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专题03 生态系统的应用
通过近三年试题分析发现，种群密度、种群数量的变化是种群与群落部分的高频考点。与生活联系比较密
切的生物(如酵母菌、藻类、细菌等)在特定的环境条件(如培养基、培养液、池塘等)下或在有其他生物(外
来物种入侵)或环境的变化(不断更新培养液)等其他因素的影响下,种群数量的变化也成为考查的热点。种群
的数量特征及种群密度的调查方法大多以坐标曲线、图表及新情境等形式呈现，考查学生在新情境下获取
信息、分析问题、解决问题的能力和创新能力。
1、(2019 江苏卷)图1 是某生态系统部分生物关系示意图。请回答下列问题：
（1）生态系统最基本的生物成分是_________。图1 由乔木、草本植物、蝗虫、蜘蛛和杂食性鸟构成的食
物网中，杂食性鸟分别处于第__________营养级。
（2）从图1 所示的营养关系分析，属于分解者的有__________。有机碎屑被彻底分解产生的__________
（至少写出两类）等供生态系统循环利用。
（3）由于乔木的遮挡程度不同，导致了不同区域地表的草本植物、真菌等生物种类和数量有一定差异，
地表生物的这种区域差异分布体现了群落具有__________结构。
（4）下列属于该区域东亚飞蝗种群基本特征的有__________（填序号）。
①空间分布②迁入率③互利共生④物种丰富度⑤种群密度
（5）图2 是图1 生态系统中某两个营养级（甲、乙）的能量流动示意图，其中a~e 表示能量值。乙粪便中
1
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食物残渣的能量包含在_________（填图2 中字母）中，乙用于生长、发育及繁殖的能量值可表示为
__________（用图2 中字母和计算符号表示）。
【答案】 生产者 二、三、四 大型真菌、跳虫 无机盐、CO2、H2O 水平
①②⑤ c a-b
【分析】本题考查了种群、群落、生态系统的相关知识。任何一个生态系统都具有一定的结构和功能。生
态系统结构主要包括组成成分、营养结构（食物链和食物网）两个方面；生态系统的功能包括物质循环、
能量流动和信息传递。图1 为某生态系统的部分生物关系图，其中草本植物、乔木为生产者，蝗虫、蜘蛛、
杂食性鸟为消费者，大型真菌、跳虫为分解者。
图2 是生态系统中某两个营养级的能量流动示意图，a 表示乙的同化量，e、b 分别表示甲、乙呼吸作用散
失的能量，c、d 分别表示甲、乙流向分解者的能量。一般来说，流入某一营养级的一定量的能量在足够长
的时间内的去路可以有三条：（1）自身呼吸消耗（2）流入下一营养级（3）被分解者分解。
【详解】（1）在生态系统中，生产者是自养生物，主要是绿色植物。生产者可以通过光合作用，把太阳
能固定在它们所制造的有机物中，太阳能变成化学能从而可以被生物所利用，因此生产者可以说是生态系
统的基石，是生态系统的主要成分。杂食性鸟以草本植物等生产者为食处于第二营养级，以蝗虫为食处于
第三营养级，以蜘蛛为食处于第四营养级。
（2）生态系统的分解者能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物，图1 中的大型真菌和跳虫属于分解
者，它们可以将有机碎屑分解成CO2、H2O 和无机盐被生产者重新利用。
（3）群落的水平结构是指由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、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因素，不同地段上往往分布着不同的种群。乔木的遮挡程度不同，造成
了光照强度的不同，使不同地段上分布的生物种类和数量有一定差异，体现了群落具有水平结构。
（4）种群特征包括数量特征和空间特征。种群的数量特征有：种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁
出率、性别比例、年龄组成。种群的空间特征即种群的空间分布，包括均匀分布、集群分布、随机分布。
因此①②⑤属于东亚飞蝗种群的基本特征，而③④属于群落水平上研究的问题。
（5）乙粪便中的能量属于乙的摄入量，但是为乙没有消化、吸收的能量，因此不是乙的同化量而是甲同
化的能量中流向分解者的一部分，故乙粪便中食物残渣的能量包含在c 中。乙同化的能量一部分用于呼吸
消耗，一部分用于自身生长、发育、繁殖，图中a 为乙的同化量，b 为乙呼吸作用消耗的能量，所以乙用
于自身生长、发育、繁殖的能量为a－b。
【点睛】1、生产者是生态系统的主要成分，是生态系统的基石。分解者可以将动植物遗体残骸中的有机
物分解成无机物，被生产者重新利用。
2
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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。
【答题指导】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。
【答题指导】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．大罗山位于我国浙江省温州市区东南部，总面积约114km2，紧靠温州市中心，与城市有稳定交流，受
自然环境和社会环境双重影响。大罗山森林是温州绿色都市生态网架的核心，整个都市将环大罗山发展。
(1)大罗山属于典型的 （生命系统结构层次），其各组成成分的关系如图1 所示，分解者为图中
（填图中序号），碳元素在甲、乙、丙之间以 形式流动。
(2)受城市发展的影响，大罗山森林大量朝人工经济植被发展，自然植被破坏严重， 稳定性明显降低。
大罗山森林的上述变化属于 演替。
(3)对大罗山植被进行调查统计主要采用 （方法）。与中亚热带和南亚热带植被进行比较，结果如图2
3
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所示，据此分析，大罗山植被与中亚热带植被的差异为 。对大罗山动物进行调查统计并比较，其中两
栖类组成如图3 所示，与鸟类和野生兽类结果类似。据此分析，与乌岩岭相比，大罗山动物的 多样性
明显降低。
(4)科研人员依据区域生态恢复与建设模式，预测了大罗山森林生态恢复与重建后生态系统核心服务功能价
值，如下表（单位：元·hm2a-1）。
