2026年高考生物终极冲刺：抢热点03 基于“碳中和”的生态系统碳汇（原卷版）

/热点03基于“碳中和”的生态系统碳汇“碳达峰”“碳中和”（简称“双碳”）是我国在2020年联合国大会上向国际社会作出的庄严承诺——力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。2026年高考命题思路正从“考知识”转向“考思维”，从“解题”走向“解决真实问题”。碳中和作为典型的社会议题，且与高中生物选择性必修二生态系统和生态工程等知识联系紧密，天然适合创设真实情境，用于考查学生在复杂问题中综合运用生物学知识的能力。猜押1生态系统的能量流动1.青海湖流域分布着高寒湿地、温性草原等多种生态系统，研究人员对某温性草地生态系统进行了长期观测，记录了2021年生长季末期（9月）和过渡期（10月）的碳收支数据如下表（1g碳约含40kJ能量）。月份植物光合作用固定碳量（gC/m2）生物呼吸释放碳量（gC/m2）系统净碳收支（gC/m2）9月195.6176.7-18.910月80.496.2+15.8注：净碳收支=光合固定碳量-呼吸释放碳量；负值表示系统净吸收CO2（碳汇），正值表示系统净释放CO2（碳源）。回答下列问题：(1)能量流动和物质循环是生态系统的两大功能。碳在生物群落内部以________形式传递，而能量沿食物链流动的特点是____________________。(2)在不考虑人工投入该生态系统的能量情况下，9月份输入该生态系统的能量是________kJ/m2，10月份该系统由碳汇转为碳源，从碳循环角度分析，其主要原因是__________________________。(3)实现碳中和需要增强生态系统的碳汇能力，结合该生态系统碳收支特点，可采取的措施有______________________________________（答出一点即可）。、1.同化量、呼吸消耗量、用于生长发育繁殖的能量、流向分解者的能量、未利用的能量之间的关系。①同化量=呼吸消耗量+用于生长发育繁殖的能量②用于生长发育繁殖的能量=流向下一营养级的能量+流向分解者的能量+未利用的能量2.能量流动的特点①单向流动：能量沿食物链从生产者→初级消费者→次级消费者……传递，不能循环往复（能量最终以热能形式散失，无法被生产者再利用）。②逐级递减：能量在传递过程中，每一营养级的能量大部分通过呼吸作用散失、部分未被利用或流向分解者，因此传递效率一般为10%～20%，营养级越高，获得的能量越少。猜押2碳循环1．“碳汇”是指生态系统吸收并储存大气中CO2的过程与能力，是衡量生态系统“碳中和”能力的重要指标，增加生态系统碳汇可减少大气中CO2的含量，减缓温室效应。下列叙述错误的是（

）A．森林生态系统通过植物光合作用固定CO2，是陆地生态系统重要的碳汇载体B．湿地生态系统因水生植物丰富且水分充足使有机质分解缓慢，碳汇能力较强C．生态系统中碳汇的增加仅依赖于植物对CO2的吸收，与生物分解作用无关D．合理植树造林、保护现有植被，可有效提升陆地生态系统的碳汇量2．为应对全球气候变化，我国政府宣布：于2030年前实现“碳达峰”（二氧化碳排放量达到历史最高值后稳步下降）；并力争在2060年前实现“碳中和”（通过节能减排、生态碳汇等方式抵消人为碳排放）。下列叙述正确的是（

