高中生物人教版 (2019)选择性必修2第3节 群落的演替学案设计

  第二章 第三节 群落的演替

学习目标

1.群落演替的概念和类型。

2.人类活动对群落演替的影响。

基础梳理

一、演替的概念和类型

1.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．类型

(1)初生演替

②过程(以裸岩上发生的演替为例)

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。

③特点：经历的时间长，速度缓慢。

④影响因素：自然因素。

⑤举例：沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。

(2)次生演替

②过程(以弃耕农田上发生的演替为例)

弃耕农田：一年生杂草→多年生杂草→小灌木→灌木丛→乔木→树林。

③特点

a．经历的时间短，速度快。

b．具有一定方向性，预见性。

④影响因素：人为活动较为关键。

⑤举例：火灾过后的草原、过量砍伐的森林，弃耕的农田等。

3．群落演替的结果

(1)演替方向：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)结构：一般生物种类越来越多，群落的结构越来越复杂。

(3)稳定性：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。

二、人类活动对群落演替的影响

1.人类活动对群落演替的影响

(1)人类的活动

(2)结果：使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。

2．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：我国政府提出退耕还林、还草、还湖，退牧还草，颁布了《退耕还林条例》，自2003年1月20日起施行。

深化探究

探究点一 演替的概念和类型

　1.初生演替为什么比次生演替所需的时间长？

提示：因为初生演替没有土壤条件，要经过漫长的地衣阶段和苔藓阶段，所以初生演替所经历的时间长。

2．所有群落都会演替到森林阶段吗？举例说明。

提示：不一定。群落演替主要受环境条件影响，还受人为因素影响，如果气候条件适宜，可能演替为森林；如果在干旱的条件下，群落的演替就很难形成树林，或许只发展到草木阶段或稀疏的灌木阶段。

3．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，指的是优势取代，而非取而代之。

典题分析

题型一　演替的过程及类型分析

[例1]　(2015·全国卷Ⅰ)下列关于初生演替中草本阶段和灌木阶段的叙述，正确的是(　　)

A．草本阶段与灌木阶段群落的丰富度相同

B．草本阶段比灌木阶段的群落空间结构复杂

C．草本阶段比灌木阶段的群落自我调节能力强

D．草本阶段为灌木阶段的群落形成创造了适宜环境　初生演替是指在一个从来没有被植被覆盖过的地面，或者原来存在过植被，但被彻底消灭了的地方发生的演替，大致要经历裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本阶段→灌木阶段→森林阶段，灌木阶段较高的灌木取代了部分草本植物，物种丰富度增加，A错误；物种丰富度增加，群落的空间结构更复杂，B错误；物种丰富度增加，营养结构更复杂，自我调节能力更强，C错误。

　D

[例2]　有关群落演替的叙述，正确的是(　　)

A．群落演替达到相对稳定后，物种组成不再发生变化

B．从裸岩到森林的演替过程中，昆虫首先出现在灌木阶段

C．火灾后，自然恢复林的形成属于群落的次生演替

D．在群落演替过程中，若一种新的优势种出现，则原有优势种消失

　群落演替达到相对稳定的阶段后，群落内物种的组成仍处于动态变化之中，A错误；从裸岩到森林的演替过程中，昆虫首先出现在草本植物阶段，B错误；火灾后，自然恢复林的形成属于群落的次生演替，C正确；在群落演替过程中，新的优势种的出现常取代原有优势种，但原有优势种并未消失，D错误。

　C

规律总结

区分初生演替和次生演替

探究点二 人类活动对群落演替的影响

　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，人类活动也可能不改变群落演替的方向。

典题分析

题型二　人类活动对群落演替的影响

[例3]　关于人类活动对群落演替影响的说法，错误的是(　　)

A．在多年的旧墙壁上生出苔藓是受人类活动的影响

B．披荆斩棘，开出一条道路，是人类活动影响了群落演替

C．由于化工厂污水的排放，河水中的植物群落改变了

D．过度放牧和城市的出现都属于人类对群落演替的影响

　在多年的旧墙壁上生出苔藓是群落自然演替的结果，A错误；披荆斩棘开出道路、化工厂污水的排放、过度放牧和城市的出现都属于人类活动对群落演替的影响，B、C、D正确。

　A

题型三　群落演替趋势和规律

[例4]　(2018·吉林一模)一块弃耕的农田，很快会杂草丛生，几年后，草本植物开始减少，各种灌木繁茂起来，最后演变成一片森林，成为一个相对稳定的生态系统。在此演变过程中，相关变化趋势正确的是(　　)

