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生物群落与生态系统
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一、名词解释
: Q) L* Q3 C! w6 n$ W; D- ]/ A ' s3 G5 t6 V2 k" v0 [: L
R; o& H0 T2 b) X0 r, P# X5 t 1生态位和生态幅[福建师范大学2015研] / q; u) j, G" \+ f" l p( y6 ~" ^
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* @ w% t* n' i6 _% w" q% m 答：生态位是指一个种群在生态系统中，在时间空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用。生态幅是指某一生物对环境因子的耐受范围。生物在其生存过程中，对每一种生态因子都有其耐受的上限和下限，上下限之间就是生物对这种生态因子的耐受范围，即生态幅。其中包括最适生存范围，在这里生物生产发育得最好。各种生物对生态因子的耐受范围不同，根据耐受范围的宽广或狭小，把生物分为广生态幅生物和狭生态幅生物。
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2生态平衡[中科院2015研]
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+ o) ^ |4 j1 Z; p, \ 答：生态平衡是指在一定时间内生态系统中的生物和环境之间、生物各个种群之间，通过能量流动、物质循环和信息传递，使它们相互之间达到高度适应、协调和统一的状态。也就是说当生态系统处于平衡状态时，系统内各组成成分之间保持一定的比例关系，能量、物质的输入与输出在较长时间内趋于相等，结构和功能处于相对稳定状态，在受到外来干扰时，能通过自我调节恢复到初始的稳定状态。
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$ G M0 n6 M { 3生物群落[中科院2015研；中国地质大学（武汉）2015研] ! b% ]5 q) F, J& F8 ~
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8 g. [0 _7 A7 K3 n+ q% E 答：生物群落是指生活在一定的自然区域内，相互之间具有直接或间接关系的各种生物的总和。其基本特征包括群落中物种的多样性、群落的生长形式和结构、优势种、相对丰盛度、营养结构等。生物群落中的各种生物之间的关系主要有营养关系、成境关系和助布关系三类。营养关系和成境关系在生物群落中具有最大意义，是生物群落存在的基础，正是这两种相互关系把不同种的生物聚集在一起，把它们结合成不同规模的相对稳定的群落。 , v a( c2 G* m& H& b
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; R& ]* Z2 Z! P4 A$ d
4温带草原[西南大学2015研] # C0 u z2 \4 s! Z5 G. D
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/ H+ F" @' i: c5 f. E( y 答：温带草原是主要的陆地生态系统之一，分布于内陆干旱到半湿润区，主要有欧亚大陆草原、北美洲草原和南美洲草原等，具大陆气候，四季分明，夏季温暖、冬季严寒，年降水量约250～500mm，多集中于夏季且年际变化较大。 % F7 y$ x' Q: C1 Q" T0 w( g# i
3 A( p' B6 a0 _2 E1 B( |
, b' ?! c2 q$ a 二、简答题 8 G& X, q, i9 I( t/ _
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1 R" h7 d5 d/ N0 ]0 l 1生态因子及特点。[福建师范大学2015研] % y P" I. z! y! I! a" |5 s5 R5 M7 H
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答：（1）生态因子的含义
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生态因子指对生物有影响的各种环境因子。常直接作用于个体和群体，主要影响个体生存和繁殖、种群分布和数量、群落结构和功能等。 ' }% A5 p" Q" g$ {
% w. j; v$ h0 N' }
- F. ]/ J2 n V! [ （2）生态因子的特点
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* b. E A( i6 Q& e6 R" r7 F2 a# V ①相关性 1 G: I9 a; q; N6 |1 l3 r4 {
" X% e7 f; l0 ]* U; S, U - k9 ~1 M9 m# R" R
综合性环境中各生态因子不是孤立存在的，而是相互联系和制约的。其中一种因子发生变化，都会引起其他因子不同程度的变化。 4 v7 e, T, M1 `& g5 j) i" i
; r/ t T F7 x7 m i& ~/ e4 p
' _; K) a6 t0 e8 b2 R$ v( j
②不等性 ) R9 _+ x, t. N. W7 E, B. x. G
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9 {/ A+ P1 O9 ~) g+ `. s/ } 众多的生态因子中对某一特定生物体或生物群体的影响有一定差别，起决定作用的因子称为主导因子。
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' p% {8 X. v8 x ③不可代替性
