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1、第29講生態(tài)系統(tǒng)的功能,突破1生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng),突破2生態(tài)系統(tǒng)的特質(zhì)循環(huán)和信息傳遞,總綱目錄,一、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng) 1.概念理解,2.第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量分析,3.消費(fèi)者能量分析,(1)從上述圖解可以得到:攝入量=同化量+糞便量。 (2)在各營(yíng)養(yǎng)級(jí)中,能量的幾個(gè)去路:通過(guò)呼吸作用以熱能的形式散失;被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物利用;被分解者利用;未被利用。,4.特點(diǎn):單向流動(dòng)和逐級(jí)遞減。,5.能量傳遞效率 相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率=100%。一般能量 傳遞效率為10%20%。,6.研究意義 (1)幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng),使能量得到最有效的利用。 (2)幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系

2、,使能量持 續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?1.概念 (1)物質(zhì):組成生物體的化學(xué)元素,如C、H、O、N、P、S。 (2)循環(huán)范圍:生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間。 (3)循環(huán)特點(diǎn):具有全球性。,二、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán),2.碳循環(huán) (1)在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落之間主要是以CO2形式循環(huán)。 (2)在生物群落內(nèi):以含碳有機(jī)物形式沿食物鏈和食物網(wǎng) 傳遞。,3.溫室效應(yīng) (1)形成原因:大量化石燃料的燃燒,導(dǎo)致大氣中的CO2含量迅速 增加,打破了生物圈中碳循環(huán)的平衡。 (2)影響:導(dǎo)致氣溫升高,加快極地和高山冰川的融化,導(dǎo)致海平面 上升,進(jìn)而對(duì)人類和其他許多生物的生存構(gòu)成威脅。,1.信息的種類、特點(diǎn)及來(lái)源(連

3、一連) A丙bB甲cC乙a,三、生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞,2.信息傳遞的作用及應(yīng)用,,1.森林中生產(chǎn)者積累有機(jī)物的能量總和,即為輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量。( ),2.生態(tài)系統(tǒng)可通過(guò)信息傳遞調(diào)節(jié)種間關(guān)系。( ),3.光合作用推動(dòng)碳循環(huán)過(guò)程,促進(jìn)了生物群落中的能量循環(huán)。( ),4.防治稻田害蟲,可提高生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間的能量傳遞效率。( ),5.田鼠和鼬都是恒溫動(dòng)物,同化的能量中一部分用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖等生命活動(dòng),其余在呼吸作用中以熱能形式散失。( ),6.碳在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要以CO2的形式進(jìn)行。( ),,,,,,,7.分解者通過(guò)有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的方式將有機(jī)物分解成CO

4、2等釋放到無(wú)機(jī)環(huán)境中。( ),8.物質(zhì)是能量流動(dòng)的載體,能量是物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力。( ),9.生態(tài)系統(tǒng)維持相對(duì)穩(wěn)定離不開信息傳遞。( ),10.生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞和能量流動(dòng)一樣都是單向的。( ),11.用性外激素專一誘捕卷葉螟,短期內(nèi)褐飛虱(卷葉螟的天敵)的種群密度會(huì)下降。( ),12.成年大熊貓經(jīng)常用尿液和肛腺的分泌物在巖石或樹干上進(jìn)行標(biāo)記,這種行為傳遞的信息類型屬于化學(xué)信息。( ),,,,,,,突破1生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng),1.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過(guò)程,2.生態(tài)金字塔 不同的生態(tài)金字塔能形象地說(shuō)明各營(yíng)養(yǎng)級(jí)與能量、生物量、數(shù)量之間的關(guān)系,是定量研究生態(tài)系統(tǒng)的直觀體現(xiàn)。,1.利用“拼圖法

