層級Ⅲ　強化真應(yīng)用•落腳實踐解決問題

價值引領(lǐng)活動目標(biāo)依托紅樹林這一獨特生物資源，引導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計探究實踐方案，組織開展紅樹林濕地生態(tài)跟蹤調(diào)查，通過觀察體驗紅樹林獨特的生態(tài)系統(tǒng)、開展紅樹林濕地生物多樣性探究實踐活動、參與宣傳保護紅樹林活動等方式，把立德樹人落到實處，讓生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)在實踐活動中落地。(1)通過了解紅樹林，樹立進化與適應(yīng)觀、結(jié)構(gòu)與功能觀等生命觀念；(2)根據(jù)現(xiàn)象開展調(diào)查，觀察、收集實據(jù)，通過分析與綜合、抽象與概括、判斷與推理得出結(jié)論，培養(yǎng)科學(xué)思維，掌握物種調(diào)查方法；(3)圍繞紅樹林濕地生物多樣性設(shè)計探究方案，提高科學(xué)探究能力；(4)認同紅樹林重要的生態(tài)價值，參與紅樹林保護，勇?lián)鐣?zé)任。情境素材紅樹林是生長在熱帶、亞熱帶海岸潮間帶，由紅樹植物為主體的常綠喬木或灌木組成的濕地木本植物群落，突出特征是根系發(fā)達、能在海水中生長，有“海岸衛(wèi)士”“海洋綠肺”美譽，是珍稀瀕危水禽重要棲息地，也是魚、蝦、蟹、貝類生長繁殖場所。中國紅樹植物分布在廣東、廣西、海南、福建、浙江等地。紅樹植物大都具有呼吸根或支柱根，種子可以在樹上的果實中萌芽長成小苗，然后再脫離母株，墜落于淤泥中發(fā)育生長，是一類稀有的木本胎生植物。紅樹植物是喜鹽植物，某些種類在葉肉內(nèi)有泌鹽細胞，能把葉內(nèi)的鹽分排出葉面，干燥后出現(xiàn)白色的鹽晶體，對鹽土的適應(yīng)能力強，據(jù)測定，紅樹林帶外緣的海水含鹽量為3.2%～3.4%，內(nèi)緣的海水含鹽量為1.98%～2.2%。活動項目(一)通過解密紅樹林，深度理解進化與適應(yīng)觀、結(jié)構(gòu)與功能觀等生命觀念所有的生物都有適應(yīng)環(huán)境的特征，達爾文的自然選擇學(xué)說率先提出：生物的多樣性和適應(yīng)性是自然選擇的結(jié)果，亦即進化的結(jié)果。結(jié)合紅樹林濕地分析以下問題：1．在某潮間帶的紅樹植物能稱為種群嗎？為什么？提示：不能；紅樹植物包括多個植物物種，不能稱為種群。2．在調(diào)查紅樹林時發(fā)現(xiàn)，許多紅樹植物的葉片在烈日下會出現(xiàn)鹽粒，推測其形成的可能原因及意義。提示：葉片上的鹽?？赡苁峭ㄟ^特定的結(jié)構(gòu)分泌出的鹽分結(jié)晶而成的。紅樹植物通過泌鹽細胞，將多余的鹽分排出體外，防止鹽害，以適應(yīng)高鹽環(huán)境。3．紅樹植物生長的環(huán)境十分惡劣，風(fēng)大浪高、土壤鹽分高、海水淹沒時間長，有哪些適應(yīng)性特征使它們能夠正常生長、繁殖？提示：種子可以在樹上的果實中萌芽長成小苗；葉肉內(nèi)有泌鹽細胞；根系發(fā)達，具有呼吸根或支柱根等。4．某紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)如圖所示。圖中A是一種氣體，B、C、D、E和F表示生物成分，箭頭表示碳流動的方向。圖中A表示__________，生物成分E表示________。________表示初級消費者。提示：大氣中的CO2庫生產(chǎn)者C5．部分紅樹植物可分泌一類特殊的化合物，吸引鳥類捕食害蟲，這一現(xiàn)象體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞具有___________________________________的作用。若紅樹林內(nèi)流入的污水較多，會導(dǎo)致部分生物體死亡，破壞了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，進一步表明生態(tài)系統(tǒng)的________能力是有限的。提示：調(diào)節(jié)生物種間關(guān)系，維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定自我調(diào)節(jié)6．紅樹林是在海洋和陸地交界處的濕地生態(tài)系統(tǒng)，具有強大的固碳能力，可有效緩解溫室效應(yīng)。