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专题03 生态系统的应用
生态系统是高考重要的考点之一，高考中经常以选择题或者大题形式考查，考查种群、群落、生态系统;还
会涉及种群密度的调查方法的实验。以概念理解为主,结合环境保护等生态学问题
1、（2023·广东·高考真题）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32hm2。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
600hm2，各林龄群落的相关特征见下表。
红树林群落
（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/
100m2）
林下秋茄更新幼
苗密度（株/
100m2）
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 。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 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
。
(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 。
(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
1
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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 。
【答案】(1) 群落演替（或演替、或次生演替） 间接
(2)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)答案一： 有可能。无瓣海桑的幼苗可以生长，能适应滨海湿地环境（或第3 年～第8 年，无瓣海桑群
落高度由3.2 长到11m）； 答案二：不可能。林下没有无瓣海桑幼苗更新，无瓣海桑很难在天然红树林中
定居；
(4)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（“引种不同高度的红树植
物”、“将无瓣海桑与秋茄、老鼠簕混种”）
【分析】随时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，叫做演替。演替的种类有初生演替和次生演
替两种。初生演替是指一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但是被彻底消灭了的地
方发生的演替。次生演替原来有的植被虽然已经不存在，但是原来有的土壤基本保留，甚至还保留有植物
的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。
【详解】（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，这是红树林在生态系统方面的调节作用，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，在与互花米草在阳光等的竞争中占据优势，使
树冠层郁闭度（或覆盖度）高，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）根据表格数据可知，随着时间的推移，无瓣海桑群落中植物种类逐渐减少，林下没有无瓣海桑和秋
茄更新幼苗，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。
（无瓣海桑有可能成为新的入侵植物。无瓣海桑的幼苗可以生长，能适应滨海湿地环境（或第3 年～第8
年，无瓣海桑群落高度由3.2 长到11m））。
（4）通过适当控制引进树种规模，扩大本土树种的种植，增加物种，使营养结构变得复杂，可提高生态
系统的稳定性，还能防止新的物种的入侵。
2、（2022·广东·高考真题）荔枝是广东特色农产品，其产量和品质一直是果农关注的问题。荔枝园A 采用
常规管理，果农使用化肥、杀虫剂和除草剂等进行管理，林下几乎没有植被，荔枝产量高；荔枝园B 与荔
枝园A 面积相近，但不进行人工管理，林下植被丰富，荔枝产量低。研究者调查了这两个荔枝园中的节肢
动物种类、个体数量及其中害虫、天敌的比例，结果见下表。
荔枝园
种类（种）
个体数量
（头）
害虫比例（%）
天敌比例（%）
2
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A
B
523
568
103278
104118
36.67
40.86
14.10
20.40
回答下列问题：
(1)除了样方法，研究者还利用一些昆虫有 性，采用了灯光诱捕法进行取样。
(2)与荔枝园A 相比，荔枝园B 的节肢动物物种丰富度 ，可能的原因是林下丰富的植被为
节肢动物提供了 ，有利于其生存。
(3)与荔枝园B 相比，荔枝园A 的害虫和天敌的数量 ，根据其管理方式分析，主要原因可
能是 。
(4)使用除草剂清除荔枝园A 的杂草是为了避免杂草竞争土壤养分，但形成了单层群落结构，使节肢动物物
