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2020-2021学年第四节 群落随时间变化有序的演替说课课件ppt
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这是一份2020-2021学年第四节 群落随时间变化有序的演替说课课件ppt，共48页。
【基础通关】(20分钟·70分)一、选择题(共10小题,每小题5分,共50分)1.(2019·浙江6月学考真题)下列属于初生演替的是( )A.农田演替成森林B.荒漠演替成森林C.裸岩演替成森林D.草原演替成森林【解析】选C。从裸岩上进行的演替是初生演替。
2.(2021·嘉兴高二检测)在寒温带地区,一场大火使某地的森林大面积烧毁,在以后漫长的岁月中,在原林地上依次形成了以杂草、白桦为主的阔叶林、云杉为主的针叶林,这种现象称为( )A.物种进化B.外来物种入侵C.群落演替D.垂直结构【解析】选C。火灾后的森林逐渐恢复属于群落演替。
3. (2021·衢州高二检测)下列有关人类活动对群落演替影响的叙述中,正确的是( )A.人类活动对群落演替的影响要远远超过其他所有自然因素的影响B.人类活动对群落演替的影响是破坏性的C.人类活动可以使群落演替按照不同于自然的方向进行D.人类活动可以任意对生物与环境的相互关系加以控制
【解析】选C。人类活动对群落演替有一定的影响,但不是超过所有自然因素的影响,A错误;人类活动对群落的影响有很多是有益的,如封山育林、治理沙漠、管理草原,甚至可以建立人工群落,但是也有些活动是不利于群落发展的,如滥砍滥伐、围湖造田等,B错误;人类活动可以使群落演替按照不同于自然的方向进行,C正确;人类可以建立人工群落,将演替的方向和速度置于人为控制下,但不是任意对生物与环境的相互关系加以控制,D错误。
4.(2021·绍兴高二检测)一块弃耕农田经过几十年的演替成为茂密的小树林。在演替过程中,物种丰富度、生物个体的数量及稳定性均发生一定的变化。下列有关说法不正确的是( )A.杂草丛生的弃耕农田中不具备群落的垂直结构特征B.演替过程中,群落的丰富度逐渐增加C.演替过程中,该生态系统的抵抗力稳定性逐渐增强D.演替过程中,草本植物的数量呈现先增加后减少的变化趋势
【解析】选A。无论是草地还是树林都具有群落的垂直结构和水平结构,A错误;演替过程中,群落的丰富度逐渐增加,该生态系统的抵抗力稳定性逐渐增强,B、C正确;演替初期,在草本植物阶段时,草本植物的数量逐渐增加,演替进入灌木阶段、乔木阶段后,草本植物的数量逐渐减少,最终趋于稳定,D正确。
【互动探究】在森林阶段内,还能找到地衣、苔藓、草本、灌木吗?提示:能。群落演替中一些种群取代另外的一些种群,指的是优势种取代,而非取而代之。
5.我国南方某地的一个稻田群落,近30年发生了显著的变化;原来有大量的泥鳅、鳝鱼、田螺等动物现已绝迹,原来种群密度较高的青蛙现在已经很少见。下列有关说法,错误的是( )A.该群落的丰富度下降B.青蛙的减少可能与大量使用农药有关C.人类的活动能改变群落演替的方向D.该群落优势种未改变,因此没有发生演替
【解析】选D。根据题意,该群落的丰富度下降,故A正确;人们大量使用农药,造成害虫死亡,而青蛙因食物来源减少而数量下降,故B正确;人类的活动往往能够改变群落演替的速度和方向,故C正确;该稻田中的生物种类发生了显著变化,因此发生了演替,故D错误。
6.顶极群落是群落演替的最终阶段,只要不受外力干扰,就能永远维持稳定。如图为不同环境下的顶极群落类型。下列叙述不正确的是 ( )A.北极地区的顶极群落为森林B.不同地区的群落最终会演替到各自的顶极群落C.群落演替能改变群落的垂直结构和水平结构D.顶极群落的类型主要受温度和降水量等环境因素的影响
【解析】选A。北极地区气候极其寒冷,降水量少, 由题图可知,苔原生长环境年平均温度较低,年平均降水量少,不可能演替成森林,A错误;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,B正确;群落演替能改变群落的垂直结构和水平结构,C正确;根据题干信息可知,顶极群落的类型主要受温度和降水量等环境因素的影响,D正确。
7.某弃耕农田植物种类40年间的变化情况见表。下列有关该地群落变化的叙述,错误的是( )
A.物种多样性趋于增加B.该地群落发生了初生演替C.群落对光能的利用能力提高D.群落垂直结构和水平结构发生了变化【解析】选B。从表格中的信息不难看出,该地区开始只有草本植物存在,随着时间推移物种丰富度不断增加,说明该地区进行的是次生演替。
【误区警示】避免群落演替的三个误区(1)演替并不是“取而代之”,而是“优势种取代”。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)群落演替并不是无休止的,当群落与环境达到一种相对平衡状态时,演替不再进行。(3)能否演替成森林阶段与演替的类型无关,不管是初生演替还是次生演替,都可能演替到相对稳定的阶段。
