内容正文:
群落
第二章
第三节 生物群落的演替
[目标导学] 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。
内容索引
NEIRONGSUOYIN
学习任务二 影响群落演替的因素
学习任务一 群落的初生演替和次生演替
课时作业 素养达标
备选题库 教师独具
群落的初生演替和次生演替
学习任务一
1.群落演替的概念: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, 。
2.初生演替
(1)概念:在从未有过 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。
(2)过程(以火山祼地上发生的演替为例)
火山裸地→ 群落阶段→ 群落阶段→ 群落阶段→ 群落阶段→ 群落阶段。
梳理 归纳教材知识
一个群落替代另一个群落的演替过程
植物生长
地衣
苔藓
草本
灌木
乔木
3.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 基本保留,原有 仍有可能存在,进而进行新的演替。
(2)过程(某群落在火灾后发生的演替为例)
遭受火灾的群落→ 生植物→ 植物和多年生植物→草本植物、灌木、乔木→ 。
(3)实例:过度砍伐的森林、火灾过后的草原、弃耕的农田。
土壤条件
植物的繁殖体
一年
草本
森林
[正误辨析]
1.草本植物阶段比灌木阶段的群落空间结构复杂。( )
2.地衣会比苔藓更早地出现在火山岩上。 ( )
3.群落演替会随时间延长而逐渐加剧。 ( )
4.冰川泥上发生的群落演替是初生演替。 ( )
5.次生演替的速度比初生演替的速度快,若时间允许,弃耕的农田总会形成森林。 ( )
×
√
×
√
×
1.在森林阶段,群落中还能找到地衣、苔藓、草本植物和灌木吗?说明理由。
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。
探究 要点合作突破
2.如图表示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。从二者演
替起点来看,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。
[归纳深化]
1.初生演替与次生演替的辨析
(1)“四大”不同点
(2)“四大”共同点
2.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
1.下列关于群落演替的说法正确的是( )
A.火灾后的森林先发生初生演替,后进行次生演替
B.只有群落的结构受到干扰或破坏,才会出现群落的演替
C.随着退耕还林时间的延长,群落对光能等环境资源的利用更充分
D.在裸岩演替为森林的过程中,土壤中的有机物逐渐减少
强化 题点对应训练
C
火灾过后的森林保留了一定的土壤条件,属于次生演替,A错误;群落的演替是在生物群落发展过程中,随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过程,与群落的结构是否受到干扰或破坏无关,B错误;随着退耕还林时间的延长,群落结构变得更为复杂,群落对光能等环境资源的利用更充分,C正确;在裸岩演替为森林的过程中,群落结构逐渐复杂,土壤中的有机物逐渐增加,D错误。
2.某地“退耕还林”后,第1年,该地群落中沙蓬占绝对优势;第2年,该地形成以沙蓬和狗尾草为主的杂草群丛;第3年,沙蓬和狗尾草优势降低,该地群落以黄花蒿、铁杆蒿和阿尔秦紫菀为主;第4年,该地群落的黄花蒿和铁杆蒿成为优势种,同时样地中出现了杠柳,形成以黄花蒿和铁杆蒿为主的草灌群丛;第5年,该地群落的杠柳明显增多,与黄花蒿、铁杆蒿共同构成优势种。下列有关叙述正确的是( )
A.该弃耕地与冰川泥、火灾后的草原上进行的群落演替的类型相同
B.随时间推移,该群落演替中优势种发生更替,最终沙蓬、狗尾草消失
C.研究杠柳生态位可研究其出现频率、种群密度、植株高度及种间关系等
D.群落演替达到相对稳定的阶段后,群落内的物种组成将不会发生变化
C
在火山岩、冰川泥上进行的演替为初生演替,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为次生演替,A错误;随时间推移,该群落演替中,群落的优势种发生变化,但沙蓬、狗尾草不会消失,只是其优势地位被取代,B错误;研究某种植物的生态位,通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征,以及它与其他物种的关系等,C正确;群落演替达到相对稳定的阶段后,群落内的物种组成仍会发生变化,D错误。
影响群落演替的因素
学习任务二
1.群落 的变化是群落演替的根本原因。
的动态变化是群落演替的催化剂。
2.群落 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。 也会对外界环境产生影响,导致外界环境出现变化。
梳理 归纳教材知识
内部因素
种内关系和种间关系
外部环境因素
群落自身的演替
3.人类活动对群落演替的影响
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 (如种内关系、种间关系)和 的结果。
内部因素
外部环境因素综合作用
[正误辨析]
1.决定群落演替的根本原因在于群落内部,但群落之外的环境条件诸如气候、 地貌、土壤和火等常成为引起演替的重要条件。 ( )
2.由于人类活动总是使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行,所以人类活动对群落演替的影响总是不利的。 ( )
3.砍伐森林可以在短期内改变森林群落的物种组成和物种丰富度,进而改变群落演替的方向。( )
4.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。 ( )
√
×
√
√
1.人类活动均加快了群落演替的速度,对吗?人类活动均使演替朝不同于自然演替的方向进行,对吗?