請從物質(zhì)循環(huán)的角度闡釋其原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示：物質(zhì)循環(huán)具有全球性，紅樹林通過光合作用固定大氣中的CO2，使大氣中CO2總量下降，進而緩解溫室效應(yīng)思維建模·觸類旁通應(yīng)用結(jié)構(gòu)與功能觀解釋紅樹植物的適應(yīng)現(xiàn)象活動項目(二)通過對紅樹林的探究，掌握物種調(diào)查方法紅樹林濕地是陸地與海洋之間的緩沖帶和過渡帶，也是無數(shù)底棲生物和海洋生物的理想家園。1．要認識紅樹林群落的主要特征，首要的是做哪方面的調(diào)查？提示：調(diào)查群落的物種組成。2．要研究某種紅樹植物的生態(tài)位，請你設(shè)計要研究的項目主要包括哪些？提示：要研究它在研究區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的頻率、種群密度、植株高度等特征，以及它與其他物種的關(guān)系等。3．在紅樹林邊緣還有一些草本鹽地鼠尾黍等，通?？捎檬裁捶椒ㄕ{(diào)查其種群密度？為了數(shù)據(jù)更接近真實，可采取哪些措施？提示：樣方法；隨機取樣以及利用多個樣方求平均值。4．科學(xué)家利用遙感影像技術(shù)，對紅樹林樣方不間斷拍攝，估算優(yōu)勢種的種群密度。相對于調(diào)查種群密度的傳統(tǒng)方法，遙感影像技術(shù)不間斷拍攝具有哪些優(yōu)點？(答出兩項即可)。提示：探測范圍大、獲取資料快，受地面條件限制少，獲取的信息量大、用途廣泛；提高精度、質(zhì)量，節(jié)省人力、物力思維建模·觸類旁通一般動植物種群密度調(diào)查和生態(tài)位研究調(diào)查種群密度動物標(biāo)記重捕法(“弱”“小”“少”除外)植物樣方法研究生態(tài)位動物棲息地、食物、天敵以及與其他物種的關(guān)系等植物在研究區(qū)域出現(xiàn)的頻率、種群密度、植株高度等特征，以及它與其他物種的關(guān)系等活動項目(三)注重生態(tài)保護，勇?lián)鐣?zé)任紅樹林具有重要的生態(tài)價值，有“海岸衛(wèi)士”“海洋綠肺”的美譽。加強紅樹林保護就是保護人類自身。1．自然美景是文學(xué)藝術(shù)創(chuàng)作的重要源泉，說明了生物多樣性的________價值。紅樹林主要的間接價值有_______________________________________________________________等。提示：直接凈化水質(zhì)、提高空氣質(zhì)量、緩解溫室效應(yīng)2．隨著城市經(jīng)濟快速發(fā)展，濱海濕地被圍填或污染，導(dǎo)致鳥類的多樣性逐年降低，其主要原因有__________________________。提示：食物來源和棲息地總量減少3．通過建立紅樹林濕地保護區(qū)等多種保護措施，一段時間后，之前因水污染等導(dǎo)致紅樹林死亡的灘涂重新長出紅樹林，這種現(xiàn)象屬于______演替，判斷的依據(jù)是___________________________。提示：次生原有土壤條件基本保留，甚至還保留了植物的種子或其他繁殖體4．用生態(tài)工程對退化濕地進行修復(fù)，應(yīng)該遵循__________________________等生態(tài)學(xué)基本原理。從提高紅樹林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的角度分析，請你提出修復(fù)高度退化區(qū)的具體措施有_____________________________________________________(至少答出兩點)。提示：整體、協(xié)調(diào)、循環(huán)、自生適當(dāng)控制引進樹種規(guī)模、擴大本土樹種的種植、引種不同高度的紅樹植物思維建?！び|類旁通分析生物多樣性喪失的原因及保護措施[典例]

(2023·廣東高考)上世紀70～90年代珠海淇澳島紅樹林植被退化，形成的裸灘被外來入侵植物互花米草占據(jù)，天然紅樹林秋茄(喬木)老鼠簕(灌木)群落僅存32hm2。為保護和恢復(fù)紅樹林植被，科技人員在互花米草侵占的灘涂上成功種植紅樹植物無瓣海桑，現(xiàn)已營造以無瓣海桑為主的人工紅樹林600hm2。各林齡群落的相關(guān)特征見下表。紅樹林群落(林齡)群落高度/m植物種類/種樹冠層郁閉度/%林下互花米草密度/(株/m2)林下無瓣海桑更新幼苗密度/(株/100m2)林下秋茄更新幼苗密度/(株/100m2)無瓣海桑群落(3年)3.23703000無瓣海桑群落(8年)11.038015100無瓣海桑群落(16年)12.5290000秋茄老鼠簕群落(>50年)5.74900019續(xù)表回答下列問題：(1)在紅樹林植被恢復(fù)進程中，由裸灘經(jīng)互花米草群落到無瓣海桑群落的過程稱為________?