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专题04 生物与环境模块
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、（2023·山东·高考真题）研究群落中植物类群的丰富度时；不仅要统计物种数，还要统计物种在群落中
的相对数量。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可用相对多度表示。在某退耕
农田自然演替过程中，植物物种甲、乙和丙分别在不同阶段占据优势，它们的相对多度与演替时间的关系
如图所示。
(1)该群落演替与在火山岩上进行的群落演替相比，除了演替起点的不同，区别还在于该群落演替类型
（答出2 点区别即可）
(2)在研究该群落植物类群丰富度的过程中，统计丙的相对数量采用了记名计算法。根据记名计算法适用对
象的特点分析，丙的特点是 。
(3)据图分析，第30 年至第50 年乙种群密度的变化是 （填“增大”“减小”或“不能确
定”），原因是 。
(4)该农田退耕前后的变化，说明人类活动对群落演替的影响是 。
【答案】(1)时间短，速度较快
1
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(2)个体较大，种群数量有限
(3) 不能确定 由于30-50 年丙的相对多度在增加，故无法确定该群落总的植物个体数的变化，相
应的，虽然乙植物占比（相对多度）在减小，但无法确定其具体的种群密度在减小，可能只是丙个体数目
增加的更快，占比更多，优势取代
(4)人类活动会使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行
【分析】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。初生演替的一般过程是裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森
林阶段。
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，次生演替的一般过程是草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。
【详解】（1）退耕农田自然演替是在有一定植被的基础上进行的，为次生演替，火山岩上进行的群落演
替为初生演替。初生演替比次生演替经历的时间长，速度较缓慢，次生演替的影响因素是要是人类活动，
而初生演替的影响因素是自然元素。
（2）记名计算法是指在一定面积的样地中，直接数出各种群的个体数目，这一般用于个体较大、种群数
量有限的群落。
（3）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可用相对多度表示，第30 年至第50 年
乙种群的相对多度下降，图中纵坐标为相对多度，是该种植物个体数所占百分比，而不是具体的数目，其
变化无法直接反映种群密度的变化。由于30-50 年丙的相对多度在增加，故无法确定该群落总的植物个体
数的变化，相应的，虽然乙植物占比（相对多度）在减小，但无法确定其具体的种群密度在减小，可能只
是丙个体数目增加的更快，占比更多，优势取代。
（4）该农田退耕前后的变化，说明人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。
2、（2022·山东·高考真题）在一个群落中随机选取大量样方，某种植物出现的样方数占全部样方数的百分
比为该物种的频度，频度分级标准如表所示。在植物种类分布均匀且稳定性较高的生物群落中，各频度级
植物物种数在该群落植物物种总数中的占比呈现一定的规律，如图所示。
频度
级
1%~20%21%~40%
41%~60%
61%~80%
81%~100%
AB
C
D
E
2
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(1)若植物甲为该群落的优势种，则植物甲的频度最可能属于 级，而调查发现该频度级中的植物乙不
是优势种，则乙的种群密度和分布范围的特点分别是 、 。
(2)若某草地植物物种的频度级符合上图所示比例关系，且属于D 频度级的植物有16 种，则该草地中植物
类群的丰富度为 种。
(3)若研究植物甲的生态位，通常需要研究的因素有______（填标号）。
A．甲在该区域出现的频率
B．甲的种群密度
C．甲的植株高度
D．甲与其他物种的关系
(4)随着时间的推移，群落可能会发生演替。群落演替的原因是 。
【答案】(1) E 小
广
(2)200
(3)ABCD
(4)环境不断变化；生物本身不断的繁殖，迁移或者迁徙；种内与种间关系的改变；人类活动的干扰
【分析】生态位：
1、概念：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。
2、研究内容： (1) 植物：在研究领域内的出现频率、种群密度、植株高度以及与其他物种的关系等。(2)
动物：栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。
【详解】（1）优势种是指群落中占优势的种类，它包括群落每层中在数量上最多、体积上最大、对生境
影响最大的种类，而某种植物出现的样方数占全部样方数的百分比为该物种的频度，因此若植物甲为该群
落的优势种，则植物甲的频度最可能属于E 级。调查发现E 级中的植物乙不是优势种，说明植物乙的种群
密度小，同时说明植物乙在整个群落中分布范围广。