8.东北东部山地的阔叶红松林受破坏之后,形成一片空地(林窗)。这时往往最先进入该区域的是杨树、白桦,但随着时间的推移,周围的红松林会慢慢在这片区域生长繁殖并逐渐替代杨树和白桦,重新成为林地中的优势种。下列叙述正确的是( )A.杨树、白桦在受破坏的空地上生长繁殖引起的群落演替属于初生演替B.红松林重新取代杨树和白桦后,动物类群也会有所改变C.在群落演替的初期,不存在种群间的竞争关系D.在群落演替的过程中,无机环境保持不变
【解析】选B。阔叶红松林虽受到破坏,但是还存在一定量的生物和良好的土壤条件,因此该演替属于次生演替,A错误。植物会为动物提供食物来源和栖息地,因此植物种类改变会导致动物类群也有所改变,B正确。种群间的竞争关系是群落演替的内在因素,C错误。生物既能适应环境,也能影响环境,因此在群落的演替过程中,无机环境也在不断变化,D错误。
9.如图表示某弃耕农田植物种类随时间变化的情况。有关该地群落变化的叙述,正确的是( )A.该演替类型是初生演替B.在演替过程中,不同时期群落中的优势种群在发生变化C.在演替过程中,松林比硬木林的群落结构复杂D.在演替过程中,各种群的数量变化都呈“S”形增长
【解析】选B。由图示可以看出,该演替类型是次生演替,A错误;群落的演替是优势种的替代,且不同时期群落中的优势种群在发生变化,B正确;在演替过程中,松林演替为硬木林,因此硬木林的群落结构复杂,C错误;在演替过程中,不一定每一个种群的数量都呈“S”形增长,有的种群也可能灭亡,D错误。
10.(2021·温州高二检测)下列关于人对群落演替的影响的叙述,错误的是( )A.人类活动影响着生物群落的演替B.人类活动的介入可缩短演替的时间C.人类可以建立人工群落D.人类不可能使群落演替按照不同于自然发展的方向进行【解析】选D。人类活动影响着生物群落的演替,可以使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行;人类活动对自然环境中的生态关系起到促进作用时可缩短演替的时间;人类可以对自然环境中的生态关系起促进、抑制、改造和建设作用。
【补偿训练】下列关于人类活动对群落演替影响的说法,错误的是( )A.过去的黄土高原森林覆盖率在50% 以上,现在黄沙满天、水土流失的现状是人类过度破坏群落结构导致群落退化的结果B.人类可以根据当地的气候条件通过植树等手段加速次生演替的步伐C.我国颁布的《退耕还林条例》有利于群落演替的进行D.在撒哈拉沙漠撒播多种植物的种子可使其向森林群落演替
【解析】选D。群落的演替是由低级向高级、由简单向复杂进行的,如果人为因素破坏群落结构而且程度很大时群落就难以恢复,甚至退化,A项正确;另一方面人类也可以通过封山育林、植树造林加速次生演替的速度,或改变演替的方向,B项正确;鉴于多年来人类对自然认识不足而对自然进行的疯狂掠夺,最终导致洪灾频繁、风沙肆虐等后果,我国颁布了《退耕还林条例》,使群落尽快恢复并按自然演替规律进行,是实现人与自然和谐发展的基础,C项正确;人类的活动可影响群落的演替,但不可能改变演替规律,撒哈拉沙漠属于干旱的荒漠地区,即使有人的作用也难演替成森林群落,D项错误。
二、非选择题(共20分)11.当土地停止耕种时,演替便开始了,最早入侵耕地的植物称为先锋植物,先锋植物的出现是演替开始的标志。随着演替的发展,弃耕地周围环境中的物种逐渐向弃耕地中扩散。在自然状态下,演替会使植被得以恢复,最终发展为稳定的生态系统。生态学家在研究某弃耕地区群落演替过程中,对不同时期群落的丰富度指数进行了统计,结果如图所示。请回答下列问题。
(1)弃耕土地上的演替属于________类型。土地在经数年精耕细作之后,以往植被的痕迹往往被彻底清除,同时创造出一种新的生态环境,这种环境不仅适于作物,还适于不受耕作抑制的杂草生长,所以最早入侵弃耕土地的先锋植物是________________________。 (2)随着演替的发展,物种数量增多,群落内不同植物种群之间的________明显加剧,依据曲线图,请描述物种丰富度在50年内的变化:_________________。
(3)经研究调查发现,群落中有一部分植物能在自然条件下无性繁殖,属于克隆植物。在群落演替的中后期,这些克隆植物占据优势地位,与大部分非克隆植物相比,克隆植物能通过分株之间的连接物实现资源共享,有效地提高了克隆植物的环境适应能力,这种现象叫生理整合。请据此推测群落演替过程中物种丰富度曲线下降的原因:__________________________________________________。 (4)在自然条件下,这片弃耕土地最终发展成为森林生态系统,在森林中自下而上分别有草本植物、灌木和乔木,这属于群落的______________。