提示:不对。人类活动可能加快群落演替的速度,也可能延缓群落演替的速度。
不对。例如长期以来,某地气候逐渐变得干旱,而人类活动使本地荒漠化加剧,此例中人类加快了演替的速度却并未改变演替的方向。
探究 要点合作突破
2.人类活动中,会有意或无意地将某个新物种引入到某一群落中。试想外来物种的入侵会对群落演替有何影响?
提示:在适宜的条件下,新物种可能会迅速成为优势种,破坏原有群落的稳定性,使生物多样性减少。
3.生物群落的演替是一个漫长的过程,也是一个不断变化的过程。如图为某湖泊生物群落演替过程中植物群落主要经历的三个阶段,即水生植物阶段、湿生植物阶段和陆生植物阶段。
(1)上述演替属于初生演替还是次生演替? 理由是什么?
提示:初生演替。该湖泊经历了水生植物阶段、湿生植物阶段和陆生植物阶段,水生植物阶段,在水深合适的区域出现沉底的藻类植物,说明该演替开始于水底的原生裸地上,属于初生演替。
(2)在上述湖泊演替过程中,哪些是影响群落演替的内部因素?
提示:种内关系和种间关系的变化是影响群落演替的内部因素。
(3)人类活动对生物群落的自然演替会产生正面影响,也会产生负面影响。试通过实例对上述湖泊演替过程中人类活动产生的影响加以说明。
提示:人类的封山育林、治理沙漠等活动对群落演替产生正面影响;砍伐森林、围湖造田等活动则对群落演替产生负面影响。例如,人类围湖造田的负面影响主要有下列几方面:严重减弱了湖区调蓄抗灾功能,导致旱涝灾害频繁发生;使水生动植物资源衰退,有些种群几乎绝迹;加快了湖泊沼泽化的进程,破坏了湖泊生态环境,改变了当地的气候。
[归纳深化]
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.(多选)下列关于群落演替的叙述错误的有( )
A.稻田中一种杂草取代另一种杂草的优势地位,说明该群落一定发生了演替
B.群落内物种组成因生物的进化不断发生变化,因此群落演替是无休无止的
C.群落的演替总是向着自然资源利用更有效、群落结构更完善的方向进行
D.冬季候鸟南飞导致北方草原物种组成发生变化,不属于群落演替
强化 题点对应训练
ABC
演替是指一个群落代替另一个群落的过程,稻田中一种杂草取代另一种杂草的优势地位,群落未发生改变,故没有发生演替,A错误;群落演替的结果取决于所处环境,群落演替不是无休无止的,B错误;群落演替总是向着适应环境的方向进行,不一定向着自然资源利用更有效、群落结构更完善的方向进行,C错误;群落演替是指在一定地段上一个群落被性质不同的另一个群落所替代的现象。而“冬季候鸟南飞导致北方草原物种组成的发生变化”不属于演替,属于群落的季节性变化,D正确。
2.在自然界中,群落的演替是普遍现象,而且是有一定规律的。群落演替的过程可人为划分为三个阶段:侵入定居阶段(先锋群落阶段)→竞争平衡阶段→相对稳定阶段,下列相关叙述错误的是( )
A.相对稳定阶段群落内物种对资源的利用更为充分,群落结构更加复杂
B.侵入定居阶段到竞争平衡阶段群落的物种组成发生了变化,但水平结构并未改变
C.竞争平衡阶段,经过竞争共存下来的物种在利用资源上可以达到相对平衡
D.成功定居的先锋植物可能会通过影响环境来为以后侵入的同种或异种生物创造有利条件
B
随着演替的进行,相对稳定阶段群落物种丰富度较高,物种对资源的利用更为充分有效,群落结构更加完善,A正确;区别不同群落的重要特征是群落的物种组成,侵入定居阶段到竞争平衡阶段,群落的物种组成发生了变化,同时群落的空间结构,即水平结构和垂直结构也会发生改变,B错误;竞争平衡阶段不同物种间的竞争达到平衡,共存下来的物种在利用资源上达到相对平衡,以更好地利用环境资源,C正确;成功定居的先锋植物可能会对群落的环境产生影响,进而为以后侵入的同种或异种生物创造有利条件,D正确。
[易错提醒]
关于群落演替的两个“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)并不是所有群落都能演替到乔木群落阶段
