2018-2019版高中生物 第三章 生物群落的演替 第三节 生物群落的演替学案 苏教版必修3.doc

第三节生物群落的演替学习目标1.说出群落演替的类型。2.描述群落的初生演替、次生演替过程。3.了解群落演替的影响因素。方式一导入新课：课件展示有关群落演替图片。提出问题：大火之后的公园土地上的种群有什么变化？如何一步一步地变回森林？学生回答：大火后的土地上随着时间的推移，出现了不同的植被，由低级到高级，生物的种群一个替代另一个，最后成为森林。教师总结：群落是一个动态的系统，它是不断变化的，如果群落结构受到干扰，一个群落被另一个群落代替，这种现象就叫做演替。提问：通过预习，大家讨论回答演替的种类有哪些？学生回答：初生演替和次生演替。问题导入：既然群落是一个动态变化过程，而且在一定条件下还可以演替，那么演替如何进行？展示发生在裸岩上的演替过程图解，学生讨论回答初生演替的过程。方式二创设情境：教师播放“黄土高原的历史变迁”资料。并组织学生观察讨论：(1)甘肃省大部分地区地处黄土高原，什么原因使黄土高原从6 000年前的伊甸园变成了如今千沟万壑的荒山秃岭？(2)这样的荒山秃岭千百年后会形成茂密郁葱的森林吗？学生讨论回答：(1)由于地质原因，外加人类的乱砍乱伐，导致黄土高原植被减少，失去原来的森林。(2)如果条件合适的话，也有可能恢复成森林。教师：多媒体展示印尼喀拉喀托火山爆发的资料。提出问题：裸露的岩石上是怎样长出森林的呢？组织学生讨论分析初生演替的过程。一、群落演替的概念和类型1概念在生物群落发展过程中，随着时间的推移和空间分布的变化，一个群落代替另一个群落的演化过程。2特点(1)在演替过程中，群落往往会发生有规律的变化。(2)主要标志在物种组成上发生了变化。在一定区域内一个群落被另一个群落逐步替代的过程。3类型(1)初生演替概念：在从未有过生物生长或虽有过生物生长但已被彻底消灭了的裸地上发生的演替，称为初生演替。过程：地衣植物群落阶段苔藓植物群落阶段草本植物群落阶段灌木群落阶段乔木群落阶段。实例：海底火山喷发形成的新岛上开始的演替，冰层融化而暴露的地区上开始的演替。提醒光裸的岩地上首先定居的生物不是苔藓和草本植物，而是地衣，是因为苔藓和草本植物无法直接从裸岩中获取养分，而地衣可以通过分泌有机酸从裸岩中获取养分。地衣分泌有机酸加速岩石风化形成土壤，为苔藓的生长提供了条件。苔藓植株高于地衣，能获得更多的阳光，处于优势地位，结果逐渐取代了地衣。针叶林比灌草丛更容易获取阳光。(2)次生演替：在群落中的植被遭受严重破坏而消失，但原有的土壤条件基本保留，甚至原有植物的种子或其他繁殖体(如地下茎)有可能存在的地方进行的演替，称为次生演替。如火烧后的森林、弃耕后的农田上进行的演替。知识整合初生演替与次生演替的比较类型内容初生演替次生演替起点原先从没有过植被或是原来存在过植被但被彻底消灭了的环境原有群落环境，只是失去了原有植被，原有的土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子和其他繁殖体时间经历的时间长经历的时间短速度缓慢较快影响因素自然因素人类活动较为关键实例在火山岩上开始的演替弃耕农田上的演替例1下列群落演替中，属于初生演替的是()A某地海底火山爆发形成了一个新岛，后来又逐渐长出了很多植物B河流因为堵塞而成沼泽，上面长出了新的植物C弃耕后的农田长出杂草，几年后又长出多年生植物D西双版纳热带雨林遭到严重砍伐破坏后，很快又长出新的植物答案A解析由海底火山爆发形成的一个新岛上从没有过植被，所以这种演替属于初生演替，A项正确。例2某岛屿由海底火山喷发形成，现已成为旅游胜地，岛上植被茂盛，风景优美。下列叙述不正确的是()A该岛屿不同地段物种组成上的差异是群落水平结构的体现B该岛屿形成后最初进行的群落演替属于次生演替C旅游可能使岛上的群落演替按照不同于自然演替的速度进行D该岛屿一定发生过漫长的群落演替过程答案B解析该岛屿不同地段物种组成上的差异是群落水平结构的体现；该岛屿由海底火山喷发形成，其最初进行的演替属于初生演替；旅游时因人类活动的影响可能改变群落演替的速度；该岛屿上发生的初生演替为漫长的演替过程。