）A．碳在生物群落和无机环境之间是以有机物的形式进行循环的B．使用新能源电车可减小城市居民生态足迹中的碳足迹，利于生态环境的可持续发展C．达到碳中和时生产者固定的CO2量等于生物呼吸作用释放的CO2量D．积极推进植树造林、开发新能源、禁止CO2的排放是达成碳中和目标的主要措施、1.碳循环的过程猜押3生态工程的基本原理及其应用1．科学家在黄河流域盐碱地开展“上粮下藕、藕鱼套养、鸭鹅混养”立体种养模式：在盐碱地开挖鱼塘，挖出的泥土在塘边堆成台田种植农作物，鱼塘中养殖咸水鱼并种藕，田间杂草可以喂鱼和家禽，动物的排泄物能为莲藕和农作物提供肥料。(1)科学家设计的黄河流域盐碱地立体种养模式，不但减少了“废物”的产生，改善生态环境，同时解决了居民的粮食、收入等问题，该立体种养模式运用了生态工程的______原理，同时体现了生物多样性的______价值。(2)该立体种养模式中的“上粮下藕”体现了群落的______结构，这种结构分布往往取决于______（答2点）等因素。(3)碳汇渔业是指利用水域中动植物吸收并储存水体中的CO2，通过对水生生物产品的收获，将碳转移出水体的渔业活动。实施碳汇渔业可缓解水体酸化和____等生态环境问题。下列生产活动不属于碳汇渔业的是____（填序号）。①增加饵料投放，扩大立体养殖规模②建设黄河大坝人工鱼塘，开发多鱼类养殖③投放人工礁，为鱼类提供栖息场所④推广贝类养殖，构建多层次立体种养模式、1.生态工程的基本原理自生原理：由生物组分产生的自我优化、自我调节（如合理布局生物种类）。循环原理：物质循环利用，减少废弃物（如“无废弃物农业”、秸秆还田）。协调原理：生物与环境的协调，不超过环境承载力（如考虑环境容纳量）。整体原理：兼顾生态、经济和社会效益（如碳汇渔业同时提高固碳能力和经济效益）。一、单选题1．《碳达峰碳中和的中国行动》白皮书强调，实现碳达峰（CO2排放量达到峰值）碳中和（CO2排放量和吸收量相等）是中国站在对人类文明负责的高度，基于实现可持续发展的内在要求作出的重大决策部署。下列哪项不利于达成此目标（

）A．秸秆燃烧，增加土壤肥力B．垃圾分类，促进回收利用C．光伏发电，发展清洁能源D．河湖治理，提升碳汇（CO2吸收储存）效能2．2010年由唐启升院士提出“碳汇渔业”的概念，将“利用水域中动植物的碳汇功能，吸收并储存水体中的CO2，通过对水生生物产品的收获，将碳转移出水体以缓解水体酸化和气候变暖的渔业活动过程”称为“碳汇渔业”。下列生产活动属于“碳汇渔业”的是（

）A．推广贝类养殖，构建多营养层次生态养殖模式B．建设人工鱼礁，恢复海洋生态系统C．实施捕捞配额制度，限制过度捕捞D．投放人工饲料，扩大养殖规模3．碳汇是指通过植树造林等措施，吸收大气中的二氧化碳，来降低温室气体浓度的过程或机制。不同森林类型的碳汇潜力也有差别，老龄森林的碳汇能力趋于饱和，未来的碳吸收量将逐渐减少。下列叙述正确的是（）A．可以利用生物多样性的间接价值，对老龄森林进行适度采伐B．我国农业用地的植被面积逐年增大，标志我国的碳汇能力在增加C．为了增加生物多样性，繁殖能力越强的生物越适合用于建造人工林D．要实现碳中和，除了通过造林增加碳汇外，还要考虑有效减少碳排放4．“碳汇”是指吸收大气中CO2的过程或活动，“碳源”是指向大气释放CO2的过程。图甲是某草原生态系统中碳循环模式图，图乙是该草原生态系统中部分生物种群之间形成的食物网模型。下列说法正确的是（）A．图甲中缺少的碳流动方向是b→a，c→aB．图甲中的b对应图乙中的ⅡC．“碳汇”和“碳源”使草原中的碳在生物群落中发生碳循环D．提高草原植物的多样性有助于增加碳汇，体现生物多样性的间接价值5．为应对全球气候变化，我国政府宣布：于2030年前实现“碳达峰”（二氧化碳排放量达到历史最高值后稳步下降）；并力争在2060年前实现“碳中和”（通过节能减排、生态碳汇等方式抵消人为碳排放）。下列相关叙述正确的是（

