2018-2019高中生物 第3章 生物群落的演替 第3節(jié) 生物群落的演替學(xué)案 蘇教版必修3.doc

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第三節(jié)　生物群落的演替 學(xué)習(xí)目標(biāo) 知識概覽(教師用書獨具) 1.說出群落演替的概念和類型。(重點) 2．描述群落演替的過程。(難點) 3．闡述影響群落演替的因素。(重點) [自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知] 1．群落演替的概念和類型 (1)概念 在生物群落發(fā)展過程中，隨著時間的推移和空間分布的變化，一個群落代替另一個群落的演化過程。 (2)特點 ①在演替過程中，群落往往會發(fā)生有規(guī)律的變化。 ②主要標(biāo)志 ⅰ在物種組成上發(fā)生了變化。 ⅱ在一定區(qū)域內(nèi)一個群落被另一個群落逐步替代的過程。 (3)類型 ①初生演替 ⅰ概念：在從未有過生物生長或雖有過生物生長但已被徹底消滅了的裸地上發(fā)生的演替，稱為初生演替。 ⅱ過程：地衣植物群落階段→苔蘚植物群落階段→草本植物群落階段→灌木群落階段→喬木群落階段。 ⅲ實例：海底火山噴發(fā)形成的新島上開始的演替，冰層融化而暴露的地區(qū)上開始的演替。 ②次生演替：在群落中的植被遭受嚴(yán)重破壞而消失，但原有的土壤條件基本保留，甚至原有植物的種子或其他繁殖體(如地下莖)有可能存在的地方進(jìn)行的演替，稱為次生演替。如火燒的森林、棄耕農(nóng)田上的演替。 2．群落演替的影響因素 (1)生物群落的演替是群落內(nèi)部因素(如種內(nèi)關(guān)系、種間關(guān)系等)與外界環(huán)境因素綜合作用的結(jié)果。 (2)群落內(nèi)部環(huán)境的變化是群落演替的動力。種內(nèi)關(guān)系和種間關(guān)系的動態(tài)變化是群落演替的催化劑。 (3)群落外部環(huán)境條件不斷變化也常常引發(fā)群落演替，火災(zāi)、洪水、病蟲害、嚴(yán)寒等影響甚至改變?nèi)郝溲萏娴倪M(jìn)程。群落自身的演化也會對外界環(huán)境發(fā)生作用，導(dǎo)致外界環(huán)境出現(xiàn)變化。 (4)人類對群落演替的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他環(huán)境因素，因為人類生產(chǎn)活動通常是有意識、有目的的，對自然環(huán)境因素、群落內(nèi)部因素具有促進(jìn)、抑制、改造或重建的作用；也能通過培育森林、管理草原、治理沙漠等手段建立人工群落，將演替的方向和速度置于人為控制下。 [基礎(chǔ)自測] 1．判斷對錯 (1)如果時間允許，棄耕的農(nóng)田總能形成森林。 () 提示：森林形成必須有適宜的氣候條件。 (2)動物群落的演替與光照條件無關(guān)。 () 提示：光影響動物的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生活習(xí)性。 (3)冰川泥上和棄耕農(nóng)田的演替都是次生演替。 () 提示：冰川泥上的演替屬于初生演替。 (4)人類活動使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向進(jìn)行。 (√) (5)演替過程中群落的物種組成不斷變化。 (√) 2．關(guān)于人類活動對群落演替影響的說法，錯誤的是(　　) A．在多年的舊墻壁上生出苔蘚是受人類活動的影響 B．披荊斬棘，開出一條道路 C．由于化工廠污水的排放，河水中的植物群落改變了 D．過度放牧和城市的出現(xiàn)都屬于人類對群落演替的影響 A　[舊墻壁上生出苔蘚，該群落的演替沒有人類活動的影響，A錯誤。] 3．