方法链接判断初生演替和次生演替的方法(1)从起点上判断起点为从没有过植被或原有植被被彻底消灭了的环境是初生演替。起点为只是失去了原有植被的环境是次生演替。(2)从时间和速度上判断经历的时间长，速度缓慢的是初生演替。经历的时间短，速度较快的是次生演替。二、群落演替的影响因素1生物群落的演替是群落内部因素与外界环境因素综合作用的结果。(1)群落内部环境的变化是群落演替的动力。(2)种内关系和种间关系的动态变化是群落演替的催化剂。(3)外界环境条件的变化及群落本身对环境作用而引起的环境变化，也常成为引发群落演替的重要条件。2人类对群落演替的影响人类对群落演替的影响远远超过其他环境因素。(1)人类生产活动通常是有意识、有目的的，对自然环境因素、群落内部因素具有促进、抑制、改造或重建的作用。(2)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之下。提醒群落演替的影响因素例3下列有关人类活动对群落演替影响的表述，不正确的是()A人类的许多活动正影响着群落的演替B人类可以建立人工群落，使演替的方向和速度按照不同于自然演替的方向和速度进行C人类活动对生物群落演替的影响有时超过其他某些自然因素D人类的活动对群落的演替均是具有破坏性的答案D解析人类活动对群落演替既有正面影响，又有负面影响，从而使群落演替的方向和速度按照不同于自然演替的方向和速度进行。例4一块弃耕的农田很快长满杂草，几年后，草本植物开始减少，各种灌木却繁茂起来，最后这块农田演变成了一片森林。这片森林在不受外力干扰的情况下将会长期占据那里，成为一个非常稳定的生态系统。在此演变过程中，相关变化趋势正确的是()A BC D答案B解析弃耕的农田由于气候条件适宜，生物量应越来越多；在弃耕的农田上存在着生物，故各曲线均不能从原点开始；从演替过程看：物种丰富度由少到多；总光合量逐渐增加，后期稳定。归纳总结不同方向的演替比较项目类型一类型二实例大多数自然群落受污染或被破坏的群落方向简单复杂稳定复杂简单稳定物种丰富度增加降低物质变化1下列有关群落演替的叙述，正确的是()A群落中一些生物消失了，另一些生物来占据它们的空间，就属于演替B光裸的岩石上最先出现的是地衣C在弃耕的农田上不可能形成森林D不论在什么条件下，群落的演替都能形成森林答案B解析演替是指一个群落被另一个群落代替的过程，另一些生物不一定形成了新的群落，A项错误；如果在干旱的沙漠地区，群落的演替很难形成森林，但如果气候适宜，弃耕的农田就会演替成森林，C、D项错误。2下列关于弃耕农田和裸岩上的演替，说法正确的是()A弃耕农田上的演替为初生演替B裸岩上的演替为次生演替C这两种演替过程完全相同D这两种演替过程不完全相同答案D解析影响群落演替的因素除了群落内部的环境变化、外界环境的变化等，人类活动也是一个重要的方面，人类的许多活动正在影响着群落的演替。弃耕农田上的演替为次生演替，裸岩上的演替为初生演替，这两种演替过程不完全相同。3人类活动对演替的影响是()A人类活动会加速演替的速度B人类活动会延缓演替的进行C人类活动往往会使演替偏离其自然的方向D人类活动会降低群落的丰富度答案C解析在自然状态下，群落的演替会沿着自身的规律，在外界环境的变化下，适者生存，不适者被淘汰。而如果有了人类的干预则会加速或者减缓演替的速度，当然对于群落的丰富度的影响也应该是两方面的。4下列有关初生演替和次生演替的叙述，正确的是()A沙丘、火山岩上进行的演替是初生演替，冰川泥、弃耕的农田上进行的演替是次生演替B初生演替形成的群落内无竞争现象，次生演替形成的群落内竞争现象明显C通常情况下，初生演替所需时间较长，次生演替所需时间较短D初生演替能形成森林，次生演替很难形成森林答案C解析次生演替时虽然原有的植被已不存在，但原有的土壤条件基本保留，因此演替所需时间短，C项正确；在冰川泥上进行的演替是初生演替，而不是次生演替，A项错误；初生演替形成的群落内也存在竞争现象，但不明显，B项错误；次生演替比初生演替更容易形成森林，D项错误。5根据群落演替的理论，在光裸的岩地上经过一定的时间，最终就会演替出森林。请据此回答问题：(1)光裸的岩地上最终演替出森林，其过程大致是_。(2)地衣首先在裸岩上定居。