Question

19．“稻魚共生系統”中，磐粵凈過沖撞稻秧導致稻飛虱等害蟲落入水中并食之，同時使清晨水稻葉片上的露水墜入水中，減少稻瘟病原孢子產生和菌絲體生長；鯉魚的游動，又可引起水渾濁，抑制水中雜草的生長；稻葉在給鯉魚提供食物的同時，還為鯉魚生長創造良好環境．請回答下列有關問題：
（1）生態系統的結構包括生態系統的成分和食物鏈、食物網；該生態系統的主要成分是水稻和雜草；該生態系統中的鯉魚與稻飛虱的關系為捕食和競爭．
（2）該生態系統的群落在垂直方向上的結構特點是分層：若某一外來物種入侵該系統，則會導致該生態系統的生物多樣性銳減，抵抗力穩定性降低．
（3）科學家通過研究該生態系統中生物間的捕食關系，構建了一個捕食者，獵物模型，如圖1所示（圖中箭頭所指方向代表曲線變化趨勢），僅從模型分析，最可能代表獵物和捕食者K值的數據分別是N₂和P₂；其曲線變化趨勢反映了生態系統中普遍存在的調節．

（4）某一簡單的生態系統只有一條具有三個營養級的食物鏈，圖2是該生態系統中某動物取食過程中能量的損失情況，其中字母表示能量值，a是流經該生態系統的總能量，該生態系統中，第一營養級與第二營養級之間的能量傳遞效率是$\frac{i}{a}$%．（用相應的字母表示），分析此圖中凈生產量k，該部分能量也就是用于自身生長、發育和繁殖的能量．

Answer 1

分析 1、據圖分析，該模型是用曲線表示構建的屬于數學模型，曲線在高時會調節其值降低，在低時會調節升高，反映了生態系統最基本的負反饋調節機制．捕食者數量在P₂處上下波動，獵物數量在N₂處上下波動，所以獵物K值為N₂，捕食者K值為P₂．
2、生態系統的結構包括生態系統的組成成分、食物鏈和食物網．
每一營養級的同化量=攝入量-糞便量．
相鄰兩個營養級之間能量傳遞效率=$\frac{下一營養級同化的能量}{上一營養級同化的能量}$×100%

解答 解：（1）生態系統的結構包括生態系統的成分和食物鏈、食物網；該生態系統的主要成分是生產者，即水稻和雜草等；鯉魚以稻飛虱為食，稻葉又給鯉魚和稻飛虱提供食物，所以稻飛虱與鯉魚的種間關系是捕食與競爭．
（2）該生態系統的群落在垂直方向上具有分層現象；若某一外來物種入侵該系統，形成競爭關系，會導致該生態系統的生物多樣性銳減，抵抗力穩定性降低．
（3）因為當生態系統處于穩定狀態時，生物的數量圍繞K值上下波動，故獵物的K值應為N₂，捕食者的K值應為P₂．從該曲線中可以看出，捕食者數量隨著獵物的數量變化而變化，在時間上二者的變化是不同步的，二者數量處于波動狀態，這是一種負反饋調節．
（3）相鄰兩個營養級之間能量傳遞效率=$\frac{下一營養級同化的能量}{上一營養級同化的能量}$×100%．第一營養級同化量為a，第二營養級同化量為i，第一營養級與第二營養級之間的能量傳遞效率為$\frac{i}{a}$．此圖中凈生產量k為同化量-呼吸量=用于自身生長、發育和繁殖的能量．
故答案為：
（1）生態系統的成分和食物鏈、食物網  水稻和雜草  捕食和競爭
（2）分層  生物多樣性  抵抗力
（3）N₂   P₂（負）反饋
（4）$\frac{i}{a}$       自身生長、發育和繁殖的能量

點評 本題考查生態系統的結構、種間關系、群落的結構、生物多樣性、生態系統的穩定性、能量流動等相關知識，意在考查學生的識圖和理解能力，難度不小．