学年高中生物 第4章 种群和群落 第4节 群落的演替学案 新人教版必修3Word格式文档下载.docx
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初生演替
次生演替
起点
从来没有被植物覆盖的地面或是原来存在过植被、但被彻底毁灭了的环境
原有土壤条件，只是失去了原有植被
时间
经历的时间长
经历的时间短
速度
缓慢
较快
影响因素
自然因素
人类活动较为关键
实例
裸岩上的演替
弃耕农田上的演替
2.群落演替的方向及相应过程中生物量的变化
（1）方向类型一：
方向
简单→复杂→稳定
大多数自然群落
能量变化
增加并趋向于稳定
物质变化
（2）方向类型二：
复杂→简单→稳定
受污染或被破坏的群落
减少并趋向于稳定
[特别提醒] 群落演替是连续的，当群落演替到达稳定阶段，也就是形成顶极生物群落时，虽然有较为稳定的物种组成，群落结构也较为复杂，但此时的生物群落也在发生着演替，也就是说演替是连续的。
人类活动对群落演替的影响
1．人类活动对群落演替的影响
2．退耕还林、还草、还湖
（1）原因：
以牺牲环境为代价的垦殖活动（如毁林开荒、围湖造田等），造成严重的水土流失，并且成为洪涝灾害频繁发生的重要原因。
（2）目的：
处理好经济发展同人口、资源、环境的关系，走可持续发展的道路。
（3）措施：
颁布了《退耕还林条例》。
（4）取得成果：
经过十多年的建设，退耕还林、还草、还湖工程已经取得了显著的生态效益、经济效益和社会效益，创造了世界生态建设史上的奇迹。
1．如果小路被废弃，其会出现“远芳侵古道，晴翠接荒城”的景象吗？
试分析其原因。
会。
如果小路被废弃后，人的踩踏活动停止了，在路上会慢慢长出茎秆较高的植物，逐渐成为优势植物。
于是，就会出现“远芳侵古道，晴翠接荒城”的景象。
2．人类活动是否能任意控制群落演替的方向？
虽然人类活动会改变群落演替的方向，但群落演替有一定的规律，人类活动不能违背客观规律，也就是说不能任意对生物与环境的关系加以控制，否则要遭到客观规律的惩罚，如盲目地围湖造田导致洪灾频发等。
群落演替的影响因素
（1）环境不断变化，为群落中某些物种提供繁殖条件，而对另一些物种生存产生不利影响。
（2）植物本身不断进行繁殖，植物之间直接或间接地相互作用，使它们之间不断相互影响，新的植物分类单位（如种、亚种、生态型）不断发生。
（3）人类活动的影响。
人类活动通常是有意识、有目的地进行，因此人类活动对群落演替的影响远远超过其他因素。
下图表示两个群落演替过程中物种丰富度的变化，下列有关叙述错误的是（ ）
A．甲可表示在火灾后森林上进行的演替
B．甲的演替速度比乙快、历时短
C．甲中①②处的物种组成相同
D．若气候条件适宜，甲、乙均可演替成森林
[思路点拨]
[解析] 火灾后的森林上进行的是次生演替，结合图中曲线分析可知甲为次生演替，其演替速度比乙快、历时短，A、B项正确；
群落最终发展为与当地气候相一致的顶极群落，因此若气候条件适宜，甲、乙均可逐渐发展成森林，D项正确；
由于环境的变化、新物种的迁入等，②处的物种组成与①处不相同，C项错误。
[答案] C
归纳拓展
群落演替的三个阶段
（1）侵入定居阶段（先锋群落阶段）：
一些物种侵入裸地定居成功并改良了环境，为以后侵入种的同种或异种物种创造有利条件。
（2）竞争平衡阶段：
经过种间竞争，优势物种定居并繁殖后代，劣势物种被排斥，相互竞争过程中共存下来的物种，在利用资源上达到相对平衡。
（3）相对稳定阶段：
物种通过竞争，资源利用更为有效，群落结构更加完善，群落结构复杂，层次多。
下列有关人类活动对群落演替影响的表述，错误的是（ ）
A．人类的许多活动正影响着群落的演替
B．人类可以建立人工群落，将演替的方向和速度置于人为控制之下
C．人类活动对生物群落演替的影响有时会超过其他某些自然因素
