Question

请大家阅读下列资料完成相关生态问题

Ⅰ．种群密度能够明显影响布氏田鼠的内分泌水平且种群密度高会抑制种群的增长，为确定种群密度是否对高原鼠兔的内分泌和种群数量变化造成同样影响，某研究团队进行了专门研究实验简要过程如下：取地形特征和植被类型基本一致的两样地（相距30 km），样地1高原鼠兔繁殖初期密度为35只/hm²，样地2高原鼠兔繁殖初期密度为12只/hm²。在高原鼠兔的不同繁殖时期各样地内（1）    ，从其颈部取血4 mL进行皮质酮水平的测定。根据实验结果回答下列问题：

（1）请补充（1）处实验简要过程：________________。

（2）样地1和样地2的高原鼠兔是否是同一种群，________，原因是________________。

（3）为实验需要，另增加样地3样地1、2、3对应种群Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。样地3在繁殖初期首次捕获高原鼠兔26只，全部做好标记，适当时间间隔后再次捕获到17只，其中2只带有标记，则该样地高原鼠兔密度约为________（取整数），样地3对应图中的曲线为b，增加样地3的目的是________________________。

不同密度种群高原鼠兔血浆皮质酮水平（μg/mL）

繁殖时期	种群Ⅰ	种群Ⅱ	种群Ⅲ
繁殖初期	0．09	0．11	0．09
繁殖盛期	0．10	0．08	0．09
繁殖中期	0．06	0．06	0．06
繁殖末期	0．07	0．08	0．08

（4）根据以上研究可得出的结论有__________________。

Ⅱ．研究人员对我国某海区生态系统的能量流动情况进行调查，得到下表所示结果：

营养级	未利用量（t·km^-2·a^-1）	流向分解者的量（t·km^-2·a^-1）	呼吸量（t·km^-2·a^-1）	同化量（t·km^-2·a^-1）
Ⅵ	0．109	0．044	0．099	0．252
Ⅴ	0．167	0．438	1．139	1．996
Ⅳ	1．401	5．284	14．027	22．708
Ⅲ	5．298	51．067	127．094	206．167
Ⅱ	2．429	998．7231	1885．231	3092．550
Ⅰ	3227．684	3393．045	4003．303	13716．582

（1）该海区输入的总能量是________t·km^-2·a^-1（注：每年每平方千米产生的吨数），其与总呼吸量的比值为2．596，这说明该生态系统成熟度较________，生态系统系统的稳定性较________；如果停止捕捞等干扰，随着群落的进行，该比值将逐渐趋近于1。

（2）研究人员将该海区某种大型底栖藻类切割成大小相同的小段，用两种不同的方法对其光合作用生产力进行了研究。

①方法1：O₂法。将含有藻段的水样分别置于不透光的黑瓶和透光的白瓶中测定初始溶氧量W₀后将两瓶置于水底，0．5 h后再次测定溶氧量W_黑和W_白。这段时间藻段光合作用制造的氧气量为________。

②方法2：¹⁴C法。将含有藻段的水样分别置于不透光的黑瓶和透光的白瓶中，瓶中加入一定量NaH¹⁴CO₃，在水底放置0．5 h后，向水样中加入80%的热乙醇以________，反复冲洗藻段除去附着的NaH¹⁴CO₃，然后分别测定黑瓶和白瓶中藻段的放射性强度C_黑和C_白，根据“C_白—C_黑”即可换算出这段时间藻段光合作用固定的CO₂量。C_黑代表的是________________造成的放射性强度。

③O₂法测得的藻段制造的O₂摩尔量大于同一时间¹⁴C法测得的藻段固定的CO₂摩尔量，不考虑测量误差，造成这种现象的原因可能是________（从下列选项中选择代号填写）。

a．水样中含有的微生物的呼吸作用干扰了O₂法的测定结果

b．藻段实验过程中生成的有机物除了糖类之外还可能有脂肪

c．藻段在光下的呼吸作用速率大于在暗中的呼吸作用速率

d．部分含¹⁴C有机物已参与呼吸作用导致¹⁴C法测得CO₂固定值偏小

Answer

随机捕捉高原鼠兔若干只 不是 两样地高原鼠兔存在地理隔离 22只/hm2 增加密度梯度 在当前种群密度范围内，密度高不会抑制高原鼠兔种群增长，种群密度对内分泌水平没有明显影响或种群密度对内分泌和种群数量变化的影响存在种间差异 13716.582 低 弱 W白−W黑 终止光合作用 藻段吸收但未固定的14CO2 b、d

