Question

【题目】在某草原，由于开采煤矿，植被被破坏消失，土壤变得更干旱贫瘠。科研人员对该煤矿废弃后植被恢复情况进行了多年追踪调查，结果如下表。

	第1年	第5年	第10年	第15年	第25年
物种数	8	19	20	40	48
优势种	蒺藜 猪毛菜 反枝苋 灰绿藜	白莲蒿 蒲公英 鹤虱 狗尾草	白莲蒿 差不嘎蒿 羊草 寸草苔	差不嘎蒿 羊草 大针茅 寸草苔	大针茅 羊草 克氏针茅
	均为一年生植物	鹤虱和狗尾草为一年生植物，其余为多年生	均为多年生植物	均为多年生植物	均为多年生植物

（1）在植物种群密度的调查中，需依据植物的________设置样方大小，并对样方中的植物进行计数。

（2）植被恢复是恢复被破坏生态系统的关键环节，从植物在生态系统中功能角度阐述理由：____________。

根据表中调查结果可知，该植物群落演替的趋势是______。

（3）该草原生态系统的一条食物链的能量流动调查结果如下图：

注：图中方框内的数字为同化的能量，单位为kcal·ha-1·a-1

①图中“A”包括___________________________的能量。

②该食物链中，第二营养级到第三营养级的能量传递效率为________。

③根据调查和统计，评估该系统中的某种鸟的营养级为3．2，请解释原因：________。

（4）与本地未开发的草原相比，恢复中的露天废弃煤矿生态系统更容易发生虫灾。从生态系统稳定性的角度分析，发生该现象的可能原因是________。

Answer 1

【答案】大小（类型） 作为生产者利用无机物合成有机物，同时把太阳能从无机环境输入生态系统，并直接或间接为其他生物提供营养物质 物种丰度增加，优势种由一年生植物向多年生植物演替 未利用的能量和流向分解者 3．16% 在食物网中该种鸟占据了多个营养级，平均为3．2 与本地未开发的草原相比，露天废弃煤矿生态系统物种丰（富）度较低，营养结构简单，自我调节能力较弱，抵抗害虫干扰的稳定性较弱

【解析】

1.一般植物和个体小、活动能力小的动物以及虫卵常用的是样方法，其步骤是确定调查对象→选取样方→计数→计算种群密度；活动能力大的动物常用标志重捕法，其步骤是确定调查对象→捕获并标志个体→重捕并计数→计算种群密度；

（1）样方法调查时，取样的关键是做到随机取样，不能掺入主观因素；常用的取样方法有五点取样法和等距取样法；

（2）调查乔木的种群密度比调查草本植物种群密度时选用的样方面积大；

（3）对样方中位于顶点和边线上的个体计数时，采用取相邻两边和这两边的顶点原则。

2.生态系统的结构包括两部分。

（1）生态系统的成分有：非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者组成。

（2）生态系统的营养结构：食物链和食物网。能量流动的特点是：单向流动，逐级递减。能量流动的途径是食物链和食物网。一个营养级中的能量只有10%∽20%的能量，被下一个营养级所利用。

（1）植物类型不同，其大小、体积差异显著（例如草本植物、灌木和木本植物），因此在采取样方法调查植物种群密度时，要根据植物的类型来设计样方的大小。

（2）植物作为生产者，是生态系统中的主要成分。从能量流动角度分析，生产者可以将太阳能转化为化学能输入群落，从物质循环角度分析，生产者可以将无机物转化为有机物，从而直接、间接为其它生物提供营养物质和能量，因此，植被恢复是恢复被破坏生态系统的关键环节；图表中调查结果有两方面，一是物种数，二是优势种。所以从物种数变化结果来看，群落演替的趋势是物种丰度增加；从优势种类型来看，随着演替进行，优势种从一年生植物变为多年生植物。

（3）①除最高营养级生物外，每个营养级同化量都有四种去路，分别是呼吸散失、被下一营养级同化、流向分解者的能量和未利用的能量，结合图示可知，A应包括生产者流向分解者的能量和未利用的能量。②能量传递效率应为两个营养级同化量之比，因此，第二营养级到第三营养级的能量传递效率为55．6×102/176×103×100% =3．16%。③该鸟可有多种食物来源，在不同的食物链中占据不同的环节（即可占据多个营养级），而且它在不同营养级获得的能量值不同，综合该鸟从各营养级获得能量占其所需总能量的比例，求得其营养级平均为3.2。

（4）与本地未开发的草原相比，露天废弃煤矿生态系统物种丰（富）度较低，营养结构简单，自我调节能力较弱，因此其抵抗力稳定性差，故而更容易发生虫灾。生态系统抵抗力稳定性主要涉及到生态系统的自我调节能力，该能力与生态系统的营养结构复杂程度程正相关。