种多样性降低。试根据群落结构及种间关系原理，设计一个生态荔枝园简单种植方案（要求：不用氮肥和
除草剂、少用杀虫剂，具有复层群落结构），并简要说明设计依据 。
【答案】(1)趋光
(2) 高 食物和栖息空间
(3) 低 荔枝园A 使用杀虫剂，可降低害虫数量，同时因食物来源少，导致害虫天敌数量也低
(4)林下种植大豆等固氮作物，通过竞争关系可减少杂草的数量，同时为果树提供氮肥；通过种植良性杂草
或牧草，繁殖天敌来治虫，可减少杀虫剂的使用
【分析】群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。群落中物种数目的多少称为丰富度。
【详解】（1）采用灯光诱捕法，利用的是某些昆虫具有趋光性。
（2）由题图可知，荔枝园B 节肢动物的种类数多于荔枝园A，即荔枝园B 节肢动物的物种丰富度高，可
能的原因是林下丰富的植被为节肢动物提供了食物和栖息空间，有利于其生存。
（3）由题图可知，荔枝园A 的节肢动物总数量以及害虫和天敌的比例均低于荔枝园B，可推知荔枝园A
的害虫和天敌的数量均低于荔枝园B ，原因可能是荔枝园A 使用杀虫剂，降低了害虫的数量，同时因食
物来源少，导致害虫天敌数量也低。
（4）根据群落结构和种间关系原理，在荔枝林下种植大豆等固氮作物，可以为果树提供氮肥，并通过竞
争关系减少杂草的数量，避免使用除草剂；同时通过种植良性杂草或牧草，繁殖天敌来治虫，可减少杀虫
剂的使用。
3、（2021·广东·高考真题）为积极应对全球气候变化，我国政府在2020 年的联合国大会上宣布，中国于
2030 年前确保碳达峰（CO2排放量达到峰值），力争在2060 年前实现碳中和（CO2排放量与减少量相等），
这是中国向全世界的郑重承诺，彰显了大国责任。回答下列问题：
（1）在自然生态系统中，植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致
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相等，可以自我维持 。自西方工业革命以来，大气中CO2的浓度持续增加，引起全球气候变
暖，导致的生态后果主要是 。
（2）生态系统中的生产者、消费者和分解者获取碳元素的方式分别是 ，消费者通过食物网
（链）取食利用， 。
（3）全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，减少 和
增加 是实现碳达峰和碳中和的重要举措。
【答案】 碳平衡 极地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等 生产者通过光合作用或化能合
成作用将CO2 固定为含碳有机物 分解者通过分解动植物遗体和动物的排遗物等获取碳元素 碳释
放 碳存储
【分析】1、碳达峰就是我们国家承诺在2030 年前，二氧化碳的排放不再增长，达到峰值之后再慢慢减下
去；碳中和主要是通过植物的光合作用存储碳的过程以及生物的呼吸作用和分解作用释放碳的过程达到动
态平衡。
2、碳在无机环境和生物群落之间是以二氧化碳形式进行循环的。碳在生物群落中，以含碳有机物形式存
在。大气中的碳主要通过植物光合作用进入生物群落。生物群落中的碳通过动植物的呼吸作用、微生物的
分解作用、化石燃料的燃烧等方式可以回到大气中。
【详解】（1）在自然生态系统中，植物光合作用摄取碳的速率与生物的呼吸作用和微生物的分解作用释
放碳的速率大致相等。随着现代工业的迅速发展，人类大量燃烧煤、石油等化学燃料，使地层中经过千百
万年而积存的碳元素，在很短的时间内释放出来，打破了生物圈中碳平衡，使大气中的CO2 浓度迅速增加，
引起全球气候变暖，导致极地冰雪和高山冰川融化、海平面上升等严重的生态后果。
（2）生产者主要通过光合作用和化能合成作用获取碳元素，从而碳元素将通过生产者进入生态系统，消
费者通过摄食生产者和低营养级的消费者来获取碳元素，分解者通过分解生产者的遗体残骸和消费者的粪
便、遗体残骸来获取碳元素。消费者通过食物网（链）取食利用，从而将碳元素以含碳有机物的形式进行
传递。
（3）全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，一方面从源头上减
少二氧化碳的排放，主要是减少化石燃料的燃烧、开发新能源等来减少二氧化碳，另一方面增加二氧化碳
的去路，主要可以通过植树造林、退耕还林、扩大森林面积、保护森林等，增加碳存储和减少碳释放是实
现碳达峰和碳中和的重要举措。
【点睛】本题借助时事政治考查生态系统的功能，重点考查碳循环的相关知识，要求考生识记碳循环的具
体过程及相关的环境问题，能结合所学的知识准确答题。
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生物与环境模块的简答题中常常涉及基础文字类和原因分析类：
①基础文字类题型：不需借助其他形式，以纯文字的形式呈现问题的一种常见题型。考查内容涉及生
物学的基本概念、基本原理和规律及理论、结论性语言等，遍布各个板块。该题型主要考查学生的识
记能力、理解能力及原理和规律的应用能力等。这类题目在高考试题中也常出现，并且一般比较容易
得分。
若此类题目直接考查概念、原理或规律等，注意用课本专业术语规范回答。