【解析】(1)在弃耕的土地上发生的演替属于次生演替,根据题意可知,弃耕之后,最先生长的是不受耕作抑制的杂草(或一年生杂草)。(2)随着群落演替的发展,物种数量越来越多,不同植物种群间的竞争明显加剧。依据曲线图,种群丰富度在50年内的变化可描述为:在演替的前20年内物种丰富度逐渐升高并到达顶点,20～30年间物种丰富度下降,30年后物种丰富度达到稳定状态。(3)生理整合特征的存在,使得克隆植物在生存、生长、繁殖和利用资源方面占据很大的优势,从而在植物群落中逐渐占据优势地位。据此推测群落演替过程中物种丰富度曲线下降是因为克隆植物有生理整合的特征,与非克隆植物相比,克隆植物有很大的竞争优势,阻碍了其他非克隆植物的发展。
(4)森林中垂直方向上的空间结构为垂直结构。答案:(1)次生演替 不受耕作抑制的杂草(或一年生杂草)(2)竞争 在演替的前20年内物种丰富度逐渐升高到达顶点,20～30年间物种丰富度下降,30年后物种丰富度达到稳定状态(3)克隆植物有生理整合的特征,与非克隆植物相比,克隆植物有很大竞争优势,阻碍了其他非克隆植物的发展,使得该地区物种丰富度降低(4)垂直结构
【补偿训练】1.某滩涂湿地由于人类的活动导致水分减少不断退化,其植被变化顺序如图所示。请回答下列问题:海三棱藤草群落→芦苇群落→芦苇—柽柳群落→旱柳群落(1)海三棱藤草群落被芦苇群落替代的现象称为________(填“初生”或“次生”)演替。 (2)由芦苇—柽柳群落演变为旱柳群落的过程中,柽柳与旱柳的种间关系为________,旱柳的数量变化呈现“________”形增长。
(3)图中四种群落的命名是根据群落中的________命名的。土地较干旱的地方分布着大量旱柳,在水分湿度较大的地方分布着大量芦苇,芦苇低处分布着海三棱藤草,上述描述体现了群落的________结构。 (4)图示群落的变化说明了人类的干扰活动往往会使群落按照________自然发生的进程演替。
【解析】(1)海三棱藤草群落被芦苇群落替代发生在被毁灭群落基质上,因此称为次生演替。(2)柽柳与旱柳因争夺生存空间而发生的斗争属于竞争,旱柳的数量变化呈“S”形增长,在达到K值后会保持相对稳定。(3)群落的命名是根据该群落中的优势种命名的。干旱地分布旱柳,湿润地分布芦苇和海三棱藤草,这体现了群落的水平结构;芦苇低处分布着海三棱藤草属于群落的垂直结构。(4)人类活动影响群落演替的速度和方向,往往会使群落按照不同于自然发生的进程演替。答案:(1)次生 (2)竞争 S (3)优势种 垂直结构和水平 (4)不同于
2.(2021·天津高二检测)生物量是指某一调查时刻单位面积内现存生物的有机物总量。科研人员对我国某自然保护区地震导致山体滑坡30年后,恢复群落和未受干扰的原始林群落不同植被类型的生物量进行了研究。请回答下列问题:
(1)科研人员在两个群落中随机选取多个样地,收获全部植物,按照__________分类后,测定生物量,结果如图所示。图中代表恢复群落生物量的是__________(填“S1”或“S2”)。 (2)地震导致山体滑坡后,原有植被虽不存在,但还可能存在植物的种子、可能发芽的地下茎或植物根系等,在这一基础上形成恢复群落的过程为__________演替。未受干扰的原始林群落具有较好的__________结构,有利于提高光能利用率。 (3)恢复群落植被不易恢复的关键限制因子是________条件,可利用人工措施改善这一条件,帮助群落植被快速恢复。
【解析】(1)根据题意可知,生物量可以理解为有机物的量,S1中生物量不管在草本植被、灌木植被还是在乔木植被,都比S2中的高,说明S1群落物种丰富度高,为未受干扰的原始林群落,S2为地震导致山体滑坡30年后的恢复群落。从柱形图中可以看出,自变量为群落类型和群落中不同植被,因变量为生物量。故科研人员是在两个群落中随机选取多个样地,收获全部植物,按照植被类型分类后,测定生物量。恢复群落生物多样性比原始群落要低,生物量比原始群落要低,故图中代表恢复群落生物量的是S2。
(2)在原有植被不存在,但原有土壤条件有保留,还可能存在植物的种子、可能发芽的地下茎或植物根系等的地方发生的演替为次生演替。未受干扰的原始林群落中草本、灌木和乔木的生物量相对均较高,且草本、灌木和乔木在垂直方向上具有分层现象,有利于提高光能利用率。(3)地震导致山体滑坡后,虽然土壤条件有所保留,但在很大的程度上被破坏,导致恢复群落植被不易恢复,可利用人工措施改善土壤条件,帮助群落植被快速恢复。答案:(1)植被类型(或草本、灌木、乔木) S2(2)次生 垂直 (3)土壤
【能力进阶】 (10分钟·30分)1.(6分)乱石窑裸地上的群落演替过程如图所示。请据图分析正确的是( )A.乱石窑裸地与人工砍伐后的阔叶林上发生的演替种类相同B.同一个群落上发生的群落演替演变的群落类型相同C.杂木植物群落的物种丰富度大于阔叶林群落D.上述演替中,营养结构趋于复杂,有机物总量增多
