高中生物全球性生态环境问题综合题

氮、磷等无机营养物质大量排入水体，会造成水体富营养化，严重时可引发蓝藻爆发，使水域生态遭到破坏。控制蓝藻疯长，同时“变废为宝”是减轻“绿包灾害”的有效途径。请回答下列有关问题：
(1)从细胞结构分析，蓝藻属于________生物，很多蓝藻可以同时进行____________和固氮作用，这在生物界是十分独特的，对整个生物圈____________________具有十分重要的作用。
(2)蓝藻与其他水生生物构成了该水域生态系统中的______________，由于某些蓝藻具有气囊，在水域中有趋表聚集的现象，从__________________的角度看，这些蓝藻处于其上层。
(3)下表为某湖泊不同营养状态的各种藻类种群组成情况。

营养 状态	藻类种群组成
铜绿微 囊藻	鱼腥藻	斜生 栅藻	汉氏菱 形藻	薄甲藻	小定鞭 金藻
重度富 营养	50%	25%	14%	10%	0.5%	0.5%
中度富 营养	5%	40%	42%	12%	0.5%	0.5%
轻度富 营养	0	25%	605	14%	0.5%	0.5%
贫营养	0	0.5%	10%	11.5%	10%	68%

据表分析，检测水中重度富营养化的指示生物是____________________，在中度富营养化水体环境中，竞争最激烈的是__________________________。
(4)采用浮床生态工艺法(如图所示)可治理水体污染，改善水质。其机理正确的是 (　)

①植物吸收水中悬浮物　②植物吸收水中的NO₃^-、PO₃^-等，降低水中氮、磷等含量　
③浮床遮光，抑制浮游藻类的生长繁殖，防止水华发生　④浮床下方水体氧浓度升高，减少微生物种类和数量
A．①④　　     　B．②④　   　　C．②③　　  　D．①③
(5)蓝藻资源化利用有多种方式。从蓝藻中可以提取能发出紫色荧光的藻蓝蛋白，可作为生物实验研究中的______________________。绿色能源工程可以利用蓝藻来制作生物柴油，由此推测蓝藻体内含有丰富的______________类物质。

下图甲表示某湖泊生态系统能量流动部分简图，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表该生态系统的三个营养级，括号中数值表示一年内的能量转化值(单位：百万千焦/平方米)。图乙表示某生态系统碳循环模式图，A～F表示该生态系统的相关成分。请回答下列问题。

(1)若要正确表示图甲所示的湖泊生态系统能量流动情况，图甲中应该补充的能量流动情况是________________(用图甲中相应的符号和箭头表示)。
(2)若图甲所示的湖泊生态系统的总面积为10 000 m²，则每年流经该生态系统的总能量值是________百万千焦。第一、二营养级之间的能量传递效率为________%(精确到小数点后两位)。
(3)湖泊在受到轻度污染后，能够迅速恢复，这是通过________反馈调节机制来实现的。
(4)图乙表示某生态系统中碳循环示意图，在生物群落和无机环境间，碳元素以________形式进行循环。请以字母和箭头表示该生态系统中的食物链： ________________________________________。
(5)图乙中的农作物被重金属污染，图中________字母代表的生物体内重金属浓度最高。

近几年来，工业污染使得湿地生态系统不断遭到破坏。科学工作者为修复被破坏的生态系统，在某地进行了人工引入互花米草的“种青引鸟”生态工程实验。在实验前后分别对该湿地植被类型、昆虫种类数、密度进行调查，结果统计见下表。根据调查结果，分析回答：
注：海蓬子和互花米草都生长在潮间带。

	主要植物类型	昆虫种类数	昆虫密度实验前
实验前	实验后	实验前	实验后	实验前	实验后
实验区	海蓬子	互花米草	47	20	14只/m^2	2.3只/m^2
对照区	海蓬子	海蓬子	47	40	13只/m^2	11只/m^2

