2.3 生物群落的演替-【步步高】2023-2024学年高二生物学选择性必修2 生物与环境（苏教版2019）

第三节　生物群落的演替 [学习目标]　1.概述群落演替的概念。2.简述群落演替的类型及过程。3.举例说明影响群落演替的因素。 1．概念 在生物群落发展过程中，随着时间的推移和空间分布的变化，一个群落替代另一个群落的演替过程。 2．类型 (1)初生演替 ①概念：在从未有过植物生长或虽有过植物生长但已被彻底毁灭了的裸地(如沙丘、火山岩、冰川泥)上发生的演替。 ②过程(以发生在火山裸地上的初生演替为例) 地衣群落阶段→苔藓群落阶段→草本群落阶段→灌木群落阶段→乔木群落阶段。 (2)次生演替 ①概念：一个群落在演替过程中，若受到突发的自然事件(如火灾)或人为事件(如弃耕)的干扰，群落中的植被就会遭受严重破坏，甚至消失，但原有的土壤条件基本保留，原有植物的繁殖体仍有可能存在，进而进行新的演替。 ②过程(以遭受火灾后的次生演替为例) 一年生植物→草本植物和多年生植物→草本植物、灌木、乔木→森林。 ③实例：过度砍伐的森林、火灾过后的草原、弃耕的农田。 (3)比较初生演替和次生演替 类型 初生演替 次生演替 不同点 起始条件 不同 演替速度 慢 快 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.影响因素 (1)群落内部因素的变化是群落演替的根本原因。种内关系和种间关系的动态变化也是群落演替的催化剂。 (2)群落外部环境因素的不断变化也常常引发群落演替。如：火灾、涝灾、病虫害、严寒等外界因素。群落自身的演替也会对外界环境产生影响，导致外界环境出现变化。 (3)人类对群落演替的影响 人类的生产活动通常是有意识、有目的的，对群落外部环境因素和群落内部因素具有促进或抑制作用。 总的来说，生物群落的演替是群落内部因素(如种内关系、种间关系)和外部环境因素综合作用的结果。 判断正误 (1)在弃耕的农田上进行的演替先是初生演替后是次生演替(　　) (2)初生演替趋向于形成新群落(　　) (3)群落内部因素的变化不会影响群落演替(　　) (4)根据群落演替的理论，所有的群落最终都会演替成森林(　　) (5)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)× 任务：分析群落的演替 1．根据教材相关内容，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，经过生物风化作用和自然风化，坚硬的岩石表面逐渐变得松散，形成含有机物的岩石小颗粒，地衣就可以从裸岩中获取养分。 (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；因为在群落演替过程中，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。 (3)从演替的起点来看，发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替有什么不同？ 提示　从演替的起点看，裸岩上的演替是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、但被彻底毁灭了的地方开始的演替。弃耕农田上的演替是在原有土壤条件基本保留，甚至还保留了原有植物的繁殖体的地方发生的演替。 (4)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。 2．如图为两个群落演替过程中物种丰富度的变化。请据图回答下列问题： (1)甲、乙分别是何种演替？判断依据是什么？ 提示　甲是次生演替，乙是初生演替；从二者起点来看，乙群落开始时物种丰富度为0，甲群落不为0。 (2)甲中①②处的物种组成一定相同吗？为什么？ 提示　不一定；①②两处的物种丰富度虽基本相同，但是物种组成不一定相同，因为演替过程中，可能有新物种的出现和原物种的消失。 　群落演替的方向及变化 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 拓展延伸　人类活动对群落演替的影响 项目 人类活动 对群落演替的影响 抑制作用 对自然资源过度利用，如砍伐森林、过度放牧、直接排放污水等 使群落中的物种减少，群落结构变得简单 促进作用 封山育林、治理沙漠、管理草原、建立人工群落等 使群落中的物种增多，群落结构变得复杂 1．下列关于群落演替的叙述，错误的是(　　) A．火山岩上开始的演替为初生演替，弃耕农田上开始的演替为次生演替 B．演替中后一阶段优势物种的兴起，一般会造成前一阶段优势物种的消亡 C．演替过程中优势物种由草本植物逐渐变为灌木，主要原因是灌木较为高大，能获得更多阳光 D．