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专题04 生物与环境模块
1.考查趋势：种群和群落常以数学模型、实例、表格信息等形式考查。
2 考查学生已学知识在新情境中的迁移应用，考查学生解决实际问题的能力。核心素养的考查主要是生命
观念和科学思维的考查，引导学生用系统观、整体观认识生态系统。
1、（2023·辽宁·高考真题）迁徙鸟类与地球上不同生态系统、当地生物多样性和人类文化的时空关联，诠
释了“地球生命共同体”的理念。辽东半岛滨海湿地资源丰富，是东亚—澳大利西亚水鸟迁徙通道中鸟类
的重要停歇、觅食地，对保护生物多样性具有全球性的重要意义。回答下列问题：
(1)迁徙鸟类对迁徙途中停歇、觅食地生态系统的结构和功能产生影响，生态系统的基本功能是 、
和 。
(2)每年春季，数量巨大的迁徙水鸟在辽宁滨海湿地停歇、觅食，形成“鸟浪”奇观。此时，该地生物群落
体现出明显的 变化。决定该地生物群落性质最重要的因素是 。
(3)该地区迁徙水鸟还停歇、觅食于由自然滩涂改造形成的水田和养殖塘等人工环境，这说明保护迁徙的候
鸟，并不意味禁止 自然滩涂，适度的人类生产活动会 （填“提高”或“降低”）湿地生态系统
的多样性。
(4)在鸟类迁徙通道的觅食地，影响各种鸟类种群数量变化的关键生物因素是湿地中的 。
(5)为稳定发挥辽宁滨海湿地在鸟类迁徙过程中重要节点的作用，应采取 （答出两点即可）等措施，
对该区域湿地进行全面的保护。
【答案】(1) 能量流动 物质循环 信息传递
(2) 季节性 物种组成
(3) 开发和利用 提高
(4)食物
(5)建立自然保护区；对改造的自然滩涂给予相应物质和能量的投入等
【分析】1、生态系统是一个生物群落与其环境中非生物组成部分相互作用形成的一个系统。2、影响种群
数量的因素包括生物因素和非生物因素，非生物因素如阳光、温度、水等，生物因素如食物、天敌等。
【详解】（1）生态系统具有物质循环、能量流动和信息传递三大基本功能。
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（2）只有春才有“鸟浪”奇观，这体现了群落的季节性特点。决定生物群落性质最重要的因素是群落的
物种组成，物种组成是区别不同群落的最主要因素。
（3）由自然滩涂改造形成的水田和养殖塘等人工环境成为了鸟类迁徙通道的觅食地，说明自然资源并非
是狭隘的禁止开发利用，适度的人类生产活动会提高湿地生态系统的多样性。
（4）鸟类在迁徙地觅食，因此决定各种鸟类种群数量变化的关键生物因素是湿地中的食物。
（5）对辽宁滨海湿地应建立自然保护区，同时对改造的自然滩涂要给予相应的物质、能量的投入，保证
生态系统结构和功能的协调，对该区域湿地进行全面的保护。
2、（2022·辽宁·高考真题）碳达峰和碳中和目标的提出是构建人类命运共同体的时代要求，增加碳存储是
实现碳中和的重要举措。被海洋捕获的碳称为蓝碳，滨海湿地是海岸带蓝碳生态系统的主体。回答下列问
题：
(1)碳存储离不开碳循环。生态系统碳循环是指组成生物体的碳元素在 和 之间循环
往复的过程。
(2)滨海湿地单位面积的碳埋藏速率是陆地生态系统的15 倍，主要原因是湿地中饱和水环境使土壤微生物
处于 条件，导致土壤有机质分解速率 。
(3)为促进受损湿地的次生演替，提高湿地蓝碳储量，辽宁省实施“退养还湿”生态修复工程（如图1）。
该工程应遵循 （答出两点即可）生态学基本原理，根据物种在湿地群落中的 差异，
适时补种适宜的物种，以加快群落演替速度。
(4)测定盐沼湿地不同植物群落的碳储量，发现翅碱蓬阶段为180.5kg·hm-2、芦苇阶段为3367.2kg·hm-2，说
明在 的不同阶段，盐沼湿地植被的碳储量差异很大。
(5)图2 是盐沼湿地中两种主要植物翅碱蓬、芦苇的示意图。据图分析可知，对促进海岸滩涂淤积，增加盐
沼湿地面积贡献度高的植物是 ，原因是 。
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【答案】(1) 生物群落 无机环境
(2) 缺氧 低
(3) 自生、整体 生态位
(4)群落演替/次生演替
(5) 芦苇 与翅碱蓬相比，芦苇的根系发达，利于在滩涂环境下立地扎根，快速蔓延（芦苇庞大的
根系会拦截水中更多的泥沙及积累更多的土壤有机质，会加快海岸滩涂淤积过程，形成更大面积的盐沼泽
湿地）
【分析】生态系统的碳循环过程为：碳元素在生物群落与无机环境之间是以二氧化碳的形式循环的，在生
物群落内是以含碳有机物的形式流动的。物质循环是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力。
【详解】（1）生态系统碳循环是指组成生物体的碳元素在生物群落和无机环境之间循环往复的过程。
（2）由于湿地大部分时间处于静水水淹状态，即湿地中饱和水环境使土壤微生物处于缺氧条件，导致土
壤有机质分解速率慢，所以滨海湿地单位面积的碳埋藏速率是陆地生态系统的15 倍。
（3）在湿地修复过程中，应遵循自生、整体等生态学基本原理，选择污染物净化能力较强的多种水生植
物，还需要考虑这些植物各自的生态位差异，以及它们之间的种间关系，适时补种适宜的物种，以加快群
落演替速度。
（4）湿地发生的演替是次生演替，测定盐沼湿地不同植物群落的碳储量，发现翅碱蓬阶段为