5、”巧解能量流動(dòng)問題 (1)輸入第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量(W1),即生產(chǎn)者的同化量被分為兩部分:一部分在生產(chǎn)者的呼吸作用中以熱能的形式散失(A1),一部分則用于生產(chǎn)者的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖(B1+C1+D1)。而后一部分能量中包括現(xiàn)存的植物體B1、流向分解者的C1、流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的D1。,(2)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率=(D1/W1)100%,第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率=(D2/D1)100%。,2.關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的計(jì)算問題 (1)一般能量的傳遞效率為10%20%。 (2)能量傳遞效率的計(jì)算方法:相鄰兩營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率=某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量100%。 (3

6、)能量傳遞的最值計(jì)算 a.已知低營(yíng)養(yǎng)級(jí)求高營(yíng)養(yǎng)級(jí) 獲得能量最多 獲得能量最少,b.已知高營(yíng)養(yǎng)級(jí)求低營(yíng)養(yǎng)級(jí) 需最多能量,需最少能量,1.(2016課標(biāo)全國(guó))我國(guó)諺語(yǔ)中的“螳螂捕蟬,黃雀在后”體現(xiàn)了食物鏈的原理。若鷹遷入了蟬、螳螂和黃雀所在的樹林中,捕食黃雀并棲息于林中。下列敘述正確的是() A.鷹的遷入增加了該樹林中蟬及其天敵的數(shù)量 B.該生態(tài)系統(tǒng)中細(xì)菌產(chǎn)生的能量可流向生產(chǎn)者 C.鷹的遷入增加了該生態(tài)系統(tǒng)能量消耗的環(huán)節(jié) D.鷹的遷入改變了該生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的方向,考向1以基礎(chǔ)判斷、實(shí)例分析的形式,考查能量流動(dòng)的過(guò)程及特點(diǎn),C,答案C根據(jù)題意可寫出食物鏈:植物蟬螳螂黃雀鷹。鷹的遷入延長(zhǎng)了食物鏈,使

7、能量消耗的環(huán)節(jié)(營(yíng)養(yǎng)級(jí))增加,但沒有改變能量流動(dòng)的方向,C正確、D錯(cuò)誤;鷹的遷入使黃雀的數(shù)量減少,導(dǎo)致黃雀的食物螳螂的數(shù)量增多,進(jìn)而導(dǎo)致蟬的數(shù)量減少,A錯(cuò)誤;細(xì)菌產(chǎn)生的能量大多以熱能的形式散失,不能流向生產(chǎn)者,B錯(cuò)誤。,2.關(guān)于草原生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的敘述,錯(cuò)誤的是() A.能量流動(dòng)包括能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程 B.分解者所需的能量可來(lái)自各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所儲(chǔ)存的能量 C.生態(tài)系統(tǒng)維持正常功能需要不斷得到來(lái)自系統(tǒng)外的能量 D.生產(chǎn)者固定的能量除用于自身呼吸外,其余均流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí),D,答案D本題主要考查生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)等相關(guān)知識(shí)。能量流動(dòng)包括能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失過(guò)程,A正確;分解者

8、所需的能量可來(lái)自各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所儲(chǔ)存的能量,B正確;生態(tài)系統(tǒng)維持正常功能需要不斷地輸入能量,C正確;生產(chǎn)者固定的能量除用于自身呼吸外,部分流向分解者,部分流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí),D錯(cuò)誤。,考向2以實(shí)例分析的形式,考查能量流動(dòng)過(guò)程中的相關(guān)計(jì)算 3.某生態(tài)系統(tǒng)總面積為250 km2,假設(shè)該生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈為甲種植物乙種動(dòng)物丙種動(dòng)物,乙種動(dòng)物種群的K值為1 000頭?；卮鹣铝袉栴}: (1)某次調(diào)查發(fā)現(xiàn)該生態(tài)系統(tǒng)中乙種動(dòng)物種群數(shù)量為550頭,則該生態(tài)系統(tǒng)中乙種動(dòng)物的種群密度為;當(dāng)乙種動(dòng)物的種群密度為時(shí),其種群增長(zhǎng)速度最快。 (2)若丙種動(dòng)物的數(shù)量增加,則一段時(shí)間后,甲種植物數(shù)量也增加,其原因是。 (3)在甲種植

