内容正文:
第2、3节 群落的主要类型和演替
学习目标
素养要求
1.分析不同群落中的生物具有与该群落环境相适应的形态结构、生理特征和分布特点。
2.阐明一个群落替代另一个群落的演替过程,包括初生演替和次生演替两种类型。
1.通过分析讨论群落的主要类型,形成群落的结构与功能相适应的观点。(生命观念)
2.举例说明不同类型群落的结构、特征及演替规律。(生命观念)
3.能够预测和论证某一因素对生态系统的干扰可能引发的多种潜在变化。(生命观念、社会责任)
一、群落的主要类型
1.荒漠生物群落
(1)群落分布与特点
荒漠分布在极度干旱区,这里年降水量稀少且分布不均匀,荒漠里物种少,群落结构非常简单。
(2)生物的适应性特点
荒漠中的生物具有耐旱的特性。植物有仙人掌属植物、骆驼刺属植物等,动物主要是爬行类、啮齿目、鸟类和蝗虫等。它们以独特的生存方式适应缺乏水分的环境。
2.草原生物群落
(1)群落分布与特点
草原主要分布在半干旱地区、不同年份或季节雨量不均匀的地区。草原上动植物的种类较少,群落结构相对简单。
(2)生物的适应性特点
在草原上,各种耐寒的旱生多年生草本植物占优势,有的草原上有少量的灌木丛,乔木非常少见。草原上的植物往往叶片狭窄,表面有茸毛或蜡质层,能抵抗干旱。草原上的动物大都具有挖洞或快速奔跑的特点。
3.森林生物群落
(1)群落分布与特点
森林分布在湿润或较湿润的地区,群落结构非常复杂且相对稳定。
(2)生物的适应性特点
森林中有乔木、灌木、草本和藤本植物,还有种类繁多的动物。森林为动物提供了丰富的食物和栖息场所。因此,树栖和攀缘生活的动物种类特别多。
除了上述群落类型,在沼泽、河流、湖泊等地,还有湿地生物群落。湿地生物群落中的动植物物种十分丰富。在海洋中,数量众多的微小浮游植物,浅海区生长的大型藻类(如海带、裙带菜等),以及种类繁多的动物,它们共同构成海洋生物群落。
二、演替的概念和类型
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。
2.两种演替类型
(1)初生演替。
①过程:裸岩上的演替过程。裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本阶段→灌木阶段→乔木阶段。
②起点。
a.一个从来没有被植物覆盖的地面。
b.原来存在过植被,但被彻底消灭了的地方。
③时间和速度:演替速度慢,趋向形成新群落,经历的阶段相对较多。
④实例:沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。
(2)次生演替。
①过程:弃耕农田上的演替过程。
弃耕农田→一年生杂草→多年生杂草→小灌木→灌木丛→乔木林。
②起点。
a.原有植被已不存在,但原有土壤条件基本保留的地方。
b.保留了植物的种子或其他繁殖体的地方。
③时间和速度:演替速度快,趋向于恢复原来的群落,经历的阶段相对较少。
④实例: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)影响群落演替的因素。
①影响因素:群落外界环境的变化,生物的迁入、迁出,群落内部种群相互关系的发展变化,以及人类活动等。
②群落演替的原因:影响群落演替的因素常常处于变化的过程中,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,群落就不断的演替。
三、人类活动对群落演替的影响
1.群落演替的决定因素
在某一地区,群落演替的结果往往是由环境和群落内的生物共同作用而决定的,但人类活动对群落演替的影响有时超过其他因素的影响。
2.对人类的活动作出评价
①治理沙漠 ②砍伐森林 ③封山育林 ④捕杀动物 ⑤管理草原 ⑥填湖造地 ⑦建立人工群落
(1)合理的是:①③⑤⑦。
(2)不合理的是:②④⑥。
3.结果
使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。
四、退耕还林、还草、还湖
1.原因
以牺牲环境为代价的垦殖活动(如毁林开荒、围湖造田等),造成严重的水土流失,并且成为洪涝灾害频繁发生的重要原因。
2.目的
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。
3.措施
颁布了《退耕还林条例》。
[自学效果诊断]
1.判正误
(1)仙人掌具有肥厚的肉质茎,叶呈针状,气孔在白天才开放( × )
(2)生活在某一地区的物种能够形成群落,是因为它们都能适应所处的非生物环境( √ )
(3)在裸岩上发生演替时首先出现的生物是地衣( √ )
(4)次生演替的速度比初生演替的速度快( √ )
(5)演替达到相对稳定的阶段后,群落内物种组成不再变化( × )
(6)如果时间允许,弃耕的农田总能形成森林( × )
2.微思考
(1)说出阴生植物适应在弱光条件下生存的特点。
[提示] 阴生植物的茎细长、叶薄、细胞壁薄、机械组织不发达,但叶绿体颗粒大、呈深绿色。
(2)人类对群落演替的影响都是不良的吗?
[提示] 不是的,通过封山育林、治理沙漠、管理草原,甚至建立人工群落等,人类活动也可以使群落朝着物种增多、结构复杂的方向演替。
新知探究一 群落的主要类型
1.种植抗旱的蒿类植物能有效治理局部沙化的环境,据此思考讨论:
(1)影响沙化环境中群落的最主要环境因素是什么?