演替过程只要不遭到人类破坏和各种自然力的干扰，其总趋势是物种多样性增加 答案　B 解析　火山岩上没有土壤条件和植物繁殖体，故其发生的演替为初生演替，弃耕农田上发生的演替为次生演替，A正确；演替过程中，后一阶段优势物种的兴起，一般不会造成前一阶段优势物种的消亡，只是发生优势取代，B错误；灌木比草本植物高大，能获得更多阳光，故演替过程中优势物种由草本植物逐渐变为灌木，C正确；在自然状态下，演替的总趋势是物种多样性的增加和群落稳定性的提高，故演替过程只要不遭到人类破坏和各种自然力的干扰，其总趋势是物种多样性增加，D正确。 2.(多选)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，甲一定能演替到乔木群落阶段 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、乙群落的结构不一定相同 答案　CD 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群落阶段，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正确。 题组一　群落的演替及其类型 1．下列关于弃耕农田和裸岩上的演替的说法，正确的是(　　) A．弃耕农田上进行的演替为初生演替 B．裸岩上进行的演替为次生演替 C．这两种演替最终都能形成森林 D．这两种演替的过程不完全相同 答案　D 2．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．弃耕后的农田长出杂草，几年后又长出多年生植物 D．西双版纳热带雨林遭到严重砍伐破坏后，很快又长出新的植物 答案　A 解析　初生演替是指在从未有过植物生长或虽有过植物生长但已被彻底毁灭了的裸地上发生的演替；次生演替是在群落中的植被遭受严重破坏，甚至消失，但原有土壤条件基本保留，原有植物的繁殖体仍有可能存在的地方进行的演替。因此，A属于初生演替，B、C、D属于次生演替。 3．在适宜的自然条件下，群落演替一般不会出现的现象是(　　) A．群落中生物种类增多 B．群落中个体数量增多 C．草本植物被高大乔木取代 D．灌木被草本植物取代 答案　D 解析　在适宜的自然条件下，草本植物会被灌木取代，D错误。 4．群落演替的一般趋势是(　　) A．物种多样性的增加和群落稳定性的提高 B．物种多样性的减少和群落稳定性的降低 C．物种多样性的增加和群落稳定性的降低 D．物种多样性的减少和群落稳定性的提高 答案　A 5．以有机物的净积累量(生物量)为指标，调查某农田在退耕3年、10年及30年后草本植物、灌木和乔木生物量所占的比例，结果如图所示。下列相关分析错误的是(　　) A．在退耕农田上发生的群落演替为次生演替 B．在退耕农田上群落演替的方向为草本植物→灌木→乔木 C．在群落演替过程中，物种丰富度基本不变 D．图中所示的演替结果显示，优势物种明显发生了改变 答案　C 解析　退耕的农田依然保留了基本的土壤条件，甚至保留了植物的种子或其他繁殖体，在其上发生的群落演替属于次生演替，其经过草本植物阶段→灌木群落阶段→乔木群落阶段，A、B正确；该演替过程中物种丰富度逐渐增加，群落结构变复杂，C错误；在演替过程中，优势物种明显发生了改变，即优势物种由草本植物变为灌木，再变为乔木，D正确。 6．如图表示某种类型的群落演替示意图。下列相关叙述正确的是(　　) A．该群落的演替属于次生演替，在自然条件下演替速度不随时间变化 B．演替的方向和速度主要与气候、土壤等条件有关，与人类活动无关 C．从灌木群落阶段到森林群落阶段的演替过程中，乔木完全取代了灌木 D．在草本植物阶段既有垂直结构，也有水平结构 答案　D 解析　该群落的演替是从地衣群落阶段开始的，属于初生演替，在自然条件下，初生演替的速度开始较慢，但之后会加快，A错误；人类活动将使群落的演替按照不同于自然演替的速度和方向进行，B错误；从灌木群落阶段到森林群落阶段的演替过程中，乔木取代灌木是优势取代，而不是完全取代，C错误；群落的空间结构包括垂直结构和水平结构，在草本植物阶段中既有垂直结构，也有水平结构，D正确。 题组二　影响群落演替的因素 7．下列有关人类活动对群落演替影响的说法，不正确的是(　　) A．人类的许多活动正在影响着群落的演替 B．人可以建立人工群落，将演替的方向和速度置于人为控制之下 C．人类活动对群落演替的影响有时超过其他因素的影响 D．人类活动对群落的影响是破坏性的 答案　D 解析　人类的许多活动正在影响着群落的演替，如砍伐森林、围湖造田等，但是人也可以封山育林、退耕还湖，还可以建立人工群落，将演替的方向和速度置于人为控制之下。