D．人类的活动对群落的演替均具有破坏性
[解析] 人类的活动往往会改变群落演替的速度和方向。
在人工群落中，人的作用非常突出，人的影响会超过自然因素。
人类的活动对群落的影响有正面的，也有负面的。
[答案] D
近年来，我国一些地区多次出现了沙尘暴天气。
下列与治理沙尘暴有关的一组措施是（ ）
①大力植树、营造防护林 ②保护草原、控制载畜量 ③围湖造田 ④退耕还林还草
A．①②③B．①③④
C．①②③④D．①②④
解析：
选D 沙尘暴是一种风与沙相互作用的灾害性天气现象，它的形成与地球温室效应、厄尔尼诺现象、森林锐减、植被破坏、物种灭绝、气候异常等因素有着不可分割的关系。
其中，人口膨胀导致的过度开发自然资源、过量砍伐森林、过度开垦土地是沙尘暴频发的主要原因。
1．探究群落演替的过程。
2．探究影响群落演替的因素。
典例剖析
某实验小组欲探究外界环境对群落演替的影响，做了如下实验。
目的：
探究酸雨对水体中原生动物群落演替的影响。
材料器具：
干稻草、蒸馏水、池塘水、量筒、滴管、载玻片、一定浓度的H2SO4溶液、盖玻片、显微镜、镊子、酒精灯、铁架台、烧杯等。
探究过程：
a．取适量的干稻草加水煮沸，然后冷却至室温后，取一滴制成临时装片，放在显微镜下观察，并记录结果。
b．将冷却后的干稻草水均分到两个大烧杯中，并标号为A、B。
向A烧杯加入________________________________________________________________________；
B烧杯加入______________________。
c．向A、B烧杯中分别加入等量的池塘水，混合均匀后，取水样用显微镜进行观察，以后每隔3d对原生动物的__________进行观察并记录。
d．分析数据。
请分析并回答：
（1）补充探究过程中的空缺部分。
（2）①干稻草加水煮沸的目的是___________________________；
②干稻草水的作用是____________________________________。
（3）观察到的生物来源于__________________________________。
（4）其中加蒸馏水的烧杯，生物的数量统计结果如图所示：
①从图中可以看出，开始时培养液中有机物较多时，种群中________、________、________占优势，然后随有机物减少而减少，最后，培养液中所有的动物种群都将灭亡。
②从演替方向来说，这种群落演替的结果将________________________________。
[解析] 干稻草为生物的生存提供有机物，但不能有其他生物干扰，所以要灭菌。
观察H2SO4对群落中生物的影响应设置对照实验，而最终观察到的生物来源于加入的池塘水和空气。
在研究群落中种群数量变化时只能从其相对密度来考虑。
从实验结果的曲线中可知各种生物数量的变化，在起始段内数量较多的生物是滴虫、肾形虫和异养细菌。
由于培养液中的有机物是有限的，所以生存环境变得越来越差，生物种类越来越少，最后灭亡。
[答案]
（1）b.适量的一定浓度的H2SO4溶液 等量的蒸馏水 c．相对密度
（2）①灭菌 ②提供有机物 （3）加入的池塘水和空气 （4）①滴虫 肾形虫 异养细菌 ②由复杂到简单
归纳拓展
群落演替的概念理解
（1）群落演替是一个具有一定方向、一定规律、随时间的变化而变化的有序过程，所以往往能够预测群落的演替过程。
（2）群落演替是由于生物和环境之间反复的相互作用，在时间和空间上不可逆的变化过程，虽然物理环境在一定程度上决定了演替的类型、方向和速度，但是演替的发展由群落本身控制着，并且正是群落的演替极大地改变了物理环境。
（3）群落演替是一个漫长但并非永无休止的过程，当群落演替到与环境处于平衡的状态时，就以相对稳定的群落为发展的顶点。
[随堂基础巩固]
