届高考生物大一轮总复习 第九单元 生物与环境 第33讲 群落的结构与演替.docx

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届高考生物大一轮总复习第九单元生物与环境第33讲群落的结构与演替

第33讲　群落的结构与演替

[考纲要求]　1.群落的结构特征（Ⅰ）。

2.群落的演替（Ⅰ）。

3.实验：

（1）土壤中动物类群丰富度的研究；

（2）探究水族箱（或鱼缸）中群落的演替。

考点一　群落的结构

1．群落的概念与物种组成

（1）群落

①概念要点：

a.同一时间；b.一定区域；c.各种生物种群。

②特征：

物种的丰富度、种间关系、空间结构、群落的演替等。

（2）群落的物种组成

①群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。

②丰富度

a．概念：

群落中物种数目的多少。

b．常用统计方法：

记名计算法和目测估计法。

2．种间关系

（1）下列曲线中，属于捕食关系的是③，属于竞争关系的是②⑤，属于互利共生关系的是④，属于寄生关系的是①。

（2）种间关系实例：

狼和兔的关系对应的曲线是③，T2噬菌体和大肠杆菌的关系对应的曲线是①，根瘤菌和大豆的关系对应的曲线是④，一片草原上的羊和牛的关系对应的曲线是⑤。

3．群落的空间结构

观察下列图示，完成群落的空间结构的相关问题

（1）写出图中群落空间结构的类型

A图：

垂直结构；B图：

水平结构。

（2）根据上图分析决定群落空间结构的主要因素

A图：

①植物分层：

光照；②动物分层：

栖息空间和食物条件。

B图：

地形的变化、土壤湿度、盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同，以及人与动物的影响等。

（3）下图所示的现象是不是一个群落中的垂直结构现象？

为什么？

答案　不是。

高山植被的垂直分布是由于随海拔高度升高，温度下降明显，从而导致不同海拔高度植被分布不同，依次为：

阔叶林→针叶林→高原草甸→苔原。

这种状况与地球南（北）半球随纬度升高植被分布的原理相同，属于植物的地带性分布，不是群落垂直结构中的分层现象。

[思维诊断]

（1）土壤动物群落不存在分层现象（2012·广东，4A）（　×　）

（2）乔木层的疏密程度不会影响草本层的水平结构（2012·大纲，4D）（　×　）

（3）农田中豌豆和杂草、豌豆和其根中的根瘤菌、细菌和其细胞内的噬菌体关系依次为竞争、互利共生、寄生（2012·大纲，3改编）（　√　）

（4）池塘中鲤鱼的性别比例及出生率、死亡率也属于群落水平上研究的问题（　×　）

（5）单位面积或体积中某物种的个体数量多少称物种丰富度（　×　）

题组一　种间关系的判断

1．如图甲、乙、丙分别表示在有限空间内培养（或饲养）两种生物的实验结果，下列相关的叙述错误的是（　　）

A．豆科植物与根瘤菌的种群数量变化关系如图甲所示

B．噬菌体与细菌的种群数量变化关系如图乙所示

C．甲、乙、丙分别表示的是互利共生、捕食、竞争关系

D．图丙中实验初期，种内互助与竞争并存，后期X的种内斗争加剧

答案　B

解析　由曲线中两种生物的种群数量变化情况可判断：

甲为互利共生关系，可用来表示豆科植物与根瘤菌的数量变化；乙为捕食关系，而噬菌体与细菌之间是寄生关系，所以两者的种群数量变化关系不能用图乙表示；丙为竞争关系，X种群在竞争中处于优势且将另一种群淘汰，这与种内互助有关，实验后期X种群密度增加，种内斗争渐趋激烈。

2．如图表示3个共存物种的资源利用曲线，图a和图b中3个物种的资源利用状况不同。

下面是对图a中3个物种与图b中3个物种相比较的几种说法，正确的是（　　）

A．图a中3个物种的种间竞争激烈　

B．图b中3个物种的种内斗争激烈　

C．如果资源有限，图a中物种2有被排除的危险，图b中物种2也有被排除的危险

D．两图中物种间的种间竞争激烈程度相等

答案　C

解析　从a、b两图分析可知，图a中3个物种共同利用的资源不多，因而种内斗争激烈，图b中3个物种有许多共同利用的资源，它们会因共同利用的资源而发生激烈的种间竞争，可排除A、B项。

