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重难大题集训(五) 生态农业和环境保护
1．如图表示农田弃耕多年后植物群落结构的特征，图中数据代表不同植物的数量所占的比
例。请回答下列相关问题：
(1)从弃耕农田上开始的演替属于__________，判断依据是_____________________
________________________________________________________________________。
随着演替的进行，群落的稳定性逐渐增强，原因是
________________________________________________________________________。
(2)图示体现的群落的空间结构为_______________________________________________，这
种结构的优势是__________________________________________________________。藤本植
物往往以乔木为支撑，在乔木树冠上形成一个“顶棚”，藤本植物与其他植物的关系为
____________。
(3)样方法是调查植物种群密度的常用方法，但用样方法调查单子叶草本植物的种群密度时
结 果 往 往 不 准 确 ， 原 因 是
____________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
。
答案 (1)次生演替 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 群
落中物种丰富度逐渐增加，食物网越来越复杂 (2)垂直结构 显著提高了群落利用阳光等
环境资源的能力 竞争 (3)单子叶草本植物常常是丛生或蔓生的，从地上部分难以辨别是
一株还是多株
解析 (2)图示为乔－灌－草的搭配结构，属于空间结构中的垂直结构；垂直结构的优势是
显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力；藤本植物往往以乔木为支撑，在乔木树冠上形
成一个“顶棚”，则藤本植物与其他植物对阳光等资源存在竞争，属于竞争关系。(3)由于
单子叶草本植物常常是丛生或蔓生的，从地上部分难以辨别是一株还是多株，故用样方法调
查单子叶草本植物的种群密度时结果往往不准确。
2．(2020·山东，24)与常规农业相比，有机农业、无公害农业通过禁止或减少化肥、农药的
使用，加大有机肥的应用，对土壤生物产生了积极的影响。某土壤中部分生物类群及食物关系如图所示，三种农业模式土壤生物情况如表所示。
食物网复杂程度
取样深度(cm) 农业模式 生物组分(类)
(相对值)
常规农业 15 1.06
0～10 有机农业 19 1.23
无公害农业 17 1.10
常规农业 13 1.00
10～20 有机农业 18 1.11
无公害农业 16 1.07
(1)土壤中的线虫类群丰富，是土壤食物网的关键组分。若捕食性线虫为该土壤中的最高营
养 级 ， 与 食 细 菌 线 虫 相 比 ， 捕 食 性 线 虫 同 化 能 量 的 去 向 不 包 括
____________________________。 某同学根据生态系统的概念认为土壤是一个生态系统，
其判断依据是__________________
______________________________________________________________________________。
(2)由表中数据可知，土壤生态系统稳定性最高的农业模式为________________，依据是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)经测定该土壤中捕食性线虫体内的镉含量远远大于其他生物类群，从土壤生物食物关系
的角度分析，捕食性线虫体内镉含量高的原因是____________________________________
____________________________________________________________________________。
(4)植食性线虫主要危害植物根系，研究表明，长期施用有机肥后土壤中植食性线虫的数量
减 少 ， 依 据 图 中 信 息 分 析 ， 主 要 原 因 是
________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
。
答案 (1)流入下一个营养级 土壤是由各类土壤生物组成的生物群落和无机环境相互作用
而形成的统一整体 (2)有机农业 生物组分多，食物网复杂程度高 (3)镉随着食物链的延
长逐渐积累
(4)长期施用有机肥后腐生细菌增加使食细菌线虫增加，从而引起捕食性线虫增加，植食性
线虫因被大量捕食而减少，其减少量多于其因植物根系增长而增加的量
解析 (1)若捕食性线虫处于最高营养级，其捕食食细菌线虫，根据能量流动的过程分析，捕食性线虫与食细菌线虫相比，捕食性线虫同化的能量不会流入下一个营养级。生态系统是
由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。土壤中各种生物组成的生物群落及
其生活的无机环境组成一个统一整体，所以土壤是一个生态系统。(2)土壤中生物种类和食
物网的复杂程度决定了生态系统的稳定性，生物组分越多，食物网越复杂，生态系统的抵抗
力稳定性越高，表中数据说明有机农业的生物组分多、食物网复杂，其稳定性最高。(3)生
态系统中，一些有害物质如铅、汞、铜等重金属和某些杀虫剂，可以通过食物链在生物体内
不断积累，使其浓度随着营养级级别的升高而逐渐增加，这种现象叫生物富集。镉等有害物
质随食物链延长逐渐积累，处于最高营养级的生物中镉含量最多。
3．(2022·陕西西安中学高三模拟预测)2020年2月，东非地区蝗灾肆虐，蝗虫数量之多几十
年未见，且这种现象未来可能会更加普遍。联合国发布了一项警告，称目前东非大部分地区
都有大量的沙漠蝗虫。目前，肯尼亚的一个蝗虫群长40公里，宽60公里，每平方公里可聚
集1.5亿只蝗虫。据估计，即使是小型虫群，每天也能吃掉3.5万人的食物。
(1)某蝗虫种群摄入的能量流动情况如下表所示，单位：J/(hm2·a)。
摄入量 同化量 呼吸量
1.65×109 7.80×108 7.50×108
该种群同化量中只有__________%(保留小数点后一位)用于生长、发育和繁殖。
