Question

20．图甲是某草原生态系统中碳循环模式图，图中A、B、C、D表示生态系统的成分，①②③为特定的生理过程，图乙表示该系统中部分生物间的食物关系．请据图分析回答：

（1）图乙中的生物对应图甲中的BD（用字母表示）．在①、③过程中碳以CO₂形式进行循环．
（2）如要调查该生态系统中蒲公英的种群密度，通常采用样方法法．
（3）图乙中，若鼠和昆虫粪便中的能量为M，呼吸作用消耗的能量为R，用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量为N，则图中第二营养级的同化量可表示为N+R．
（4）图乙中，若蛇的食物有$\frac{4}{5}$来自鼠，$\frac{1}{5}$来自蛙．则从理论上讲，蛇每增加1kJ能量，至少消耗植物45kJ，假如蛇的食物中，鼠的比例变为$\frac{1}{5}$，消耗相同的植物，蛇同化的能量是原来的$\frac{3}{7}$．
（5）该草原曾发生过火灾，但此后又慢慢恢复，该过程属于次生演替，从生态
系统的角度分析，这体现了生态系统具有自我调节能力，这种能力的大小主要取决于营养结构的复杂程度．
（6）图丙为演替过程中该草原中的植物a和两种动物b、c的数量变化曲线图，其中b、c均能以a为食．b和c的种间关系是捕食和竞争，若b消失，物种c的数量应增加．
（7）青蛙只能捕食移动的昆虫，这属于生态系统的行为信息，可以通过放养青蛙有效防治害虫，这说明信息传递能够调节种间关系，维持生态系统的稳定．

Answer 1

分析 图甲：根据A与D之间的双箭头和指向A的箭头最多，可知A是二氧化碳库，D是生产者，由B、C、D的箭头关系可知，B是消费者，C是分解者．
图乙：该食物网中有两条食物链：植物→鼠→蛇；植物→昆虫→蛙→蛇．
能量流动过程中能量关系：
摄入量=同化量+粪便量；
同化量=用于生长、发育繁殖的能量+呼吸散失的能量；
生长、发育、繁殖的能量=流入下一营养级能量+流入分解者的能量．

解答 解：（1）图乙中的生物成分为生产者和消费者，故对应图甲中的B、D；①是光合作用，③是呼吸作用，在①、③过程中碳以二氧化碳的形式进行循环．
（2）调查植物种群密度的常用方法是样方法．
（3）同化量=用于生长、发育繁殖的能量+呼吸散失的能量=N+R．
（4）由高营养级求低营养级，至少消耗需要考虑能量传递效率为20%，则在植物→鼠→蛇这条食物链中蛇需消耗植物=（1×$\frac{4}{5}$）÷20%÷20%=20kg，在植物→昆虫→蛙→蛇这条食物链中蛇需消耗植物=（1×$\frac{1}{5}$）÷20%÷20%÷20%=25kg，因此蛇每增加1 kg体重至少消耗植物45kg．同理，假如蛇的食物中，鼠的比例变$\frac{1}{5}$，则蛇每增加1kg体重，在植物→鼠→蛇这条食物链中蛇需消耗植物=（1×$\frac{1}{5}$）÷20%÷20%=5kg，在植物→昆虫→蛙→蛇这条食物链中蛇需消耗植物=（1×$\frac{4}{5}$）÷20%÷20%÷20%=100kg，则因此蛇每增加1kg体重至少消耗植物105kg．则消耗相同的植物，蛇同化的能量是原来$\frac{45}{105}$=$\frac{3}{7}$．
（5）该草原虽说发生火灾，但土壤中仍存有植物的根系、繁殖体等，故一段时间后，会发生次生演替；生态系统自我调节能力的大小，取决于该生态系统营养结构的复杂程度或食物链食物网的复杂程度．
（6）分析图丙可知b和c的种间关系是捕食，b、c又均能以a为食，所以又存在竞争关系，生态系统的组成成分有非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者，除图乙所示外，还应包括非生物的物质和能量、分解者．若b消失，该生态系统的食物链变短，能量消耗减少，所以物种c的数量应增加．
（7）青蛙只能捕食移动的昆虫，这属于生态系统的行为信息，可以通过放养青蛙有效防治害虫，这说明信息传递能够调节种间关系，维持生态系统的稳定．
故答案为：
（1）BD   CO₂  
（2）样方法    
（3）N+R    
（4）45   $\frac{3}{7}$
（5）次生演替    营养结构的复杂程度    
（6）捕食和竞争        增加
（7）行为    调节种间关系

点评 本题考查生态系统的结构、功能以及稳定性，意在考查考生的识图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．