同时，地衣分泌的有机酸腐蚀了坚硬的岩石表面，加速了岩石风化成_的过程。(3)各种昆虫及其他小动物开始进入生物群落的阶段是_。(4)地衣植物群落阶段与苔藓植物群落阶段相比，土壤中的有机物含量较多的是_，微生物种类较多的是_。(5)在以上演替的各阶段中，达到相对稳定的阶段是()A地衣植物群落阶段和苔藓植物群落阶段B草本植物群落阶段和灌木群落阶段C灌木群落阶段和森林阶段D森林阶段答案(1)地衣植物群落阶段苔藓植物群落阶段草本植物群落阶段灌木群落阶段森林阶段(2)土壤 (3)草本植物群落阶段(4)苔藓植物群落阶段苔藓植物群落阶段(5)D 对点训练题组一群落演替的概念和类型1初生演替和次生演替的主要区别是()A产生的生物数量不同B影响因素不同C起始条件不同D演替过程不同答案C解析初生演替的起始条件是原先不存在植被或原来存在过植被但被彻底消灭了的环境，而次生演替的起始条件则是原有群落环境，只是失去了原有植被，原有的土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子和其他繁殖体。2从光裸的岩地上演替出森林的过程中，由草本植物群落阶段演替到灌木群落阶段所需的时间相对较短，原因是()草本植物群落阶段，土壤中有机物较丰富，通气性好灌木根系发达，吸水能力强灌木更高大，具更强的获得阳光的能力灌木阶段，群落内竞争激烈A B C D答案A解析从裸岩到森林的演替过程中，草本植物群落阶段，土壤中有机物越来越丰富，使得土壤的透气性越来越好，为灌木的生长创造了条件；灌木根系发达且比草本植物高大，所以在与草本植物的竞争中优势明显，很快就能成为优势种。3下列各图中最能准确表示发生在弃耕农田上群落演替过程中群落丰富度的是()答案B解析弃耕农田上的群落演替，在气候条件适宜的情况下，最终形成森林，此时的群落丰富度已达到顶级，趋于稳定。4(2018淮安模拟)甲地因森林火灾使原有植被消失，乙地因火山喷发被火山岩全部覆盖，之后两地均发生了群落演替。下列关于甲、乙两地群落演替的叙述，错误的是()A甲地和乙地发生的演替类型相同B若没有外力干扰，甲地可重现森林C地衣会比苔藓更早地出现在乙地火山岩上D甲、乙两地随着时间延长生物多样性逐渐增多答案A解析甲地因森林火灾引起植被受损，其实并没有彻底消灭植物，而乙地火山喷发导致植被彻底被破坏，所以两地的群落演替应为不同类型演替，故A项错误。题组二群落演替的影响因素5下列有关群落演替的叙述中，正确的是()A原来存在过植被的地方只能出现次生演替B从光裸的岩地演替为森林的过程中，营养结构逐渐趋于复杂C群落演替的过程中生物多样性逐渐降低D人类活动一定会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行答案B解析原来存在植被的地方，如果植被被彻底消灭则为初生演替，如果还保留有植物的种子和其他繁殖体则为次生演替，A项错误；从裸岩到森林的演替过程包括以下几个阶段：地衣苔藓草本植物灌木森林阶段，营养结构逐渐复杂，B项正确；群落演替过程中不断出现新的植物、动物和微生物，种间关系会不断调整，生物多样性逐渐提高，C项错误；人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行，也可能使群落演替沿着正常方向进行，D项错误。6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答案A解析在多年的旧墙壁上生出苔藓是群落自然演替的结果；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。7(2018南京质检)巨尾桉具有速生、高产的特点。某地区将天然林全部砍伐烧毁，大量单一种植巨尾桉，对环境造成不利的影响。下列叙述正确的是()A天然林替换成巨尾桉林的过程属于初生演替B天然林替换成巨尾桉林后物种丰富度增加C在巨尾桉林中混种其他林木有利于改善该地区环境D天然林替换成巨尾桉林后各种群的K值提高答案C解析将天然林砍伐后种植单一的巨尾桉，属于人为影响的次生演替，该过程中物种的丰富度下降；单一的巨尾桉林与天然林相比物种单一，若混种其他林木可以改善该地区的环境。