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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。但是生态系统的考察仍占主体地位，预测2024 会把生态系统与种群群落
联系在一起考察。
1、（2023·河北·高考真题）天鹅洲长江故道现为长江江豚自然保护区，是可人为调控的半封闭水域，丰水
期能通过闸口将长江干流江水引入。2017 年，评估认为该水域最多可保障89 头长江江豚健康、稳定地生
存。当年该水域开始禁渔。2019-2021 年该生态系统的食物网及各类型鱼类的生物量调查结果如图、表所
示。2021 年该水域长江江豚种群数量为101 头，但其平均体重明显低于正常水平。
调查时
间
生物量（kg·hm-2）
小型鱼类
大中型鱼类
2019 年
30.4
30.8
2020 年
22.8
47.9
2021 年
5.8
547.6
回答下列问题：
1
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(1)该群落中分层分布的各种水生生物形成一定的 结构。鲢、鳙等大中型鱼类与短颌鲚等小型鱼类利用
相同的食物资源，存在 重叠，表现为 关系。蒙古鲌等大中型鱼类通过 使小型鱼类生物量降低，
导致长江江豚食物资源减少。
(2)在此生态系统中，长江江豚占据 个营养级，其能量根本上来自于该食物网中的 。
(3)为实现对长江江豚的良好保护，可采取以下措施：其一，据表分析，从该水域适度去除 ，使能量更
多流向长江江豚；其二，在丰水期打开闸口，使长江江豚饵料鱼类从干流 天鹅洲长江故道，增加长江
江豚食物资源。以上措施可提高该水域对长江江豚的 。
2、（2022·河北·高考真题）中国丹顶鹤的主要繁殖地在扎龙自然保护区，其主要越冬栖息地为苏北地区。
人类在丹顶鹤栖息地分布点及周围的活动使其栖息地面积减小、生境破碎化。调查结果显示，苏北地区丹
顶鹤越冬种群数量1991～1999 年均值为873 只，2000～2015 年均值为642 只；丹顶鹤主要越冬栖息地中的
沼泽地和盐田相关指标的变化见下表。回答下列问题：
栖息地类
型
栖息地面积（km2）
斑块数（个）
斑块平均面积（km2）
1995 年
2005 年
2015 年
1995 年
2005 年
2015 年
1995 年
2005 年
2015 年
沼泽地
1502
916
752
427
426
389
3.51
2.15
1.93
盐田
1155
1105
1026
98
214
287
11.79
5.17
3.57
(1)斑块平均面积减小是生境破碎化的重要体现。据表分析，沼泽地生境破碎化是 导致的，而盐田
生境破碎化则是 导致的。
(2)在苏北地区，决定丹顶鹤越冬种群大小的三个种群数量特征是 。
(3)生态系统的自我调节能力以 机制为基础，该机制的作用是使生态系统的结构和功能保持
。沼泽生态系统受到破坏后物种数量减少，生态系统自我调节能力 。
(4)丹顶鹤的食性特征、种群数量及动态等领域尚有很多未知的生态学问题，可供科研工作者研究。丹顶鹤
的这种价值属于 。
3、（2021·河北·高考真题）为探究全球气候变暖对生态系统的影响，研究者将20 个人工淡水池塘均分成
两组，对照组保持环境温度，实验组始终比对照组高4℃（利用温控装置），并从附近淡水栖息地搜集水
生生物投入池塘。连续多年观测发现，池塘逐渐形成主要由浮游植物和浮游动物组成的群落。第15 年时，
池塘中浮游植物和浮游动物生物量（单位体积水体中生物体的质量）的检测结果如图。
2
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回答下列问题：
（1）池塘生物群落区别于湖泊生物群落的重要特征为 ，池塘生物群落从简单到复
杂的过程中发生了 演替。