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不论生态因子的影响大小，每个因子都有各自的特点，一种因子不能被另一种因子所代替。 3 E3 h. D3 f% ] d' \" C
* h, `+ ^$ U2 Q2 s; K: H! q + b" o: R7 \" c8 B k
④阶段性
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, C o% P8 w, }4 }/ O0 q) Y! o
; {( N/ {2 D4 e/ z- Y+ C3 c2 V+ H 生物的生长发育在不同阶段对生态因子的要求不同。 7 ?! b9 y1 c% O! p4 k
% [1 ?3 e0 k% w
4 u* m) Q$ W7 v1 B% j 2生态系统的结构和组成。[中国地质大学（武汉）2015研] * r% c; F" C& l* l+ B. I- K
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答：生态系统是指在一定空间内生物成分（生物群落）和非生物成分（物理环境）通过物质循环和能量流动相互作用、互相依存而形成的一个生态学功能单位。
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（1）生态系统的结构 . U: q8 g4 `8 m3 S: G
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' L3 G. O: @+ K p- l# ` d5 w, _+ U 任一生态系统都必须凭借一定的结构实现其功能，结构影响功能的效果，所以结构是生态系统的重要特征。生态系统的结构除形态结构、垂直结构和水平结构外，最重要的是由食物或营养关系形成的营养结构，即食物链和食物网。 3 ?$ U J4 M, X9 m+ @$ e' P5 h: O( m9 @
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2 {( @& l: [* ~# [ ①食物链
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0 {* S7 V8 G; W# f/ R/ e- R+ ^ 生态系统中以生产者植物为起点，一些生物有机体通过食物的关系彼此联结而形成的一个能量与物质流通的系列即为食物链，如草→兔→狐狸。受能量传递效率的限制，从一个环节到另一个环节能量大约要损失90%，使食物链不可能太长，一般仅由3～5个环节构成。食物链是生态系统营养结构的具体表现形式之一，也是更复杂的营养结构的一个组成单元。 + K2 {* z0 x- \+ a$ o
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②食物网
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自然界生物间的取食和被取食关系并不像食物链所表达的那样简单。实际上一个生态系统中常常生活着许多不同的植物和动物，它们使若干个食物链同时存在，这些食物链上的一些动物常常既吃植物又吃其他几种动物，而它本身又可能被不同的消费者所食。各个食物链彼此交织、错综联结形成复杂的能量与物质流通的网络，即食物网，生态系统的营养结构即主要指食物网。 ) j2 A r5 P m, f
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; @6 C) N; {* }3 u; D6 V% } ③营养级 5 F1 M# E/ L' Z i% ~
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为使生物间复杂的营养关系变得更加简明和便于进行定量的能流分析与物质循环研究，生态学家在食物链和食物网概念的基础上又提出了营养级概念。在生态系统的食物网中，凡是以相同方式获取相同性质食物的植物类群和动物类群可称为一个营养级。换句话说，在食物网中从生产者植物起到顶部肉食动物止，在各食物链上凡属同一级环节上的所有生物种就是一个营养级。
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2 i @$ m' u, T0 ] （2）生态系统的组成
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一个完全的生态系统由四类成分构成，即非生物成分、生物成分中的生产者、消费者和分解者三个类群。 & J9 O+ i7 `1 f- @7 i, J0 {/ ]
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+ n: v! ^7 I& T: t4 g2 @8 B P ①非生物成分
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( G& R2 R* d, S 包括太阳辐射能、H2O、CO2、O2、各种无机盐类和蛋白质、脂肪、糖类、腐殖质等有机物质。它们是生物赖以生存的物质和能量源泉，并共同组成大气、水和土壤环境，成为生物活动的场所，所以它们是维系生物生存的生命支持系统，是一个不可或缺的成分。 3 y7 N$ r4 @, S# V/ i: P
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. t3 n% A8 k. f$ m& B* B# [ u4 N ②生产者 ) O& K! d0 H" f' \# O! S$ y
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生产者包括所有的绿色植物、蓝藻、为数不多的光合细菌与化学能合成细菌。它们是生态系统中的自养成分，主要通过绿色植物的光合作用把从环境中吸收的无机物合成为葡萄糖、淀粉、脂肪和蛋白质等有机物质，并将太阳能转化为化学能储存在有机物质中，为一切生物提供物质和能量，所以它们是生态系统中最基本、最关键的成分。