核心服务功
能
理论服务价值
生态恢复前*
生态恢复后*
服务价值
实现
率％
服务价值
实现率％
光合固碳
1594.17
493.94
30.98
1273.65
79.89
释放氧气
6631.68
2054.77
30.98
5298.32
79.89
SO2净化
42.55
18.89
44.39
48.13
113.11
滞尘
1374.96
1049.86
76.36
2561.01
186.26
小计
9643.36
3617.46
—
9181.11
——
【注】：*未扣除经果林维护费用。
①表中光合固碳、释放氧气、SO2净化等属于生物多样性的 价值。
②根据表中数据分析，要想实现生态恢复后核心服务功能价值实现率提升，让社会一经济一自然融于一体，
可采取下列 措施。（选填字母）
A．科学规划生态功能区，包括生态景观区、生态产业区和生态人居区
B．根据当地潜在植被类型，选择营林树种，注意乔、灌木合理搭配
C．选择适宜常绿阔叶树种如红楠、青冈等替代人工经济植被如杨梅等
D．在土层较瘠薄、裸露基岩较多区域，选择耐贫瘠、速生的潜在树种
E.选择土壤、水源等适宜区域，根据自身需求规划建设苗木繁育基地
【答案】(1) （森林）生态系统 乙 有机物
(2) 抵抗力 次生
4
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(3) 样方法 乔木和灌木比例明显偏低，草本植物比例明显偏高 物种
(4) 间接 ABDE
【分析】1、生态系统的稳定性：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、生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节能力。生态系统自我调节能力的。基
础是负反馈。物种数目越多，营养结构越复杂，自我调节能力越大；
3、生态系统的自我调节能力是有一定限度的。当受到大规模干扰或外界压力超过该生态系统自身更新和
自我调节能力时，便可能导致生态系统稳定性的破坏、甚至引发系统崩溃；
4、生态系统的稳定性：包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。生态系统成分越少，结构越简单抵抗力稳定
性越低，反之亦然。草原生态系统恢复力稳定性较强，草地破坏后能恢复，而森林恢复很困难。抵抗力稳
定性强的生态系统，它的恢复力稳定就弱。
【详解】（1）大罗山是生物群落和它的非生物环境相互作用形成的同一整体，属于生态系统。图1 中，根
据双箭头可知甲是该生态系统中的生产者，甲和丙都有箭头指向乙，说明乙是分解者，丙是消费者，碳元
素在生物群落内部（甲、乙、丙之间）以含碳有机物的形式传递。
（2）受城市发展的影响，大罗山森林大量朝人工经济植被发展，自然植被破坏严重，物种数目变少，营
养结构变得简单，自我调节能力减少，其抵抗力稳定性明显降低。大罗山森林的上述变化保留了原有的土
壤，甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体，属于次生演替。
（3）样方法适合调查植物或活动范围小、能力弱的动物，因此大罗山植被进行调查统计主要采用样方法，
图2 中，与中亚热带植被相比，大罗山乔木、灌木的比例明显偏低，草本的比例明显偏高，二者藤本植物
相差不大。生物的多样性是指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，共同构成了生物多样性。生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。图3
中，相对于乌岩岭，大罗山的物种明显偏小，因此相对于乌岩岭，大罗山的生物多样性中明显较小的是物
种多样性。
（4）光合固碳、释放氧气、净化环境是对生态系统起重要调节作用的价值，为生态功能，体现了生物多
样性的间接价值。A、科学规划生态功能区，包括生态景观区、生态产业区和生态人居区，有利于实现生
态恢复后核心服务功能价值实现率提升，让社会-经济-自然融于一体，A 正确；B、根据当地潜在植被类型，
选择营林树种，注意乔、灌木合理搭配，有利于实现生态恢复后核心服务功能价值实现率提升，让社会-经
济-自然融于一体，B 正确；C、选择适宜常绿阔叶树种如红楠、青冈等替代人工经济植被如杨梅等不利于
实现经济效益，不利于社会-经济-自然融于一体，C 错误；D、在土层较瘠薄、裸露基岩较多区域，选择耐
贫瘠、速生的潜在树种，有利于实现生态恢复后核心服务功能价值实现率提升，让社会-经济-自然融于一
体，D 正确；E、选择土壤、水源等适宜区域，根据自身需求规划建设苗木繁育基地，有利于实现生态恢
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复后核心服务功能价值实现率提升，让社会-经济-自然融于一体，E 正确。故选ABDE。
2．在塑料制品生产和使用过程中会产生大量的微塑料（直径小于5mm 的含碳有机物），主要种类有聚乙
烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）等，它们以颗粒等形态释放到环境中，影响动植物生长及人类
健康。图1 为某地区微塑料的迁移示意图。
(1)图中土壤微塑料进入植物的途径有根系吸收和 。微塑料进入生物群落后，微塑料对人类的影响比
对其他生物更严重，其原因是 。
(2)微塑料能影响土壤微生物群落和功能，表为PE 对土壤微生物的影响，图2 为放线菌降解PE 的模式图。
土壤微生物群落
碳利用率
丰富
度
多样性
放线菌
+++
++
++
6
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细菌
+
-
-
真菌
++
++
-
病毒
=
=
=
“+”促进；“-”抑制；“=”无影响
①据表推测，该地区被微塑料污染后，表中的 可能逐渐成为优势类群，这种群落的演替称为
（初生/次生）演替。该微生物类群成为优势类群的原因可能是 。
②据图2 分析，下列编号的细胞结构或物质中，参与胞外酶的合成和分泌的有 。（编号选填）
a、细胞膜 b、溶酶体 c、核糖体 d、内质网 e、高尔基体 f、DNA
(3)土壤中部分微生物可降解微塑料，并会在其周围形成新的微生物群落。该群落与 相互作用可形
成微型生态系统（也称为塑料圈），塑料圈能量的主要来源是 。塑料圈不能长期持续，其原因是