1．在沙漠的一个灌木群落中，某种基于种子繁殖的灌木，其分布型随着生长进程会发生改变，幼小和小灌木呈集群分布，中灌木呈随机分布，大灌木呈均匀分布。
下列叙述错误的是（ ）
A．这种改变使群落的水平结构发生变化
B．这种改变是群落演替所引起的结果
C．均匀分布的形成原因主要是种内竞争
D．集群分布主要是由于种子不能远离母株所致
选B 在灌木的生长进程中，其分布型由集群分布到随机分布再到均匀分布，使群落的水平结构发生了变化。
大灌木由于彼此竞争养料和水分而倾向于均匀分布，这不是群落演替的结果。
大灌木均匀分布主要是种内竞争的结果，即它们互相争夺空间、水分、养料等。
幼小和小灌木集群分布主要是因种子落在母株附近。
2．在两块条件相同的退化林地上进行森林人工恢复和自然恢复的研究，20年后两块林地的生物多样性均有不同程度提高，其中人工种植的马尾松人工恢复林植物种数为137种，无人工种植的自然恢复林植物种数为226种。
A．可采用样方法调查林地上植物的种群密度
B．森林恢复提高了生产者固定的太阳能总量
C．人工恢复林比自然恢复林的植物丰富度低
D．自然恢复林的形成属于初生演替
选D 植物种群密度的调查常用样方法；
森林恢复后，生产者的数量和种类增加，其固定的太阳能总量也得以提高；
群落中物种数目的多少称为丰富度，依据题意可知，人工恢复林植物种数（137种）比自然恢复林的植物种数（226种）少，即人工恢复林的植物丰富度较低；
自然恢复林是在原有土壤条件基本保留的情况下形成的，属于次生演替。
3．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
选B 由表中数据可推知，移栽植物能提高该群落结构的稳定性；
移栽植物能为动物提供生存的环境，故小型土壤动物的增多是移栽植物预期的结果；
边坡甲上可能会发生群落的演替而自然长出乔木；
群落演替不会随时间延长而一直逐渐加剧。
4．下列关于群落演替的叙述，错误的是（ ）
A．围湖造田活动对群落演替有影响
B．演替过程中群落的物种组成不断变化
C．次生演替的速度比初生演替的速度快
D．弃耕农田上发生的群落演替是初生演替
选D 围湖造田改变了群落演替的方向，破坏了生态平衡；
演替过程中，群落中生物的种类和数量都在不断变化；
次生演替是在原有植被已被破坏，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子等的地方发生的演替，因此演替速度快。
在弃耕农田上发生的演替为次生演替。
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。
A．该岛屿不同地段物种组成上的差异是群落水平结构的体现
B．该岛屿形成后最初进行的群落演替属于次生演替
C．旅游可能使岛上的群落演替按照不同于自然演替的速度进行
D．该岛屿一定发生过漫长的群落演替过程
选B 群落的演替是一个漫长的过程，人类活动（如旅游）会影响群落演替的方向和速度；
火山喷发后进行的演替属于初生演替，故B项错误。
[课时跟踪检测]
（满分50分 时间25分钟）
一、选择题（每小题2分，共20分）
1．下列选项中不能演替为森（树）林的是（ ）
A．西北干旱地区的典型草原
B．大兴安岭火灾后的林区
C．沂蒙山区的裸露岩地
D．黄河三角洲的弃耕地
选A 西北干旱地区缺乏水，植物生长受到限制，不会演替为森林。
2．下列有关初生演替和次生演替的叙述，正确的是（ ）
A．在沙丘、火山岩上进行的演替是初生演替，在冰川泥、弃耕的农田上进行的是次生演替
B．初生演替形成的群落内无竞争现象，次生演替形成的群落内竞争明显
C．次生演替比初生演替所用时间短，原因是次生演替原有的土壤条件基本保留
D．初生演替能形成森林，次生演替很难形成森林
选C 次生演替虽然原有植被不存在，但原有土壤条件基本保留，因此演替所需时间短；