【解析】选D。乱石窑裸地发生的演替为初生演替,人工砍伐后的阔叶林有土壤、植被等条件,发生的演替属于次生演替,A项错误;从图分析,杂木植物群落在山坡地带和凹谷地带由于环境因素不同,发生不同方向的演替,B项错误;杂木植物群落向阔叶林群落演替过程中物种丰富度增大,C项错误;无论是乱石窑裸地→……→针阔混交林群落和阔叶林群落的初生演替,还是砍伐后的阔叶林群落上发生的次生演替,演替过程中都是营养结构越来越复杂,植物种类和数量增多,有机物总量增多,D项正确。
【归纳总结】群落演替的结果(1)演替方向上: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)能量上:总生产量增加,群落的有机物总量增加。(3)结构上:生物种类越来越多,群落的结构越来越复杂。(4)稳定性上: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,稳定性越来越高。
2.(6分)(2021·杭州高二检测)“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,喷发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的自然演替。关于甲、乙两地群落演替的叙述,不正确的是( )A.甲、乙两地发生的演替类型不同B.即使有人为因素的干扰,甲地也不可能恢复到焚烧前的地貌C.地衣会比苔藓更早地出现在乙地的火山岩上D.甲、乙两地随着时间延长,生物多样性都能逐渐增多
【解析】选B。“火山喷发是一种自然现象,喷发的岩浆所到之处寸草不生”,说明乙地发生的是初生演替,“烧芭”并没有除去所有植物,因此甲地发生的演替为次生演替;甲地如有人为因素的干扰,可能恢复到焚烧前的地貌;在初生演替中,地衣比苔藓更早出现;无论是初生演替,还是次生演替,随着时间延长,生物多样性都能逐渐增多。
【实验·探究】3.(18分)某实验小组欲探究外界环境对群落演替的影响,做了如下实验。目的:探究酸雨对水体中原生动物群落演替的影响。材料器具:干稻草、蒸馏水、池塘水、量筒、滴管、载玻片、一定浓度的H2SO4溶液、盖玻片、显微镜、镊子、酒精灯、铁架台、烧杯等。
探究过程:a.取适量的干稻草加水煮沸,然后冷却至室温后,取一滴制成临时装片,放在显微镜下观察,并记录结果。b.将冷却后的干稻草水均分到两个大烧杯中,并标号为A、B。向A烧杯加入_____________________________________________________________________; B烧杯加入____________________。 c.向A、B烧杯中分别加入等量的池塘水,混合均匀后,取水样用显微镜进行观察,以后每隔3 d对原生动物的__________进行观察并记录。 d.分析数据。
请回答下列问题:(1)补充探究过程中的空缺部分。(2)①干稻草加水煮沸的目的是_____________________________________; ②干稻草水的作用是______________________________________________。 (3)观察到的生物来源于____________________________________________。
(4)其中加蒸馏水的烧杯,生物的数量统计结果如图所示:①从图中可以看出,开始时培养液中有机物较多时,种群中________、________、________占优势,然后随有机物减少而减少,最后,培养液中所有的动物种群都将灭亡。 ②从演替方向来说,这种群落演替的结果将___________________________。
【解析】(1)观察H2SO4对群落中生物的影响应设置有无H2SO4的对照实验。实验的检测指标为各种原生动物的种群密度。(2)干稻草为生物的生存提供有机物,但不能有其他生物干扰,所以要灭菌。(3)最终观察到的生物来源于加入的池塘水和空气。在研究群落中种群数量变化时只能从其种群密度来考虑。(4)从实验结果的曲线中可知各种生物数量的变化,在起始段内数量较多的生物是滴虫、肾形虫和异养细菌。由于培养液中的有机物是有限的,所以生存环境变得越来越差,生物种类越来越少,最后灭亡。
答案:(1)b.适量的一定浓度的H2SO4溶液 等量的蒸馏水 c.相对密度 (2)①灭菌 ②提供有机物 (3)加入的池塘水和空气 (4)①滴虫 肾形虫 异养细菌②由复杂到简单
【补偿训练】 我国西南横断山区被公认为全球生物多样性的关键地区,不同海拔区域蝶类物种多样性研究结果如表。下列有关叙述,正确的是( )