180.5kg·hm-2、芦苇阶段为3367.2kg·hm-2，说明在次生演替（群落演替）的不同阶段，盐沼湿地植被的碳
储量差异很大。
（5）分析图2 可知，与翅碱蓬相比，芦苇的根系发达，利于在滩涂环境下立地扎根，快速蔓延，所以是增
加盐沼湿地面积贡献度高的植物（芦苇庞大的根系会拦截水中更多的泥沙及积累更多的土壤有机质，会加
快海岸滩涂淤积过程，形成更大面积的盐沼泽湿地）。
3、（2021·辽宁·高考真题）生物入侵是当今世界面临的主要环境问题之一。入侵种一般具有较强的适应能
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力、繁殖能力和扩散能力，而且在入侵地缺乏天敌，因而生长迅速，导致本地物种衰退甚至消失。回答下
列问题：
(1)入侵种爆发时，种群增长曲线往往呈“J”型从环境因素考虑，其原因有 （至少答出两点）。
入侵种的爆发通常会使入侵地的物种多样性 ，群落发生 演替。
(2)三裂叶豚草是辽宁省危害较大的外来入侵植物之一，某锈菌对三裂叶脉草表现为专一性寄生，可使叶片
出现锈斑，对其生长有抑制作用为了验证该锈菌对三裂叶豚草的专一性寄生，科研人员进行了侵染实验。
方法：在三裂叶草和多种植物的离体叶片上分别喷一定浓度的锈菌菌液，将叶片静置于适宜条件下，观察
和记录发病情况。
实验结果是： 。
(3)为了有效控制三裂叶豚草，科研人员开展了生物控制试验，样地中三裂叶豚草初始播种量一致，部分试
验结果见下表。
组别
三裂叶豚草生物量（kg·m-2）
第1 年
第2 年
第3 年
A：三裂叶豚草
8．07
12．24
12．24
B：三裂叶豚草+锈菌
7．65
6．43
4．77
C：三裂叶豚草+广聚萤叶甲
8．10
12．43
12．78
D：三裂叶豚草+野艾蒿
4．89
4．02
3．12
注：野艾蒿一植物，锈菌一真菌，广聚萤叶甲一昆虫
分析表中数据可知，除锈菌外，可用于控制三裂叶豚草的生物是 ，判断依据是 。
(4)根据研究结果分析，在尚未被三裂叶豚草入侵但入侵风险较高的区域，可以采取的预防措施是
；在已经被三裂叶豚草入侵的区域，为取得更好的治理效果可以采取的治理措施是 。
【答案】(1) 食物充足、空间充裕、没有敌害等 降低 次生
(2)只有三裂叶草出现锈斑，其他植物叶片正常生长
(3) 野艾蒿 D 组的三裂叶豚草生物量明显低于对照组
(4) 种植野艾蒿 喷洒锈菌
【分析】1、“J”型曲线：指数增长函数，描述在食物充足，无限空间，无天敌的理想条件下生物无限增长
的情况。
2、生物入侵是指某种生物从外地自然传入或人为引种后成为野生状态，并对本地生态系统造成一定危害
的现象。这些生物被叫做外来物种。外来入侵物种具有生态适应能力强，繁殖能力强，传播能力强等特点。
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【详解】（1）在生存资源、空间充裕，气候适宜，没有敌害的理想条件下，种群数量无限增殖，呈现J 型
增长。生物入侵会使当地物种的生存受到威胁，通常会降低入侵地的物种多样性，使群落发生次生演替。
（2）根据题干信息“某锈菌对三裂叶脉草表现为专一性寄生，可使叶片出现锈斑”可知，在三裂叶草和
多种植物的离体叶片上分别喷一定浓度的锈菌菌液，是以条件培养一段时间后，只有三裂叶草出现锈斑，
其他植物叶片正常生长。
（3）由表格数据可知，D 组和B 组与对照组相比，都降低了三裂叶豚草生物量，由此可得除锈菌外，可
用于控制三裂叶豚草的生物是野艾蒿。
（4）在被三裂叶豚草入侵前可进行生物预防，即种植野艾蒿；当已经被三裂叶豚草入侵了，则需要进行
喷洒锈菌及时治理。
【点睛】本题考查生物入侵及生态系统稳定性的相关知识，意在考查考生的识记能力和理解所学知识要点，
把握知识间内在联系的能力；能运用所学知识，对生物学问题作出准确的判断。
对于基础性题目，只要能够熟记课本知识即可解题。综合类的题目，如神经调节方面的
考题，一般以反射弧的结构为基础和切入点，因此，应正确识别反射弧的结构，如根据是否
具有神经节进行判断，有神经节的是传入神经;根据脊髓灰质结构判断，与前角（膨大部分）
相连的为传出神经，与后角（狭窄部分）相连的为传入神经;根据切断实验法，若切断某一神
经，刺激外周段（远离中枢的位置），肌肉不收缩，而刺激向中段（近中枢的位置），肌肉
收缩，则切断的为传入神经，反之则为传出神经。解与血糖调节、体温调节及水盐调节相关
的题时关键是理解参与调节的方式都有两种，即激素调节和神经调节，然后借助相应的激素
调节的原理和神经调节的过程进行解题即可。
以生命活动的调节为背景的实验设计是出题的高频切入点，解这类题时首先要理清实验
的原理，然后需要关注的是实验设计需要遵循的基本原则，最后用生命活动相关的知识进行
解题。这类题主要考查学生是否理解实验原理和是否具备分析实验结果的能力，是否具有灵
活运用实验知识的能力，是否具有在不同情景下迁移知识的能力。其解题思维模板如下∶
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1．“五谷者，万民之命，国之重宝”， 如今中国人的饭碗要靠自己的力量揭稳！研究人员发现某突变体
水稻的叶绿素含量约为野生型水稻的50%，但在光饱和条件、不同浓度氮肥处理下叶片光合速率均比野生