（2）由图可知，D 频度级物种数所占百分比为8%，属于D 频度级的植物有16 种，则该草地中植物类群
3
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的丰富度为16÷8%=200 种。
（3）研究植物的生态位，通常要研究它在该区域出现的频率、种群密度、植株高度等特征，同时也要研
究它与其他物种的关系。
故选ABCD。
（4）群落演替的原因：①环境不断变化，为群落中某些物种提供有利的繁殖条件，但对另一些物种生存
产生不利影响。②生物本身不断的繁殖，迁移或者迁徙。③种内与种间关系的改变。④人类活动的干扰：
人对生物群落的影响远远超过其他的自然因素。
3、（2021·山东·高考真题）海水立体养殖中，表层养殖海带等大型藻类，海带下面挂笼养殖滤食小型浮游
植物的牡蛎，底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示
意图如下，M、N 表示营养级。
（1）估算海参种群密度时常用样方法，原因是 。
（2）图中 M 用于生长、发育和繁殖的能量为 kJ/（m2•a）。由 M 到 N 的能量传递效率为
%（保留一位小数），该生态系统中的能量 （填：“能”或 “不能”）在 M 和遗体残骸间循环
流动。
（3）养殖的海带数量过多，造成牡蛎减产，从生物群落的角度分析，原因是 。
（4）海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理，依据这一原理进行海水立体养殖的优点是
。在构建海水立体养殖生态系统时，需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素，从而确定每种生
物之间的合适比例，这样做的目的是 。
【答案】 海参活动能力弱，活动范围小 2488 6.3 不能 由于海带的竞争，浮游植
物数量下降，牡蛎的食物减少，产量降低 能充分利用空间和资源 维持生态系统的稳定性，保持
养殖产品的持续高产（实现生态效益和经济效益的可持续发展）
【分析】群落的结构包括垂直结构和水平结构：
垂直结构：在垂直方向上，大多数群落（陆生群落、水生群落）具有明显的分层现象，植物主要受光照、
温度等的影响，动物主要受食物的影响。
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水平结构：由于不同地区的环境条件不同，即空间的非均一性，使不同地段往往分布着不同的种群，同一
地段上种群密度也有差异，形成了生物在水平方向上的配置状况。
能量流动的过程：
①自身呼吸消耗、转化为其他形式的能量和热能；
②流向下一营养级；
③遗体残骸、粪便等被分解者分解；
④未被利用：包括生物每年的积累量，也包括动植物残体以化学燃料形式被储存起来的能量。
即一个营养级所同化的能量=呼吸消耗的能量+被下一营养级同化的能量+分解者利用的能量+未被利用的能
量。
M 同化的能量是3281+2826=6107，N 同化的能量是386。
【详解】（1）海参由于活动范围小，活动能力弱，所以常用样方法测定种群密度。
（2）生长、发育和繁殖的能量=同化的能量-呼吸作用消耗的能量=3281+2826-3619=2488 kJ/（m2•a）；由
M 到N 的能量传递效率为386÷（3281+2826）≈6.3%，能量流动的方向是单向的不能循环。
（3）牡蛎以浮游植物为食，由于海带的竞争，浮游植物数量下降，牡蛎的食物减少，所以产量降低。
（4）海水立体养殖利用了群落结构的特点，优点是能充分利用空间和资源；由于空间和资源是有限的，
所以在构建海水立体养殖生态系统时，需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素，从而确定每种
生物之间的合适比例，维持生态系统的稳定性，保持养殖产品的持续高产。
【点睛】本题解答时需要考生识记种群密度的测定方法、群落结构的知识，根据图中数据掌握生态系统能
量流动的过程和相关的计算，牢记能量流动是单向的，不能循环。
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
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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．某淡水湖泊由于长期受到人类活动及自然因素的影响，面临着严重的水体恶化、水华频频爆发和生态
环境恶化等问题。为改善该湖泊的生态环境，人们采取了许多措施进行综合治理，部分治理措施如下：
措施一：采取限磷措施，提倡使用无磷洗涤用品，大力兴建污水处理系统，对污水处理后再排入湖内。
措施二：在特定的区域种植水葫芦和芦苇等植物，定期收割和清除水葫芦和芦苇。
措施三：放养白鲢、鳙鱼及挂养贝类等滤食藻类的水生动物，控制藻类的疯长。
经过多年治理，该湖的水质得到明显改善，水生生物的种类和数量有所增加。回答下列问题：
(1)P 元素在生物群落内部是以 的形式流动。从物质循环角度分析，限磷及对污水去除N、P 后排
放的目的是 。
(2)芦苇等挺水植物能够显著降低藻类等沉水植物的数量，原因是 。种植水葫芦需要采取严格的围
网防逃措施，若水葫芦大量扩散逃逸到整个湖区并大量繁殖，有可能产生 等危害。
(3)对治理后的湖泊生态系统的能量流动进行定量分析，数据如下表所示（X 表示能量流动的去向之一，
Y、Z 为能量值，能量单位为J·cm-2·a-1，肉食性动物作为一个营养级研究）。据表分析，X 是指
的能量，流入该生态系统的总能量值为 J·cm-2·a-1。能量从植食性动物到肉食性动物的传递效率是
cm-2·a-1 （保留一位小数）。