两图中物种间的种间竞争激烈程度是不相等的，故可排除D项。

图a和图b中的物种2所需要的资源条件都与物种1和物种3所需要的存在交集，即物种1和物种3都同时和物种2发生竞争，因此在资源有限的情况下，物种2存在被排除的危险，C项正确。

技法提炼

通过实例判断种间关系的技巧

通过分析实例，需要弄清是同种生物还是不同种生物，同种生物以同种的幼体为食，或同种生物之间对资源和空间的争夺都为种内斗争，不同种生物之间对资源和空间的争夺就是竞争，简单记为：

“同斗争，异竞争”。

不同种生物要注意区分竞争和捕食：

竞争是争夺资源、空间等生活条件而发生的斗争，不直接获取食物；捕食则是一种生物以另一种生物为食，目的是获得食物与能量，以维持自身生存。

另外两种生物甲和乙以同一植物为食，但取食的部位不同并不构成竞争关系，例如：

人吃玉米子粒，而牛吃秸秆。

题组二　群落结构的种类及成因分析

3．根据图中显示的信息，结合所学知识，判断下列说法中正确的是（　　）

A．该图中所有的植物构成生物群落

B．决定植物分层的主要环境因素除光照外，还有地形、湿度、盐碱度等

C．森林生态系统中的植物有分层现象，动物没有分层现象

D．从山麓到山顶的群落分布属于水平结构，是由地形起伏造成的

答案　D

解析　该图中的所有植物并不能构成生物群落，还缺少了动物和微生物；群落的结构分为垂直结构和水平结构，决定植物分层的主要环境因素是光照，地形、湿度和盐碱度是影响群落水平分布的主要因素；森林生态系统中植物和动物都有分层现象。

4．某研究小组对大亚湾水域6个不同区域6种单细胞藻类的群落结构进行研究的结果如图，有关说法与事实不相符的是（　　）

A．单细胞藻类是生产者

B．区域⑥溶解氧可能最少

C．a为区域⑥的优势种

D．影响藻类分层现象的唯一因素是温度

答案　D

解析　单细胞藻类能通过光合作用把无机物转变成有机物，属于生产者，A正确。

当光合速率小于呼吸速率时，区域⑥藻类数量最多，呼吸消耗氧气最多，溶解氧可能最少，B正确。

区域⑥中，a的数量最多，为优势种，C正确。

影响藻类分层现象的因素有温度、光照等，D错误。

归纳提升

群落的垂直结构和水平结构的成因分析

（1）影响地上植物分层的主要因素是光照；群落中植物的分层现象决定了动物的分层现象，影响动物分层的主要因素是食物。

群落的分层现象不仅表现在地面上，也表现在地下，但地下分层现象主要与水分和矿质元素有关。

水域中，某些水生动物也有分层现象，影响因素主要有阳光、温度、食物、含氧量等。

（2）影响群落水平结构的因素包括地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同以及人与动物的影响等，不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差别，它们常常呈镶嵌分布。

而山麓到山顶的群落分布属于水平结构，是由地形起伏造成的。

考点二　群落的演替

1．演替的概念：

随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。

2．演替过程（以发生在裸岩上的演替为例）

→

→

→

→

→

3．群落演替中两种类型的不同点

　类型

项目　

初生演替

次生演替

起点

在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方

在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方

时间

经历时间漫长

经历时间较短

影响

因素

自然因素

人类活动较为关键

实例

裸岩上的演替

森林砍伐地、弃耕农田上的演替

4.群落演替的特征

（1）方向：

一定的方向性。

（2）能量：

群落有机物总量增加。

（3）结构：

营养结构变得复杂，物种多样性增加。

5．群落演替的原因

（1）环境不断变化，为群落中某些物种提供有利的繁殖条件，而对另一些物种生存产生不利影响。

（2）生物本身不断进行繁殖、迁徙。

（3）群落内部由于生命活动造成内部环境改变。

（4）种内和种间关系不断发生变化。

（5）人类活动的干扰。

[思维诊断]