若题目文字信息较多时，要注意充分理解题中相关信息，进行快速分析、判断和迁移，确定试题考查
的主要生物学的概念、原理和规律等相关知识，然后做出完整规范的解答。对于这类题型，可按以下
思路解题：阅读理解文字材料，筛选有效信息，联系课本确定答题依据的概念与原理等，联系材料组
织答案。
②原因分析类：一般根据题中文字信息或图文信息结合分析实验现象或结果产生的原因。答案依据有的
就是课本中的结论性语句或原理、规律等；有的是将课本中的理论及规律等迁移到新情景的题目中解
题。
一般性原因分析题依据是课本中的原理、理论或规律等。难度较大的是分析新情境下结果的成因，思
路为：条件→过程→结果即因果链条，根据情况也可以逆推，即结果→过程→条件，然后顺答。思路
找到后再组织语言，规范准确答题。
1．为了践行“绿水青山就是金山银山”的生态理念，很多城市利用人工湿地，构建了藻菌共生污水净化
系统，对生活和工业污水进行净化处理。下图是藻菌共生污水净化系统进行废水处理的流程图。请回答下
列问题：
(1)人工湿地中，芦苇属于挺水植物，绿藻属于浮游植物，黑藻属于沉水植物，这些植物的分布体现了群落
的 结构，显著提高了 。
(2)厌氧池中的厌氧微生物的代谢类型是 ，它们在生态系统中的作用是 。
(3)经过氧化塘处理后，后部溶解氧的含量比前部溶解氧的含量 （填“多”或“少”），理由是
。
(4)若该人工湿地生态系统中沼虾仅以浮游藻类为食。科研人员对沼虾的能量流动情况进行分析，结果如下
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表[单位：kJ/（cm2⋅a）]。
浮游藻类同化的
能量
沼虾摄入浮游藻类
的能量
沼虾粪便中的
能量
沼虾用于生长、发育和繁
殖的能量
沼虾呼吸作用散失
的能量
150
50
26
？
21
据表分析，沼虾用于生长、发育和繁殖的能量是 kJ/（cm2⋅a）。
(5)虽然人工湿地对城市生态的调节起重要作用，但不能仅仅依靠人工湿地对污水的净化，还应该加强对污
染源的控制，理由是 。
【答案】(1) 垂直 群落利用阳光等环境资源的能力
(2) 异养厌氧型 将动植物遗体和动物的粪便分解成无机物
(3) 多 后部水中的有机物少，分解者消耗的氧气少；氧化塘内的植物进行光合作用，使后部水中
溶解氧的含量增多
(4)3
(5)生态系统的自我调节能力是有限的
【分析】1、能量流动是指生态系统中能量的输入（通过植物的光合作用把光能转化成化学能）、传递
（流入下一营养级，流入分解者）和散失（各生物的呼吸作用散失）的过程。
2、下一营养级的能量来源于上一营养级，各营养级的能量有三个去向：①该生物呼吸作用散失；②流入
下一营养级；③流入分解者。营养级越多，能量流动中消耗的能量就越多，所以，营养级越高，储能越少，
个体数量越少。因此，在生态系统中，对生物的个体数量起决定作用的是生态系统中的能量；这就决定了：
大多数食物链一般只有3-4 个营养级；
3、一般来说：输入到下一营养级的能量中，只有10%-20%的能量能流入下一营养级。
【详解】（1）人工湿地中的芦苇属于挺水植物，绿藻属于浮游植物，黑藻属于沉水植物，这些植物的分
布体现了群落的垂直结构，显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。
（2）厌氧池中，起主要作用的是厌氧微生物，代谢类型为异养厌氧型，它们在生态系统中作为分解者对
物质循环起着不可或缺的作用，将动植物遗体和动物的粪便分解成无机物。
（3）经过氧化塘处理后，其后部溶解氧的含量比前部溶解氧的含量多，因为后部水中的有机物少，分解
者消耗的氧气少；同时氧化塘内的植物进行光合作用，使后部水中溶解氧的含量增多。
（4）据表分析，沼虾用于生长发育和繁殖的能量=同化量-呼吸量=摄入量-粪便量-呼吸量=50-26-
21=3kJ/（cm2⋅a）。
（5）生态系统的自我调节能力是有限的，不能仅仅依靠人工湿地对污水的净化，还应该加强对污染源的
控制。
2．太湖是我国的五大淡水湖泊之一，分为梅梁湖湖区、东太湖湖区、贡湖湖区等多个湖区，湖中浮游生
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物种类丰富。浮游甲壳动物是水生生态系统的重要组成部分，摄食藻类，同时又是许多鱼类的重要食物。
回答下列问题：
(1)水生生态系统的结构包括 、 两个方面。浮游甲壳动物在水生生态系统中的作用是
。
(2)科研人员分别在梅梁湖湖区和东太湖湖区采样，统计分析两个湖区的总氮量（TN）和总磷量（TP）以
及浮游甲壳动物的密度，结果如图 1 和图 2 所示。梅梁湖湖区的浮游甲壳动物密度明显高于东太湖湖区
的，其原因主要是 。若挺水水生植物大量生长，则浮游甲壳动物的密度会 （“升高”
或“降低”）。
(3)随着太湖周边区域经济的发展，太湖的富营养化也逐渐加重。科研人员根据其他地区富营养化治理的经
验，向太湖引种高等挺水水生植物和鲢鱼、鳙鱼等鱼类，通过相互之间的种间竞争和捕食关系自发构成有
序的整体，这主要体现了生态工程的 原理，同时还需要应用太阳能水生修复系统改善太湖水
质，增加水体溶氧量，其目的是 。
【答案】(1) 组成成分 食物链和食物网（或营养结构） 加快生态系统的物质循环