型高。为探究其作用机制，研究人员对该突变体和野生型水稻分别施不同浓度的氮肥0kg·N·hm-2、
120kg·N·hm-2，240kg·N·hm-2。并标记为0N、120N、240N，实验结果如图。回答下列问题。
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(1)叶肉细胞中的 Rubisco 酶能催化 CO2与C5生成C3，其作用的场所是 由图b 可知， 随着氮肥
浓度升高，突变体水稻光合速率 。在温度、pH 等条件均最适的情况下，请结合现代技术手段，
从分子水平上提高水稻细胞中Rubisco 酶活性的办法是
(2)施用氮肥时，据图a 分析突变体水稻叶片的 比野生型大，能从环境中吸收更多CO2；从图b 分
析， 。因此，突变体提高光合速率的机制可能是： N 元素促进光合作用 反应，进而提
高光合速率。若实验条件改为低光照强度，突变体的光合速率可能会 （高于或低于）野生型。
(3)实验过程中施加氮肥，保持根细胞的通气良好，有助于吸收氮肥，而在农业生产中保证水稻根部通气良
好还有生态学意义，是 。
【答案】(1) 叶绿体基质 增加/升高 通过基因工程技术（转基因技术）将对 CO2 亲和力更
强的植物的 Rubisco 酶基因进行改造（或利用蛋白质工程改造 Rubisco 酶基因， 使该酶对CO2 亲和力更
强）
(2) 气孔导度 突变体比野生型 Rubisco 酶的含量明显增加， CO2 固定的效率较高（暗反应效率
较高） 暗 低于
(3)减少氮肥对环境造成污染引起水体富营养化（藻类大量繁殖）的问题
【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释
放出氧气的过程；光合作用的光反应阶段（场所在叶绿体的类囊体膜上）产生NADPH 与氧气，同时合成
ATP；光合作用的暗反应阶段（场所在叶绿体的基质中）：CO2 被C5 固定形成C3， C3 在光反应提供的
ATP 和NADPH 的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】（1）叶肉细胞中的 Rubisco 酶能催化 CO2 与C5 生成C3 的过程属于暗反应，暗反应的场所是叶
绿体基质；据图b 可知，随着氮肥浓度升高，突变体水稻光合速率逐渐增加（升高）；从分子水平上提高
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水稻细胞中Rubisco 酶活性可利用基因工程技术将对 CO2 亲和力更强的植物的 Rubisco 酶基因进行改造
或利用蛋白质工程改造 Rubisco 酶基因， 使该酶对CO2 亲和力更强。
（2）据图a 可知，施用氮肥时，突变体水稻叶片的气孔导度比野生型大；据图b 分析可知，施用氮肥时，
突变体比野生型 Rubisco 酶的含量明显增加， CO2 固定的效率较高（暗反应效率较高）；因此，突变体
提高光合速率的机制可能是： N 元素可作为Rubisco 酶的合成原料，促进光合作用暗反应，进而提高光合
速率；若实验条件改为低光照强度，突变体由于叶绿素含量约为野生型水稻的50%，吸收光能减少，光反
应产生的ATP 和NADPH 减少，其光合速率可能会低于野生型。
（3）根部通气良好时，根细胞有氧呼吸旺盛，产生更多的能量，使细胞以主动运输的方式吸收氮肥，同
时还能减少氮肥对环境造成污染引起水体富营养化（藻类大量繁殖）的问题。
2．高原鼹鼠是一种营地下生活的啮齿动物，挖洞时将挖出的土堆置于地面，土堆会在草甸中形成无植被
覆盖的裸露土丘，土丘上的群落需要6 年左右才能逐步恢复。图1 中CK（对照）、A、B、C、D 表示土丘
密度不同的5 个区域；图2 表示演替到第6 年时各区域的生物量和植物丰富度。回答下列问题：
(1)草甸中所有的植物、动物和细菌、真菌等微生物组成 。若要调查该森林群落土壤中小动物类群
的丰富度，可采用的方法是 。草甸生态系统中，没有两种鼠的生态位是完全重叠的，这有利于
。
(2)由图可知，5 个区域内的草甸中高原鼹鼠数量越多，恢复后植物丰富度 ，从鼹鼠挖洞行为对植物
生长的角度分析，推测其原因可能是 。
(3)植物在食草动物的摄食作用下，细胞分化形成的强化针、刺等物理防卫结构保留下来，细胞分化形成防
卫结构的根本原因是 。
(4)生态系统被破坏后的修复需要生物措施与工程措施相结合，以生物措施为主，逐步恢复生态环境功能。
选择适宜的植物进行种植，主要体现了生态工程中的 原理。
【答案】(1) （生物）群落 取样器取样法 减弱各种鼠类之间的竞争，有利于充分利用环境
资源
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(2) 越高 鼹鼠的挖洞行为有利于疏松土壤促进根系的有氧呼吸，从而促进植物根系对矿质元素的
吸收，进而促进植物生长
(3)基因选择性表达
(4)协调
【分析】丰富度指群落内物种数目的多少。不同的群落中物种丰度是不同的，从赤道到南北极，群落的物
种丰度逐渐减少。
【详解】（1）生物群落是指一定自然区域内的所有生物，包含了森林中所有的植物、动物和细菌、真菌
等微生物，草甸中所有的植物、动物和细菌、真菌等微生物组成生物群落。为了调查该森林群落土壤中小