（1）自然恢复林的形成属于初生演替（2013·福建，3D）（　×　）

（2）森林阶段动物的分层比灌木阶段的简单（2012·海南，17B）（　×　）

（3）人类活动可以影响演替的方向和速度（2012·海南，17A）（　√　）

（4）决定群落演替的根本原因存在于群落外部的环境条件，诸如气候、地貌、土壤和火等（　×　）

（5）某岛屿由海底火山喷发形成，现已成为旅游胜地，岛上植被茂盛，风景优美。

该岛屿形成后最初进行的群落演替属于次生演替（　×　）

（6）演替过程中群落的物种组成不断变化，甚至可发生优势取代（　√　）

题组一　群落演替类型的判断

1．在气候条件适宜的情况下，弃耕的农田经若干年后能演替成森林。

在此过程中（　　）

A．群落的结构逐渐复杂

B．进行的演替属于初生演替

C．群落的优势物种未发生明显变化

D．苔藓和草本植物在森林形成后均逐渐消失

答案　A

解析　农田生态系统与森林生态系统相比，森林生态系统的群落结构较为复杂，A正确；由于农田中有生物和原来的土壤条件，故农田上发生的演替为次生演替，B错误；森林生态系统的优势物种为高大的乔木，而农田生态系统的优势物种是农作物，可见群落的优势物种发生了明显变化，C错误；森林生态系统中也存在苔藓和草本植物，D错误。

2．一个废弃鱼塘的演替过程如图所示，有关叙述正确的是（　　）

A．演替的先后顺序：

乙→丙→甲→丁

B．生物多样性：

丁＞甲＞丙＞乙

C．此演替过程属于初生演替

D．此演替过程属于次生演替

答案　D

解析　在废弃鱼塘中的演替为次生演替，演替过程应为丁→甲→丙→乙。

技法提炼

判断初生演替和次生演替的方法

（1）从起点上判断

①起点为从没有过植被或原有植被被彻底消灭了的环境是初生演替。

②起点为只是失去了原有植被的环境是次生演替。

（2）从时间和速度上判断

①经历的时间长，速度缓慢的是初生演替。

②经历的时间短，速度较快的是次生演替。

题组二　群落演替的趋势和规律

3．为了研究某降水充沛、气温较高的山区内群落演替的规律，生态学家利用把同一时间内的不同群落当作同一群落在不同演替阶段的原理，研究了灌草丛、针阔混交林、常绿阔叶林、针叶林等4个群落的相关特征，结果如下：

比较项目

灌草丛

针阔混

交林

常绿阔

叶林

针叶林

生产者光合

作用产生的

有机物的量

[t/（hm2·a）]

17.43

116.61

150.81

55.50

总呼吸量

[t/（hm2·a）]

15.93

92.73

124.80

40.98

叶面积指数

2.48

11.28

17.76

6.63

植被干物质的

量（t/hm2）

6.65

377.52

398.57

184.74

提示：

叶面积指数是指单位土地面积上的总植物叶面积。

下列有关说法正确的是（　　）

A．群落的叶面积指数与其垂直结构有关，与水平结构无关

B．植被干物质的量只与群落中植被的光合作用、呼吸作用有关

C．群落的总呼吸量比生产者光合作用产生的有机物的量少，说明群落含有的有机物总量增加

D．该地区群落演替的顺序是灌草丛→针阔混交林→常绿阔叶林→针叶林

答案　C

解析　叶面积指数又叫叶面积系数，是一块地上阳光直射时植物叶片垂直投影的总面积与占地面积的比值，所以与水平结构有关，A错误；植被干物质的量与群落中动物的呼吸作用也有关，B错误；由于该地区降水充沛、气温较高，群落应朝着更有益的方向发展，正确演替顺序为灌草丛→针叶林→针阔混交林→常绿阔叶林，D错误。