9、物乙種動(dòng)物丙種動(dòng)物這一食物鏈中,乙種動(dòng)物同化的能量(填“大于”“等于”或“小于”)丙種動(dòng)物同化的能量。,答案(1)2.2頭km-22頭km-2 (2)由于乙種動(dòng)物以甲種植物為食,丙種動(dòng)物的數(shù)量增加導(dǎo)致乙種動(dòng)物的數(shù)量減少,從而導(dǎo)致甲種植物數(shù)量的增加 (3)大于 解析本題主要考查種群密度、種群數(shù)量的變化規(guī)律以及能量流動(dòng) 等相關(guān)知識(shí)。(1)乙種動(dòng)物的種群密度為550250=2.2(頭km-2)。當(dāng)乙種動(dòng)物的種群數(shù)量為K/2,即種群密度為500250=2(頭km-2)時(shí),種群增長(zhǎng)速度最快。(2)丙種動(dòng)物的數(shù)量增加,造成乙種動(dòng)物被丙種動(dòng)物捕食增多,乙種動(dòng)物數(shù)量減少,從而減少了對(duì)甲種植物的捕食,導(dǎo)致甲種植

10、物數(shù)量增加。(3)由于能量流動(dòng)具有逐級(jí)遞減的特點(diǎn),所以處于第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的乙種動(dòng)物同化的能量要大于丙種動(dòng)物同化的能量。,4.圖a、b分別為農(nóng)村和城市生態(tài)系統(tǒng)的生物量(生命物質(zhì)總量)金字塔示意圖。下列敘述正確的是(),考向3以示意圖分析的形式,考查生態(tài)金字塔的識(shí)別和分析,A.兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)均可通過(guò)信息傳遞調(diào)節(jié)種間關(guān)系 B.兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)均由3個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)組成 C.城市生態(tài)系統(tǒng)不具有自我調(diào)節(jié)能力,抵抗力穩(wěn)定性低 D.流經(jīng)兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量均是其植物所固定的太陽(yáng)能,答案A信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的功能之一,生態(tài)系統(tǒng)均可通過(guò)信息傳遞調(diào)節(jié)種間關(guān)系;圖示兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)不一定只有3個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí);所有生態(tài)系統(tǒng)均具有自我調(diào)

11、節(jié)能力,城市生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力較弱,抵抗力穩(wěn)定性較低;城市生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)者較少,需外界輸入大量能量,故流經(jīng)城市生態(tài)系統(tǒng)的總能量包括生產(chǎn)者固定的能量和外界輸入的能量。,5.如圖表示某一生態(tài)系統(tǒng)的能量金字塔,其、、、分別代表不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí),E1、E2代表能量的形式。下列敘述正確的是() A.和是實(shí)現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)的關(guān)鍵生態(tài)成分 B.該圖所示的食物網(wǎng)只有1條食物鏈: C.E1表示的能量主要是通過(guò)光合作用所固定的能量 D.能量可在食物鏈中循環(huán)利用,C,答案C誤認(rèn)為營(yíng)養(yǎng)級(jí)最高者為分解者,從而誤選A;誤認(rèn)為、、、各只代表一種生物,從而誤選B。圖中代表生產(chǎn)者,則E1表示的能量主要為生產(chǎn)者通過(guò)光合作用固定的能量。、和

12、都代表消費(fèi)者,實(shí)現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)的關(guān)鍵生態(tài)成分是生產(chǎn)者和分解者。每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物種類可能有很多,該圖所示的食物網(wǎng)可能由很多條食物鏈組成。生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)是單向的,能量不能循環(huán)利用。,突破2生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞,1.物質(zhì)循環(huán)的實(shí)例碳循環(huán),(1)大氣中的碳元素進(jìn)入生物群落,是通過(guò)光合作用或化能合成作用完成的。 (2)碳元素在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間循環(huán)的主要形式是CO2;碳元素在生物群落中的傳遞主要沿食物鏈和食物網(wǎng)進(jìn)行,傳遞形式為含碳有機(jī) 物。 (3)碳元素在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落之間傳遞時(shí),只有生產(chǎn)者與無(wú)機(jī)環(huán)境之間的傳遞是雙向的,其他成分之間的傳遞都是單向的。,(4)通過(guò)碳循環(huán)過(guò)程理解生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)