生物类型
呼吸作用散失的能
量
X
未利用
流向下一营养级的能量
外来有机物输入的能量
生产者
44.0
5.0
95.0
Y
0
植食性动物
9.5
1.5
11.0
Z
6.0
肉食性动物
6.8
0.5
7.2
0
10.5
(4)水域污染、过度捕捞等人类活动使水体生物多样性持续下降，如今人们还实施禁渔等措施修复生态环境，
使生态系统 稳定性增强。从上述实例可以发现，人类活动往往会使群落演替 。
【答案】(1) （含磷）有机物 防止水体N、P 等过多引起水体富营养化，降低藻类数量，以免水
质恶化和爆发水华
(2) 挺水植物在与沉水植物竞争阳光等环境资源中处于优势，从而抑制沉水植物的生长 降低生物
多样性，破坏生态系统的稳定性
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(3) 分解者利用 180.5 15.4%
(4) 抵抗力 按照不同于自然演替的速度和方向进行
【分析】能量流经某一营养级过程：输入某一营养级的能量，一部分在本营养级的呼吸作用中以热能的形
式散失；另一部分用于本营养级的生长、发育和繁殖等生命活动，这部分能量其中一些以遗体残骸的形式
被分解者利用。如果本营养级被下一营养级捕食，能量就流入了下一营养级。如果时间较短，本营养级生
物大量繁殖后，会有一部分能量留在本营养级内，即未利用的部分。
【详解】（1）物质循环在生物群落内部以有机物形式传递，所以P 元素在生物群落内部是以（含磷）有
机物的形式流动。物质循环沿着食物链和食物网进行，水中藻类等植物会对N、P 等利用，N、P 等过多时，
会导致藻类疯长，浮游动物增多，进而导致水质恶化和水华等现象，所以限磷及对污水去除N、P 后排放
的目的是防止水体N、P 等过多引起水体富营养化，降低藻类数量，以免水质恶化和爆发水华；
（2）芦苇等挺水植物能够显著降低藻类等沉水植物的数量，原因是挺水植物在与沉水植物竞争阳光等环
境资源中处于优势，使沉水植物缺少光照，从而抑制沉水植物的生长。种植水葫芦需要采取严格的围网防
逃措施，若水葫芦大量扩散逃逸到整个湖区并大量繁殖，有可能产生生物入侵，造成降低生物多样性，破
坏生态系统的稳定性等危害；
（3）流入某营养级的能量有4 个去向：呼吸作用散失、流入分解者、流向下一营养级和未利用部分，故X
是指分解者利用的能量；植食性动物的能量流入肉食性动物的能量=肉食性动物的总能量－外界投入的能
量，即：6.8+7.2+0.5-10.5=4，即Z=4。生产者流入植食性动物的能量=植食性动物的总能量－外界投入的
能量，即：9.5+1.5+11+Z(4)-6=20，即Y=20。该生态系统有外部能量的输入，因此流入该生态系统的总能
量值为生产者固定的能量和外部输入能量的总和，呼吸作用消耗+流向分解者+未利用的+流向下一营养级
+外界输入的，即44.0+5.0+95.0+20+6+10.5=180.5J·cm－2·a－1。能量从植食性动物到肉食性动物的传递效
率是 Z÷(Y+6)×100%=4÷26×100%≈15.4%。
（4）水域污染、过度捕捞等人类活动使水体生物多样性持续下降，如今人们还实施禁渔等措施修复生态
环境，使生物多样性增加，营养结构复杂，自我调节能力增强，使生态系统抵抗力稳定性增强，从上述实
例可以发现，人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
2．玉米蚜虫是玉米害虫之一。玉米、蚜虫与不同寄生蜂之间存在如下食物链：玉米→蚜虫→初级寄生蜂
→重寄生蜂。
(1)在上述食物链中，若玉米蚜虫摄入的能量为a，排出的粪便量为b，呼吸量为c，则重寄生蜂同化的能量
最多为 。
(2)为构建玉米田中蚜虫与不同寄生蜂之间具体的营养结构模型，研究人员从僵蚜（初级寄生蜂将卵产于蚜
虫体内，取食蚜虫组织导致蚜虫死亡，形成僵蚜）中提取DNA 样本，进行PCR，并通过电泳检测扩增产
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物，实验结果如下图。
据图可知，农田中玉米、蚜虫和各类寄生蜂之间具体的营养关系为 。（用文字、字母和箭头表
示）。
(3)为了更好的防治蚜虫，研究人员进行了玉米单作和玉米—大蒜间作的对照实验，实验结果如图。
①与玉米单作相比，玉米—大蒜间作发生蚜虫灾害的可能性更小，结合表中数据，分析其原因是 。
大蒜气味对重寄生蜂有驱离作用，这说明生态系统的信息传递能够 维持生态系统的稳定。
②从群落空间结构分析，与玉米单作相比，玉米—大蒜间作的优点是 。
【答案】(1)0.04（a-b）
(2)
(3) 与玉米单作相比，间作时重寄生蜂数量较少，初级寄生蜂的数目较多，能杀死更多蚜虫 调节
种间关系 提高了群落利用阳光等环境资源的能力
【分析】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。
【详解】（1）在上述食物链中，若玉米蚜虫摄入的能量为a，排出的粪便量为b，呼吸量为c，则玉米蚜
虫的同化量=摄入量-粪便量=a-b，由于两个营养级之间的传递效率为10-20%，则重寄生蜂同化的能量最多
为0.2×0.2×（a-b）=0.04（a-b）。
（2）从电泳图可知，僵蚜1 是蚜虫B，僵蚜2 是蚜虫C，而僵蚜1 中检测出初级寄生蜂F，说明初级寄生
蜂F 寄生在蚜虫B 中，则能量从蚜虫B 流向初级寄生蜂F，同理可知，蚜虫C 的能量流向了初级寄生蜂F
和G。最后一个电泳中，僵蚜1 中存在重寄生蜂I 和K，则证明初级寄生蜂F 的能量流向了重寄生蜂I 和
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K，而僵蚜2 中存在重寄生蜂I 的DNA，则证明初级寄生蜂F 和G 的能量流向了重寄生蜂I，那么营养结构