我國部分地區(qū)降雨量較大，導(dǎo)致了洪水和泥石流等自然災(zāi)害。下列關(guān)于洪水和泥石流等自然災(zāi)害對當(dāng)?shù)厝郝溆绊懙姆治?，正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：85732146】 A．洪水和泥石流不會影響群落演替的方向，但會影響群落演替的速度 B．泥石流發(fā)生區(qū)域的群落演替屬于初生演替 C．當(dāng)?shù)厝郝涞拇怪苯Y(jié)構(gòu)不復(fù)存在，但水平結(jié)構(gòu)依然存在 D．當(dāng)?shù)厝郝涞臓I養(yǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，也可能有新物種的入侵 D　[洪水和泥石流導(dǎo)致生物種類減少或消失，影響群落演替的方向和速度，A項錯誤；泥石流發(fā)生區(qū)域含有植物的種子或根系，進(jìn)行的群落演替屬于次生演替，B項錯誤；群落存在垂直和水平結(jié)構(gòu)，C項錯誤；洪水和泥石流導(dǎo)致當(dāng)?shù)厝郝涞臓I養(yǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，也可能有新物種的入侵，D項正確。] [合 作 探 究攻 重 難] 群落演替的類型、過程和方向 [思考交流] 1．一個廢棄魚塘的演替過程如圖所示： (1)說出圖示演替過程的正確排序。 提示：丁→甲→丙→乙。 (2)該演替與火山噴發(fā)所在地的演替是否屬于同種類型？判斷的理由是什么？ 提示：不屬于，兩者的初始植被條件不同。 (3)該演替過程中物種豐富度發(fā)生了怎樣的變化？ 提示：逐步提高。 2．地衣階段為苔蘚階段植物的生長提供了怎樣的基礎(chǔ)？為什么苔蘚能夠取代地衣？ 提示：地衣通過分泌有機(jī)酸加速了巖石風(fēng)化形成土壤的過程，并積累了有機(jī)物，這為苔蘚植物的生長提供了條件。苔蘚生長后，由于其植株高于地衣，能夠獲得更多的陽光，處于優(yōu)勢地位，逐漸取代地衣。 [歸納總結(jié)] (教師備選) 群落演替的過程 1．群落演替的兩種類型比較 　 類型 內(nèi)容　 初生演替 次生演替 起點 原先從沒有過植被或原來存在過植被但被徹底消滅了 原有群落環(huán)境只是失去了原有植被 時間 經(jīng)歷的時間長 經(jīng)歷的時間短 速度 緩慢 較快 影響因素 自然因素 人類活動較為關(guān)鍵 實例 沙丘、火山巖、冰川泥上的演替 火災(zāi)后的草原、過量砍伐的森林、棄耕農(nóng)田上的演替 2．群落演替的方向及變化 方向 簡單→復(fù)雜→穩(wěn)定 復(fù)雜→簡單→穩(wěn)定 實例 大多數(shù)自然群落(環(huán)境條件適宜) 受污染或破壞的群落 能量變化 增加并趨向于穩(wěn)定 減少并趨向于穩(wěn)定 物質(zhì)變化 特別提醒：有關(guān)群落演替的兩點提醒 (1)能否演替成森林階段與演替的類型無關(guān)，不管是初生演替還是次生演替，都可能演替到相對穩(wěn)定的階段。 (2)初生演替與次生演替的本質(zhì)區(qū)別在于演替的起點不同，即是否具備土壤條件。初生演替是在不具備土壤條件的地方進(jìn)行的演替，而次生演替則是在具備土壤條件的地方進(jìn)行的演替。 [典例通關(guān)] 如圖表示兩種群落演替的類型，下列敘述正確的是(　　) A．a(chǎn)處可表示發(fā)生特大火災(zāi)原有生物徹底滅絕 B．b處可表示火山爆發(fā)形成火山巖 C．甲、乙演替的起點均具備基本的土壤條件 D．如果時間允許，甲、乙都會形成森林 【技巧點撥】　(1)回顧兩種演替類型的區(qū)別；(2)據(jù)圖判斷甲、乙兩種演替類型。 