层级Ⅲ　强化真应用•落脚实践解决问题

价值引领活动目标依托红树林这一独特生物资源，引导学生自行设计探究实践方案，组织开展红树林湿地生态跟踪调查，通过观察体验红树林独特的生态系统、开展红树林湿地生物多样性探究实践活动、参与宣传保护红树林活动等方式，把立德树人落到实处，让生物学学科核心素养在实践活动中落地。(1)通过了解红树林，树立进化与适应观、结构与功能观等生命观念；(2)根据现象开展调查，观察、收集实据，通过分析与综合、抽象与概括、判断与推理得出结论，培养科学思维，掌握物种调查方法；(3)围绕红树林湿地生物多样性设计探究方案，提高科学探究能力；(4)认同红树林重要的生态价值，参与红树林保护，勇担社会责任。情境素材红树林是生长在热带、亚热带海岸潮间带，由红树植物为主体的常绿乔木或灌木组成的湿地木本植物群落，突出特征是根系发达、能在海水中生长，有“海岸卫士”“海洋绿肺”美誉，是珍稀濒危水禽重要栖息地，也是鱼、虾、蟹、贝类生长繁殖场所。中国红树植物分布在广东、广西、海南、福建、浙江等地。红树植物大都具有呼吸根或支柱根，种子可以在树上的果实中萌芽长成小苗，然后再脱离母株，坠落于淤泥中发育生长，是一类稀有的木本胎生植物。红树植物是喜盐植物，某些种类在叶肉内有泌盐细胞，能把叶内的盐分排出叶面，干燥后出现白色的盐晶体，对盐土的适应能力强，据测定，红树林带外缘的海水含盐量为3.2%～3.4%，内缘的海水含盐量为1.98%～2.2%。活动项目(一)通过解密红树林，深度理解进化与适应观、结构与功能观等生命观念所有的生物都有适应环境的特征，达尔文的自然选择学说率先提出：生物的多样性和适应性是自然选择的结果，亦即进化的结果。结合红树林湿地分析以下问题：1．在某潮间带的红树植物能称为种群吗？为什么？提示：不能；红树植物包括多个植物物种，不能称为种群。2．在调查红树林时发现，许多红树植物的叶片在烈日下会出现盐粒，推测其形成的可能原因及意义。提示：叶片上的盐粒可能是通过特定的结构分泌出的盐分结晶而成的。红树植物通过泌盐细胞，将多余的盐分排出体外，防止盐害，以适应高盐环境。3．红树植物生长的环境十分恶劣，风大浪高、土壤盐分高、海水淹没时间长，有哪些适应性特征使它们能够正常生长、繁殖？提示：种子可以在树上的果实中萌芽长成小苗；叶肉内有泌盐细胞；根系发达，具有呼吸根或支柱根等。4．某红树林生态系统的碳循环如图所示。图中A是一种气体，B、C、D、E和F表示生物成分，箭头表示碳流动的方向。图中A表示__________，生物成分E表示________。________表示初级消费者。提示：大气中的CO2库生产者C5．部分红树植物可分泌一类特殊的化合物，吸引鸟类捕食害虫，这一现象体现了生态系统信息传递具有___________________________________的作用。若红树林内流入的污水较多，会导致部分生物体死亡，破坏了生态系统的稳定性，进一步表明生态系统的________能力是有限的。提示：调节生物种间关系，维持生态系统稳定自我调节6．红树林是在海洋和陆地交界处的湿地生态系统，具有强大的固碳能力，可有效缓解温室效应。请从物质循环的角度阐释其原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：物质循环具有全球性，红树林通过光合作用固定大气中的CO2，使大气中CO2总量下降，进而缓解温室效应思维建模·触类旁通应用结构与功能观解释红树植物的适应现象活动项目(二)通过对红树林的探究，掌握物种调查方法红树林湿地是陆地与海洋之间的缓冲带和过渡带，也是无数底栖生物和海洋生物的理想家园。1．要认识红树林群落的主要特征，首要的是做哪方面的调查？提示：调查群落的物种组成。2．要研究某种红树植物的生态位，请你设计要研究的项目主要包括哪些？提示：要研究它在研究区域内出现的频率、种群密度、植株高度等特征，以及它与其他物种的关系等。3．在红树林边缘还有一些草本盐地鼠尾黍等，通常可用什么方法调查其种群密度？为了数据更接近真实，可采取哪些措施？提示：样方法；随机取样以及利用多个样方求平均值。4．科学家利用遥感影像技术，对红树林样方不间断拍摄，估算优势种的种群密度。相对于调查种群密度的传统方法，遥感影像技术不间断拍摄具有哪些优点？(答出两项即可)。