13、育狀態(tài)(不考慮人工排放CO2) 若從大氣進(jìn)入生物群落的CO2量從生物群落進(jìn)入大氣的CO2量,則生態(tài)系統(tǒng)處于成長(zhǎng)階段; 若從大氣進(jìn)入生物群落的CO2量從生物群落進(jìn)入大氣的CO2量,則生態(tài)系統(tǒng)處于相對(duì)穩(wěn)定階段; 若從大氣進(jìn)入生物群落的CO2量<從生物群落進(jìn)入大氣的CO2量,則生態(tài)系統(tǒng)往往處于衰退階段。,2.物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的關(guān)系,3.生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞 (1)信息傳遞的存在范圍,(2)生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類,碳循環(huán)典型模式圖的分析方法,1.碳循環(huán)過(guò)程示意圖:,2.將上圖換成字母圖,并嘗試判斷四種成分(找依據(jù)),如下面三種模式圖: 圖形解讀: 圖1:先根據(jù)雙向箭頭確定A和B應(yīng)為生產(chǎn)者和大氣中CO2庫(kù)

14、,其中B有多個(gè)內(nèi)指箭頭可判斷B為大氣中的CO2庫(kù),再根據(jù)AD,CD,確定D為分解者,剩下C為消費(fèi)者。 圖2:根據(jù)A與C之間的雙向箭頭及C有多個(gè)內(nèi)指箭頭判斷A和C分別是,生產(chǎn)者和大氣中的CO2庫(kù)。根據(jù)A、B、D都有箭頭指向E,可進(jìn)一步判斷B是初級(jí)消費(fèi)者,D是次級(jí)消費(fèi)者,E是分解者。 圖3:首先找出二者之間具有雙向箭頭的兩個(gè)成分即A和E,一個(gè)為生產(chǎn)者,另一個(gè)是大氣中的CO2庫(kù)。又因?yàn)槠渌鱾€(gè)成分都有箭頭指向A,所以A為大氣中的CO2庫(kù),E為生產(chǎn)者。然后觀察剩余的幾個(gè)成分,B、D、F、E都有箭頭指向C,所以C是分解者,剩余的B、D、F則為消費(fèi)者。,考向1以基礎(chǔ)判斷、模式圖分析的形式,考查對(duì)物質(zhì)循環(huán)的

15、理解 1.下圖為生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)示意圖,圖中A、B、C代表生態(tài)系統(tǒng)成分,數(shù)字表示碳的流動(dòng)。下列敘述正確的是() A.圖中生產(chǎn)者、B、C、A構(gòu)成了兩條食物鏈 B.為CO2形式,為有機(jī)物形式 C.之和等于生產(chǎn)者同化的碳的總量 D.經(jīng)流向B的碳全部?jī)?chǔ)存于B體內(nèi)的有機(jī)物中,B,答案B題圖中A為大氣中的二氧化碳,B為消費(fèi)者,C為分解者。食物鏈中不包括分解者和非生物的物質(zhì),A錯(cuò)誤;圖中的分別表示生產(chǎn)者、分解者和消費(fèi)者呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳,表示生產(chǎn)者固定的二氧化碳,表示生物之間的有機(jī)物傳遞,B正確;之和小于生產(chǎn)者同化的碳的總量,C錯(cuò)誤;生產(chǎn)者流向消費(fèi)者的碳部分儲(chǔ)存在B的有機(jī)物中,還有部分用于呼吸作用,D錯(cuò)誤

