2022-2023學年人教版(2019)選擇性必修二 2.3 群落演替 教案

第2章群落及其演替第3節(jié)群落演替群落演替的概念演替的類型影響群落演替的因素退耕還林、還草、還湖考點精析1、群落演替的概念隨著時間的推移，一個群落被另一個群落代替的過程，叫作群落演替。2、演替的類型（1）初生演替①實例分析——光裸的巖石上的演替A.裸巖階段：表層為巖石或石礫，裸巖上沒有任何生物。B.地衣階段：地衣首先在裸巖上定居。地衣分泌的有機酸可加速巖石風化形成土壤的過程。于是，土壤顆粒和有機物逐漸增多。C.苔蘚階段：在地衣開拓的基礎(chǔ)上，苔蘚便能生長起來。苔蘚比地衣長得高，更適應(yīng)這里的環(huán)境，于是就逐漸擴展。苔蘚的生長會進一步使巖石分解，土層加厚，有機物增多，土壤中微生物的種類也越來越多。D.草本植物階段：在土壤能保持一定水分時，草本植物的種子就能夠萌發(fā)生長。競爭的結(jié)果是較高的草本植物逐漸占據(jù)了優(yōu)勢。這時，各種昆蟲和其他小動物開始進入這個地區(qū)。在動植物的共同作用下，土壤中的有機物越來越豐富，土壤的通氣性越來越好。E.灌木階段：灌木和小喬木開始生長。灌木比草本更為高大，剝奪了草本植物的陽光，逐漸取代了草本植物。灌木的生長起到了遮陰、避風等作用，同時提供了更為豐富的食物，于是成為很多鳥類的棲息地。物種的多樣化使群落的結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，抵御環(huán)境變化的能力增強。F.喬木階段：在灌木群落所形成的濕潤土壤上，各種喬木的種子萌發(fā)出來，喬木比灌木具有更強的獲得陽光的能力，因而最終占據(jù)了優(yōu)勢，成為茂盛的樹林。樹林的形成進一步改善了生物生存的環(huán)境，物種進一步多樣化，生物與環(huán)境之間的關(guān)系變的更加豐富多樣，于是，群落演替到了相對穩(wěn)定的森林階段。【思考1】光裸的巖地上首先定居的生物為什么不是苔蘚和草本植物，而是地衣？苔蘚和草本植物無法直接從裸巖中獲取養(yǎng)分，而地衣可以通過分泌有機酸加速巖石的風化并從裸巖中獲取養(yǎng)分。【思考2】地衣階段為苔蘚的生長提供了怎樣的基礎(chǔ)地衣被苔蘚取代了嗎？地衣分泌的有機酸可加速巖石風化形成土壤，同時還可以積累起有機物，這為苔蘚的生長提供了條件；而苔蘚生長后，由于其植株高于地衣能獲得更多的陽光，處于優(yōu)勢地位，結(jié)果逐漸取代了地衣?！舅伎?】在森林階段，群落中還能找到地衣、苔蘚、草本植物和灌木嗎？能。在群落演替過程中，一些種群取代另一些種群是指“優(yōu)勢取代”，而不是“取而代之”?！皟?yōu)勢取代”是指優(yōu)勢物種發(fā)生了改變，形成森林后，喬木占據(jù)了優(yōu)勢，取代了灌木階段灌木的優(yōu)勢，但在森林中各種類型的植物都是存在的。演替的結(jié)果：在上述演替的過程中，土壤中的有機物越來越豐富，群落中物種豐富度逐漸加大，食物網(wǎng)越來越復(fù)雜，群落的結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜。②概念：是指在一個從來沒有被植物覆蓋的地面或者原來存在過植被，但被徹底消滅的地方發(fā)生的演替。③實例：在沙丘、火山巖、冰川泥上進行的演替。例1.初生演替是指在一個從來沒有被植物覆蓋的地面，或者是原來存在過植被、但被徹底消滅了的地方發(fā)生的演替。下列群落演替實例中，屬于初生演替的是（