）A．碳在生物群落内及生物与无机环境间循环的主要形式是CO2B．碳中和时生产者固定的CO2量等于生物呼吸作用释放的CO2量C．当我国实现碳达峰的目标后，空气中的CO2浓度仍有可能会增加D．开车与步行相比、吃肉与吃素食相比，后者均会增大人类的生态足迹二、多选题6．海草床生态系统具有巨大的碳储潜力，其中的有机碳大部分存储于沉积物被称为沉积物有机碳。近年来，海草床急剧衰退，其沉积物有机碳储存潜力下降，海草床生态系统从吸收CO2的“碳汇”转变为排放CO2的“碳源”。下图是海草床退化导致碳损失示意图，相关叙述正确的是（）A．海草床可为水生动物提供食物条件和栖息空间B．藻类爆发会导致海草床光合作用减弱，影响海草床的碳存储功能C．碳循环是指CO2在生物群落和无机环境之间循环往复运动的过程D．海洋生态工程建设过程中，要在遵从自然生态系统规律的基础上优化结构，这体现了整体原理三、解答题7．研究证明，在农田中建立植被缓冲带、乔灌草斑块可以有效提高单位面积的粮食产量。回答下列问题：(1)发生在弃耕农田上的演替属于______演替，理由是___________。(2)乔灌草斑块指乔木、灌木和农作物镶嵌分布，体现了群落的___________结构。建立植被缓冲带、乔灌草斑块可以有效提高农田生态系统的稳定性，原因是___________。(3)许多农田生态系统中会安装碳通量检测仪，以准确了解其中的碳循环过程。碳循环中有碳源（释放CO2进入大气）和碳汇（吸收、储存大气中的CO2），农田生态系统具有________（填“碳源”“碳汇”或“碳源和碳汇”）属性，秸秆还田等措施可以______（填“增加”或“减少”）碳汇。(4)如图是农田生态系统中能量流经次级消费者的部分示意图。次级消费者属于第____营养级，图中用于次级消费者生长、发育和繁殖等生命活动的能量是___________。8．碳汇渔业是指通过渔业生产促进水生生物吸收二氧化碳，并通过收获海产品把这些碳移出水体，不投饵的渔业生产活动，它可以缓解温室效应。某地碳汇渔业模式为：上层挂绳养殖藻类，中层挂笼养殖滤食性贝类，底层投放人工鱼礁并养殖刺参，其中贝类可以将钙化为(1)该碳汇渔业模式运用了群落的空间结构原理，依据这一原理进行海水立体养殖的优点是____。分析该立体养殖生态系统的结构，需要分析其____。(2)据图1分析，该生态系统从大气中吸收的____（填“大于”、“小于”或“等于”）该生态系统中的生物呼吸作用释放的，大气中进入海洋水体后经____过程被利用，从而缓解温室效应。(3)该生态系统中存在如图2所示的能量关系，贝类用于自身生长发育繁殖的能量为____，贝类与刺参所在营养级之间的能量传递效率为____%（保留1位小数）。(4)流入该生态系统的总能量来源于____。碳在海洋生物群落内部主要以____的形式传递。碳汇渔业不仅提高了海水的固碳能力，并且通过人类收获海产品可以提高经济效益，这体现了生态工程的____原理。9．“碳汇渔业”是指通过渔业生产活动促进水生生物吸收二氧化碳，并通过收获水产品将碳移出水体的机制，也被称为“不投饵渔业”(如图)。(1)图示生态系统的____处于相对稳定的一种状态，就是生态平衡。(2)在同一片海域中，投放人工鱼礁的区域和未投放人工鱼礁的区域出现生物与环境差异，这体现出海洋生物群落的____(填“水平”或“垂直”)结构。(3)碳汇渔业不仅改善了海洋生物的生存环境，还实现了渔业产品的持续高效产出，体现了生物多样性的____价值。(4)表为投放人工鱼礁后该海域能量流动情况[单位：106kJ/(cm2⋅a)]。表中X代表的能量为____，Y代表的能量值等于____kJ/(cm2⋅a)，第三营养级与下一营养级之间的能量传递效率为____(结果保留一位小数)。生物类型x传递给分解者的能量未利用的能量传给下一营养级的能量外来有机物输入的能量生产者628.3?23.00初级消费者12.52.513.0Y8.0次级消费者7.4?6.2Z15.0三级消费者4.70.83.31.88.0(5)碳汇渔业不仅提高了海洋的固碳能力，并且提高了经济效益，这体现了生态工程的____原理。除分层养殖外，人们还通过多吃低营养级海产品(如海带)，利用风力为人工渔业提供电力等，从而尽可能缩小____，实现可持续发展。10．阅读以下材料，回答相关问题。材料一：湿地生态系统在固碳方面功能突出，碳汇强度是指单位面积湿地在一定时间内吸收和固定二氧化碳的量。研究表明，水位变化是影响湿地碳汇强度的关键因素。材料二：科研人员对莫莫格国家级自然保护区2013-2023年的水位与碳汇强度进行了监测。研究发现，水位变化通过影响湿地植物的光合作用和沉积有机质的分解过程，进而影响碳汇强度。材料三：研究还发现，水位变化受气候因素（如气温、降水量）和人类活动（如水利工程）影响。气温升高会加剧蒸发导致水位下降，而降水量增加可直接抬升水位。人类活动通过改变区域水文格局间接影响碳汇功能。结合上述材料与生态学原理，回答下列问题：(1)湿地生态系统中的碳元素主要通过_________（填生理过程）进入生物群落。(2)根据材料和所学知识推测，湿地保护区水位与碳汇强度的变化趋势最可能呈现_________（填“正相关”或“负相关”）的关系。