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第2讲 生态系统的能量流动和物质循环一、 单项选择题1. (2016盐城模拟)利用泥浆生物反应器处理污染土壤,原理是将污染土壤用水调成泥浆状,同时加入部分营养物质和菌种等,在有氧条件下剧烈搅拌,使污染物快速分解。由此推知,该反应器( ) A. 能够实现物质循环B. 主要处理有机污染C. 可看做一个小型生态系统D. 存在能量输入、传递、转化和散失2. (2016无锡模拟)下图是某生态系统能量流动示意图,相关叙述正确的是( ) A. 图中各营养级的生物共形成一条食物链,这是能量流动的渠道B. 与的比值表示由第一营养级到第二营养级的能量传递效率C. 表示通过呼吸作用释放的能量,可用于生物体的生长、发育和繁殖D. 每个营养级的能量输出除外,还能流入下一营养级3. (2016姜堰模拟)如今低碳生活、绿色经济已成为人类共同的目标。下图是碳循环的部分过程,下列有关分析不正确的是( ) A. 过程中能量以CO2为载体进行流动B. 植树造林有助于增强过程而减少大气CO2含量C. 减少对过程的依赖是缓解温室效应的重要措施D. 低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡4. (2016扬州中学)“菇菜”立体栽培(下图)是充分利用温室大棚等设施的光、温度环境优势,按照空间层次分布,形成优势互补和资源高效利用的部分生态农业模式之一。有关叙述正确的是( ) A. 图中“X”可代表CO2,“Y”可代表O2B. 该生态系统中食用菌属于消费者C. 菌渣作为有机肥为蔬菜提供了能量D. 在捕食链中,各营养级获得能量的方式及能量的用途基本相同5. (2016扬州模拟)如下图表示生态系统中四种成分(甲、乙和丙、丁、戊所对应方框各代表一种成分)之间的关系,以下相关叙述错误的是( ) A. 甲、乙和丙、戊所包含的所有种群构成群落B. 戊是分解者,但不一定是微生物C. 图中存在竞争关系的有乙1和丙1、乙2和丙2D. 丁的含量增加将导致臭氧层被破坏6. (2016如东模拟)一个池塘中含有生产者、初级消费者、次级消费者、分解者,其中生产者固定的全部能量为a,流入初级消费者、次级消费者、分解者的能量依次为b、c、d,三者呼吸消耗的能量依次是e、f、g。下列叙述正确的是( )A. 第二营养级到第三营养级的能量传递效率为c/(b+e)100%B. 能量大小关系为ab+cC. 初级消费者粪便中的能量属于其同化量的一部分D. 流入该生态系统中的总能量为a+b+c+d7. (2016南通一模)如下图是某共生型设施生态农业模式图,下列相关叙述正确的是( ) A. 输入该系统的总能量是过程固定的太阳能B. 碳在过程中的流动形式都是有机物C. 过程表示分解者通过分解作用释放能量D. 实际生产中要注意控制蔬菜温室与畜禽舍面积比8. (2016盐城三模)多营养层次综合水产养殖法(IMTA)是一种全新养殖方式。如在加拿大的芬迪湾,人们用网笼养殖鲑鱼,鲑鱼排泄物顺水而下,为贝类和海带提供养料。下列有关叙述正确的是( )A. 贝类和海带属于生态系统组成成分中的分解者B. IMTA运用了生态工程的物质循环再生原理C. IMTA的实施提高了能量的传递效率,使人类获得了更多的产品D. 笼养鲑鱼的种群密度远大于野生种群,是由于笼养区域的生产者数量更多9. (2016常州模拟)如下表为科研人员对一荒地进行的食物链水平上的能量流动分析(单位:J公顷-1a-1,GP表示总同化量,NP表示净同化量,R 表示呼吸量,GP=NP+R),对此表的说法不正确的是( ) A. 食物链每个环节的NP仅有很少一部分被下一个营养级利用B. 该表显示出能量流动具有单向流动和逐级递减的特点C. 表中数据显示这是一个相对封闭的生态系统D. 缩短食物链可以提高人类对生态系统的能量利用率10. (2016南京六校联考)现有两个不同类型的生态系统和,和的生产者同化的总能量相同,据下图分析相关说法正确的是( ) A. 造成的原因可能是生产者的生活周期很短或初级消费者的个体很小B. 、中的消费者的总能量都大于生产者同化的总能量C. 中的各营养级之间的能量传递效率应该大于中的各营养级之间的能量传递效率D. 中的生产者同化的总能量大于消费者的总能量,但中的则相反二、 多项选择题11. (2016南京三模)如右图示某农业生态系统部分物质循环过程。该系统获得了鱼、猪、蚕和粮食的全面丰收。下列相关叙述正确的是( )A. 丰收的主要原因是各营养级间的能量传递效率高B. 蚕粪喂鱼、鱼粪喂猪均实现了能量的多级利用C. 