生態(tài)學(xué)試題賞析

山東 陳 龍

生態(tài)學(xué)試題賞析

山東 陳 龍

生態(tài)學(xué)內(nèi)容（種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)）在考試大綱中的要求Ⅰ類和Ⅱ類各占一半，總體上較為簡(jiǎn)單，但卻是全國(guó)卷兩套試題中的高頻考點(diǎn)。題目大多出現(xiàn)在非選擇題部分，且呈現(xiàn)單元間綜合的特點(diǎn)，既考查了考生的“綜合運(yùn)用能力”，又是對(duì)“提高生物科學(xué)素養(yǎng)”這一課程基本理念的落實(shí)?，F(xiàn)根據(jù)試題所依托的情景信息做分類評(píng)析。

一、種群

【例1】（2015·全國(guó)新課標(biāo)卷Ⅰ）現(xiàn)有一未受人類干擾的自然湖泊，某研究小組考察了該湖泊中某條食物鏈最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的某魚(yú)種群的年齡組成，結(jié)果如下表。

注：表中“1＋”表示魚(yú)的年齡大于等于1、小于2，其他以此類推。

回答下列問(wèn)題：

（1）通常，種群的年齡結(jié)構(gòu)大致可以分為三種類型，分別是____________________。研究表明：該魚(yú)在3＋時(shí)達(dá)到性成熟（進(jìn)入成年），9＋時(shí)喪失繁殖能力（進(jìn)入老年）。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知幼年、成年和老年3個(gè)年齡組成個(gè)體數(shù)的比例為_(kāi)_________，由此可推測(cè)該魚(yú)種群數(shù)量的變化趨勢(shì)是______________________________。

（2）如果要調(diào)查這一湖泊中該魚(yú)的種群密度，常用的調(diào)查方法是標(biāo)志重捕法。標(biāo)志重捕法常用于調(diào)查_(kāi)_________強(qiáng)、活動(dòng)范圍廣的動(dòng)物的種群密度。

（3）在該湖泊中，能量沿食物鏈流動(dòng)時(shí)，所具有的兩個(gè)特點(diǎn)是____________________。

【試題評(píng)析】種群具有個(gè)體不具有的特征，如種群密度、出生率和死亡率、遷入率和遷出率、年齡組成和性別比例等。本題先考查年齡結(jié)構(gòu)的基本生物學(xué)知識(shí)，再通過(guò)給定某魚(yú)種群的年齡組成數(shù)據(jù)信息，要求考生從數(shù)據(jù)信息進(jìn)一步分析。樣方法和標(biāo)志重捕法是種群密度調(diào)查的兩種重要方法，要求考生理解兩種方法使用的范圍。該魚(yú)處于食物鏈的最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)，必然涉及能量流動(dòng)和能量流動(dòng)的特點(diǎn)，題目體現(xiàn)單元間綜合。

【解題思路】（1）種群的年齡結(jié)構(gòu)一般為增長(zhǎng)型、穩(wěn)定型、衰退型三種類型；將表中三個(gè)年齡段的數(shù)據(jù)分別相加，個(gè)體數(shù)均為400，數(shù)量比為1∶1∶1，對(duì)應(yīng)高中生物必修3第63頁(yè)圖4－3：B，屬穩(wěn)定型，推測(cè)該魚(yú)種群數(shù)量的變化趨勢(shì)是保持穩(wěn)定。（2）標(biāo)志重捕法常用于調(diào)查活動(dòng)能力強(qiáng)、活動(dòng)范圍廣的動(dòng)物的種群密度；樣方法常用于雙子葉植物和活動(dòng)能力較弱的動(dòng)物的種群密度調(diào)查。（3）能量流動(dòng)的兩個(gè)特點(diǎn)是單向流動(dòng)和逐級(jí)遞減。

【答案】（1）增長(zhǎng)型、穩(wěn)定型、衰退型 1∶1∶1 保持穩(wěn)定

（2）活動(dòng)能力

（3）單向流動(dòng) 逐級(jí)遞減

二、食物鏈（網(wǎng)）

【例2】（2015·全國(guó)新課標(biāo)卷Ⅱ）某生態(tài)系統(tǒng)總面積為250km2，假設(shè)該生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈為甲種植物→乙種動(dòng)物→丙種動(dòng)物，乙種動(dòng)物種群的K值為1 000頭。回答下列問(wèn)題。