当气候条件适宜时,自然演替最终可形成森林;当气候条件不适宜,如干旱地区,只能发展到草本群落阶段或稀疏的灌木群落阶段。
备选题库 教师独具
1.下列对于群落演替的描述,正确的是( )
A.农民在不同季节在同一块农田种植不同的农作物可以算群落演替
B.在池塘中轮换放养不同种的鱼可以看作群落演替
C.岩石上经过长时间的变化生出苔藓为群落演替
D.人们在农田植树可以算群落演替中的草本植物阶段到森林阶段
C
群落演替是指随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程。农民在不同季节在同一块农田种植不同的农作物、在池塘中轮换放养不同种的鱼,不能看作群落演替,A、B错误;岩石上经过长时间的变化生出苔藓,说明经历了裸岩阶段、地衣阶段、苔藓阶段,因而能称为群落演替,C正确;人们在农田植树,不能算群落演替中的草本植物阶段到森林阶段,D错误。
2.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
D
初生演替是指在一个从来没有植被覆盖的地面,或者是原来存在过植被但被彻底毁灭了的地方发生的演替,次生演替是指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,可见,初生演替和次生演替的主要区别是二者的起始条件不同,一般来说,初生演替所需时间较长,次生演替所需时间较短,A、C正确;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,B正确;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。
3.滨海湿地修复过程中,植物群落的恢复至关重要。互花米草(一种多年生草本植物)入侵是我国滨海湿地面临的首要威胁,种子传播是互花米草入侵新生境的主要方式。下列叙述错误的是( )
A.互花米草入侵可能会引发群落演替
B.开花后收割互花米草是控制其传播能力的最佳时机
C.种子的传播距离远可能是互花米草开拓新生境的优势之一
D.滨海湿地的修复可采取投放本地成活率较高树种的方式进行
B
与低矮的本地植物相比,互花米草高大,其在光照、养分等方面占有竞争优势,可能成为优势物种,继而引发群落演替,故互花米草的入侵可能会引发群落演替,A正确;开花前收割互花米草是控制其传播能力的最佳时机,B错误;根据题干信息可知,互花米草(一种多年生草本植物)入侵是我国滨海湿地面临的首要威胁,种子传播是互花米草入侵新生境的主要方式,故种子的传播距离远可能是互花米草开拓新生境的优势之一,C正确;采取投放本地成活率较高的树种,这是利用种间关系治理入侵生物,达到修复滨海湿地的目的,D正确。
4.(多选)如图是某处沙丘发生自然演替过程中的三个阶段,下列叙述不正确的是( )
A.从形成沙丘开始发生的演替是次生演替
B.阶段Ⅰ的沙丘上草本植物占优势,群落尚未形成垂直结构
C.阶段Ⅰ与Ⅱ的沙丘上生长的植物种类完全不同
D.人为因素或自然因素的干扰可以改变植物群落演替的方向
ABC
从形成沙丘开始发生的演替属于初生演替,A错误;阶段Ⅰ的沙丘上草本植物占优势,草本植物阶段的群落中也存在垂直结构,只是群落的垂直结构不明显,B错误;阶段Ⅰ到阶段Ⅱ发生的演替是优势取代,不是完全取代,所以阶段Ⅰ与阶段Ⅱ的沙丘上生长的植物种类不完全相同,C错误;群落演替往往是由环境和群落内的生物共同作用决定的,但人类活动对群落演替的影响有时超过其他因素的影响,D正确。
5.林窗是指森林群落中老龄树死亡或偶然因素导致成熟阶段的优势物种死亡,从而林冠层形成空隙的现象。生态学家对林窗进行长期的调查研究,发现环境因素影响林窗植物物种丰富度的变化结果如图所示。回答下列问题。
(1)老龄树死亡形成朽木,不久之后朽木上长出蘑菇、苔藓、蕨类,蚂蚁、老鼠等生物也来此定居,这些生物共同构成了一个微型 (填“种群”“群落”或“生态系统”)。
(2)林窗形成后,首先是草本植物迅速生长,之后长出灌木并逐渐成为优势物种,影响草本和灌木等植物生长的主要环境因子是 ,在林窗中进行的群落演替属于 。
