2025年人教版高中生物学 生态系统韧性专题试卷（含答案解析）

2025年人教版高中生物学生态系统韧性专题试卷（含答案解析）考查范围：人教版（2019）选择性必修2《生物与环境》第3章「生态系统及其稳定性」、第4章「人与环境」，以“生态系统韧性”为主线整合生态系统的结构、能量流动、物质循环、信息传递、稳定性与生态保护。建议用时：75分钟满分：100分难度系数：约0.65（基础∶中档∶较难≈5∶4∶1）一、试题（一）单项选择题（本题共20小题，每小题2分，共40分。每小题只有一个选项符合题意）1．下列关于生态系统组成成分的叙述，正确的是A．生产者一定是绿色植物，都能进行光合作用B．分解者都是营腐生生活的微生物C．消费者虽不是生态系统的必需成分，但能加快物质循环D．非生物环境中的无机盐不参与生态系统的物质循环2．某草原的一条食物链为“草→蚱蜢→青蛙→蛇→鹰”。下列叙述正确的是A．该食物链共有5个营养级，鹰处于第五营养级B．蚱蜢与青蛙之间既存在捕食关系又存在竞争关系C．鹰同化的能量约为草固定能量的10%～20%D．蛇的数量大幅减少，鹰的数量一定随之增加3．某人工鱼塘中，生产者固定的太阳能为2.0×10⁶kJ，初级消费者同化量为3.5×10⁵kJ，次级消费者同化量为2.5×10⁴kJ。下列分析合理的是A．第一营养级到第二营养级的能量传递效率约为17.5%，高于自然生态系统的正常范围B．第二营养级到第三营养级的传递效率约为7.1%，可能与鱼塘投放人工饵料有关C．初级消费者同化的能量中有82.5%用于其生长、发育和繁殖D．次级消费者粪便中的能量属于次级消费者同化量的一部分4．关于碳循环的叙述，正确的是A．碳在生物群落内部主要以CO₂的形式沿食物链传递B．化石燃料的大量燃烧是大气中CO₂浓度升高的重要原因C．植物光合作用固定的CO₂量始终等于群落呼吸释放的CO₂量D．碳循环只在局部区域进行，不具有全球性5．下列关于生物富集的叙述，正确的是A．铅、汞等重金属沿食物链积累，营养级越高的生物体内浓度往往越高B．生物富集只发生在水生生态系统中C．富集在生物体内的物质易被分解者迅速分解D．营养级越高，生物体内富集物质的浓度越低6．关于生态系统中信息传递的叙述，错误的是A．萤火虫发出的闪光属于物理信息B．植物的生物碱、昆虫的性外激素属于化学信息C．信息传递能调节种间关系，维持生态系统的稳定D．信息传递只存在于同种生物的个体之间7．关于生态系统稳定性的叙述，正确的是A．生态系统能维持相对稳定，是由于其具有自我调节能力B．抵抗力稳定性越强的生态系统，恢复力稳定性也一定越强C．热带雨林遭毁灭性破坏后，比草原更容易恢复原状D．生态系统的自我调节能力是无限的8．生态系统韧性指生态系统受到干扰后维持其结构与功能、并在干扰解除后逐步恢复的能力。下列叙述错误的是A．物种多样性高的生态系统通常具有较高的韧性B．韧性强的生态系统受到同等干扰时，功能下降幅度更小、恢复更快C．提高生态系统韧性就是要完全排除人为干扰，让其自然演替D．在破碎化景观中建设生态廊道有利于提高生态系统的韧性9．甲为热带雨林、乙为温带草原、丙为农田三个生态系统。下列比较合理的是A．抵抗力稳定性：甲＞乙＞丙；恢复力稳定性：甲＞乙＞丙B．抵抗力稳定性：甲＞乙＞丙；恢复力稳定性：丙＞乙＞甲C．抵抗力稳定性：丙＞乙＞甲；恢复力稳定性：甲＞乙＞丙D．抵抗力稳定性：乙＞甲＞丙；恢复力稳定性：乙＞丙＞甲10．下列实例中，属于负反馈调节的是A．草原上兔的数量增多→狼的数量增多→兔的数量减少B．湖泊受污染→鱼类大量死亡→污染进一步加重C．森林被砍伐→水土流失加剧→森林更难恢复D．某昆虫种群密度越大→繁殖速率越快11．关于群落演替的叙述，正确的是A．弃耕农田上发生的演替属于初生演替B．演替过程中群落的物种丰富度一定持续增加C．人类活动往往能改变群落演替的方向和速度D．