A．①③  B．②④  C．①④  D．②③

　由农田生态系统演变为森林生态系统的过程中，营养结构越来越复杂，物种丰富度越来越高，经过长时间的演替成为一个相对稳定的生态系统。生态系统在达到稳态后，物种丰富度、净光合作用产量、固定太阳能总量基本保持不变，而①③答案中的曲线都有下降趋势，因此是错误的。

　B

课堂小结

随堂训练

1.生态学家对我国某高山群落演替的过程进行了研究，该地区分布着常绿阔叶林、常绿落叶混交林、针阔混交林等多种植被类型，不同海拔高度植被类型不同。如图为甲、乙两个群落在演替过程中物种丰富度的变化曲线，下列分析合理的是（   ）

A.甲乙两个群落在演替过程中都具有大量物种替代的特点

B.第5年至25年的变化说明群落乙的抵抗力稳定性比甲弱

C.30年后群落乙物种丰富度达到最高，各种群密度达到最大

D.不同海拔高度的植被类型差异反映了群落的垂直结构特征

2.某森林曾被开垦用于种植农作物，后因产量不高而弃耕，若干年后又恢复到森林。下列关于该演替的叙述，错误的是(   )

A.该演替属于次生演替 B.演替过程中群落结构不变

C.人为因素引发了该演替 D.弃耕地中有种子等繁殖体

3.下列关于初生演替中草本阶段和灌木阶段的叙述，正确的是(   )

A.草本阶段与灌木阶段群落的丰富度相同

B.草本阶段比灌木阶段的群落空间结构复杂

C.草本阶段比灌木阶段的群落自我调节能力强

D.草本阶段为灌木阶段的群落形成创造了适宜环境

4.经过治沙人多年来的努力，库布齐沙漠已经拥有沙柳、沙鼠等多种动植物。下列相关叙述错误的是(   )

A.人类活动往往可以改变群落演替的速度和方向

B.库布齐沙漠的植被简单，但仍然具有垂直结构和水平结构

C.调查沙鼠种群密度和土壤小动物类群丰富度分别采用标记重捕法和样方法

D.种群密度是库布齐沙漠沙柳种群最基本的数量特征

5.某草原生态系统失火后使原有的优势种——多年生草本植物被野燕麦、毛雀麦等一年生草本植物所取代，下列分析正确的是(   )

A.失火前后的草原生态系统均存在垂直结构和水平结构

B.该草原生态系统一定能演替成森林

C.失火前后的优势种均为草本植物，故没有发生群落演替

D.演替过程中后一阶段优势种的兴起，一般会造成前一阶段优势种的消亡

6.北京南海子公园曾是北京最大的湿地，后逐步衰落为环境脏乱差的垃圾场，经过湿地修复、垃圾无害化处理与景观恢复等，现已建成风景优美的湿地公园。下列叙述不正确的是(   )

A.该湿地中的群落发生了初生演替

B.群落演替是一个群落替代另一个群落的过程

C.垃圾无害化处理说明人类活动能影响群落的演替

D.湿地恢复过程中，物种丰富度不断提高

7.种植抗旱的蒿类植物能有效治理局部沙化的环境，下列叙述正确的是(   )

A.治理沙化环境说明人类活动可以改变群落演替的速度和方向

B.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

C.沙化环境中影响群落空间结构的最主要环境因素是温度

D.在沙化环境中觅食的植食性动物之间只有竞争关系

8.“退耕还林”是实现“绿水青山就是金山银山”的重要措施之一。下图是科研人员对某地不同退耕年限植物群落的物种数目变化的调查结果，请分析作答：

（1）上图是采用_________________法调查三类植物的物种数而构建的_____________模型，该模型说明群落具有________________结构，这种结构显著提高了______________。