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(2) 梅梁湖湖区的TN 和 TP 大于东太湖湖区的，更有利于藻类的生长和繁殖，使得梅梁湖湖区的浮
游甲壳动物的食物更加充裕 降低
(3) 自生 创造有益于太湖中生物组分的生长、发育、繁殖及它们形成互利共存关系的条件
【分析】 生态工程所遵循的原理：生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础，遵循着整体、
协调、循环、自生等生态学基本原理。
【详解】（1）生态系统的结构包括组成成分、食物链和食物网两个方面。浮游甲壳动物在水生生态系统
中属于消费者，其作用是能够加快生态系统的物质循环。
（2）浮游甲壳动物主要以藻类为食，N、P 等无机盐被藻类吸收后有利于藻类的生长和繁殖。梅梁湖湖区
的 TN 和 TP 大于东太湖湖区的，使得梅梁湖湖区浮游甲壳动物的食物更加充裕。高等水生植物与藻类
之间是种间竞争关系，通过与藻类竞争 N、P 等无机养分和光照，从而抑制藻类的生长和繁殖，使得浮游
甲壳动物的食物减少，导致其密度降低。
（3）高等挺水水生植物与藻类之间是种间竞争关系。鲢鱼、鳙鱼等鱼类以浮游生物为食，因此鱼类与藻
类之间是捕食关系。藻类、高等水生植物、浮游甲壳动物、鲢鱼、鳙鱼等通过种间竞争和捕食关系进行自
组织，实现系统结构和功能的协调，形成有序的整体，体现了生态工程的自生原理。同时，应用太阳能水
生修复系统改善太湖水质，增加水体溶氧量，以创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖及它们形成互利
共生关系的条件。
3．海草床生态系统是由大面积连片生长在海床上的海草构成，是一种珍贵而又脆弱的海洋生态系统，如
图。广东海草资源丰富，海草分布范围几乎覆盖了广东所有重要海湾。回答下列问题：
(1)海草床生态系统有丰富的沉积物有机碳，这体现了生物多样性的 价值。通常采用样方法来估算海草
的种群密度，为提高准确性，在取样时应做到 。
(2)海草床生态系统的储碳能力超过了大多数陆地生态系统，有益于 （填“增大”或“减少”）碳足迹，
其中大部分以有机碳形式常年储存在沉积物中，结合海域1 海草床生态系统，分析其可能的原因是 。此
外，海草在生长过程中会向沉积物中释放酚类化合物，也能抑制微生物的代谢，酚类物质作为化学信息起
到了 的作用。
(3)富含N、P 的养殖场污水和生活污水会对海草床造成严重威胁。有人提议使用生态浮床来缓解这种威胁，
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你认为生态浮床的做法是否可行，阐述你的观点和理由 。
【答案】(1) 间接 随机取样（样方数量足够多）
(2) 减少 水下环境中不利于微生物生长，微生物分解作用弱 调节种间关系，维持生态系统
的稳定与平衡
(3)可行（不可行） 可行：生态浮床能吸收大量N、P 元素，可以在海域适当设置生态浮床；不可行：
生态浮床设置不当会遮挡阳光，使底部海草无法光合作用而（难以生长）死亡 不可行：海域2 海草
床的水位在落潮时会下降甚至露出水面，使生态浮床对海草造成物理性损害
【分析】生物多样性的价值：（1）直接价值：对人类有食用、药用和工业原料等使用意义，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。（2）间接价值：对生态系统起重要调节作用的价值
（生态功能）。（3）潜在价值：目前人类不清楚的价值。
【详解】（1）海草床生态系统通过海草的光合作用固碳，使其有丰富的沉积物有机碳，体现了生物多样
性的间接价值。通常采用样方法来估算海草的种群密度，为提高准确性，在取样时应做到随机取样（样方
数量足够多），不掺入人为因素。
（2）海草床生态系统的储碳能力超过了大多数陆地生态系统，减轻了陆地植物对碳的吸收压力，因此有
益于减少碳足迹，由于水下环境中不利于微生物生长，微生物分解作用弱，因此大部分以有机碳形式常年
储存在沉积物中。海草在生长过程中会向沉积物中释放酚类化合物，也能抑制微生物的代谢，酚类物质作
为化学信息起到了调节种间关系，维持生态系统的稳定与平衡的作用。
（3）由于生态浮床能吸收大量N、P 元素，可以在海域适当设置生态浮床，吸收污水中的N 和P，净化污
水，因此使用生态浮床来缓解上述威胁可行。
4．海草床生态系统具有巨大的碳储潜力，其中的有机碳大部分存储于沉积物被称为沉积物有机碳。近年
来，海草床急剧衰退，其沉积物有机碳储存潜力下降，海草床生态系统从吸收二氧化碳的“碳汇”转变为
排放二氧化碳的“碳源”。下图是海草床退化导致碳损失示意图。回答下列问题：
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(1)海草床作为海洋生物育幼、觅食和庇护的场所，可为水生动物提供 。科研工作者要研究海草床中动
物的生态位需要研究其 。
(2)全球碳循环是指碳在 之间的循环往复运动的过程。人类活动扰动水体并造成水体富营养化，从而影
响海草床的碳存储功能，原因是 。
(3)从生态工程的角度出发，提出适用于海草床修复的两条措施 。
【答案】(1) 食物条件和栖息空间 栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等