图如下图所示：
（3）①与玉米单作相比，玉米—大蒜间作发生蚜虫灾害的可能性更小，结合表中数据，分析其原因是与
玉米单作相比，间作时重寄生蜂数量较少，初级寄生蜂的数目较多，能杀死更多蚜虫；大蒜气味对重寄生
蜂有驱离作用，上述过程发生在不同生物之间，说明生态系统的信息传递能够调节种间关系，维持生态系
统的稳定。
②从群落空间结构分析，与玉米单作相比，玉米—大蒜间作的优点是提高了群落利用阳光等环境资源的能
力。
3．2023 年世界湿地日的主题为“湿地修复”。修复湿地不仅保护生态环境，也能够改善民生、助力减贫，
对人类生存和发展至关重要。
(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 （答出2 点即可）。
已知调查区域总面积为S，样方面积为m，样方内平均个体数为n，则该区域的种群数量可表示为 。
(2)互花米草是外来入侵植物，严重威胁滨海湿地生态系统。“生物替代”是根据群落演替的规律，由本地
物种取代外来入侵植物的一种生态防治技术。有人认为，不能用芦苇通过生物替代的方法来治理互花米草。
结合下图信息分析，能支持该观点的证据是 。在滨海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，这体现了生态工程的 原理。
(3)研究发现，在逆境胁迫下植物会产生大量活性氧导致细胞内的膜结构损伤，超氧化物歧化酶（SOD）等
活性氧清除剂能够维持体内活性氧的平衡。为探究互花米草适应滨海湿地的原因，研究人员对生活在不同
盐浓度下互花米草叶片和根中的SOD 活性进行了检测，结果如图。据图分析，叶片与根部SOD 活性随盐
浓度的变化不同，根部SOD 活性变化是 ，试分析互花米草适应滨海湿地环境的可能机制是 。
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(4)研究人员利用生态浮床技术（浮于水面上种植植物的床体，植物根系能吸收水体中的污染物质），对某
滨海湿地进行了镉、汞污染有效治理。有人提议，浮床中的水生植物可以用于制作家畜饲料，以提高该系
统的经济效益，请结合所学知识分析，该提议 （填“可行”或“不可行”），理由是 。
【答案】(1) 对野生动物的不良影响小、调查周期短，操作简便 (S×n)/m
(2) 在接近海洋区域，互花米草分布广泛，而几乎没有芦苇生长，且芦苇的耐盐度低于互花米草
自生
(3) 先升高后下降 产生较多的SOD，及时清除细胞内产生过多活性氧
(4) 不可行 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
【分析】标记重捕法：在被调查种群的活动范围内，捕获一部分个体，做上标记后再放回原来的环境，经
过一段时间后进行重捕，根据重捕到的动物中标记个体数占总个体数的比例，来估算种群密度。
【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
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的不良影响小；调查周期短，操作简便。
已知调查区域总面积为S，样方面积为m，样方内平均个体数为n，则种群密度为n/m，该区域的种群数量
可表示为S×n/m。
（2） 由图片信息可知，靠近海洋的区域有互花米草分布，而没有芦苇，推测芦苇的耐盐度低于互花米草，
不能用芦苇通过生物替代的方法来治理互花米草。“在滨海湿地修复过程中，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”生物之间通过各种相互作用(特别是种间关系)进行自组织，实现系统结
构与功能的协调，形成有序的整体，体现体现的生态学原理是自生。
（3）根据图中折线可知，随着盐浓度增加根部的SOD 酶活性先升高后下降。由题干“在逆境胁迫下，植
物会产生大量活性氧导致细胞内的膜结构损伤，SOD 作为活性氧清除剂能够维持体内活性氧的平衡”，结
合折线图，推测互花米草适应滨海湿地环境的可能是因为产生较多的SOD，及时清除细胞内产生过多活性
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氧。
（4） 由于生态浮床中的水生植物根系吸收水体中镉，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，所以不能作为家畜饲料。
4．受农田施肥和生活污水的影响，内流河水体容易出现“富营养化”现象。底栖动物河蚬以水中藻类等
微小生物和有机碎屑为食可使水质变清，降低污染度。科研人员设计了不同河蚬密度的实验以研究河蚬对
富营养化水体的改善效果，结果如表所示（注：TN、TP 分别表示水体总氮量和总磷量）。回答下列问题：
TN/mg/L
TP/ug/L
对照组
1.55
69.1
低密度
1.40
55.4
中密度
1.36
41.6
高密度
1.28
32.2
(1)生态平衡是指 。农田施肥和生活污水使该河流生态失衡的原因是 （从生态系统的稳定性角度分
析）。
(2)水体出现富营养化后，蓝细菌和藻类等生物大量繁殖形成水华现象，调查蓝细菌的种群密度可以采用
的方法。河蚬受水源影响很大，水源条件直接作为 （填“密度”或“非密度”）制约因素影响其种群
数量。河蚬吞食藻类用来生长发育繁殖的能量的去路有 。
(3)河蚬在生态系统成分中属于 ，据表数据分析，可以得出的结论是 。河流治理后水质得以恢复，水
清鱼肥，空气清新，还给河流两岸带来了可观的经济收入，这体现了生态系统的 价值。
