生态学中几道易错试题的分析

    [例1]（2011北京卷）在生态学研究中，下列方法与研究目的不相符的是

    A.给海龟安装示踪器调查其洄游路线

    B.给大雁佩戴标志环调查其迁徙路线

    C.用样方法研究固着在岩礁上贝类的种群关系

    D.用标志重捕法调查达乌尔黄鼠的丰（富）度

    [解析]示踪器与标志环都是示踪作用的，可用于研究动物洄游与迁徒线路，尽管教材中并未涉及，但这属于常识的范畴。样方法与标志重捕法都是教材中介绍的调查种群数量或密度的方法，前者用于分布位置相对固定或移动范围很小的生物的调查，如植物与土壤动物、固着于岩礁上的贝类等；后者用于移动范围较大的生物的调查，如草原上的鼠、蝗虫等。如果考生只是机械地理解样方法是用来调查种群的数量或密度的，那么就非常容易误选C。事实上，样方法研究是取样研究的一种方法，无论是研究种群密度，还是研究种群关系（种内关系、种间关系）等，只要这些生物相对不移动或移动范围很小，就可以采用取样方的方法。标志重捕法可以用来调查达乌尔黄鼠的种群数量或密度，但丰富度是指群落中物种数量的多少，这里混淆了种群密度与物种丰富度的概念。

    答案：D

[例2]下列与群落、生态系统相关的叙述中，正确的是（ D ）

A．一座高山从山脚向山顶依次分布着阔叶林、针叶林、灌木林、草甸等群落，这是群落的垂直结构。

B．一个森林中的所有动物与植物构成了这个森林的生物群落。

C．食物链纵横交错形成的复杂营养关系就是食物网。食物网的复杂程度取决于该生态系统中生物的数量。

D．食物链与食物网是生态系统的营养结构，生态系统的物质循环与能量流动就是沿着这种渠道进行的。

[解析]本题最容易错的是A。群落的空间结构包括垂直结构与水平结构。前者指在垂直方向上物种的分层现象，如森林在垂直方向上自上而下的乔木、灌木、草本植物的分层等；后者指物种在水平方向上的不同分布，这种分布常常呈镶嵌分布。高山上从山脚到山顶植物的不同分布并不位于同一垂直空间。从山脚到山顶植物的体现的是镶嵌状的分布，因此属于群落的水平结构。

选项B与C中的错误比较容易识别。生物群落不仅包括特定范围内动物与植物，还应该包括微生物；食物网的复杂程度取决于构成食网的生物的种类而不是数量。

答案：D

[例3]（10年重庆）为探究食物相同的三种水生动物的种群增长规律及种间关系，某小组进行了下列3组实验（各组实验中，每种动物初始数量相等，饲养条件相同）：

组1：甲种与乙种分别于两个容器中饲养，甲种数量变化如图曲线A所示。

组2：甲种与乙种于同一容器中饲养，乙种数量变化如曲线F所示。

组3：乙种与丙种于同一容器中饲养，形成上、下层分离分布，一段时间后每种动物的数量均较组1少。

（1）组1中，甲种动物的种群数量主要由          和          决定；若容器内饲养液体积为20 mL，则第40天时乙种的种群密度为             。

（2）在某些生态系统中，存在与本实验类似的种间关系。

①在同一段河流中食物相同的两种鱼，分别分布在河流中央底部和临近河岸底部，其种间关系与图中曲线           代表的类似，其分布体现生物群落的             结构。

②在玻璃温室中放养食物相同的两种传粉昆虫后，一种数量增加，另一种减少，其种间关系与图中曲线             代表类似。

[解析]解答本题首先要依据实验及坐标曲线，分析清楚每条曲线代表的动物及不同动物间的相互关系，这是最容易出现差错的。

组1中，甲种与乙种动物分别于两个容器中饲养，甲种数量变化为曲线A，表现为S型增长，因食物相同，饲养条件相同，所以此时乙种数量变化也应表现为S型增长，应是曲线C、D、E之一。

组2：甲种与乙种于同一容器中饲养，乙种数量变化如曲线F所示。因食物相同，所以甲种与乙种生物之间应属于竞争关系，各组实验中，每种动物初始数量相等，饲养条件相同，此时甲种与乙种生物数量增长都应比在组1中单独培养慢，因而组1中乙种生物数量增长要比组2中快，变化曲线应为C（因D、E比F在前面增长慢）。

组3：乙种与丙种于同一容器中饲养，形成上、下层分离分布，一段时间后每种动物的数量均较组1少，因组1中甲种与乙种生物数量变化曲线为A、C，所以此时乙种与丙种生物数量变化曲线应为D、E。据此推测在组2中甲种生物数量变化为曲线就是B。