（1）某次調(diào)查發(fā)現(xiàn)該生態(tài)系統(tǒng)中乙種動(dòng)物種群數(shù)量為550頭，則該生態(tài)系統(tǒng)中乙種動(dòng)物的種群密度為_(kāi)_________；當(dāng)乙種動(dòng)物的種群密度為_(kāi)_________時(shí)，其種群增長(zhǎng)速度最快。

（2）若丙種動(dòng)物的數(shù)量增加，則一段時(shí)間后，甲種植物數(shù)量也增加，其原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________。

（3）在甲種植物→乙種動(dòng)物→丙種動(dòng)物這一食物鏈中，乙種動(dòng)物同化的能量__________（填“大于”“等于”或“小于”）丙種動(dòng)物同化的能量。

【試題評(píng)析】本題給定食物鏈及相關(guān)數(shù)字信息，要求計(jì)算相關(guān)生物的種群密度及對(duì)其增長(zhǎng)情況做出判斷；在食物鏈中，某種生物數(shù)量變化時(shí)，必然會(huì)引起其他生物的數(shù)量變化，考查邏輯思維能力；比較兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物同化量多少是對(duì)能量傳遞效率的定性考查。

【解題思路】（1）該次調(diào)查乙種動(dòng)物的種群密度為550頭/250km2＝2.2頭/km2，乙種動(dòng)物種群的K值若為1 000頭，則K/2時(shí)種群增長(zhǎng)速度最快，此時(shí)種群密度為500頭/250km2＝2頭/km2。（2）乙種動(dòng)物以甲種動(dòng)物為食，丙種動(dòng)物數(shù)量增加導(dǎo)致乙種動(dòng)物數(shù)量減少，從而導(dǎo)致甲種植物數(shù)量增加。（3）兩個(gè)相鄰營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率是高一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量與低一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量的比值，約為10%～20%，故乙種動(dòng)物同化的能量大于丙種動(dòng)物同化的能量。

【參考答案】（1）2.2頭/km22頭/km2（2）乙種動(dòng)物以甲種動(dòng)物為食，丙種動(dòng)物數(shù)量增加導(dǎo)致乙種動(dòng)物數(shù)量減少，從而導(dǎo)致甲種植物數(shù)量增加 （3）大于

三、群落

【例3】（2013·全國(guó)新課標(biāo)卷Ⅰ）南方某地的常綠闊葉林曾因過(guò)度砍伐而遭到破壞。停止砍伐一段時(shí)間后，該地常綠闊葉林逐步得以恢復(fù)。下表為恢復(fù)過(guò)程中依次更替的群落類型及其植物組成。

演替階段 群落類型植物種數(shù)/種草本植物 灌木 喬木1草叢34 0 0 2針葉林52 12 1 3 針闊葉混交林67 24 17 4常綠闊葉林106 31 16

回答下列問(wèn)題：

（1）該地常綠闊葉林恢復(fù)過(guò)程中群落演替的類型為_(kāi)_________演替。常綠闊葉林遭到破壞后又得以恢復(fù)的原因，除了植物的種子或者繁殖體可能得到保留外，還可能是原有的__________條件也得到了基本保留。

（2）在由上述群落構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)中，恢復(fù)力穩(wěn)定性最強(qiáng)的是__________生態(tài)系統(tǒng)，抵抗力穩(wěn)定性最強(qiáng)的是____________________生態(tài)系統(tǒng)。

（3）與草叢相比，針葉林中的動(dòng)物分層現(xiàn)象較為_(kāi)___________________（填“簡(jiǎn)單”或“復(fù)雜”），原因是_______________________________________________。

【試題評(píng)析】要求考生判斷演替類型，再通過(guò)表格中數(shù)據(jù)推斷不同生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定型差異，還考查群落的垂直結(jié)構(gòu)等生態(tài)學(xué)知識(shí)。

【解題思路】（1）常綠闊葉林遭到破壞后原有的土壤條件仍基本保留，另外還存在植物的種子或者繁殖體，所以其恢復(fù)過(guò)程為次生演替。（2）演替過(guò)程中的四種群落類型中，草叢的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，破壞后容易恢復(fù)，恢復(fù)力穩(wěn)定性最強(qiáng)；常綠闊葉林結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，自動(dòng)調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，抵抗力穩(wěn)定性最強(qiáng)。（3）與草叢相比，針葉林中植物群落的垂直結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，所以其動(dòng)物分層現(xiàn)象較為復(fù)雜。

【答案】（1）次生 土壤 （2）草叢 常綠闊葉林（3）復(fù)雜 針葉林中植物群落的垂直結(jié)構(gòu)更復(fù)雜

四、生態(tài)系統(tǒng)

