2023-2024学年浙科版选择性必修2 第二章第四节　群落随时间变化有序地演替 学案

第四节群落随时间变化有序地演替导学聚焦1.生命观念——认同群落是动态变化的过程，群落的稳定性是与环境平衡的结果，形成稳态与平衡观。2.科学思维——①基于归纳与总结，比较分析群落演替的类型；②基于模型与建模，构建环境因素与顶极群落的对应关系模型。3.社会责任——关注人类活动对群落演替的影响，以实践的视角引导人们减少对自然环境的干扰，合理保护植物的生存环境。知识点群落的演替及类型1.一个群落会被另一个群落替代（1）群落演替概念指随着时间的推移，群落的一些物种替代另一些物种，一个群落类型替代另一个群落的自然演变过程，这个过程直到一个稳定的群落才会终止。（2）实例分析①裸岩到森林群落的演替：裸岩→地衣→苔藓→草本→灌木→森林。②湖泊到森林群落的演替：裸底阶段→沉水植物阶段→浮叶根生植物阶段→挺水植物和沼泽植物阶段→森林群落阶段。（3）群落演替的本质群落演替是不同种群与环境变化相互作用而发生的优势种取代的过程，也是群落中各种群与无机环境相适应的过程。2.群落的演替包括初生演替和次生演替两种类型（1）类型①初生演替：指从完全没有植被，并且也没有任何植物繁殖体存在的裸地上开始的演替。②次生演替：指在被毁灭群落基质上进行的演替。（2）实例分析①初生演替：裸岩和湖底开始的演替。②次生演替：伐林地、火烧地、放牧地和弃耕地上所发生的演替。（3）演替特点①初生演替经历的时间长，次生演替经历的时间比较短。②次生演替的土壤基质和环境条件比较好，初生演替起始条件相对苛刻。3.演替的终点是顶极群落（1）概念：当一个群落演替到与当地的气候和土壤条件处于平衡状态的时候，演替就不再进行了。在这个平衡点上，群落结构最复杂也最稳定，只要没有外力干扰，它将永远保持原状，演替达到最终平衡状态时的群落称为顶极群落。（2）影响因素：顶极群落类型主要由平均温度和年降雨量决定。（3）实例：①高温高湿气候条件下的顶极群落是热带雨林。②低温高湿气候条件下的顶极群落是北方针叶林。③中温中湿条件下的顶极群落是温带草原。④低温低湿条件下的顶极群落是苔原。⑤极端缺水条件下的顶极群落是荒漠。（4）演替的平衡的打破①干扰因子类型：自然和人为因素。②人为影响：会使群落按照不同于自然发生的过程演替。4.基于上述学习，判断下列相关表述的正误（1）裸岩上最先定居的生物为苔藓（×）（2）初生演替发生在陆生生物群落中，次生演替发生在水生生物群落（×）（3）如果时间允许，弃耕的农田总能形成森林（×）（4）群落的演替过程直到出现一个稳定的群落才会中止（√）（5）只有人类活动才可以改变自然群落演替的方向和速度（×）（6）地球上现存的群落都为顶极群落，其主要由平均温度和年降雨量所决定的（×）1.如图是某矿业公司废弃的一个矿坑。根据群落演替的一般规律，尝试通过推理，说出该废弃的矿坑可能会发生什么样的演替过程。提示：该废弃的矿坑可能会发生的演替是初生演替，其演替过程是废弃的矿坑→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。2.图1为某池塘群落的演替历程，图2为演替过程中物种丰富度的变化情况，据图回答：（1）图1中正确的演替顺序是什么？其演替类型与火山喷发处所发生的演替的主要区别是什么？提示：丁→甲→丙→乙。该演替属于次生演替，它与火山喷发处所发生的演替的区别在于起始条件不同。（2）图2中甲、乙分别属于哪类演替类型？其中演替速度更快、历时更短的是甲还是乙，请分析原因。提示：甲属于初生演替，乙属于次生演替。演替速度更快、历时更短的是乙，次生演替时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）。