动物类群的丰富度，可采用的方法是取样器取样法。没有两种鼠的生态位是完全重叠的，这有利于减弱各
种鼠类之间的竞争，同时有利于充分利用环境资源。
（2）根据实验结果可知，草甸中高原鼹鼠数量越多，恢复后植物丰富度越高。鼹鼠的挖洞行为有利于疏
松土壤促进根系的有氧呼吸，从而促进植物根系对矿质元素的吸收，进而促进植物生长，使群落物种丰富
度更高。
（3）细胞分化的根本原因是基因选择性表达。
（4）协调原理是要处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡，需要考虑环境容纳量，故选择适宜的
植物进行种植体现了协调原理。
3．河流不仅是生物多样性丰富的区域，还是生态系统中连通山、水、林、田、湖的重要纽带，对维持流
域生态安全具有重要意义。回答下列问题：
(1)当过多的N、P 等元素从陆地生态系统进入河流水体后会导致水体 ，出现水华现象。
(2)河流生态系统中的植物、动物组成了复杂的食物网，能量在营养级之间流动过程中逐级 ；
在物质循环和能量流动的过程中，物质与能量的关系表现为 。
(3)河岸带是陆地生态系统和水域生态系统的生态过渡区。
①随着降雨量的季节性变化，河岸带植被体现出明显的季节性特征，群落的 会发生相应变化。
②河岸带生物多样性的间接价值主要体现在调节生态系统的功能方面，还体现在能促进生态系统中
、 等方面。
③生态修复工程是重新恢复生态功能的技术。下图是河岸修复常见的两种模式，根据河岸生态特点和其生
态功能，应选择模式 ，其理由是 。
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【答案】(1)富营养化
(2) 递减 物质是能量的载体，能量是物质循环的动力
(3) 外貌和结构 基因流动 协同进化 A 与模式B 相比较，能够更好地体现群落的垂
直结构和水平结构，生物的种类较多，营养结构较复杂，其自我调节能力较强，抵抗力稳定性较高。
【分析】群落的季节性是指由于阳光、温度和水分等随季节而变化，群落的外貌和结构也会随之发生有规
律的变化。
生物多样性的间接价值主要体现在调节生态系统的功能方面，还体现在能促进生态系统中基因流动、协同
进化等方面。
【详解】（1）当过多的N、P 等元素从陆地生态系统进入河流水体后，会导致水体出现富营养化，出现水
华现象。
（2）能量在营养级之间是逐级递减的；物质循环和能量流动的关系是：物质是能量的载体，能量是物质
循环的动力。
（3）①由于阳光、温度和水分等随季节而变化，群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化，成为群
落的季节性。随着降雨量的季节性变化，河岸带植被体现出明显的季节性特征，群落的外貌和结构也会发
生相应的变化。
②河岸带生物多样性的间接价值主要体现在调节生态系统的功能方面，还体现在能促进生态系统中基因流
动、协同进化等方面。
③根据河岸生态特点和其生态功能，应选择模式A，原因是与模式B 相比较，能够更好地体现群落的垂直
结构和水平结构，生物的种类也较多（物种丰富度高），营养结构较复杂，其自我调节能力较强，抵抗力
稳定性较高。
4．瑞香狼毒是一种主根粗长、根系发达的多年生草本植物，曾一直被视为草原退化的标志，但近年来有
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研究发现其在退化草原生态系统的恢复过程中具有积极作用。某研究团队就瑞香狼毒对松嫩草原生态系统
羊草等植物的影响展开了一系列研究。回答下列问题：
(1)在松嫩草原，羊草通常占有显著优势，调查羊草种群密度选择的方法是 。过度放牧导致草原退化，
羊草种群的优势地位逐渐被瑞香狼毒取代，此过程发生了群落的 演替。
(2)有些植物可以释放“化感物质”对邻近植物产生影响。为研究瑞香狼毒“化感物质”对羊草生长的影响，
该研究团队在松嫩草原野外天然种群中选取大小均一的羊草幼苗， 移栽到若干装有等量取样地土壤的花
盆中，适宜条件下培养15 天后进行相关处理，部分实验结果如下：
组别
羊草分株数
羊草根冠比
水分充
足
干旱胁迫
水分充
足
干旱胁迫
对照组
11
6
1.1
1.4
瑞香狼毒根系水浸液组
17
8
0.6
0.8
注：羊草根冠比指植物地下鲜重与地上鲜重的比值
根据实验结果分析：
①实验对照组添加的是 。
②施加瑞香狼毒根系水浸液后，瑞香狼毒“化感物质” （“促进”或“抑制”）羊草的分株。与水分
充足时相比，干旱胁迫下瑞香狼毒“化感物质”对羊草分株能力的影响是 。羊草的生长更倾向于
（“地上部分”或“地下部分”）。
③瑞香狼毒“化感物质”属于生态系统的 信息， 其能对羊草发挥相应作用，说明羊草根系细胞有能
接受该信息的 。
(3)有研究报道，瑞香狼毒“化感物质”对食草动物有致毒作用。该研究团队经野外实验发现，在退化草原
群落中，随着瑞香狼毒密度的增加，其周围植物多样性指数升高，从种间关系角度推测可能的原因是：
。
【答案】(1) 样方法 次生
(2) 等量（不含瑞香狼毒根系水浸液的）清水 促进 促进作用减弱 地上部分 化学
受体
(3)瑞香狼毒“化感物质”对食草动物的致毒作用提高了动物的采食难度，并减少了对瑞香狼毒周围牧草的
采食量，增加了瑞香狼毒周围群落植物物种多样性
