2024年高中生物新教材同步选择性必修第二册 第2章 第3节　群落的演替

第3节群落的演替[学习目标]1.通过分析裸岩上的演替和弃耕农田上的演替，阐明群落演替的概念、类型和过程。2.通过分析人类活动与演替的关系，说明人类活动对群落演替的影响。3.认同我国实行退耕还林、还草、还湖的政策。一、演替的类型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．演替的类型(1)初生演替①概念：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发生的演替。②过程(以发生在裸岩上的演替为例)：裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→乔木阶段。③实例：在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。(2)次生演替①概念：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(如能发芽的地下茎)的地方发生的演替。②过程(以发生在弃耕农田上的演替为例)：弃耕农田→一年生杂草→多年生杂草→灌木→乔木。③实例：在火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。(3)比较初生演替和次生演替类型初生演替次生演替划分依据起始条件不同不同点演替速度慢快趋向形成新群落恢复原来的群落经历阶段较多较少相同点群落结构由简单到复杂，物种数量和群落层次增多，土壤、光能得到更充分的利用3．影响演替的因素(1)群落外界环境的变化。(2)生物的迁入、迁出，群落内部种群相互关系的发展变化。(3)人类的活动等。4．演替的原因及结果(1)适应变化的种群数量增长或得以维持，不适应的数量减少甚至被淘汰，因此，群落就不断演替。(2)最终会达到一个与群落所处环境相适应的相对稳定的状态。判断正误(1)在裸岩上发生演替时，首先出现的生物是地衣()(2)在弃耕的农田上进行的演替先是初生演替后是次生演替()(3)初生演替趋向于形成新群落()(4)群落内部因素的变化不会影响群落演替()(5)根据群落演替的理论，所有的群落最终都会演替成森林()(6)群落演替的结果一定是群落的结构越来越复杂()答案(1)√(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×任务一：分析群落的演替1．根据教材“思考·讨论：分析群落的演替”，回答下列问题。(1)光裸的岩地上首先定居的生物为什么不是苔藓和草本植物，而是地衣？提示因为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加速岩石风化形成土壤的过程，从裸岩中获取养分。(2)在森林阶段，群落中还能找到地衣、苔藓、草本植物和灌木吗？为什么？提示能找到这些植物。在群落演替过程中，一些种群取代另一些种群是指“优势取代”，而不是“取而代之”。形成森林后，乔木占据了优势，取代了灌木的优势，但在森林中各种类型的植物都是存在的。2．归纳比较裸岩与弃耕地上发生演替的异同实例裸岩弃耕地起始条件裸地，无任何植物繁殖体有土壤条件，甚至有植物繁殖体演替阶段裸岩→地衣→苔藓→草本植物→灌木→乔木弃耕地→草本植物→灌木→乔木速度慢快共同点有机物越来越丰富，物种丰富度逐渐加大，食物网越来越复杂，群落的结构越来越复杂。最终群落发展成一个与所处环境相适应的相对稳定的状态3.演替都会发展为森林吗？一个群落最终演替到什么阶段，主要受哪些因素的影响？提示演替不一定都会发展为森林。主要受当地气候条件，地形和土壤环境，生物的繁殖、迁入和迁出，群落内种群间的相互关系，人类活动等因素的影响。关于群落演替的五个“易错点”(1)演替并不是“取而代之”。演替过程中一些种群取代另一些种群，是一种“优势取代”而非“取而代之”，如形成森林后，乔木占据优势地位，但森林中仍有灌木、草本植物、苔藓等。(2)演替的方向能被改变。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，但人类活动可使其不按自然演替的方向和速度进行。(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状态时，就以相对稳定的群落为发展的顶点。(4)并不是所有群落都可以演替到森林阶段。如果陆地环境条件适宜，群落都能演替到最高阶段——森林阶段。在干旱地区，一般只能演替到草本植物或低矮灌木阶段。(5)群落的结构不一定越来越复杂。群落结构也可能从复杂到简单，如从草原演变为荒漠。