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中六生物练习卷：生态系、能量流动与生物多样性（12 题・100 分・75 分钟・附答案）｜原创模拟试题
练习卷 · DSE 生物：生态系、能量流动与生物多样性全卷
本卷 12 题、100 分、75 分钟，覆盖中六生物生态系单元：净初级生产力与能量传递、生物量金字塔、碳与氮循环、标志重捕法、逻辑斯谛增长、群落演替、种间竞争、温室气体当量、岛屿生物地理、最大持续产量与保育策略；数值全部由程式自算，附评分要点。
卷面资料 年级：中六（S6） ｜ 科目：生物 ｜ 时限：75 分钟 ｜ 总分：100 分 ｜ 题数：12
甲部：生态系能量流动与物质循环（24 分）
每题 6 分，须列式或说明推理。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | 某草原生态系的生产者每年每平方米固定 48,000 kJ 的太阳能，其中 18,000 kJ 用于生产者自身的呼吸作用。(a) 求该生态系的净初级生产力。(b) 若能量沿食物链每一营养级只传递 10%，求初级消费者、次级消费者及三级消费者可得能量。(c) 解释为何食物链通常不超过四至五个营养级。 | (a) 净初级生产力 = 总初级生产力 − 呼吸作用 = 48,000 − 18,000 = 30,000 kJ m⁻² yr⁻¹。（2 分）(b) 初级消费者得 3,000 kJ，次级消费者得 300 kJ，三级消费者得 30 kJ。（2 分）(c) 每传一级只有约一成能量到达下一级，其余用于呼吸、排遗及未被摄食；到第四、五级时剩余能量不足以支撑可繁殖的种群。（2 分） |
| 2 | 某草原的食物链为草 → 蝗虫 → 青蛙 → 蛇，各营养级的现存生物量分别为 12,000 kg、1,200 kg、120 kg 及 12 kg。(a) 计算蝗虫与蛇之间生物量的比率。(b) 说明生物量金字塔呈金字塔形的原因。(c) 列出一个令生物量金字塔倒置的情况，并说明其条件。 | (a) 蝗虫 1,200 kg 对蛇 12 kg 的比率为 100 : 1。（2 分）(b) 每一营养级的现存生物量约为下一级的十倍，因为能量在传递中大量流失，能支撑的生物量相应减少。（2 分）(c) 若生产者为体积细小但繁殖极快的浮游植物，某一时刻的现存生物量可低于以它们为食的浮游动物，令生物量金字塔倒置；条件是生产者周转率远高于消费者。（2 分） |
| 3 | 某地区每年燃烧化石燃料排放 4.2 × 10⁹ kg 二氧化碳，区内森林每年吸收其中 15%。(a) 求森林每年吸收的二氧化碳质量。(b) 若每公顷森林每年吸收 12,000 kg 二氧化碳，求抵销该吸收量所需的森林面积（以公顷为单位）。(c) 说明植树造林不能完全解决大气二氧化碳上升的两项原因。 | (a) 4.2 × 10⁹ × 15% = 6.3e+08 kg，即 6.3 × 10⁸ kg。（2 分）(b) 6.3 × 10⁸ ÷ 12,000 = 52,500 公顷。（2 分）(c) 森林的吸收量随树龄下降，火灾或砍伐时更会释放已固定的碳；可用土地有限，植树速度追不上化石燃料排放的增长。（2 分） |
| 4 | 氮是生物体蛋白质与核酸的必要元素，但大气中的氮气不能为大多数生物直接利用。(a) 写出氮固定的两种途径。(b) 说明硝化作用与脱氮作用在氮循环中的角色。(c) 解释为何大量施用氮肥会造成水体优养化。 | (a) 生物固氮（根瘤菌与自由生活固氮菌）及工业固氮（哈伯法），大气放电固氮亦为途径之一。（2 分）(b) 硝化作用把铵盐氧化为亚硝酸盐，再氧化为硝酸盐供植物吸收；脱氮作用把硝酸盐还原为氮气回到大气，完成循环。（2 分）(c) 过量硝酸盐随雨水流入水体，藻类大量繁殖；藻类死亡后被分解者分解，耗尽水中溶氧，鱼类窒息死亡。（2 分） |
乙部：种群、群落与演替（36 分）
每题 9 分，注意题目各部分的配分。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 5 | 研究人员以标志重捕法估算某池塘的鱼类种群数量。第一次捕捉 40 条并作标记后放回，一周后再捕捉 60 条，其中 8 条带有标记。(a) 用林肯指数估算该池塘的鱼类总数，并列出算式。(b) 列出使用此法时的三项假设。(c) 解释为何标记后立即重捕会令估算值偏低。 | (a) 林肯指数 N = (M × C) ÷ R = (40 × 60) ÷ 8 = 300 条。（3 分）(b) 标记不影响个体的活动与存活；标记个体与未标记个体均匀混合；期内没有明显的迁入、迁出、出生或死亡；标记不会脱落。（3 分）(c) 标记后立即重捕，被捉过的个体较易再被捉到，重捕样本中带标记的比例偏高，令估算值偏低。（3 分） |
| 6 | 某岛上一个鸟类种群的环境容纳量为 1,200 只，内在增长率 r = 0.4 每年，现时种群为 300 只。(a) 用逻辑斯谛增长式 dN/dt = rN(K − N)/K 计算该年的种群增长量。(b) 求种群增长速率最大时的种群数量。(c) 比较逻辑斯谛增长与指数增长的曲线差异，并举出一个接近指数增长的实际例子。 | (a) dN/dt = 0.4 × 300 × (1,200 − 300) ÷ 1,200 = 90 只每年。（3 分）(b) 增长速率在 K/2 = 600 只时最大。（3 分）(c) 逻辑斯谛曲线呈 S 形，初期近似指数增长，接近 K 时增长放缓；指数增长没有上限。实际例子：入侵性昆虫初进入资源充足、天敌稀少的新环境时的增长。（3 分） |