）A．棄耕的農(nóng)田上進行的演替 B．沙丘上進行的演替C．過量砍伐的森林上進行的演替 D．火災(zāi)后的草原上進行的演替【答案】B【分析】初生演替：是指在一個從來沒有被植物覆蓋的地面或者原來存在過植被但被徹底消滅了的地方發(fā)生的演替。次生演替：是指在原有植被雖已不存在，但原有土壤條件基本保存甚至還保留了植物的種子或其他繁殖體的地方發(fā)生的演替。【詳解】ACD、次生演替是指在原有植被雖已不存在，但原有土壤條件基本保存甚至還保留了植物的種子或其他繁殖體的地方發(fā)生的演替，棄耕的農(nóng)田上進行的演替、過量砍伐的森林上進行的演替和火災(zāi)后的草原上進行的演替，由于都具有一定的土壤和植被條件，故都屬于次生演替，ACD錯誤；B、沙丘上進行的演替，由于無土壤和植被條件，故屬于初生演替，B正確。故選B。（2）次生演替①實例分析——棄耕農(nóng)田上發(fā)生的群落演替A.農(nóng)田被棄耕以后，很快就會長滿一年生的雜草。在雜草的覆蓋下，土壤條件會得到改善，一些多年生的雜草會“接踵而至”。B.土壤表層的有機物逐漸增多，土壤的保水能力也逐漸增強，這將更有利于植物的生長。幾年后，一些小灌木便會生長起來，并成為灌木叢。C.再經(jīng)過一段時間，喬木開始出現(xiàn)。高大的喬木占據(jù)了更多的空間，灌木逐漸減少喬木逐漸蔚然成林。D.在氣候條件適宜的情況下，從棄耕的農(nóng)田演替出樹林，需要數(shù)十年時間。如果是在干旱的荒漠地區(qū)，群落的演替就很難形成樹林，或許只能發(fā)展到草本植物階段或稀疏的灌木階段。②概念：次生演替是指在原有植被雖已不存在，但原有土壤條件基本保留，甚至還保留了植物的種子或其他繁殖體（如能發(fā)芽的地下莖）的地方發(fā)生的演替。③實例：在火災(zāi)過后的草原、過量砍伐的森林、棄耕的農(nóng)田上進行的演替。（3）兩種演替類型的比較比較項目初生演替次生演替起點從來沒有被植物覆蓋的地面或者原來存在過植被，但被徹底消滅的地方原有植被雖已不存在，但原有土壤條件基本保留，甚至還保留了植物的種子或其他繁殖體的地方速度緩慢較快經(jīng)歷時間長短影響因素自然因素人類活動較為關(guān)鍵實例沙丘、火山巖、冰川泥等火災(zāi)過后的草原、過量砍伐的森林、棄耕的農(nóng)田等相同點①方向：由低級群落到高級群落，最終演替到“頂級群落”；②結(jié)構(gòu)：物種豐富度逐漸增大、食物網(wǎng)越來越復(fù)雜、群落的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜；③群落的穩(wěn)定性：隨著演替的進行，群落的穩(wěn)定性逐漸增大，最終最終群落發(fā)展成一個與所處環(huán)境相適應(yīng)的相對穩(wěn)定的狀態(tài)；④演替的實質(zhì)：優(yōu)勢種的替代3、影響群落演替的因素（1）群落內(nèi)部因素群落內(nèi)部種群相互關(guān)系的發(fā)展變化（例如：種內(nèi)關(guān)系、種間關(guān)系），生物的遷入、遷出（例如：外來物種入侵等）等。（2）群落外部因素：群落的外界環(huán)境的變化（例如火災(zāi)、洪水、病蟲害、嚴寒等氣候變化，大規(guī)模的地殼運動等）在某一地區(qū)，群落演替的結(jié)果往往是由環(huán)境和群落內(nèi)的生物共同作用而決定的，但人類活動對群落演替的影響有時超過其他因素的影響。（3）人類活動①人類的許多活動正在影響著群落的演替，往往使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度進行。例如，砍伐森林可以在短期內(nèi)改變森林群落中的物種組成和物種豐富度，進而改變?nèi)郝涞难萏娣较颍贿^度放牧則可能很快導致土地荒漠化，使草原生物群落演替為荒漠生物群落；未經(jīng)處理的污水直接排入河流，可能給水生生物帶來滅頂之災(zāi)。