A.不同垂直带的植被类型差异是群落演替的结果B.不同垂直带的植被类型差异反映了群落的空间结构特征C.蝶类物种多样性与各垂直带植被类型无关D.蝶类物种多样性与各垂直带气候特征有关
【基础通关】(20分钟·70分)一、选择题(共10小题,每小题5分,共50分)1.(2019·浙江6月学考真题)下列属于初生演替的是( )A.农田演替成森林B.荒漠演替成森林C.裸岩演替成森林D.草原演替成森林【解析】选C。从裸岩上进行的演替是初生演替。
2.(2021·嘉兴高二检测)在寒温带地区,一场大火使某地的森林大面积烧毁,在以后漫长的岁月中,在原林地上依次形成了以杂草、白桦为主的阔叶林、云杉为主的针叶林,这种现象称为( )A.物种进化B.外来物种入侵C.群落演替D.垂直结构【解析】选C。火灾后的森林逐渐恢复属于群落演替。
3. (2021·衢州高二检测)下列有关人类活动对群落演替影响的叙述中,正确的是( )A.人类活动对群落演替的影响要远远超过其他所有自然因素的影响B.人类活动对群落演替的影响是破坏性的C.人类活动可以使群落演替按照不同于自然的方向进行D.人类活动可以任意对生物与环境的相互关系加以控制
【解析】选C。人类活动对群落演替有一定的影响,但不是超过所有自然因素的影响,A错误;人类活动对群落的影响有很多是有益的,如封山育林、治理沙漠、管理草原,甚至可以建立人工群落,但是也有些活动是不利于群落发展的,如滥砍滥伐、围湖造田等,B错误;人类活动可以使群落演替按照不同于自然的方向进行,C正确;人类可以建立人工群落,将演替的方向和速度置于人为控制下,但不是任意对生物与环境的相互关系加以控制,D错误。
4.(2021·绍兴高二检测)一块弃耕农田经过几十年的演替成为茂密的小树林。在演替过程中,物种丰富度、生物个体的数量及稳定性均发生一定的变化。下列有关说法不正确的是( )A.杂草丛生的弃耕农田中不具备群落的垂直结构特征B.演替过程中,群落的丰富度逐渐增加C.演替过程中,该生态系统的抵抗力稳定性逐渐增强D.演替过程中,草本植物的数量呈现先增加后减少的变化趋势
【解析】选A。无论是草地还是树林都具有群落的垂直结构和水平结构,A错误;演替过程中,群落的丰富度逐渐增加,该生态系统的抵抗力稳定性逐渐增强,B、C正确;演替初期,在草本植物阶段时,草本植物的数量逐渐增加,演替进入灌木阶段、乔木阶段后,草本植物的数量逐渐减少,最终趋于稳定,D正确。
【互动探究】在森林阶段内,还能找到地衣、苔藓、草本、灌木吗?提示:能。群落演替中一些种群取代另外的一些种群,指的是优势种取代,而非取而代之。
5.我国南方某地的一个稻田群落,近30年发生了显著的变化;原来有大量的泥鳅、鳝鱼、田螺等动物现已绝迹,原来种群密度较高的青蛙现在已经很少见。下列有关说法,错误的是( )A.该群落的丰富度下降B.青蛙的减少可能与大量使用农药有关C.人类的活动能改变群落演替的方向D.该群落优势种未改变,因此没有发生演替
【解析】选D。根据题意,该群落的丰富度下降,故A正确;人们大量使用农药,造成害虫死亡,而青蛙因食物来源减少而数量下降,故B正确;人类的活动往往能够改变群落演替的速度和方向,故C正确;该稻田中的生物种类发生了显著变化,因此发生了演替,故D错误。
6.顶极群落是群落演替的最终阶段,只要不受外力干扰,就能永远维持稳定。如图为不同环境下的顶极群落类型。下列叙述不正确的是 ( )A.北极地区的顶极群落为森林B.不同地区的群落最终会演替到各自的顶极群落C.群落演替能改变群落的垂直结构和水平结构D.顶极群落的类型主要受温度和降水量等环境因素的影响
【解析】选A。北极地区气候极其寒冷,降水量少, 由题图可知,苔原生长环境年平均温度较低,年平均降水量少,不可能演替成森林,A错误;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,B正确;群落演替能改变群落的垂直结构和水平结构,C正确;根据题干信息可知,顶极群落的类型主要受温度和降水量等环境因素的影响,D正确。
7.某弃耕农田植物种类40年间的变化情况见表。下列有关该地群落变化的叙述,错误的是( )
A.物种多样性趋于增加B.该地群落发生了初生演替C.群落对光能的利用能力提高D.群落垂直结构和水平结构发生了变化【解析】选B。从表格中的信息不难看出,该地区开始只有草本植物存在,随着时间推移物种丰富度不断增加,说明该地区进行的是次生演替。
【误区警示】避免群落演替的三个误区(1)演替并不是“取而代之”,而是“优势种取代”。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)群落演替并不是无休止的,当群落与环境达到一种相对平衡状态时,演替不再进行。(3)能否演替成森林阶段与演替的类型无关,不管是初生演替还是次生演替,都可能演替到相对稳定的阶段。
