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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 。
【答案】(1) 垂直 生态位 种间竞争 捕食
(2) 3/三 浮游植物（或“浮游植物固定的太阳能”）
(3) 大中型鱼类（或“鲢、鳙和蒙古鲌等大中型鱼类”） 迁入 环境容纳量（或“K 值”）
【分析】食物链反映的是生产者与消费者之间吃与被吃的关系，所以食物链中不应该出现分解者和非生物
部分。食物链的正确写法是：生产者→初级消费者→次级消费者…注意起始点是生产者。
【详解】（1）群落的分层即为群落的垂直结构。分析食物网可以发现，在该水生生物群落中，鲢、鳙等
大中型鱼类与小型鱼类具有相似的地位或作用，彼此存在共同的资源利用，即存在生态位重叠，表现为种
间竞争关系。结合食物网和数据表提供的信息可以发现，蒙古鲌等大中型鱼类和长江江豚均通过捕食短颌
鲚等小型鱼类获得能量，蒙古鲌等大中型鱼类增多使小型鱼类生物量明显降低，导致长江江豚食物资源减
少。
（2）由食物网可知，长江江豚占据了第三、第四、第五等三个营养级。在该食物网中，所有能量均根本
上来自于浮游植物，也可描述为“浮游植物固定的太阳能”。
（3）结合生物量数据表和食物网可知，与长江江豚的饵料鱼类短颌鲚等存在种间竞争关系的鲢、鳙等大
中型鱼类，以及通过捕食、限制短颌鲚等长江江豚饵料鱼类生物量的蒙古鲌等大中型鱼类在2021 年生物量
急剧增长，这是长江江豚的饵料鱼类生物量显著降低的直接原因，需适度去除鲢、鳙和蒙古鲌等大中型鱼
类以提高长江江豚的食物资源供给。采取“在丰水期打开闸口”这一措施的目标是使该水域长江江豚食物
资源饵料鱼类种群数量增加，与种群数量特征的“迁入率”直接相关。迁入率的提高是通过物种向该空间
内的“迁入”实现。“迁入”为生态学专业术语。题干信息显示：2017 年对该生态系统环境容纳量的科学
评估值是89 头，2021 年调查到的101 头长江江豚平均体重明显低于正常水平，说明种群数量已经超过K
值。若使101 头长江江豚（甚至更多的新增个体）能够健康生长，需通过改善长江江豚的资源水平，使其
食物资源更加丰富，提高该水域对长江江豚的“环境容纳量”。
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
2
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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 。
【答案】(1) 栖息地面积显著减小，斑块数变化不大 栖息地面积变化不大，斑块数显著增加
(2)死亡率、迁入率和迁出率
(3) 负反馈调节 相对稳定 下降
(4)直接价值
【分析】生态系统中的组成成分越多，营养结构就越复杂，生态系统的自动调节能力就越强，其抵抗力稳
定性就越强，相反的其恢复力稳定性往往就越弱。
【详解】（1）据表分析斑块平均面积减小的原因，斑块平均面积应该等于栖息地面积除以斑块数。 据表
分析沼泽地斑块数的数量差异不是很明显，但栖息地面积不断减少，导致斑块平均面积减少，引起生境破
碎；盐田栖息地面积无明显差异，但斑块数量增加，导致生境破碎化。
（2）决定种群数量大小的是出生率、死亡率、迁入率和迁出率，根据题干信息可知，丹顶鹤的“主要繁
殖地在扎龙自然保护区，主要越冬栖息地为苏北地区”，所以在苏北地区，决定丹顶鹤越冬种群大小的三
个种群数量特征是死亡率、迁入率、迁出率。
（3）生态系统的自我调节能力是以负反馈调节为基础的，该调节机制能使生态系统的结构和功能保持相
对稳定的状态。沼泽生态系统受到破坏后物种数量减少，营养结构就简单，自我调节能力就下降。
（4）对生态系统起重要调节作用的价值（生态功能）属于间接价值，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，属于间接价值；但是用于科研研究的属于直接价值。
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
3
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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。
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
。
【答案】 群落的物种组成 次生 “S” 环境容纳量 生物自身呼吸消耗增加，分
解者分解作用加快 含碳有机物 碳在生物群落和无机环境之间的循环主要以CO2 的形式进行 ，