任何群落演替最终都能形成森林12．某针叶林发生中度火灾后，多年生草本迅速萌发，随后灌木和阔叶树相继定居；土壤种子库和根系萌蘖是植被恢复的重要来源。下列分析错误的是A．该恢复过程属于次生演替B．火灾后的恢复体现了生态系统的恢复力稳定性C．土壤种子库和根系萌蘖加快了恢复速度，说明繁殖体来源是恢复力的重要基础D．火灾后群落最终一定会恢复为火灾前的针叶林13．关于外来物种入侵的叙述，正确的是A．外来物种入侵一定能提高当地的生物多样性B．入侵种往往缺少天敌、繁殖能力强，容易成为优势种C．引入天敌进行生物防治一定安全有效D．外来物种入侵只改变生物群落，不影响生态系统功能14．关于生物多样性及其保护的叙述，正确的是A．生物多样性包括基因多样性、物种多样性和群落多样性B．就地保护是保护生物多样性最有效的措施C．保护生物多样性就是禁止一切开发利用D．引入外来物种增加了物种数量，因而有利于生物多样性保护15．关于生态足迹的叙述，正确的是A．生态足迹是指维持某一人口单位生存所需的草地面积B．生活水平越高，人均生态足迹往往越大C．生态足迹越小，说明该地区经济发展水平越高D．生态足迹不随消费结构改变而变化16．某湖泊夏季出现水华。下列叙述正确的是A．水华主要由水体中N、P等元素含量过高引起B．水华发生后，水体溶解氧含量持续升高C．藻类大量繁殖有利于提高湖泊生态系统的抵抗力稳定性D．长期控制水华最有效的措施是大量投放化学杀藻剂17．我国提出碳达峰、碳中和目标。下列措施中与增加碳汇直接相关的是A．推广新能源汽车替代燃油汽车B．植树造林、保护湿地，提高生态系统固碳能力C．减少煤炭开采量D．提高工业能源利用效率18．关于能量金字塔的叙述，正确的是A．能量金字塔每一层代表一个营养级所含的能量，最底层是生产者B．能量金字塔在特殊情况下可以倒置C．数量金字塔在任何生态系统中都不会倒置D．相邻两个营养级之间的能量传递效率一定为10%～20%19．某流域实施退耕还林、建设生态缓冲带和恢复河漫滩湿地等修复工程。下列叙述不合理的是A．恢复河漫滩湿地可增强流域对洪水的缓冲能力，体现生态系统的调节服务功能B．退耕还林提高了植被覆盖率，有利于提高生态系统的抵抗力稳定性C．修复工程通过增加物种多样性提高了生态系统的自我调节能力D．为提高短期治理效果，可在缓冲带集中连片种植单一速生树种20．为探究放牧强度对高寒草甸生态系统韧性的影响，设置对照、轻度、中度、重度放牧四组，测得植被盖度与土壤有机质含量（相对值）依次为100/100、95/98、78/85、45/60。下列分析合理的是A．重度放牧后草甸完全不能恢复，说明其恢复力稳定性为零B．随放牧强度增大，植被盖度下降幅度增大，说明草甸抵抗力稳定性降低C．土壤有机质含量下降与植被盖度下降没有关系D．轻度放牧必然导致草甸退化（二）非选择题（本题共4小题，共60分）21．（10分）某草原生态系统的部分食物网为：草→蝗虫→食虫鸟→鹰；草→鼠→蛇→鹰；草→兔→狐→鹰。回答下列问题：（1）该食物网中，鹰处于第______营养级；鹰与狐的种间关系是____________。（2分）（2）蝗虫与鼠的种间关系是____________，二者争夺的资源主要是____________。（2分）（3）若鹰的体重增加20g，按最高传递效率计算，至少需要消耗草______g。（2分）（4）若大量捕杀蛇，短时间内鼠的数量将____________，原因是____________；从生态系统稳定性的角度看，这种做法可能带来的后果是____________。（4分）22．（14分）某滨海湿地碳收支的年均测定结果为：芦苇等植物光合作用固定的CO₂为1200g/（m²·a），植物呼吸释放CO₂为320g/（m²·a），土壤及沉积物中微生物呼吸释放CO₂为380g/（m²·a），随水体输出的有机碳折合CO₂为100g/（m²·a）。