②通過封山育林、治理沙漠、管理草原，甚至建立人工群落等，人類活動也可以使群落朝著物種增多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的方向演替。例如，我國政府一直致力于防沙治沙，經(jīng)過不懈努力，我國的沙化土地面積從20世紀末的年年擴展轉(zhuǎn)變?yōu)橹鹉隃p少，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署盛贊我國是全球沙漠治理的典范。這些影響群落演替的因素常常處于變化的過程中，適應(yīng)變化的種群數(shù)量增長或得以維持，不適應(yīng)的數(shù)量減少甚至被淘汰，因此，群落就不斷地演替。在自然界，群落的演替是普遍現(xiàn)象，而且有一定的規(guī)律，人類掌握了這些規(guī)律就能根據(jù)現(xiàn)有情況，預(yù)測群落的未來，從而正確掌握群落的動向，使之朝著對人類有益的方向發(fā)展。例2.下圖表示某地云杉林的形成過程。下列相關(guān)敘述，不正確的是（

）A．該群落的次生演替過程使得群落結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜B．在人的作用下發(fā)生的⑤→①的動態(tài)變化改變了群落演替的方向C．群落演替都是群落內(nèi)部因素和外界環(huán)境因素綜合作用的結(jié)果D．在⑤云杉林群落中有明顯的垂直結(jié)構(gòu)，沒有水平結(jié)構(gòu)【答案】D【分析】1、初生演替：是指一個從來沒有被植物覆蓋的地面，或者是原來存在過植被，但是被徹底消滅了的地方發(fā)生的演替。初生演替的一般過程是裸巖階段→地衣階段→苔蘚階段→草本植物階段→灌木階段→森林階段。2、次生演替：原來有的植被雖然已經(jīng)不存在，但是原來有的土壤基本保留，甚至還保留有植物的種子和其他繁殖體的地方發(fā)生的演替。次生演替的一般過程是草本植物階段→灌木階段→森林階段?！驹斀狻緼、該群落的演替屬于次生演替，群落結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，A正確；B、在人的作用下發(fā)生的⑤→①的動態(tài)變化改變了群落演替的方向，B正確；C、群落演替是群落內(nèi)部因素和外界環(huán)境因素綜合作用的結(jié)果，C正確；D、在⑤云杉林群落中有明顯的垂直結(jié)構(gòu)，而由于地形的變化、土壤濕度和鹽堿的差異、光照強度的不同等因素，不同地段往往分布著不同的種群，體現(xiàn)群落的水平結(jié)構(gòu)，D錯誤。故選D。例3．下列關(guān)于初生演替和次生演替的敘述，錯誤的是（

）A．初生演替和次生演替的起點和速度不同但終點可能相同B．初生演替和次生演替都是從群落結(jié)構(gòu)簡單到復(fù)雜的變化C．群落演替受環(huán)境影響，也與群落內(nèi)部種間關(guān)系的變化有關(guān)D．礦區(qū)生態(tài)修復(fù)體現(xiàn)了人類活動可改變?nèi)郝溲萏娴姆较蚝退俣取敬鸢浮緽【分析】群落會發(fā)生演替。隨著時間的推移，生物群落中一些物種侵入，另一些物種消失，群落組成和環(huán)境向一定方向產(chǎn)生有順序的發(fā)展變化，稱為演替。演替可以分為初生演替和次生演替。初生演替：是指在一個從來沒有被植物覆蓋的地面或者原來存在過植被但被徹底消滅了的地方發(fā)生的演替。次生演替：是指在原有植被雖已不存在，但原有土壤條件基本保存甚至還保留了植物的種子或其他繁殖體的地方發(fā)生的演替。