(2) 生物群落和无机环境 水体富营养化会使藻类爆发，使水体中的光照强度减弱，从而导致海草
床光合作用减弱， 影响海草床的碳存储功能。
(3)禁止过度开发海岸线、禁止随意采摘海草和捕捞鱼虾、加强海草床检测、建立海草床自然保护区等(合
理即可)。
【分析】1、生态位是指一个种群在生态系统中，在时间空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能
关系与作用。
2、生态系统物质循环有全球性、往复循环的特点。
【详解】（1）海草床可为水生动物食物条件和栖息空间；
要研究海草床中动物的生态位需要研究其栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。
（2）碳循环是指碳在生物群落和无机环境之间的循环往复运动的过程；
水体富营养化会使藻类爆发，使水体中的光照强度减弱，从而导致海草床光合作用减弱， 影响海草床的
碳存储功能。
（3）在海草床的修复过程中，可采取的措施有：禁止过度开发海岸线、禁止随意采摘海草和捕捞鱼虾、
加强海草床检测、建立海草床自然保护区等(合理即可)。
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5．红草湖湿地公园注重湿地公园的景观设计与人工湿地工程的紧密结合，大量挺水植物的存在，有助于
吸收水体中的氮、磷等营养物质；利用沉水曝气系统提高水体溶解氧含量，促进水中污染物的有氧代谢降
解过程，通过构建稳定型沉水植物群落提升水质，营造水下森林景观；通过投放一定量以藻类和水草为食
的浮游动物、底栖动物和鱼类，构建三维立体的水生生态系统。打造一座具有观赏、休闲、健身、游乐等
功能的湿地景观公园，提升市民生活品质和城市品位。如图表示该湿地公园部分能量流动示意图。回答下
列问题：
(1)图中a 表示 ，浮游动物、底栖动物和鱼类存在的作用是能够 。若要研究某种鱼
类的生态位，通常要研究它的 （写出2 点即可）等。
(2)浮游动物的同化量中①是通过 （填生理过程）以热能形式散失的能量，②是 等
生命活动的能量。
(3)与单一类型人工湿地相比，红草湖湿地公园具有更强的自我调节能力。为了吸引更多的鸟类在红草湖湿
地公园栖居，为该湿地公园提出一个种植方案，并简要说明设计依据： 。该湿地公园具有观
赏、休闲等功能，在净化水质、调节气候等方面也发挥着重要作用，这体现了生物多样性的
价值。
【答案】(1) 藻类、水草（生产者）固定的太阳能 加快生态系统的物质循环 栖息地、食物、
天敌及与其他物种的关系
(2) 呼吸作用 用于生长、发育和繁殖
(3) 种植多种多样适合红草湖湿地公园的植物，为不同的鸟类提供食物和栖息空间 直接价值和间
接
【分析】生态系统的能量流动是指能量输入、能量传递、能量散失的过程。（1）能量输入：生态系统中
能量流动的起点是生产者（主要是植物）通过光合作用固定的太阳能开始的，生产者固定的太阳能总量是
流经生态系统的总能量。能量流动的渠道是食物链和食物网 。（2）能量传递：生态系统能量流动中，能
量以太阳光能→生物体内有机物中的化学能→热能散失的形式变化。能量在食物链的各营养级中以有机物
（食物）中化学能的形式流动。（3）能量散失：生态系统能量流动中能量散失的主要途径是通过食物链
中各营养级生物本身的细胞呼吸及分解者的细胞呼吸，主要以热量的形式散失。
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【详解】（1）图中a 表示藻类、水草（生产者）固定的太阳能，浮游动物、底栖动物和鱼类存在的作用是
能够加快生态系统的物质循环。若要研究某种鱼类的生态位，通常要研究它的栖息地、食物、天敌及与其
他物种的关系等。
（2）同化量=呼吸量+用于生长繁殖的能量，浮游动物的同化量中①是通过呼吸作用以热能形式散失的能
量，②是用于生长、发育和繁殖等生命活动的能量。
（3）种植多种多样适合红草湖湿地公园的植物，为不同的鸟类提供食物和栖息空间，可吸引更多的鸟类
栖居。湿地公园具有观赏、休闲等功能，这体现了其直接价值，在净化水质、调节气候等方面也发挥着重
要作用，这体现了其间接价值。
6．沙漠小球藻是沙漠微藻重要的组成部分，我国学者研究了盐胁迫对TDL6B、GTD7c-2、GTD8A1、
TLD2A14 种沙漠小球藻生长的影响，实验步骤如下。请回答下列问题：
第一步：将初始OD680≈0.1 且生长状态相同的4 种小球藻藻种按照20%的等体积比例的接种量分别接种到装
有300mLBBM 培养基的锥形瓶中，在每一组小球藻培养基中分别添加0mol/L、0.2mol/L、0.4mol/L、
0.6mol/L、0.8mol/L、1.0mol/L 的NaCl 以模拟不同水平的盐胁迫处理，补充培养基至500mL，每个处理重
复3 次。
第二步：接种后放置于光照强度为4000lx、光暗周期为12h/12h、温度为23℃的光照箱中进行一次性培养，
每天定时摇匀3 次，防止藻细胞贴壁生长，培养周期为24d，分别在第0、6、12、18、24 天的同一时间测
定每组藻细胞OD680值（即680nm 波长处的光吸收值，可大致估算藻类种群密度或生物量等），结果如下
图所示。
(1)沙漠中的微藻与其他生物群体一起在沙漠地表形成棕褐色结皮形态，具有较强的抗风蚀和抗水蚀的能力，