回答下列问题：（1）计算该湿地每年的净固碳量（g/（m²·a）），并判断它是碳汇还是碳源。（4分）（2）该湿地排干后垦为农田，土壤有机碳快速下降，微生物呼吸释放量显著增加。从碳循环的角度解释这一变化对大气CO₂浓度的影响。（4分）（3）提出两项提高该湿地碳汇能力的措施，并分别说明其生态学原理。（4分）（4）与改造为农田相比，保护原生湿地在长期固碳上更为稳定。请从生态系统韧性的角度说明理由。（2分）23．（16分）某典型草原因长期过度放牧而退化：植被盖度由65%降至20%，优良牧草比例明显下降，毒杂草比例和鼠兔洞密度上升，土壤表层板结、有机质含量下降。回答下列问题：（1）说明退化过程中物种丰富度和营养结构复杂度的变化，以及这些变化对抵抗力稳定性的影响。（4分）（2）重度退化后，该草原的恢复力稳定性也明显下降。结合材料分析原因。（4分）（3）为该草原设计修复方案，写出三项措施并分别说明其对应的生态学原理。（6分）（4）评估修复效果时，除植被盖度外，还应重点监测哪两类指标？（2分）24．（20分）为探究物种多样性对微型生态系统韧性的影响，某小组用相同容积的培养瓶建立微型水生生态系统：设置A、B、C三组，分别接入1种、2种、4种藻类（各组初始总生物量相同），每组4个重复，在相同光照和温度条件下培养至稳定后，对所有瓶统一施加相同强度的高温胁迫（40℃处理6h），再恢复正常条件培养，测定恢复期藻类总生物量和溶解氧浓度的恢复率。回答下列问题：（1）该实验的目的是____________，自变量是____________，因变量是____________。（6分）（2）除上述三组处理外，还应增设一组对照，其处理是____________，作用是____________。（6分）（3）写出预期结果与结论。（4分）（4）若结果支持“多样性提高韧性”的结论，请从生态学角度解释其机制。（4分）二、参考答案与解析（一）单项选择题（每小题2分，共40分）1．C解析：蓝细菌、硝化细菌是生产者，但不是绿色植物，A错误；蚯蚓、蜣螂等动物也属于分解者，B错误；消费者不是生态系统的必需成分，但能加快物质循环和能量流动，C正确；无机盐被植物根系吸收进入生物群落，随残体归还无机环境，参与物质循环，D错误。2．A解析：草、蚱蜢、青蛙、蛇、鹰依次为第一至第五营养级，A正确；蚱蜢与青蛙只有捕食关系，B错误；10%～20%是相邻两个营养级之间的传递效率，草到鹰相隔四个传递环节，鹰同化的能量远低于草固定能量的10%，C错误；蛇减少后鹰可转而捕食其他猎物或迁出，数量不一定增加，D错误。3．B解析：3.5×10⁵÷2.0×10⁶＝17.5%，落在10%～20%的正常范围内，A错误；2.5×10⁴÷3.5×10⁵≈7.1%，低于10%，人工投饵使次级消费者获得了系统外的能量输入，B正确；82.5%是初级消费者同化量占生产者固定能量的比例，与同化量自身的去向无关，同化量中大部分通过呼吸作用以热能形式散失，C错误；粪便中的能量属于上一营养级同化量中未被同化的部分，D错误。4．B解析：碳在生物群落内部以含碳有机物的形式沿食物链传递，A错误；化石燃料的大量燃烧在短期内释放大量CO₂，是大气CO₂浓度升高的重要原因，B正确；光合作用固定的CO₂量与群落呼吸释放量通常不相等，二者的差值决定生态系统是碳汇还是碳源，C错误；碳循环具有全球性，D错误。5．A解析：铅、汞等重金属难以被降解，沿食物链传递并逐级积累，营养级越高浓度越高，A正确、D错误；生物富集可发生在各类生态系统中，B错误；富集物质多为难降解的脂溶性物质，C错误。6．D解析：信息传递既可发生在同种生物个体之间，也可发生在不同物种之间以及生物与无机环境之间，D错误；A、B、C均正确。7．A解析：生态系统能维持相对稳定，是由于其具有自我调节能力，A正确；抵抗力稳定性与恢复力稳定性常呈负相关，B错误；热带雨林结构复杂，遭破坏后恢复极慢，C错误；自我调节能力有一定限度，超过限度稳定性将被破坏，D错误。