[提示] 温度。
(2)应选用怎样的治沙植物?为什么?
[提示] 治沙植物应选用根系发达、叶小或退化且角质层发达的品种。适应干旱的沙漠环境。
2.在草原群落中生活的生物,具有哪些适应群落环境共同特征?
[提示] 植物:往往叶片狭窄,表面有茸毛或蜡质层,能抵抗干旱。动物:大多数具有挖洞或快速奔跑的行为特点。
[核心归纳]
1.几种主要陆地生物群落的比较
环境分布
群落特点
动植物的适应特点
荒漠生物群落
极度干旱区,这里年降水量稀少且分布不均匀
物种少,群落结构非常简单
生物具有耐旱的特性
草原生物群落
半干旱地区、不同年份或季节雨量不均匀的地区
动植物的种类较少,群落结构相对简单
草原上的植物往往叶片狭窄,表面有茸毛或蜡质层,能抵抗干旱。草原上的动物大都具有挖洞或快速奔跑的特点
森林生物群落
湿润或较湿润的地区
群落结构非常复杂且相对稳定
森林中有乔木、灌木、草本和藤本植物,还有种类繁多的动物
2.不同环境的生物群落适应方式不同
(1)群落类型,受水分、温度等因素的影响很大。生活在这一地区的物种能够形成群落,是因为它们都能适应所处的非生物环境。
(2)在不同的群落中,生物适应环境的方式不尽相同,换句话说,每一种生物都有自己适宜的生存环境,因此有人说,群落是一定时空条件下不同物种的天然群聚。
[典题应用]
1.下列陆地生物群落中,生物种类最贫乏的是( )
A.热带雨林 B.荒漠
C.北方针叶林 D.温带落叶阔叶林
解析:选B 热带雨林中由于雨水充沛,群落结构复杂,动植物种类较多;荒漠中生态条件非常恶劣,植被稀少,生物种类非常贫乏;北方针叶林与热带雨林相比生物种类少一些,但群落结构较复杂;温带落叶阔叶林中,动植物种类较多,群落结构较复杂。
2.关于群落的类型,下列说法错误的是( )
A.地球各地分布着不同类型的群落,其成因与水分、温度等因素存在差异有关
B.就森林群落而言,我国自北向南依次分布着北方针叶林、温带落叶阔叶林和热带雨林
C.树栖和攀援生活的动物在草原生物群落特别多
D.骆驼刺属植物和各种仙人掌均属荒漠群落的优势植物
解析:选C 树栖和攀援生活的动物在森林生物群落特别多。
新知探究二 通过分析与比较,归纳群落的演替过程
演替的类型
(1)初生演替——光裸岩地上的演替过程。
①首先在裸岩上定居的是什么?说明理由。
[提示] 地衣。地衣分泌的有机酸可加速岩石风化形成土壤的过程,使土壤颗粒和有机物增多。
②在森林(乔木)阶段,群落中还能找到地衣、苔藓、草本植物和灌木吗?
[提示] 可以。因为群落演替过程中,一个群落被另一个群落的代替只是优势物种的代替,而不是完全取而代之。
(2)次生演替——过度放牧后的草原演替过程。
①草原在过度放牧后,若不能及时采取措施保护草原,该地最后一定能演替为草原吗?
[提示] 不一定。过度放牧极易导致植被破坏、土壤板结,最终造成草场退化、土地沙漠化。
②草原在过度放牧后,如果及时采取措施进行保护,该地最后能否演替为森林?
[提示] 不能。因为草原是经过长期自然选择形成的,当地干旱缺水的环境如果没有改变,它只能恢复到草原群落,而不能演替为森林。
③若光裸岩地演替成草原,其与火烧后草原的演替所经历的时间相同吗?你作出判断的依据是什么?