冰川泥上进行的是初生演替；
群落演替的基础是群落内不同物种的竞争；
若环境条件适宜，初生演替和次生演替都能形成森林。
3．（全国卷Ⅰ改编）下列关于初生演替中草本阶段和灌木阶段的叙述，正确的是（ ）
A．草本阶段与灌木阶段群落的丰富度相同
B．草本阶段比灌木阶段的群落空间结构复杂
C．草本阶段比灌木阶段的群落抵御环境变化的能力强
D．草本阶段为灌木阶段的群落形成创造了适宜环境
选D 草本阶段在群落演替过程中先于灌木阶段出现，随着群落演替的进行，生物的种类越来越多，即物种的丰富度逐渐增大，所以草本阶段和灌木阶段的物种丰富度不同，灌木阶段的物种丰富度较大。
随着群落演替的进行，群落的空间结构逐渐变得复杂，所以草本阶段的群落空间结构要比灌木阶段的群落空间结构简单。
草本阶段的物种丰富度小于灌木阶段，抵御环境变化的能力比灌木阶段弱。
在群落演替过程中，前一个阶段能为后一个阶段创造适宜的环境。
4．在裸岩上发生的演替过程中，苔藓之所以能代替地衣，是因为（ ）
A．苔藓能进一步使岩石分解，使土层加厚，有机物增多
B．苔藓比地衣的进化地位高，适应性比地衣强
C．苔藓比地衣长得高，在与地衣争夺阳光的竞争中处于优势
D．苔藓比地衣需要的有机物少，更适合于在裸岩上生存
选C 在裸岩上首先定居的是地衣，它分泌的有机酸可加速岩石风化形成土壤的过程，这样，使土壤颗粒和有机物逐渐增多。
在此基础上，苔藓才能生长起来。
因为苔藓比地衣长得高，在与地衣争夺阳光的竞争中处于优势，于是就逐渐取代了地衣。
苔藓的生长会进一步使岩石分解，土层加厚，有机物增多，土壤中微生物的群落也越来越丰富。
5．下列人类的活动不利于生物群落的演替朝着对人类有利的方向发展的是（ ）
A．引入外来物种，增加物种多样性
B．在沙漠边缘种树种草
C．我国西部地区山坡上退耕还林还草
D．减少草原放牧量
选A 引入外来物种，可能会因当地环境条件适于其生长，再加上没有天敌，造成疯长，而对当地物种构成严重威胁，破坏当地生物多样性，破坏生态平衡，从而不利于群落的演替朝着对人类有利的方向发展。
6．下列有关群落演替的说法中，正确的是（ ）
A．演替至森林阶段时，群落中还可能找到苔藓、灌木阶段的植物种群
B．某坡地发生山崩，一段时间后，出现了新的生物群落，属于初生演替
C．草本阶段多种昆虫进入，不会影响群落对环境变化的调节能力
D．群落演替的根本原因在于群落的内部变化，不受外部环境的影响
选A 山崩后的演替属于次生演替；
昆虫进入群落，生物种类增多，群落结构复杂，调节能力增强；
群落演替也受外部环境的影响。
7．从裸岩到森林的演替过程包括以下几个阶段：
地衣→苔藓→草本植物→灌木→森林阶段。
以下说法正确的是（ ）
A．这属于初生演替，与火灾后的草原、弃耕的农田所发生的演替一样
B．演替过程中灌木逐渐取代了草本植物的主要原因是其较为高大，能够获得更多的阳光
C．物种多样性增大，竞争越来越激烈，在森林阶段达到最大
D．首先定居在裸岩上的植物为地衣而不是苔藓或草本植物，是因为地衣在竞争阳光、空气中处于优势地位
选B 裸岩上发生的演替是初生演替，而火灾后的草原、弃耕的农田所发生的演替是次生演替；
由于灌木比草本植物高大，能够获得更多的阳光，因此演替过程中灌木逐渐取代了草本植物；
在演替过程中，物种的多样性增大，但竞争程度与多样性关系不大，主要与资源、空间等有关；
由于苔藓和草本植物无法直接从裸岩中获取养分，而地衣可以通过分泌有机酸从裸岩中获取养分，因此首先定居在裸岩上的植物为地衣而不是苔藓或草本植物。
8．如图表示两个群落的演替过程，下列叙述正确的是（ ）
A．甲可表示从森林被全部砍伐的地方开始的演替
B．若时间允许，甲一定能演替到相对稳定的森林阶段
C．乙群落的演替也属于自然界存在的一种演替类型
D．第N年时，甲、乙的群落结构一定相同
选C 甲表示初生演替，而从森林被全部砍伐的地方开始的演替为次生演替；