（2）某种水生生物被投入池塘后，其种群数量将呈 型增长，若该生物种群密度在较长时期保
持相对稳定，表明其种群数量已达到了 。
（3）从能量流动角度分析，升温导致该生态系统总生物量降低的原因可能是 。
（4）碳在池塘生物群落中主要以 的形式传递，碳循环具有全球性的主要原因是
。
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。
3
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【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．黑龙江南瓮河国家级自然保护区是我国纬度最高、面积最大的寒温带森林湿地自然保护区。这里集原
始森林、草甸、湖泊、湿地、溪流等多种自然资源为一体，景观纷呈，物种多样。作为北方针叶林中的
“巨兽”，驼鹿几乎没有天敌。在国家政策的严格保护下，它们自由繁衍生息，在南瓮河自然保护区等地
的种群数量增长非常迅速。回答下列问题：
(1)驼鹿是一种能上山、能下河的大型食草动物，它在吃草的过程中，会将水生植物薅出，一部分水生植物
会顺着水流传播到下游地区，另一部分水生植物则会挂在其头角上，随驼鹿翻山越岭来到另一条河流中生
长，这对植物和驼鹿自身具有的意义是 ；在生态系统中，驼鹿还具有的作用是 。
(2)没有天敌，驼鹿繁殖迅速，这意味着其即将面临 的问题。种群密度受多种因素的影响，
直接影响该驼鹿种群密度的因素有 。气温、火灾、地震等属于驼鹿的非密度制约因素，
原因是 。
(3)科学家研究预测了驼鹿种群数量与种群瞬时增长量的变化规律，结果如图所示。由曲线可知，驼鹿种群
数量在20～80 万头范围内时，随种群数量增加，驼鹿种群增长速率 ，当超过80 万头后，
种群数量会 。
2．贵州从江的稻—鱼—鸭绿色生态系统传承了上千年。每年春天谷雨时节，秧苗插入稻田，鱼苗跟着放
进去，鱼苗长到两三寸再放入锥鸭，鸭取食鱼和水稻害虫，鱼、鸭取食浮游藻类和杂草，不用喷洒农药，
还搅动土壤为稻田松土，其粪便又是水稻生长上好的有机肥。实现了“一水多用、一田多收、一户多业”
的综合效益，被列为全球重要农业文化遗产。该生态系统中部分能量值（单位：106kJ）如表所示（净同化
量=同化量-呼吸作用消耗量）。据此回答下列问题：
4
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净同化
量
呼吸作用消耗量
流向分解者
未利用
浮游藻类和杂草
120
70
25
60
鱼
8
17
2
1
(1)请写出该生态系统中的食物网 ，食物网中没有体现的生态系统成分是 。鱼、鸭的粪
便能使水稻增产的原因是 。
(2)鱼用于生长、发育、繁殖的能量值为 kJ，浮游藻类和杂草传递给鸭的是 kJ，鱼到鸭
的能量传递效率为 。
(3)从生态系统稳定性的角度分析，该类型的生态系统不用农药也不会发生严重虫灾的原因 是，
该生态系统能实现“一水多用、一田多收、一户多业”的综合效益，主要遵循了生态工程的 原
理。
3．科研人员对某湖泊区域内主要鱼类组成和食物关系进行了取样调查，绘制出部分鱼类的食物关系如图
所示。请据图回答下列问题：
(1)图中所包含的生态系统组成成分是 翘嘴红鲌与鲚鱼的种间关系是 。
(2)鲚鱼主要摄食枝角类浮游动物，银鱼主要摄食桡足类浮游动物，食性的差异有利与减少两者的
重叠。白虾流向分解者的能量主要储存在 中。
(3)鲢鱼主要生活在水体上层，鲚鱼、银鱼主要生活在水体中上层，而鲤鱼、鲫鱼主要生活在水体底层，这
种分层现象体现该群落具有明显的 。这种分层现象的生态学意义是 （答出两点即可）。
(4)若某年该湖泊水体由于富营养化和大型水生植物退化等原因导致生态系统的自净功能严重受损，出现水
华现象。请从生物多样性的角度提出两条能够阻止湖泊水华现象再次发生，并恢复此湖泊生态系统功能的
有效措施： （答出两点即可）。