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# M. k6 d' |# D* X ③消费者
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消费者包括各类动物，属于异养生物。它们不能利用太阳能制造食物，只能依靠植物为食物获取所需的能量，维持其生存。消费者根据其食性不同又分为： . D. \ d Q* m5 l6 r
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a．植食动物：直接以植物为食物资源的动物，如牛、马、羊、食草昆虫和啮齿类等，属于第一级消费者。 4 N5 j7 {7 ]: z
, k; W9 S' h ^$ j& o. b
/ S' S* U+ a8 X \% t8 f6 L b．肉食动物：以捕捉动物为主要食物的动物称为肉食动物。
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p6 z; P$ i" [6 o+ Y ④分解者 4 d8 {+ ~+ m/ D; r
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分解者主要指细菌、真菌和一些原生动物。它们把动植物的排泄物和死亡有机残体等复杂有机物逐渐分解为简单的无机物释放到环境中，被生产者重新吸收利用，所以分解者又称还原者，它们在有机物的降解过程中获得能量和营养物质。 ' L6 z, t- f# P1 j$ C+ i( k
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3农业生态系统的特点。[福建师范大学2014研]
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1 M$ v' O1 C6 v9 B, h# `- F 答：（1）农业生态系统
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8 w$ h% V9 H p* G; a( B) D+ i 农业生态系统是指由一定农业地域内相互作用的生物因素和非生物因素构成的功能整体，人类生产活动干预下形成的人工生态系统。建立合理的农业生态系统，对于农业资源的有效利用、农业生产的持续发展以及维护良好的人类生存环境都有重要作用。 6 d. h# f" j1 P& V) g; ~3 t
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（2）农业生态系统的特点
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①社会性 - p( m5 O- B$ v4 w
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9 s- W6 T! ?0 \; c5 ~8 B 农业生态系统作为一种人工生态系统，同人类的社会经济领域密切不可分割。大量的农产品离开农业系统，源源不断地进入社会经济领域；而大量的农用物资包括化肥、农药、农业机械等又作为辅助能量，源源不断地从社会经济领域投入农业系统。这种物质、能量的投入和产出的数量因不同的物质技术水平和农业经营方式而异，归根到底受不同的社会经济条件的制约。由此决定了农业生态系统的社会性，它不仅受自然规律，而且受社会经济规律的支配。
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. I' F& q C6 F# Y' ?; F6 | ②高产性
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农业生态系统是在人类的干预下发展的，而人类干预的目的是为了从系统取得尽可能多的产物，以满足自身的需要。因而，同自然生态系统下生物种群的自然演化不同，一些符合人类需要的生物种群可以提供远远高于自然条件下的产量。农业生态系统比自然生态系统具有较大的高产性能。这种特性也决定了系统需要有物质和能量的不断补充投入，以保持投入与产出的基本平衡。 % G; j1 n: d. d+ P
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③波动性 3 j( Y9 T E1 N" V( W' u
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农业生态系统的生物种群构成，是人类选择的结果。通常只有符合人类经济要求的生物学性状诸如高产性、优质性等被保留和发展，并只能在特定的环境条件和管理措施下才能得到表现。一旦环境条件发生剧烈变化，或管理措施不能及时得到满足，它们的生长发育就会由于失去了原有的适应性和抗逆性而受到影响，导致产量和品质下降。人类的选择还使生物种类减少，食物链简化，系统通过不同生物之间的相互制约和相互促进而进行自我调节能力削弱。所有这些都会导致农业生态系统的不稳定性或波动性。这也说明了必须采取各种技术措施，对系统进行调节、控制，以减少这种波动性。 # q5 E8 H. L% A3 a* Z6 f* |7 Y
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4顶级群落概念及植物群落的演替过程。[北京师范大学2013研] 1 H, E, x) E$ u9 c& A: p
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答：（1）顶级群落
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顶级群落是生态演替的最终阶段，是最稳定的群落阶段，其中各主要种群的出生率和死亡率达到平衡，能量的输入与输出以及生产量和消耗量（如呼吸）也都达到平衡。 9 l8 K- a" {8 P- _: Y7 ?1 G