大气中的CO2 能够随着大气环流在全球范围内流动
【分析】1、分析柱形图，实验组温度比对照组温度高4℃，实验组中浮游植物和浮游动物的生物量均低于
对照组。
2、碳循环：
（1）碳在生物群落和无机环境之间的主要以二氧化碳的形式循环；
（2）碳在生物群落内部是以含碳有机物的形式流动；
（3）碳循环过程为：无机环境中的碳通过光合作用和化能合成作用进入生物群落，生物群落中的碳通过
呼吸作用、微生物的分解作用、燃烧进入无机环境；
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（4）温室效应产生的原因主要是：化石燃料的燃烧，植被面积减少等。
【详解】（1）要认识一个群落，首先要分析该群落的物种组成，群落的物种组成是区别不同群落的重要
特征。池塘生物群落从简单到复杂的过程中，由于原有的土壤条件等都有保留，所以该过程中发生了群落
的次生演替。
（2）某种水生生物被投入池塘后，由于池塘空间和资源有限，其种群数量增长会呈“S”型曲线增长。当
该种群密度处于较长期的相对稳定阶段，表明其种群数量已达到了环境容纳量。
（3）食物链中每一营养级同化的能量除了自身呼吸消耗和被下一营养级同化以外，还有一部分能量被分
解者分解利用。从生态系统的能量流动角度分析，升高温度可能会导致每一营养级生物自身呼吸消耗增加，
分解者分解作用加快，从而导致生态系统总生物量降低。
（4）碳在无机环境中主要以CO2 和碳酸盐形式存在，碳在生物群落的各类生物体中以含碳有机物的形式
存在，并通过食物链在生物群落中传递；碳在生物群落和无机环境之间的循环主要以CO2 的形式进行，大
气中的CO2 能够随着大气环流在全球范围内流动，所以具有全球性。
【点睛】本题结合图解，考查种群数量的增长曲线、群落的特征、生态系统的结构和功能，要求考生识记
群落的特征，理解种群数量增长曲线；识记生态系统中碳循环的具体过程，再结合所学的知识准确答题。
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。
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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 。
【答案】(1) 实现对水生植物的传播及对自身的迁移和扩散，有利于其种群的发展 加快物质循环
(2) 栖息地饱和（驼鹿种群数量大于K 值） 出生率和死亡率，迁入率和迁出率 气候因素和
自然灾害对驼鹿种群的作用强度与该种群的密度无关
(3) 先升高后降低 下降
【分析】1、种群的数量特征：
①种群密度:种群最基本的数量特征；②出生率和死亡率、迁入率和迁出率是决定种群数量变化的主要因素；
③年龄结构和性别比例，预测种群数量变化的主要依据一般根据年龄结构，性别比例在一定程度上影响种
群密度。
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2、一般来说，食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的。例如，同样是缺
少食物，种群密度越高，该种群受食物短缺的影响就越大，因此，这些因素称为密度制约因素。而气温和
干旱等气候因素以及地震，火灾等自然灾害，对种群的作用强度与该种群的密度无关，因此被称为非密度
制约因素。例如，在遭遇寒流时，有些昆虫种群不论其种群密度高低，所有个体都会死亡。
3、识图分析可知，种群瞬时增长量可表示增长速率，该种群瞬时增长量大于0 时，种群数量将上升，在种
群数量为20～80 万时随种群数量增加，种群增长速率先升高后降低，当超过80 万头后，种群增长速率为
负值，故群种数量会下降。
【详解】（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，说明驼鹿可以将水生植物带到其他地方进行繁衍。另外，驼鹿能翻山越岭到其他区域生活，
说明其能随着季节而迁徙，并使自己与其他地区的驼鹿进行基因交流，从而使自己的种群得以扩散壮大。
在生态系统中，驼鹿作为消费者能够加快生态系统的物质循环。
（2）没有天敌，驼鹿繁殖迅速，驼鹿的种群数量会迅速增加，这导致驼鹿种群数量会大于K 值，受到食
物和空间的限制，面临栖息地饱和的问题。种群密度受多种因素的影响，出生率和死亡率、迁入率和迁出
率是决定种群数量变化的主要因素，因此直接影响该驼鹿种群密度的因素有出生率和死亡率，迁入率和迁
出率。气温、火灾、地震等属于驼鹿的非密度制约因素，这些因素对种群的作用强度与该种群的密度无关，
因此被称为非密度制约因素。
（3）种群瞬时增长量可表示增长速率，该种群瞬时增长量大于0 时，种群数量将上升，在种群数量为20