1.群落演替的原因、过程和特点（1）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，种间关系不断发生变化。④在群落的种类组成中，新的植物分类单位（如种、亚种、生态型）不断发生。⑤人类活动的影响。人类活动通常是有意识、有目的进行，因此人类对群落演替的影响远远超过其他因素。（2）群落演替的特点①演替是群落组成向着一定方向、具有一定规律、随时间而变化的有序过程，因而它往往是能预见的或可测的。②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。③顶极群落是演替达到的最终稳定状态，顶极群落并不是绝对稳定，而是处于不断变化的相对稳定状态。2.初生演替与次生演替的比较类型初生演替次生演替起点从来没有被植物覆盖的地面，或原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方原有植被虽已不存在，但土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方基质与环境条件无有机质和生命胚种有大量有机质和生命胚种过程裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段杂草阶段→灌木阶段→森林阶段类型初生演替次生演替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、沙丘和湖底的演替弃耕农田上和火灾后的草原上发生的演替3.群落演替的方向和结果4.关于演替的2点易错（1）演替不是一个永恒延续的过程，当一个群落演替到与当地的气候和土壤条件处于平衡状态的时候，演替就不再进行，达到顶极群落。只要没有外力干扰，它将永远保持原状。（2）顶极群落的类型主要是由平均温度和年降雨量所决定，如在高温高湿的气候条件下，顶极群落是热带雨林；在低温高湿的气候条件下，顶极群落是北方针叶林等。考向1初生演替与次生演替1.（2023·浙北G2联考）诗句“无田甫田，维莠骄骄”的意思是无力耕种以致田地荒废，杂草长得又高又密。下列叙述正确的是（）A.该诗句描述的是次生演替过程B.该弃耕农田上演替而来的顶极群落称为次生林C.演替过程中出现新的优势物种后原有的物种消失D.演替过程中群落结构不变解析：A该演替是在荒田上开始的，描述的是次生演替过程，A正确；次生林是原始森林被砍伐后通过次生演替而生长起来的森林，故该弃耕农田上演替而来的顶极群落不是次生林，B错误；演替过程中出现新的优势物种后原有的物种没有消失，C错误；演替过程中群落结构一直在发生改变，D错误。2.群落的演替分为初生演替和次生演替，人类活动能够改变群落演替的方向和速度。下列相关叙述错误的是（）A.草原中引入蝗虫的天敌进行生物防治通常不会引起草原发生次生演替B.初生演替不同阶段出现的主要生物类群，在顶极群落中都能发现其存在C.在以羊草为主的草原上适当加大放牧量，可以增加草原物种的多样性D.草原上过度放牧可改变演替的方向使草原生物群落演替为荒漠生物群落解析：B草原中引入蝗虫的天敌进行生物防治一般不会引起总现存生物量发生大的变化，不会污染环境，故通常不会引起草原群落的次生演替，A正确；不同的初生演替阶段都会出现优势种，某演替阶段的优势种往往被下一个演替阶段的优势种取代甚至灭亡，故在顶极群落中不一定都能发现不同阶段出现的主要生物类群，B错误；在以羊草为优势种的草原上适当加大放牧量，由于家畜大量吃草，抑制了这一优势种的增长，给其他生物提供了生存机会，故可以增加草原物种的多样性，C正确；草原上的过度放牧可能导致土地荒漠化，使草原生物群落演替为荒漠生物群落，即改变了演替的方向，D正确。