5
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4．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
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 。
6
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5．我国多处沿海地区海岸线分布有红树林生态系统。研究人员对某地红树林进行调查，以估算优势种的
种群密度，并以此为依据确定存活区、中度退化区、高度退化区。下表为对这三种区域进行相关调查的结
果。请回答下列问题：
组别
高度退化区
中度退化区
存活区
多样性指数
1.78
2.01
2.30
生物量/（g·m-2）
90.79
110.19
365.95
水体总氮/（mg·L-1）
0.081
0.015
0.008
水体总磷/（mg·L-1）
1.09
0.79
0.71
注：多样性指数越高，生物多样性越丰富；生物量是指单位面积中生物的总干重。
(1)调查植物种群密度常用样方法，对红树林取样时应选用 取样法，取样的注意事
项包括 （答出2 点）。调查中如果出现与其他样方数据差异较大的结果，对该样方的数
据 （填“能”或“不能”）舍弃。
(2)红树林生态系统能够净化城市污水，这体现了其具有 价值。据表分析，对污水净化能力较
强的是 区，理由是 。
(3)用生态工程对退化区湿地进行修复，一般宜选用当地物种而非引进外来物种，主要是遵循了 的
生态学基本原理。湿地修复过程中，群落发生了 演替，人类活动改变了演替的 。
6．山东黄河三角洲国家级自然保护区是以保护黄河口新生湿地生态系统和珍稀濒危鸟类为主的湿地类型
自然保护区，区内野生动植物种类丰富。生态学家对湿地开展了相关调查。回答下列问题：
(1)黄河三角洲湿地生态系统的基石是 ，为生态系统发挥功能奠定了基础。湿地由浅水区向陆地方向
依次生长着芦苇、碱蓬、柽柳，这体现了群落的 结构。用样方法调查湿地中芦苇的种群密度时，为
保证调查的可靠性和准确性，选取样方时需要注意的事项有 （答出2 点）。
(2)调查发现，湿地林地的物种较多。一个群落中的物种数目称为 。调查发现，林地中某小型哺乳动
物的年龄结构为增长型，主要依据是该动物种群中 。
(3)调查发现，该湿地中两个营养级能量的来源与去路如图所示，字母表示相应的能量。图中a1、a2属于
的能量，第二营养级用于生长、发育和繁殖的能量可表示为 。
7
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7．太湖是我国第三大淡水湖，随着社会经济的快速发展，太湖水质不断恶化，滩地逐步消失，植被锐减，
有害藻类滋生，湿地生态功能不断退化，且太湖风浪较大，修复太湖生态湿地较为困难。如图为研究人员
采用多层生态围隔系统修复技术进行湿地生态恢复的模式图。回答下列问题：
(1)据图可知，从围隔护坡的底部到顶部生长着不同的植物，这体现了群落的 结构。围隔主体顶部种植
线柳、芦苇等茎部坚挺而有韧度、根系发达的植物，坚挺而有韧度的优势是 ，根系发达有利于与石块、
土壤相互结合，其作用是 。
(2)构建沉水植物和挺水植物立体群落模式可有效恢复湿地水质，使有害藻类大量减少，分析有害藻类大量
减少的原因是 （答出两点）。
(3)后续跟踪调查发现，太湖生态湿地的水质越来越好，动植物种类增加，该生态系统的抵抗力稳定性 。
太湖为许多迁徙鸟类提供了丰富的食物和栖息地，充分体现了生物多样性的 价值。
(4)在太湖生态湿地修复过程中应尽量减少人类的干扰，可以采取的措施是 。
8．大豆和其他作物间作可以改善土壤肥力，提高农作物产量，其中大豆—玉米的间作种植是一种常见的
种植模式。某农业研究所研究了大豆、玉米的单作及两者间作模式下，两种农作物的光合指标及产量，结