【例4】（2013·全國(guó)新課標(biāo)卷Ⅱ）回答與草原生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)的問(wèn)題：

（1）草原上鼠的天敵從鼠獲得的能量最終來(lái)自于固定的能量。

（2）草原上，某種鼠的種群密度除了受遷入率和遷出率_____________的影響外，還受該鼠種群的__________、__________、年齡組成和性別比例等因素的影響。

（3）用樣方法調(diào)查某種雙子葉植物種群密度時(shí)，為避免調(diào)查者主觀因素的影響，要做到__________。

（4）草原生物群落的空間結(jié)構(gòu)包括__________和__________。

【例題評(píng)析】試題信息簡(jiǎn)潔，以“草原生態(tài)系統(tǒng)”為附著點(diǎn)，既考查了生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，又考查了生態(tài)系統(tǒng)的上游知識(shí)，如種群特征、樣方法、群落的空間結(jié)構(gòu)等知識(shí)，題雖不難但廣度大。

【解題思路】（1）任何生態(tài)系統(tǒng)中參與流動(dòng)的能量最終均來(lái)自于生產(chǎn)者固定的能量。（2）種群密度是種群最基本的數(shù)量特征，要受遷入率和遷出率、出生率和死亡率、年齡組成和性別比例等其他種群特征的影響。（3）用樣方法調(diào)查某種雙子葉植物種群密度時(shí)，為避免調(diào)查者主觀因素的影響，要做到隨機(jī)取樣。（4）任何生物群落的空間結(jié)構(gòu)均包括垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)。

【答案】（1）生產(chǎn)者 （2）出生率 死亡率 （3）隨機(jī)取樣 （4）垂直結(jié)構(gòu) 水平結(jié)構(gòu)

牛刀小試：

1.某陸地生態(tài)系統(tǒng)中，除分解者外，僅有甲、乙、丙、丁、戊5個(gè)種群。調(diào)查得知，該生態(tài)系統(tǒng)有4個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率為10%～20%，且每個(gè)種群只占一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。一年內(nèi)輸入各種群的能量數(shù)值如下表所示，表中能量數(shù)值的單位相同。

種群 甲 乙 丙 丁 戊能量3.56 12.80 10.30 0.48 226.50

回答下列問(wèn)題：

（1）請(qǐng)畫(huà)出該生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)。

（2）甲和乙的種間關(guān)系是__________；種群丁是該生態(tài)系統(tǒng)生物組分中的__________。

（3）一般來(lái)說(shuō)，生態(tài)系統(tǒng)的主要功能包括__________、__________，此外還具有信息傳遞等功能。碳對(duì)生物和生態(tài)系統(tǒng)具有重要意義，碳在__________和__________之間的循環(huán)主要以CO2的形式進(jìn)行。

2.果園是一個(gè)人工生態(tài)系統(tǒng)，生態(tài)系統(tǒng)中參與了人的許多管理行為，根據(jù)該生態(tài)系統(tǒng)特點(diǎn)，回答下列問(wèn)題：

（1）利用生物防治方法可控制果園害蟲(chóng)種群密度，如用信息素（E）－2－壬烯醇誘殺害蟲(chóng)麗金龜，可破壞其種群____________________。

（2）科研人員對(duì)板栗園內(nèi)的栗癭蜂和長(zhǎng)尾小蜂的數(shù)量進(jìn)行了連續(xù)5年的檢測(cè)，結(jié)果如上圖。據(jù)此判斷這兩個(gè)物種的種間關(guān)系是____________________。

（3）每年輸入果樹(shù)的能量，一部分被初級(jí)消費(fèi)者攝取，其余能量的去處是____________________、______________________________。

（4）如果不對(duì)果園土壤進(jìn)行管理，果樹(shù)林下將會(huì)出現(xiàn)從一年生草本植物為優(yōu)勢(shì)，到多年生草本植物為優(yōu)勢(shì)，再到草本與灌木混生等階段的演替。在草本與灌木混生階段，果園內(nèi)很少有一年生草本植物生長(zhǎng)，其原因是______________________________________________。

【答案】（1）性別比例 （2）捕食 （3）在果樹(shù)的呼吸作用中以熱能形式散失 被分解者分解和未分解的殘枝敗葉

（4）一年生植物在爭(zhēng)奪陽(yáng)光和空間等競(jìng)爭(zhēng)中被淘汰

（作者單位：山東省新泰市教學(xué)研究室）