| 7 | 一片弃耕农地经历次生演替，由草本植物阶段发展至森林阶段。(a) 说明次生演替与原生演替的两项分别。(b) 描述演替过程中生物多样性、生物量与土壤有机质的变化趋势。(c) 解释为何演替后期的物种多样性较高，但部分先锋物种会消失。 | (a) 次生演替发生在土壤与种子库仍存在的土地，速度较快；原生演替由无土壤的裸地开始，须由先锋物种风化造土。（3 分）(b) 生物多样性上升，生物量上升，土壤有机质与土层厚度增加，食物网趋于复杂。（3 分）(c) 后期植物提供更多样的栖位与资源，可容纳更多物种；先锋物种多为喜光且耐贫瘠，在乔木遮荫下光照不足而被淘汰。（3 分） |
| 8 | 两种草履虫在同一试管内竞争同一种细菌。物种甲的环境容纳量 K1 = 200，物种乙的 K2 = 150，竞争系数 α = 1.5（表示一只物种乙对物种甲的竞争效应）。(a) 计算物种甲受物种乙抑制后的等效容纳量 K1/α。(b) 由此判断两者能否长期共存，并解释。(c) 列出两项实验室竞争实验难以直接套用至野外群落的原因。 | (a) K1/α = 200 ÷ 1.5 = 133.3，低于 K2 = 150。（3 分）(b) 两者可以长期共存：物种乙的容纳量高于物种甲在竞争压力下的等效容纳量，故物种乙不能把物种甲排除。（3 分）(c) 实验室的空间、食物与环境条件恒定，野外有季节变化、迁移与天敌；实验只有两个物种，野外群落涉及多个物种与间接效应；实验期短，未必反映长期的适应与演化。（3 分） |
丙部：人类影响、全球变化与保育（40 分）
每题 10 分，须作完整解释或评估。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 9 | 某农场每年排放 1,200 kg 甲烷及 40 kg 氧化亚氮。甲烷的全球暖化潜势为 28，氧化亚氮为 265（以二氧化碳为 1）。(a) 计算该农场每年的二氧化碳当量排放量。(b) 若甲烷排放量减半而其他不变，求新的二氧化碳当量，并计算减幅（百分数，取一位小数）。(c) 说明为何相同质量的氧化亚氮对气候的影响远大于甲烷。 | (a) 1,200 × 28 + 40 × 265 = 33,600 + 10,600 = 44,200 kg 二氧化碳当量。（4 分）(b) 600 × 28 + 40 × 265 = 16,800 + 10,600 = 27,400.0 kg；减幅 = (44,200 − 27,400) ÷ 44,200 × 100% = 38.0%。（3 分）(c) 氧化亚氮分子吸收红外辐射的效能远高于二氧化碳，且在大气中存留时间长，故单位质量的暖化效应大得多。（3 分） |
| 10 | 某岛屿的森林面积由 1,000 公顷缩减至 100 公顷。物种数与面积的关联可表为 S = cA^0.25。该岛原有 80 个鸟类物种。(a) 计算面积缩减后预期保留的物种数目（取整数）。(b) 解释面积缩减对种群灭绝风险的影响。(c) 提出两项减轻栖息地破碎化影响的管理措施。 | (a) S = 80 × (100 ÷ 1,000)^0.25 = 80 × 0.5623 ≈ 45 个物种。（4 分）(b) 面积缩减令种群变小且彼此隔离，遗传多样性下降，近亲繁殖与随机灭绝的风险上升；遇到疾病或火灾时难以由邻近地区补充个体。（3 分）(c) 保留并连接破碎化的林地，建立生态走廊；在农地边缘保留原生植被带，减少农药与人类干扰。（3 分） |
| 11 | 某渔业目标鱼种的内在增长率 r = 0.5 每年，环境容纳量 K = 2,000 吨。(a) 用最大持续产量 MSY = rK/4 计算该渔业的 MSY。(b) 若渔获量长期维持在 320 吨，预测种群变化并解释。(c) 说明为何实际管理上通常把渔获量订在低于 MSY 的水平。 | (a) MSY = rK/4 = (0.5 × 2,000) ÷ 4 = 250 吨每年。（4 分）(b) 320 吨高于 MSY，捕捞速度超过种群的自然补充，种群会持续下降，长期可能崩溃。（3 分）(c) 实际种群受环境波动、气候与估算误差影响，而 MSY 的计算假设环境恒定；订得较低可保留缓冲，避免过度捕捞与生态系的连带影响。（3 分） |
| 12 | 香港以郊野公园及海岸保护区保护生物多样性。(a) 说明就地保育与移地保育的分别，并各举一例。(b) 评估郊野公园在保护生物多样性方面的两项成效与一项限制。(c) 提出一项结合生态走廊的保育建议，并说明其理据。 | (a) 就地保育在物种原有栖息地保护，例如郊野公园与海岸保护区；移地保育把物种移至人工环境，例如植物园、种子库或动物园的繁殖计划。（4 分）(b) 成效：大面积连续栖息地保护了整个群落与生态过程；受法定规管，限制发展与捕猎。限制：郊野公园多位于高地，低地与海岸湿地保护不足，部分物种的栖息地仍在保护范围外。（3 分）(c) 在郊野公园之间以及与低地保育区之间建立生态走廊，例如沿河谷保留植被带；理据是增加栖息地连通性，令种群可以迁移、交换个体与基因，减低破碎化造成的灭绝风险。（3 分） |
TutorZone 练习卷｜题目与文章为原创，并非任何学校或出版社的教材。