当水位下降时，碳汇强度减弱的原因主要有①_________；②_________。(3)除固碳功能外，湿地生态系统还具有_________（答出2点）等生态功能。在生态工程的调控中，我们应遵循_________原理，保障当地的生态、经济与社会协调发展。(4)碳中和是指二氧化碳净零排放，结合本题信息和所学知识，为实现该目标，人类应该_________（答出2点）。11．土壤碳汇量通过土壤有机碳（SOC）含量这一指标进行评估。某田园综合体包含不同的农用地类型，研究不同农用地利用方式对土壤碳汇量的影响，能够为提升田园综合体固碳能力提供科学指导。已知农用地的虾类的活动提高了表层土壤孔隙度和氧气含量，促进了好氧微生物对有机物质的分解。回答下列问题。农用地类型种养情况碳氮投入方式单位面积碳汇量/（t·hm-2·a-1）清水养殖区水草；草鱼、鲈鱼、鲫鱼鱼类饲料7.02立体农业区虾克氏原螯虾虾类饲料6.51果树柚子、西瓜有机肥（牛粪）7.59作物种植区水稻单作水稻有机肥（牛粪）有机肥（秸秆还田）6.03稻虾共作水稻；克氏原螯虾有机肥（牛粪）有机肥（秸秆还田）虾类饲料7.83(1)不同的种植区和养殖区呈镶嵌分布，这体现了群落的_______结构。题中各类型农用地均有好氧微生物，该微生物在生态系统的组成成分中主要属于______。(2)据表分析，单位面积碳汇量最高的农用地类型是______，从物质循环的角度分析，原因是_______（答出两点）。虾可以取食稻田中的浮游动植物，虾作为消费者，其在该田园综合体中的作用是_______。(3)秸秆还田的农业管理措施沿用了“无废弃物农业”的思想，研究团队进一步提出要推广秸秆还田技术，该技术既能有效降低农业碳排放，又能促进农作物增产，体现了生态工程的_______原理。12．2060年前实现“碳中和”（碳净排放量为零）是我国重要的生态发展目标。某湖泊由于受周围工厂排污和生活污水的影响，导致水体富营养化，蓝细菌和绿藻等大量繁殖，影响了水生动物和沉水植物等生物类群的生存，CO2固定量长期小于CO2释放量。生态学家通过引入多种类型生物，并调控各种生物的种群密度，逐渐修复了该湖泊生态系统。经治理后，该湖泊包含浮游植物、浮游动物、鱼类、蛙类及微生物等多种生物类群，食物网复杂且结构稳定，有机碳合成量远高于分解量，成为区域碳汇的重要载体。请回答下列问题：(1)碳汇是指通过吸收大气中的CO2，降低其在大气中浓度的过程或活动。该湖泊在治理之前，为实现“碳中和”需____（填“增强”或“减弱”）碳汇，生产者主要通过___（填生理过程）来实现碳汇。(2)流入该湖泊的污水中可能含有一些重金属元素，这些元素可通过捕食作用逐级转移和富集，生物富集指的是______。修复该湖泊生态系统时，生态学家引入了浮游动物、滤食性鱼类和肉食性鱼类等生物组分并合理布局，主要遵循了生态工程的____原理。(3)生态学家对该湖泊生态系统中各营养级的能量流动进行定量分析，得到如下数据（单位：其中Ⅰ—Ⅳ表示食物链中不同的营养级。结合数据分析，表中生物类群Ⅴ和能量X分别表示的是____、____，最高营养级及其上一营养级之间的能量传递效率为____（保留两位小数），可发现能量流动的特点是____，原因是____。生物类群IIIIIIIVV同化能量871、27×105141、1×10515、91×1050、88×105211、85×105能量X369、69×1056177×1052、81×1050、34×10519、26×105呼吸作用散失能量501、58×10579、33×10513、1×1050、54×105192、59×10513．2060年前实现“碳中和”（碳净排放量为零）是我国重要的生态发展目标。某湖泊由于受周围工厂排污和生活污水的影响，导致水体富营养化，蓝细菌和绿藻等大量繁殖，影响了水生动物和沉水植物等生物类群的生存，CO2固定量长期小于CO2释放量。生态学家通过引入多种类型生物，并调控各种生物的种群密度，逐渐修复了该湖泊生态系统。经治理后，该湖泊包含浮游植物、浮游动物、鱼类、蛙类及微生物等多种生物类群，食物网复杂且结构稳定，有机碳合成量远高于分解量，成为区域碳汇的重要载体。请回答下列问题：(1)碳汇是指通过吸收大气中的CO2，降低其在大气中浓度的过程或活动。该湖泊在治理之前，为实现“碳中和”需____（填“增强”或“减弱”）碳汇，生产者主要通过____（填生理过程）来实现碳汇。(2)水体出现富营养化引发蓝细菌的爆发性增殖，其中微囊蓝细菌分泌的毒素导致水生动物死亡，动物残体的分解进一步加剧水体污染，该过程属于____（填“正”或“负”）反馈调节，会使生态系统逐渐____（填“偏离”或“维持”）稳态。(3)修复该湖泊生态系统时，生态学家引入了浮游动物、滤食性鱼类和肉食性鱼类等生物组分并合理布局，主要遵循了生态工程的____原理；湖泊中的雄蛙在繁殖期通过鸣叫声向雌蛙传递求偶信号，该信息类型属于____信息，这种信息的传递在生态系统中的作用是____。(4)生态学家对该湖泊生态系统中三个营养级的能量流动进行定量分析，得到如下数据（单位：kJ/（m2·a））。营养级粪便量同化量呼吸消耗量流向分解者的能量未利用的能量第一营养级—

