Question

【題目】在某草原，由于開采煤礦，植被被破壞消失，土壤變得更干旱貧瘠。科研人員對該煤礦廢棄后植被恢復情況進行了多年追蹤調查，結果如下表。

	第1年	第5年	第10年	第15年	第25年
物種數	8	19	20	40	48
優勢種	蒺藜 豬毛菜 反枝莧 灰綠藜	白蓮蒿 蒲公英 鶴虱 狗尾草	白蓮蒿 差不嘎蒿 羊草 寸草苔	差不嘎蒿 羊草 大針茅 寸草苔	大針茅 羊草 克氏針茅
	均為一年生植物	鶴虱和狗尾草為一年生植物，其余為多年生	均為多年生植物	均為多年生植物	均為多年生植物

（1）在植物種群密度的調查中，需依據植物的________設置樣方大小，并對樣方中的植物進行計數。

（2）植被恢復是恢復被破壞生態系統的關鍵環節，從植物在生態系統中功能角度闡述理由：____________。

根據表中調查結果可知，該植物群落演替的趨勢是______。

（3）該草原生態系統的一條食物鏈的能量流動調查結果如下圖：

注：圖中方框內的數字為同化的能量，單位為kcal·ha-1·a-1

①圖中“A”包括___________________________的能量。

②該食物鏈中，第二營養級到第三營養級的能量傳遞效率為________。

③根據調查和統計，評估該系統中的某種鳥的營養級為3．2，請解釋原因：________。

（4）與本地未開發的草原相比，恢復中的露天廢棄煤礦生態系統更容易發生蟲災。從生態系統穩定性的角度分析，發生該現象的可能原因是________。

Answer 1

【答案】大小（類型） 作為生產者利用無機物合成有機物，同時把太陽能從無機環境輸入生態系統，并直接或間接為其他生物提供營養物質 物種豐度增加，優勢種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% 在食物網中該種鳥占據了多個營養級，平均為3．2 與本地未開發的草原相比，露天廢棄煤礦生態系統物種豐（富）度較低，營養結構簡單，自我調節能力較弱，抵抗害蟲干擾的穩定性較弱

【解析】

1.一般植物和個體小、活動能力小的動物以及蟲卵常用的是樣方法，其步驟是確定調查對象→選取樣方→計數→計算種群密度；活動能力大的動物常用標志重捕法，其步驟是確定調查對象→捕獲并標志個體→重捕并計數→計算種群密度；

（1）樣方法調查時，取樣的關鍵是做到隨機取樣，不能摻入主觀因素；常用的取樣方法有五點取樣法和等距取樣法；

（2）調查喬木的種群密度比調查草本植物種群密度時選用的樣方面積大；

（3）對樣方中位于頂點和邊線上的個體計數時，采用取相鄰兩邊和這兩邊的頂點原則。

2.生態系統的結構包括兩部分。

（1）生態系統的成分有：非生物的物質和能量、生產者、消費者、分解者組成。

（2）生態系統的營養結構：食物鏈和食物網。能量流動的特點是：單向流動，逐級遞減。能量流動的途徑是食物鏈和食物網。一個營養級中的能量只有10%∽20%的能量，被下一個營養級所利用。

（1）植物類型不同，其大小、體積差異顯著（例如草本植物、灌木和木本植物），因此在采取樣方法調查植物種群密度時，要根據植物的類型來設計樣方的大小。

（2）植物作為生產者，是生態系統中的主要成分。從能量流動角度分析，生產者可以將太陽能轉化為化學能輸入群落，從物質循環角度分析，生產者可以將無機物轉化為有機物，從而直接、間接為其它生物提供營養物質和能量，因此，植被恢復是恢復被破壞生態系統的關鍵環節；圖表中調查結果有兩方面，一是物種數，二是優勢種。所以從物種數變化結果來看，群落演替的趨勢是物種豐度增加；從優勢種類型來看，隨著演替進行，優勢種從一年生植物變為多年生植物。

（3）①除最高營養級生物外，每個營養級同化量都有四種去路，分別是呼吸散失、被下一營養級同化、流向分解者的能量和未利用的能量，結合圖示可知，A應包括生產者流向分解者的能量和未利用的能量。②能量傳遞效率應為兩個營養級同化量之比，因此，第二營養級到第三營養級的能量傳遞效率為55．6×102/176×103×100% =3．16%。③該鳥可有多種食物來源，在不同的食物鏈中占據不同的環節（即可占據多個營養級），而且它在不同營養級獲得的能量值不同，綜合該鳥從各營養級獲得能量占其所需總能量的比例，求得其營養級平均為3.2。

（4）與本地未開發的草原相比，露天廢棄煤礦生態系統物種豐（富）度較低，營養結構簡單，自我調節能力較弱，因此其抵抗力穩定性差，故而更容易發生蟲災。生態系統抵抗力穩定性主要涉及到生態系統的自我調節能力，該能力與生態系統的營養結構復雜程度程正相關。