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（2）植物群落的演替过程
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/ U8 Q& ^3 K: ~9 } 一块光秃的岩石表面，对于植物的生长来说，生境是非常严酷的。首先，没有土壤，而且极为干燥，温度的变化幅度也极大。
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①最先在岩面出现的是地衣植物群落。在这个演替阶段中，顺序出现壳状地衣→叶状地衣→枝状地衣。它们凭借所分泌的有机酸以腐蚀岩面，其残体也参加到土壤的聚集和水分的含蓄中去。岩面的生境开始改变。 9 _9 p$ y8 ]1 S8 a+ z1 z
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②苔藓植物群落阶段。在上一阶段地衣植物聚集的少量土壤上，能耐干旱的苔藓植物开始生长，形成群落。它们具有丛生性，成片密集生长，聚集土壤的能力更强。土壤、水分条件进一步有所改善。 : W% t5 l9 l1 j
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③草本植物群落阶段。在土壤稍多些的情况下，一些耐旱的草本植物，如蕨类和一年生植物相继出现，代替苔藓植物群落。接着是多年生植物定居，形成群落。到了这个阶段，原有岩面的环境已经大大改变：土壤增厚，有了遮荫，减少了蒸发，调节了温度、湿度变化，土壤中细菌、真菌和小动物的活动也增加。生境也不再那么严酷了。于是创造了木本植物适宜的生活环境。
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) F: ~7 S0 B# {) N ④木本植物群落阶段。在草本植物群落中，首先是一些喜光的阳性灌木出现，以后形成灌木群落。继而，乔木树种生长形成森林。林下的荫蔽环境，使其他耐荫性的灌木和草本植物种类得以定居，原有的阳性灌木逐渐从森林中消失。 - I2 n3 S1 F# T2 F) e2 s3 g
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在这个演替系列中，地衣和苔藓植物群落阶段延续的时间最长。草本植物群落阶段演替的速度相对最快。而后，木本植物群落演替的速度又逐渐减慢，这是由于木本植物生长时期较长所致。
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5主要陆地生态系统和特征。[中国地质大学（北京）2012研]
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- J8 n1 j' k2 N' K& w$ b9 c 答：陆地生态系统是指地球陆地表面由陆生生物与其所处环境相互作用构成的统一体。这一系统占地球表面总面积的1/3，以大气和土壤为介质，生境复杂，类型众多。按生境特点和植物群落生长类型可分为森林生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统、湿地生态系统以及受人工干预的农田生态系统。 ( |2 W( R- v; V* K! G& Q, N R
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（1）森林生态系统及其特征
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5 c( [. v3 [+ ` 森林生态系统是森林群落与其环境在功能流的作用下形成一定结构、功能和自调控的自然综合体，是陆地生态系统中面积最多、最重要的自然生态系统。 + c. m! Q4 W6 n: v! W5 j
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2 g+ j; M$ |& Q ①森林占据空间大，林木寿命延续时间长。森林在占据空间方面的优势表现在三个方面：a．水平分布面积广；b．森林垂直分布高度，一般可以达到终年积雪的下限，在低纬度地区分布可以高达4200～4300米；c．森林群落高度高于其他植物群落。 # ?7 J5 M' D* j1 O
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②森林是物种宝库，生物生产量高。森林有很高的生产力，加之森林生长期长，又经过多年的积累，它的生物量比其他任何生态系统都高。因此，森林除了是丰富的物种宝库，还是最大的能量和物质的贮存库。
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③森林是可以更新的资源，繁殖能力强。森林只要不受人为或自然灾害的破坏，在林下和林缘不断生长幼龄林木，形成下一代新林，并且能够世代延续演替下去，不断扩展。 8 N" I9 ]( i3 H2 S( x
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$ ]* h8 Z) }% K3 z8 ]* l9 w （2）草原生态系统及其特征
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草原生态系统是草原地区生物（植物、动物、微生物）和草原地区非生物环境构成的，进行物质循环与能量交换的基本机能单位。草原生态系统在其结构、功能过程等方面与森林生态系统、农田生态系统具有完全不同的特点，它不仅是重要的畜牧业生产基地，而且是重要的生态屏障。 4 C. R5 l- S% f3 ]8 I
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①草原生态系统所处地区的气候大陆性较强、降水量较少，年降水量一般都在250～450毫米，而且变化幅度较大。蒸发量往往都超过降水量。 2 h. k9 `: ]4 L2 H' {8 O- }