第二营养级

第三营养级

？

？第二营养级粪便中的能量属于第____营养级的同化量；从第二营养级到第三营养级的能量传递效率为____。14．碳汇渔业是指通过渔业生产促进水生生物吸收二氧化碳，并通过收获海产品把这些碳移出水体，不投饵的渔业生产活动，它可以缓解温室效应。某地碳汇渔业模式为：上层挂绳养殖藻类，中层挂笼养殖滤食性贝类，底层投放人工鱼礁并养殖刺参，其中贝类可以将CO₂钙化为CaCO₃。(1)该碳汇渔业模式运用了群落的空间结构原理，依据这一原理进行海水立体养殖的优点是________________。分析该立体养殖生态系统的结构，需要分析其________________________________。(2)据图1分析，该生态系统从大气中吸收的CO₂_________（填“大于”、“小于”或“等于”）该生态系统中的生物呼吸作用释放的CO₂，大气中CO₂进入海洋水体后经________________过程被利用，从而缓解温室效应。(3)该生态系统中存在如图2所示的能量关系，贝类用于自身生长发育繁殖的能量为______kJ/（m²·a），除图示外，贝类同化的能量去向还包括________________________________。(4)碳汇渔业不仅提高了海水的固碳能力，并且通过人类收获海产品可以提高经济效益，这体现了生物多样性的______________________价值，体现了生态工程的__________原理。15．某淡水湖泊生态系统因周边农业生产中化肥流失，导致水体氮、磷含量异常升高，引发蓝藻水华；同时，附近工业废水排放造成湖水中镉（-Cd）等重金属污染。研究人员对该湖泊的生态状况进行调查，发现该湖泊的生物体内镉含量远高于水体中镉含量。请结合生态学知识，回答下列问题：(1)该湖泊生物体内镉含量远高于水体中镉含量的现象称为__________，原因是镉进入生物体后难以被________。这些有害物质可以通过大气、水和生物迁移等途径扩散到世界各地，所以该现象与物质循环一样，也具有________。(2)蓝藻爆发初期，由于资源充足、天