提示：探测范围大、获取资料快，受地面条件限制少，获取的信息量大、用途广泛；提高精度、质量，节省人力、物力思维建模·触类旁通一般动植物种群密度调查和生态位研究调查种群密度动物标记重捕法(“弱”“小”“少”除外)植物样方法研究生态位动物栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等植物在研究区域出现的频率、种群密度、植株高度等特征，以及它与其他物种的关系等活动项目(三)注重生态保护，勇担社会责任红树林具有重要的生态价值，有“海岸卫士”“海洋绿肺”的美誉。加强红树林保护就是保护人类自身。1．自然美景是文学艺术创作的重要源泉，说明了生物多样性的________价值。红树林主要的间接价值有_______________________________________________________________等。提示：直接净化水质、提高空气质量、缓解温室效应2．随着城市经济快速发展，滨海湿地被围填或污染，导致鸟类的多样性逐年降低，其主要原因有__________________________。提示：食物来源和栖息地总量减少3．通过建立红树林湿地保护区等多种保护措施，一段时间后，之前因水污染等导致红树林死亡的滩涂重新长出红树林，这种现象属于______演替，判断的依据是___________________________。提示：次生原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体4．用生态工程对退化湿地进行修复，应该遵循__________________________等生态学基本原理。从提高红树林生态系统稳定性的角度分析，请你提出修复高度退化区的具体措施有_____________________________________________________(至少答出两点)。提示：整体、协调、循环、自生适当控制引进树种规模、扩大本土树种的种植、引种不同高度的红树植物思维建模·触类旁通分析生物多样性丧失的原因及保护措施[典例]

(2023·广东高考)上世纪70～90年代珠海淇澳岛红树林植被退化，形成的裸滩被外来入侵植物互花米草占据，天然红树林秋茄(乔木)老鼠簕(灌木)群落仅存32hm2。为保护和恢复红树林植被，科技人员在互花米草侵占的滩涂上成功种植红树植物无瓣海桑，现已营造以无瓣海桑为主的人工红树林600hm2。各林龄群落的相关特征见下表。红树林群落(林龄)群落高度/m植物种类/种树冠层郁闭度/%林下互花米草密度/(株/m2)林下无瓣海桑更新幼苗密度/(株/100m2)林下秋茄更新幼苗密度/(株/100m2)无瓣海桑群落(3年)3.23703000无瓣海桑群落(8年)11.038015100无瓣海桑群落(16年)12.5290000秋茄老鼠簕群落(>50年)5.74900019续表回答下列问题：(1)在红树林植被恢复进程中，由裸滩经互花米草群落到无瓣海桑群落的过程称为________。恢复的红树林既是海岸的天然防护林，也是多种水鸟栖息和繁殖场所，体现了生物多样性的________价值。(2)无瓣海桑能起到快速实现红树林恢复和控制互花米草的双重效果，其使互花米草消退的主要原因是_________________________________________________________________________________________________。(3)无瓣海桑是引种自南亚地区的大乔木，生长速度快，5年能大量开花结果，现已适应华南滨海湿地。有学者认为无瓣海桑有可能成为新的外来入侵植物。据表分析，提出你的观点和理由__________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)淇澳岛红树林现为大面积人工种植的无瓣海桑纯林。为进一步提高该生态系统的稳定性，根据生态工程自生原理并考虑不同植物的生态位差异，提出合理的无瓣海桑群落改造建议________________________________________________________________________________________________________________________________________。

解题关键——科学思维[解析]