(1)生态系统的结构包括　　　　　　。
(2)调查该湿地中互花米草的种群密度应采用　　　 　　　法。实验结果说明了人类活动能影响群落演替的　　　　　　　　　　　　。
(3)根据下侧的食物网，回答下列问题：

①a、b、c过程中碳的流动形式　　　 　　　。
②若鸟的食物有互花米草和植食性昆虫，由原来的2∶1调整为1∶1后，鸟的数量变为原来的　　　 　　　。(传递效率按20%计算)
③互花米草与植食昆虫之间进行的信息传递在生态系统中具有　　　　　　的作用。
④鸟与植食性昆虫相比，能量流动的去向缺少了　　　　　　途径。
(4)你认为此项生态工程是否达到了预期的目的　　　 　　。简要说明理由　　　 　　　。

下表l是1999年柴达木盆地德令哈地区的部分气象及干物质积累情况，表2表示混播试验初期一段时间内该地区主要食物链的能量值。请分析回答问题：
表1  1999年德令哈地区的部分气象及干物积累动态

月份	5月	6月	7月	8月
月平均温度	11.20	14.80	17.60	16.90
月均降水量	14.10	37.00	31.60	30.40
群落地上生物量积累（g/m^2，干重）	148.50	464.50	291.00	-36.00
生长速率（g/m^2·d）	4.64	14.98	9.70	-1.16

表2 一段时间内植物、田鼠和鼬的能量值

（1）调查弃耕地上某种植物种群的数量时，取样的关键除考虑样方的大小和数量外，还应注意__________取样。
（2）表1表明，各类群生物量季节动态具有明显的差异，其生物量生长速率也各不相同，这可能与其自身的生物节律有关，还可能与外界环境因素__________和__________有关。
（3）依据表2计算得出能量从第一营养级传递到第二营养级的效率是__________。
（4）经过调查，人工除去试验地区的杂草，田鼠的数量减少，鼬的数量随之减少，但很快三者又达到新的平衡，这一现象说明生态系统具有一定的__________，体现了生态系统的稳定性。

下图甲为桑基鱼塘农业生态系统的模式图；图乙实线表示该生态系统中某种鱼净补充量（出生率与死亡率的差）与种群密度的关系，虚线I、II、III、IV表示不同的捕捞强度下这种鱼收获量与种群密度的关系。请据图回答：

(1)图甲所示的生态系统稳定性较弱，原因是____________________________________。蚕粪中的碳元素以_________形式流向鱼。
(2)当种群密度为K/2时，在IV所示捕捞强度下种群数量的变化趋势是________。若要获得该鱼最大的持续产量，应维持的捕捞强度为图中的曲线________。
(3)在没有明显迁入和迁出的情况下，决定鱼种群净补充量的因素是________。
(4)该生态系统中所有生物含有的总能量________（填“是”或“不是”）流经该生态系统的总能量，原因是________________________。从生态系统能量流动的角度分析，该农业生态系统的优点是________________________________________________________。

某科研小组对薇甘菊入侵红树林的有关状况进行研究，选取未受入侵的红树林群落、轻度入侵的“红树林—薇甘菊”群落、重度入侵的薇甘菊为主的群落和无植被覆盖的光滩（分别编号为A、B、C、D）进行实验，实验结果如下表。该小组还研究了红树林植被的碳转移途径，结果如下图。请作答。

（1）薇甘菊与某种红树之间存在的种间关系是      。从光滩上开始的群落演替类型属于演替。
（2）据图分析，途径①是指            ，一年内植被碳储量的净增加量是      吨/公顷。
（3）薇甘菊入侵使表层土壤有机碳含量减少，最可能的原因是                             。
（4）为避免人类活动对红树林的影响，国家建立了深圳湾红树林自然保护区，这属于生物多样性保护措施中的               。
（5）生产者和分解者是维持生态系统稳态不可缺少的成分，两者的功能不同可概括为两个方面：从物质的角度看是                    ：从能量的角度看是                           。