【分析】随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，叫作群落演替。群落演替包括初生演替和
次生演替，初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的
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地方发生的演替，如在沙丘、火山岩、冰川泥上 进行的演替。次生演替是指在原有植被虽已不存在，但
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 （如能发芽的地下茎）的地方发生的演
替，如在火灾过后的 草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。
【详解】（1）羊草属于植物，一般采用样方法调查种群密度。过度放牧导致草原退化，羊草种群的优势
地位逐渐被瑞香狼毒取代，即发生了优势种的取代，说明此过程发生了次生演替。
（2）该实验是为了研究瑞香狼毒“化感物质”对羊草生长的影响，自变量就是是否含有瑞香狼毒“化感
物质”，那么对照组应该不含有，也就是用等量清水代替。根据表格信息，实验组的羊草分株数在水分充
足或者干旱胁迫下均高于对照组，说明瑞香狼毒“化感物质“促进了羊草的分株。对比水分充足的情况，
干旱胁迫分株数仅从6 增加到8，说明瑞香狼毒“化感物质“促进作用减弱，但是都说明羊草的生长更倾
向于地上部分。
瑞香狼毒“化感物质”属于化学物质，属于生态系统的化学信息，该化学物质能对羊草发挥相应作用，说
明羊草根系细胞有能接受该信息的受体。
（3）根据题意，瑞香狼毒“化感物质”对食草动物有致毒作用，说明瑞香狼毒“化感物质”对食草动物
的致毒作用提高了动物的采食难度，减少了牧草的被采食量，从而导致瑞香狼毒周围群落植物物种更多，
呈现多样性。
5．镉（Cd）造成的水体污染已成为世界各国共同关注的环境问题。科研人员为筛选适合华北某地区Cd 污
染修复的水生植物，用不同浓度Cd 溶液处理本地沉水植物和浮水植物，并检测不同浓度Cd 溶液下两类植
物的生长量和单位干重Cd 的含量，结果如下图1 所示。
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回答下列问题：
(1)治理污染优先选择本地物种；这主要遵循了生态工程建设的 原理。由图1 可知，水体Cd 浓度
较大时，应选 植物用于修复水体，依据是 。
(2)为了进一步筛选，研究人员从Cd 污染水体中取底泥，分别栽培苦藻、灯笼藻和眼子菜，并测定不同部
位的富集系数（代表富集能力）和迁移系数（指由地下部分向地上部分的迁移能力），结果如图2 所示。
根据研究结果，若要采用及时收割地上部分并无害化处理以达到修复目的，则应选择 作为最佳植
物，主要原因是 。
(3)除了植物修复技术外，目前还有通过微生物对含Cd 水体进行修复的相关技术，你认为植物修复具有的
显著优势是 。经历一段时间的修复，Cd 污染物含量显著下降至符合国家标准后，该地被
打造成湿地公园，既可休闲娱乐又能优化环境，这体现了生物多样性的 价值。
(4)以沉水植物为食的动物称为初级消费者，下表是初级消费者能量流动情况：
项目
摄入量J/（hm2·a）
粪便量J/（hm2·a）
呼吸量J/（hm2·a）
初级消费者
1.06×109
3×108
7.1×108
次级消费者
3.9×107
1.9×106
2.18×107
据表可知初级消费者同化的能量中不经次级消费者的任何作用而直接流向分解者的能量最多为 。
【答案】(1) 协调 沉水 在 Cd 浓度较大时，沉水植物吸收总量大于浮游植物
(2) 苦藻 苦藻地上部分富集能力和迁移能力较强
(3) 便于将含 Cd 的生物材料打捞并运出该生态系统 直接、间接
(4)1.1×107J/(hm2·a)
【分析】生物多样性的价值：①潜在价值，目前人类尚不清楚的价值；②间接价值，对生态系统起到重要
调节功能的价值，如森林和草地对水土的保持作用，湿地在蓄洪防旱、调节气候等方面的作用；③直接价
值，对人类有食用、药用和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。
【详解】（1）治理污染优先选择本地物种，这主要是考虑了生物与环境、生物与生物的协调与适应，遵
循了生态工程建设的协调原理；随着Cd 浓度增大，沉水植物吸收总量大于浮游植物，说明水体Cd 浓度较
大时，应选沉水植物。
（2）结合图2 可知，苦藻地上部分富集能力和迁移能力较强，可作为及时收割地上部分并无害化处理以达
到修复目的的最佳植物。
（3）微生物修复技术是一种利用土著微生物或人工驯化的具有特定功能的微生物，在适宜环境条件下，
通过自身的代谢作用，降低土壤中有害污染物活性或降解成无害物质的修复技术，便于将含 Cd 的生物材
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料打捞并运出该生态系统；休闲娱乐属于生物多样性的直接价值，优化环境属于生物多样性的间接价值。
（4）初级消费者同化的能量=摄入量-粪便量=7.6×108，用于自身生长发育繁殖的能量=同化量-呼吸量