8.东北东部山地的阔叶红松林受破坏之后,形成一片空地(林窗)。这时往往最先进入该区域的是杨树、白桦,但随着时间的推移,周围的红松林会慢慢在这片区域生长繁殖并逐渐替代杨树和白桦,重新成为林地中的优势种。下列叙述正确的是( )A.杨树、白桦在受破坏的空地上生长繁殖引起的群落演替属于初生演替B.红松林重新取代杨树和白桦后,动物类群也会有所改变C.在群落演替的初期,不存在种群间的竞争关系D.在群落演替的过程中,无机环境保持不变
【解析】选B。阔叶红松林虽受到破坏,但是还存在一定量的生物和良好的土壤条件,因此该演替属于次生演替,A错误。植物会为动物提供食物来源和栖息地,因此植物种类改变会导致动物类群也有所改变,B正确。种群间的竞争关系是群落演替的内在因素,C错误。生物既能适应环境,也能影响环境,因此在群落的演替过程中,无机环境也在不断变化,D错误。
9.如图表示某弃耕农田植物种类随时间变化的情况。有关该地群落变化的叙述,正确的是( )A.该演替类型是初生演替B.在演替过程中,不同时期群落中的优势种群在发生变化C.在演替过程中,松林比硬木林的群落结构复杂D.在演替过程中,各种群的数量变化都呈“S”形增长
【解析】选B。由图示可以看出,该演替类型是次生演替,A错误;群落的演替是优势种的替代,且不同时期群落中的优势种群在发生变化,B正确;在演替过程中,松林演替为硬木林,因此硬木林的群落结构复杂,C错误;在演替过程中,不一定每一个种群的数量都呈“S”形增长,有的种群也可能灭亡,D错误。
10.(2021·温州高二检测)下列关于人对群落演替的影响的叙述,错误的是( )A.人类活动影响着生物群落的演替B.人类活动的介入可缩短演替的时间C.人类可以建立人工群落D.人类不可能使群落演替按照不同于自然发展的方向进行【解析】选D。人类活动影响着生物群落的演替,可以使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行;人类活动对自然环境中的生态关系起到促进作用时可缩短演替的时间;人类可以对自然环境中的生态关系起促进、抑制、改造和建设作用。
【补偿训练】下列关于人类活动对群落演替影响的说法,错误的是( )A.过去的黄土高原森林覆盖率在50% 以上,现在黄沙满天、水土流失的现状是人类过度破坏群落结构导致群落退化的结果B.人类可以根据当地的气候条件通过植树等手段加速次生演替的步伐C.我国颁布的《退耕还林条例》有利于群落演替的进行D.在撒哈拉沙漠撒播多种植物的种子可使其向森林群落演替
【解析】选D。群落的演替是由低级向高级、由简单向复杂进行的,如果人为因素破坏群落结构而且程度很大时群落就难以恢复,甚至退化,A项正确;另一方面人类也可以通过封山育林、植树造林加速次生演替的速度,或改变演替的方向,B项正确;鉴于多年来人类对自然认识不足而对自然进行的疯狂掠夺,最终导致洪灾频繁、风沙肆虐等后果,我国颁布了《退耕还林条例》,使群落尽快恢复并按自然演替规律进行,是实现人与自然和谐发展的基础,C项正确;人类的活动可影响群落的演替,但不可能改变演替规律,撒哈拉沙漠属于干旱的荒漠地区,即使有人的作用也难演替成森林群落,D项错误。
二、非选择题(共20分)11.当土地停止耕种时,演替便开始了,最早入侵耕地的植物称为先锋植物,先锋植物的出现是演替开始的标志。随着演替的发展,弃耕地周围环境中的物种逐渐向弃耕地中扩散。在自然状态下,演替会使植被得以恢复,最终发展为稳定的生态系统。生态学家在研究某弃耕地区群落演替过程中,对不同时期群落的丰富度指数进行了统计,结果如图所示。请回答下列问题。
(1)弃耕土地上的演替属于________类型。土地在经数年精耕细作之后,以往植被的痕迹往往被彻底清除,同时创造出一种新的生态环境,这种环境不仅适于作物,还适于不受耕作抑制的杂草生长,所以最早入侵弃耕土地的先锋植物是________________________。 (2)随着演替的发展,物种数量增多,群落内不同植物种群之间的________明显加剧,依据曲线图,请描述物种丰富度在50年内的变化:_________________。
(3)经研究调查发现,群落中有一部分植物能在自然条件下无性繁殖,属于克隆植物。在群落演替的中后期,这些克隆植物占据优势地位,与大部分非克隆植物相比,克隆植物能通过分株之间的连接物实现资源共享,有效地提高了克隆植物的环境适应能力,这种现象叫生理整合。请据此推测群落演替过程中物种丰富度曲线下降的原因:__________________________________________________。 (4)在自然条件下,这片弃耕土地最终发展成为森林生态系统,在森林中自下而上分别有草本植物、灌木和乔木,这属于群落的______________。