粪便、塘泥做肥料又归田,实现了物质循环再生D. 与自然生态系统相比该生态系统自我调节能力弱12. (2016镇江一模)下图1是某生态系统碳循环示意图,其中A、B、C、D是生态系统内各生物成分,1、2、3、4、5表示有关的生理过程;图2为该生态系统中某一食物链及部分能量流动情况。下列有关叙述错误的是( ) 图1 图2 A. 图1中B、C分别属于分解者和生产者B. 图1中表示呼吸作用过程的是2、3、4、5C. 图2中和属于兔同化量的一部分并流向分解者D. 图2中/(+)的比值代表兔与狼之间的能量传递效率13. (2016通泰扬淮二模)如下图是某生态系统中组成食物链的三个种群(、)一年内能量流动统计的部分数据(图中数值单位是100万kJ)。有关叙述正确的是( ) A. 三个种群组成的食物链是B. 种群全部生物的呼吸消耗能量约为6 950万kJC. 不同营养级之间能量以有机物形式流动D. 第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为20%三、 非选择题14. (2016通扬泰三模) 薇甘菊是多年生藤本植物,在其适生地能攀援、缠绕于乔灌木,重压于其冠层顶部,阻碍附主植物的光合作用,继而导致附主死亡。因此,薇甘菊是世界上最具危险性的有害植物之一。科研人员研究了薇甘菊不同入侵程度对深圳湾红树林生态系统有机碳储量的影响,结果如下表。请分析回答:有机碳储量/(thm-2)未入侵区域轻度入侵区域重度入侵区域植被碳库51.8550.8643.54凋落物碳库2.013.525.42土壤碳库161.87143.18117.74总计215.73197.26166.70 (1) 调查薇甘菊种群密度的方法是 。薇甘菊与附主植物之间的关系是 。 (2) “植被碳库”中碳主要以 形式存在,这些碳的主要去路有 。 (3) 与薇甘菊未入侵区域相比,薇甘菊重度入侵区域的总有机碳储量减少了 %。 (4) 随着薇甘菊入侵程度的加剧,凋落物碳储量显著增加,其原因是 ,而土壤碳储量减少是因为薇甘菊根系较多且密集,增加土壤孔隙度,有利于 。 15. (2016扬州一模)右图为某草原生态系统的碳循环示意图,其中甲、乙、丙、丁为生态系统的组成部分,A、B、C、D是丙中具有捕食关系的四种生物,其有机量所占比例如图所示。下表为该生态系统能量流动数据统计表(不考虑未利用的能量),请回答下列有关问题:生物类群第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级分解者从上一营养级固定的能量/kJ140.016.10.9221.7呼吸消耗的能量/kJ501.279.113.20.5192.6 (1) 图中A生物的下一营养级生物为 (填字母)。过程中碳的传递形式是 。 (2) 据表分析A与下一营养级的能量传递效率为 (保留小数点后一位)。由绿色植物流入分解者的能量除包含遗体、残枝落叶中的能量外,还包含 中的能量。 (3) 此草原正向森林演替,在演替过程中,生产者固定的CO2量 (选填“大于”、“等于”或“小于”)整个生物群落排出的CO2量,生态系统 稳定性逐渐增强。 (4) 用样方法调查该草原植物类群丰富度时,取最小样方面积为1 m1 m,若调查的是森林植物类群丰富度,则样方面积至少为5 m5 m,可见设计最小样方面积的原则是保证在该面积内 。 1. B 【解析】 根据题意,该菌种是需氧型微生物,“同时加入部分营养物质”又说明它不是自养型微生物;该反应器没有生产者,不可看作一个小型生态系统,也就无法实现物质循环和能量流动;该微生物主要处理有机污染。2. B 【解析】 图中各营养级的生物应包含许多种群,故包含许多条食物链并形成复杂的食物网;生物体生长、发育和繁殖所需的能量是生物体同化量的一部分,而不是呼吸作用散失的“热能”;食物链中最高营养级的生物所同化的能量不再流入“下一营养级”。3. A 【解析】 据图可知,大气中CO2的来源有:生产者和消费者的呼吸作用、分解者的分解作用和化石燃料的燃烧,但降低大气中CO2的含量主要是通过生产者的光合作用来实现的,而是引起大气中CO2含量增加的主要原因,故植树造林有助于增强过程而减少大气CO2含量;减少对过程的依赖是缓解温室效应的重要措施;无机环境与生物群落之间碳循环的主要形式是CO2,CO2不携带能量。4. A 【解析】 蔬菜作为生产者,可利用太阳能进行光合作用产生O2,食用菌属于分解者,通过呼吸作用释放CO2;在捕食链中,生产者能通过光合作用获能,而消费者通过捕食获得能量,菌渣不能为蔬菜提供能量。