方法技巧判断初生演替和次生演替的方法（1）从起点上判断初生演替的起点为从没有过植被或原有植被被彻底消灭了的环境；次生演替的起点为只是失去了原有植被的环境。（2）从时间和速度上判断经历的时间长、速度缓慢的是初生演替；经历的时间短、速度较快的是次生演替。考向2实例分析演替过程及演替过程中相关变化3.近年来，我省积极践行“两山”理念，建设生态文明，在一些地区实施了退耕还林工程，退耕区域会发生变化。退耕之初发展到顶极群落期间的变化趋势是（）A.生态系统稳定性越来越强B.群落的总有机物基本不变C.草本层对垂直结构的影响越来越明显D.群落中植物个体总数越来越多解析：A在次生演替过程中，物种数目会增多，食物链和食物网结构变复杂，则生态系统的稳定性越来越强，A正确；随着演替进行，植被类型增多，分层更加明显，总光合能力增强，群落的总有机物含量增多，B错误；随着演替的进行，灌木和森林逐渐占据优势，草本植物因为对光照的竞争不占优势，故其对垂直结构的影响越来越小，C错误；演替过程中群落的物种数目会增多，但植物个体总数不一定越来越多，D错误。4.温州三垟湿地曾被开发成耕地，现退耕还湿地后，形成了纵横交错的138条河道，将湿地分割成大小各异的161座岛，现已成为旅游胜地。下列关于该群落叙述错误的是（）A.该湿地在群落演替过程中优势物种发生了变化B.该湿地在群落演替每个阶段中，各个种群数量均呈“S”形增长C.岛屿不同地段上物种组成上的差异是空间异质性的表现D.旅游可能使该群落演替按照不同于自然演替的速度进行解析：B群落演替是优势种的替换，A正确；在群落演替每个阶段中，各个种群数量变化可能有“J”形和“S”形等多种增长方式，B错误；岛屿不同地段上物种组成上的差异是空间异质性的表现，C正确；旅游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，D正确。考向3顶极群落5.以下对顶极群落的理解有误的是（）A.顶极群落的群落结构最复杂B.若没有外力干扰，顶极群落将保持相对稳定状态C.达到顶极群落时的生态系统是森林系统D.形成哪种顶极群落主要取决于气候条件解析：C演替是一个复杂而漫长的过程，但不会无休止地延续下去，一般来讲，当一个群落演替到了同环境处于平衡状态时，演替就不再进行了，说明这时群落的结构最复杂、最稳定，A正确；只要不受外力干扰，群落就会保持原状，B正确；顶极群落的类型主要由平均温度和年降水量决定，即取决于气候条件，因此生态系统不一定是森林系统，C错误，D正确。6.地球上现存的群落大都处于顶极状态，下列相关叙述错误的是（）A.演替是一个漫长的过程，群落出现顶极状态说明演替不是一个永恒延续的过程B.在高温高湿的气候条件下，顶极群落是热带雨林C.在低温低湿条件下，顶极群落是温带草原，其在水平方向上表现出复杂的斑块状和镶嵌性D.在极端缺水的条件下，顶极群落是荒漠，影响荒漠中仙人掌种群数量波动的主要外源性因素是气候解析：C演替是一个漫长的过程，但它不是一个永恒延续的过程，A正确；顶极群落主要是由平均温度和年降雨量所决定，如在高温高湿的气候条件下，顶极群落是热带雨林，B正确；在中温中湿的条件下，顶极群落是温带草原，在低温低湿的条件下，顶极群落是苔原，C错误；在极端缺水的条件下，顶极群落是荒漠，影响荒漠中仙人掌种群数量波动的主要外源性因素是气候，D正确。考向4人类活动对群落演替的影响7.21世纪初，持续不懈的生态治理使毛乌素沙漠600多万亩流沙“止步”生绿。特别是历史上饱受风沙侵害的陕北榆林市，如今已建设成为“塞上绿洲”。对于毛乌素地区的群落演替过程，下列叙述错误的是（）A.该群落演替为次生演替B.土壤中的有机物不断减少C.生态系统结构越来越复杂D.