【解析】(1)在弃耕的土地上发生的演替属于次生演替,根据题意可知,弃耕之后,最先生长的是不受耕作抑制的杂草(或一年生杂草)。(2)随着群落演替的发展,物种数量越来越多,不同植物种群间的竞争明显加剧。依据曲线图,种群丰富度在50年内的变化可描述为:在演替的前20年内物种丰富度逐渐升高并到达顶点,20～30年间物种丰富度下降,30年后物种丰富度达到稳定状态。(3)生理整合特征的存在,使得克隆植物在生存、生长、繁殖和利用资源方面占据很大的优势,从而在植物群落中逐渐占据优势地位。据此推测群落演替过程中物种丰富度曲线下降是因为克隆植物有生理整合的特征,与非克隆植物相比,克隆植物有很大的竞争优势,阻碍了其他非克隆植物的发展。
(4)森林中垂直方向上的空间结构为垂直结构。答案:(1)次生演替 不受耕作抑制的杂草(或一年生杂草)(2)竞争 在演替的前20年内物种丰富度逐渐升高到达顶点,20～30年间物种丰富度下降,30年后物种丰富度达到稳定状态(3)克隆植物有生理整合的特征,与非克隆植物相比,克隆植物有很大竞争优势,阻碍了其他非克隆植物的发展,使得该地区物种丰富度降低(4)垂直结构
【补偿训练】1.某滩涂湿地由于人类的活动导致水分减少不断退化,其植被变化顺序如图所示。请回答下列问题:海三棱藤草群落→芦苇群落→芦苇—柽柳群落→旱柳群落(1)海三棱藤草群落被芦苇群落替代的现象称为________(填“初生”或“次生”)演替。 (2)由芦苇—柽柳群落演变为旱柳群落的过程中,柽柳与旱柳的种间关系为________,旱柳的数量变化呈现“________”形增长。
(3)图中四种群落的命名是根据群落中的________命名的。土地较干旱的地方分布着大量旱柳,在水分湿度较大的地方分布着大量芦苇,芦苇低处分布着海三棱藤草,上述描述体现了群落的________结构。 (4)图示群落的变化说明了人类的干扰活动往往会使群落按照________自然发生的进程演替。
【解析】(1)海三棱藤草群落被芦苇群落替代发生在被毁灭群落基质上,因此称为次生演替。(2)柽柳与旱柳因争夺生存空间而发生的斗争属于竞争,旱柳的数量变化呈“S”形增长,在达到K值后会保持相对稳定。(3)群落的命名是根据该群落中的优势种命名的。干旱地分布旱柳,湿润地分布芦苇和海三棱藤草,这体现了群落的水平结构;芦苇低处分布着海三棱藤草属于群落的垂直结构。(4)人类活动影响群落演替的速度和方向,往往会使群落按照不同于自然发生的进程演替。答案:(1)次生 (2)竞争 S (3)优势种 垂直结构和水平 (4)不同于
2.(2021·天津高二检测)生物量是指某一调查时刻单位面积内现存生物的有机物总量。科研人员对我国某自然保护区地震导致山体滑坡30年后,恢复群落和未受干扰的原始林群落不同植被类型的生物量进行了研究。请回答下列问题:
(1)科研人员在两个群落中随机选取多个样地,收获全部植物,按照__________分类后,测定生物量,结果如图所示。图中代表恢复群落生物量的是__________(填“S1”或“S2”)。 (2)地震导致山体滑坡后,原有植被虽不存在,但还可能存在植物的种子、可能发芽的地下茎或植物根系等,在这一基础上形成恢复群落的过程为__________演替。未受干扰的原始林群落具有较好的__________结构,有利于提高光能利用率。 (3)恢复群落植被不易恢复的关键限制因子是________条件,可利用人工措施改善这一条件,帮助群落植被快速恢复。
【解析】(1)根据题意可知,生物量可以理解为有机物的量,S1中生物量不管在草本植被、灌木植被还是在乔木植被,都比S2中的高,说明S1群落物种丰富度高,为未受干扰的原始林群落,S2为地震导致山体滑坡30年后的恢复群落。从柱形图中可以看出,自变量为群落类型和群落中不同植被,因变量为生物量。故科研人员是在两个群落中随机选取多个样地,收获全部植物,按照植被类型分类后,测定生物量。恢复群落生物多样性比原始群落要低,生物量比原始群落要低,故图中代表恢复群落生物量的是S2。
(2)在原有植被不存在,但原有土壤条件有保留,还可能存在植物的种子、可能发芽的地下茎或植物根系等的地方发生的演替为次生演替。未受干扰的原始林群落中草本、灌木和乔木的生物量相对均较高,且草本、灌木和乔木在垂直方向上具有分层现象,有利于提高光能利用率。(3)地震导致山体滑坡后,虽然土壤条件有所保留,但在很大的程度上被破坏,导致恢复群落植被不易恢复,可利用人工措施改善土壤条件,帮助群落植被快速恢复。答案:(1)植被类型(或草本、灌木、乔木) S2(2)次生 垂直 (3)土壤
【能力进阶】 (10分钟·30分)1.(6分)乱石窑裸地上的群落演替过程如图所示。请据图分析正确的是( )A.乱石窑裸地与人工砍伐后的阔叶林上发生的演替种类相同B.同一个群落上发生的群落演替演变的群落类型相同C.杂木植物群落的物种丰富度大于阔叶林群落D.上述演替中,营养结构趋于复杂,有机物总量增多