(1)由题意可知，红树林植被退化形成的裸滩被外来入侵植物互花米草占据，则由裸滩经互花米草群落到无瓣海桑群落的过程称为群落演替(或演替或次生演替)。恢复的红树林既是海岸的天然防护林，也是多种水鸟栖息和繁殖场所，这是红树林在生态系统方面的调节作用，体现了生物多样性的间接价值。(2)无瓣海桑是速生乔木，种植后由于其生长速度较快，在与互花米草竞争阳光等资源中占据优势，且其树冠层郁闭度(或覆盖度)高，使互花米草缺少充足的光照，能有效抑制互花米草的蔓延。(3)根据表格数据可知，随着时间的推移，无瓣海桑群落中植物种类逐渐减少，16年以上的林下没有无瓣海桑和秋茄更新幼苗，则无瓣海桑的种群数量不再增加，而秋茄老鼠簕群落林下却有秋茄幼苗生长，故可能会被本地物种所替代，所以不会成为新的入侵植物。[无瓣海桑有可能成为新的入侵植物。无瓣海桑的幼苗可以生长，能快速适应滨海湿地环境(或第3～8年，无瓣海桑群落高度由3.2m长到11m)，且16年时，植物种类减少]。(4)通过适当控制引进树种规模，扩大本土树种的种植，增加物种数目，使营养结构变得复杂，可提高生态系统的稳定性，还能防止新的物种的入侵，具体改造建议见答案。[答案]

(1)群落演替(或演替或次生演替)间接(2)无瓣海桑树冠层郁闭度(或覆盖度)高，使互花米草缺少充足的光照(3)答案一：

有可能。无瓣海桑的幼苗可以生长，能快速适应滨海湿地环境(或第3～8年，无瓣海桑群落高度由3.2m长到11m，且16年时，植物种类减少);答案二：不可能。16年以上，林下没有无瓣海桑幼苗更新，而秋茄老鼠簕群落林下却有秋茄幼苗生长，故无瓣海桑很难在天然红树林中定居(4)上层种植无瓣海桑，中层种植秋茄，下层种植老鼠簕，形成多层群落结构；引种不同高度的红树植物；将无瓣海桑与秋茄、老鼠簕混种等[考情聚焦]素材选择选材常以种群的数量变化、群落的结构和演替、生态系统的结构和功能及环境保护为试题情境，情境素材均聚焦于“结构与功能观、稳态与平衡观”等生命观念，同时关注人与环境的关系题点分布基础考法以考查识记类知识点为主，且多是单个知识点的考查。涉及教材中的基础概念和术语，主要包括：①种群的数量特征；②群落的结构、类型及演替；③生态系统的结构和功能；④生物多样性的价值；⑤生态工程等。如：2023全国乙卷T31(1)要求写一条食物链；2023全国甲卷T31(2)要求写出鱼、水鸟在生态系统中属于什么成分；2023山东卷T24(1)考查初生演替与次生演替的区别；2023海南卷T19(1)考查生物多样性的价值等题点分布综合考法通常需要运用2个或多个知识点解答，有时运用跨章节甚至跨模块的知识才能解答。主要涉及的教材内容包括：①种群的数量变化及其影响因素；②生态系统的结构功能与稳定性。如：2023海南卷T19(5)；2023山东卷T24(3)；2023湖南卷T20(2)等应用、创新考法这类考法以解决实际问题为主，或设置探究新问题，且命题形式多采用紧密结合生活、生产的新情境。常见但不限于以下情境：①生态农业典型示例分析；②以特殊生态系统为实例，应用生态学原理分析问题；③以生物多样性保护为抓手，结合生态学原理，考查生态文明建设的实例及分析；④以“碳达峰”与“碳中和”等为背景，考查对大气污染、水污染及生态修复的理解。如：2023湖南卷T20；2023湖北卷T19；2023广东卷T21；2023海南卷T19；2023北京卷T18续表[强化训练]1．(2023·茂名一模)水东湾红树林湿地最大的特色有人工红树林生态修复，鹭鸟成群，近人居环境，便于观赏各种鹤鹬类、鹭鸟、鸥类等，特别是鹭鸟种群数量丰富，容易观察。修建的红树林科普教育栈道，让居民观察红树林、鸟类及水域生态环境。回答下列问题：(1)红树林生态系统的结构的组成包括____________________、____________。其中，__________的存在能够加快生态系统的物质循环。淤泥中的细菌的功能是________________。(2)湿地中有很多水鸟，多以鱼等水中生物为食。下图表示能量流经某水鸟所处的营养级示意图[单位：J/(cm2·a)]，其中C表示_______________，若食物链“水草→鱼→水鸟”中鱼所处的营养级的同化量为500J/(cm2·a)，则鱼和水鸟所处的两营养级能量传递效率为________%。若研究一个月内水鸟所处营养级的能量情况，图中未显示出来的能量为______________。(3)建设湿地公园，提升景观效果，打造“人与自然和谐相处”的靓丽风景。