5. D 【解析】 由图可知,甲为生产者,乙和丙是消费者,戊是分解者,丁是非生物的物质和能量。丁的主要气体成分是CO2,CO2增加将导致温室效应,臭氧层被破坏主要与含氟的气体有关,D错误。6. B 【解析】 第二营养级到第三营养级的能量传递效率为c/b100%,A错误;由于生产者固定的全部能量为a,则流入第二营养级的能量b最多为a/5,流入第三营养级的能量c最多为a/25,故ab+c,B正确;初级消费者粪便中的能量属于生产者的能量,C错误;生产者固定的全部能量a是流入该生态系统的总能量,D错误。7. D 【解析】 在共生型生态农业模式中,输入该系统的总能量为太阳光能和饲料中有机物含有的化学能;碳在蔬菜温室流向畜禽舍的过程中主要以有机物的形式,而畜禽舍流向蔬菜温室的形式主要是无机物;沼气池中的沼气主要是通过燃烧为家庭和农场提供热能。8. B 【解析】 海带属于生态系统的生产者;IMTA的实施提高了能量利用率,使人类获得了更多的产品;笼养鲑鱼的种群密度远大于野生种群,是由于食物充足,但鲑鱼是次级消费者,不以生产者为食物。9. C 【解析】 由图中食物链环节(田鼠)的NP+R大于GP可知,该生态系统有迁入现象,是一个开放的生态系统。10. A 【解析】 生态系统有三个营养级,生态系统有四个营养级,在生产者同化的总能量相同的前提下,生态系统食物链较短,能量流动过程中散失的能量少,而生态系统食物链较长,能量流动过程中散失的能量多,因此,生态系统中现存的消费者的总能量大于生态系统中现存的消费者的总能量;但两个生态系统中,消费者所含总能量均小于生产者所含有的能量。11. BCD 【解析】 丰收的主要原因是提高了能量的利用率,但各营养级之间的能量传递效率并未提高,A错误;蚕粪便喂鱼、鱼粉喂猪均实现了能量的多级利用,B正确;粪便、塘泥做肥料又归田,实现了物质循环再生,C正确;与自然生态系统相比,该生态系统生物种类少,营养结构简单,自我调节能力弱,D正确。12. CD 【解析】 图1中C属于生产者,D、A属于消费者,B属于分解者;2、3、4、5表示呼吸作用;图2中和分别属于草、兔同化量的一部分;/的比值代表兔与狼之间的能量传递效率。13. CD 【解析】 图中是一年内能量流动统计的部分数据,据同化量的多少,三个种群组成的食物链是;因为缺乏传给分解者的能量和被下一营养级摄取的能量,所以无法计算种群全部生物的呼吸消耗能量;不同营养级之间能量流动的形式为有机物;第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为315100%=20%。14. (1) 样方法 竞争 (2) 有机物 通过植物的呼吸作用以CO2形式释放到无机环境中、以食物形式流向消费者(以残枝败叶等形式流向分解者) (3) 22.7 (4) 薇甘菊入侵导致附主死亡,增加凋落物量 土壤微生物分解作用【解析】 (1) 调查植物的种群密度采用样方法。薇甘菊入侵后,与其附主会争夺光照、土壤中的营养等。(2) 植物通过光合作用固定碳,以有机物的形式存在于植被碳库中,这些碳大多数通过呼吸作用散失到环境中,另外的以有机物的形式流向下一营养级和分解者。(3) 重度入侵区域有机碳储量减少了(215.73-166.70)215.73100%=22.7%。(4) 随薇甘菊入侵加剧,凋落物碳储量增加是由于薇甘菊攀援、缠绕于乔灌木,使附主植物光合作用受到严重影响,进而死亡,导致凋落物增加,碳储量增加。而土壤碳库中的碳储量与土壤微生物的活动关系密切。薇甘菊根系较多且密集,增加土壤孔隙度,可以增加土壤中氧气含量,微生物分解作用增强。15. (1) B、C (含碳)有机物 (2) 11.5% 草食动物(A)的粪便 (3) 大于 抵抗力 (4) 基本能反映物种数量情况(或最多的物种数量)【解析】 (1) 分析图形可知,图中甲是非生物的物质和能量,乙是生产者,丙是消费者,丁是分解者;能量沿食物链流动时逐级递减,所以A是第二营养级,B和C是第三营养级,D是第四营养级;生物群落内部碳的流动形式为含碳有机物。(2) 结合表中的数据和上述分析可知,A与下一营养级的能量传递效率为16.1140.0100%=11.5%。由绿色植物流入分解者的能量除包含残枝落叶中的能量外,还包含草食动物A的粪便中的能量。(3) 草原向森林演替过程中,生物量逐渐增大,物种丰富度增加,生产者固定的CO2量大于整个生物群落排出的CO2量,生态系统的抵抗力稳定性逐渐增强。(4) 设计最小样方面积的原则是保证在该面积内基本能反映物种数量情况(或最多的物种数量)。
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