Question

8．構(gòu)建模型是科學(xué)家研究生態(tài)學(xué)規(guī)律常用的方法，以下兩圖分別是在封閉環(huán)境根據(jù)捕食（圖1）和競(jìng)爭(zhēng)（圖2）的數(shù)學(xué)模型繪制的曲線，圖1中箭頭所指方向代表曲線變化趨勢(shì)，圖2表示兩類生物競(jìng)爭(zhēng)中測(cè)定第1類生物后一代（即Z_t+1）所占總數(shù)的百分?jǐn)?shù)與前一代（即Z_t）所占百分?jǐn)?shù)之間的關(guān)系，實(shí)線表示觀測(cè)到的Z_t+1和Z_t之間的關(guān)系，虛線表示Z_t+1=Z_t時(shí)的情況，請(qǐng)分析并回答以下問題：

（1）圖1中的曲線變化規(guī)律反映了生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，它是生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性原因的基礎(chǔ)．其中捕食者和獵物的種群K值分別在P₂、N₂（填圖中字母）波動(dòng)，達(dá)到這種平衡時(shí)決定K值的因素是出生率和死亡率（或人為提供的環(huán)境條件）．
（2）在圖2的競(jìng)爭(zhēng)中，將被排除掉的是第1（填1或2）類生物，如果圖2生物為圖1中的獵物，則在自然環(huán)境中不會(huì)（填會(huì)或不會(huì)）出現(xiàn)其中一種獵物被競(jìng)爭(zhēng)掉的現(xiàn)象；如果圖2競(jìng)爭(zhēng)的生物是某池塘中的底棲物種，則會(huì)出現(xiàn)其沿池塘底部從上到下分布的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象在群落結(jié)構(gòu)中叫水平結(jié)構(gòu)．
（3）南方某地有一片熱帶雨林，最初碳積蓄量500噸/公頃，此時(shí)，總生產(chǎn)量是每年為60t/hm²，葉的呼吸量為25t/hm²，生長量為5t/hm²，枯死量為10t/hm²．已知總生產(chǎn)量=生長量+枯死量+呼吸量，則該地的凈生產(chǎn)量是15噸/公頃，非同化器官的呼吸量是20噸/公頃．

Answer 1

分析 據(jù)圖分析，該模型是用曲線表示構(gòu)建的屬于數(shù)學(xué)模型，曲線在高時(shí)會(huì)調(diào)節(jié)其值降低，在低時(shí)會(huì)調(diào)節(jié)升高，反映了生態(tài)系統(tǒng)最基本的負(fù)反饋調(diào)節(jié)機(jī)制．捕食者數(shù)量在P₂處上下波動(dòng)，獵物數(shù)量在N₂處上下波動(dòng)，所以獵物K值為N₂，捕食者K值為P₂．

解答 解：（1）圖中數(shù)學(xué)模型中可以看出，在N₁～N₂段，獵物數(shù)量減少時(shí)，捕食者的數(shù)量也在減少，捕食者的種群數(shù)量會(huì)隨著獵物種群數(shù)量的增加而不增加；在N₃～N₄段，獵物的種群數(shù)量增加時(shí)，捕食者數(shù)量也在增加，但是當(dāng)捕食者達(dá)到一定的程度后，獵物又在不斷減少，這種變化趨勢(shì)反映了生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在的負(fù)反饋調(diào)節(jié)．捕食者數(shù)量在P₂處上下波動(dòng)，獵物數(shù)量在N₂處上下波動(dòng)，所以獵物K值為N₂，捕食者K值為P₂．影響種群K值的因素有出生率和死亡率（或人為提供的環(huán)境條件）．
（2）圖2表示兩類生物競(jìng)爭(zhēng)中測(cè)定第1類生物后一代（即Z_t+1）所占總數(shù)的百分?jǐn)?shù)與前一代（即Z_t）所占百分?jǐn)?shù)之間的關(guān)系，實(shí)線表示觀測(cè)到的Z_t+1和Z_t之間的關(guān)系，圖中顯示第1類生物后一代數(shù)量減少了，將被淘汰掉．而在自然界由于食物網(wǎng)的營養(yǎng)極關(guān)系，不會(huì) 出現(xiàn)其中一種獵物被競(jìng)爭(zhēng)掉的現(xiàn)象．根據(jù)題意競(jìng)爭(zhēng)的生物是某池塘中的底棲物種，其出現(xiàn)其沿池塘底部從上到下分布的現(xiàn)象，為群落的水平結(jié)構(gòu)．
（3）凈生產(chǎn)量是指總生產(chǎn)量減去呼吸量，應(yīng)包括生長量和枯死量=5+10=15．由總生產(chǎn)量=生長量+枯死量+呼吸量，可得呼吸量=60-5-10=45，而葉呼吸量為25，所以非同化器官的呼吸量=40-25=20．
故答案為：
（1）（負(fù)）反饋調(diào)節(jié)  P₂、N₂  出生率和死亡率（或人為提供的環(huán)境條件）
（2）1  不會(huì)  水平結(jié)構(gòu)
（3）15  20

點(diǎn)評(píng) 本題通過捕食者--獵物模型考查了種間關(guān)系中的捕食關(guān)系以及種群、生態(tài)系統(tǒng)中的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生分析曲線圖和解決問題的能力，屬于中檔題．