=7.6×108-7.1×108=5×107，不经次级消费者的任何作用而直接流向分解者的能量最多为5×107-
3.9×107=1.1×107J/(hm2·a)。
6．由于过度砍伐和不合理的土地利用，导致我国西南山区亚热带常绿阔叶林大规模减少，形成了不同退
化程度的群落类型。现阶段本区域的自然群落动态主要表现为群落优势种不断变化、生产力大幅提高，草
地、灌丛、常绿阔叶林等多个群落类型并存。回答下列问题：
(1)过度砍伐和不合理的土地利用对群落演替的影响是 ，从生态系统稳定性的角度出考虑，过
度砍伐导致稳定性下降的原因是 。
(2)云豹以保护区的斑羚等植食性动物为食，某同学认为，云豹与斑羚的能量传递效率不能按照两者同化量
进行计算，其原因是 。国家加大对云豹的保护，从生物多样性的角度，主要是对 的
保护。
(3)已知该地区克氏原螯虾捕食田螺，田螺又常以黑毛藻为食。为研究克氏原螯虾对大小田螺采食黑毛藻的
影响，科研人员制作了四个培养箱，进行了如图1 所示的处理，若干天后统计平板上黑毛藻的存活率，结
果如图2 所示。
①本实验中d 组的作用是排除 ，以免对实验结果产生影响。用隔板隔开克氏原螯虾和田螺，是
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为了防止 。
②实验结论： 。
【答案】(1) 影响演替的速度和方向 过度砍伐后是物种丰富度降低，营养结构简单，抵抗力稳定
性减弱
(2) 云豹的同化量中有来自其他生物的部分 物种多样性
(3) 环境因素引起的黑毛藻生长或死亡 克氏原螯虾对田螺的直接捕食，但克氏原螯虾产生的
化学信息会对田螺采食黑毛藻产生影响 克氏原螯虾对田螺采食黑毛藻起到抑制作用，且对小田螺采
食黑毛藻影响较大
【分析】生态系统的组成成分：（1）非生物的物质和能量（无机环境）；（2）生产者（自养型）：主要
是绿色植物，还有少数化能合成型生物；（3）消费者（异养型）：主要是动物，还有营寄生生活的微生
物；（4）分解者（异养型）：主要是指营腐生生活细菌和真菌，还有少数动物。生态系统中生物的活动
离不开信息的作用，信息在生态系统中的作用主要表现在：①生命活动的正常进行。②种群的繁衍。③调
节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。
【详解】（1）过度砍伐和不合理的土地利用对群落演替的影响是人类活动可以改变群落演替的速度和方
向。过度砍伐后是物种丰富度降低，营养结构简单，抵抗力稳定性减弱。
（2）云豹以保护区的斑羚等植食性动物为食，并不是只以斑羚为食，云豹的同化量中有来自其他生物的
部分，因此云豹与斑羚的能量传递效率不能按照两者同化量进行计算，国家加大对云豹的保护从生物多样
性的角度，主要是对物种多样性的保护。
（3）本实验的目的是研究动物间捕食者对被捕食者的影响，本题研究的是克氏原螯虾和田螺的捕食关系
对黑毛藻的影响，田螺图中 d 组的作用作为对照组，其目的是排除环境因素引起的黑毛藻生长或死亡对
实验结果的影响。用带孔不透明的隔板隔开克氏原螯虾和田螺，是为了防止捕食关系的发生，但克氏原螯
虾产生的化学信息依然可以传递，因而会对田螺采食黑毛藻产生影响。依据实验结果可知，在有克氏原螯
虾的情况下黑毛藻的存活高，说明克氏原螯虾对田螺采食黑毛藻起到抑制作用，同时在小田螺存在的情况
下黑毛藻的存活率更低，可见，对小田螺采食黑毛藻影响较大。
7．分布在我国长江三角洲、珠江三角洲一带水乡的桑基鱼塘，是一种典型的水陆物质和能量交换型生态
工程。下图为某地桑基鱼塘的能量流动简图，据图回答下列问题：
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(1)图中桑、浮游植物属于生态系统生物成分中的 ，可从蚕粪中获得能量和营养的微生物属于生态
系统生物成分中的 。蚕和鱼等消费者在该生态系统中的作用是 。
(2)图中A 和B 表示 的能量。鱼摄食的蚕粪中的能量属于第 营养级同化量的一部分。由图
中数据可知，鱼和浮游植物间的能量传递效率为 %（小数点后保留一位）。
(3)饵料中含有丰富的蛋白质和脂质，工作人员为了增加鱼的产量，大量增加了饵料的投入。从物质循环的
角度分析，该做法 （填“合理”或“不合理”），原因是 。
(4)图示生态系统遵循的生态工程原理是 （填一种）。该生态系统的建立，减少水体污染的同时，
产出的农副产品还增加了农民的收入，体现了生物多样性的 价值。
【答案】(1) 生产者 分解者 促进生态系统的物质循环和能量流动
(2) （生产者或桑、浮游植物）用于自身生长、发育和繁殖 一 12.7
(3) 不合理 大量投入饵料，未被鱼利用的饵料会被分解者分解产生大量N、P 元素，使水体出现
富营养化，导致水华的发生，进而导致鱼因缺氧而大量死亡，影响鱼的产量及品质
(4) 循环、整体 直接价值和间接
【分析】分析题图，该生态系统存在2 条食物链：浮游植物→鱼（→人）或桑→蚕（→人），图中A 和B
代表（桑、浮游植物）用于生长、发育和繁殖，能量流动逐级递减、单向流动。
【详解】（1）桑、浮游植物可以合成有机物，属于生态系统生物成分中的生产者；可从蚕粪中获得能量
和营养的微生物属于生态系统生物成分中的分解者；消费者在该生态系统中的作用是促进生态系统的物质
循环和能量流动。
（2）由于同化量-呼吸消耗的能量=用于生长、发育和繁殖的能量，故图中A 表示桑用于生长、发育和繁