。微塑料进入土壤后，土壤生态系统短期内未受到显著影响，说明生态系统具有 能力。
(4)微塑料是一种持久性污染物，覆盖在土壤生物表面时会导致其无法正常呼吸，与其他有毒物质结合会毒
害土壤生物，故对土壤生态系统具有严重的危害。某生物兴趣小组欲通过实验分析微塑料对土壤理化性质
以及对土壤中动物、植物、微生物的丰富度的影响，则对照组的实验材料是 ，实验组的材料是
。
【答案】(1) 体表吸收或叶片吸收等 与其他生物相比，人类处于更高位的营养级
(2) 放线菌 次生 该微生物类群可降解微塑料成为其碳源 acf
(3) 非生物环境 微塑料 塑料圈中塑料所含的有机物是有限的 自我调节
(4) 自然状态下的土壤 微塑料覆盖过的土壤
【分析】生物富集是指生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超
过环境浓度的现象，这些难以降解的化合物可被植物吸收，然后沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终会
积累在食物链的顶端。
【详解】（1）由图可知，土壤微塑料进入植物的途径有根系吸收、体表吸收、叶片吸收等。微塑料难以
降解，会沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终会积累在食物链的顶端，与其他生物相比，人类处于更高
位的营养级，因此微塑料进入生物群落后，微塑料对人类的影响比对其他生物更严重。
（2）①据表信息可知，该地区被微塑料污染后，放线菌的碳利用率、丰富度和多样性相对都是最高的，
所以放线菌可能逐渐成为优势类群，这种群落的演替称为次生演替，原因是原有的土壤条件基本保留。该
微生物类群成为优势类群的原因可能是该微生物类群可降解微塑料成为其碳源，其他微生物类群对微塑料
的降解能力低。
②胞外酶属于分泌蛋白，参与其合成和分泌的细胞结构或物质有a 细胞膜、c 核糖体 、fDNA，而内质网
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和高尔基体是负责加工和运输的，溶酶体是水解衰老和损伤的细胞结构，acf 正确。
故选acf。
（3）生态系统是指生物群落与他的无机环境相互形成的统一整体，该群落与非生物环境（无机环境）相
互作用可形成 个微型生态系统（也称为塑料圈），塑料圈能量的主要来源是微塑料。塑料圈中塑料所含
的有机物是有限的，因此塑料圈不能长期持续。生态系统具有一定的自我调节能力能力，当微塑料进入土
壤后，土壤生态系统短期内未受到显著影响。
（4）某生物兴趣小组欲通过实验分析微塑料对土壤理化性质以及对土壤中动物、植物、微生物的丰富度
的影响，则对照组的实验材料是自然状态下的土壤（不做处理），实验组的材料是微塑料覆盖过的土壤。
3．高原鼢鼠是青藏高原优势地下啮齿动物（喜食杂类草植物根茎），每年3~6 月进入繁殖期，其采食、挖
掘洞道及推土造丘行为对高寒草地生态系统产生多种影响，为了更好的保护高寒草地生物多样性和科学防
控草原鼠害，某科研小组对种群数量变化规律与环境因子的关联程度进行了探究。请回答下列问题。
(1)常采用土丘系数法（土丘系数=实捕鼢鼠数/土丘数）调查地下啮齿动物的种群数量。调查发现9 个标准
地（面积为
）的土丘数为a，鼢鼠种群密度为 。调查期间，每天9：00~12：00 在高原鼢鼠新推
土丘位置附近利用探钎探明并剖开其活动洞道，并在洞道中布设10 个活捕笼，该操作的意义是 。
(2)高原鼢鼠挖掘行为对高寒草地生态系统产生多种影响。一方面造成草地土壤更新有利于植物多样性的维
持；另一方面，当高原鼢鼠种群密度超出 时导致草地生产力下降，生物多样性丧失，因其违背了
原理。
(3)由于高原鼢鼠种群特征对环境因子存在滞后效应，分别在春季（3~5 月）、秋季（8~10 月）进行研究，
研究结果如下：表为2014~2019 年间高原鼢鼠栖息地环境因子的变化，图为高原鼢鼠种群参数的变化
表高原鼢鼠栖息地环境因子的变化
201
4
2015
2016
2017
201
8
2019
春季试验区平均地温
4.5
5
4
3.5
6
5
春季试验区雨量指数
18
10
29
24
6
50
秋季试验区平均地温
8
8.5
9
8
7.5
8.5
秋季试验区雨量指数
8.5
8
12
16
23
15
地上生物量
23.5
30
28
33
24
34
地下生物量
740
1000
600
540
860
780
8
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高原鼢鼠种群参数年变化（2014—2019 年）
①年际间种群密度、存活率整体呈 趋势，其原因可能是 。
②季节间存活率和种群补充量呈 趋势，其原因分别是 。
③春季杂类草生物量和高原鼢鼠种群特征有很高的关联度，分析原因 。
【答案】(1)
土丘系数/9（只/hm2） 确保无关变量相同、取平均值减少实验误差
(2) 环境容纳量 协调
(3) 下降 从秋季至次年春季，经过严酷的越冬期，再加食物资源短缺，种群内个体的死亡率增加，
导致次年春季种群数量的降低 上升 春季至秋季的环境条件对高原鼢鼠生活较为适宜，从而提高
了高原鼢鼠该时期的种群存活率、高原鼢鼠每年3~6 月进入繁殖期，至秋季后大量新生个体加入种群
高原鼢鼠喜食杂类草植物根茎，春季植物开始返青，高原鼢鼠食物资源匮乏
【分析】1、环境容纳量是指环境不被破坏的前提下所能容纳的最大值，即K 值，同一种生物的K 值不是
固定不变的，会受到环境的影响．环境遭受破坏，K 值会下降；当生物生存的环境改善，K 值会上升。
2、生态工程所遵循的基本原理为：整体、协调、循环、自生等。
①自生：由生物组分而产生的的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。遵循自
生原理，需要在生态工程中有效选择生物组分并合理布设。
②循环：循环是指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化，既保证各个环节的物质迁移顺畅，也保证主
要物质或元素的转化率较高。
③协调：处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡，需要考虑环境容纳量。
④整体：遵循整体原理，首先要遵从从自然生态系统的规律，各组分之间要有适当的比例，不同组分之间