（1）组1中，由于没有迁入与迁出，甲种动物的种群数量主要出生率与死亡率决定的。组1中乙动物的数量变化曲线为C，根据曲线，第40天时种群数量为600，而容器内饲养液体积为20mL，所以此时乙种的种群密度为30只/mL（600只/20mL）。

（2）“在某些生态系统中，存在与本实验类似的种间关系”，显然提示后面的分析应该依据实验中动物间的关系。

①在同一段河流中食物相同的两种鱼，分别分布在河流中央底部和临近河岸底部，其种间关系与实验中的组3中的乙种和丙种生物相似，由于是种间关系是两种生物，应是两条曲线D和E。不过，组3中两种生物是在容器中上下分层分布，属于群落的垂直结构；而这两种鱼同在河底，只不过一个是在中央底部，一个是在河岸底部，其分布体现的是生物群落的水平结构。

②在玻璃温室中放养食物相同的两种传粉昆虫后，一种数量增加，另一种减少，属于种间竞争关系，与实验组2中的甲种和乙种生物相似，所以应与曲线B和F的关系类似。

[答案]（1）出生率和死亡率  30只/ mL （2）①D和E     水平    ②B和F

[例4] 下图是生态系统的能量流动图解，N₁-N₆表示能量数值，请据图分析回答：

（1）流经该生态系统的总能量为           （用N₁-N₆中的字母表示）由初级消费者传递给蜣螂的能量为          。能量由生产者传递给初级消费者的传递效率为           。（用N₁-N₆中的字母表示）由图可知初级消费者同化的能量有两个去向：一部分在呼吸作用中以热能形式散失，一部分用于                。

（2）当生态系统处于相对稳定的状态时，初级消费者的种群数量一般处于         （填K或K/2）值，此时种群数量的增长速率为           。

（3）生态系统具有自我调节能力的基础是                。

（4）为缓解人口增长带来的世界性粮食紧张状况，人类可以适当改变膳食结构。若将（草食）动物性与植物性食物的比例由1∶1调整为1∶4，地球可供养的人口数量是原来的            倍（能量传递效率按10%计算，结果精确到小数点后两位数字）

[解析]（1）流经生态系统的总能量是该生物系统中生产者所固定的太阳能，它既不是照射到该系统的太阳能，也不是照射到植物体上的太阳能，而应该是通过光合作用被同化的部分，图解中应该是N2。从图中可知，蜣螂所需的能量来自于初级消费者排出的粪便，而初级消费者的粪便属于它获取生产者后未被消化吸收的部分（食物残渣），所以蜣螂实际获得的能量来自于生产者而不是初级消费者，这是特别容易发生错误的地方。生产者的能量是N2，初级消费者同化的能量是N5，因此能量的传递效率是N5/N2×100%。

在生态系统中，某一营养级的能量通常的去路是三个方面：一是自身呼吸消耗，二是被传递到下一营养级，三是被分解者所利用。但这是指某一营养级生物能量的最终去路。如果在某一特定的时间内，除上述三个方面外，还有相当部分是储存于生物体中的（现存量），成为生物体的组成部分的。本题中对生产者的能量去路作了更具体的分解，其同化的能量首先是一部分用于呼吸，另一部分是用于生产者的生长、发育与繁殖。仿照这一表达方式，初级消费者同化的能量去路的两个方面也就应该是：一部分用于呼吸，另一部分用于初级消费者的生长、发育与繁殖。在本小题中的最后一空，许多考生会疑惑，不知道该填什么，其实命题者的命题意图在图示的信息中已给得很充分了。

（2）本小题比较简单，生态系统达到稳定时，数量应该达到K值，此时种群的数量保持相对的稳定，增长速率为0。

（3）无论是生物的个体还是生态系统，都能通过自我调节实现稳态。而这种调节的机制就是反馈。反馈包括正反馈与负反馈，前者的作用主要是促进系统的发展，后者主要导致系统的平衡。所以生态系统的自我调节能力的基础主要是负反馈的调节。

（4）本小题涉及到能量流动的计算。假如人类获取植物性食物与动物性食物的比例是1：1，按能量10%的传递效率计算（下图左），共需植物性食物的相对值得55；如果动物性食物与植物性食物的比例是1：4，则共需植物性食物的相对值是28（下图右）。前者对食物的消耗量是后者的55/28=1.96倍，这也就说明了后者可供养的人数是前者的1.96倍。

答案：（1）N₂      0      N₅/N₂×100%      各种生命活动（生长、发育或繁殖）

（2）K    0    （3）负反馈调节    （4）1.96