趋势逐渐增强，B正确；λ值的大小受多种因素的影响，如出生率、死亡率、迁入率、迁出率、性别比例、年龄组成等，C错误；在理想条件下，影响种群数量增长的因素主要是出生率和死亡率，D错误。
10．(2017·河南许昌鄢陵月考)一调查小组对我国东部某地的群落进行深入调查，获得有关信息资料，请分析回答：
(1)调查小组对某块荒地的几种常见植物的种群密度进行了连续五年的调查，一般采用的调查方法是____________，结果如表所示(单位：株/m2)，取样时关键要做到____________。如果4种植物中有一种属于入侵物种，则该入侵物种是____________，该入侵物种在入侵初期类似于________型增长，原因是
________________________________________________________________________。
年份植物
2010
2011
2012
2013
2014
甲
10.0
9.2
8.0
6.8
5.5
乙
3.0
2.1
1.1
0.3
0.1
丙
0.3
0.6
1.1
1.5
2.3
丁
3.0
2.0
0.4
0
0
(2)下面为调查小组从当地主管部门获得的某物种种群数量的变化图，据此分析该种群在30年中种群数量最少从第________年开始的，第20～30年间种群的出生率________(填“＜”“＝”或“＞”)死亡率。15年时种群的年龄组成是________型。
解析：(1)样方法需做到随机取样；外来物种入侵初期种群数量的变化类似于“J”型增长。(2)初始几年λ值大于1且不变，此时种群数量呈“J”型增长；λ值小于1时种群数量减少，第15年时减少最快，减少至第20年时不再减少，此时种群数量最少；20年后λ值等于1，此后种群数量不变。
答案：(1)样方法　随机取样　丙　“J”　生存环境适宜(或资源和空间充裕，气候适宜)，没有天敌
(2)20　＝　衰退
11．如图表示某种群在不同条件下数量变化情况的数学模型，其中a点表示外界因素的变化。请分析回答下列问题：
(1)“J”型曲线出现的前提条件是________________，此种种群增长曲线在实验室条件下常见。
(2)“J”型曲线的种群增长率将________________；曲线Ⅲ与“J”型曲线相比出现的阴影部分所代表的是____________________________。
(3)图中K代表________________。若a点时干旱，且干旱能抑制造成蝗虫患病的一种丝状菌的生长，则a点后蝗虫种群的数量变化为曲线________。若要抑制蝗灾，应将蝗虫种群数量控制在________以下。
答案：(1)理想条件(环境资源充足，条件适宜，无敌害等)　(2)保持不变　环境阻力所淘汰的个体
(3)环境容纳量　Ⅰ　K2
12．(原创)如图为某种群的(K值－种群数量)/K值随种群数量变化的曲线(设K值＝200)。下列相关分析正确的是(　　)
A．曲线表示种群增长速率与种群数量呈负相关
B．在S1点时不存在影响种群增长的环境阻力
C．渔业捕捞后种群剩余量最好控制在S3点对应的种群数量
D．(K值－种群数量)/K值越小，种群增长速率越大
解析：选C。根据题干和曲线的信息可知，该种群数量为“S”型增长。在“S”型增长曲线中，K/2之前种群增长速率随种群数量的增加而增大，K/2之后种群增长速率随种群数量的增加而减小，A错误；该种群曲线所示的任何时候都存在环境阻力，B错误；渔业捕捞后需控制剩余量最好在S3点对应的种群数量，因为此时对应的种群数量为K/2(种群增长速率最大)，C正确；当种群数量为K/2时，种群增长速率最大，即S3点，此时(K值－种群数量)/K值为0.50，并非最小值，D错误。
13．(2017·福州模拟)调查某草原田鼠数量时，在1公顷的调查区内，放置100个捕鼠笼，一夜间捕获鼠32只，将捕获的田鼠经标记后在原地释放。数日后，在同一地方再放置同样数量的捕鼠笼，这次共捕获36只，其中有上次标记过的个体4只。请回答下列问题：
(1)若该地区田鼠种群个体总数为N，则N＝________只。
(2)由于田鼠在被捕捉过一次后就很难再次被捕捉，所以上述计算所得的种群个体总数可能会比实际值偏________。
(3)某生态学家以“保护和利用草原生态系统”为课题，对草原进行了一项专题研究，并绘制了如下两图。图一表示一个鼠群引入一个草原生态系统后的种群增长曲线；图二表示单位面积放牧量与生产者的净生产量的关系，虚线表示未放牧时草原中生产者的净生产量。分析回答下列问题：
①图一中增长速率最大的是__________点，CD段表示鼠群数量不再增长，其原因可能是____________________________________。灭鼠时除了捕杀老鼠，使其数量减少，同时还应该__________________。
②图二的研究结果告诉我们，最大放牧量不应该超过______点，如果长期超过C点将会造成____________。
解析：(1)根据标志重捕法的计算公式计算：N∶32＝36∶4，N＝288。(2)田鼠被捕捉过一次后就很难再次被捕捉，使重捕时的带标记个体数减少，调查值比实际值偏大。(3)图一中增长速率最大的点是增长曲线斜率最大的点，即B点；图二中A点和B点分别为最适放牧量和最大放牧量，如果长期超过C点，草场将会退化。
答案：(1)288　(2)大　(3)①B　食物和空间减少、天敌数量增加　设法降低环境容纳量(K值)
②B　草场退化

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