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应构成有序的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。不仅要考虑自然生态系统的规律，
也需要考虑经济和社会等的影响力，考虑社会习惯、法律制度等。
【详解】（1）种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度，实捕鼢鼠数=土丘系数×土丘数，9 个
标准地（面积为 1hm2 ）的土丘数为a，故9 个标准地的实捕鼢鼠数为土丘系数×a，故鼢鼠种群密度=a×
土丘系数/9（只/hm2）。每天9：00~12：00 在高原鼢鼠新推土丘位置附近利用探钎探明并剖开其活动洞道，
并在洞道中布设10 个活捕笼，该操作可以确保无关变量相同、取平均值减少实验误差。
（2）环境容纳量是指环境不被破坏的前提下所能容纳的最大值，同一种生物的K 值不是固定不变的，会
受到环境的影响．环境遭受破坏，K 值会下降，当高原鼢鼠种群密度超出环境容纳量时，导致草地生产力
下降。协调原理是指处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡，需要考虑环境容纳量，因此草地生产
力下降，生物多样性丧失，违背了协调原理。
（3）①由柱状图可知，从秋季至次年春季，经过严酷的越冬期，再加食物资源短缺，种群内个体的死亡
率增加，导致次年春季种群数量的降低，因此年际间种群密度、存活率整体呈下降趋势。
②由柱状图可知，春季至秋季的环境条件对高原鼢鼠生活较为适宜，从而提高了高原鼢鼠该时期的种群存
活率、高原鼢鼠每年3~6 月进入繁殖期，至秋季后大量新生个体加入种群，因此季节间存活率和种群补充
量呈上升趋势。
③高原鼢鼠喜食杂类草植物根茎，春季植物开始返青，高原鼢鼠食物资源匮乏，因此春季杂类草生物量和
高原鼢鼠种群特征有很高的关联度。
4．滨海某湿地森林植被退化，形成的裸滩被外来入侵植物互花米草占据。群落中芦苇、耐高盐的碱蓬和
互花米草的相对多度（群落中某一种植物的个体数占该群落所有植物个体数的百分比）与入侵时间的关系
如图1 所示。研究发现，互花米草入侵后，导致图1 两种植物相对多度发生变化的原因如图2 所示。请回
答下列问题：
10
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(1)某研究小组借助空中拍照技术调查某湿地地面活动的某种动物种群的数量，主要操作流程是选取样方、
空中拍照、识别照片中该种动物并计数。与标记重捕法相比，上述调查方法的优势有 。
(2)图1 中乙植物是 （填“芦苇”或“碱蓬”）。互花米草入侵的第1 年至第5 年甲种群密度变化的原
因是 。
(3)该湿地某食物网如图3 所示（图中数字为能量数值，单位为kJ/m2·a），该食物网中，第二营养级到第三
营养级的能量传递效率为 %（精确到小数点后一位）。已知这两种虾之间存在较为激烈的种间竞争，
这种竞争会导致它们的生态位 （填“重叠”或“分化”）。
(4)该湿地遭到了镉污染，研究人员利用生态浮床进行了有效治理。研究人员指出，浮床中的水生植物不能
作为家畜饲料，原因是 。
(5)为防治互花米草的生态入侵，湿地修复过程中通常选择净化能力强的多种水生植物，使它们形成互利共
存关系，这体现的生态学原理是 。
【答案】(1)对野生动物不良影响小，调查周期短，操作简便
(2) 碱蓬 随着互花米草的入侵，乙的种群密度大量减少，甲可获得更多的阳光、土壤中的营养，
以及更多的生存空间
(3) 16.2% 分化
(4)重金属难以被机体代谢出去，会沿食物链富集，对家畜和人的健康产生危害
(5)自生
【分析】分析图1 可知，随着护花米草入侵的时间延长，甲的相对多度先增加后减小，乙的相对多度逐渐
减少。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；次生演替是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）某研究小组借助空中拍照技术调查某湿地地面活动的某种动物的种群数量，主要操作流程
11
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是选取样方、空中拍照识别照片中该种动物并计数。标记重捕法需要捕捉动物并进行标记，并且还需要重
捕，所以与标记重捕法相比，上述调查方法的优势有对野生动物不良影响小，调查周期短，操作简便。
（2）根据图2 可知，互花米草入侵5 年后与入侵前相比，存活的碱蓬数量明显减少，而芦苇的数量还有增
加，因此图1 中乙植物是碱蓬。据图1 分析，互花米草入侵的第1 年至第5 年甲种群密度表现为增加，而
乙种群密度逐渐减小，因此推测可能是因为随着互花米草的入侵，乙的种群密度大量减少，甲可获得更多
的阳光、土壤中的营养，以及更多的生存空间。
（3）由图可知，秀丽白虾既占第二营养级又占第三营养级。第二营养级获得能量为浮游动物中的能量及
秀丽白虾中的490，即 5980+490=6470，第三营养级的能量为秀丽白虾中的部分能量及细足米虾能量，即
860-490+680=1050，所以第二营养级到第三营养级的能量传递效率为第三营养级同化量/第二营养级同化量，
即1050/6470×100%=16.2%。这两种虾存在较为激烈的种间竞争会导致物种间生态位的分化。
（4）该湿地遭到了镉污染，研究人员利用生态浮床进行了有效治理。研究人员指出，浮床中的水生植物
不能作为家畜饲料，原因是重金属难以被机体代谢出去，会沿食物链富集，对家畜和人的健康产生危害。
（5）为防治互花米草的生态入侵，湿地修复过程中通常选择净化能力强的多种水生植物，使它们形成互
利共存关系，这体现的生态学原理是自生。
5．紫茎泽兰是我国危害最严重的外来人侵物种之一， 不仅危害农、林牧业生产，还严重威胁生物多样性
安全。请回答下列问题：
(1)从生态系统的成分分析，紫茎泽兰与当地的白三叶草及多年生黑麦草属于 。紫茎泽兰
通过 排挤本地物种 ，使人侵地生态系统的抵抗力稳定性 。
(2)紫茎泽兰可通过释放某种化感物质，影响周围植物的正常生长，该物质向其他物种传递的信息属于
信息。为明确化感物质在紫茎泽兰入侵扩张中的作用，科研人员用紫茎泽兰叶片水提液分别培养白三叶和
黑麦草进行实验，实验结果如图所示。据图分析，化感物质对白三叶和多年生生黑麦草幼苗生长的影响分
别为 。
