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【备考2024】生物高考一轮复习
第31讲　群落及其演替
[课标要求] 1.描述群落具有垂直结构和水平结构等特征，并可随时间而改变2.阐明一个群落替代另一个群落的演替过程，包括初生演替和次生演替两种类型3.分析不同群落中的生物具有与该群落环境相适应的形态结构、生理特征和分布特点
[核心素养](教师用书独具) 1.群落属于生命系统，具有物种组成、种间关系、空间结构等特征，群落可以发生演替。(生命观念)2.比较各种种间关系的不同特点，并用数学模型表示。(科学思维)3.制订并实施方案：用取样器取样法调查土壤中动物类群的丰富度。(科学探究)4.通过总结人类活动对群落演替的影响，关注人类活动对环境的影响及保护。
考点1　群落的结构
1．群落的概念
在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合。强调该区域中全部生物，包括全部植物、动物、微生物。
2．群落的特征
(1)群落的物种组成
①意义：是区别不同群落的重要特征。
②衡量指标：物种丰富度，即群落中物种的数目的多少。
③规律
a．不同群落丰富度不同，一般越靠近热带地区，单位面积内的物种越丰富。
b．在群落中，有些物种数量很多，对其他物种影响很大，往往占据优势；有些物种比较常见，但对其他物种影响不大，不占优势。
c．群落中的物种组成不是固定不变的。
(2)群落的种间关系(连线)
提示：①—c—Ⅲ　②—b—Ⅳ　③—d—Ⅰ　④—a—Ⅱ　⑤—e—Ⅴ
(3)群落的空间结构
概念 在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间，使群落形成一定的空间结构
类型 垂直结构 水平结构
表现 垂直方向有明显的分层现象 水平方向上常呈镶嵌分布
决定因素 植物：光照、温度、水分、无机盐等；动物：栖息空间和食物条件；植物分层决定动物分层 环境因素：地形变化、土壤湿度和盐碱度的差异以及光照强度的不同；生物因素：生物自身生长的特点的不同以及人与动物的影响
原因 在长期自然选择基础上形成的对环境的适应
意义 利于群落整体对自然资源的充分利用
(4)群落的季节性
由于阳光、温度和水分等随季节而变化，群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化。
(5)生态位
①概念：一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生态位。
②
③
1．群落的形成是不同物种协同进化的结果。 (√)
2．控制放牧强度对于维持草原群落稳定、实现可持续发展非常重要。 (√)
3．海葵和寄居蟹为原始合作关系，分开后，各自不能独立生活。
(×)
提示：海葵和寄居蟹分开后，各自能独立生活。
4．研究动物的生态位时，它在研究区域内的出现频率是通常研究的一个方面。 (×)
提示：研究植物的生态位时，它在研究区域内的出现频率是通常研究的一个方面。
5．在陆生群落中，决定植物地下分层的环境因素则是水分、无机盐等。 (√)
1．渔业生产中，为了使人工池塘中养殖的鱼类能充分利用资源，提高效益，可采取何种措施？(选择性必修2　P28“与社会的联系”)
提示：选择生态位不同的鱼类(食性和生存空间不同的鱼类)、投放适量的捕食者。
2．在群落形成的过程中，若两个物种生态位相似，你认为这两个物种发展的结果将是什么？(选择性必修2　P29“拓展应用”)
提示：生态位相似的两个物种，由于长期的自然选择，会通过多种方式来避免竞争和减少生态位的重叠。
1．在群落中，每个物种都有自己在群落中的地位或作用，原因在于
______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
提示：不同的物种生活在一定的空间范围内，利用特定的资源，甚至只在特殊的时间段出现，它们在群落中所起的作用以及与其他物种的关系也有差别
2．在林场进行适度砍伐后，会出现空地(林窗)。请说明林窗对林场生物多样性产生的影响并简要说明理由：_____________________________________
___________________________________________________________________。
提示：可引起林场生物多样性的改变，适度砍伐后，形成林窗，会改变林场局部原有的环境(阳光通风湿度等)，从而引起林场物种的变化，适当砍伐形成的林窗可因上述改变，增加林场生物多样性
1．捕食关系中捕食者与被捕食者的判断技巧
图1　　　　　　　　　　　图2
(1)若两种生物的最大数量有明显差异，一般数量多的为被捕食者，如图1中A为被捕食者。