(2)单只沙漠蝗(一种短角蝗虫)单独生存时，其颜色为浅棕色，造成的破坏相对较小。然而，
当环境适宜时，尤其是在大雨和龙卷风之后，大量蝗虫会聚集在同一地点，其颜色会转为粉
红色(未成熟)，接着再转为黄色(成熟)，并形成虫群。这一过程被称为“群聚化”。从生态
系统功能的角度分析，有序蝗群的形成与生态系统的______________有关，生态系统的这一
功能还能够调节________________以维持生态系统的稳定。蝗虫还能释放信息素促使蝗虫聚
集，聚集的蝗虫导致信息素的释放量增加，进一步加剧了蝗虫的聚集，这种调节方式属于
__________(填“正反馈”或“负反馈”)调节。
(3)人类现在尚无对付一大群蝗虫的可靠办法。虫群的出没和移动难以预测，它们会以非常
快的速度横越辽阔且往往偏远的地区。人类可以通过飞机或无人机对虫群喷洒杀虫剂，且最
佳战术是在蝗虫开始群聚前就喷洒杀虫剂，该方法杀虫率高、灭杀范围广，但该防治方法的
缺点是________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________(答出两点)。
从生态系统能量流动的角度分析，消灭蝗虫可保证农业和畜牧业良性发展的意义是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)3.8 (2)信息传递 生物的种间关系 正反馈 (3)蝗虫抗药性增强、农药药效降低、
蝗虫天敌减少、环境污染加剧、破坏生态平衡等 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解析 (1)摄入量＝同化量＋粪便量，同化量＝呼吸量＋用于生长、发育和繁殖的量。表中
用于生长、发育和繁殖的量＝(7.8－7.5)×108＝0.3×108[J/(hm2·a)]，占同化量的比例为
(0.3×108)/(7.8×108)×100%≈3.8%。(2)信息传递是生态系统的功能之一，当资源变得缺乏
时，蝗虫有序成群这一行为与生态系统的信息传递功能有关，有利于其生命活动的正常进行，
生态系统的信息传递还能调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。反馈调节是生命系统
中非常普遍的调节机制，有正反馈和负反馈调节两种方式。正反馈调节使得系统偏离平衡，
负反馈调节使得系统回归平衡。蝗虫还能释放信息素促使蝗虫聚集，聚集的蝗虫导致信息素
的释放量增加，进一步加剧了蝗虫的聚集，这种调节方式属于正反馈。
4．(2022·天津高三一模)人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、
污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利
用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处
理的一种技术。如图甲是某人工湿地公园污水处理示意图。回答下列问题：
(1)图甲不同区域选择种植不同类型的植物，在净化水体的同时又能美化环境，这体现了生
态工程建设的整体性(和协调与平衡)原理。A区域中以挺水植物芦苇为主，B、C区域以沉
水植物伊乐藻、苦草为主，体现了群落的____________结构。
(2)人工湿地中植物的根系不能吸收__________，但可以为____________吸附和代谢提供良
好的环境条件，利于水质净化。但人们对污水排放量要加以控制，原因是
____________________。其调节机制为____________调节。
(3)图乙表示该人工湿地公园草鱼的种群数量增长速率随时间的变化情况，如果在t 时用标
2
志重捕法调查草鱼的种群密度，第一次捕获60条全部标记释放，一段时间后进行了第二次
捕捉，其中没有标记的30条、标记的20条，估算草鱼种群在t 时是____________条。
1
(4)为提高生物多样性的____________价值，某地进一步建立了一个集种植、养殖和休闲为
一体的新型人工生态系统。科研小组对该新型人工生态系统的能量流动进行定量分析，得出
相关数据，如下表所示(部分数据未给出，能量单位为J/cm2·a，肉食性动物作为只占据一个营养级研究)。
传递给分解 未利用 传给下一营 外来有机物
生物类型 X
者的能量 的能量 养级的能量 输入的能量
生产者 44.0 5.0 95.0 20.0 0
植食性动物 9.5 1.5 11.0 Y 5.0
肉食性动物 6.3 0.5 6.5 0.7 11.0
据表分析，流入该生态系统的总能量为__________J/cm2·a，X是指__________的能量，数据
Y为__________J/cm2·a。
答案 (1)水平 (2)有机物 微生物(分解者) 生态系统的自我调节能力是有一定限度的 反
馈(负反馈) (3)75 (4)直接 180 呼吸作用散失 3
解析 (1)A区域中以挺水植物芦苇为主，B、C区域以沉水植物伊乐藻、苦草为主，A、
B、C不同区域种植的植物不同，体现了群落的水平结构。(2)人工湿地中植物的根系不能吸
收有机物，但可以为微生物吸附和代谢提供良好的环境条件，利于水质净化；人们对污水排
放量要加以控制，原因是生态系统的自我调节能力是有一定限度的，若打破其自我调节能力，
则有可能造成稳态失衡；生态系统自我调节的基础的负反馈调节。(3)分析图乙：t 时种群有
1
最大增长速率，对应种群增长曲线中的K/2值，如果在t 时用标志重捕法调查草鱼的种群密
2
度，第一次捕获60条全部标记释放，一段时间后进行了第二次捕捉，其中没有标记的30条、
标记的20条，则t 时种群数量为60×(20＋30)÷20×1/2＝75(条)。(4)直接价值是指对人类有
1
食用、药用和作为工业原料等实用意义的，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非
实用意义的价值，建立一个集种植、养殖和休闲为一体的新型人工生态系统，这体现了生物
多样性的直接价值；在生态系统中某营养级的同化量可划分为：呼吸散失量、流向分解者的
量、流向下一营养级的量和未利用的能量。结合表中数据，流入该生态系统的总能量＝生产
者固定的量＋外来有机物输入的能量＝(44.0＋5.0＋95.0＋20)＋(5.0＋11.0)＝180.0
(J/cm2·a)，并且可以判断出表中X代表的为呼吸作用散失的能量；根据表中的数据，植食性
动物流向下一营养级的能量即肉食性动物的同化量为 Y，根据上述能量分配关系有 Y＋11
＝6.3＋0.5＋6.5＋0.7，所以Y＝3 J/cm2·a。