体现了生物多样性的 价值。从进化的角度看，这些微藻能在沙漠的恶劣条件下生存，又影响
着沙漠环境，这是 的结果。
(2)分析上述实验结果可知，持续盐胁迫下，小球藻TDL6B 的种群密度变化规律是 。
(3)若要进一步研究盐胁迫下沙漠小球藻生理特性，选择上述藻株TDL6B 最好，理由是 。
(4)请分析以上研究有什么应用价值： （答出2 点即可）。
【答案】(1) 间接 生物与无机环境之间协同进化
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(2)在不同NaCl 浓度下，TDL6B 的种群密度因盐胁迫的影响而受到抑制，随着NaCl 浓度的增大。抑制作
用增强，且NaCl 浓度大于或等于0.8mol/L 时，抑制效果更明显
(3)与其他3 种藻株相比，TDL6B 的生长速率最大，对不同程度的盐胁迫的反应更明显，且生长稳定
(4)①为后期沙漠小球藻的耐盐生理和分子生物学研究提供基础；②有助于沙漠小球藻耐盐藻种的选育；③
为沙漠生态系统的恢复做贡献
【分析】1、不同物种间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是协同进化，生物多
样性的形成是协同进化的结果。
2、生物多样性的价值直接价值：对人类有食用、药用和工业原料等实用意义，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；间接价值：对生态系统起重要调节作用的价值（生态功能）；潜
在价值：目前人类不清楚的价值。
【详解】（1）沙漠中的微藻可改良沙漠生态环境，具有较强的抗风蚀和抗水蚀的能力，有较高的生态价
值，所以体现的是生物多样性的间接价值。不同物种间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发
展，这就是协同进化，微藻能在沙漠中生存，又对沙漠环境产生影响，这是生物与无机环境之间协同进化
的结果。
（2）结合图示实验结果可知、与无盐胁迫相对照，有盐胁迫下TDLGB 的种群密度都低，且随着NaCl 浓
度的增大，TDL6B 的种群密度下降，不同NaCl 浓度下种群密度差异性较大，在NaCl 浓度大于或等于
0.8mol/L 时、TDL6B 的种群密度明显下降。
（3）比较4 种小球藻的曲线图，可知TDL6B 的生长速率最大，对不同程度的盐胁迫的反应更明显，且生
长稳定，GTD7c-2 耐盐，但对不同程度的盐胁迫的反应没有TDL6B 明显；GTD8A1 受盐胁迫后生长不稳
定；TLD2A1 最不耐盐，受盐胁迫后种群密度过低，所以应该选用TDL6B。
（4）进行小球藻的盐胁迫的研究，可为后期沙漠小球藻的耐盐生理和分子生物学研究提供基础，有助于
沙漠小球藻耐盐藻种的选育；可为沙漠生态系统的恢复做贡献等。
7．凤眼莲俗名“水葫芦”，是中国水域常见的水生入侵植物。研究人员以凤眼莲和沉水植物金鱼藻、黑
藻为研究对象，设计凤眼莲入侵程度［无入侵（对应盖度0%）、轻度入侵（对应盖度25%）、重度入侵
（对应盖度75%）］与交叉定植方式（黑藻单种模式、金鱼藻和黑藻混种模式、金鱼藻单种模式）的控制
实验（如图1），探究凤眼莲入侵强度对沉水植物金鱼藻和黑藻种间关系的影响，结果如图2 所示。
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注：对数响应比数值小于0，表示种间关系表现为竞争作用，负值越大，代表竞争强度越大；对数响应比
数值大于0，表示种间关系表现为促进作用，正值越大表示促进效应越大。
根据题中信息回答下列问题：
(1)从生态系统成分来看，金鱼藻和黑藻属于 ；研究凤眼莲的生态位需要研究 （写出2 点即可）。
(2)科研人员发现凤眼莲一定程度的入侵可导致沉水植物金鱼藻和黑藻沉水植物的总生物量降低，请结合凤
眼莲的特点分析其原因 。
(3)生态学中存在“胁迫梯度假说”即随胁迫强度增加，植物间正相互作用加强；但在资源极度丰富或缺乏
的极端情况下，植物间均趋于负相互作用。该实验结果 （选用“符合/不符合”作答）“胁迫梯度假
说”，理由是 。
(4)根据实验结果可知凤眼莲入侵并非一无是处，如果你是科研人员，基于上述实验，对于凤眼莲的作用你
还可以做哪些研究？ 。
【答案】(1) 生产者 凤眼莲区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征，以及它与其他物种
的关系等
(2)凤眼莲入侵后，可以在水面扩散形成致密层，降低水下植物的可利用光资源，沉水植物的光合作用降低，
呼吸作用基本不变，所以沉水植物生产量下降
(3) 符合 无凤眼莲入侵和重度入侵时，金鱼藻与黑藻之间的（对数响应比数值小于0，）种间关
系表现为竞争关系；当风眼莲为轻度入侵时，两者的种间关系为促进作用，共同协助抵御其不良环境
(4)探究使金鱼藻和黑藻之间相互促进的效果最佳的凤眼莲入侵盖度
【分析】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。研究植物的生态为需要研究其在领域内的出现频率，种群密度、植株高度以及与其他物种
的关系等。研究动物的生态为包括栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。