方向简单→复杂→稳定复杂→简单→稳定实例大多数自然群落(环境条件适宜)受污染或破坏的群落变化曲线结果最终都会达到一个与群落所处环境相适应的相对稳定的状态1．(2022·福建厦门高二期中)以空间变化代替时间变化进行调查是植物群落演替研究的常用方法。近年来人为开发及黄河下游水量的减少造成地下水位下降，使得青龙湖湿地植物群落发生了较显著变化。研究人员对现阶段该湿地的植物群落分布情况进行调查(群落名称以优势种植物命名)，结果如图所示。下列叙述错误的是()A．通过统计样方内优势种植物的个体数可获知物种丰富度B．根据现有植物群落分布状况可推测水位下降后群落演替的方向C．群落中优势物种的改变可作为群落演替的标志之一D．不同植物群落与湖心的距离会随着水位变化发生改变答案A解析一个群落中的物种数目称为物种丰富度，通过统计样方内所有生物种数可获知物种丰富度，A错误；植物群落演替研究的方法是以空间变化代替时间变化过程，即以现有群落组成及结构为基础，通过同时研究当前植被空间上的组合，揭示植物群落先后变化的时间过程，故根据现有植物群落分布状况可推测水位下降后群落演替的方向，B正确；群落演替过程中一些种群取代另一些种群，是一种“优势取代”，而非“取而代之”，所以群落中优势物种的改变可作为群落演替的标志之一，C正确；由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同等因素，不同地段往往分布着不同的种群，不同植物群落与湖心的距离会随着水位变化发生改变，D正确。2.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，甲定能演替到乔木阶段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、乙群落的结构一定相同答案C解析甲表示初生演替，而从森林被全部砍伐的地方开始的演替为次生演替，A错误；若环境条件不利，即使时间允许，甲也不能演替到乔木阶段，B错误；第N年时，甲、乙群落中的物种丰富度相同，但甲、乙群落的结构不一定相同，D错误。二、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(1)活动方式①破坏性行为：砍伐森林、过度放牧、污水直接排放等。②保护性行为：封山育林、治理沙漠、管理草原、建立人工群落等。(2)影响后果人类活动往往使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。2．退耕还林、还草、还湖(1)原因：毁林开荒、围湖造田等以牺牲环境为代价的垦殖活动，导致了严重的生态问题。(2)解决方案：走可持续发展道路，我国政府明确提出退耕还林、还草、还湖和退牧还草，颁布了《退耕还林条例》，自2003年1月20日起施行。2014年启动了新一轮退耕还林还草工程；2015年将这项工程列为生态文明体制改革的组成部分；我国还将长期坚持山水林田湖草沙一体化保护和系统治理，持续开展大规模国土绿化行动。判断正误(1)人类对群落演替的影响都是不良的()(2)人类掌握群落演替的规律，可使其朝着对人类有益的方向发展()(3)退耕还林、还草、还湖的实质是消除人类活动对群落演替的影响，使群落按照自然演替的方向和速度进行()答案(1)×(2)√(3)√任务二：分析人类活动影响群落演替的实例根据教材“思考·讨论：分析人类活动影响群落演替实例”的资料，回答下列问题。1．资料中，人类活动使群落演替向什么方向进行？提示人类活动使群落演替朝着物种丰富度降低、结构简单的方向进行。2．人类活动对题述群落的演替速度有什么影响？提示人类活动加快了这种演替的速度。3．如果去除人类活动，这些群落又会向什么方向演替？提示去除人类活动，这些群落一般会朝着人类活动出现之前的状态进行演替，趋向于恢复原来的群落，物种丰富度会增加，结构会变得复杂。4．由此可见人类活动对群落的演替有什么影响？提示人类活动往往使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。人类活动对群落演替的影响3．下列有关人类活动对群落演替影响的叙述，错误的是()A．人类的许多活动会影响群落的演替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超过其他某些自然因素D．人类的活动对群落的演替均是具有破坏性的答案D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，人的影响有时会超过自然因素；人类的活动对群落演替的影响既有正面的，也有负面的。4．草方格沙障是用干的麦草、稻草、芦苇等扎成方格形状固定于沙中，并在方格中播撒固沙植物的种子，用来防风固沙、涵养水分的一种治沙方法。某地用该方法治理正在沙化的土地并取得良好效果，下列说法不正确的是()A．