B　[由題圖分析可知，甲表示次生演替，乙表示初生演替，a處遭受破壞但是物種豐富度并未降到0，即原有生物沒有徹底滅絕；而b處遭受的破壞導(dǎo)致物種豐富度降為0，即原有生物徹底滅絕，可表示火山爆發(fā)形成火山巖；初生演替的起點不具備基本的土壤條件；群落演替最終能否形成森林不是時間問題，而是主要取決于氣候條件。] 　(1)美國密執(zhí)安湖沙丘是湖水退卻后逐漸暴露出來的，最后發(fā)展為山毛櫸—槭樹林群落，大約經(jīng)歷了1 000年，這一演替過程對應(yīng)圖中的哪種類型？ (2)甲與乙哪個演替速度較快？ 提示：(1)乙。 (2)甲。 [活學(xué)活用] 下列關(guān)于初生演替中草本階段和灌木階段的敘述，正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：85732147】 A．草本階段與灌木階段群落的豐富度相同 B．草本階段比灌木階段的群落空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜 C．草本階段比灌木階段的群落自我調(diào)節(jié)能力強(qiáng) D．草本階段為灌木階段的群落形成創(chuàng)造了適宜環(huán)境 D　[A項，草本階段群落的豐富度小于灌木階段群落的豐富度，故錯誤；B項，灌木階段的群落空間結(jié)構(gòu)比草本階段群落的空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故錯誤；C項，草本階段群落的穩(wěn)定性較弱，自我調(diào)節(jié)能力比灌木階段弱，故錯誤；D項，灌木階段是在草本階段基礎(chǔ)上演替形成的，草本階段為灌木階段的形成創(chuàng)造了較適宜的環(huán)境條件，故正確。] (備選習(xí)題) 東北東部山地的闊葉紅松林遭到破壞之后，形成一片空地，叫作“林窗”，這時候往往最先進(jìn)入的是楊樹、白樺等。但隨著時間的推移，周圍的紅松林會慢慢在這片區(qū)域生長繁殖，并逐漸替代了楊樹和白樺，重新成為林地中的優(yōu)勢物種。下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．楊樹、白樺在被破壞的空地上生長繁殖引起的群落的演替屬于初生演替 B．紅松林重新取代楊樹和白樺林說明紅松林在競爭中處于優(yōu)勢 C．在群落演替的初期，不存在競爭關(guān)系 D．在群落演替的過程中，群落的物種組成不會發(fā)生變化 B　[闊葉紅松林雖受到破壞，但是還存在一定量的生物和良好的土壤條件，因此該演替屬于次生演替，A錯誤；紅松林重新取代楊樹和白樺林說明紅松林在競爭中處于優(yōu)勢，B正確；種群間的競爭關(guān)系是群落演替的內(nèi)在因素，在演替的過程中始終存在競爭關(guān)系，C錯誤；群落演替就是一個群落被另一個群落替代的過程，因此群落的物種組成會不斷發(fā)生變化，D錯誤。] 　(1)草本階段與灌木階段群落重要特征的區(qū)別是什么？ (2)草本階段與灌木階段群落相比，都有垂直分層的現(xiàn)象，造成這一現(xiàn)象的生態(tài)因素主要是什么？ (1)提示：物種組成不同。 (2)提示：光照強(qiáng)度。 規(guī)律方法：判斷初生演替和次生演替的方法 (1)從起點上判斷 ①起點為從沒有過植被或原有植被被徹底消滅了的環(huán)境是初生演替。 ③起點為只是失去了原有植被的環(huán)境是次生演替。 (2)從時間和速度上判斷 ①經(jīng)歷的時間長，速度緩慢的是初生演替。 ②經(jīng)歷的時間短，速度較快的是次生演替。 群落演替的影響因素 [思考交流](教師用書獨具) 1．如果小路廢棄后，會出現(xiàn)“遠(yuǎn)芳侵古道，晴翠接荒城”的景象嗎？試分析其原因。 提示：如果小路廢棄后，人的踩踏活動停止了，在路上會慢慢長出莖稈較高的植物，逐漸成為優(yōu)勢植物。于是，就會出現(xiàn)“遠(yuǎn)芳侵古道，晴翠接荒城”的景象。 2．有人登島牧羊后，群落演替的速度和方向是否發(fā)生了變化？