【詳解】A、初生演替是發(fā)生在從來沒有植被覆蓋的地面，或者是原來存在過植被、但被徹底消滅了的地方，而次生演替發(fā)生在保留了原來土壤條件或植物繁殖體的地方，因此兩者發(fā)生的起點不同；初生演替需要先形成植被生存的土壤基礎(chǔ),因此速度較慢；隨著時間的推移,如果氣候、土壤等條件適宜且相同，兩者演替的終點可能相同，A正確；B、初生演替是從群落結(jié)構(gòu)簡單到復(fù)雜的變化，而次生演替可以是從群落復(fù)雜到簡單的變化，即逆行演替，B錯誤；C、群落演替受外界環(huán)境條件的影響，如氣候、土壤等，也與群落內(nèi)部種間關(guān)系的變化有關(guān)，C正確；D、礦區(qū)生態(tài)修復(fù)過程體現(xiàn)了人類活動可以改變?nèi)郝溲萏娴姆较蚝退俣?，D正確。故選B。4、退耕還林、還草、還湖我國是一個農(nóng)業(yè)大國。千百年來人們一直視土地如生命。為了擴大耕地面積，不惜毀林開荒、圍湖造田。以犧牲環(huán)境為代價的墾殖活動，導致了嚴重的水土流失，并且成為洪澇災(zāi)害頻繁發(fā)生的重要原因。為處理好經(jīng)濟發(fā)展同人口、資源、環(huán)境的關(guān)系，走可持續(xù)發(fā)展的道路，我國政府明確提出退耕還林、還草、還湖、退牧還草，頒布《退耕還林條例》，2003年1月20日起實施。退耕還林還草工程的實施，實現(xiàn)了我國從毀林毀草開荒到退耕還林還草的歷史性轉(zhuǎn)變，改變了過去"越墾越窮、越窮越墾”的局面。截至2013年，全國共有25個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）參與這項工程，累計完成退耕還林2.98×10'hm2。這項浩大的工程堪稱世界上規(guī)模最大的生態(tài)工程。為了進一步改善我國的生態(tài)環(huán)境、打造綠色經(jīng)濟，我國于2014年啟動了新一輪退耕還林還草工程；2015年將這項工程列為生態(tài)文明體制改革的組成部分；2018年，我國啟動了大規(guī)模國土綠化行動。未來的美麗中國會有更多的藍天白云、綠水青山。例4.退耕還濕是濕地面積恢復(fù)的主要措施，濕地生態(tài)恢復(fù)以自然恢復(fù)為主，而濕地斑塊之間的水體連通是濕地生態(tài)恢復(fù)的基礎(chǔ)，其可以通過改變土壤的化學組分，保持土壤種子庫的遷移和流通，從而影響地表植物群落的演替過程。下列說法錯誤的是（

）A．濕地群落由相同時間內(nèi)生活在區(qū)域中的所有生物共同構(gòu)成B．不同濕地群落的物種組成、群落外貌和空間結(jié)構(gòu)存在差異C．沼澤斑塊之間的水體連通可影響沼澤群落演替的方向和速度D．影響濕地生態(tài)恢復(fù)進程的因素是外界環(huán)境變化和人類的活動【答案】C【分析】生物群落的概念：在同一時間內(nèi)、占據(jù)一定空間的相互之間有直接或間接聯(lián)系的各種生物種群的集合，群落是由一定的動物、植物和微生物種群組成?！驹斀狻緼、群落是同一時間內(nèi)聚集在一定區(qū)域中各種生物種群的集合，A正確；B、生物群落的主要特征有具有一定的外貌；具有一定的邊界特征；具有一定的分布范圍；具有一定的結(jié)構(gòu)；具有一定的種類組成；具有一定的群落環(huán)境，因此不同濕地群落的物種組成、群落外貌和空間結(jié)構(gòu)存在差異，B正確；C、人類活動會使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度進行，C錯誤；D、外界環(huán)境變化和人類的活動會對濕地生態(tài)恢復(fù)進程產(chǎn)生影響，D正確。故選C。精準訓練1．甲、乙兩個群落在演替過程中物種豐富度的變化如圖所示。下列敘述錯誤的是（