8．C解析：韧性包含抵抗力、恢复力和适应能力三个方面；科学的人工干预（如控制放牧强度、补水、补播乡土种、连通生境）能够提高韧性，“完全排除干扰、放任自然演替”并不必然提高韧性，C错误；A、B、D均正确。9．B解析：营养结构越复杂，自我调节能力越强，抵抗力稳定性越高，故甲＞乙＞丙；结构越简单，受干扰后恢复越快，恢复力稳定性丙＞乙＞甲（农田生物种类少、依赖人为管理，受破坏后易于重建）。两者呈负相关，B正确。10．A解析：兔增多引起狼增多，狼增多又抑制兔的数量，属于负反馈调节，A正确；B、C、D均使原有变化被加强，属于正反馈调节。11．C解析：弃耕农田保留了土壤条件和繁殖体，属于次生演替，A错误；演替中物种丰富度总体上升但可能波动甚至下降，B错误；人类活动往往使演替按不同于自然的速度甚至方向进行，C正确；演替的终点取决于气候等条件，干旱地区可能停留在草原或荒漠阶段，D错误。12．D解析：火灾后保留了土壤和繁殖体，恢复过程属于次生演替，A正确；干扰后恢复原状的能力体现恢复力稳定性，B正确；土壤种子库和根系萌蘖提供了种源，加快恢复，C正确；演替方向受气候、土壤、种源和后续干扰影响，可能形成阔叶林或针阔混交林，也可能长期停留在某一阶段，不一定是原来的针叶林，D错误。13．B解析：入侵种往往缺少天敌、繁殖力强、生态位空缺，容易成为优势种并排挤本地种，B正确；入侵通常降低当地生物多样性，A错误；引入天敌本身可能成为新的入侵种，C错误；入侵种改变群落结构，进而改变物质循环、能量流动等生态系统功能，D错误。14．B解析：生物多样性的三个层次是基因多样性、物种多样性和生态系统多样性，A错误；就地保护（建立自然保护区）是最有效的保护措施，B正确；保护生物多样性反对的是盲目、掠夺式开发，并不禁止合理利用，C错误；外来物种引入可能造成入侵，反而威胁本地生物多样性，D错误。15．B解析：生态足迹是维持某一人口单位生存所需的生产资源和吸纳其产生的废物所需的生态生产性土地及水域面积之和，A错误；生活水平越高，资源消耗与废物排放越多，人均生态足迹往往越大，B正确；生态足迹大小与经济发展水平不呈简单对应关系，C错误；消费结构（如肉食比例、出行方式）直接影响生态足迹，D错误。16．A解析：N、P等元素输入过多是水华的直接原因，A正确；藻类死亡后被微生物分解大量耗氧，溶解氧下降，B错误；藻类单一化繁殖使物种多样性下降，抵抗力稳定性降低，C错误；化学杀藻剂会造成二次污染，长期治理应以控源截污、恢复水生植被为主，D错误。17．B解析：碳汇指生态系统吸收并固定CO₂的过程，植树造林、保护湿地直接提高生态系统固碳能力，B正确；A、C、D均属于减少碳排放的措施。18．A解析：能量金字塔以营养级为层，最底层为生产者，A正确；能量沿营养级逐级递减，能量金字塔不会倒置，B错误；数量金字塔可能倒置（如一棵树与其上大量昆虫），C错误；10%～20%是一般规律而非“一定”，D错误。19．D解析：集中连片种植单一速生树种会降低物种多样性和结构复杂度，易爆发病虫害，削弱生态系统的抵抗力与长期韧性，违背物种多样性原理和协调原理，D不合理；A、B、C均正确。20．B解析：数据只反映干扰后现状，不能据此判定恢复力为零，A错误；放牧强度增大，植被盖度下降幅度增大，说明草甸抵抗干扰、维持原有结构的能力减弱，B正确；盖度下降使凋落物输入减少、水土流失加剧，土壤有机质随之下降，二者相关，C错误；轻度放牧组数据接近对照，适度放牧甚至有利于维持群落多样性，D错误。（二）非选择题（共60分）21．（10分）（1）四（1分）；捕食（1分）。三条食物链中鹰均为第四营养级，故鹰处于第四营养级。（2）竞争（1分）；草（食物）和栖息空间（1分）。（3）2500（2分）。