這說明什么問題？ 提示：群落演替的速度加快了，方向也發(fā)生了改變。這說明了人類活動會使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向進(jìn)行。 3．人類哪些活動可能導(dǎo)致群落破壞引起群落演替？哪些活動可能促進(jìn)群落的發(fā)展引起群落演替？ 提示：破壞群落的活動：亂捕濫獵、濫采亂伐、掠奪式開發(fā)利用、引入外來物種、過度放牧、填湖造田等；促進(jìn)群落發(fā)展的活動：封山育林、治理沙漠、管理草原、退耕還林、退耕還湖等。 [歸納總結(jié)] 1．群落演替的原因 (1)生物與環(huán)境共同進(jìn)化的必然結(jié)果：環(huán)境不斷變化，為群落中某些物種提供繁殖條件，而對另一些物種生存產(chǎn)生不利影響。 (2)植物繁殖體的散布：即植物不斷地進(jìn)行繁殖和遷移。 (3)植物之間直接或間接地相互作用，使它們之間不斷相互影響，種間關(guān)系不斷發(fā)生變化。 (4)自然因素的影響：如火山爆發(fā)、森林火災(zāi)等。 (5)人類活動的影響：如毀林開荒、圍湖造田以及對自然資源的過度開發(fā)、環(huán)境污染等。人類活動通常是有意識、有目的進(jìn)行的，因此人類對群落演替的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他因素。 2．人類活動對演替的影響 (1)人類活動對生物群落演替的影響很大。人類有目的、有意識進(jìn)行的生產(chǎn)活動可以對其他生物之間、人類與其他生物之間以及生物與環(huán)境之間的相互關(guān)系加以控制，甚至可以改造或重建起新的關(guān)系。 (2)人類活動往往會使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向進(jìn)行。 ①砍伐森林、填湖造田、捕殺動物等活動，使群落向不良方向演替，不利于生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的維持。 ②封山育林、治理沙漠、管理草原(退耕還林、還草、還湖)等活動，使群落演替向良性方向發(fā)展，對于改善生態(tài)環(huán)境、實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。 特別提醒：演替是生物和環(huán)境反復(fù)相互作用，發(fā)生在時間和空間上的不可逆變化，但人類活動可使其不按自然演替的方向和速度進(jìn)行。 [典例通關(guān)](教師用書獨具) 南方某地的常綠闊葉林曾因過度砍伐而遭到破壞。停止砍伐一段時間后，該地常綠闊葉林逐步得以恢復(fù)。下表為恢復(fù)過程中依次更替的群落類型及其植物組成。下列敘述不正確的是(　　) 演替階段 群落類型 植物種類數(shù)/種 草本植物 灌木 喬木 1 草叢 34 0 0 2 針葉林 52 12 1 3 針、闊葉混交林 67 24 17 4 常綠闊葉林 106 31 16 A．該地常綠闊葉林恢復(fù)過程中，群落演替的類型為次生演替 B．與針葉林相比，草叢中的動物分層現(xiàn)象較為簡單，豐富度低 C．該地能恢復(fù)到第四階段說明人類活動未影響自然演替的速度和方向 D．常綠闊葉林得以恢復(fù)的原因與土壤條件、植物的種子等的保留有關(guān) 【技巧點撥】　(1)明確群落演替的類型；(2)明確群落演替的趨勢。 C　[在原有生物的地方發(fā)生的演替，是次生演替，故A正確；與針葉林相比，草叢的植物種類少，而動物的垂直分層取決于植物，因此草叢中的動物分層現(xiàn)象簡單，物種豐富度低，故B正確；人類活動能影響群落的演替，故C錯誤；森林的恢復(fù)與土壤條件、植物的種子等的保留有關(guān)，故D正確。] [活學(xué)活用] 1．下列有關(guān)群落演替影響因素的表述，錯誤的一項是(　　) A．