～80 万时随种群数量增加，种群增长速率先升高后降低，当超过80 万头后，种群增长速率为负值，故群
种数量会下降。
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：
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
7
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(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。
【答案】(1)
分解者和非生物的物质和能量 鱼、鸭
的粪便为水稻生长提供了许多有机肥，有机肥被分解者的分解作用分解为无机盐等的过程中产生二氧化碳，
其中水稻可以吸收无机盐和二氧化碳促进光合作用，进而使其增产
(2) 8×106 10×106 20%
(3) 该生态系统中物种丰富度高，营养结构复杂，因而具有较高的自我调节能力，提高了生态系统的
稳定性。 自生和整体
【分析】1、生态系统的结构由组成成分及营养结构两部分组成，生态系统的组成成分是指生产者、消费
者、分解者和非生物的物质和能量，食物链和食物网是生态系统的营养结构。
2、初级消费者摄入量包括粪便量和次级消费者同化量，同化量又包括呼吸作用以热能形式散失的量和用
于生长、发育和繁殖的量，生长、发育和繁殖的量又分为流向下一营养级的量和被分解者利用的量。
【详解】（1）题意显示，鸭取食鱼和水稻害虫，鱼、鸭取食浮游藻类和杂草，因此，该生态系统中的食
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物网可表示为
。 生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量，生产者、
消费者和分解者，食物网中包含的生物成分是生产者和消费者，没有体现的生态系统成分是分解者和非生
物的物质和能量， 鱼、鸭的粪便为水稻生长提供了许多有机肥，有机肥被分解者的分解作用分解为无机
盐等的过程中产生二氧化碳，其中水稻可以吸收无机盐和二氧化碳促进光合作用，进而使其增产，另外鸭
的游动还搅动土壤为稻田松土，促进了根系的呼吸作用，促进了无机盐的吸收，进而实现增产。
（2） 鱼用于生长、发育、繁殖的能量值为8×106kJ，结合表格信息可知，浮游藻类和杂草传递给鸭的是
120-25-60-（8+17）=10×106kJ，鱼流向鸭的能量为8-2-1=5×106kJ，因此鱼到鸭的能量传递效率为5÷
（8+17）=20%。
（3）从生态系统稳定性的角度分析，该类型的生态系统能够获得更多产品， 增加收益；减少化肥农药等
使用， 减少环境污染。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由于该生态系统中物种
丰富度高，营养结构复杂，因而具有较高的自我调节能力，进而可通过生物之间的相互制约使得害虫处于
经济阈值之下，因而避免了农药的使用，同时也不会发生虫灾。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自生和整体原理，实现了自然、社会和经济的协调发展。
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
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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）。
【答案】(1) 生产者和消费者 捕食和种间竞争
(2) 生态位 白虾的遗体残骸
(3) 垂直结构 提高动物利用栖息空间和食物条件等环境资源的能力；减小种间竞争的强度
(4)重建、恢复、补种高等大型水生植物；引入（投放）以浮游藻类为食的鱼类；减少对食藻鱼类的过度捕
捞
【分析】1、生态系统的结构包括生态系统的成分和食物链、食物网两部分。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。食物链和食物网是生态系统的营养结构。
2、群落的垂直结构指群落在垂直方面的配置状态，其最显著的特征是成层现象，即在垂直方向分成许多
层次的现象。影响植被分层的主要因素是阳光，影响动物分层的主要因素是栖息空间和食物。
【详解】（1）食物网中的组成成分为生产者和消费者。翘嘴红鲌与鲚鱼既有种间竞争关系（都捕食白
虾）又有捕食关系（翘嘴红鲌捕食鲚鱼）。
（2）食物的差别有助于减少两个物种间的种间竞争，使两者的生态位重叠减少。白虾流向分解者的能量
主要储存在白虾的遗体残骸和翘嘴红鲌（白鱼）的粪便中，两者都可被分解者利用。