草方格能蓄积降水促进固沙植物生长B．微生物对草方格材料的分解改善了土壤结构C．该过程改变了演替速度但没有改变演替方向D．该方法可增大治理区域的物种丰富度答案C解析草方格能防风固沙、涵养水分，有利于蓄积降水，促进固沙植物生长，A正确；该过程是人工干预了当地的群落演替过程，不但改变了演替速度，也改变了演替方向，C错误；该方法有利于土壤的形成，促进植物的生长，有利于其他生物的定居和物种丰富度的增加，D正确。题组一群落的演替及其类型1．下列群落演替中，属于初生演替的是()A．某地海底火山爆发形成了一个新岛，后来又逐渐长出了很多植物B．河流因为堵塞而成为沼泽，上面长出了新的植物C．弃耕的农田先长出一年生的杂草，接着又长出多年生的杂草D．西双版纳热带雨林遭到严重砍伐后，很快又长出新的植物答案A解析初生演替是指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发生的演替。海底火山爆发形成的新岛属于从来没有植被存在过的地方，在其上发生的演替属于初生演替，A符合题意。2．如图为发生在裸岩上的演替示意图，下列叙述错误的是()裸岩阶段→a→苔藓阶段→b→灌木阶段→乔木阶段A．发生在裸岩上的演替为初生演替B．a、b分别表示地衣阶段、草本植物阶段C．群落演替到森林阶段时，群落中已经不能找到苔藓和灌木等植物D．可用样方法调查灌木阶段的不同植物的种群密度答案C解析群落演替的过程是“优势取代”的过程，不是“完全取代”，所以群落演替到森林阶段时，在群落中仍能找到苔藓和灌木等植物，只是这些植物不再是优势种群，C错误。3．(2023·重庆高二模拟)经调查，某弃耕农田植物种类40年间的变化情况见下表。有关该地群落变化的叙述，错误的是()时间第1年第4年第15年第25年第40年植物种类数2830305676A.40年间，物种多样性趋于增加B．该地群落发生了初生演替C．群落对光能的利用能力提高D．群落垂直结构和水平结构发生了变化答案B解析从表格中得出该弃耕农田刚开始就有草本植物28种，之后物种种类越来越多，多样性增加，A正确；由于该演替是在弃耕农田上发生的，演替过程中，土壤条件未变化，且原有的物种仍然得到保留，所以属于次生演替，B错误；由于植物种类在增加，群落结构复杂化，对光能的利用能力提高，C正确；在次生演替过程中，群落的垂直结构和水平结构均发生了改变，D正确。4．下列有关群落演替的叙述，不正确的是()A．初生演替和次生演替的主要区别是二者的起始条件不同B．农田被弃耕后，在自然状态下演替是从一年生草本植物开始的C．一般来说，初生演替所需时间较长，次生演替所需时间较短D．适宜条件下随着演替的进行，群落内物种的多样性减少答案D解析适宜条件下随着演替的进行，群落内物种的多样性增加，D错误。5．下列关于群落演替的说法，不正确的是()A．在群落演替过程中，群落的结构不断发生着改变B．只有群落的结构受到干扰或破坏，才会出现群落演替C．一般次生演替的速度比初生演替的速度快D．演替过程中土壤中的有机物逐渐增多答案B解析在群落演替过程中，由于物种的改变，群落的结构不断发生着改变，A正确；群落演替是随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，群落演替与干扰或破坏没有直接关系，B错误。6．(2023·云南昆明高二期末)在由裸岩向森林的初生演替过程中，地衣和苔藓植物群落延续的时间最长，草本植物群落演替速度最快，木本植物群落演替的速度又逐渐减慢。下列相关叙述不正确的是()A．地衣和苔藓植物群落演替速度最慢是因为土壤的形成和积累需要漫长的时间B．在草本植物群落演替过程中，多年生植物逐渐取代了一年生或二年生植物C．木本植物群落演替速度较慢是因为木本植物生长周期较长D．不同地区的群落最终都演替到森林群落答案D解析并不是所有群落最终都能演替到森林群落，一个群落最终演替到什么阶段还与气候等环境因素有关，D错误。题组二人类活动对群落演替的影响7．塞罕坝林场由于过度采伐，土地日渐贫瘠。在半个多世纪时间里，三代造林人持续奋斗，让贫瘠沙地变成绿水青山。下列说法不正确的是()A．塞罕坝林场从贫瘠沙地变成绿水青山，这一过程发生了初生演替B．某些退化的生态环境是可以被恢复的C．修复生态环境是一项有意义的投资D．人类活动改变了塞罕坝林区自然演替的方向和速度答案A解析贫瘠沙地具备一定的生物和土壤条件，贫瘠沙地变成绿水青山的过程发生了次生演替，A错误。8．下列关于退耕还林、还草工程的说法，错误的是()A．大江大河的上游地区全部实行退耕还林、还草B．此项工程的实施，实现了我国从毁林毁草开荒到退耕还林、还草的历史性转变C．此工程堪称世界上规模最大的生态工程D．