【解析】选D。乱石窑裸地发生的演替为初生演替,人工砍伐后的阔叶林有土壤、植被等条件,发生的演替属于次生演替,A项错误;从图分析,杂木植物群落在山坡地带和凹谷地带由于环境因素不同,发生不同方向的演替,B项错误;杂木植物群落向阔叶林群落演替过程中物种丰富度增大,C项错误;无论是乱石窑裸地→……→针阔混交林群落和阔叶林群落的初生演替,还是砍伐后的阔叶林群落上发生的次生演替,演替过程中都是营养结构越来越复杂,植物种类和数量增多,有机物总量增多,D项正确。
【归纳总结】群落演替的结果(1)演替方向上: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)能量上:总生产量增加,群落的有机物总量增加。(3)结构上:生物种类越来越多,群落的结构越来越复杂。(4)稳定性上: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,稳定性越来越高。
2.(6分)(2021·杭州高二检测)“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,喷发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的自然演替。关于甲、乙两地群落演替的叙述,不正确的是( )A.甲、乙两地发生的演替类型不同B.即使有人为因素的干扰,甲地也不可能恢复到焚烧前的地貌C.地衣会比苔藓更早地出现在乙地的火山岩上D.甲、乙两地随着时间延长,生物多样性都能逐渐增多
【解析】选B。“火山喷发是一种自然现象,喷发的岩浆所到之处寸草不生”,说明乙地发生的是初生演替,“烧芭”并没有除去所有植物,因此甲地发生的演替为次生演替;甲地如有人为因素的干扰,可能恢复到焚烧前的地貌;在初生演替中,地衣比苔藓更早出现;无论是初生演替,还是次生演替,随着时间延长,生物多样性都能逐渐增多。
【实验·探究】3.(18分)某实验小组欲探究外界环境对群落演替的影响,做了如下实验。目的:探究酸雨对水体中原生动物群落演替的影响。材料器具:干稻草、蒸馏水、池塘水、量筒、滴管、载玻片、一定浓度的H2SO4溶液、盖玻片、显微镜、镊子、酒精灯、铁架台、烧杯等。
探究过程:a.取适量的干稻草加水煮沸,然后冷却至室温后,取一滴制成临时装片,放在显微镜下观察,并记录结果。b.将冷却后的干稻草水均分到两个大烧杯中,并标号为A、B。向A烧杯加入_____________________________________________________________________; B烧杯加入____________________。 c.向A、B烧杯中分别加入等量的池塘水,混合均匀后,取水样用显微镜进行观察,以后每隔3 d对原生动物的__________进行观察并记录。 d.分析数据。
请回答下列问题:(1)补充探究过程中的空缺部分。(2)①干稻草加水煮沸的目的是_____________________________________; ②干稻草水的作用是______________________________________________。 (3)观察到的生物来源于____________________________________________。
(4)其中加蒸馏水的烧杯,生物的数量统计结果如图所示:①从图中可以看出,开始时培养液中有机物较多时,种群中________、________、________占优势,然后随有机物减少而减少,最后,培养液中所有的动物种群都将灭亡。 ②从演替方向来说,这种群落演替的结果将___________________________。
【解析】(1)观察H2SO4对群落中生物的影响应设置有无H2SO4的对照实验。实验的检测指标为各种原生动物的种群密度。(2)干稻草为生物的生存提供有机物,但不能有其他生物干扰,所以要灭菌。(3)最终观察到的生物来源于加入的池塘水和空气。在研究群落中种群数量变化时只能从其种群密度来考虑。(4)从实验结果的曲线中可知各种生物数量的变化,在起始段内数量较多的生物是滴虫、肾形虫和异养细菌。由于培养液中的有机物是有限的,所以生存环境变得越来越差,生物种类越来越少,最后灭亡。
答案:(1)b.适量的一定浓度的H2SO4溶液 等量的蒸馏水 c.相对密度 (2)①灭菌 ②提供有机物 (3)加入的池塘水和空气 (4)①滴虫 肾形虫 异养细菌②由复杂到简单
【补偿训练】 我国西南横断山区被公认为全球生物多样性的关键地区,不同海拔区域蝶类物种多样性研究结果如表。下列有关叙述,正确的是( )
A.不同垂直带的植被类型差异是群落演替的结果B.不同垂直带的植被类型差异反映了群落的空间结构特征C.蝶类物种多样性与各垂直带植被类型无关D.蝶类物种多样性与各垂直带气候特征有关
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