群落內(nèi)部環(huán)境的變化是演替的動力 B．外界環(huán)境條件的變化常成為引發(fā)演替的重要條件 C．種內(nèi)和種間關(guān)系的改變是演替的催化劑 D．人類活動可以影響群落演替的速度，但不能影響群落演替的方向 D　[在影響群落演替的因素中，群落內(nèi)部環(huán)境的變化是演替的動力；種內(nèi)關(guān)系和種間關(guān)系的動態(tài)變化是群落演替的催化劑；外界環(huán)境條件的變化常成為引發(fā)演替的重要條件；人類對生物群落演替的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他所有的自然因子，因為人類生產(chǎn)活動通常是有意識、有目的地進(jìn)行的，可以對自然環(huán)境中的生態(tài)關(guān)系起著促進(jìn)、抑制、改造和重建的作用，所以人類活動不僅影響群落演替的速度，也可以影響群落演替的方向。] 2．下表是退耕還林后，某生態(tài)系統(tǒng)在20年內(nèi)群落自然演替所經(jīng)歷的：一年生草本、多年生草本和灌木三個階段中優(yōu)勢物種的種群密度變化情況(單位：株/平方米)。下列分析不合理的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：85732148】 第1年 第5年 第10年 第15年 第20年 物種a 5 10 2 0 0 物種b 1 2 5 3 3 物種c 0 1 3 8 6 A．物種a是一年生草本植物，在第1～5年內(nèi)種群密度上升與種間競爭低有關(guān) B．第1～10年內(nèi)，物種b逐漸成為優(yōu)勢物種的原因與其植株高度大于物種a有關(guān) C．第1～20年內(nèi)，該生態(tài)系統(tǒng)中物種的豐富度先不斷升高然后再逐漸降低 D．第10～15年內(nèi)，物種a逐漸消失的原因可能與其不能適應(yīng)弱光環(huán)境有關(guān) C　[第1～5年內(nèi)，物種a種群密度上升的主要原因是種間競爭低，該種群能獲得較多的光照，A正確；第1～10年內(nèi)，物種b逐漸成為優(yōu)勢物種，主要與其植株高度大于物種a，能獲得更多的光照有關(guān)，B正確；表中只列舉了3個物種的種群密度變化情況，據(jù)此不能判斷該生態(tài)系統(tǒng)中物種豐富度的變化情況，C錯誤；第10～15年內(nèi)，由于多年生草本和灌木的遮蓋，物種a獲得的光照較少，所以不能適應(yīng)環(huán)境而逐漸消失，D正確。] [當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基] 1．下列有關(guān)群落演替的敘述，正確的是(　　) A．群落中一些生物消失了，另一些生物來占據(jù)它們的空間，就屬于演替 B．光裸的巖石上最先出現(xiàn)的是地衣 C．在棄耕的農(nóng)田上不可能形成森林 D．不論在什么條件下，群落的演替都能形成森林 B　[演替是指一個群落被另一個群落代替的過程，另一些生物不一定形成了新的群落，A項錯誤；如果在干旱的沙漠地區(qū)，群落的演替很難形成森林，但如果氣候適宜，棄耕的農(nóng)田就會演替成森林，故C、D兩項錯誤。] 2．從裸巖到森林的演替過程中會發(fā)生的是(　　) A．有機(jī)物越豐富，土壤的透氣性越差 B．地衣使土壤中有機(jī)物減少 C．灌木容易得到陽光而取代草本植物 D．微生物隨有機(jī)物增加而減少 C　[群落演替過程中物種豐富度增加，土壤微生物種類和活動增強(qiáng)，透氣性增加；地衣吸收土壤中的無機(jī)物而不是有機(jī)物；灌木高度高于草本植物，對草本植物遮擋陽光。] 3．人類活動對演替的影響是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：85732149】 A．