；謴?fù)的紅樹林既是海岸的天然防護林，也是多種水鳥棲息和繁殖場所，體現(xiàn)了生物多樣性的________價值。(2)無瓣海桑能起到快速實現(xiàn)紅樹林恢復(fù)和控制互花米草的雙重效果，其使互花米草消退的主要原因是_________________________________________________________________________________________________。(3)無瓣海桑是引種自南亞地區(qū)的大喬木，生長速度快，5年能大量開花結(jié)果，現(xiàn)已適應(yīng)華南濱海濕地。有學(xué)者認為無瓣海桑有可能成為新的外來入侵植物。據(jù)表分析，提出你的觀點和理由__________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)淇澳島紅樹林現(xiàn)為大面積人工種植的無瓣海桑純林。為進一步提高該生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，根據(jù)生態(tài)工程自生原理并考慮不同植物的生態(tài)位差異，提出合理的無瓣海桑群落改造建議________________________________________________________________________________________________________________________________________。

解題關(guān)鍵——科學(xué)思維[解析]

(1)由題意可知，紅樹林植被退化形成的裸灘被外來入侵植物互花米草占據(jù)，則由裸灘經(jīng)互花米草群落到無瓣海桑群落的過程稱為群落演替(或演替或次生演替)。恢復(fù)的紅樹林既是海岸的天然防護林，也是多種水鳥棲息和繁殖場所，這是紅樹林在生態(tài)系統(tǒng)方面的調(diào)節(jié)作用，體現(xiàn)了生物多樣性的間接價值。(2)無瓣海桑是速生喬木，種植后由于其生長速度較快，在與互花米草競爭陽光等資源中占據(jù)優(yōu)勢，且其樹冠層郁閉度(或覆蓋度)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)根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，隨著時間的推移，無瓣海桑群落中植物種類逐漸減少，16年以上的林下沒有無瓣海桑和秋茄更新幼苗，則無瓣海桑的種群數(shù)量不再增加，而秋茄老鼠簕群落林下卻有秋茄幼苗生長，故可能會被本地物種所替代，所以不會成為新的入侵植物。[無瓣海桑有可能成為新的入侵植物。無瓣海桑的幼苗可以生長，能快速適應(yīng)濱海濕地環(huán)境(或第3～8年，無瓣海桑群落高度由3.2m長到11m)，且16年時，植物種類減少]。(4)通過適當(dāng)控制引進樹種規(guī)模，擴大本土樹種的種植，增加物種數(shù)目，使?fàn)I養(yǎng)結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，可提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還能防止新的物種的入侵，具體改造建議見答案。[答案]

(1)群落演替(或演替或次生演替)間接(2)無瓣海桑樹冠層郁閉度(或覆蓋度)高，使互花米草缺少充足的光照(3)答案一：

有可能。無瓣海桑的幼苗可以生長，能快速適應(yīng)濱海濕地環(huán)境(或第3～8年，無瓣海桑群落高度由3.2m長到11m，且16年時，植物種類減少);答案二：不可能。16年以上，林下沒有無瓣海桑幼苗更新，而秋茄老鼠簕群落林下卻有秋茄幼苗生長，故無瓣海桑很難在天然紅樹林中定居(4)上層種植無瓣海桑，中層種植秋茄，下層種植老鼠簕，形成多層群落結(jié)構(gòu)；引種不同高度的紅樹植物；將無瓣海桑與秋茄、老鼠簕混種等[考情聚焦]素材選擇選材常以種群的數(shù)量變化、群落的結(jié)構(gòu)和演替、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能及環(huán)境保護為試題情境，情境素材均聚焦于“結(jié)構(gòu)與功能觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀”等生命觀念，同時關(guān)注人與環(huán)境的關(guān)系題點分布基礎(chǔ)考法以考查識記類知識點為主，且多是單個知識點的考查。