【详解】（1）从生态系统成分来看，金鱼藻和黑藻是能进行光合作用，属于生产者。凤眼莲属于植物，
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研究植物的生态为需要研究其在领域内的出现频率，种群密度、植株高度以及与其他物种的关系等。
（2）凤眼莲一定程度的入侵后，可以在水面扩散形成致密层，会覆盖在水面上，遮蔽阳光，降低水下植
物的可利用光资源，使沉水植物的光合作用降低，呼吸作用基本不变，生产量=光合作用制造的有机物的
量-呼吸作用消耗的有机物的量，所以沉水植物生产量下降。
（3）图2 中，无凤眼莲入侵（资源极度丰富）和重度入侵（资源极度缺乏）时，金鱼藻与黑藻之间的（对
数响应比数值小于0，）种间关系表现为竞争关系（负相互作用）；当风眼莲为轻度入侵时（与无凤眼莲
入侵相比，胁迫强度增加），金鱼藻与黑藻之间的（对数响应比数值大于0）种间关系为促进作用（正相
互作用），该实验结果符合“胁迫梯度假说”，理由是：无凤眼莲入侵和重度入侵时，金鱼藻与黑藻之间
的（对数响应比数值小于0，）种间关系表现为竞争关系；当风眼莲为轻度入侵时，两者的种间关系为促
进作用，共同协助抵御其不良环境。
（4）当风眼莲为轻度入侵时（与无凤眼莲入侵相比，胁迫强度增加），金鱼藻与黑藻之间的（对数响应
比数值大于0）种间关系为促进作用，共同协助抵御其不良环境。因此凤眼莲入侵并非一无是处，基于上
述实验还可以探究使金鱼藻和黑藻之间相互促进的效果最佳的凤眼莲入侵盖度。
8．深海海底之下的甲烷、硫化氢和二氧化碳等气体在地质结构或压力变化驱动下，渗漏溢出海底进入海
水的现象称为“冷泉”。冷泉周围的甲烷厌氧氧化古菌（ANME）和硫酸盐还原细菌（SRB）利用甲烷、
硫化氢进行化学反应产生支撑整个冷泉生态系统的主要能量，在此基础上生长着深海双壳类和蠕虫等初级
消费者，以及海星、海胆、海虾、螃蟹等次级消费者。冷泉生态系统被称为“深海中的绿洲”（如图）
回答下列问题：
(1)ANAE 和SRB 在甲烷厌氧氧化过程中产生的 是支撑冷泉生态系统的主要能量来源，因此它们在生态
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系统中的组成成分是 。
(2)螃蟹是冷泉生态系统的优势种，其生态位是长期进化中 的结果。尽管如此、螃蟹的个体数量明显少
于双壳类，原因是双壳类不会被螃蟹吃光，以及双壳类中还有部分能量流向分解者，部分能量 。
(3)冷泉生态系统蕴藏着丰富的可燃冰，但开采可燃冰时很容易对冷泉生态系统的生态平衡造成严重破坏，
从生态系统的稳定性角度看，这是因为 冷泉生态系统是科学研究的新天地、生物资源的宝库，具有巨
大的潜在价值，请举出两个体现潜在价值应用的例子： 。
【答案】(1) 化学能 生产者
(2) 自然选择 通过呼吸作用以热能的形式散失
(3) 外界干扰因素超过生态系统的自我调节能力 从目前没有直接价值的生物中分离具有重要功能
的基因；从目前没有直接价值的生物中提取治疗疾病的重要成分
【分析】 生物多样性的价值：直接价值是对人类有食用、药用和工业原料等实用意义的，以及有观赏旅
游、科学研究和文学创作等非实用意义的价值；间接价值主要体现在调节生态系统的功能等方面；潜在价
值为目前人们尚不清楚的价值。
【详解】（1）甲烷厌氧氧化古菌（ANME）和硫酸盐还原细菌（SRB）利用甲烷、硫化氢进行化学反应产
生的化学能支撑整个冷泉生态系统的主要能量，因此它们在生态系统中的组成成分是生产者。
（2）生态位是长期进化中自然选择的结果。双壳类一部分能量流向下一营养级，一部分能量流向分解者，
部分能量通过呼吸作用以热能的形式散失。
（3）当外界干扰因素超过生态系统的自我调节能力，很容易对冷泉生态系统的生态平衡造成严重破坏。
冷泉生态系统存在丰富的生物资源，未来有可能从目前没有直接价值的生物中分离具有重要功能的基因或
者从目前没有直接价值的生物中提取治疗疾病的重要成分。
9．滨海湿地是鹭科鸟类赖以生存的栖息地。由于气候变化等影响，某滨海湿地的生存环境持续恶化、生
物多样性明显下降。为保护鹭科鸟类，某地开展了湿地红树林修复工程。研究人员调查了该修复区不同潮
位时鹭科鸟类的分布情况（结果如下表所示），并统计了修复前后鹭科鸟类的数量（结果如图所示）
物种名
低潮位/只次
高潮位/只次
潮滩
养殖塘
红树林
高潮裸地
栈道堤
岸
养殖塘
红树林
白鹭
1320
9
6
187
113
8
576
大白鹭
192
0
19
5
18
3
318
其他鹭科鸟
类
31
0
5
9
1
1
83
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回答下列问题。
(1)涨潮时，大部分潮滩被海水淹没，仅有小部分高潮裸地。据表分析，不同潮位时，鹭科鸟类分布的主要
生境是 。
(2)导致该地鹭科鸟类种群密度随季节变化的主要数量特征是 。开展湿地红树林修复工程后，
鹭科鸟类种群数量变化的原因主要包括以下几个方面：①红树林生态修复改善了土壤条件，增加了鱼类、
甲壳类及多种底栖动物的多样性，为鹭科鸟类的生存提供了 ；②修复区内红树林密集成林以
及海水的阻隔， ；③ 。
(3)滨海湿地红树林生态修复后，防风消浪、促淤固堤的作用明显提升，形成了独特的公园景观，这体现了
生物多样性的 价值。该滨海湿地红树林生态修复工程的实例说明，人类活动可以 。