人类活动可以影响群落演替解析：B该群落演替具有一定土壤条件，为次生演替，A正确；群落演替过程中，土壤中有机物不断增加，B错误；生态系统结构越来越复杂，生态系统抵抗力稳定性越来越强，C正确；人类活动可以影响群落演替的速度和方向，D正确。8.2019年，四川凉山发生了森林火灾。目前该地已人工栽种上红松幼苗，部分区域已经形成了红松阔叶混交林。下列分析错误的是（）A.群落演替到森林阶段后物种稳定不变B.火灾过后森林土壤内的分解者分解活动减弱C.人工栽种红松幼苗大大加速了群落演替的速度D.演替一般朝着结构复杂化、功能完善化的方向进行解析：A群落演替到相对稳定阶段（森林阶段）后，群落内的物种组成仍会发生变化，A错误；火灾使枯枝落叶和土壤中微生物数量减少，导致土壤内分解者分解活动减弱，B正确；自然条件下，次生演替的一般过程是草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。人工栽种了红松幼苗，部分区域已经形成了红松阔叶混交林，大大加速了群落演替的速度，C正确；演替一般朝着结构复杂化、功能完善化的方向进行，D正确。9.（2023·山河联盟联考）通过人工输水来恢复已干涸50多年的青土湖，对阻隔腾格里沙漠和巴丹吉林沙漠联合具有重要的生态意义。青土湖的演替顺序为荒漠→盐化草甸→草甸。下列叙述正确的是（）A.青土湖的演替属于初生演替B.人为因素引发了青土湖的演替C.演替过程中物种丰富度基本不变D.严重缺水时青土湖无法形成顶极群落解析：B由于青土湖保留了土壤条件，故属于次生演替，A错误；由题干“人工输水来恢复已干涸50多年的青土湖”可知，人为因素引发了青土湖的演替，B正确；演替过程中物种丰富度逐渐增加，C错误；若该生态系统中的生物群落演替达到最终的平衡状态，即顶极群落，不同地区的气候环境有所不同，其群落最终会演替到各自的顶极群落，D错误。考向5观察记录鱼缸中群落的变化10.某环境保护研究性学习小组进行“探究水族箱中群落演替”的实验，水族箱达到稳定状态一段时间后，生物逐渐死亡，下列关于实验叙述错误的是（）A.水族箱内的生物构成一个人工生物群落B.不需要向水族箱输入外界的物质和能量C.定时记录水族箱内生物种类与数量变化D.水体中生物种类的不同会影响演替速度解析：B水族箱内有动物、植物和微生物，这些生物共同构成一个群落，A正确；水族箱要放在避免阳光直射的地方，从而使植物能够获得充足的光能，以维持水族箱中生物的生存，B错误；实验目的为“探究水族箱中群落演替”，因此需要定时记录水族箱内生物种类与数量变化，C正确；水体中生物存在各种联系，如竞争、捕食等，因此生物种类的不同会影响演替速度，D正确。1.下列演替属于初生演替的是（）A.形成次生林的森林演替B.过量砍伐后的森林恢复演替C.从火山岩开始到森林的演替D.从弃耕农田到森林的演替解析：C初生演替和次生演替的起始条件不同，在沙丘、冰川泥、火山岩等不存在生物基础上进行的演替为初生演替，其余均为次生演替。2.演替过程中灌木逐渐取代了草本植物，其主要原因是（）A.灌木繁殖能力较强B.灌木较为高大，能获得更多的阳光C.草本植物较为低等D.草本植物寿命较短解析：B群落演替过程中灌木逐渐取代了草本植物，其主要原因是灌木较为高大，能获得更多的阳光，成为优势种，A、C、D错误，B正确。3.某地已经历了“裸岩→地衣→苔藓→草地→灌木”的群落演替阶段。下列叙述正确的是（）A.地衣阶段群落尚未形成垂直结构B.“草地→灌木”是草本植物进化的结果C.灌木阶段是该地的顶极群落D.演替过程中一些物种会被取代解析：D所有群落均有垂直结构和水平结构，A错误；“草地→灌木”是优势取代的结果，B错误；森林阶段是该地的顶极群落，C错误；演替过程中群落的物种组成不断变化，一些物种会被取代，D正确。