）A．物種豐富度是區(qū)分不同群落的重要特征B．乙的恢復(fù)力穩(wěn)定性一定比甲的強C．甲中①②處的物種組成不一定相同D．①之前或②之后的甲可能處于喬木階段【答案】B【詳解】A、物種豐富度是區(qū)分不同群落的重要特征，A正確；B、由圖可知，乙的物種豐富度較甲低，一般情況下，乙的恢復(fù)力穩(wěn)定性比甲的強，但在初生演替初期，恢復(fù)力穩(wěn)定性和抵抗力穩(wěn)定性均較低，如地衣階段，B錯誤；C、甲中①②處發(fā)生了次生演替，物種組成可能不同，C正確；D、①之前或②之后的甲豐富度較高，可能處于喬木階段，D正確。故選B。2．下列關(guān)于群落結(jié)構(gòu)和演替的敘述，正確的是（

）A．不同海拔高度植被分布不同，植物分層現(xiàn)象是由動物種類決定的B．淡水魚占據(jù)不同的水層，出現(xiàn)的分層現(xiàn)象與各種魚的食性有關(guān)C．隨著有機質(zhì)的積累和光能的充分利用，群落一定能演替到森林D．構(gòu)建人工林可縮短演替時間，對生物多樣性的形成有積極作用【答案】B【詳解】A、群落的植物因受光照影響具有垂直分層現(xiàn)象，不是動物種類決定的，A錯誤；B、淡水魚占據(jù)不同的水層，出現(xiàn)的分層現(xiàn)象與各種魚的食性有關(guān)，B正確；C、隨著有機質(zhì)的積累和光能的充分利用，群落向更高級的階段演替，但不一定能演替到森林階段，C錯誤；D、構(gòu)建人工林可縮短演替時間，但由于物種豐富度較低，對生物多樣性的形成有抑制作用，D錯誤。故選B。3．甲地因森林火災(zāi)原有植被消失，乙地因火山噴發(fā)被火山巖全部覆蓋，之后兩地均發(fā)生了群落演替。下列關(guān)于甲、乙兩地群落演替的敘述，錯誤的是（

）A．若沒有外力干擾，甲地可重現(xiàn)森林B．甲地和乙地發(fā)生的演替類型相同C．地衣會比苔蘚更早地出現(xiàn)在乙地火山巖上D．甲、乙兩地隨著時間延長物種種類逐漸增多【答案】B【分析】甲地保留了原有的土壤條件屬于次生演替，乙地屬于出生演替，甲地原來是森林，說明氣候環(huán)境適宜森林?！驹斀狻緼、甲地因森林火災(zāi)原有植被消失后，進行了次生演替，若無外力的干擾，甲地可重現(xiàn)森林，A正確；B、甲地原有的土壤條件基本保存，進行的群落演替屬于次生演替，乙地火山噴發(fā)后，植被徹底被破壞，進行的群落演替屬于初生演替，B錯誤；C、在初生演替過程中，地衣比苔蘚更早出現(xiàn)，C正確；D、在甲、乙兩地演替過程中，隨時間延長，物種越來越多，D正確。故選B4．在互花米草入侵地栽種外來植物無瓣海桑，因無瓣海桑生長快，能迅速長成高大植株形成蔭藏環(huán)境，使互花米草因缺乏光照而減少。與本地植物幼苗相比，無瓣海桑幼苗在蔭蔽環(huán)境中成活率低，逐漸被本地植物替代，促進了本地植物群落的恢復(fù)。下列說法正確的是（）A．在互花米草相對集中的區(qū)域選取樣方以估算其在入侵地的種群密度B．由互花米草占優(yōu)勢轉(zhuǎn)變?yōu)楸镜刂参镎純?yōu)勢的過程不屬于群落演替C．逐漸被本地植物替代的過程中，無瓣海桑種群的年齡結(jié)構(gòu)為衰退型D．