【答案】(1)低潮位时鹭科鸟类分布的主要生境是潮滩，高潮位鹭科鸟类分布的主要生境是红树林
(2) 迁入率和迁出率 丰富的食物来源 使潮位降低，潮滩面积增大，为鹭科鸟类的生存提供
了栖息空间 红树林修复后，改善了生态环境，提高了鹭科鸟类的环境容纳量
(3) 间接价值和直接价值 使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行
【分析】1、生物多样性的价值：（1）直接价值：是指能为人类提供形式多样的食物、纤维、燃料和建材
等；（2）间接价值：是指对生态平衡、生物圈稳态的调节功能；（3）潜在价值：指目前人类尚不清楚的
价值。
2、广阔众多的湿地具有多种生态功能，蕴育着丰富的自然资源，被人们称为“地球之肾“、物种贮存库、
气候调节器，在保护生态环境、保持生物多样性以及发展经济社会中，具有不可替代的重要作用。
【详解】（1）分析图表可知，低潮位时鹭科鸟类分布的主要生境是潮滩，高潮位鹭科鸟类分布的主要生
境是红树林。
（2）导致该地鹭科鸟类种群密度随季节变化的主要数量特征是迁入率和迁出率；开展湿地红树林修复工
程后，鹭科鸟类种群数量变化的原因有：①红树林生态修复改善了土壤条件，增加了鱼类、甲壳类及多种
底栖动物的多样性，为鹭科鸟类的生存提供了丰富的食物来源；②修复区内红树林密集成林以及海水的阻
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隔，使潮位降低，潮滩面积增大，为鹭科鸟类的生存提供了栖息空间；③红树林修复后，改善了生态环境，
提高了鹭科鸟类的环境容纳量。
（3）生物多样性价值分为直接价值、间接价值、潜在价值，滨海湿地红树林生态修复后，防风消浪、促
淤固堤的作用明显提升，形成了独特的公园景观，这体现了生物多样性的间接价值和直接价值；该滨海湿
地红树林生态修复工程的实例说明，人类活动会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
10．为实现生态文明建设与生产、生活、生态空间高度混杂地区的高质量协同发展，持续推进面向生态修
复的“最后一公里”，某团队对珠三角河网区进行调查和研究，并开展生态修复实践，相关调查结果见下
表：
生境类型
群系类型
物种
种数
生活型
乡土属性
乔木
灌
木
草本
乡土植物占比
外来入侵植物占比
滨水
落羽杉群系
220
56
27
128
57.08%
5.94%
农田
木瓜+芭蕉群系
113
32
25
52
44.25%
5.31%
坑塘
构树+芭蕉+象草群系
99
26
3
66
45.45%
10.10%
回答下列问题：
(1)滨水生境内非洪泛区完整的乔灌草复层群落可以为鸟类和昆虫创造 条件，所以物种组成比洪
泛区的丰富。
(2)生态工程中遵循 的原理有效选择生物组分并合理布局，而植物常常优先选取本土植物的原因
是 。
(3)据表分析，最容易受到外来物种入侵的生境类型是 ，原因是 。
(4)调查发现塘基变窄、基面荒废，河涌落羽杉群系单一，农田植物层更替周期短是导致“坑塘—河涌—苗
圃”区域生态固碳功能和生物友好性下降的主要原因，生态改造修复过程中可通过
措施改善此问题。
【答案】(1)多种多样的栖息空间和食物
(2) 自生 乡土植物能够更好地适应当地气候、水文和生态环境（意思相近即可）
(3) 坑塘 坑塘的各种生活型植物均为最少，结构较简单，容易受到外来物种入侵。
(4)适当增大塘基比，并种上乔灌草复层结构的植物；适当增大塘基比，增加构树+木瓜/芭蕉+象草群系的
植被；坑塘-河涌间，种植适合本地的观赏性植物，如大叶紫薇；农田生境中，种植蜜源、食物源花植物、
宿主果树等
【分析】1、不同群落的物种组成不同， 物种的数目也有差别。一个群落中的物种数目，称为物种丰富度。
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2、生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基 础，遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本
原理。由生物组 分产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持 就是系统的自生。
【详解】（1）滨水生境内非洪泛区完整的乔灌草复层群落可以为鸟类和昆虫创造多种多样的栖息空间和
食物条件，所以物种组成比洪泛区的丰富。
（2）生态工程中遵循自生的原理有效选择生物组分并合理布局，而植物常常优先选取本土植物的原因是
乡土植物能够更好地适应当地气候、水文和生态环境。
（3）坑塘的各种生活型植物均为最少，结构较简单，容易受到外来物种入侵。
（4）调查发现塘基变窄、基面荒废，河涌落羽杉群系单一，农田植物层更替周期短是导致“坑塘—河涌
—苗圃”区域生态固碳功能和生物友好性下降的主要原因，生态改造修复过程中可通过适当增大塘基比，
并种上乔灌草复层结构的植物；适当增大塘基比，增加构树+木瓜/芭蕉+象草群系的植被；坑塘-河涌间，
种植适合本地的观赏性植物，如大叶紫薇；农田生境中，种植蜜源、食物源花植物、宿主果树等措施改善
此问题。
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