果如表所示。回答下列问题：
种植模式
叶绿素含
量/（mg·g-1）
胞间CO2含
量/（μmol·m-2·s-1）
净光合速
率/（μmol·m-2·s-1）
单株平均产
量/g
单
作
大
豆
20
279
16
103
玉
米
50
306
18
265
8
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间
作
大
豆
24
307
11
84
玉
米
58
320
22
505
(1)与单作相比，间作使大豆的叶绿素含量明显升高，这会导致大豆吸收的 光明显增多。
(2)大豆—玉米间作后，玉米的产量明显提高。据表分析，原因是 （答出2 点）。
(3)研究人员认为，大豆—玉米间作对于两种农作物并不能都实现增产，其依据是 。
(4)某地积极推广大豆—玉米间作模式，收获大豆、玉米后，再将秸秆还田。结果发现每亩地能够减少约10
公斤氮肥的使用量，土壤中的氮素含量有所提升。根据所学知识分析，出现该结果的原因可能是
。
9．2022 年我国成功举办了《湿地公约》第十四届缔约方大会，向世界展示了我国生态文明建设的成果。
人类生产生活同湿地有着密切联系，但目前一些河流、湖泊等仍然面临严峻的生态问题。回答下列问题：
(1)图1 表示某湖泊中部分生物的食物关系，鲢鱼、鳙鱼等滤食性鱼类与轮虫、枝角类等浮游动物之间的种
间关系包括 。
(2)图2 表示该湖泊中部分营养关系（图中的数值表示能量的相对值），其中A 表示的能量去向是 ，a
的数值是 ，能量在Ⅰ、Ⅱ两个营养级间的传递效率约为 （保留整数）。如果人类对该生态系统利
用强度较大，应给予 的投入，以保证内部结构和功能的稳定。
(3)水体富营养化会引起蓝细菌的爆发性增殖，其中微囊蓝细菌会分泌毒素引起一系列生态问题。生态学家
提出“投放一定数量的肉食性鱼类”的经典治理方案，该方案可抑制蓝细菌数量增长的机理是 。
(4)为了提高经典治理蓝细菌方案的效果，科学家又提出第二种方案：“投放一定数量的滤食性鱼类”。图
3 表示在放养一定数量鲢鱼后的相关实验结果（用高氮、低氮模拟水体污染程度）。
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①高氮实验条件下，浮游动物优势物种发生了改变，造成该变化的原因可能是 。
②根据实验数据分析，放养一定数量的鲢鱼在 条件下对经典治理方案促进作用更明显。
10．蓝碳是指利用海洋活动及海洋生物吸收大气中的二氧化碳，并将其固定、储存在海洋中的过程、活动
和机制。提高滨海湿地蓝碳碳汇的生态系统服务功能是重要的基于海洋气候变化的治理手段，属于“基于
自然的解决方案”。下图是某滨海湿地生态系统的碳循环示意图，甲～丁表示生态系统的组成成分，a～d
表示丙中的四种生物，①～⑦表示相关的生理作用。回答下列问题：
(1)生产者是湿地生态系统的基石，图中成分属于生产者的是 。海草A 和浮游植物B 是该滨
海湿地生态系统中的主要生产者，其中海草A 在海底生长，浮游植物B 生活在水面，但两种植物在生态位
上依然存在部分重叠，原因是 （答出1 点）。
(2)该滨海湿地生态系统中主要的固碳方式是 （填图中序号），图中①～④过程中，碳元素
主要以 的形式存在。
(3)人类活动导致的生境破坏、环境污染极大地影响了滨海湿地的健康，从而影响其固碳功能。根据图中丙
的四种生物a~d 的重金属含量，写出该滨海湿地生态系统的一条食物链： 。图中消费者中可
能构成种间竞争关系的生物是 。
(4)滨海湿地是海岸带“蓝碳”生态系统的主体，可以有效吸收大气中的二氧化碳，有助于减缓全球气候变
暖的速度，同时滨海湿地可以吸收大量的雨水，作为风暴潮的缓冲区，减少洪水灾害的发生，保护海岸线
的稳定。该信息主要体现了滨海湿地生物多样性的 价值。
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