殖的能量，而B 表示浮游植物用于生长、发育和繁殖的能量。鱼摄食的蚕粪中的能量属于桑的同化量，即
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属于第一营养级同化量的一部分。分析题图可知，鱼的同化量为59450，浮游植物的同化量为469200，故
鱼和浮游植物间的能量传递效率为59450÷469200×100%=12.7%。
（3）因为大量投入饵料，未被鱼利用的饵料会被分解者分解产生大量N、P 元素，使水体出现富营养化，
导致水华的发生，进而导致鱼因缺氧而大量死亡，影响鱼的产量及品质，故为了增加鱼的产量也不能大量
增加了饵料的投入。
（4）“陆基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙（蚕粪便）喂鱼、塘泥培桑”，实现了废物利用，物质循环再生，主
要应用的生态工程基本原理是循环。该生态系统的建立，减少水体污染的同时，产出的农副产品还增加了
农民的收入，体现了生物多样性的直接价值和间接价值。
8．稻田养鸭也可称之为“稻鸭农法”（如图），其技术要点是：先将一定数量的优质雏鸭放入稻田中，
让它们在稻田中自由活动、觅食昆虫、杂草和落粒，同时为水稻提供有机肥，产生“浑水肥田”的效果；
在生长期适当控制放鸭数量和频率，并在水稻成熟前将鸭子从稻田中移出，避免对水稻造成损害，进而实
现水稻的高产。
(1)该图示食物网中的所有生物 （填“能”或“不能”）构成一个群落，原因是 。
(2)采用“稻鸭农法”模式，稻田中增加了许多有机肥，经微生物的分解为水稻的生长提供了
（填“物质”“能量”或“物质和能量”）；从种间关系和能量流动角度分析，鸭的活动有利于提高水稻
产量的原因是 。
(3)在水稻生长期，适当控制放鸭数量和频率，遵循生态工程的 原理（答出一点即可）。“稻
鸭农法”与常规稻田相比，“稻鸭农法”生态系统的稳定性高，分析其原因是 。
(4)如果要在单纯种植水稻的地区推广“稻鸭农法”，你认为应该重点向农民宣传该方法的优势是
（答出两点即可）。
【答案】(1) 不能 群落包括该生态系统中所有的生物，而该食物网中不包含分解者
(2) 物质 鸭对水稻的天敌和竞争者的捕食，使能量更多地流向水稻
(3) 自生（或协调、整体） 物种种类增多（生物组分多、丰富度高等），营养结构更复杂
(4)获得更高的经济效益、减少环境污染（水稻增产、额外获得养鸭收益）
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【分析】鸭取食水稻老黄叶、害虫和杂草等，调整了生态系统中能量流动的关系，使能量持续高效地流向
对人类最有益的部分。分解者能将鸭的粪便分解成无机物以促进水稻的生长。鸭的引入增加了稻田生态系
统中营养结构的复杂性，从而使该生态系统的物质循环和能量流动功能提高。
【详解】（1）群落包括该生态系统中所有的生物，而该食物网中不包含分解者，所以该图示食物网中的
所有生物不能构成一个群落。
（2）微生物利用有机肥中能量的同时，将有机肥转化为无机物，无机物为水稻提供了物质。从种间关系
和能量流动角度分析，因鸭觅食昆虫、杂草，使水稻流向昆虫的能量减少，在与杂草的竞争中占优势，所
以鸭的活动有利于提高水稻产量的原因是鸭对水稻的天敌和竞争者的捕食，使能量更多地流向水稻。
（3）自生原理需在生态工程中有效选择生物组合并合理布设，适当控制放鸭数量和频率，是生态工程中
合理布设，因此遵循自生原理。与常规稻田相比，“稻鸭农法”生态系统的稳定性高，分析其原因是物种
种类增多（生物组分多、丰富度高等），营养结构更复杂。
（4）“稻鸭农法”可减少农药的使用，增加水稻产量，提高经济效益，因而优势是获得更高的经济效益、
减少环境污染（水稻增产、额外获得养鸭收益）。
9．藏羚羊栖息于海拔3700~5500 米的高山草原、草甸和高寒荒漠地带，雄性有角，雌性无角。回答下列问
题：
(1)科研人员对甲、乙、丙三个地区的藏羚羊种群特征进行调查，结果如图1 所示。图中I、Ⅱ、Ⅲ、IV 分
别对应大（5-8 龄）、中（3-5 龄）、小（1-3 龄）、幼（0-1 龄）四个年龄等级（藏羚羊最长寿命8 年左
右）。则图1 中甲地区藏羚羊种群的年龄结构类型为 ，预测此后一段时间， 地区藏羚
羊种群数目将增加。
(2)科研人员对某地区的藏羚羊种群特征进行调查，上图2 表示某地区藏羚羊出生率和死亡率的比值变化
（R=出生率/死亡率），a~b 段时间藏羚羊种群数量变化最可能是 。如果在d 时间，少量藏羚羊
从其他地区迁入该地区，则该地区藏羚羊的K 值 。
(3)成年藏羚羊一年中除了繁殖季节，绝大部分时间是雌雄分群生活。生态学家为解释此现象，提出如下假
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说：形态相同的个体集中在一起，能有效迷惑天敌，使其难以果断选择捕食对象，减少了被捕食的机会。
为检验该假说的正确性，研究小组用狗（能将抛到草坪上的物体叼回来），质量和大小相同且适宜的橡胶
圈和橡胶棒做了如下3 组实验，
甲组：同时向草坪中抛出2 个相同橡胶圈
乙组：同时向草坪中抛出2 个相同橡胶棒
丙组：
重复实验，分别记录每次抛出后，狗叼回第一个物体所用的时间，求三组的平均时间。回答完成下列问题：