【答案】(1) 生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态 生态系统的自我调节能力有限，当
外界干扰因素强度超过一定限度时，生态系统的稳定性急剧下降，生态平衡就会遭到严重破坏
(2) 抽样检测法 非密度 流向分解者、下一营养级
(3) 消费者和分解者 河蚬可以降低水体富营养化，且改善效果与河蚬的密度呈正相关 直接
价值和间接
【分析】生态平衡是指生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态，处于生态平衡的生态系统应具有
结构平衡、功能平衡和收支平衡等特征。
【详解】（1）生态平衡是指生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态；生态失衡的原因是因为生
态系统的自我调节能力有限，当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的稳定性急剧下降，生态
平衡就会遭到严重的破坏。
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（2）蓝细菌体积微小，调查种群密度需采用抽样检测法。水源条件直接作为非密度制约因素影响其种群
数量。河蚬吞食藻类用来生长发育繁殖的能量的去路有流向分解者、下一营养级。
（3）分析题意可知，河蚬以水中微小生物和有机碎屑为食，因此属于消费者和分解者；由图分析可知，
与对照组相比，河蚬组的TN 和TP 含量均降低，且河蚬密度越高，TN 和TP 越低，据此可以得出：河蚬可
以抑制藻类的生长繁殖，且抑制效果与河蚬的密度成正相关。水质得以恢复体现了生态系统的间接价值，
带来了可观的经济收入体现了生态系统的直接价值。
5．森林生态系统是陆地最大的碳库，森林土壤碳库在全球气候调控和碳平衡维持方面具有至关重要的作
用。作为碎屑食物网的起点，土壤微食物网是森林生态系统地上-地下碳转化的关键驱动者，决定着森林土
壤有机碳的分解、转化和储存等过程，影响着森林生态系统的固碳潜力。下图是土壤部分生物微食物网及
碳库主要途径，a~e 为生理过程。请结合下图回答问题：
(1)土壤微食物网中有众多的微小生物类群和部分中型动物（<2mm），欲调查这些动物丰富度用 法，
对于个体较小数量较多的小动物用 进行统计，调查过程中发现土壤中落叶含量不同，分布的生物
类群也不同，体现了群落的 结构。
(2)土壤微食物网中含碎屑食物链（以有机碎屑为第一营养级，以碎屑为食的腐生细菌和真菌也占营养级）
和捕食食物链，请写出上图食物网中捕食食物链 ，土壤微食物网中第四营养级生物有 ，短时
间内若食菌线虫大量减少，根 食性线虫数量会 。
(3)在碳循环中，上图e 为 途径。为了缓解温室效应，我国提出碳中和目标，若要达到此目标，上图
要满足 关系（用a~e 表示）。而森林中大量植被可以为人类提供木材，也可以吸收二氧化碳缓解温
室效应，这些用途体现了生物多样性的 价值。
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(4)土壤碳库转化伴随着能量流动，能量流动是指 。
【答案】(1) 取样器取样 目测估计法 水平
(2) 乔木（根）→根 食性线虫→捕食性线虫 杂食性线虫、捕食性线虫 下降
(3) 化石燃料燃烧 a=b+c+d+e 直接和间接
(4)生态系统中能量的输入、传递、 转化和散失的过程
【分析】1、生态系统中能量的输入、传递、 转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。
2、食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系，就是食物网。错综复杂的食物网是使 生态系统保持相对
稳定的重 要条件。如果一条食物链的 某种动物减少或消失，它在 食物链上的位置可能会由其 他生物来
取代。一般认为， 食物网越复杂，生态系统抵 抗外界干扰的能力就越强。 食物链和食物网是生态 系统
的营养结构，生态系统 的物质循环和能量流动就是 沿着这种渠道进行的。食物链分为腐食食物链和捕食
食物链。
【详解】（1）丰富度的统计方法有两种：一是计名计算法（指在一定面积的样地中，直接数出各种群的
个体数目，一般用于个体较大，种群数量有限的群落）；二是目测估计法（按预先确定的多度等级来估计
单位面积上个体数量的多少，等级划分表示方法有：非常多、多、较多、较少、少、很少），对于个体较
小数量较多小动物用目测估计法进行统计。土壤微食物网中有众多的微小生物类群和部分中型动物
（<2mm），我们可以通过取样器取样法来研究土壤中小动物类群的丰富度；调查过程中发现土壤中落叶
含量不同，分布生物类群也不同，体现群落的水平结构。
（2）食物链分为腐食食物链和捕食食物链；捕食食物链的正确写法是：生产者→初级消费者→次级消费
者…直到最高营养级，起始点是生产者，因此上图食物网中捕食食物链为乔木（根）→根食性线虫→捕食
性线虫。在碎屑食物链中，以有机碎屑为第一营养级，以碎屑为食的腐生细菌和真菌也占营养级，土壤微
食物网中第四营养级（三级消费者）生物有杂食性线虫和捕食性线虫。短时间内若食菌线虫大量减少，捕
食性线虫会捕食更多根 食性线虫，根 食性线虫数量会减少。
（3）在碳循环中，上图e 为CO2 回归无机环境的途径，表示化石燃料燃烧。碳中和一般是指国家、企业、
产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量，通过植树造林、节能减
排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”，为了缓