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(3)科研人员采用室内盆栽接种的方法，探索丛枝菌根真菌（ AMF）对紫茎泽兰生长的影响。实验过程如
下：
①无菌苗的制备：挑选颗粒饱满、大小一致的种子，用10%H2O2浸泡10min，再用 冲洗、
沥干后播种于无菌土。一段时间后，选用 的无菌苗进行移栽。
②设置对照：将移栽后的无菌苗分为两组，每组5 盆。
实验组：分别向每个花盆的无菌土中加入10gAMF 菌剂和经微孔无菌滤膜滤除真菌后的土壤细菌群落滤液
10mL。
对照组：分别向每个花盆的无菌土中加入 。
③实验结果测定：生长12 周后，测定紫茎泽兰相关数据并记录，结果如下表。
处理
净光合速率（umol．m
－2．s－1）
蒸腾速率（mmol．m
－2．s－1）
气孔导度（mmol．m
－2．s－1）
胞间CO2浓度（umol．
m－2．s－1）
实验
组
3.87
0.47
59.59
286.08
对照
组
2.92
0.35
39.46
273.48
实验结果表明，接种的AMF 通过显著提高 ，从而对紫茎泽兰生物量的积
累产生影响，进一步促进紫茎泽兰的生长。
【答案】(1) 生产者 （种间）竞争 下降
(2) 化学 对白三叶幼苗的生长，低浓度促进生长，高浓度抑制生长；多年生黑麦草幼苗生长均为
抑制生长
(3) 无菌水 长势良好且一致 10g 灭活的AMF 菌剂和经微孔无菌滤膜滤除真菌后的土壤细菌
群落滤液10mL 净光合速率、 蒸腾速率和气孔导度
【分析】生态系统的组成成分包括：生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量。
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生态系统具有一定的自我调节能力，自我调节能力的基础是负反馈调节。
【详解】（1）紫茎泽兰与本地植物都属于生产者，紫茎泽兰通过种间竞争排挤本地物种 ，导致本地的植
物种类减少，使入侵地生态系统的抵抗力稳定性降低。
（2）紫茎泽兰可通过释放某种化感物质，该物质向其他物种传递的信息属于化学信息。依据实验结果可
知：紫茎泽兰释放的某种化感物质对白三叶幼苗的生长，低浓度促进生长，高浓度抑制生长；多年生黑麦
草幼苗生长均为抑制生长。
（3）①无菌苗的制备：挑选颗粒饱满、大小一致的种子，用10%H2O2 浸泡10min，再用无菌水冲洗、沥
干后播种于无菌土。一段时间后，选用长势良好且一致的无菌苗进行移栽。
②实验的自变量是有无AMF，在设置对照时，除了自变量之外，要保证无关变量大体一致或相等，所以，
对照组要分别每个花盆的无菌土中加入10g（等量原则）灭活的AMF 菌剂和经微孔无菌滤膜滤除真菌后的
土壤细菌群落滤液10mL（等量原则）。
③依据表格数据可知，接种的AMF 通过显著提高紫茎泽兰的净光合速率、 蒸腾速率和气孔导度，从而对
紫茎泽兰生物量的积累产生影响，进一步促进紫茎泽兰的生长。
6．为探究外来物种入侵的原因，研究者在加拿大一枝黄花（SC）入侵地以其入侵不同阶段的植物群落为
研究对象，对本土植物物种常见优势种的生态位变化进行了定量分析，如下表所示，请回答下列问题。
表：不同入侵梯度样地中常见本土植物的生态位宽度
本土植物物
种
SC 入侵梯度（株数/m2）
0
5~7
11~13
>18
①野老鹳草
0.6753
0.4864
0.3955
0.1991
②禺毛茛
0.2000
0.3827
0.3997
0.4894
③天胡荽
0.2982
0.3476
0.3816
0.4503
④蛇含委陵
菜
0.3875
0.4727
0.4869
0.5878
⑤细柄草
0.6979
0.6864
0.7885
0.8715
⑥白茅
0.7695
0.5438
0.4660
0.3839
⑦雀稗
0.8876
0.4648
0.2810
0.1993
(1)区别不同群落的重要特征是 ，可用丰富度反映其数量。要研究某物种在群落中的生态位，
通常要研究其所处的空间位置、占用资源的情况以及 等。
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(2)由表中数据可得，随SC 入侵密度逐渐增加， （填表中序号）的生态位宽度明显减少，这
说明 。
(3)研究者测量了上述几种植物体内氮元素的含量，发现SC 体内氮元素含量远高于生态位宽度明显减少的
植物，据此可初步推测SC 能成功入侵的原因是 。为进一步验证该推测，科研人员探究了氮
元素（用铵态氮处理，单位：mmol·L-1）对SC 地下部分和地上部分生物量的影响，部分结果如下图（对照
组用10mmol·L-1铵态氮处理）所示。
实验结果表明，SC 能成功入侵的机制是： ，从而提高自身的环境适应能力。
(4)相关部门接收到SC 的举报信息后，一般采取的措施为在其种子成熟前连根拔出，分析其原因为
。
(5)下表为食物链“草→鼠→鹰”中各种群一年间的能量流动情况（单位：107kJ·a-1）。
种
群
同化的总能
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
草
69.5
7.0
19.0
45.5
鼠
19.0
9.0
1.0
4.5
鹰
3.5
1.0
2.5
微量不计
无
据表分析，草用于生长、发育和繁殖的能量是 107kJ·a-1。能量从草到鼠的传递效率为
%（小数点后保留一位），植物的“气味”提供可采食的信息属于 信息，说明了信息传递
在生态系统中的作用是 。
【答案】(1) 物种组成 种间关系
(2) ①⑥⑦ 入侵种与①⑥⑦生态位重叠度大，种间竞争激烈
(3) SC 的根系发达，氮元素的积累能力强 在低氮环境中，促进地下部分生长扩大吸收氮的面积，
在高氮环境中，促进地上部分生长来增加光合面积
(4)有效减少种子传播，避免其无性繁殖。
(5) 71.5 13.5 化学 调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定或能影响群落演替
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【分析】1、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，其研究内容包括群落的边界和范
围、群落的物种组成、种间关系、群落演替、生态位、空间结构、群落演替等。