（3）群落中不同生物在不同水层生活，体现了群落的垂直结构。动物垂直分层的生态学意义包括：提高
动物利用栖息空间和食物条件等环境资源的能力；减小种间竞争的强度等。
（4）从生物多样性的角度提出解决此湖泊水华现象发生的措施需要协调湖泊中的物种数量并维持多样性，
所以可以通过重建、恢复、补种高等大型水生植物；引入（投放）以浮游藻类为食的鱼类；减少对食藻鱼
类的过度捕捞的措施来恢复湖泊生态系统的功能，防止水华的再次发生。
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
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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
(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。
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【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。
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 。
【答案】(1) 等距 样方的数量足够多，随机取样 不能
(2) 间接 存活 存活区的多样性指数最高，水体中总氮量和总磷量最低
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(3) 协调 次生 方向与速度
【分析】1、生物多样性具有直接价值、间接价值、潜在价值：（1）直接价值是指对人类的社会生活有直
接影响和作用的价值，如药用价值、观赏价值、食用价值和生产使用价值等；（2）间接价值一般表现为
涵养水源、净化水质、巩固堤岸、防止土壤侵蚀、降低洪峰、改善地方气候、吸收污染物，调节碳氧平衡，
在调节全球气候变化中的作用，主要指维持生态系统的平衡的作用等等；（3）潜在价值是指目前人类尚
不清楚的价值。2、生态平衡并不是指生态系统一成不变，而是一种动态的平衡。
【详解】（1）红树林沿海岸线分布，形状狭长，取样时应选用等距取样法。取样时应随机取样，且样方
的数量要充足。各种植物在红树林中不是均匀分布的，不同样方调查数据出现较大差异属于正常现象，不
能将调查结果舍弃。
（2）红树林生态系统能够净化城市污水，改善生态环境，这体现了其具有间接价值。据表分析。存活区
的多样性指数最高，水体中总氮量和总磷量最低，因此该区城对污水净化能力较强
（3）生态学的基本原理有整体、协调、循环、自生等，选用当地物种进行生态修复工程，主要遵循了协
调原理。湿地修复过程中，群落发生了次生演替，人类活动改变了演替的方向与速度。
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 。
【答案】(1) 生产者 水平 随机取样、样方大小适中、样方数量不宜太少
(2) 丰富度 幼年个体较多，老年个体较少
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(3) 未被利用 a2+c2+d2
【分析】1、水平结构是指在水平方向上不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上的种群密度也有差
别，它们常呈现镶嵌分布。
2、同化量包括这一营养级呼吸作用以热能形式散失和用于生长、发育和繁殖的能量，用于生长、发育和
繁殖的能量包括流入下一营养级、流向分解者、和未被利用。
【详解】（1）生产者是生态系统的基石，水平结构是指在水平方向上不同地段往往分布着不同的种群，
同一地段上的种群密度也有差别，它们常呈现镶嵌分布，所以湿地由浅水区向陆地方向依次生长着芦苇、
碱蓬、柽柳，这体现了群落的水平结构。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随机取样、样方大小适中、样方数量不宜太少。
（2）一个群落中的物种数目称为物种丰富度；种群的年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数目的比
例，可以分为三种类型：增长型、稳定性、衰退型，增长型的幼年个体较多，老年个体较少。
（3）同化量包括这一营养级呼吸作用以热能形式散失（b）、流入下一营养级(d)、流向分解者(c)、未被利
用(a)，所以a1 属于第一营养级未被利用的能量，a2 属于第二营养级未被利用的能量，第二营养级用于生
长、发育和繁殖的能量可表示为a2+c2+d2 育和繁殖的或者d1-b2。
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 。