人类的社会活动通常是有意识、有目的地进行的，放火烧山、砍伐森林对群落的影响是破坏性的，但森林抚育、管理草原、治理沙漠等却起着建设性作用。 8．某山区的坡地被滥垦，当狂风暴雨侵袭时，局部山坡发生山崩。在较短的一段时间后，该处出现了新的生物群落，下列相关叙述正确的是(　　) A．滥垦导致群落物种增加 B．该群落恢复过程中最先出现地衣 C．该群落恢复过程属于初生演替 D．人类活动影响了群落演替，可以通过退耕还林来改善此类生态问题 答案　D 解析　滥垦导致群落物种减少，A错误；该群落恢复过程属于次生演替，因此最先出现的不是地衣，B、C错误；人类的过度开垦影响了群落演替的方向和速度，可以通过退耕还林来改善此类生态问题，D正确。 9．陕西榆林缺水少雨的荒漠地带——毛乌素沙地，经过多年治理，该区域生态状况得到整体改善。下列相关叙述错误的是(　　) A．在沙漠演替为森林阶段的过程中，物种组成越来越多 B．在沙漠演替为森林阶段的过程中，各种生物的种群密度越来越大 C．荒漠生态系统中的植物呈现镶嵌分布的特点，该现象体现了群落的水平结构 D．人类活动改变了毛乌素荒漠生态系统中群落演替的速度和方向 答案　B 解析　在沙漠演替为森林阶段的过程中，生物种类逐渐增加，但各种生物的种群密度不一定越来越大，适应荒漠生存的生物种群密度可能会下降，B错误；由题干信息“经过多年治理，该区域生态状况得到整体改善”可知，人类活动改变了毛乌素荒漠生态系统中群落演替的速度和方向，D正确。 10．甲地因森林火灾原有植被消失，乙地因火山喷发被火山岩全部覆盖，之后两地均发生了群落演替。下列关于甲、乙两地群落演替的叙述，错误的是(　　) A．若没有外力干扰，甲地可重现森林 B．甲地和乙地发生的演替类型相同 C．乙地演替所经历的时间一般比甲地的长 D．甲、乙两地随着时间延长物种种类逐渐增多 答案　B 解析　甲地因森林火灾原有植被消失后，原有的土壤条件基本保留，进行的群落演替属于次生演替；乙地火山喷发后，植物被彻底毁灭，进行的群落演替属于初生演替，B错误。 11．(2020·全国Ⅱ，6)河水携带泥沙流入大海时，泥沙会在入海口淤积形成三角洲。在这个过程中，会出现3种植物群落类型：①以芦苇为主的植物群落(生长在淡水环境中)，②以赤碱蓬为主的植物群落(生长在海水环境中)，③草甸植物群落(生长在陆地环境中)。该三角洲上的植物群落是通过群落演替形成的，演替的顺序是(　　) A．②①③ B．③②① C．①③② D．③①② 答案　A 解析　由题干信息可知，该处形成三角洲的过程发生的演替属于次生演替，由于入海口的海水环境，最先形成的群落应是②以赤碱蓬为主的植物群落，随着河水(淡水)的不断冲刷，此处环境中水的盐浓度会逐渐下降，植物群落便逐渐演替为①以芦苇为主的植物群落，由于河水中带有泥沙，三角洲处的陆地面积也会有一定的增大，因此会逐渐演替为草甸植物群落，则演替顺序为②①③，A正确。 12．(多选)“退耕还林、退耕还草、退耕还湖”是实现“绿水青山就是金山银山”的重要生态工程。如表是某地退耕还林后的植被变化。据表分析，下列相关说法正确的是(　　) 演替时间/年 优势物种 主要物种 5 荻 草本植物：荻、艾蒿、黄背草、苔草等 10 牡荆 灌木：牡荆、杠柳、酸枣等 20 刺槐 乔木：刺槐、黄连木、构树 A.退耕之后的农田发生的演替为次生演替，由于保留了原有土壤条件，演替速度快于冰川泥上发生的演替 B．退耕还林、还草、还湖说明群落的演替规律是不可改变的 C．退耕农田先后经历了草本植物、灌木和乔木阶段，垂直方向上出现了明显的分层现象，提高了利用阳光等环境资源的能力 D．退耕还林、还草、还湖是人类活动对群落演替产生的积极影响 答案　ACD 解析　由于保留了原有土壤条件等，退耕之后的农田发生的演替为次生演替，而冰川泥上发生的演替属于初生演替，故退耕之后的农田发生的演替速度快于冰川泥上发生的演替，A正确；退耕还林、还草、还湖说明群落的演替规律是可以改变的，B错误；据题表可知，退耕农田先后经历了草本植物、灌木和乔木群落阶段，群落垂直结构越来越复杂，显著提高了植物利用阳光等环境资源的能力，C正确；退耕还林、还草、还湖有利于改善环境，是人类活动对群落演替产生的积极影响，D正确。 13．(多选)塞罕坝林场位于河北省北部，由于历史上的过度采伐，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。目前，这片山林每年向北京和天津供应1.37亿立方米的清洁水，同时释放约54.5万吨氧气。下列说法正确的是(　　) 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　BCD 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的是次生演替，A错误。 14．