【解析】

1、标志重捕法是在被调查种群的生存环境中捕获一部分个体，将这些个体进行标志后再放回原来的环境，经过一定期限后进行重捕，根据重捕中标志的个体占总捕数的比例，来估计该种群的数量。设该地段种群中个体数为N，其中标志总数为M，重捕总数为n，重捕中被标志的个体数为m，则N∶M=n∶m。

2、能量流动指生态系统中能量输入、传递、转化和丧失的过程。能量流动是生态系统的重要功能，在生态系统中，生物与环境，生物与生物间的密切联系，可以通过能量流动来实现。能量流动两大特点：单向流动，逐级递减。

（1）生物实验的原则之一是控制单一变量，所以在高原鼠兔的不同繁殖时期各样地内随机捕捉高原鼠兔若干只，从其颈部取血4ml进行皮质酮水平的测定。

（2）由于样地1和样地3之间高原鼠兔存在地理隔离，所以样地1和样地3的高原鼠兔不是同一种群。

（3）根据公式N∶M=n∶m可知，样地3高原鼠兔的数量约为N∶26=17∶2，N=221只。由于样地3的面积为10hm2，所以密度约为221÷10=22只/hm2。样地3对应图中的曲线为b，增加样地3的目的是增加密度梯度。

（4）从坐标曲线看出，增加的3个样地在不同繁殖时期，a种群密度大于b，b大于c；表格数据显示，不同种群在同一繁殖期，血浆皮质酮水平相当。根据以上研究可得出的结论有在当前种群密度范围内，密度高不会抑制高原鼠兔种群增长；种群密度对内分泌水平没有明显影响或种群密度对内分泌和种群数量变化的影响存在种间差异。

Ⅱ（1）输入生态系统的总能量是生产者固定太阳能的总量，生产者一定是第一营养级，所以需要从表中找到第一营养级的同化量（13716.582 t·km-2·a-1）即可。由于各个营养级的总呼吸量就是从生态系统流出的能量，所以根据题中信息可得总输入量/总输出量=2.596，也就是说输入大于输出，所以该生态系统所具有的总能量在不断增加，该生态系统的成熟度较低，系统的稳定性较弱。如果停止捕捞等干扰，随着群落演替的进行，最终会达到顶级群落，此时能量的输入和输出基本相同，即总输入量/总输出量=1。

（2）①黑瓶中可得出，呼吸消耗的氧气量为W0−W黑；白瓶中可得出，藻段向外释放的氧气量（净光合作用）为W白−W0；所以光合作用实际制造的氧气量为两者相加：W白−W黑。

②14C法来测定时，光合作用0.5h 后，加入热乙醇的作用是为了迅速将藻段细胞杀死，终止光合作用，防止在后续测定放射性强度时，细胞仍然在吸收14CO2。黑暗条件下应该是不进行光合作用的，不应该测定出放射性，但实验中藻段也有可能从溶液中获得少量的14CO2，而这些14CO2并非是光合吸收的，所以C黑代表的是藻段吸收但未固定的14CO2造成的放射性强度。用C 白-C 黑可以排除藻段因非光合因素吸收的14CO2对放射性检测的影响，根据“C白-C黑”即可换算出这段时间藻段光合作用固定的CO2量。

③a、如果微生物呼吸作用干扰了O2测定，会使测定的光合放氧量偏低，a错误；

b、由于脂肪比糖类中氧含量低，所以如果在合成的有机物中有脂肪，释放的氧气量会更多，b正确；

c、如果藻段在光下的呼吸速率大于在黑暗条件下的呼吸速率会使W白偏小，也会使W黑偏大，进而会使测出的光合放氧量偏低，c错误；

d、如果已合成的含14C的有机物参与有氧呼吸，会再次以14CO2形式释放出去，进而导致测得的固定的14CO2偏低， d正确。

故选b、d。