①补充丙组实验操作： 。测试时要求甲、乙、丙3 组抛出橡胶圈和橡胶棒的距离 （填
“相同”或“不同”）。
②实验中橡胶圈或橡胶棒模拟的对象是 。
③若实验结果为 ，则假说成立。
【答案】(1) 衰退型 丙
(2) 增加 不变
(3) 同时向草坪中抛出分别与实验组1 和实验组2 相同的一个橡胶棒和一个橡胶圈 相同 雄
性或雌性藏羚羊 对照组所用的时间明显少于实验组1 和实验组2
【分析】种群的年龄结构：（1）增长型：种群中幼年个体很多，老年个体很少，这样的种群正处于发展
时期，种群密度会越来越大。（2）稳定型：种群中各年龄期的个体数目比例适中，数目接近。这样的种
群正处于稳定时期，种群密度在一段时间内会保持稳定。（3）衰退型：种群中幼年个体较少，而老年个
体较多，这样的种群正处于衰退时期，种群密度会越来越小。
【详解】（1） 由图1 可知，甲地区藏羚羊种群老年个体较多，幼龄个体较少，年龄结构类型为衰退型；
丙地区幼年个体较多，老年个体较少，年龄结构类型为增长型，此后一段时间藏羚羊种群数目将增加。
（2） 图2 中a-b 段时间该地区藏羚羊R＞1，说明其出生率大于死亡率，藏羚羊种群数量将增加；K 值是
指一定的环境条件所能维持的种群最大数量，是由环境资源量决定的，与迁入率无关，所以如果在d 时间，
少量藏羚羊从其它地区迁入该地区，该地区藏羚羊的K 值不会发生变化。
（3）本实验目的是验证形态相同的个体集中在一起，能有效迷惑天敌，本实验利用质量和大小等相同且
适宜的橡胶圈和橡胶棒代表雄性或雌性藏羚羊，分别记录每次抛出不同物体后，狗叼回第一个物体所用的
时间，用以说明形态相同的个体集中在一起，能有效迷惑天敌，使其难以果断选择捕食对象，减少了被捕
食的机会。所以对照组的处理应该是同时向草坪中抛出分别与实验组1 和实验组2 相同的一个橡胶棒和一
个橡胶圈，如果对照组所用的时间明显少于实验组1 和实验组2，则该结果支持上述假说。
10．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
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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)丹顶鹤种群数量少、警惕性强，捕捉不利于其个体生存。在调查其种群数量时，确定调查地点后，可借
助望远镜以 法统计其数量。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)为了有效保护丹顶鹤，动物保护人员提出以下建议：①对沼泽地的芦苇进行选择性收割；②冬季稻田中
预留部分谷物不收割；③冬季捕鱼后降低鱼塘水面高度。这样做的目的是 。扎龙丹顶鹤自然保护区成
立后，促进了丹顶鹤种群的发展，根本原因是建立保护区提高了种群的 。
(4)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 保持相对稳定。丹顶鹤的
食性特征、种群数量及动态等领域尚有很多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 斑块数显著增加
(2) 逐个计数 死亡率、迁入率和迁出率
(3) 为丹顶鹤提供生存空间和食物 K 值（或环境容纳量）
(4) 负反馈调节 结构和功能 直接价值
【分析】1、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，因此，这些因素称
为密度制约因素；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。2、种群最基本的数量特征是种群密度，还有出生率、死亡率、迁入
率、迁出率，年龄结构和性别比例等。
【详解】（1）根据表格中的数据，1995~2015 年，栖息地面积减小、斑块面积减小导致丹顶鹤的生境破碎
化；斑块数显著增加导致盐田生境破碎化。
（2）丹顶鹤数量少、个体大，可以借助望远镜采用逐个计数法统计其种群数量。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出生率、死
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亡率、迁入率。
（3）保留芦苇为丹顶鹤提供了隐蔽的生存空间，保留谷物、降低鱼塘水面高度，使丹顶鹤可以获得食物。
建立自然保护区，给丹顶鹤更宽广的生存空间，改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量，是保护丹顶
鹤的根本措施。盐城丹顶鹤自然保护区成立后，促进了丹顶鹤种群的发展，根本原因是建立保护区提高了
种群的环境容纳量。
（4）生态系统的自我调节能力以负反馈调节机制为基础，负反馈调节使生态系统达到或保持平衡或稳态，
结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分的变化，使生态系统的结构和功能保持相对稳定；科研价值属
于生物多样性的直接价值。
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