4．一块弃耕的农田，很快会杂草丛生，几年后，草本植物开始减少，各种灌木繁茂起来，最后演变成一片森林，成为一个相对稳定的生态系统。

在此演变过程中，相关变化趋势正确的是（　　）

A．①③B．②④C．①④D．②③

答案　B

解析　由农田生态系统演变为森林生态系统的过程中，营养结构越来越复杂，物种丰富度越来越高，经过长时间的演替成为一个相对稳定的生态系统。

生态系统在达到稳态后，物种丰富度、净光合作用产量、固定太阳能总量基本保持不变，而①③答案中的曲线都有下降趋势，因此是错误的。

归纳提升

群落演替的方向和结果分析

（1）群落演替的方向

①自然条件下，群落的演替一般朝着物种多样化、群落结构复杂化、生态功能完善化的方向发展。

②最终的演替结果主要由演替地所处的气候条件决定。

如在干旱的荒漠地区很难形成森林。

（2）群落演替的结果

①能量：

总生产量增加，群落的有机物总量增加。

②结构：

生物种类越来越多，群落结构越来越复杂。

③稳定性：

演替是生物和环境反复相互作用，发生在时间和空间上的不可逆变化，抵抗力稳定性越来越高。

题组三　群落的结构与演替的规范审答案例

5．（2013·江苏，10）在一段新建公路的边坡（甲）上移栽灌木和草本植物以保护边坡，另一段边坡（乙）不进行移栽，其他实验条件相同，1年后两段边坡的检测结果如下表。

下列分析合理的是（　　）

边坡

处理方式

植被覆盖率（%）　

小型土壤动物

土壤有机质（g/kg）

物种数

个体数

甲

种植植物

97

37

260

19.8

乙

不干预

8

9

28

11.9

A.可以推测移栽植物会降低该群落结构的稳定性

B．小型土壤动物的增多是移栽植物的预期结果

C．边坡甲上因没有移栽乔木而不可能自然长出乔木

D．边坡甲上的群落演替会随时间延长而逐渐加剧

规范审题

→

→

→

挖掘隐藏信息

关键词1：

植被覆盖率增大，物种数增多

营养结构比较复杂，长久下去，结构将趋于稳定

关键词2：

移栽植物导致物种数增多

群落结构的稳定性取决于营养结构的复杂程度，两者呈正相关

关键词3：

移栽植物导致土壤有机质增多

土壤动物基本上都是分解者，主要以土壤中的有机质为营养物质

规范答案

　B

考点三（实验）　土壤中小动物类群丰富度的研究

1．实验原理

（1）土壤条件：

不仅为植物提供水分和矿质元素，也是一些小动物的良好栖息场所。

（2）取样方法：

许多土壤动物身体微小且有较强的活动能力，可用取样器取样的方法进行采集、调查。

（3）统计方法：

记名计算法和目测估计法。

思考　如图表示的是两种采集土壤中小动物的装置。

甲装置的花盆壁丙和放在其中的土壤之间留一定空隙的目的是什么？

利用该装置采集主要利用了小动物的什么习性？

乙装置采集的小动物保存的主要方法是什么？

答案　甲装置的花盆壁丙和放在其中的土壤之间留一定空隙的目的是便于空气流通。

甲装置主要是利用土壤动物避光、避高温、趋湿的习性采集。

用乙装置采集的土壤动物放入体积分数为70%的酒精溶液中，可以杀死动物，并利于保存。

2．实验流程

（1）提出问题：

不同区域土壤中，物种丰富度相同吗？

（2）制订计划：

包括步骤、时间、地点、内容、方法、备注等。

（3）实施计划

①准备：

制作取样器，记录调查地点的地形和环境的主要情况。

②取样：

选取取样地点，用取样器取土壤样本，并标明取样地点、时间等。

③采集：

从土壤样本中采集小动物。

④观察和分类：

对采集的小动物分类并做好记录。

⑤统计和分析：

设计数据收集的统计表，分析所收集的数据。

（4）得出结论

①组成不同群落的优势种是不同的，不同群落的物种丰富度是不同的。

②一般来说，环境条件越优越，群落发育的时间越长，物种越多，群落结构也越复杂。

[思维诊断]