涉及教材中的基礎(chǔ)概念和術(shù)語，主要包括：①種群的數(shù)量特征；②群落的結(jié)構(gòu)、類型及演替；③生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能；④生物多樣性的價值；⑤生態(tài)工程等。如：2023全國乙卷T31(1)要求寫一條食物鏈；2023全國甲卷T31(2)要求寫出魚、水鳥在生態(tài)系統(tǒng)中屬于什么成分；2023山東卷T24(1)考查初生演替與次生演替的區(qū)別；2023海南卷T19(1)考查生物多樣性的價值等題點分布綜合考法通常需要運用2個或多個知識點解答，有時運用跨章節(jié)甚至跨模塊的知識才能解答。主要涉及的教材內(nèi)容包括：①種群的數(shù)量變化及其影響因素；②生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能與穩(wěn)定性。如：2023海南卷T19(5)；2023山東卷T24(3)；2023湖南卷T20(2)等應(yīng)用、創(chuàng)新考法這類考法以解決實際問題為主，或設(shè)置探究新問題，且命題形式多采用緊密結(jié)合生活、生產(chǎn)的新情境。常見但不限于以下情境：①生態(tài)農(nóng)業(yè)典型示例分析；②以特殊生態(tài)系統(tǒng)為實例，應(yīng)用生態(tài)學(xué)原理分析問題；③以生物多樣性保護為抓手，結(jié)合生態(tài)學(xué)原理，考查生態(tài)文明建設(shè)的實例及分析；④以“碳達峰”與“碳中和”等為背景，考查對大氣污染、水污染及生態(tài)修復(fù)的理解。如：2023湖南卷T20；2023湖北卷T19；2023廣東卷T21；2023海南卷T19；2023北京卷T18續(xù)表[強化訓(xùn)練]1．(2023·茂名一模)水東灣紅樹林濕地最大的特色有人工紅樹林生態(tài)修復(fù)，鷺鳥成群，近人居環(huán)境，便于觀賞各種鶴鷸類、鷺鳥、鷗類等，特別是鷺鳥種群數(shù)量豐富，容易觀察。修建的紅樹林科普教育棧道，讓居民觀察紅樹林、鳥類及水域生態(tài)環(huán)境?；卮鹣铝袉栴}：(1)紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的組成包括____________________、____________。其中，__________的存在能夠加快生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。淤泥中的細菌的功能是________________。(2)濕地中有很多水鳥，多以魚等水中生物為食。下圖表示能量流經(jīng)某水鳥所處的營養(yǎng)級示意圖[單位：J/(cm2·a)]，其中C表示_______________，若食物鏈“水草→魚→水鳥”中魚所處的營養(yǎng)級的同化量為500J/(cm2·a)，則魚和水鳥所處的兩營養(yǎng)級能量傳遞效率為________%。若研究一個月內(nèi)水鳥所處營養(yǎng)級的能量情況，圖中未顯示出來的能量為______________。(3)建設(shè)濕地公園，提升景觀效果，打造“人與自然和諧相處”的靚麗風(fēng)景。這體現(xiàn)了生態(tài)工程建設(shè)的____________原理。打造濕地人工紅樹林時，往往考慮種植多種紅樹植物，從生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的角度分析，原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)生態(tài)系統(tǒng)指在自然界的一定的空間內(nèi)生物與環(huán)境構(gòu)成的統(tǒng)一整體，結(jié)構(gòu)的組成包括組成成分及營養(yǎng)結(jié)構(gòu)(或食物鏈和食物網(wǎng))；物質(zhì)循環(huán)發(fā)生在生物群落與無機環(huán)境之間，消費者的存在可以加快物質(zhì)循環(huán)；淤泥中的細菌是分解者，分解者可以分解動物的排遺物及動植物遺體殘骸。(2)題圖表示能量流經(jīng)某水鳥所處的營養(yǎng)級示意圖，同化量等于攝入量減去糞便中的能量，同化量去向包括呼吸作用的消耗和用于生長、發(fā)育與繁殖的能量。