人類活動會加速演替的速度 B．人類活動會延緩演替的進(jìn)行 C．人類活動往往會使演替偏離其自然的方向 D．人類活動會降低群落的豐富度 C　[在自然狀態(tài)下，群落的演替會沿著自身的規(guī)律，在外界環(huán)境的變化下，適者生存，不適者被淘汰。而如果有了人類的干預(yù)則會加速或者減緩演替的速度，當(dāng)然對于群落的豐富度的影響也應(yīng)該是兩方面的。] 4．如圖表示兩個群落的演替過程，下列敘述正確的是(　　) A．甲可表示從森林被全部砍伐的地方開始的演替 B．若時間允許，甲一定能演替到相對穩(wěn)定的森林階段 C．乙群落的演替也屬于自然界存在的一種演替類型 D．第N年時，甲、乙的群落結(jié)構(gòu)一定相同 C　[甲表示初生演替，而從森林被全部砍伐的地方開始的演替為次生演替；若環(huán)境條件不利，即使時間允許，甲也不能演替到相對穩(wěn)定的森林階段；乙群落的演替也屬于自然界存在的一種演替類型；第N年時，甲、乙的群落中物種豐富度相同，但甲、乙群落結(jié)構(gòu)不一定相同。] 5．請回答關(guān)于群落演替的問題： (1)在光裸的巖石上開始的演替和從森林被全部砍伐的地方開始的演替中，哪個屬于初生演替，哪個屬于次生演替？ (2)一般來說，若要演替到相對穩(wěn)定的森林階段，上述兩個演替中次生演替所需的時間短，分析其主要原因。 (3)據(jù)調(diào)查，近5萬年以來，某地區(qū)由于氣候越來越干燥，森林逐漸被灌叢取代，這也是自然界存在的一種演替類型。近50年來，由于人類過度開墾，導(dǎo)致局部灌叢出現(xiàn)了荒漠化，該現(xiàn)象表明：與該地區(qū)具有的自然演替相比，人類的開墾活動使得該地區(qū)群落的演替速度________(填“未發(fā)生改變”“變慢”或“變快”)，演替的方向________(填“發(fā)生改變”或“未發(fā)生改變”)。 [解析]　本題考查群落演替類型判斷及人類活動對群落演替的影響。 (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，如在光裸的巖石上開始的演替；而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的地方發(fā)生的演替，如從森林被全部砍伐的地方開始的演替。 (2)次生演替有土壤條件及保留的種子，有利于植物的繁殖，演替速度快，而初生演替植物生活條件貧瘠，不利于繁殖，演替速度較慢。 (3)由于人類過度開墾，破壞了土壤表土層及耕作層的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致局部灌叢出現(xiàn)了荒漠化，使得該地區(qū)群落的演替速度變快，但群落演替的方向與自然演替的方向相比未發(fā)生改變。 [答案]　(1)光裸的巖石上開始的演替為初生演替。從森林被全部砍伐的地方開始的演替為次生演替。 (2)形成森林需要一定的土壤條件，次生演替起始時即具備該條件，而從裸巖開始的初生演替要達(dá)到該條件需要漫長的時間。 (3)變快　未發(fā)生改變 [核心語句歸納] 1．生物群落的演替包括初生演替和次生演替。若在初生裸地上發(fā)生的，則為初生演替；若在次生裸地上開始演替，則為次生演替。二者的區(qū)分是觀察演替的起點。 2．初生演替的主要階段：地衣植物群落階段→苔蘚植物群落階段→草本植物群落階段→灌木群落階段→喬木群落階段。 3．任何環(huán)境下的演替都是最終達(dá)到一個成熟階段，這時群落和環(huán)境處于相對平衡的穩(wěn)定狀態(tài)，但不一定都達(dá)到森林階段。 4．在群落演替過程中，物種的取代是一種優(yōu)勢取代，而不是完全取代。 5．群落內(nèi)部環(huán)境的變化是群落演替的動力，群落之外的環(huán)境條件的不斷變化常引起群落發(fā)生演替，人類對群落演替起促進(jìn)、抑制、改造或重建的作用。