群落
光照(强度)
次生演替
(3)调查林窗土壤小动物类群丰富度的方法是 ,统计土壤小动物类群丰富度的方法有 。
分析图形信息可知,影响林窗植物丰富度的主要环境因素有
。
取样器取样法
记名计算法和目测估计法
林窗面积和邻近区域植物的丰富度
(1)老龄树死亡形成朽木,不久之后朽木上长出蘑菇、苔藓、蕨类,蚂蚁、老鼠等生物也来此定居,其中所有生物共同构成了一个微型群落。
(2)林窗形成后,首先是草本植物迅速生长,之后长出灌木并逐渐成为优势物种,影响草本和灌木等植物生长的主要环境因子是光照,随着灌木在与草本植物竞争阳光的过程中不断占优势,灌木逐渐成为优势种,在林窗中进行的群落演替属于次生演替。
(3)通常调查土壤小动物类群丰富度的方法是取样器取样法;统计土壤小动物物种数目时,对于个体较大、数量有限的物种常用记名计算法,对于个体小、数量多、无法计数的动物用目测估计法。分析题图信息可知,林窗面积和邻近区域植物的丰富度表现出同步变化的趋势,且变化幅度较大,因此可推测,影响林窗植物丰富度的主要环境因素有林窗面积和邻近区域植物的丰富度。
课时作业 素养达标
[基础巩固练]
1.下列有关群落演替的叙述,错误的是( )
A.群落的初生演替和次生演替的主要区别是初始条件不同
B.群落演替过程中,不同时期群落中的优势种群在发生更替
C.发生在裸岩上的演替经过裸岩→地衣→苔藓→草本植物→灌木→森林几个阶段
D.人类活动对群落演替的影响与自然演替的方向、速度相同
D
群落演替包括初生演替和次生演替,初生演替的起点是没有任何植被,而次生演替的起点是有土壤条件甚至有植物的种子或繁殖体,A正确;群落的演替中,不同阶段的优势种不同,且会在环境发生变化时改变,如灌木替代草本植物成为新的优势种,乔木替代灌木成为新的优势种等,B正确;裸岩属于从未被植被覆盖过的地表结构,发生在裸岩上的演替应属于初生演替,一般阶段有裸岩阶段、地衣阶段、苔藓阶段、草本植物阶段、灌木阶段、森林阶段,C正确;人类活动会对群落的演替产生巨大影响,会对群落演替的方向、速度起决定性作用,往往与自然演替的方向、速度不同,D错误。
2.21世纪初,坚持不懈的生态治理使毛乌素沙漠600多万亩流沙变回绿洲。下列关于毛乌素地区群落演替过程的叙述,错误的是( )
A.沙漠变绿洲说明人类活动可以改变群落演替的方向
B.人类植树造林加快了毛乌素沙漠到绿洲的演替速度
C.灌木阶段和森林阶段是所有沙漠演替中的必经阶段
D.该绿洲不同地段植被的差异体现了群落的空间结构
C
由题意可知,人类活动可以改变群落演替的速度和方向,A、B正确;灌木阶段和森林阶段并不是所有沙漠演替中的必经阶段,C错误;该绿洲不同地段植被的差异体现了群落的空间结构中的水平结构,D正确。
3.顶极群落指群落演替达到与所在地区环境相适应、具有相对稳定和不变特征的最终阶段时的群落,下列与此相关的叙述正确的是( )
A.群落演替过程中,前一阶段的优势种被后一阶段优势种替代而死亡
B.群落演替最终都会演替到顶极森林群落
C.顶极群落的形成受气候影响较大,不同地区顶极群落可能不同
D.演替过程中,种群和群落都具有典型的垂直分层现象
C
群落演替过程是优势种替代过程,但是前一阶段的优势种不一定在后一阶段消失,A错误;群落演替不一定都会演替到顶极森林群落,B错误;顶极群落与所在地区环境相适应,因此其形成受气候影响,不同地区顶极群落的种类可能不同,如有些地区只能形成灌木而不能形成森林,C正确;群落具有垂直分层现象,而种群不具有,D错误。
4.如图表示某自然湖泊生态系统,下列相关叙述正确的是( )
A.沿岸带的物种丰富度高于湖沼带和深底带
B.限制深底带植物分布的主要因素是温度和溶氧量
C.研究某种植物生态位通常研究其栖息地、天敌等
D.该生态系统的生物群落一年四季会发生周期性演替
A