这体现了生态工程建设的____________原理。打造湿地人工红树林时，往往考虑种植多种红树植物，从生态系统稳定性的角度分析，原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)生态系统指在自然界的一定的空间内生物与环境构成的统一整体，结构的组成包括组成成分及营养结构(或食物链和食物网)；物质循环发生在生物群落与无机环境之间，消费者的存在可以加快物质循环；淤泥中的细菌是分解者，分解者可以分解动物的排遗物及动植物遗体残骸。(2)题图表示能量流经某水鸟所处的营养级示意图，同化量等于摄入量减去粪便中的能量，同化量去向包括呼吸作用的消耗和用于生长、发育与繁殖的能量。故其中C表示该营养级用于生长、发育、繁殖的能量，若食物链“水草→鱼→水鸟”中鱼所处的营养级的同化量为500J/(cm2·a)，则鱼和水鸟所处的营养级的能量传递效率为(100－20)÷500×100%＝16%。若研究一个月内水鸟所处营养级的能量情况，题图中未显示出来的能量是未被利用的能量。(3)建设湿地公园，提升景观效果，打造“人与自然和谐相处”的靓丽风景，这体现了生态工程建设的协调、自生和整体原理；生态系统中的组分越多，食物网越复杂，营养结构越复杂，其自我调节能力越强，抵抗力稳定性越强，故打造湿地人工红树林时，往往考虑种植多种红树植物。答案：(1)生态系统的组成成分食物链和食物网(或营养结构)消费者分解动物的排遗物及动植物遗体残骸(2)该营养级生长、发育、繁殖的能量16未被利用的能量(3)协调、自生和整体生态系统中的组分越多，食物网越复杂，营养结构越复杂，其自我调节能力越强，抵抗力稳定性越强2．(2023·合肥模拟)红树林是分布在热带或亚热带海岸，以木本植物为主构成的重要湿地生态系统，具有重要的生态功能。某研究小组以广西北海及其金海湾红树林为采样区域，对北海鸟类和金海湾红树林底栖动物海洋线虫进行调查研究。回答下列问题：(1)在北海市辖区内有多种鸟类，近海红树林、海岸带湿地是鸟类的主要栖息地。该调查结果体现了生物多样性中的_______________________________。(2)在调查S公顷范围内某种鸟的种群密度时，第一次捕获并标记了a只；第二次捕获了b只，其中有标记的鸟c只，并发现第一次标记的鸟类中有d(＜a)只由于天敌、竞争等自然因素死亡，但因该段时间内有新个体出生而种群总数量稳定，从生物统计理论层面上推测该区域内该种鸟的实际种群密度约为________只/公顷。为保证调查的可靠性和准确度，对鸟类进行标记时，除了防止标记物脱落外，还应该注意的主要事项有____________________________________________________________________________________________(答出1点即可)。(3)生活在北海金海湾红树林的海洋线虫具有身体微小、活动能力强的特点，要调查其物种丰富度时需采用的方法是________________。下表是该地海洋线虫的调查结果：采样区域1234567种类数S2315121013168物种丰富度指数d4.0232.5352.2041.7932.4693.0181.367物种丰富度指数是描述群落中所含物种丰富程度的数量指标，那么物种丰富度是指____________________________________。由表可知，海洋线虫的种类数越多，其物种丰富度指数______________。在红树林中，从生态系统的成分角度分析海洋线虫所起的主要作用是____________(答出1点即可)。(4)薇甘菊是一种具有超强繁殖能力的多年生藤本植物，它不但能攀缘、缠绕、覆盖于木本植物上，还会分泌化学物质抑制其他植物的种子萌发和根系生长，造成成片树林枯萎死亡。利用田野菟丝子缠绕在薇甘菊上抑制其生长，可控制薇甘菊的危害。科研人员研究了薇甘菊的不同入侵程度对某地红树林生态系统有机碳储量(单位：t·hm－2)的影响，结果如下表。下列相关叙述正确的是__________。入侵程度未入侵区域轻度入侵区域重度入侵区域植被碳库51.8550.8643.54凋落物碳库2.013.525.42土壤碳库161.87143.18117.74总计215.73197.56166.70A.薇甘菊与被缠绕的植物、田野菟丝子与薇甘菊之间均为寄生关系B.薇甘菊