2、生态位是指物种在群落中的地位或作用，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，研究植物的生态位，需要研究的方面有它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度以及它
与其他物种的关系等；各种生物都占据着相对稳定的生态位，有利于不同生物充分利用环境资源。
【详解】（1）物种组成是区分不同群落的重要特征，也是决定群落性质最重要的因素；生态位是指物种
在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及种间关系等。
（2）根据表格数据可知，随着SC 入侵梯度增加，①⑥⑦数量逐渐减少，说明其生态位宽度明显减少，说
明①⑥⑦与SC 的生态位有较大重叠，SC 与它们之间的种间竞争强烈。
（3）植物体通过根系吸收氮素，根据题意SC 体内氮元素含量远高于生态位宽度明显减少的植物，可能是
SC（的根系发达）氮元素的积累能力强，使其在竞争中占有优势，使其数量增加，生态位扩大。据图可知，
在低氮条件下，地下生物量大于对照组，说明可促进地下部分的生长来扩大其吸收氮的面积；在高氮条件
下，地上生物量增加，推测其通过促进地上部分来增加光照面积，从而提高自身的环境适应能力。
（4）加拿大一枝黄花（SC）根状茎发达，传播速度快，与周围植物争夺阳光和肥料，对生物多样性造成
严重威胁。因此为清除该植物，可在种子成熟前，连根拔除，有效减少种子传播；通过根（无性繁殖器
官）拔除后，可避免其无性繁殖。
（5）据表分析，草用于生长、发育和繁殖的能量为（ 7.0+19.0+45.5）×107=71.5×107kJa-1；能量从草到
鼠的传递效率为：鼠同化的总能量÷草同化的总能量=（19.0×107）÷（ 7.0+19.0+45.5
69.5）×107
×100%=13.5%。“气味”提供可采食的信息属于化学信息，明了信息传递在生态系统中的作用是调节生物
的种间关系，以维持生态系统的稳定或能影响群落演替。
7．土壤中存在细菌、真菌和线虫等生物，它们的关系十分复杂，线虫可以细菌为食，真菌可产生菌丝陷
阱包裹并杀死线虫。土壤中的线虫对环境变化较敏感，可作为土壤污染程度的指示生物。请回答下列问题：
(1)细菌、真菌和线虫等生活环境中的全部生物共同构成了 。若要调查线虫的种类和数量，需从土壤中
分离并提取线虫，然后在解剖镜下观察，对观察到的线虫进行 。
(2)富含尿素的土壤中能检测出较多的菌丝陷阱，研究者推测尿素可诱导菌丝陷阱的形成。为研究尿素诱导
菌丝陷阱形成的机制，研究者利用尿素及其分解产物氨分别处理野生型真菌和尿素分解酶基因功能丧失的
真菌突变体，检测菌丝陷阱的数量，结果如图所示。结合上述信息，推测 ，从而诱导菌丝陷阱的产生。
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(3)线虫产生蛔甙作为 信号以调节自身的生长发育和行为。真菌可感知该信号，从而形成菌丝陷阱，由
此可见，信息可以 ，进而维持生态系统的平衡与稳定。
(4)土壤中细菌的精氨酸酶可催化尿素产生，该酶的表达量与线虫取食频率呈正比。综合上述信息，通过分
析细菌、真菌和线虫之间的关系，解释线虫数量相对稳定的机制：一方面线虫对细菌的捕食增加时， ；
另一方面线虫捕食细菌后数量增加，可 ；两者共同诱导 ，从而反馈调节线虫的数量。
(5)自然界中不乏类似于上述土壤微生物与线虫间的关系。下列事例与上述机制最相似的是 。
a. 食草昆虫啃食植物叶片后，植物产生挥发性物质吸引肉食性昆虫
b. 白蚁在巢穴中通过排出粪便供养细菌，从而抑制寄生真菌的生存和传播
c. 虫媒传粉的植物，花朵中蜜腺分泌含糖量较高的蜜露吸引昆虫来进行传粉
【答案】(1) 生物群落 分类和计数
(2)真菌利用尿素分解酶将尿素分解为氨
(3) 化学 调节种间关系
(4) 细菌表达的精氨酸酶量增加，催化合成更多的尿素，真菌利用尿素分解酶将尿素分解为氨 分
泌更多的蛔甙 真菌形成更多菌丝陷阱，包裹并杀死线虫
(5)a
【分析】1、生态系统的结构包括组成成分和营养结构，组成成分包括生产者、消费者、分解者和非生物
的物质和能量；营养结构包括食物链和食物网。
2、生态系统的信息传递：（1）生态系统中信息的种类：物理信息、行为信息、化学信息；（2）信息传
递在生态系统中的作用：①个体方面：生命活动的正常进行离不开信息的作用。②种群方面：生物种群的
繁衍离不开信息的传递。③群落与生态系统方面：信息传递能够调节生物的种间关系，进而维持生态系统
的平衡与稳定。
3、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，其研究内容包括群落的边界和范围、群落
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的物种组成、种间关系、群落演替、生态位、空间结构、群落演替等。
【详解】（1）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，细菌、真菌和线虫等生活环境
中的全部生物共同构成了生物群落。 若要调查线虫的种类和数量，应对观察到的线虫进行分类和计数。
（2）分析题图可知，利用尿素处理尿素分解酶基因功能丧失的真菌突变体，无菌丝陷阱的产生，用氨处
理尿素分解酶基因功能丧失的真菌突变体，有菌丝陷阱产生，说明真菌利用尿素分解酶将尿素分解为氨，
从而诱导菌丝陷阱的产生。
（3）线虫产生的蛔甙是化学信号，真菌可感应该信号，从而形成菌丝陷阱，由此可见，信息传递能够调
节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定。
（4）土壤中细菌的精氨酸酶（可催化尿素产生的酶）表达量与线虫取食频率成正比，线虫对细菌的捕食
增加时，细菌表达的精氨酸酶量增加，催化合成更多的尿素，真菌利用尿素分解酶将尿素分解为氨；且线
虫分泌蛔甙增加，两者共同诱导真菌形成更多菌丝陷阱，包裹并杀死线虫，反馈调节线虫数量，故线虫数
量能维持相对稳定。
（5）线虫对土壤中细菌的捕食增加时，细菌合成更多的尿素，被真菌分解为氨，线虫分泌蛔甙增加，诱
导真菌形成更多菌丝陷阱，抑制线虫数量。而自然界中食草昆虫啃食植物叶片后，植物产生挥发性物质吸
引肉食性昆虫，从而抑制食草昆虫的数量，二者机制最为相似，a 符合题意，bc 不符合题意，故选a。
8．南疆地区是我国三大棉花种植区之一，棉花是当地最重要的经济作物，蚜虫是危害棉花的重要害虫，