未来的中国会有更多的蓝天白云、绿水青山答案A解析为处理好经济发展同人口、资源、环境的关系，走可持续发展道路，我国政府明确提出退耕还林、还草、还湖和退牧还草政策，颁布了《退耕还林条例》，自2003年1月20日起施行。B、C、D都是对退耕还林、还草工程的描述，不符合题意，故选A。9．下列是两个关于演替的实例：一是某湖沙丘上群落的演替，沙丘是湖水退却后逐渐暴露出来的，最后发展为山毛榉－槭树群落，大约经历了1000年；二是某地农田弃耕后经历了约100年发展成栎树－山核桃群落。下列说法错误的是()A．某湖沙丘上群落的演替属于初生演替B．次生演替和初生演替最后都有可能发展到乔木阶段，但所经历时间往往不同C．两地群落演替到乔木阶段时，群落中的动物种群是完全一样的D．群落内部种群相互关系的发展变化影响群落的演替答案C解析沙丘是湖水退却后逐渐暴露出来的，由于没有土壤结构以及繁殖体，因此，某湖沙丘上进行的群落演替属于初生演替，A正确；只要环境条件适宜，次生演替和初生演替最后都有可能发展到乔木阶段，但所经历时间往往不同，B正确；不同种的植物能为不同动物提供食物和栖息空间，两地群落演替到乔木阶段时群落中的优势物种不同，则动物种群一般也存在差异，C错误；影响群落演替的因素有群落外界环境的变化、生物的迁入和迁出、群落内部种群相互关系的发展变化以及人类的活动等，D正确。10．如图是某生态系统内种群类型数量的变化曲线，下列叙述错误的是()A．S点之后发生的演替属于次生演替B．R→S时间内该生态系统可能遭到严重的自然灾害C．R时和T时种群类型数量相等，但物种类型不一定相同D．R时之前和T时之后，群落均未出现演替现象答案D11．(2023·广东韶关高二期末)随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程叫作群落演替。演替过程中会出现优势种(群落中占优势的种类，包括群落每层中在数量上最多、体积上最大、对生境影响最大的种类)及建群种(群落主要层的优势种)。下列相关叙述错误的是()A．初生演替一般较次生演替经历的阶段多，时间长、演替速度也比较慢B．演替过程中，上一阶段的优势种都会在下一演替阶段消失C．建群种一般为优势种，决定着群落内部的结构和特殊环境条件D．过度放牧导致土地荒漠化，说明人类活动可以改变演替的方向答案B解析初生演替较次生演替经历的阶段多，时间长，演替速度也比较慢，A正确；演替过程中，上一阶段的优势种也有可能会在下一演替阶段保留下来，B错误；建群种为群落主要层的优势种，决定着群落内部的结构和特殊环境条件，C正确；人类活动可以影响演替的速度和方向，过度放牧导致土地荒漠化，说明了人类活动可以改变演替的方向，D正确。12．以生物的有机物积累量(生物量)为指标，统计某农田在退耕3年、10年及30年后生态系统中草本植物、灌木和乔木生物量所占比例，结果如图所示。下列分析错误的是()A．图中所示的演替结果显示，优势物种明显发生了改变B．在该退耕农田上群落演替的过程为草本植物阶段→灌木阶段→乔木阶段C．该演替过程中物种丰富度逐渐增加，群落层次增多D．该演替过程中，生态系统的生物量基本不变答案D解析图示为某农田在退耕3年、10年及30年后生态系统中草本植物、灌木和乔木生物量所占比例，从图中无法得出总生物量的变化，D错误。13．(2023·河北唐山高二统考期末)如图表示某山区实施退耕还林之后，群落经过数十年的演替而发展为树林的三个连续阶段，图中甲、乙、丙分别表示群落演替的三个阶段中优势植物种群数量的变化情况。回答下列问题：(1)退耕还林过程中群落发生了________________演替；若从裸岩上演替为森林，经历的阶段依次有________________________________________________________________________。(2)调查该退耕地植物的______________情况，可获知群落的垂直结构。群落具有这种特征的意义：一是__________________________________________________________；二是为动物创造了栖息空间和食物条件。(3)据图分析，甲、乙、丙物种之间为______________关系；演替过程中后一阶段优势物种的兴起不会造成前一阶段优势物种的消亡，原因是___________________________________________________________________________________________________________。答案(1)次生裸岩→地衣→苔藓→草本植物→灌木→乔木(2)不同物种的分层提高了对阳光等环境资源的利用能力(3)种间竞争前一个阶段的优势种在阳光等资源的竞争中占劣势，但仍可适应环境，是自然选择的结果14．“退耕还林”是实现“绿水青山就是金山银山”的重