若环境条件不利，即使时间允许，甲也不能演替到相对稳定的森林阶段；
乙群落的演替也属于自然界存在的一种演替类型；
第N年时，甲、乙的群落中物种丰富度相同，但甲、乙群落结构不一定相同。
9．南方某地的常绿阔叶林因过度砍伐而遭到破坏。
停止砍伐一段时间后，该地常绿阔叶林逐步得以恢复。
下表为恢复过程依次更替的群落类型及其植物组成，下列说法错误的是（ ）
演替阶段
群落类型
植物种类数（种）
草本植物
灌木
乔木
1
草丛
34
2
针叶林
52
12
3
针、阔叶混交林
67
24
17
4
常绿阔叶林
106
31
16
A．该地常绿阔叶林恢复过程中，群落演替的类型为次生演替
B．与针叶林相比，草丛中的动物分层现象较为简单，丰富度低
C．该地能恢复到第4阶段说明人类活动未影响自然演替的速度和方向
D．常绿阔叶林得以恢复与土壤条件、植物的种子等的保留有关
选C 过度砍伐的森林发生的群落演替属于次生演替；
随着群落的演替，群落的结构变得更为复杂，物种的丰富度逐渐增大，因此，与针叶林相比，草丛中的动物分层现象简单，丰富度低；
表中群落演替的情况并没有反映出人类活动产生的影响。
10．为了研究某降水丰沛、气温较高的山区群落演替规律，生态学家利用把同一时间内的不同群落当作同一群落不同演替阶段的原理，研究了灌草丛、针叶林、针阔叶混交林和常绿阔叶林等4个群落的相关特征，结果如下表。
灌草丛
针阔叶
混交林
常绿阔
叶林
生产者固定有机物的量
[t/（hm2·
a）]
17.43
116.61
150.81
55.50
总呼吸量[t/（hm2·
15.93
92.73
124.81
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
注：
叶面积指数是指每单位土地面积上的叶片总面积
下列有关说法正确的是（ ）
A．该地区群落演替过程中，其叶面积指数逐渐减小
B．该地区群落演替过程中，前期的干物质量增长迅速，后期增长缓慢
C．四个群落中灌草丛和常绿阔叶林有垂直结构，其余两个群落则没有
D．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
选B 在群落演替过程中，有机物的总量应不断增加，因此该地区群落演替的顺序是灌草丛→针叶林→针阔叶混交林→常绿阔叶林，在此演替过程中叶面积指数逐渐增大；
四个群落都有垂直结构，且随群落演替垂直分层现象越来越明显；
植被干物质的量主要与群落中植被的光合作用及分解者的分解作用有关。
二、非选择题（共30分）
11．（14分）（全国卷Ⅰ）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”）。
（1）在光裸的岩石上开始的演替是初生演替。
从森林被全部砍伐的地方开始的演替属于次生演替。
（2）次生演替开始就具备了形成森林所需要的土壤条件，而初生演替形成该土壤条件需要漫长的
时间。
（3）人类的过度开垦导致局部灌丛出现了荒漠化，使该地区的演替速度变快。
由于该地区气候越来越干燥，该地区最终会向荒漠化方向演替，故该地区群落的演替方向并未改变。
答案：
（1）光裸的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
12．（16分）有一片长有马尾松和山毛榉的针、阔叶混交林，逐年对两个树种的存量进行统计，
马尾松和山毛榉存量的比值记作C，作出曲线如右图所示。
请据图回答：
（1）两个树种处于竞争状态的年份段是________。
（2）两个树种处于平衡状态的年份段是________。
（3）在a年的优势种是__________，在d年的优势种是________。
排除气
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