按最短食物链“草→鼠→蛇→鹰”和最高传递效率20%计算：20÷0.2÷0.2÷0.2＝2500g。若误用10%计算得20000g，是把“至少”与“最多”混淆。（4）增多（1分）；蛇是鼠的主要天敌，蛇减少使鼠的死亡率下降、出生率相对上升，短时间内数量增加（2分）；鼠数量过多会加剧与蝗虫、兔等对草和空间的竞争，导致植被退化，食物网简化，生态系统的抵抗力稳定性下降（1分）。22．（14分）（1）净固碳量＝1200－320－380－100＝400g/（m²·a）（3分）；净固碳量为正值，说明固定的碳多于释放和输出的碳，该湿地是碳汇（1分）。（2）排干后土壤通气性改善，好氧微生物的分解作用显著增强，长期积累的土壤有机碳被快速分解为CO₂释放到大气（2分）；同时湿地植物死亡或更替，光合固碳能力下降，固碳与释碳的平衡被打破，净固碳由正转负，该生态系统由碳汇变为碳源，大气CO₂浓度升高（2分）。（3）措施与原理（每项2分，答出两项即可）：①退耕还湿、恢复水文连通：长期淹水形成厌氧环境，抑制有机碳的有氧分解，减少CO₂释放，同时减少碳的输出。②恢复芦苇等乡土植物带、控制入侵植物：提高生产者的初级生产量，增加CO₂固定总量，并增加凋落物向土壤的碳输入。③控制N、P等营养盐输入：减少藻类爆发后大量有机质沉降与分解耗氧，避免碳以CO₂、CH₄形式快速逸出。（4）原生湿地物种丰富、营养结构复杂，抵抗干旱、洪水等干扰的能力强，受干扰后恢复较快，碳积累过程中断少（1分）；农田结构简单、依赖人为投入，抗干扰能力弱，一旦遭受灾害或弃耕，已积累的碳可能快速损失（1分）。23．（16分）（1）物种丰富度下降，食物网趋于简单，营养结构复杂度降低（2分）；生态系统的自我调节能力减弱，抵抗力稳定性下降（2分）。（2）植被盖度极低，土壤种子库和繁殖体来源减少；土壤板结、有机质下降，保水保肥能力差；鼠兔洞密集进一步加剧水土流失（2分）。群落自我更新所需的种源和生境条件同时丧失，因此受干扰后恢复变慢，恢复力稳定性也下降（2分）。这说明抵抗力与恢复力并非在任何情况下都呈负相关，重度退化可使二者同时降低。（3）措施与原理（每项2分，答出三项即可）：①围栏封育、划区轮牧：降低干扰强度，为群落自我修复留出时间与空间，恢复其自我调节能力。②补播乡土优良牧草、增施有机肥：补充种源、改善土壤结构，加快物质循环与养分归还。③以生物防治控制鼠兔数量：通过种间关系调节，减轻对植被和土壤的破坏。④建植草灌复合带、设置生态缓冲带：增加群落的垂直结构复杂性与物种多样性，提高抵抗力稳定性。（4）土壤指标（有机质含量、含水量、紧实度、养分状况）和生物多样性指标（物种数、优良牧草比例、土壤动物与微生物数量）（每类1分）。24．（20分）（1）目的：探究藻类物种多样性对微型生态系统韧性（抗高温干扰与恢复能力）的影响（2分）；自变量：藻类的物种数（1种、2种、4种）（2分）；因变量：恢复期藻类总生物量的恢复率、溶解氧浓度的恢复率（以及群落结构的变化）（2分）。（2）处理：接入4种藻类、初始总生物量相同，但不施加40℃高温胁迫，其余条件与实验组完全相同，同样设置4个重复（3分）；作用：排除培养时间、光照、温度等非处理因素对生物量和溶解氧变化的影响，为计算恢复率提供基线（对照）（3分）。（3）预期结果与结论（4分）：若随藻类物种数增加，恢复期生物量恢复率和溶解氧恢复率依次升高（且C组＞B组＞A组），说明物种多样性越高，微型生态系统的韧性越强；若各组恢复率无显著差异，说明在该实验条件下物种多样性对韧性无明显促进作用。（4）机制（4分）：不同藻类在资源利用方式、耐温性上存在差异，物种越多，功能性状互补越明显，对光、氮磷等资源利用更充分（2分）；高温胁迫淘汰部分敏感物种后，耐热物种能迅速补偿，维持初级生产与产氧功能；多样性高的群落食物网更复杂、自我调节能力更强，因此功能更稳定、恢复更快（2分）。三、考点分布与使用建议本卷以