综合强化8如图为某珊瑚礁群落演替过程中鱼的种数、鱼的个体数及珊瑚礁体积的变化。下列叙述正确的是()A珊瑚虫和该区域的鱼组成珊瑚礁群落B珊瑚礁体积变化影响鱼类的多样性C该珊瑚礁群落的演替过程属于初生演替D演替至第4年时，各种鱼类个体数才达到K值答案B解析群落是指在同一时间内占据一定空间的相互之间有直接或间接联系的各种生物种群的集合，而珊瑚虫和该区域的鱼只是该区域动物中的一部分，A项错误；从图中可以看出，珊瑚礁为鱼类提供了食物和栖息场所，并且珊瑚礁的体积和鱼的种数呈现出正相关的变化，B项正确；该珊瑚礁群落的演替属于次生演替，C项错误；演替至第4年时，珊瑚礁体积和鱼的种数仍处在向下波动的状态，到第5年才基本维持相对稳定，因此演替至第5年时，各种鱼类个体数才达到K值，D项错误。9(2018盐城调研)为了研究某降水丰沛、气温较高的山区群落演替的规律，生态学家利用把同一时间内的不同群落当作同一群落在不同演替阶段的原理，研究了灌草丛、针阔混交林、常绿阔叶林、针叶林的相关特征，结果如下表(叶面积指数是指每单位土地面积上叶片总面积)：灌草丛针阔混交林常绿阔叶林针叶林生产者固定有机物的量t(hm2a1)17.43116.61150.8155.50总呼吸量t(hm2a1)15.9392.73124.8140.98叶面积指数2.4811.2817.766.63植被干物质的量(thm2)6.65377.52398.57184.74下列有关说法正确的是()A该地区群落演替过程中，其叶面积指数逐渐减小B该地区群落演替过程中，植被干物质的量前期增长迅速，后期增长缓慢C四个群落中灌草丛和常绿阔叶林有垂直结构，其他两个群落则没有D植被干物质的量只与群落中植被的光合作用、呼吸作用有关答案B解析该群落演替顺序应该为：灌草丛针叶林针阔混交林常绿阔叶林，结合表中数据可知，该地区群落演替过程中，其叶面积指数逐渐增大，A项错误；由表中数据可知：群落演替过程中，前期的干物质的量增长迅速，后期增长缓慢，B项正确；表中的四个群落均有垂直结构，C项错误；植被干物质的量除了与群落中植被的光合作用、呼吸作用有关外，还与叶面积指数等有关，D项错误。10东北东部山地的阔叶红松林受破坏之后，形成一片空地，叫做“林窗”，这时候往往最先进入的是杨树、白桦等。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。下列有关说法正确的是()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的结果说明红松林在竞争中处于优势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，群落的物种组成不会发生变化答案B解析红松林受破坏后原有的土壤和繁殖体还存在，这种演替属于次生演替；红松林取代杨树和白桦的原因是红松林在竞争中处于优势；在群落演替的整个过程中都存在种群间的竞争关系；在群落的演替过程中，群落的物种组成会发生改变。11某地实施退耕还林多年后，原有耕地变为林地。科研人员对林地植被的种群密度进行了调查，发现阳坡和阴坡植被差异明显。对阳坡的物种生态位重叠(即两个物种在同一资源状态上的相遇频率，见表中数据)变化进行分析，其结果如下：种名山桃丁香油松刺槐山桃1丁香0.1241油松0.1250.8341刺槐0.1480.7610.8841(1)耕地逐渐过渡为林地的过程属于_。(2)在调查该林地山桃的种群密度时应采用_法。(3)据表中数据可知，阳坡群落物种中竞争最激烈的是_。造成阳坡和阴坡植被差异明显的主要非生物因素是_。答案(1)群落演替(或次生演替)(2)样方(3)油松和刺槐阳光解析(1)耕地上发生的演替属于次生演替。(2)调查植物种群密度所用的方法是样方法。(3)两种生物重叠越大，说明它们之间的资源竞争就越激烈，分析表可知，油松和刺槐的重叠度最大，即油松和刺槐的竞争最激烈；造成阳坡和阴坡植被差异明显的主要非生物因素是阳光。12阅读提供的材料，并回答下列相关问题：材料一在许多自然景区，将原有植被清除，然后从农田运来土壤种植草坪。绿化用草坪不但需要大量灌溉来保证其生长，还需要不断地进行施肥、除草、药物防治病虫害等工作，对当地原有生态环境造成巨大的破坏。