（2）发生在退耕地上的演替为__________________，其演替速度快的原因是______________。

（3）如果第2年在该地区人为种植一些灌木和乔木并加以保护，则草本植物的丰富度达到最大的时间将______________（填“不发生变化”“提前”或“推后”），这说明人类活动______________。

答案

随堂训练

1.答案：B

解析：A项,同一地区不同海拔区域植被的差异反映了群落的水平结构,因为垂直结构的影响因素是光照,而不同海拔的影响因素是温度,故A项符合题意。

C项,种群密度是指单位空间内同一物种的生物个体数,丰富度是同一环境下物种的数量,二者无直接关系。所以30年后群落乙物种丰富度达到最高,但各种群密度却不一定达到最大,故C项符合题意。

D项,由图可知,乙群落演替后的物种丰富度有所增加,说明乙群落不具有大量物种替代的特点,故D项符合题意。

B项,由图可知,第5年至25年中乙群落的下降幅度大于甲,说明乙的抵抗力稳定性比甲弱,故B项不符合题意。

2.答案：B

解析：弃耕农田中留有大量有机质及有生活力的孢子和种子等，因此属于次生演替，A、D项正确；演替过程中群落的结构将发生改变，B项错误；该农田演替为森林群落是由人为弃耕而引发的，C项正确。

3.答案：D

解析：草本阶段在群落演替过程中先于灌木阶段出现，随着群落演替的进行，生物的种类越来越多，即物种的丰富度逐渐增大，所以草本阶段和灌木阶段的物种丰富度不同，灌木阶段的物种丰富度较大，A项错误。随着群落演替的进行，群落的空间结构逐渐变得复杂，所以草本阶段的群落空间结构要比灌木阶段的群落空间结构简单，B项错误。草本阶段的物种丰富度小于灌木阶段，所以其营养结构比灌木阶段简单，自我调节能力比灌木阶段弱，C项错误。在群落演替过程中，前一个阶段能为后一个阶段创造适宜的环境，D项正确。

4.答案：C

解析：人类活动会对群落的演替有影响，往往可以改变群落演替的速度和方向，A项正确；由题干信息知，库布齐沙漠已经拥有沙柳、沙鼠等多种动植物，不同的动植物会占据不同的位置和空间，故库布齐沙漠的群落仍然具有垂直结构和水平结构，B项正确；调查土壤小动物类群丰富度应釆用取样器取样法进行调查，C项错误；种群密度是种群最基本的数量特征，D项正确。

5.答案：A

解析：每个生态系统都有垂直结构和水平结构，因此，失火前后的草原生态系统均存在垂直结构和水平结构，A项正确；该草原生态系统不一定能演替成森林，B项错误；失火前后的优势种虽然均为草本植物，但物种不同，故发生了群落演替，C项错误；演替过程中后一阶段优势种的兴起一般不会造成前一阶段优势种的消亡，两个种群之间是优势取代，而非取而代之，D项错误。

6.答案：A

解析：该湿地中的群落发生了次生演替，A项错误；群落演替是指一个群落被另一个群落所代替的现象，B项正确；人类活动能影响群落的演替，C项正确；湿地恢复过程中，物种丰富度不断提高，D项正确。

7.答案：AB

解析：人类活动可以改变群落演替的速度和方向，A项正确；选项中植物的特征有利于保持植物体内的水分，该类植物适合在沙漠地区生存，B项正确；沙化环境中影响群落结构的主要因素是水分，C项错误；在沙化环境中觅食的植食性动物之间可能还会具有互利共生的关系，D项错误。

8.答案：（1）样方；数学；垂直；群落利用阳光等环境资源的能力

（2）次生演替；保留了土壤条件及植物的繁殖体

（3）提前；可以改变演替的速度

解析：（1）草本植物、灌木、乔木均为植物，调查种群密度宜用样方法，曲线图反映了随演替时间的增加物种数的变化情况，属于数学模型。由图可知，该群落具有垂直结构，可以显著提高群落对阳光等环境资源的利用能力。

（2）退耕地本来有土壤条件及植物的繁殖体存在，故为次生演替，且演替速度相对较快。

（3）若人为栽种灌木和乔木，群落演替的速度将加快，草本植物的丰富度达到最大的时间将会提前，这说明人类活动可以改变演替的速度。