故其中C表示該營養(yǎng)級用于生長、發(fā)育、繁殖的能量，若食物鏈“水草→魚→水鳥”中魚所處的營養(yǎng)級的同化量為500J/(cm2·a)，則魚和水鳥所處的營養(yǎng)級的能量傳遞效率為(100－20)÷500×100%＝16%。若研究一個月內(nèi)水鳥所處營養(yǎng)級的能量情況，題圖中未顯示出來的能量是未被利用的能量。(3)建設(shè)濕地公園，提升景觀效果，打造“人與自然和諧相處”的靚麗風(fēng)景，這體現(xiàn)了生態(tài)工程建設(shè)的協(xié)調(diào)、自生和整體原理；生態(tài)系統(tǒng)中的組分越多，食物網(wǎng)越復(fù)雜，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，其自我調(diào)節(jié)能力越強，抵抗力穩(wěn)定性越強，故打造濕地人工紅樹林時，往往考慮種植多種紅樹植物。答案：(1)生態(tài)系統(tǒng)的組成成分食物鏈和食物網(wǎng)(或營養(yǎng)結(jié)構(gòu))消費者分解動物的排遺物及動植物遺體殘骸(2)該營養(yǎng)級生長、發(fā)育、繁殖的能量16未被利用的能量(3)協(xié)調(diào)、自生和整體生態(tài)系統(tǒng)中的組分越多，食物網(wǎng)越復(fù)雜，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，其自我調(diào)節(jié)能力越強，抵抗力穩(wěn)定性越強2．(2023·合肥模擬)紅樹林是分布在熱帶或亞熱帶海岸，以木本植物為主構(gòu)成的重要濕地生態(tài)系統(tǒng)，具有重要的生態(tài)功能。某研究小組以廣西北海及其金海灣紅樹林為采樣區(qū)域，對北海鳥類和金海灣紅樹林底棲動物海洋線蟲進行調(diào)查研究?；卮鹣铝袉栴}：(1)在北海市轄區(qū)內(nèi)有多種鳥類，近海紅樹林、海岸帶濕地是鳥類的主要棲息地。該調(diào)查結(jié)果體現(xiàn)了生物多樣性中的_______________________________。(2)在調(diào)查S公頃范圍內(nèi)某種鳥的種群密度時，第一次捕獲并標(biāo)記了a只；第二次捕獲了b只，其中有標(biāo)記的鳥c只，并發(fā)現(xiàn)第一次標(biāo)記的鳥類中有d(＜a)只由于天敵、競爭等自然因素死亡，但因該段時間內(nèi)有新個體出生而種群總數(shù)量穩(wěn)定，從生物統(tǒng)計理論層面上推測該區(qū)域內(nèi)該種鳥的實際種群密度約為________只/公頃。為保證調(diào)查的可靠性和準確度，對鳥類進行標(biāo)記時，除了防止標(biāo)記物脫落外，還應(yīng)該注意的主要事項有____________________________________________________________________________________________(答出1點即可)。(3)生活在北海金海灣紅樹林的海洋線蟲具有身體微小、活動能力強的特點，要調(diào)查其物種豐富度時需采用的方法是________________。下表是該地海洋線蟲的調(diào)查結(jié)果：采樣區(qū)域1234567種類數(shù)S2315121013168物種豐富度指數(shù)d4.0232.5352.2041.7932.4693.0181.367物種豐富度指數(shù)是描述群落中所含物種豐富程度的數(shù)量指標(biāo)，那么物種豐富度是指____________________________________。由表可知，海洋線蟲的種類數(shù)越多，其物種豐富度指數(shù)______________。在紅樹林中，從生態(tài)系統(tǒng)的成分角度分析海洋線蟲所起的主要作用是____________(答出1點即可)。(4)薇甘菊是一種具有超強繁殖能力的多年生藤本植物，它不但能攀緣、纏繞、覆蓋于木本植物上，還會分泌化學(xué)物質(zhì)抑制其他植物的種子萌發(fā)和根系生長，造成成片樹林枯萎死亡。利用田野菟絲子纏繞在薇甘菊上抑制其生長，可控制薇甘菊的危害。科研人員研究了薇甘菊的不同入侵程度對某地紅樹林生態(tài)系統(tǒng)有機碳儲量(單位：t·hm－2)的影響，結(jié)果如下表。下列相關(guān)敘述正確的是__________。入侵程度未入侵區(qū)域輕度入侵區(qū)域重度入侵區(qū)域植被碳庫51.8550.8643.54凋落物碳庫2.013.525.42土壤碳庫161.87143.18117.74總計215.73197.56166.70A.薇甘菊與被纏繞的植物、田野菟絲子與薇甘菊之間均為寄生關(guān)系B.薇甘菊