沿岸带光照强度相对较大,其物种丰富度高于湖沼带和深底带,A正确;限制深底带植物分布的主要因素是光照强度,B错误;研究植物生态位主要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征,以及它与其他物种的关系,一般不研究它的栖息地,C错误;群落演替是随着时间的推移,一个群落被另一个群落替代的过程,而周期性变化是群落内动态的、一次次的重复发生的群落外貌变化,而非群落演替,D错误。
5.某科研人员调查某森林群落演替时,发现其自然演替顺序为裸岩→地衣→苔藓→草本→灌木→森林。关于该演替过程,下列叙述正确的是( )
A.地衣阶段时,该群落组成过于简单,不存在垂直结构
B.人类活动对群落的演替的影响与自然演替的方向、速度基本相同
C.演替时,优势种对环境的适应性弱,不占据有利地位
D.群落演替过程会伴随着群落中物种的竞争和生态位的改变
D
任何群落都有垂直结构,A错误;人类可以砍伐树木、填湖造地、捕杀动物,也可以封山育林、治理沙漠、管理草原,甚至可以建立人工群落,因此,人类活动可以使演替按照不同于自然的方向和速度进行,B错误;演替的实质是群落中优势种的替代,优势种在竞争中占优势而占据有利地位,C错误;群落演替过程中存在物种的竞争,物种的数目及种群的数目会发生变化,同时由于竞争关系,生态位会改变,更充分的利用资源和空间,D正确。
6.盐城的稻—蟹共生农田是一种高效的立体生态农业,河蟹能除去稻田中的害虫、杂草,还能松动田泥,稻田能为河蟹提供饵料和良好的生活环境。下列有关叙述正确的是( )
A.河蟹的生态位包括所处的空间位置、占用资源以及与其他物种的关系等
B.稻田高矮不一的水稻提高光能的利用率,体现垂直结构
C.影响稻田中植物垂直分层的环境因素包括光照、水分和栖息地
D.人为地将普通农田改造成稻—蟹共生农田不属于群落的演替
A
生态位是指一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,A正确;群落的垂直结构指不同种群在垂直方向上明显的分层现象,高矮不一的水稻属于同一种群,不能体现群落的垂直结构,B错误;影响稻田中植物垂直分层的环境因素包括光照、温度、水分和无机盐,动物的垂直分层与其栖息地有关,C错误;人类的许多活动影响群落的演替,往往使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。人为地将普通农田改造成稻—蟹共生农田就属于人类活动影响群落演替的实例,D错误。
7.“烧芭”(焚烧芭蕉树)是一种传统的农耕文化,在巴西等热带国家盛行。火山喷发是一种自然现象,喷出的岩浆所到之处寸草不生。甲地发生过“烧芭”现象,乙地发生过火山喷发现象,之后两地均发生了群落自然演替。下列关于甲、乙两地群落演替的叙述,错误的是( )
A.甲、乙两地发生的演替类型不同
B.地衣会比苔藓更早地出现在乙地的火山岩上
C.芭蕉园砍伐大部分芭蕉树后,芭蕉园的物种丰富度急剧下降
D.与甲地相比,乙地演替的速度较慢、所经历的阶段也相对较多
C
甲地因森林火灾使原有植被消失,但保留了土壤条件,故甲地发生的演替属于次生演替,而乙地因火山喷发被火山岩全部覆盖,且演替从裸岩开始,故乙地发生的演替属于初生演替,两者的演替类型不同,与甲地相比,乙地演替的速度较慢、所经历的阶段也相对较多,A、D正确;地衣分泌有机酸加速岩石风化形成土壤,而苔藓不具有该能力,所以地衣出现在苔藓前,B正确;丰富度是指一个群落中物种的数目,芭蕉属于同一种生物,芭蕉园砍伐大部分芭蕉树后,芭蕉园的物种丰富度不会急剧下降,C错误。
8.草地贪夜蛾是一种鳞翅目昆虫,原产于美洲热带和亚热带地区,2019年初由东南亚侵入我国云南、广西,该害虫主要以玉米、小麦、水稻、高粱及棉花等农作物为食,具有取食量大、繁殖能力强、迁移能力强及适应范围广等特点,严重威胁我国农业及粮食生产安全。2019年5月,浙江某地首次发现该害虫,当地农业农村部门通过多种措施进行了紧急防治,取得了较好的效果。回答下列问题。
(1)草地贪夜蛾的入侵会改变入侵地的物种组成,可能导致群落发生 (填“初生”或“次生”)演替,在演替过程中会发生明显的 的取代现象。