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【答案】(1) 水平 有效减缓风浪对围隔主体的冲击 固堤护坡，防止水土流失
(2)沉水植物和挺水植物与藻类竞争光照、营养等，抑制藻类生长繁殖;沉水植物和挺水植物吸收水体中的营
养盐，降低水体富营养化程 度，抑制藻类生长繁殖;沉水植物和挺水植物为微生物提供附着基质，促进微
生物分解水体中的有机物，降低水体富营养化程度，抑制藻类生长繁殖；
(3) 增强 间接
(4)减少人类活动对湿地生态系统的破坏，如禁止围湖造田、禁止污水排放等
【分析】1、生物的种间关系（不同种生物之间的关系）：互利共生（同生共死）、捕食（此长彼消、此
消彼长）、竞争（你死我活）、寄生（寄生者不劳而获）；
2、群落的垂直结构指群落在垂直方面的配置状态，其最显著的特征是分层现象，即在垂直方向分成许多
层次的现象。群落的水平结构指群落的水平配置状况或水平格局，其主要表现特征是镶嵌性。
【详解】（1）据图可知，从围隔护坡的底部到顶部生长着不同的植物，这是地形起伏导致的，体现了群
落的水平结构。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
势是有效减缓风浪对围隔主体的冲击，根系发达有利于与石块、土壤相互结合，其作用是固堤护坡，防止
水土流失；
（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，有害藻类大量
减少的原因是沉水植物和挺水植物与藻类竞争光照、营养等，抑制藻类生长繁殖;沉水植物和挺水植物吸收
水体中的营养盐，降低水体富营养化程度，抑制藻类生长繁殖;沉水植物和挺水植物为微生物提供附着基质，
促进微生物分解水体中的有机物，降低水体富营养化程度，抑制藻类生长繁殖；
（3）后续跟踪调查发现，太湖的水质越来越好， 动植物种类增加，该生态系统的稳定性增强；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间接价值；
（4）在太湖湿地生态修复过程中应尽量减少人类的干扰，可以采取的措施是减少人类活动对湿地生态系
统的破坏，如禁止围湖造田、禁止污水排放等。
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
15
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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
。
【答案】(1)蓝紫光和红
(2)大豆-玉米间作能提高玉米的叶绿素含量，提高光反应速率，同时，玉米的胞间 CO2 浓度增加，提高暗
反应速率
(3)大豆-玉米间作后，玉米的单株平均产量明显增加，但大豆的单株平均产量明显降低
(4)大豆的根部富含根瘤菌，根瘤菌具有固氮的能力，从而供大豆、玉米利用，减少氮肥的使 用量；同时
秸秆还田后会被土壤中的微生物分解，从而增加土壤中的氮素含量
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP 的生成，暗反应包括二
氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。
【详解】（1）叶绿素包括叶绿素a 和叶绿素b，主要吸收蓝紫光和红光。
（2）叶绿素参与光反应过程，二氧化碳是暗反应的原料，从表中可知，间作后，玉米的叶绿素含量和胞
间CO2 浓度均明显增加，从而提高了玉米的光反应和暗反应速率，从而实现玉米单株平均产量的增加，实
现增产，但大豆的 单株平均产量却明显降低。
（3）据表可知，与单作相比，大豆-玉米间作后，玉米的单株平均产量明显增加，但大豆的单株平均产量
明显降低，故大豆-玉米间作对于两种农作物并不能都实现增产。
（4）大豆的根部富含根瘤菌，根瘤菌具有固氮的能力，从而供大豆玉米利用，减少氮肥的使用量；同时
秸秆还田后会被土壤中的微生物分解，从而增加土壤 的氮素含量，故某地积极推广大豆—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。
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：
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(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）。
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。