解温室效应，我国提出碳中和目标，若要达到此目标，上图要满足a=b+c+d+e 关系。森林中大量植被可以
为人类提供木材，体现了生物多样性的直接价值，森林中大量植被可以吸收二氧化碳缓解温室效应，体现
了生物多样性的间接价值。
（4）生态系统中能量的输入、传递、 转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。
6．黄河三角洲湿地河口泥沙淤积形成潮间带裸露滩涂，随着新生滩涂湿地向海扩展，开始发育盐地碱蓬
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群丛等盐生植被；当盐沼湿地进入潮上带位置时，植被就演化为较耐盐的柽柳等湿地草甸植被；地貌条件
稳定后，再向温带落叶阔叶林演替。植被的顺行演替过程使其碳储量不断增大，固碳能力不断提高。植被
分布如下图所示。
(1)引起黄河三角洲湿地植被顺行演替的主导环境因素是 。盐地碱蓬群丛、柽柳群丛、芦苇群丛等不
同种群，在空间上构成群落的 结构。
(2)为提高黄河三角洲湿地碳储量，政府逐步实施了“退耕还湿、退养还湿”生态修复工程，该工程根据物
种在湿地群落中的 差异，适时补种柽柳、杞柳等物种，以加快群落演替速度。该过程体现了人类活
动与群落演替的关系是 。
(3)研究发现，黄河三角洲流域的天然湿地因其独特的地理环境和水文条件，有机碳积累的速率较高，原因
是 。
(4)当地政府在湿地的建设和保护过程中，清除了入侵物种一互花米草后的一年内，大型底栖动物数量总体
呈增加趋势，鸟类种类及数量均比治理前显著增加，原因是 。
【答案】(1) 土壤盐分 水平
(2) 生态位 人类活动可以影响群落演替的速度和方向
(3)湿地植被具有较高的生长速度，沉积了丰富的有机质；水饱和状态的土壤始终处于缺氧条件，导致微生
物分解作用较弱
(4)互花米草清除后，该群落中的植物种类增多，为动物提供了丰富的食物和栖息场所，使得动物种类增加
【分析】群落结构是由群落中的各个种群在进化过程中通过相互作用形成的，主要包括垂直结构和水平结
构，
1、群落垂直结构：在垂直方向上，大多数群落具有明显的分层现象；植物主要受阳光的影响，动物主要
受食物和栖息空间的影响。
2、群落水平结构：由于地形的变化、土壤湿度和盐碱的差异、光照强度的不同等因素，不同地段往往分
布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差异。
3、群落演替：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，人类活动会改变群落演替的速度和
方向。
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
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的演替。
【详解】（1）由题干信息“随着新生滩涂湿地向海扩展，开始发育盐地碱蓬群丛等盐生植被；当盐沼湿
地进入潮上带位置时，植被就演化为较耐盐的柽柳等湿地草甸植被”可知，引起黄河三角洲湿地植被顺行
演替的主导环境因素是土壤盐分。水平结构是指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。盐地
碱蓬群丛、柽柳群丛、芦苇群丛等不同种群，在空间上构成群落的水平结构。
（2）补种植物时，可选择与当地植物生态位重叠较低的物种，以减少竞争，加快群落演替速度，该过程
体现了人类活动可以影响群落演替的速度和方向。
（3）湿地植被具有较高的生长速度，沉积了丰富的有机质；水饱和状态的土壤始终处于缺氧条件，导致
微生物分解作用较弱，因此黄河三角洲流域的天然湿地有机碳积累的速率较高。
（4）互花米草为入侵物种，清除互花米草后，该群落中的植物种类增多，为动物提供了丰富的食物和栖
息场所，使得动物种类增加，因此清除互花米草后的一年内，大型底栖动物数量总体呈增加趋势，鸟类种
类及数量均比治理前显著增加。
7．青藏高原啮齿类动物鼠兔是高寒草甸生态系统重要生物干扰源之一，其采食、挖洞等行为会造成土壤
裸斑。研究高原鼠兔的干扰强度与物种多样性等的关系，对于科学解释草地多样性的维持机制和评价鼠兔
对草地生态系统的危害具有重要意义。封育是退化草原恢复与重建的重要措施，在一定恢复年限内可提高
物种丰富度。某自然保护区草原生态系统经过长期封育后，研究人员引入羊群进行中度放牧，并对中度放
牧前后该草原植被的生态位重叠指数和物种多样性进行调查，结果如图。回答下列问题：
(1)高寒草甸和草原群落是依据 等方面的差异区分的。为控制高寒草甸鼠兔的干扰强度，将草地划分出
高、中、低3 种干扰区域，并对区域内群落的 进行调查，来研究干扰程度对高寒草地物种多样性的影响。
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(2)高原鼠兔的干扰会导致草原裸斑数量及面积增加，加剧草地生境的旱化，使得杂草增加，破坏高原草甸
生态系统的稳定性，但鼠兔的适度干扰又可以改善土壤的通透性。请提出一种措施或方案来控制鼠兔的干
扰强度： 。
(3)经过长期封育的草原达到生态平衡，据图分析，此时进行中度放牧使草原植被种群间的竞争强度
（填“增大”“不变”或“减小”），对物种多样性的影响是 （填“增强”“不变”或“减小”）。
从物质循环的角度分析，引入的羊群能加快生态系统物质循环的原因是 。
【答案】(1) 物种组成 丰富度
(2)通过开洞堵洞的方式来控制鼠兔的生存区域（或调查鼠兔的捕食者与被捕食者，控制鼠兔的数量）