(2)草地贪夜蛾种群最基本的数量特征是 ,监测时需对其进行调查。在入侵早期, 草地贪夜蛾表现出疯狂蔓延趋势,其种群数量接近________
增长曲线。草地贪夜蛾与本地昆虫之间的种间关系可能有 。监测结果表明,在大量使用传统杀虫剂后,该害虫对传统的杀虫剂产生了较高水平的抗性,这是 (填“自然选择”或“人工选择”)的结果。
次生
优势种
种群密度
“J”型
竞争、捕食(寄生)
自然选择
(3)该地农业农村部门一方面通过放置黑光灯诱杀草地贪夜蛾;另一方面,通过引入寄生蜂进行防治,也取得了良好的效果,与使用杀虫剂相比,这两种方法的主要优点是 。
不会产生环境污染、不用担心抗药性的产生
(1)次生演替是指在原有植被虽已被破坏,但原有土壤条件基本保留甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。草地贪夜蛾的入侵会改变入侵地的物种组成,可能导致群落发生次生演替。演替是指随时间的推移,一个群落被另一个群落所取代的过程,在演替过程中会发生明显的优势种的取代现象。
(2)草地贪夜蛾种群最基本的数量特征是种群密度,监测时需对其进行调查。在入侵早期,由于食物和空间充沛,草地贪夜蛾表现出疯狂蔓延趋势,其种群数量接近“J”型增长曲线。草地贪夜蛾与本地昆虫之间的种间关系可能是竞争、捕食(寄生)。监测结果表明,在大量使用传统杀虫剂后,该害虫对传统的杀虫剂产生了较高水平的抗性,这是自然选择的结果。
(3)与使用杀虫剂相比,生物防治具有不会产生环境污染、不用担心抗药性的产生等优点。
[素能培优练]
9.化感作用指植物通过分泌化学物质对其他植物产生影响。制备入侵植物薇甘菊及本地物种葛藤和鸡矢藤的叶片水提液(供体),分别处理三种植物幼苗(受体),然后计算化感作用效应指数R(R=处理组干重/空白对照组干重-1)。下列叙述错误的是( )
A.植物产生赤霉素促进植株增高不属于化感作用
B.葛藤对其他物种生长均表现为促进
C.入侵植物薇甘菊易形成集群分布
D.化感作用存在于植物种间和种内,
是引起群落演替的因素之一
B
植物产生赤霉素促进植株增高是作
用于自身,不是作用于其他植物,不属
于化感作用,A正确;由题意可知,化感
作用效应指数R=处理组干重/空白对照组干重-1,则当R>0时,起促进作用,R<0时,起抑制作用,结合图示,葛藤对鸡矢藤表现为抑制作用,B错误;由图可知,薇甘菊的化感作用效应指数R更大,说明薇甘菊更适合生长,因此呈现集群分布,C正确;植物通过向外分泌化学物质对其他植物产生影响,包括种间和种内,从实验可以观察到化感作用对不同生物的影响不同,可推测其是引起群落演替的因素之一,D正确。
10.洪泛区是指江河两岸、湖周海滨等易受洪水淹没的区域,这些地区土地肥沃、生物种类丰富,综合利用工程力学和植物学等学科知识构建生态护坡,可有效减轻洪灾对环境的影响。如图为某河流生态护坡的模式图,下列相关叙述正确的是( )
A.区别淹没区与水位变动区两个区域
的重要特征是物种组成
B.偶然洪泛区到淹没区生物种类不同体现了群落的垂直结构
C.该河流中某两种鱼的食性重叠越多,则其生态位分化越明显
D.季节性洪泛区的群落演替比裸岩上发生的演替经历的阶段多
A
区别不同群落的重要特征是物种组成,A正确;偶然洪泛区到淹没区生物种类不同体现了群落的水平结构,B错误;两种鱼食性重叠越多,生态位分化越不明显,C错误;季节性洪泛区发生的演替是次生演替,比裸岩上发生的初生演替经历的阶段少,D错误。
11.连续的群落出现断层是非常普遍的现象,而断层经常是由干扰造成的,如大风、砍伐、局部火烧等引起的森林群落断层。干扰造成群落断层后,有的在没有继续干扰的条件下会逐渐恢复,但断层也可能被周围群落的任何一个物种侵入和占有,并发展成为优势种,由于占据优势的生物对其他种生物间的竞争优势是随机的,类似于抽彩票中奖,因此称为断层抽彩式竞争。下列有关叙述正确的是( )
A.据题分析可知,环境变化不会导致断层的形成
B.草原上的狮子和羚羊之间存在断层抽彩式竞争