(多选)如表是退耕还林后，某森林生态系统中的群落自然演替所经历的“一年生草本植物、多年生草本植物和灌木”三个阶段中优势物种的种群密度变化情况(单位：株/平方米)。 年数 第1年 第5年 第10年 第15年 第20年 物种a 5 10 2 0 0 物种b 1 2 5 3 3 物种c 0 1 3 8 6 下列分析合理的是(　　) A．第1～10年内，该生态系统中物种的丰富度先升高然后降低 B．第1～20年内，物种b逐渐成为优势物种，主要与其适应环境有关 C．第1～5年内，物种a种群密度上升的主要原因是该种群获得的光照较多 D．第10～15年内，物种a逐渐消失的原因可能与其不能适应弱光环境相关 答案　CD 解析　表中只列举了3类优势物种的种群密度变化情况，据此不能判断该生态系统中物种丰富度的变化情况，A错误；第1～20年内，物种c逐渐成为优势物种，主要与其适应环境有关，B错误；第1～5年内，物种a种群密度上升的主要原因是该种群能获得较多的光照，环境条件适宜，C正确；第10～15年内，由于多年生草本植物和灌木的遮盖，物种a获得的光照较少，可能因不能适应弱光环境而逐渐消失，D正确。 15．(多选)某植被严重破坏的山区陡坡在封山育林后的若干年内，经历了一年生草本植物、多年生草本植物和灌木三个阶段，其三个典型植物物种的种群密度变化如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A．物种①由盛到衰主要受环境中土壤条件的影响 B．c点后，在适宜气候条件下，群落将不存在明显的分层现象 C．图中b→c阶段，物种②比物种①更能耐受弱光环境 D．物种①和物种②之间存在竞争关系 答案　CD 解析　物种①属于一年生草本植物，物种②属于多年生草本植物，物种③属于灌木。封山育林后，一年生草本植物先增多，后来随着时间的推移，多年生草本植物和灌木数量增多，使低矮的一年生草本植物接受的光照减少，导致一年生草本植物数量减少，因此，物种①由盛到衰主要受光照的影响；c点时属于灌木群落阶段，c点后群落的分层现象会更明显；b→c阶段由于灌木的数量增多，草本植物得到的光照较少，物种②的数量多于物种①，说明物种②比物种①更能耐受弱光环境；物种①和物种②都是植物，它们之间存在竞争关系。 16．某地的常绿阔叶林因大火遭到破坏，经历一段时间后，该地常绿阔叶林逐步得以恢复。如图为恢复过程中群落演替的不同阶段及其植物组成，请据图回答相关问题： (1)随着时间的推移和空间分布的变化，__________________________的演替过程，称为群落的演替。在第Ⅰ阶段经历了由一年生草本植物占优势到多年生草本植物占优势的过程，在第Ⅱ阶段，草本植物和灌木混生，群落内很少有一年生草本植物生长，其原因是_____________ ________________________________________________________________________。 (2)该群落演替的类型为________演替，在从Ⅰ～Ⅳ阶段的演替过程中，群落对光能的利用能力______(填“提高”或“下降”)。 (3)群落________因素的变化是群落演替的根本原因。 答案　(1)一个群落替代另一个群落　一年生草本植物在争夺阳光和空间等竞争中被淘汰　(2)次生　提高　(3)内部 17．(2023·徐州第一中学高二质检)树线是指直立树木分布的海拔上限，如图甲所示。生态学者研究了在全球变暖环境下，树线之上植被厚度指数对树线上升幅度的影响，结果如图乙所示。请回答下列问题： (1)生态学者可以采用____________法调查不同样地内的植被类型，从而确定树线的上升幅度。树线之上的植被主要为灌木丛或草甸，树线之下为森林，这种空间结构________(填“属于”或“不属于”)群落的垂直结构。 (2)树线上升过程中，群落发生了__________演替。 (3)图乙说明______________________________________________________________。树线之上植被厚度大时，形成一道又宽又厚的“封锁墙”，树木的种子落地于此便遭到“封杀”，导致树线________。 (4)该研究表明，全球气候变暖使树线位置上升，但树线上升幅度受到种间________关系的调控。 答案　(1)样方　不属于　(2)次生　(3)树线上升幅度与树线之上植被厚度指数呈负相关　相对静止　(4)竞争 解析　(1)调查不同样地内的植被类型可以采用样方法。(3)据题图乙可知，树线之上植被厚度指数越大，树线上升幅度越小，二者之间呈负相关。树线之上植被厚度大时，形成一道又宽又厚的“封锁墙”，树木的种子落地于此便遭到“封杀”，导致树线不再上升，保持相对静止。(4)树线上升幅度受到树线之上和树线之下的植被种间竞争关系的调控。 学科网（北京）股份有限公司 $$