(3) 减小 增强 羊作为消费者摄食牧草后，通过自身的新陈代谢，将有机物转化为无机物，
这些无机物排出体外后又被生产者重新利用，加快了物质循环
【分析】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；群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这有利于不同生物充分利用环
境资源，是群落中物种之间及生物与环境问协同进化的结果；生态位重叠越多，竞争越激烈。
【详解】（1）丰富度是区分不同群落的重要标志，因此高寒草甸和草原群落是依据物种组成等方面的差
异区分的；研究干扰程度对高寒草地物种多样性的影响，需要控制鼠兔的干扰强度，划分出高、中、低3
种干扰区域，并对区域内群落的丰富度进行调查。
（2）根据题意分析，高强度鼠兔干扰会导致草原裸斑数量及面积增加，加剧草地生境的旱化，使得杂草
增加，破坏高寒草甸生态系统的稳定性，但鼠兔的适度干扰又可以改善土攘的通透性，因此需要通过一定
的措施来控制鼠兔的干扰强度，如调查鼠兔的捕食者与被捕食者，控制鼠兔的数量；通过开洞堵洞的方式
来控制鼠兔的生存区域等。
（3）由图分析可知，进行中度放牧后图中生态位重叠指数降低，说明草原植被种群问的竞争强度减小；
图中，中度放牧后物种多样性比放牧前增强；从物质循环的角度分析，引入的羊群后，羊作为消费者摄食
牧草后，通过自身的新除代谢，将牧草中的有机物转化为无机物，这些无机物排出体外后又被生产者重新
利用，因此加快了物质循环。
8．为研究不同放牧强度对某草原生态系统植被的影响，研究人员进行了相关放牧实验。实验共设置4 组：
禁牧组、轻牧组、中牧组和重牧组，结果如下表所示（物种密度指样方中各种植物的植株总数）。
指标
禁牧组
轻牧组
中牧组
重牧组
物种丰富度
20.33
21.78
23.11
16.22
物种密度/（株/m-2）
229.67
219.22
237.11
227
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(1)该草原中的一些植物在早春开花和结实，到了夏季其生活周期结束，另一些种类则在夏季达到生命活动
的高峰，这体现了群落的 性。研究发现生产者流向牛的能量传递效率远低于10%，分析其原因是 。
(2)调查物种丰富度时，选择样方要做到 ，根据表中数据，分析不同放牧程度对群落物种丰富度的影响
是 。
(3)实验结果显示中牧组较对照组（禁牧组）的物种密度更高，原因可能是 。
(4)该草原的植物类群包括禾草、莎草、杂类草（毒草、可食杂草）和毛茛科植物，研究发现随着放牧程度
的加重，毛茛科植物的地上部分的生物量在植物类群中的比例有所增加，原因可能是 。
【答案】(1) 季节 该草原处于第二营养级的生物不仅有牛（处于第二营养级的含有其他生物）
(2) 随机取样 轻牧和中牧能可以增加群落物种丰富度，重牧组降低群落物种丰富度
(3)中牧对占竞争优势的物种取食多，使其他物种生长繁殖的多
(4)放牧的动物对毛茛科植物捕食少，对其他植物取食多，由于捕食其他植物使毛茛科植物得以生长
【分析】物种丰富度：群落中物种数目的多少；据表格分析可知，一定程度的放牧有利于物种丰富度和物
种密度的提高。
【详解】（1）该草原中的一些植物在早春开花和结实，到了夏季其生活周期结束，另一些种类则在夏季
达到生命活动的高峰，这体现了群落的季节性。能量传递效率为相邻营养级同化量之比，研究发现生产者
流向牛的能量传递效率远低于10%，分析其原因是该草原处于第二营养级的生物不仅有牛（处于第二营养
级的含有其他生物）。
（2）调查物种丰富度时，选择样方要做到随机取样，根据表中数据，分析不同放牧程度对群落物种丰富
度的影响是：轻度和中度放牧能提高物种丰富度（与禁牧组相比），重度放牧组降低物种丰富度（与禁牧
组相比）。
（3）实验结果显示中牧组较对照组（禁牧组）的物种密度更高，原因可能是中牧对占竞争优势的物种取
食多，使其他物种生长繁殖的多。
（4）该草原的植物类群包括禾草、莎草、杂类草（毒草、可食杂草）和毛茛科植物，研究发现随着放牧
程度的加重，毛茛科植物的地上部分的生物量（有机物总干重）在植物类群中的比例有所增加，原因可能
是放牧的动物对毛茛科植物捕食少，对其他植物取食多，由于捕食其他植物使毛茛科植物得以生长。
9．零增长线又称生态位边界，是一种生物在利用某些必需资源时能生存和繁殖的边界线。线上每一个点
所对应的资源组合仅允许种群维持自身大小不变，若资源组合低于这个范围，则一段时间后，种群无法生
存和繁殖。为探究同一地区梅尼小环藻和美丽星杆藻两个物种在不同的资源组合情况下能否共存，科学家
分别研究了两个物种对两种必需资源的零增长线，如下图实线所示。已知其余条件均充足且适宜，请回答
以下问题：
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(1)群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，研究植物的生态位，通常要研究 等方面。
(2)若初始环境资源处于 A 点且没有资源补充，在两种群共存的情况下，初始一段时间内，美丽星杆藻种
群年龄结构处于 型，梅尼小环藻种群年龄结构处于 型。
(3)环境资源处于区域②时， 在种间竞争中处于劣势，主要限制因素是 。
(4)若两种群只在区域④实现了共存，环境资源处于 B 点时，种间竞争中 将获胜，原因是
。由此推断，两物种同时出现在该地的情况下，一段时间内环境资源处于区域 (填序号)时，该地
梅尼小环𤂋将被淘汰。
【答案】(1)植物在该地的出现频率、种群密度、植株高度、与其他物种的关系
(2) 增长型 衰退型
(3) 美丽星杆藻 硅酸盐浓度