材料二由于人类活动的影响，我国著名旅游景区泰山的动植物种类逐渐减少，现在山上的森林多为上世纪50年代种植的人工林，海拔800米以下几乎都是刺槐，挤占了泰山原有物种的生存空间。(1)材料一中群落的演替与自然演替不同，自然演替的方向是_。如果对人工草坪不再进行种植管理，让其自然恢复，这种演替的类型是_。(2)材料二中刺槐在泰山当地无节制繁殖的原因可能是_。这会导致当地的_丧失。自然林往往有病无灾，而人工林则往往会爆发严重的虫害，原因是_。(3)如果你是自然景观设计师，该如何对城市进行绿化设计？ _。答案(1)群落的结构和组成成分由简单到复杂；群落对物质、能量的利用率逐步提高次生演替(2)刺槐适应当地的气候环境，有充足的生存空间和资源，并且没有天敌生物多样性植物单一，控制害虫的天敌很少(3)根据群落演替的自然规律，选用当地原有的植物，合理安排草本、灌木、乔木的比例，增加物种丰富度，合理安排生物群落的水平结构和垂直结构(合理即可)解析自然演替的方向与材料一中群落演替的方向不同，自然演替的结果是生物种类越来越多，营养结构越来越复杂，对能量的利用率越来越高。刺槐能无限制生长，说明当地气候、土壤等条件非常适宜其生存，并且没有天敌。设计城市绿化的时候要尽量选用当地物种，因为当地物种已经适应了当地的气候等环境条件，同时要注意物种的多样性，合理设计群落的结构，提高生物对环境资源的利用能力，增强生态系统的稳定性。13(2017天津，7)大兴安岭某林区发生中度火烧后，植被演替过程见下图。据图回答：(1)该火烧迹地上发生的是_演替。与相比，中群落对光的利用更充分，因其具有更复杂的_结构。(2)火烧15年后，草本、灌木丰富度的变化趋势均为_，主要原因是它们与乔木竞争时获得的_。(3)针叶林凋落物的氮磷分解速率较慢。火烧后若补栽乔木树种，最好种植_，以加快氮磷循环。(4)用样方法调查群落前，需通过逐步扩大面积统计物种数绘制“种面积”曲线，作为选取样方面积的依据。下图是该林区草本、灌木、乔木的相应曲线。据图分析，调查乔木应选取的最小样方面积是_。答案(1)次生垂直(2)下降后保持相对稳定光逐渐减少(3)阔叶树(4)S3解析(1)火烧后的林地发生的演替属于次生演替。与草本灌木相比，针阔混交林生物种类和数目多，具有复杂的垂直结构，对光能的利用更充分。(2)据图可知，火烧15年后，草木、灌木丰富度下降后保持相对稳定，主要原因是它们与乔木竞争时获得的光逐渐减少。(3)由于针叶林凋落物的氮磷分解速率较慢，所以火烧后补栽乔木树种，最好种植阔叶树，以加快氮磷循环。(4)由于乔木、灌木、草本的个体大小逐渐减小，则从曲线可知，乔木物种数达到最大值所需的最小样方面积是S3。14(2014新课标，30)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？_。(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。_。(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”)。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了该条件，而从裸岩开始的演替要达到该条件需要漫长的时间(3)变快未发生改变解析(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；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。据此分析可知，在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)因森林被全部砍伐后，土壤条件等仍然保留，因此演替到相对稳定的森林阶段所需时间较短，而从裸岩开始的演替要达到该条件需要较长的时间。(3)“人类过度开垦，导致局部灌丛出现了荒漠化”，“50年”相对于题目信息中的“5万年”来说是在较短的时间内完成的，故人的作用会加速演替的速度。人类活动导致向荒漠化方向的演替与“由于气候越来越干燥，森林逐渐被灌丛取代”的演替方向是一致的。