（1）调查土壤小动物类群丰富度时，应将表层土上的落叶轻轻拨开，将取样器来回旋转按入土中进行取样（　√　）

（2）调查时既可调查某处土壤中小动物类群丰富度，也可以通过调查来比较不同土壤中小动物类群丰富度（　√　）

（3）在同一地块不同时间或不同深度土层，调查结果应一致（　×　）

（4）吸虫器主要用于采集体型较大的小动物（　×　）

（5）采集的小动物应一律放于70%的酒精中（　×　）

题组　土壤中小动物类群丰富度的调查方法的分析

1．土壤动物是土壤生态系统中的重要组成部分。

对某一地区人工绿地、林地、农田3种不同类型土地的地下土壤动物群落进行了调查，结果见下表。

由表中数据分析可知（　　）

样地

类群数

个体数

第1层

第2层

第3层

第1层

第2层

第3层

人工广场绿地

14

8

3

182

74

22

某植物园

13

7

4

190

92

18

农用地

11

8

4

92

113

21

注：

第1层为距地表0～5cm；第2层为距地表5～10cm；第3层为距地表10～15cm。

A．可用标志重捕法调查各样地土壤中动物类群数

B．各样地相同土层土壤中动物类群丰富度有明显的差异

C．各样地相同土层土壤中各动物类群密度没有明显的差异

D．人类活动对土壤动物的数量和分布存在影响

答案　D

解析　土壤动物群落调查不适合采用标志重捕法，A错误；由表格可知人工广场绿地、农用地和某植物园相同土层的动物类群丰富度差别不大，B错误；人工广场绿地、某植物园第1层个体数与农用地个体数存在明显的差异，C错误。

2．在统计土壤动物的物种丰富度的实验中，某小组设计的采集小动物的装置如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．采集的原理是利用土壤动物的趋光性

B．灯罩的功能是防止昆虫逃跑

C．金属筛网阻止小动物向下移动

D．广口瓶中需要加入体积分数为70%的酒精溶液

答案　D

解析　采集的原理应是利用土壤动物的避光、避高温、趋湿的生活习性，A错误；灯罩的功能是保证更多的光线和热量集中到土壤样品，B错误；一些小动物正是通过金属筛网向下移动进入广口瓶的，C错误；广口瓶中需要加入体积分数为70%的酒精溶液，作用是杀死样本，并进行防腐处理，D正确。

归纳提升

土壤小动物丰富度调查的注意事项

（1）从不同营养环境中采集土壤样本要分别统计。

（2）尽可能多地收集小动物。

收集小动物时，根据土壤中生物的避光性和趋湿性来收集。

（3）从同样营养土壤中采集的样本，多组进行统计比较。

（4）识别命名要准确，并进行分类。

（5）远离危险地带，不要破坏当地环境。

网络构建

要语强记

1．群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。

一般我国越靠近热带地区，单位面积内木本植物的物种越丰富。

2．在垂直方向上，大多数群落都具有明显的分层现象，植物的分层现象主要与光照有关；动物的分层现象则与栖息条件和食物有关。

3．随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程称为群落演替，包括初生演替和次生演替。

4．人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。

探究高考　明确考向

1．（2012·北京，3）金合欢蚁生活在金合欢树上，以金合欢树的花蜜等为食，同时也保护金合欢树免受其他植食动物的伤害。

如果去除金合欢蚁，则金合欢树的生长减缓且存活率降低。

由此不能得出的推论是（　　）

A．金合欢蚁从金合欢树获得能量

B．金合欢蚁为自己驱逐竞争者

C．金合欢蚁为金合欢树驱逐竞争者

D．金合欢蚁和金合欢树共同（协同）进化

答案　C

解析　金合欢蚁以金合欢树的花蜜等为食，因此金合欢蚁可从金合欢树获得能量，A项正确；由于金合欢蚁和其他植食动物都以金合欢树为食，金合欢蚁又可保护金合欢树免受其他植食动物的伤害，因此金合欢蚁与其他植食动物间是竞争关系，B项正确；金合欢蚁驱逐的是自己的竞争者，而不是金合欢树的竞争者，C项错误；金合欢蚁与金合欢树在长期的进化过程中相互选择，共同进化，D项正确。