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②初级生产者的组成主体为草本植物，这些草本植物大多都具有适应干旱气候的构造，如叶片缩小，有蜡层和毛层，借以减少蒸腾，防止水分过度损耗。 ) i% ]% Q7 C4 O1 C% U
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6 N7 W$ ^3 P' O5 V( T/ [ ③草原生态系统的消费者主要是适宜于奔跑的大型草食动物，如野驴和黄羊。 8 }9 \% L! b, O$ P; y; Y. T5 f1 N' s
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2 c D% R) ?' K& h ④草原对大自然保护有很大作用，它不仅是重要的地理屏障，而且也是阻止沙漠蔓延的天然防线，起着生态屏障作用。另外，它也是人类发展畜牧业的天然基地。 9 f( T- ]* O5 F# O! a
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$ D+ Q% ?: |1 b7 T- a- E {( H9 f （3）荒漠生态系统及其特征 / R9 C! u9 y: V: G5 s
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荒漠生态系统是地球上最耐旱的，以超旱生的小乔木、灌木和半灌木占优势的生物群落与其周围环境所组成的综合体。荒漠有石质、砾质和沙质之分。人们习惯称石质和砾质的荒漠为戈壁，沙质的荒漠为沙漠。
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①荒漠生态系统分布在干旱地区，那里烈日炎炎，昼夜温差大，年降水量低于250毫米，气候干燥，自然条件极为严酷。 " i) Z9 n! ]# F# v& \; w7 X
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" u1 Z5 C& @7 P3 x! @7 Z* j ②动植物种类十分稀少。生活在荒漠中的生物既要适应缺水状况，又要适应温差大的恶劣条件。荒漠中的水分收入极少而消耗强度却很大，夏季昼夜温差悬殊而冬季寒冷，所以植被稀疏，其结构与营养级较少，生物量低。 h" m$ Q( z* w0 r" b/ Z2 G
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9 O9 n, ]& |" [ （4）湿地生态系统及其特征 5 I5 _5 R, o& [1 d
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湿地生态系统通过物质循环、能量流动以及信息传递将陆地生态系统与水域生态系统联系起来，是自然界中陆地、水体和大气三者之间相互平衡的产物。
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1 o9 T, j1 ]) m* `7 P" ^$ ?) _2 s7 x ①湿地这种独特生境使它具有丰富的陆生与水生动植物资源，是世界上生物多样性最丰富、单位生产力最高的自然生态系统。
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②湿地在调节径流、维持生物多样性、蓄洪防旱、控制污染等方面具有其他生态系统不可替代的作用。
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③水是生命存在不可缺少的要素，湿地是地球上淡水的主要蓄积地，人类生活用水、工业生产用水和农业灌溉用水除少量开采地下水外，均来源于湿地，湿地也是地下水的主要来源。 ! n2 ?, y9 A7 z1 _( V" j; P6 c
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. Z- l: f: D: {) X! Y2 Q) b ④湿地由于其特殊的生态特性，在植物生长、促淤造陆等生态过程中积累了大量的无机碳和有机碳，由于湿地环境中微生物活动弱，土壤吸引和释放二氧化碳十分缓慢，形成了富含有机质的湿地土壤和泥炭层，起到了固定碳的作用。 ) F3 j/ y4 A+ p+ _
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（5）农田生态系统及其特征 8 ?& r! J; G- D3 a
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农田生态系统是人工建立的生态系统，其主要特点是人的作用非常关键，人们种植的各种农作物是这一生态系统的主要成员。 ) J0 ^+ h u% ^6 \- _, z
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2 u+ f; p9 q' I* q, i/ b1 ~ ①农田中的动植物种类较少，群落的结构单一。 + u F& T8 J0 `5 z4 x& s8 n% D) E
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②人们必须不断地从事播种、施肥、灌溉、除草和治虫等活动，才能够使农田生态系统朝着对人有益的方向发展。 / f4 n. j9 C$ k: m3 Y- X' `7 C
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# H! Z/ q: @4 c; y* i: P 夫学须志也，才须学也。非学无以广才，非志无以成学。——诸葛亮 ; o' k: T9 X, U. \1 Z
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