近年来我国汞及其他重金属污染、生活污水污染频发，汞污染中甲基汞（有机汞）的毒性远高于无机汞，下图为某湿地生态系统图示。请回答有关问题。

（1）从物质循环的角度看，____________是汞及其他重金属进入动物及人体的重要途径并随之大量积
累。一旦进入人体，不但引起全身中毒症状，还可能诱发_________，而导致细胞癌变。上图中，浮游植物和浮游动物体内汞含量较高的是___________。
（2）如果在没有超出限度的情况下及时停止排放，河流可通过自身净化能力恢复到原始状态，这说明
河流生态系统具有一定的________________。
（3）图中流经该生态系统的总能量为________________。各生物种群占据不同的位置，体现了群落具
有一定的___________结构。
（4）底泥中存在与B类细菌作用类似的真菌，这类真菌在生态系统中的成分是_________，治理汞污
染时除向汞污染的红树林生态系统中投放能分解甲基汞的B类细菌或真菌外，你认为可行的措施还有__    。如果将生活污水排入到此湖水中，湖水中的下列物质或生物的相对数量增加的先后顺序是___________（填数字序号）。①细菌 ②浮游植物 ③无机盐离子 ④大量有机物

6月8日是世界海洋日。海洋是生物圈的重要组成部分，与人类的生存和发展息息相关。
 
（1）根据图甲分析，要获得最大持续捕捞量，捕捞后大黄鱼种群数量应处于点。用标志重捕法调查大黄鱼种群密度时，若标记个体更易于被捕食，则种群密度的估计值（填"偏高""偏低"或"不变"）。
（2）海洋鱼类生活在不同的水层，这体现了生物群落的结构。新建码头的桩柱表面很快被细菌附着，随后依次出现硅藻、藤壶、牡牡蛎等，该过程称为。
（3）图乙表示某海域能量流动简图，表示生态系统的组成成分。图中和（填字母）在碳循环过程中起着关键作用；能量在第一营养级和第二营养级之间的传递效率为。      
（4）海洋会受到石油、工业废水、生活污水等污染。如果污染超过海洋生态系统的，海洋生态系统就很难恢复到原来的状态。

为研究森林群落在生态系统物质循环中的作用,美国一研究小组在某无人居住的落叶林区进行了3年实验。实验区是两个毗邻的山谷(编号1、2),两个山谷各有一条小溪。1965年冬,研究人员将2号山谷中的树木全部砍倒留在原地。通过连续测定两条小溪下游的出水量和硝酸盐含量,发现2号山谷小溪出水量比树木砍倒前升高近40%。两条小溪中的硝酸盐含量变化如下图所示。

请回答问题。
(1)大气中的N₂进入该森林群落的两种途径有     。在森林群落中,能从环境中直接吸收含氮无机物的两大类生物是     。
(2)氮元素以N₂、N和     的形式被生物吸收,进入细胞后主要用于合成               两类生物大分子。
(3)图中显示,1号山谷溪水中的硝酸盐含量出现季节性规律变化,其原因是不同季节生物 。
(4)1966年5月后,2号山谷溪水中的硝酸盐含量急剧升高,主要的两个原因是  。
(5)硝酸盐含量过高的水不宜饮用。在人体消化道中,硝酸盐可转变成亚硝酸盐。N能使DNA中碱基对中的“C”脱氨成为“U”。上述发生突变的碱基对经两次复制后,在该位点上产生的碱基对新类型是     、     。
(6)氮元素从森林群落输出的两种途径是  。
(7)该实验结果说明森林群落中植被的两个主要作用是 。

研究发现,每升天然水中含0.01毫克汞或者0.1毫克的杀虫剂,就会对人体造成危害。某研究小组开展了对某湖泊中环境问题的研究。他们首先选取了该湖泊中5种不同的生物A、B、C、D、E,并对其进行消化道内食物组成的分析;然后又请当地湖泊研究所的专家对这5种生物体内2种污染物的含量进行了测定,如下表所示。分析回答下列问题。