4.如图表示五种顶极群落在不同气候条件下的分布，①②③④分别代表的顶极群落是（）A.热带雨林、北方针叶林、苔原、荒漠B.热带雨林、北方针叶林、荒漠、苔原C.北方针叶林、苔原、荒漠、热带雨林D.荒漠、热带雨林、北方针叶林、苔原解析：B①年平均雨量较高，温度20～30℃，此气候条件下顶极群落应该是热带雨林，②年平均雨量较低，温度为零度左右，此气候条件下顶极群落应该是北方针叶林，③年平均雨量较低，温度20～30℃，此气候条件下顶极群落应该是荒漠，④年平均雨量较低，温度－10℃左右，此气候条件下顶极群落应该是苔原。5.随着“蚂蚁森林”的推行和广大用户的积极参与，阿拉善、通辽、鄂尔多斯等地已经种上梭梭树等树木，以前的沙漠，现在已是绿油油的一片。下列叙述错误的是（）A.沙漠变绿洲过程中生物种类逐渐增加B.沙漠变绿洲属于群落演替的次生演替C.“绿洲”的最终平衡状态取决于人类活动D.沙漠变绿洲说明人类活动可以改变演替的速度解析：C沙漠变绿洲过程中，生物多样性增加，生物种类增多，A正确；沙漠里存在少量生物，则沙漠变绿洲属于群落演替的次生演替，B正确；“绿洲”的最终平衡状态取决于外界环境，C错误；沙漠变绿洲说明人类活动可以改变演替的速度和方向，D正确。6.湖泊经历五个演替阶段后可以形成森林群落。下列有关叙述错误的是（）A.曾经出现过的生物种群对群落环境产生了影响B.浮叶根生植物叶子漂浮在水面，不利于沉水植物生长C.随着演替的进行，群落中的有机质越来越多D.顶极群落的植物比演替早期的植物生长得快解析：D曾经出现过的生物种群对群落环境产生了影响，A正确；浮叶根生植物叶子漂浮在水面，遮住了阳光，不利于沉水植物生长，B正确；随着演替的进行，群落中的有机质越来越多，C正确；植物的生长速度和其他很多因素都有关系，例如含水量、温度等，所以顶极群落中的植物不一定比演替早期生长得快，D错误。7.从湖泊演替为森林往往需要经历五个演替阶段：裸底阶段→①→②→挺水植物和沼泽植物阶段→森林群落阶段，下列相关叙述错误的是（）A.该过程属于初生演替B.①是浮叶根生植物阶段，②是沉水植物阶段C.五个演替阶段均有垂直结构和水平结构D.该群落演替总体上朝着物种多样化、结构复杂化、功能完善化的方向发展解析：B从湖泊到森林的演替起始于裸底阶段，因此属于初生演替，A正确；从湖泊演替为森林往往需要经历五个演替阶段：裸底阶段→沉水植物阶段→浮叶根生植物阶段→挺水植物和沼泽植物阶段→森林群落阶段，B错误；随着群落演替的进行，每个阶段均有垂直结构和水平结构，但随着物种丰富度增加，群落的垂直结构和水平结构都会发生改变，C正确；演替达到相对稳定的阶段后处于相对稳定状态群落内物种组成也会发生变化，总体上朝着物种多样化、结构复杂化、功能完善化的方向发展，D正确。8.某弃耕农田植物种类40年间的变化情况如下表，下列叙述正确的是（）时间/年14152540草本植物2827263034灌木0341219乔木0001423总计2830305676A.群落演替就是随着时间的推移，一个群落会被另一个群落替代的过程B.草本植物阶段、灌木阶段、乔木阶段是群落演替必经的3个阶段C.表中的数据是在植物丰富的区域采用样方法获取的D.表中数据表明弃耕农田在演替过程中的第1年，该群落不具有垂直结构解析：A表中数据显示，该弃耕农田的群落演替经历了草本植物、灌木、乔木3个阶段，但不能说明草本植物阶段、灌木阶段、乔木阶段是群落演替必经的3个阶段，如在干旱的荒漠地区，群落的演替就很难达到乔木阶段，B错误；样方法是调查种群密度的常用方法，物种丰富度的研究也可采用该方法进行，但需做到随机取样，而不是在植物丰富的区域取样，C错误；弃耕农田在演替过程中，其群落具有垂直结构，D错误。9.大兴安岭冬季严寒而漫长，温暖季短