[提示] 不相同。因为光裸岩地的演替是初生演替,起始条件极为贫瘠和严酷,而火烧后草原的演替是次生演替,起始条件比较肥沃和温和,甚至有植物的种子或其他繁殖体,所以光裸岩地的初生演替比火烧后草原的次生演替经历的时间长。
(3)群落演替的方向。
在坐标图中,分别画出大多数群落演替过程中随着时间的变化生物种类、生物数量、有机物总量的变化趋势。
[提示]
[核心归纳]
1.“三看法”判断初生演替与次生演替
2.人类活动对群落演替的影响
[典题应用]
3.下列有关群落演替的叙述错误的是( )
A.火灾后的草原、过量砍伐的森林和冰川泥上进行的演替都属于次生演替
B.由草本植物阶段渐变为灌木阶段,主要原因是灌木较为高大,能获得更多阳光
C.群落演替是在生物群落发展变化过程中,一个群落被另一个群落代替的过程
D.发展工农业生产往往使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行
解析:选A 冰川泥上发生的演替是初生演替,故A错误;由于灌木高大,能获得更多的阳光,因此演替过程中出现草本植物变为灌木的阶段,故B正确;群落演替的概念是一个群落被另一个群落代替的过程,故C正确;发展工农业生产,即人类活动往往使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行,故D正确。
[方法规律] 判断初生演替和次生演替的方法
(1)从起点上判断。
①在从没有过植被或原有植被被彻底消灭的环境中发生的演替是初生演替。
②在失去了原有植被但原有土壤条件基本保留的环境中发生的演替是次生演替。
(2)从时间速度上判断。
①经历时间长且速度缓慢的演替是初生演替。
②经历时间短且速度较快的演替是次生演替。
4.下列关于人类活动对群落演替的影响的表述正确的是( )
A.人类活动对群落的影响都是破坏性的
B.人类活动可以任意对生物与环境的关系加以控制
C.人类活动可以使群落按照不同于自然发展的进程发生演替
D.人类活动对群落演替的影响远远超过其他所有自然因素的影响
解析:选C 人类活动对群落的影响有破坏性的,也有有利的,A错误;人类活动可以改变群落演替的方向,使群落按照不同于自然发展的进程发生演替,但是人类不能任意对生物与环境的关系加以控制,B、D错误,C正确。
[核心语句必背]
1.随时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程,叫做群落演替。
2.初生演替与次生演替的区别除了演替起点的不同,还有:初生演替速度慢,趋向形成新群落,经历的阶段相对较多;次生演替速度快,趋向于恢复原来的群落,经历的阶段相对较少。
3.初生演替与次生演替这两类演替,都是从结构简单的群落发展为结构复杂的群落,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。
4.影响群落演替的因素,有群落外界环境的变化,生物的迁入、迁出,群落内部种群相互关系的发展变化,以及人类的活动,等等。
5.人类的许多活动正在影响着群落的演替,往往使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。
1.下列生物中不是荒漠代表生物的是( )
A.仙人掌 B.蜥蜴
C.蝗虫 D.狮子
解析:选D 狮子生活在草原上。
2.下列群落演替系列中,哪一种演替属于初生演替( )
A.从冰川泥上开始的演替
B.草原的放牧演替
C.农田弃耕后的恢复演替
D.砍伐森林的恢复演替
解析:选A 从冰川泥上开始的演替为初生演替,A项正确。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。B、C、D项属于次生演替。
3.诗句“野火烧不尽,春风吹又生”所描绘的景象变迁,可视为( )
A.群落的初生演替
B.种群的初生演替
C.群落的次生演替
D.种群的次生演替
解析:选C 随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程,叫作演替。演替的种类有初生演替和次生演替两种。根据题意,诗句所描绘的景象可视为群落的次生演替。
4.以下属于初生演替阶段的是( )
A.苔藓→地衣→草本植物
B.地衣→草本植物→苔藓
C.地衣→苔藓→草本植物
D.草本植物→苔藓→地衣
解析:选C 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发生的演替称为初生演替。初生演替首先是地衣定居于裸岩,对裸岩进行酸化,导致岩体风化,产生的土壤为苔藓植物的生活提供了可能,再进一步为其他生物定居提供条件。
5.人类的哪些活动不利于生物群落的演替朝着对人类有利的方向发展( )
A.在沙漠边缘种树、种草
B.围湖造田
C.在我国西部地区山坡上退耕还林、还草
D.森林的适度砍伐
解析:选B 在沙漠边缘种树、种草,退耕还林、还草,适度砍伐均有利于演替朝着对人类有利的方向发展;围湖造田,湖泊面积大大缩小,减小了蓄洪面积,降低了蓄洪能力,导致洪涝灾害频繁发生。
6.请回答关于群落演替的问题:
(1)在光裸的岩石上开始的演替和从森林被全部砍伐的地方开始的演替中,哪个属于初生演替,哪个属于次生演替?
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(2)一般来说,若要演替到相对稳定的森林阶段,上述两个演替中次生演替所需的时间短,分析其主要原因。
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(3)据调查,近5万年以来,某地区由于气候越来越干燥,森林逐渐被灌丛取代,这也是自然界存在的一种演替类型。近50年来,由于人类过度开垦,导致局部灌丛出现了荒漠化,该现象表明:与该地区具有的自然演替相比,人类的开垦活动使得该地区群落的演替速度__________(填“未发生改变”“变慢”或“变快”),演替的方向________(填“发生改变”或“未发生改变”)。
解析:本题考查群落演替的相关知识。(1)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,如在光裸的岩石上开始的演替。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的地方发生的演替,如从森林被全部砍伐的地方开始的演替。(2)次生演替有土壤条件,保留了植物的种子或其他繁殖体,有利于植物的繁殖,演替速度快,而初生演替植物生活条件贫瘠,不利于繁殖,演替速度较慢。(3)由于人类过度开垦,破坏了土壤表土层及耕作层的结构,导致局部灌丛出现了荒漠化,使得该地区群落的演替速度变快,但群落演替的方向与自然演替的方向相比未发生改变。
答案:(1)光裸的岩石上开始的演替为初生演替;从森林被全部砍伐的地方开始的演替为次生演替
(2)形成森林需要一定的土壤条件,上述次生演替起始时即具备该条件,而从裸岩开始的演替要达到该条件需要漫长的时间
(3)变快 未发生改变
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