生物种类	消化道内 食物组成	千克体重污染物含量/mg
汞	某种杀虫剂
A	鱼(甲)	鱼(乙)	78	96
B	河蚌	水蚤、小球藻	25	57
C	小球藻	/	3	5
D	鱼(乙)	水蚤	10	31
E	水蚤	小球藻	5	15

 

(1)表中生物可能形成的食物链(网)为         ,河蚌(B)和水蚤(E)的关系是                 。
(2)若C中的能量不变,将B的食物比例由C∶E=1∶1调整为2∶1,能量传递效率按10%计算,该生态系统传递给B的能量是原来的       倍。
(3)上图为该湖泊生态系统参与碳循环的示意图,甲、乙、丙、丁代表生态系统的4种成分,图中以CO₂形式流动的是     (填序号),①的生理作用主要是                 ,该生态系统中丙的成分为           。
(4)分析上表,你认为这一湖泊面临的主要环境问题是什么?                         。针对这一问题,你将提出什么样的保护或改善建议?                                   。

下图甲是一个草原生态系统的物质循环和能量流动示意图；图乙是该生态系统中鼠摄食后能量的流向示意图。（图中a~e代表过程，A~C代表能量）。请据图回答：


（1）草原群落中的碳元素进入无机环境的途径是             （填图中字母），能量进入群落的途径是              （填生理过程）。
（2）为控制草原鼠害，对鼠的种群密度调查宜采用           法；若多次调查所获得的数据基本不变，说明该鼠种群的年龄组成为        型。某时期调查发现，该草原鼠种群的年龄组成如图丙，该鼠种群数量增加，这将直接导致             大量减少，使草原生态系统遭到严重破坏。
（3）狼能够依据鼠留下的气味去捕食，鼠同样也能够依据狼的气味或行为躲避猎捕，可见狼和兔种间数量保持相对稳定的调节属于                  。
（4）图乙中的A表示鼠同化的总能量，B的含义为                 ；B的能量除图中所示去路外，还有一部分是                。

下图1是为了处理污水(含有机和无机污染物)而设计建造的人工湿地生态系统，图2是对该湿地生态系统各组成成分的能量流动情况的调查结果，表中甲、乙、丙、丁分别代表不同的营养级，戊表示分解者。据图回答下列问题。

图1

甲	145.9	62.8	83.1	0.066
乙	870.7	369.4	501.3	0.002 3
丙	0.9	0.3	0.6	0.94
丁	141.0	61.9	79.1	0.085
戊	211.5	20.1	191.4	0

图2
(1)流经该生态系统的总能量是___                   _____。第一营养级和第二营养级之间的能量传递效率为________(保留两位有效数字)。
(2)请据图2画出该湿地生态系统的食物链________________。图2中不同营养级体内DDT含量的特点是___________________________________
(3)对该人工湿地作用效果进行检测，结果见下表。其中化学耗氧量(COD)表示在一定条件下氧化1 L水中有机物所需的氧气量；生化耗氧量(BOD)表示微生物分解一定体积水中有机物所需的氧气量。

项目
进水	750	360	700
出水	150	50	25

COD、BOD值越高，表明________污染程度越高；总氮量的降低表明，植物的吸收作用可________(填“降低”或“升高”)水体富营养化程度。
(4)该生态系统在建设过程中，对污水流入设计了流量和流速控制开关，并且在系统的底部铺设了通气的管网。前者是因为___         _____，后者的目的是促进____                     _     。

下图1是某生态系统中碳循环模式图，图2为某生态农业发展模式图。请回答下列问题:

