2.4 群落随时间变化有序地演替 -【步步高】2023-2024学年高二生物学选择性必修2 生物与环境（浙科版2019）

第四节　群落随时间变化有序地演替 [学习目标]　1.阐明群落演替的过程及其类型。2.关注人类活动对群落演替的影响。 一、一个群落会被另一个群落替代 1．群落演替的概念：群落的一些物种替代另一些物种、一个群落替代另一个群落的自然演变过程。 2．群落演替的实质：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。 3．群落演替的意义：可更充分地利用自然条件，尤其是利用一切可以利用的能量。 4．群落演替的实例 (1)从裸岩到森林群落的演替：裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本阶段→灌木阶段→森林阶段。 (2)从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。 判断正误 (1)在裸岩上发生演替时最先出现的生物是地衣(　　) (2)地衣阶段为苔藓的生长提供了有利条件(　　) (3)在森林阶段，地衣、苔藓等将不会出现(　　) 答案　(1)√　(2)√　(3)× 任务一：群落演替的方向及变化 根据教材相关的内容，思考下列问题： (1)裸露的岩石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　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)地衣阶段为苔藓的生长提供了怎样的基础？ 提示　地衣分泌的有机酸可加速岩石风化形成土壤，并积累起有机物，这为苔藓的生长提供了条件。 (3)灌木逐渐取代了部分草本植物的原因是什么？ 提示　灌木比草本植物更加高大，“剥夺”草本植物的阳光，逐渐取代了部分草本植物。 (4)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，乔木取代了灌木的优势，但在森林中各种类型的植物仍是存在的。 　演替并不是“取而代之” (1)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)演替的标志：群落在物种组成上发生了变化，特别是优势种的变化。 1．(2023·舟山高二月考)下列关于群落演替的叙述，错误的是(　　) A．群落的演替是优势种取代的过程 B．群落演替是生物与环境相互作用的结果 C．群落演替都能使群落结构越来越复杂 D．群落演替过程中，物种的组成和数量会发生变化 答案　C 解析　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，该过程中群落中物种的组成和数量会发生变化，A、B、D正确；群落演替过程受多种因素影响，群落演替不一定能使群落结构越来越复杂，C错误。 2．图1是裸露的岩石上开始的群落演替过程，图2表示群落演替过程中植物的种数、植物的个体数以及岩石体积的变化情况。下列叙述正确的是(　　) A．群落演替到灌木、草本植物阶段时，群落中已经不能找到苔藓和地衣 B．该群落只有垂直结构，没有水平结构 C．群落演替过程中植物种类丰富度逐渐增加并趋向稳定 D．图中岩石体积的变化与植物的演替没有关系 答案　C 解析　群落演替的过程是优势种取代，不是完全取代，所以群落演替到灌木、草本植物阶段时，在群落中能找到苔藓和地衣，只是不再是优势种，A错误；群落具有垂直结构和水平结构，B错误；由图2可知，在一定范围内，随着植物的种数增加，岩石体积增加，D错误。 二、群落演替的两种类型　群落演替的终点是顶极群落 1．群落演替的两种类型 (1)初生演替：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，如裸岩和湖底开始的演替。 (2)次生演替：在被毁灭群落基质上所进行的演替，如伐林地、火烧地、放牧地和弃耕地上所发生的演替。 2．顶极群落 3．人类活动能影响群落的演替 (1)人类可以使群落演替按照不同于自然的方向进行，甚至还可以建立人工群落。 (2)人为干扰对群落演替的影响较大，往往会使群落按照不同于自然发生的进程演替。 4．群落演替体现了事物的客观规律——发展和变化。 任务二：群落演替的类型 如图曲线甲与乙表示其森林群落演替的两种类型。 请分析回答： (1)图中哪条曲线表示初生演替，哪条曲线表示次生演替？你判断的依据是什么？ 提示　曲线乙表示初生演替；曲线甲表示次生演替。从图中可以看出，曲线乙物种多样性从无到有，属于初生演替，曲线甲的物种多样性从多到少再恢复，属于次生演替。 (2)a、b和c点，哪个表示顶极群落？为什么？ 提示　a点。a点物种多样性保持不变，群落处于平衡状态。 (3)造成曲线由b点到c点的可能原因是什么？c点与d点之间的这个阶段发生了哪些变化？ 提示　可能是自然因子的干扰，如地震、火灾等，也可能是人类活动的影响。由c点到d点，群落从结构简单发展为结构复杂，群落中的物种数量和群落层次增多，土壤、光能得到更充分的利用，最终群落会发展成一个与所处环境相适应的相对稳定的状态。 1．初生演替和次生演替的比较 类型 初生演替 次生演替 不同点 起点 没有植被，也没有任何植物繁殖体存在的裸地上 被毁灭群落的基质上 速度 缓慢 相对较快 时间 漫长 相对较短 经历阶段 多 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 2.影响群落演替的主要因素 (1)气候、地貌、土壤和火等外界环境的改变。 (2)群落内部环境条件的改变。 (3)群落物种之间的相互作用。 (4)人类活动的影响。 3．下列关于初生演替的说法，错误的是(　　) A．初生演替可能开始于水生或旱生基质 B．初生演替基质上不包含有生存力的生命体 C．初生演替和次生演替可到达相似的顶极群落 D．初生演替和次生演替所经历的时间大致相等 答案　D 4．下列有关群落演替的说法，正确的是(　　) A．决定群落演替的根本原因在于群落外部的环境条件 B．人类活动对群落的影响一定会远远超过其他所有自然因子的影响 C．只要时间允许，弃耕的农田总会形成森林 D．人类活动能改变群落自然演替的进程 答案　D 解析　决定群落演替的根本原因在于群落内部环境的变化，A错误；人类活动可以改变群落演替的进程，但对群落演替的影响不一定远远超过其他所有自然因子，如火山爆发、地震等，B错误，D正确；群落演替为森林需要一定的外部条件，在一些干旱少雨等地区，弃耕的农田不一定能形成森林，C错误。 题组一　初生演替和次生演替 1．随着时间的推移和环境的改变，群落有序地进行演替，包括初生演替和次生演替。在下列群落演替的实例中，属于初生演替的是(　　) A．从裸岩开始的演替 B．从放牧地开始的演替 C．从荒废农田开始的演替 D．从一棵倒地的枯树开始的演替 答案　A 2．(2023·湖州高二检测)从裸露的岩石演变到森林群落是一个漫长而艰难的演替过程。发生在裸露岩石上的群落演替，顺序正确的是(　　) A．地衣阶段→苔藓阶段→草本阶段→灌木阶段→森林阶段 B．地衣阶段→苔藓阶段→灌木阶段→草本阶段→森林阶段 C．草本阶段→地衣阶段→苔藓阶段→灌木阶段→森林阶段 D．地衣阶段→苔藓阶段→草本阶段→森林阶段→灌木阶段 答案　A 3．(2023·丽水高二期末)某荒废农田发生自然演替，依次经历如图所示三个阶段。下列叙述正确的是(　　) A．该演替过程属于初生演替 B．阶段Ⅰ群落没有垂直结构 C．阶段Ⅱ发展到阶段Ⅲ的过程中生物种类完全被取代 D．阶段Ⅲ群落中各生物种群之间相互适应 答案　D 解析　荒废农田有生物定居过，属于次生演替，A错误；阶段Ⅰ群落是草本群落，有垂直结构，B错误；阶段Ⅱ发展到阶段Ⅲ的过程中生物种类没有完全被取代，只是优势种发生了改变，阶段Ⅲ的优势种变成了乔木，C错误。 4．(2022·绍兴高二期末)生物群落的两种演替类型中，次生演替比初生演替所用的时间短，其原因是(　　) A．次生演替不会形成森林 B．次生演替所处的环境较湿润 C．次生演替中原有的土壤基质和环境条件较好 D．次生演替形成的群落结构简单 答案　C 解析　一般情况下，只要环境允许，次生演替也会形成森林，A错误；次生演替所处的环境类型比较多，不一定比较湿润，B错误；由于次生演替原有的土壤条件基本保留，还有有生存力的孢子和种子等繁殖体，环境条件较好，因此次生演替比初生演替所用的时间短，C正确；一般情况下，次生演替形成的群落结构将会复杂化，D错误。 