(4) 梅尼小环藻 随着资源的消耗，硅酸盐浓度更早到达甚至低于美丽星杆藻的零增长线，使其无
法生存和繁殖，在种间竞争中被淘汰（硅酸盐浓度更早达到/更早低于/更接近美丽星杆藻的零增长线）
①⑤⑥
【分析】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。因此，研究某种动物的生态位，通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及
与其他物种的关系等。研究某种植物的生态位，通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株
高度等特征，以及它与其他物种的关系等。
【详解】（1）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。研究某种植物的生态位，通常要研究它在研究区域内的出现频率、
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种群密度、植株高度等特征，以及它与其他物种的关系等。
（2）分析题图， A 点的磷酸盐浓度正好位于梅尼小环藻的零增长线，而高于美丽星杆藻的零增长线，若
初始环境资源处于 A 点且没有资源补充，在两种群共存的情况下，由于美丽星杆藻消耗磷酸盐，会使磷
酸盐浓度低于梅尼小环藻的零增长线，使梅尼小环藻的种群数量下降，即初始一段时间内，美丽星杆藻种
群年龄结构处于增长型，梅尼小环藻种群年龄结构处于衰退型。
（3）环境资源处于区域②时，硅酸盐浓度低于美丽星杆藻的零增长线，使美丽星杆藻在种间竞争中处于
劣势。
（4）环境资源处于 B 点时，随着资源的消耗，硅酸盐浓度更早到达甚至低于美丽星杆藻的零增长线（或
“硅酸盐浓度更早低于美丽星杆藻的零增长线”或“硅酸盐浓度更接近美丽星杆藻的零增长线”），使其
无法生存和繁殖，在种间竞争中被淘汰，故种间竞争中梅尼小环藻将获胜。由此推断，两物种同时出现在
该地的情况下，一段时间内环境资源处于区域①（磷酸盐浓度低于梅尼小环藻的零增长线，高于美丽星杆
藻的零增长线）、⑤（磷酸盐浓度更早低于梅尼小环藻的零增长线）、⑥（磷酸盐浓度低于梅尼小环藻的
零增长线）时，该地梅尼小环藻将被淘汰。
10．某小型湖泊中存在如下图甲所示的营养结构，图乙表示不同体长露斯塔野鲮鱼的食性相对值，图丙表
示绿藻和蓝细菌对水体中N、P 吸收量及其体内藻毒素含量相对值。请回答：
(1)调查露斯塔野鲮鱼的数量常用标记重捕法，原因是 。若标记个体更易被天敌发现而被捕
食，则会导致种群密度估算结果 （填“偏高”、“偏低”或“不变”）
(2)同样增重2kg，体长为2.8cm 的露斯塔野鲮鱼需要绿藻和蓝细菌的量是体长为4.2cm 的露斯塔野鲮鱼的
倍（能量传递效率按20%计算）。
(3)该湖泊受到富含P 的生活用水污染，某科研小组提出生态治污的方案：
①首先培养 去除水体中的P，理由是 。
②然后投放体长大于4.2cm 的露斯塔野鲮鱼控制绿藻和蓝细菌的数量。选择体长大于4.2cm 的野鲮鱼，其
原因是 。
(4)科研小组对罗氏沼虾的能量流动情况进行分析，结果如下表所示（数字为能量值，单位是
kJ·cm-2·a-1）。由表中结果分析可知，罗氏沼虾同化量为 kJ·ccm-2·a-1。罗氏虾用于生长、发育
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和繁殖的能量，除去传递给露斯塔野鲮鱼的能量和流向分解者的能量，还包括 。
摄入食物中的能
量
用于生长、发育和繁殖的能量
呼吸作用散失的能量
57.6
7.5
23.1
【答案】(1) 露斯塔野鲮鱼的活动能力强，活动范围广 偏高
(2)1.5
(3) 绿藻 吸收相同含量的P 元素时，绿藻体内的藻毒素含量比蓝细菌低 体长大于4.2cm 的
露斯塔野鲮鱼的植食性比例较高，食物链短，能量利用率高
(4) 30.6 未被利用的能量
【分析】根据题意和图示分析可知：图甲中绿藻、蓝细菌是露斯塔野鲮鱼和罗氏沼虾的食物，罗氏沼虾又
是露斯塔野鲮鱼的食物，所以露斯塔野鲮鱼与罗氏沼虾的种间关系是竞争和捕食。图乙表示不同体长露斯
塔野鲮鱼的食性相对值。
【详解】（1） 露斯塔野鲮鱼活动能力强，活动范围广，调查其种群密度用标记重捕法，种群中的 个体
总数=初次标记个体数×重捕个体数÷重捕中标记个体数，若标记个体更易被发现而被捕食，则会使重捕中
标记个体数变小，导致种群密度估算结果偏高。
（2）由表格可知，体长为2.8cm 的露斯塔野鲮鱼的食物来源为植食性：肉食性=1：1，则增重2kg，至少
需要藻类（传递效率为20%）1÷20%+1÷20%÷20%=30kg。体长为4.2cm 的露斯塔野鲮鱼增重2kg 至少需要
藻类的量为2×3/4÷20%+2×1/4÷20%÷20%=20kg。故同样增重2kg 体长为2.8cm 的露斯塔野鲮鱼至少需要藻
类的量是体长为4.2cm 的露斯塔野鲮鱼的1.5 倍。
（3）吸收相同含量的P 元素时，绿藻体内的藻毒素含量比蓝细菌低，因此首先培养绿藻去除水体中的P；
体长大于4.2cm 的露斯塔野鲮鱼的植食性比例较高，食物链短，能量利用率高，因此选择体长大于4.2cm
的野鲮鱼控制绿藻和蓝细菌的数量。
（4）罗氏沼虾同化量=用于生长、发育和繁殖的能量+呼吸散失的热能=7.5+23.1=30.6 kJ/（kJ·cm-2·a-1）。
罗氏虾用于生长、发育和繁殖的能量，除去传递给露斯塔野鲮鱼的能量和流向分解者的能量，其余的能量
未被利用，这体现了能量流动具有逐级递减特点。
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