【答案】(1)捕食和种间竞争
(2) 流向分解者 1518.8 3% 相应的物质和能量
(3)肉食性鱼类捕食滤食性鱼类，导致浮游动物数量增加，可以大量捕食藻类，从而抑制藻类数量的增加
(4) 鲢鱼对枝角类的捕食较多（或滤食性鱼捕食蓝细菌，使其数量减少，进而导致喜食蓝藻的枝角类
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浮游动物减少） 低氮
【分析】某一营养级同化的能量=呼吸作用消耗的能量+产品输出的量+流入下一营养级的+流入分解者的。
【详解】（1）由图可知初级消费者包括浮游动物、滤食性鱼类，鲢鱼、鳙鱼等滤食性鱼类、轮虫、枝角
类等浮游动物均会采食蓝细菌、绿藻，形成了种间竞争关系，而鲢鱼、鳙鱼等滤食性鱼类会捕食轮虫、枝
角类等浮游动物，形成了捕食关系，所以滤食性鱼类和浮游动物之间的种间关系包括捕食和种间竞争。
（2）由图可知，I 同化的能量=呼吸作用消耗的能量+产品输出的量+流入下一营养级的能量+流入分解者的
能量，其中A 表示的能量去向是流向分解者的能量，由公式计算出I 流向下一营养级的能量
=3.6+2.3+20.8+40.1=66.8，a=I 同化的能量-呼吸作用消耗的能量-产品输出的量-流入下一营养级的能量=
（2200+44.4）-21.5-637.3-66.8=1518.8。能量在I、II 两个营养级间的传递效率约为66.8/（2200+44.4）
×100%=3%。如果人类对该生态系统利用强度较大，应给予相应的物质和能量的投入，以保证内部结构和
功能的稳定。
（3）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
理是肉食性鱼类捕食滤食性鱼类，导致浮游动物数量增加，可以大量捕食藻类，从而抑制藻类数量的增加。
（4）①由图可知，高氮组随着培养天数的增加，桡足类的数量在增加，枝角类的数量在减少，说明优势
种由枝角类变成桡足类，可能是因为高氮条件下鲢鱼对枝角类的捕食较多。
②根据实验数据分析，在低氮的条件下，蓝细菌数量降得更低，所以放养一定数量的鲢鱼在低氮条件下对
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）。
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(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。
【答案】(1) 甲 这两种植物的生长均需要光能、二氧化碳，同时也需要吸收无机盐。
(2) ① 二氧化碳（或CO2）
(3) 甲→b→c→a 或甲→b→d→a c、d
(4)间接
【分析】生态系统的结构包括生态系统的成分和营养结构。生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者
和非生物的物质和能量。营养结构指食物链和食物网。
【详解】（1）生产者是湿地生态系统的基石，图中甲属于生产者，因为只有生产者和碳库之间有双向的
箭头，且其他的成分都有箭头指向碳库，即图中的②③④，其他的丙属于消费者，丁属于分解者。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，它们都属于植物，因而都进行光合作用，则光合作用所需要的
条件是它们发生种间竞争的原因，进而导致生态位出现重叠，即它们都需要二氧化碳、无机盐，且均需要
适宜的光照强度。
（2）生态系统中二氧化碳主要通过光合作用进入生物群落，即图中的①过程，即该滨海湿地生态系统中
主要的固碳方式是①，图中①～④过程中，碳元素主要以二氧化碳的形式存在，即①过程中以二氧化碳的
形式进入生物群落，②③④过程中通过呼吸作用将生物群落中的碳元素以二氧化碳的形式释放到无机环境
中。
（3）重金属由于不易被分解，因而会随着食物链富集，随着营养级升高，重金属元素的含量逐渐上升，
结合图中丙消费者的四种生物a~d 的重金属含量，可以判断该滨海湿地生态系统的一条食物链（食物链以
生产者为起点）为甲→b→c→a 或甲→b→d→a；图中消费者c 和d 中重金属元素含量相近，因而可能为同
一营养级，因而构成种间竞争关系。
（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，减缓全球气候变暖，
同时滨海湿地可以减少洪水灾害的发生，保护海岸线的稳定。这些均体现了滨海湿地生物多样性在生态方
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面的价值，因而属于间接价值。
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