5．一千年前，由于湖水水位降低，某湖泊暴露出大量的沙丘，随着时间的推移，裸露的沙丘上出现了各种植物和动物，现今已发展成稳定的森林群落。下列叙述错误的是(　　) A．在裸露的沙丘上进行的演替属于初生演替 B．人类活动可以改变沙丘自然演替的速度和方向 C．沙丘不同地段的植物高度不同，属于垂直结构 D．从沙丘到森林的演替过程中，物种丰富度逐渐增大 答案　C 解析　沙丘不同地段的植物高度不同，属于水平结构，C错误。 6．如图表示某地云杉林的形成过程。下列相关叙述正确的是(　　) A．该群落的演替属于初生演替，群落结构越来越复杂 B．在人为干扰下，可能发生⑤→①的动态变化，但不属于群落演替 C．该群落演替是群落内部因素和外界环境因素综合作用的结果 D．群落中只有明显的垂直结构，没有水平结构 答案　C 解析　由图可知，该群落的演替属于次生演替，群落结构越来越复杂，A错误；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，也属于群落的演替，B错误；在群落中有明显的垂直结构，而由于地形的变化、土壤湿度和盐渍化程度的差异、光强度的不同等因素，不同地段往往分布着不同的生物，体现群落的水平结构，D错误。 题组二　顶极群落和影响群落演替的主要因素 7．我国热带雨林群落主要分布在海南岛、台湾南部、云南南部的西双版纳地区，目前均处于群落的顶极状态。下列关于顶极群落的叙述，错误的是(　　) A．顶极群落的结构最复杂且最稳定 B．顶极群落中的植物比演替早期生长得快 C．若没有外力干扰，则顶极群落将永远保持原状 D．不同类型顶极群落的形成主要取决于气候条件 答案　B 解析　顶极群落中的植物不一定比演替早期生长得快，因为生长速度跟雨水、温度、光照等因素有关，不能只靠演替程度判断，B错误。 8．演替所达到的最终平衡状态叫顶极群落，下列叙述正确的是(　　) A．顶极群落的物种组成相对稳定，其中的植物种类最多 B．群落演替的终点是顶极群落 C．顶极群落类型主要由平均光照和年降雨量决定 D．顶极群落结构最复杂也最稳定，地球上现存群落有少数处于顶极群落 答案　B 解析　顶极群落的物种组成相对稳定，但植物种类不一定是最多的，A错误；顶极群落主要是由平均温度和年降雨量决定，C错误；顶极群落结构最复杂也最稳定，地球上现存群落大都处于顶极群落，D错误。 9．退耕还林是从保护和改善生态环境出发，易造成水土流失的耕地有计划有步骤地停止耕种，按照适地适树的原则，因地制宜地植树造林，恢复森林植被。下列叙述错误的是(　　) A．不是所有耕地都能自然演替成森林 B．从耕地演变为森林的过程为次生演替 C．退耕还林过程说明人类活动可以改变演替的方向 D．演替过程中有物种的替代体现了群落的时间结构 答案　D 解析　演替过程还要受到气候等多种因素的影响，因此不是所有耕地都能自然演替成森林，A正确；人类活动可以改变演替的进程，退耕还林过程就是典型的例子，C正确；群落的时间结构是指群落的组成和外貌可随时间改变而发生有规律的变化，演替过程中有物种的“优势取代”，但不能体现群落的时间结构，D错误。 10．甲地发生了如下群落演替过程：常绿阔叶林→马尾松林→次生灌木丛→草丛→牛肝地(红层荒漠，以红色为主色调的碎屑沉积岩)；乙地发生了如下群落演替过程：火灾后森林→草本→灌木丛→灌木林→乔木森林。下列有关甲、乙两地发生的群落演替的说法，错误的是(　　) A．甲地发生了次生演替，乙地发生了初生演替 B．乙地演替到乔木森林阶段，也可能含有马尾松 C．与初生演替相比，次生演替经历的时间相对较短 D．人为因素会改变群落演替的进程 答案　A 解析　甲地和乙地演替的第一阶段均存在土壤、有生存力的孢子和植物的种子等繁殖体，因而两地发生的演替均是次生演替，A错误。 (2023·嘉兴高二期末)阅读下列材料，完成第11、12小题。 在黄土高原上，科研人员选择了弃耕年份分别为3年、26年、46年和149年的4块弃耕地进行研究。调查统计了多种植物后，根据相对数量和相对地表覆盖度计算其重要值，从而确定优势种。白羊草是成熟群落的标志性物种。