C.断层抽彩式竞争可能会提高群落的生物多样性
D.在干扰形成的断层上进行的演替是初生演替
C
分析题意可知,环境变化如大风、砍伐、局部火烧等会引起群落断层,A错误;草原上的狮子和羚羊之间为捕食关系,而断层抽彩式竞争发生在具有竞争关系的两种生物间,B错误;据题可知,断层可能被周围群落的任何一个物种侵入和占有,并发展成为优势种,且断层抽彩式竞争中,占据优势的生物对其他种生物间的竞争优势是随机的,故断层抽彩式竞争可能会提高群落的生物多样性,C正确;在干扰形成的断层上进行的演替是次生演替,D错误。
12.(多选)下列关于演替的叙述,正确的是( )
A.沙丘、弃耕的农田上进行的演替是次生演替
B.人类活动会影响群落演替的速度,但不会影响其演替的方向
C.演替达到相对稳定的阶段后,群落内物种组成相对稳定
D.自然群落往往是向物种越来越多的方向演替,而且种间关系越来越复杂
CD
弃耕的农田上进行的演替是次生演替,沙丘、冰川泥、火山岩上进行的演替是初生演替,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,B错误;群落演替到相对稳定的阶段后,群落内物种组成相对稳定,C正确;自然群落往往是向物种越来越多的方向演替,而且种间关系越来越复杂,D正确。
13.(多选)某山区弃耕农田在二十余年间逐渐发展成森林。如图甲、乙、丙分别表示群落演替的三个连续阶段中植物优势种种群数量的变化情况。下列叙述正确的是( )
A.甲、乙、丙之间既存在种间竞争,又有捕食关系
B.该群落演替的三个连续阶段中植物优势种种群存在差异
C.丙是某乔木,2→3阶段中灌木并不能被乔木完全取代
D.采用样方法调查植物种群密度时,差距大的样方内数值不应舍弃
BCD
甲、乙、丙为不同阶段的优势种植物,三者存在竞争关系,不存在捕食关系,A错误;据图可推测,甲为杂草,乙为灌木,丙为乔木,因此该群落演替的三个连续阶段中植物优势种种群存在差异,B正确;群落演替过程是优势物种的替代过程,原有的部分物种还会保留,2→3阶段中乔木对灌木只是优势取代,C正确;为保证调查结果的准确性,采用样方法调查植物种群密度时,差距大的样方内数值也应如实记录,不应舍弃,D正确。
14.研究人员在腾格里沙漠东南缘沙坡头地区选择了不同年限的固沙植被区,对其植被情况和蚂蚁类群组成进行了调查。请回答下列问题。
(1)研究人员在流动沙地上扎设1 m×1 m的麦草方格沙障,并种植旱生灌木进行防风固沙,还利用油蒿、柠条等多种沙生植物改善荒漠土壤条件。在该地荒漠化防治过程中,群落发生的演替类型是 ,理由是 。随固沙年限的增加,固沙植被区的优势植物物种发生更替,主要原因是
。
初生演替
流动沙地上从来没有被植物覆盖过
土壤条件不断变化为新植物的出现创造条件
(2)研究人员在对蚂蚁类群组成研究时,在每个样区布设10 m×10 m的大样方1个。在每个大样方内,再采用五点取样法在大样方内的 等五处布设5个2 m×2 m小样方。在每个小样方内使用便携式工具对蚂蚁进行搜索调查,调查结果如表。
四角和中心
时间
个体数
类群 固沙5年 固沙8年 固沙34年 固沙57年
针毛收获蚁 — 36 233 93
中华小家蚁 — 32 2 2
掘穴蚁 1 157 1 628 964 519
红林蚁 8 25 — —
艾箭蚁 — 146 12 9
中华光胸臭蚁 — 10 — —
①蚂蚁类群组成中蚂蚁密度随固沙时间呈现的变化趋势为 。在固沙57年的植被区,蚂蚁密度达到最小,导致该现象发生的种间因素有
等。
②蚂蚁类群数随固沙时间呈现的变化趋势为 。在表中的固沙年数内,蚂蚁类群内部的竞争在固沙 年达到最大,蚂蚁类群与其他生物之间的竞争在固沙 年达到最大。
先增加后减少
种间竞争和捕食
先增加后减少再趋于不变
8
57
(1)在该地荒漠化防治过程中,由于人为因素的作用,使得当地的群落发生了演替,由于这种演替发生在流动沙地上,从来没有被植物覆盖过,因此该群落发生的演替类型是初生演替。随固沙年限的增加,固沙植被区的优势植物物种发生更替,这是由于土壤条件不断变化为新植物的出现创造条件,因而发生了优势取代,即发生了群落演替。