(1)图1中甲代表的生物成分是　　　　　，B代表的生理过程是　　　　　　。碳在甲、乙、丙之间以　　　形式传递。若第二营养级的生物具有食用和药用价值，则说明生物多样性具有　　　　价值。
(2)与大兴安岭森林生态系统相比，图2所示生态系统的抵抗力稳定性较　　　 ，原因是
(3)下表是大兴安岭5种沼泽地不同层次的年有机碳储存测定结果(单位:kg·m^-2)。

湿地类型 层次	草丛沼泽	灌丛沼泽	毛赤杨沼泽	白杨沼泽	落叶松沼泽
乔木层	0	O	3.30	7.79	6.87
灌木层	O	1.27	0.11	0.08	0.24
草本层	0.33	0.14	0.05	0.03	0.03
凋落物层	0.15	O.18	0.34	0.43	0.35
土壤	38.28	33.06	29.03	19.21	23.73

①与灌丛沼泽相比.毛赤杨沼泽的灌木层单位面积有机碳储量　　　，这是因为　　　　　　　　　　　　　　　。
②草丛沼泽的凋落物层碳储量最低，但是其土壤有机碳储量却最大，其主要原因是　　　　　　　　　　　　　。

2005年，北江水体受到镉等重金属严重污染，严重影响水体动植物的生长发育。有关技术部门开展投入聚合物降低水体污染程度的研究，并取得了很多相关的技术数据，与此同时，北江流域下游匀受镇。台水厂也生产出符合国家标准的自水(镉浓度不超过0．005mg／L)。下表是在镉污染水体中投放聚合物后对西种植物的研究数据。

请你据此进行回答：
(1)在发生严重的镉污染时，可以采用      投入水体降低污染程度，使该水体达到工业排水的标准。
(2)测定         的含量时需使用无水乙醇作为溶剂。
(3)当水体受到严重的重金属污染时，水中动物的群体数量将会      ，食物链将受到    。此外，当植物体内镉含量较高时，植物呼吸速率          。
(4)某课外小组同学探究不同程度镉污染的水对水稻种子发芽率的影响，
①假设：                        。
②请设计不同温度条件下，不同浓度镉污染的水对水稻浸种发芽率影响的数据记录表。

由于人类的活动,云南滇池多次在夏季出现由蓝藻爆发引起的水体富营养化,请回答下列问题:
(1)滇池蓝藻爆发时湖面漂浮着一层绿膜,有人认为这是绿藻而不是蓝藻。对此,可以通过显微镜观察细胞是否具有   来判断。如果比较滇池水体的pH,则早上比傍晚要   。
(2)夏季气温偏高是滇池蓝藻爆发的原因之一,从本质上看这是人为污染超过了滇池生态系统的   ,而温度是通过影响细胞内   来影响蓝藻的生长的。
(3)环保部门怀疑某工厂是污染源之一,并对其排污口进行了检测。检验员沿河顺流每隔100 m取水样一次,依次编号为①~⑨(已知⑤号水样正对工厂排水口),对各水样进行了如下处理:首先,检测水样中的蓝藻数量(A组);然后,滤除水样中全部蓝藻后,每份水样分为三等份,编号B、C、D,其中B、C组分别添加适量的N和P,D组不添加;再在各组中加入等量的蓝藻,放置在阳光下若干天,最后检测水样中蓝藻数量,统计数据如下表(蓝藻数量单位:百万细胞/mm³)。

水样编号	①	②	③	④	⑤	⑥	⑦	⑧	⑨
A组(原 始水样)	0.2	0.3	0.3	1	10	10	7	7	6.5
B组(添 加N)	1	1.5	2	2.5	20	19	18	17	18
C组(添 加P)	8	9	9.5	10	11	9.5	7.5	7.5	7
D组(无 添加)	0.2	0.2	0.3	1	10	9	7	7	6.5

请回答有关问题:
①通过A组数据可以判断该工厂是污染源,依据是                                  。
②进行B、C、D分组实验的目的是探究工厂排出的污染物主要是N含量超标还是P含量超标,其中D组
起   作用,从实验结果可得出的结论是                                          。