各演替阶段的优势种变化如图所示。 11．下列关于4块弃耕地的叙述，错误的是(　　) A．每块弃耕地上发生的演替都属于次生演替 B．每块弃耕地的植被没有形成分层，不具有垂直结构 C．26年的弃耕地中，达乌里胡枝子取代猪毛蒿成为优势种 D．46年的弃耕地中，具有最高的物种丰富度 答案　B 解析　每块弃耕地的植被都有垂直结构，也有水平结构。 12．当地弃耕地演替后形成的顶极群落是(　　) A．森林 B．草原 C．荒漠 D．沙漠 答案　B 解析　根据题干信息“白羊草是成熟群落的标志性物种”，所以在第149年演替成顶极群落，在该群落中没有高大的乔木和灌木，同时与荒漠和沙漠相比，物种丰富度明显提高，所以形成的是草原群落。 13．某植被严重破坏的陡坡在封山育林后若干年内，经历了一年生草本、多年生草本和灌木三个阶段，其三个典型植物物种的种群密度变化如图所示。下列说法错误的是(　　) A．整个过程就是一个群落的次生演替过程 B．物种①由盛到衰主要受环境中土壤条件的影响 C．物种③比物种①、②具有更强的竞争优势 D．在各个阶段群落中都存在分层现象 答案　B 解析　物种①由盛到衰主要受环境中光照条件的影响，由于群落分层更复杂，光照越来越弱所致，B错误。 14．某处森林发生火灾后，林区物种数量与时间的关系如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．林区发生了次生演替，演替速度相对较快 B．与①相比，②中群落的空间结构更复杂，对光的利用更充分 C．在发生火灾后的40年内，随着乔木增多，灌木获得的光能减少 D．在发生火灾后的100年内，草本、灌木与乔木丰富度的变化趋势相同 答案　D 解析　林区发生的是次生演替，次生演替的起点是被毁灭群落的基质，演替速度通常相对较快，A正确；①为草本和灌木阶段，②为阔叶林阶段，故与①相比，②中群落的空间结构更复杂，对光的利用更充分，B正确；据图可知，在发生火灾后的40年内，乔木逐渐增多，由于其比较高大，故在光能的竞争中占优势，灌木获得的光能减少，C正确；据图可知，在发生火灾后的100年内，乔木的物种数先增多后趋于稳定，而草本和灌木的物种数逐渐降低后趋于稳定，故草本、灌木与乔木丰富度的变化趋势不相同，D错误。 15．根据图形判断，下列有关群落演替的说法错误的是(　　) A．曲线b中B点时存在的种群在F点时就不存在了 B．图中曲线a和曲线b发生的演替的类型不相同 C．图中CD段生物多样性降低，可能使群落的成层结构减少 D．E点时物种丰富度最高，但此时群落中各种群数量不一定都达到K值 答案　A 解析　群落演替是一个群落取代另一个群落的过程，是优势种取代，B点时存在的某些种群在F点时仍可能存在，A错误；根据起始时生物多样性是否为0，判断a为次生演替，b为初生演替，B正确。 16．某地的常绿阔叶林因森林大火而遭到破坏，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。请回答下列问题： (1)随着时间的推移,一个群落被另一个群落替代的过程，称为_______________。在Ⅰ阶段经历了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Ⅱ阶段，草本和灌木混生，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Ⅰ~Ⅳ阶段的演替过程中，群落对光能的利用能力_______________，抵御环境变化的能力逐渐_________________________________。 (3)在Ⅳ阶段，自上而下分别有乔木、灌木和草本植物，这体现了群落的____________结构。 (4)在恢复过程中人为种植了一些乔木，则人类的活动导致该群落演替按照不同于自然演替的___________________________________________________________________________进行。 答案　(1)群落演替　大部分一年生草本植物在与多年生草本植物和灌木争夺阳光和空间等竞争中被淘汰　(2)次生　提高　增强　(3)垂直　(4)速度和方向 学科网（北京）股份有限公司 $$