蚜虫寄生蜂包括两类：初级寄生蜂和重寄生蜂。初级寄生蜂将卵产于蚜虫体内，幼虫依靠取食蚜虫的组织
和营养生长，最终导致蚜虫死亡形成僵蚜，重寄生蜂攻击初级寄生蜂。下图是棉田中的部分营养关系图，
请回答：
(1)棉蚜刺茧蜂与棉蚜的种间关系是 。
(2)棉田中棉长管蚜的能量来源于 ，能量的去向有 。
(3)研究发现间作苹果树后，增加了 ，提高了生态系统的 ，棉花不易爆发虫害。
选择适宜在南疆生长的苹果树等经济作物与棉花间作，体现了生态工程 原理。
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(4)为了验证苹果树与棉花间作对蚜虫的控制作用，科研人员统计了棉花单作和与苹果树间作后棉花植株上
蚜虫的数量以初级寄生蜂的寄生率，结果分别如下图：
①蚜虫数量在6 月27 日左右达到最大的原因是 ，7 月11 日左右蚜虫数量显著下降的原因是 。
②根据图1 和图2 可以得出结论是 。
【答案】(1)寄生
(2) 棉花中有机物 流向初级寄生蜂、呼吸作用散失、流向分解者
(3) 生态系统的组分和营养结构复杂程度 抵抗力稳定性（自我调节能力） 协调和整体
(4) 棉花生长旺盛期，可以为蚜虫提供足够的食物资源，初级寄生蜂的寄生率较低 初级寄生蜂大
量繁殖增加了寄生率使得蚜虫死亡 苹果树与棉花间作显著提高了初级寄生蜂的寄生率，降低了蚜虫
数量的最大值，从而有效控制了蚜害。
【分析】1、生态系统能量的最终来源为太阳光能，流经生态系统的总能量为生产者固定的太阳能总量。
每一营养级中能量的去向为：呼吸作用散失，被下一营养级同化，被分解者分解。能量单向流动且逐级递
减。
2、寄生是指一种生物从另一种生物（宿主）的体液、组织或已消化的物质中获取营养并通常对宿主产生
危害的现象。
【详解】（1）棉蚜刺茧蜂寄生在棉蚜体内，故棉蚜刺茧蜂与棉蚜的种间关系是寄生。
（2）棉长管蚜以棉花植株为食，故能量来源于棉花中的有机物的分解；棉长管蚜属于第二营养级，每一
营养级中能量的去向为：呼吸作用散失，被下一营养级同化，被分解者分解。
（3）间作苹果树后，使生态系统的组分和营养结构更加复杂，从而提高生态系统的稳定性，使生态系统
不那么容易被破坏（抵抗力稳定性）。选择适宜在南疆生长的苹果树等经济作物与棉花间作，考虑到生物
与生物、生物与环境之间的关系，体现生态工程的协调和整体的原理。
（4）蚜虫数量在6 月27 日左右达到最大的原因是此时棉花生长旺盛，蚜虫有足够的食物，而且初级寄生
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蜂的寄生率也比较低，蚜虫的死亡率低。7 月11 日左右蚜虫数量显著下降的原因是此时寄生率较大，增加
了蚜虫的死亡率。根据图1 和图2 可以得出：苹果树与棉花间作可以显著提高了初级寄生蜂的寄生率，增
加蚜虫的死亡率，降低了蚜虫数量最大值，对蚜虫有很好的控制作用。
9．下图1 表示某地利用生态学相关原理，将种植业、养殖业和渔业进行有机整合而形成的生态农业生产模
式。表2 为农田生态系统中部分能量流动情况（单位：106kJ/a），a、b、c 三个种群构成一条食物链。图3
为净化养殖塘内河水的复合式生态床技术的示意图。据图回答以下问题：
(1)图1 中鸡、鸭既能以植物为食，又能以沼渣和秸秆制成的饲料为食，由此判断它们在本生态系统中属于
。若图1 代表能量关系，箭头 （填序号）不能成立；箭头8 可代表鸡、鸭、猪等家禽家畜的
量。
(2)将秸秆直接制作成饲料中的能量 （选填“大于”、“等于”或“小于”）将秸秆投入沼气池后再
制成饲料中的能量。与传统的单一生产模式相比，该生态农业生产模式在维持相同的产出能力时，所需投
入的化肥和精饲料更少，其原因是 。
(3)表中a、b、c 三个种群构成的食物链是 ，该食物链中能量从生产者流向初级消费者的传递效率为
。（保留小数点后两位）
种
群
同化总
能量
用于生长、发育和繁
殖的能量
呼吸消耗的
能量
流向下一营养级
的能量
流向分解者的
能量
未被利用的
能量
a
363.5
34.5
235
b
18
4.5
2
c
123
50
6.5
25.5
(4)图2 中，生态浮床需合理布设多种净化能力较强的本土植物，防止过于稀疏或密集，影响净化效果，体
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现了生态工程的基本原理是 。部分植物可分泌一类特殊的化合物，吸引鸟类捕食害虫，这一现象体
现了生态系统的信息传递具有 的作用。生态浮床中的曝气机可不断曝气，可增加水体中的氧气含量，
达到净化水体的目的。
(5)科研人员欲对养殖塘内虾的生态位进行调查，需要对虾的 等方面展开调查。
【答案】(1) 消费者、分解者 2、12 摄入
(2) 大于 该生态农业生产模式实现了对物质的循环利用，能量的多级利用，从而大大提高能量的
利用率
(3) a→c→b 16.27%
(4) 自生和协调 调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定 可促进需氧微生物大量繁殖，
有利于分解水体中有机污染物（关键词“促进需氧型微生物，分解有机物”）
(5)栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系
【分析】研究能量流动的实践意义：研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在时间、空间上进行
合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学地规划和设计
人工生态系统，使能量得到最有效的利用。研究生态系统的能量流动，还可以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。
【详解】（1）分析题意，鸡、鸭能以植物为食，属于消费者，又能以沼渣和秸秆制成的饲料为食，属于
分解者；若上图代表能量关系，化肥、沼液不能为农作物、蔬菜等植物提供能量，箭头2、12 不能成立；
据图可知，箭头8 是流向鸡、鸭、猪等的能量，可代表鸡、鸭、猪等家禽家畜的摄入量。
（2）若将全部秸秆直接制作成饲料与全部投入沼气池后再制成饲料相比，两者能为家禽家畜和水产品提
供的能量不相等，因为将秸秆投入沼气池，秸秆中的一部分能量流入沼气池中的微生物和转化为沼气中的
化学能，故将秸秆直接制作成饲料中的能量大于将秸秆投入沼气池后再制成饲料中的能量；与传统的单一