16、。,2.回答下列關(guān)于紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的問題: (1)紅樹林具有調(diào)節(jié)氣候、保護(hù)海岸的作用。從生物多樣性價(jià)值的角度分析,這種作用所具有的價(jià)值屬于(填“間接”或“潛在”)價(jià)值。 (2)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(dòng)的方向。,圖中A表示,生物成分E表示,生物成分F表示,表示初級(jí)消費(fèi)者。,答案(1)間接 (2)CO2生產(chǎn)者分解者C 解析本題主要考查生物的多樣性、物質(zhì)循環(huán)等知識(shí)。(1)紅樹林對(duì)生態(tài)系統(tǒng)起到重要調(diào)節(jié)功能,屬于間接價(jià)值。(2)雙向箭頭兩端分別為生產(chǎn)者和大氣中的CO2(無(wú)機(jī)環(huán)境),分析圖示可知:A表示CO2,E表示生產(chǎn)者,F表示分

17、解者,C表示初級(jí)消費(fèi)者。,考向2以實(shí)例分析的形式或以過(guò)程圖為載體,考查物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的關(guān)系 3.(2016課標(biāo)全國(guó))在漫長(zhǎng)的歷史時(shí)期內(nèi),我們的祖先通過(guò)自身的生產(chǎn)和生活實(shí)踐,積累了對(duì)生態(tài)方面的感性認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn),并形成了一些生態(tài)學(xué)思想,如:自然與人和諧統(tǒng)一的思想。根據(jù)這一思想和生態(tài)學(xué)知識(shí),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是() A.生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)有其自身的運(yùn)行規(guī)律 B.若人與自然和諧統(tǒng)一,生產(chǎn)者固定的能量便可反復(fù)利用 C.“退耕還林、還草”是體現(xiàn)自然與人和諧統(tǒng)一思想的實(shí)例 D.人類應(yīng)以保持生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定為原則,確定自己的消耗標(biāo)準(zhǔn),B,答案B生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者固定的能量最終以熱能的形式散失,而散失的熱

18、能不能被生態(tài)系統(tǒng)重新利用,故生態(tài)系統(tǒng)中的能量具有單向流動(dòng)的特點(diǎn),B錯(cuò)誤。,4.下面是生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)關(guān)系的示意圖。據(jù)圖不能得到的結(jié)論是(),A.物質(zhì)作為能量的載體,使能量沿著食物鏈(網(wǎng))流動(dòng) B.能量作為動(dòng)力,使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往 返 C.能量的總和便是生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能總量 D.碳在營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間傳遞以有機(jī)物的形式進(jìn)行,答案C能量是物質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力,物質(zhì)是能量的載體,A正確;能量作為動(dòng)力,使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往返,B正確;生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能總量應(yīng)是能量加上生產(chǎn)者呼吸消耗的能量及流向分解者的能量,C錯(cuò)誤;碳在營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間傳遞以有機(jī)物的形式

19、進(jìn)行,D正確。,考向3以基礎(chǔ)判斷或?qū)嵗治龅男问?考查信息傳遞的種類、特點(diǎn)以及在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用 5.下圖為生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞模式圖,下列相關(guān)敘述不正確的是(),A.信息傳遞是雙向的,能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)也是雙向的 B.生態(tài)系統(tǒng)的功能主要是能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán),還有信息傳遞 C.物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ),能量是生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)力,信息傳遞則決 定著能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的方向和狀態(tài) D.生態(tài)系統(tǒng)各成分間都有各種形式的信息傳遞,答案A能量流動(dòng)的特點(diǎn)是單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減,物質(zhì)循環(huán)是反復(fù)的,信息傳遞往往是雙向的。,6.下列有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞及其應(yīng)用的敘述,不正確的是() A.動(dòng)物的特殊行為可在同種或異種生物之間傳遞信息 B.生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞和能量流動(dòng)一樣都是單向的 C.信息能夠調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系,以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定 D.利用昆蟲信息素誘捕或警示有害動(dòng)物,以降低害蟲的種群密度,B,答案B動(dòng)物的特殊行為對(duì)于同種或異種生物來(lái)說(shuō)能夠傳遞某種信息,即行為信息,A正確;生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞往往是雙向的,B錯(cuò)誤;生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞有調(diào)節(jié)生物種間關(guān)系,維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的作用,C正確;利用昆蟲信息素(化學(xué)信息)誘捕或警示有害動(dòng)物,可降低害蟲的種群密度,D正確。,核心構(gòu)建,