(2)研究人员在对蚂蚁类群组成研究时,可采用样方法进行调查,在每个样区布设10 m×10 m的大样方1个。在每个大样方内,再采用五点取样法在大样方内的四角和中心等五处布设5个2 m×2 m小样方。
①结合调查数据可以看出,蚂蚁类群组成中蚂蚁密度随固沙时间呈现的变化趋势为先增加后减少。在固沙57年的植被区,蚂蚁密度达到最小,该现象发生的原因主要受到种间因素,如竞争和捕食等的影响。
②蚂蚁类群数随固沙时间呈现的变化趋势为先增加后减少再趋于不变。在表中的固沙年数内,蚂蚁类群内部的竞争在固沙8年达到最大,因为此时的蚂蚁个体数目达到最多;蚂蚁类群在固沙57年数量最少,说明蚂蚁类群在与其他物种的竞争中处于弱势,即蚂蚁类群与其他生物之间的竞争在固沙57年达到最大。
15.利用鸭的杂食特性,鸭稻共作生态系统对防治水稻害虫有明显效果。
Ⅰ.科研人员就不同处理的稻田中水体底栖动物物种丰富度及部分动物数量比例进行了研究,数据如图所示。
(1)圆田螺的种群密度调查方法可采用 。
(2)分析数据可知,由于鸭稻共作,原本在群落中优势明显的 地位下降,而 的优势地位明显上升,鸭稻共作能显著降低稻田底栖动物的 。
(3)科研人员还发现在稻鸭区水稻的根系明显比常规区的发达,原因是
______________________________________________________________
。
(4)实验结束后若停止人工管理,两种稻田均将会经历 演替。
样方法
多足摇蚊
尾腮蚓
物种丰富度(物种数目)
鸭的活动增加了水体的溶氧量(活动疏松了土壤、活动增大了空气的
流动性)
次生
Ⅱ.鸭为杂食性水禽,除捕食昆虫及其他小动物外,对稻田中几乎所有的杂草都会取食。为研究稻鸭共作复合农业生态系统的功能,研究人员进行了实验,结果如表。
项目 杂草密度/
(株/m2) 物种丰富
度/种 杂草相对优势度
草龙 节节菜 稗草 陌上菜 异形莎草
常规区 40 12.0 0.247 0.189 0.100 0.102 0.094
稻鸭区 2.3 5.3 0 0.259 0.271 0.089 0
注:相对优势度表示植物在群落中的优势地位。
(5)由物种丰富度的变化可知,稻鸭共作能显著降低稻田群落中杂草的
。由于稻鸭共作,原本在群落中优势明显的 地位下降,而有些杂草的优势地位明显上升,这一现象称为 。
(6)若野兔进入该环境,经过一段时间的适应后开始大量繁殖,当该种群数量为K值时,该种群数量的增长速率为 。在不考虑迁入和迁出的前提下,在种群数量为 时,单位时间内出生个体数与死亡个体数之差最大。
物种数目
草龙
群落演替
0
K/2
(1)圆田螺活动能力弱,活动范围小,故圆田螺的种群密度调查方法可采用样方法。
(2)据图中数据可知,由于鸭稻共作,多足摇蚊数量减少,而尾腮蚓数量增多,故多足摇蚊在群落中优势地位下降,尾腮蚓优势地位明显上升,稻鸭共作后,稻田底栖动物的物种丰富度显著降低。
(3)鸭的活动增加了水体的溶氧量、疏松了土壤等,能促进根的生长,因此,稻鸭区水稻的根系明显比常规区的发达。
(4)次生演替是指原来有的植被虽然已经不存在,但是原有的土壤基本保留,甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替,实验结束后若停止人工管理,两种稻田均将会经历次生演替。
(5)根据表格分析,稻鸭区草龙和异形莎草的数量为0,说明稻鸭共作能显著降低稻田群落中杂草的物种数目;群落演替是指在生物群落发展变化的过程中,一个群落代替另一个群落的演替过程,稻鸭共作后,草龙地位下降,而有些杂草的优势地位明显上升,这一现象为群落的演替。
(6)当该种群数量为K值时,种群数量不再增加,此时种群的增长速率为0;种群数量为K/2时,种群增长速率最大,即单位时间内出生个体数与死亡个体数之差最大。
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