Question

12．“稻鱼共生系统”中，磐粤净过冲撞稻秧导致稻飞虱等害虫落入水中并食之，同时使清晨水稻叶片上的露水坠入水中，减少稻瘟病原孢子产生和菌丝体生长；鲤鱼的游动，又可引起水浑浊，抑制水中杂草的生长；稻叶在给鲤鱼提供食物的同时，还为鲤鱼生长创造良好环境．请回答下列有关问题：

（1）生态系统的结构包括生态系统的成分和食物链、食物网；该生态系统的主要成分是水稻和杂草；该生态系统中的鲤鱼与稻飞虱的关系为捕食和竞争．
（2）该生态系统的群落在垂直方向上的结构特点是分层：若某一外来物种入侵该系统，则会导致该生态系统的生物多样性锐减，抵抗力稳定性降低．
（3）科学家通过研究该生态系统中生物间的捕食关系，构建了一个捕食者，猎物模型，如图1所示（图中箭头所指方向代表曲线变化趋势），仅从模型分析，最可能代表猎物和捕食者K值的数据分别是N₂和P₂；其曲线变化趋势反映了生态系统中普遍存在的（负）反馈调节．
（4）某一简单的生态系统只有一条具有三个营养级的食物链，如图2是该生态系统中某动物取食过程中能量的损失情况，其中字母表示能量值，a是流经该生态系统的总能量，该生态系统中，第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率是$\frac{i}{a}$．（用相应的字母表示），分析此图中净生产量k，该部分能量也就是用于自身生长、发育和繁殖的能量．

Answer 1

分析 1、据图分析，该模型是用曲线表示构建的属于数学模型，曲线在高时会调节其值降低，在低时会调节升高，反映了生态系统最基本的负反馈调节机制．捕食者数量在P₂处上下波动，猎物数量在N₂处上下波动，所以猎物K值为N₂，捕食者K值为P₂．
2、生态系统的结构包括生态系统的组成成分、食物链和食物网．
每一营养级的同化量=摄入量-粪便量．
相邻两个营养级之间能量传递效率=下一营养级同化的能量÷上一营养级同化的能量×100%．

解答 解：（1）生态系统的结构包括生态系统的成分和食物链、食物网；该生态系统的主要成分是生产者，即水稻和杂草等；鲤鱼以稻飞虱为食，稻叶又给鲤鱼和稻飞虱提供食物，所以稻飞虱与鲤鱼的种间关系是捕食与竞争．
（2）该生态系统的群落在垂直方向上具有分层现象；若某一外来物种入侵该系统，形成竞争关系，会导致该生态系统的生物多样性锐减，抵抗力稳定性降低．
（3）因为当生态系统处于稳定状态时，生物的数量围绕K值上下波动，故猎物的K值应为N₂，捕食者的K值应为P₂．从该曲线中可以看出，捕食者数量随着猎物的数量变化而变化，在时间上二者的变化是不同步的，二者数量处于波动状态，这是一种负反馈调节．
（3）相邻两个营养级之间能量传递效率=下一营养级同化的能量÷上一营养级同化的能量×100%．第一营养级同化量为a，第二营养级同化量为i，第一营养级与第二营养级之间的能量传递效率为$\frac{i}{a}$．此图中净生产量k为同化量-呼吸量=用于自身生长、发育和繁殖的能量．
故答案为：
（1）生态系统的成分和食物链、食物网     水稻和杂草   捕食和竞争
（2）分层     生物多样性      抵抗力
（3）N₂   P₂     （负）反馈
（4）$\frac{i}{a}$   自身生长、发育和繁殖的能量

点评 本题考查生态系统的结构、种间关系、群落的结构、生物多样性、生态系统的稳定性、能量流动等相关知识，意在考查学生的识图和理解能力，难度适中．