生产模式相比，该生态农业生产模式在维持相同的产出能力时，所需投入的化肥和精饲料更少，其原因是
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该生态农业生产模式实现了对物质的循环利用，能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。
（3）能量传递具有逐级递减的特点，结合表格可知，表中a、b、c 三个种群构成的食物链是a→c→b；表
中生产者是a，其同化的能量=呼吸消耗的能量＋用于生长、发育和繁殖的能量=呼吸消耗的能量＋（流向
分解者的能量＋未被利用的能量＋流向下一营养级的能量）=363.5＋34.5＋235＋123=756，能量传递效率
是相邻两个营养级之间同化量的比值，则该食物链中能量从生产者流向初级消费者的传递效率为
123/756×100%≈16.27%。
（4）由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生，协调主要是
指生物与环境、生物与生物的协调与适应，生态浮床需合理布设多种净化能力较强的本土植物，防止过于
稀疏或密集，影响净化效果，体现了生态工程的基本原理是自生和协调；部分植物可分泌一类特殊的化合
物，吸引鸟类捕食害虫，这一现象发生在不同物种之间，体现了生态系统的信息传递具有调节生物的种间
关系，维持生态系统的稳定的作用；生态浮床中的曝气机可不断曝气，可增加水体中的氧气含量，可促进
需氧微生物大量繁殖，有利于分解水体中有机污染物。
（5）一个物种在群落中的地位或作用，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，称为这个物种的生态位，科研人员欲对养殖塘内虾的生态位进行调查，需要对虾的栖息地、食物、天
敌以及与其他物种的关系等方面展开调查。
10．研究人员在腾格里沙漠东南缘沙坡头地区选择了不同年限的固沙植被区，对其植被情况和蚂蚁类群组
成进行了调查。请回答下列问题。
(1)研究人员在流动沙地上扎设1m×1m 的麦草方格沙障，并种植旱生灌木进行防风固沙，还利用油蒿、柠
条等多种沙生植物改善荒漠土壤条件，这遵循了生态工程的 原理。在该地荒漠化防治过程中，
群落发生的演替类型是 ，理由是 。随固沙年限的增加，固沙植被区的优势植物种
发生着更替，主要原因是 。
(2)研究人员在对蚂蚁类群组成研究时，在每个样区布设10m×10m 的大样方1 个。在每个大样方内，再采
用五点取样法在大样方内的 等五处布设5 个2m×2m 小样方。在每个小样方内使用便携式工具
对蚂蚁进行搜索调查，调查结果如下表。
个体数
类群
固沙5 年
固沙8 年
固沙34 年
固沙57 年
针毛收获蚁
●
36
233
93
中华小家蚁
。
32
2
2
掘穴蚁
1157
1628
964
519
22
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红林蚁
8
25
•
•
艾箭蚁
-
146
12
9
中华光胸臭蚁
●
10
●
-
①蚂蚁类群组成中蚂蚁密度随固沙时间呈现的变化趋势为 。在固沙57 年的植被区，蚂蚁密度
达到最小，导致该现象发生的种间因素有 等。
②蚂蚁类群数随固沙时间呈现的变化趋势为 。在表中的固沙年数内，蚂蚁类群内部的竞争在
固沙 年达到最大，蚂蚁类群与其他生物之间的竞争在固沙 年达到最大。
(3)研究发现，各个固沙植被区的植被和蚂蚁等动物的生命活动也影响着土壤的理化性质。这表明，生物学
的研究不能停留在种群和群落水平，还应将群落及其环境作为整体进行研究。从新的视角出发，你会研究
的问题有 。
【答案】(1) 协调和自生 初生演替 流动沙地上从来没有被植物覆盖过 土壤条件不断变
化为新植物的出现创造条件
(2) 四角和中心 先增加后减少 种间竞争和捕食 先增加后减少再趋于不变 8
57
(3)生态系统的结构或功能包括哪些？生态系统是如何维持稳定的？
【分析】1、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；
2、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）研究人员在流动沙地上扎设1m×1m 的麦草方格沙障，并种植旱生灌木进行防风固沙，还利
用油蒿、柠条等多种沙生植物改善荒漠土壤条件，该设计中选择了适应当地生态条件的旱生植物，且注重
了多种植物种类的同时种植，因此该设计中主要遵循了生态工程的协调和自生原理。在该地荒漠化防治过
程中，由于人为因素的作用，使得当地的群落发生了演替，由于这种演替发生在流动沙地上从来没有被植
物覆盖过的情况下，因此该群落发生的演替类型是初生演替。随固沙年限的增加，固沙植被区的优势植物
种发生着更替，这是由于土壤条件不断变化为新植物的出现创造条件，因而发生了优势取代，即发生了群
落演替。
（2）研究人员在对蚂蚁类群组成研究时，由于蚂蚁体型微小，活动能力弱，因而可采用样方法进行调查，
在每个样区布设10m×10m 的大样方1 个。在每个大样方内，再采用五点取样法在大样方内的四角和中心等
五处布设5 个2m×2m 小样方。在每个小样方内使用便携式工具对蚂蚁进行搜索调查，调查结果如下表。
①结合调查数据可以看出，蚂蚁类群组成中蚂蚁密度随固沙时间呈现的变化趋势为先增加后减少。在固沙
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57 年的植被区，蚂蚁密度达到最小，该现象发生的原因主要受到种间因素，如种间竞争和捕食等的影响。
②蚂蚁类群数随固沙时间呈现的变化趋势为先增加后减少再趋于不变。在表中的固沙年数内，蚂蚁类群内
部的竞争在固沙8 年达到最大，因为此时的蚂蚁个体数目达到最多；蚂蚁类群在固沙57 年数量最少，说明
蚂蚁类群在与其他物种的竞争中处于弱势，即蚂蚁类群与其他生物之间的竞争在固沙57 年达到最大。
（3）各个固沙植被区的植被和蚂蚁等动物的生命活动也影响着土壤的理化性质。这表明，生物学的研究
不能停留在种群和群落水平，还需要考虑无机环境的因素，即需要将群落及其环境作为整体进行研究。从
新的视角，即生态系统的视角出发，需要研究的问题可以包括生态系统的结构或功能包括哪些？生态系统
是如何维持稳定的？等等问题。
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