應(yīng)用外來植物治理入侵植物的過程中，一定能恢復(fù)當?shù)厣鷳B(tài)平衡【答案】C【詳解】A、取樣的關(guān)鍵是做到隨機取樣，相對集中的區(qū)域選取樣方以估算其在入侵地的種群密度，數(shù)據(jù)偏大，A錯誤；B、由互花米草占優(yōu)勢轉(zhuǎn)變?yōu)楸镜刂参镎純?yōu)勢的過程屬于群落演替，B錯誤；C、根據(jù)題干信息，“與本地植物幼苗相比，無瓣海桑幼苗在蔭蔽環(huán)境中成活率低，逐漸被本地植物替代”，說明無瓣海桑種群的年齡結(jié)構(gòu)為衰退型，C正確；D、應(yīng)用外來植物治理入侵植物時，如果盲目引進，可能會造成“生物入侵”，就會破壞生態(tài)環(huán)境平衡，甚至帶來生態(tài)災(zāi)難，不一定能恢復(fù)當?shù)厣鷳B(tài)平衡，D錯誤。故選C。5．一塊棄耕農(nóng)田在40年演替過程中，植物種類的變化如下表。據(jù)表分析，下列說法錯誤的是（

）14152540草本3127263034灌木034719喬木0001423總計3030305176A．該棄耕農(nóng)田的演替類型為次生演替B．調(diào)查該地植物的種類和數(shù)量宜采用樣方法C．第15年時，該地草本植物種群有26個D．第40年后，該地群落的物種組成不再發(fā)生變化【答案】D【詳解】A、棄耕農(nóng)田具備植物生存的土壤條件，還有植物的種子和其他繁殖體等，其發(fā)生的演替屬于次生演替，A正確；B、樣方法可以調(diào)查某地植物的豐富度或某種植物的數(shù)量，B正確；C、第15年時，該地草本植物種類26種，每一種植物的全部個體組成一個種群，故有26個草本植物種群，C正確；D、第40年，該地已經(jīng)演替到森林階段，群落的物種組成和數(shù)目還是會發(fā)生變化，D錯誤；故選D。6．（多選）經(jīng)長期跟蹤研究發(fā)現(xiàn)，某丘陵低山區(qū)近30年內(nèi)動物種群數(shù)量減少了大約4/5，該時段內(nèi)，農(nóng)業(yè)和城鎮(zhèn)建設(shè)用地不斷增加，擠占和蠶食著自然生態(tài)空間，致使該地區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)破碎化程度加重。下列相關(guān)敘述正確的是（）A．人為因素是造成該地區(qū)群落演替的主要因素B．擠占和蠶食自然生態(tài)空間可能會導致物種豐富度減小C．為了保護該地區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)，必須禁止一切農(nóng)業(yè)和城鎮(zhèn)建設(shè)以及森林砍伐活動D．建立自然保護區(qū)來保護森林等措施，有利于生物多樣性的恢復(fù)和形成【答案】ABD【詳解】A、人類的活動往往會使群落的演替按照不同于自然演替的速度和方向進行，這說明人為因素是造成該地區(qū)群落演替的主要因素，A正確；B、該地區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)破碎化程度加重，會減小個體間的交配機會，從而導致物種豐富度減小，B正確；C、為了保護該地區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)，需要做到可持續(xù)、合理的開發(fā)森林資源，而不是一刀切的禁止一切農(nóng)業(yè)和城鎮(zhèn)建設(shè)以及森林砍伐活動，C錯誤；D、建立自然保護區(qū)，是保護生物多樣性最有效的措施，有利于生物多樣性的恢復(fù)和形成，D正確。故選ABD。7．樹木在高山地區(qū)的分布存在明顯的海拔上限，稱作“樹線”，樹線以上為高山灌叢和草甸。樹線被認為是高海拔地區(qū)氣候變暖的指示器，研究顯示，在水分條件滿足樹木生長的區(qū)域，自然氣候樹線的生長季平均溫度約為6．4℃。近年來，在氣候變暖背景下，樹線位置有向高海拔上升的趨勢。(1)區(qū)分不同群落的重要特征是__________。樹線上升將導致該地區(qū)生物多