2．（2011·江苏，17）我国西南横断山区被公认为全球生物多样性的关键地区，不同海拔区域蝶类物种多样性研究结果见下表。

下列有关叙述，正确的是（　　）

垂直带

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

Ⅵ

海拔

（m）

＜1000

1000～

2000

2000～

2500

2500～

3000

3000～

3500

＞3500

植被

类型

热带季

雨林

常绿阔

叶林

常绿落

叶混

交林

针阔

混交林

针叶林

高寒灌

丛草甸

蝶类

种数

349

452

201

136

125

100

A.不同垂直带的植被类型差异是群落演替的结果

B．不同垂直带的植被类型差异反映了群落的空间结构特征

C．蝶类物种多样性与各垂直带植被类型无关

D．蝶类物种多样性与各垂直带气候特征有关

答案　D

解析　不同垂直带的植被类型差异是长期自然选择的结果，但这种差异不是一个群落被另一个群落代替的过程，故不属于群落的演替，A项错误；不同垂直带的植被类型差异反映了不同群落的物种组成的不同，某一区域中植物类群在垂直和水平方向上的差异反映了群落的空间结构特征，B项错误；蝶类的生存离不开绿色植物，且与生存地的气候条件有关，表中显示不同海拔区域内的植被类型不同，蝶类的种数也不同，故蝶类的物种多样性与各垂直带植被类型有关，也与不同植被类型地区的气候特征有关，故C项错误、D项正确。

3．（2012·广东，4）有关土壤动物研究的叙述，正确的是（　　）

A．土壤动物群落不存在分层现象

B．土壤动物种间关系主要是互利共生

C．土壤盐碱度不同，土壤动物群落结构有差异

D．随机扫取表层土取样，可以调查土壤小动物类群丰富度

答案　C

解析　任何植物或动物群落中都存在分层现象，A项错误；土壤动物种间关系主要为竞争关系，B项错误；土壤盐碱度不同，其中的生物种类也有差异，故土壤动物群落结构有差异，C项正确；调查土壤小动物类群丰富度时，应将表层土上的落叶轻轻拨开，将取样器来回旋转按入土中进行取样，D项错误。

4．（2014·新课标Ⅰ，30）请回答关于群落演替的问题：

（1）在光裸的岩石上开始的演替和从森林被全部砍伐的地方开始的演替中，哪个属于初生演替，哪个属于次生演替？

___________________________________。

（2）一般来说，若要演替到相对稳定的森林阶段，上述两个演替中次生演替所需的时间短，分析其主要原因。

________________________________________________________________。

（3）据调查，近5万年以来，某地区由于气候越来越干燥，森林逐渐被灌丛取代，这也是自然界存在的一种演替类型。

近50年来，由于人类过度开垦，导致局部灌丛出现了荒漠化。

该现象表明，与该地区具有的自然演替相比，人类的开垦活动使得该地区群落的演替速度________________________________________________________________________

（填“未发生改变”“变慢”或“变快”），演替的方向________________（填“发生改变”或“未发生改变”）。

答案　

（1）光裸岩石上开始的演替为初生演替，从森林被全部砍伐的地方开始的演替为次生演替　

（2）形成森林需要一定的土壤条件，上述次生演替起始时即具备该条件，而从裸岩开始的演替要达到该条件需要漫长的时间

（3）变快　未发生改变

解析　“人类过度开垦，导致局部灌丛出现了荒漠化”，“50年”相对于题目信息中的“5万年”来说是在较短的时间内完成的，故人的作用会加快演替的速度。

人类活动导致向荒漠化方向的演替与“由于气候越来越干燥，森林逐渐被灌丛取代”的演替方向是一致的。

练出高分

1．研究人员将S1与S2两个种群放在一起培养，在环境温度为T1与T2条件下，测得种群数量变化如图A、B所示。

下列相关叙