(2)若两种生物数量相当，则从变化趋势看，先到达波峰的为被捕食者，后到达波峰的为捕食者。即被捕食者变化在先，捕食者变化在后，如图2中A为捕食者，B为被捕食者。
2．分析当地自然群落中某生物的生态位
(1)生态位的内容：包括该物种觅食的地点、食物的种类和大小，还有其每日的和季节性的生物节律，以及所需要的物理(如温度、湿度、pH等)和生物条件以及与其他生物之间的关系等。
(2)生态位分化：在长期的相互竞争作用中，两个生态位上接近的物种若要共存，必须在空间、食物、活动时间、生理或习性上有分化，即生态位分化。
(3)生态位重叠：当两个或更多的物种共同利用某些资源时，即出现了生态位重叠，如果资源供应不足，就会产生种间竞争，如果竞争激烈，种群对资源的利用就会发生改变，可能出现(a)生态位移动或(b)物种灭绝。
(4)生态位的应用：在农业中，应该从水平、垂直、时间、营养及物种、数量等多方位进行系统组分的合理组配，以充分利用和拓展系统生态位，提高整个农业生态系统的生产力。
1．生态位宽度是指某一物种在其生存的生态环境中对生态因子的利用状况，下图为不同干扰强度下传粉昆虫优势类群的生态位宽度。
据图可知，从人为中度干扰强度到重度干扰强度，影响最大的是哪一优势类群？蠓科对环境的适应能力非常强，请结合图示进行解释。
提示：蚤蝇科。各程度干扰强度下蠓科生态位都较大，而生态位又可反映某一物种对环境资源的利用和适应能力。
2．竞争排斥原理是指在一个稳定的环境中，两个或两个以上受资源限制的，但具有相同资源利用方式的物种不能长期共存在一起。以双小核草履虫和大草履虫为材料进行实验，证实竞争排斥原理，请你写出实验的设计思路及预测结果。
提示：设计思路：将形态和习性上很接近的双小核草履虫和大草履虫放在资源有限的环境中混合培养，一段时间后，观察其存活情况。预测结果：一方(双小核草履虫)存活，另一方(大草履虫)死亡。
生物的种间关系辨析
1．(2021·山东等级考)某种螺可以捕食多种藻类，但捕食喜好不同。L、M两玻璃缸中均加入相等数量的甲、乙、丙三种藻，L中不放螺，M中放入100只螺。一段时间后，将M中的螺全部移入L中，并开始统计L、M中的藻类数量，结果如图所示。实验期间螺数量不变，下列说法正确的是(　　)
A．螺捕食藻类的喜好为甲藻＞乙藻＞丙藻
B．三种藻的竞争能力为乙藻＞甲藻＞丙藻
C．图示L中使乙藻数量在峰值后下降的主要种间关系是竞争
D．甲、乙、丙藻和螺构成一个微型的生态系统
A　[结合两图可知，在放入螺之前，甲藻数量多，乙藻数量其次，丙藻数量较少，放入螺之后，甲藻的数量减少明显，乙藻其次，丙藻数量增加，说明螺捕食藻类的喜好为甲藻＞乙藻＞丙藻，且三种藻的竞争能力为甲藻＞乙藻＞丙藻，A正确，B错误；图示L中使乙藻数量在峰值后下降的主要原因是引入了螺的捕食，使乙藻数量下降，C错误；生态系统是由该区域所有生物和生物所处的无机环境构成的，甲、乙、丙藻只是该区域的部分生物，D错误。]
2．(2021·佛山高三模拟)将家蝇和丽蝇培养在小的种群笼中12～13周后，部分种群笼只剩下了家蝇，部分种群笼只剩下了丽蝇，这表明培养在小种群笼中时两种蝇的竞争能力大致相当。如果把两种蝇培养在大的种群笼中，实验结果如图所示。
对大种群笼中家蝇和丽蝇的实验种群和野生种群的竞争能力进行测试，结果发现野生丽蝇与家蝇(不论野生种群还是实验种群)相比，其竞争能力处于劣势；但第38周后从种群笼中取出的丽蝇在与家蝇(不论野生种群还是实验种群)进行竞争时却占有明显的竞争优势，下列说法错误的是(　　)
A．家蝇和丽蝇的竞争能力会随着两种蝇所处环境的改变而发生改变
B．与培养在小种群笼中相比，培养在大种群笼中两种蝇的竞争强度要更低
C．丽蝇实验种群在数量稀少并处于灭绝边缘时通过进化获得了竞争优势
D．自然环境中野生家蝇和野生丽蝇由于竞争关系的存在只有一种蝇能够存活
D　[题干信息表明在小种群笼中两种蝇的竞争能力大致相当。但在大种群笼中培养前期两种蝇的竞争能力差别很大，第38周后两种蝇的竞争能力出现反转，因此家蝇和丽蝇的竞争能力会随着两种蝇所处环境的改变而发生改变，A正确；据图可知培养在大种群笼中的两种蝇38周前后竞争能力都差别很大，因此种间的竞争强度都要低于小种群笼，B正确；在大种群笼中，第38周后丽蝇在竞争中突然占优势，这可能是在种群数量稀少并处于灭绝边缘时由于某些基因突变或重组造成有利变异进而通过自然选择使得种群向着这种方向进化，从而获得了竞争优势，C正确；自然环境中由于食物和空间相对较为充裕，且存在捕食者，会捕食数量较多的个体，因此两种蝇的数量应为此消彼长，不会只有一种蝇能存活，D错误。]
　种间关系曲线的多角度判断
群落的物种组成与空间结构的综合分析
3．(2021·淄博高三二模)飞机草是一种喜阳不耐阴的杂草，具有较强的繁殖能力，能够迅速排挤本地物种，形成大面积的单优群落，造成生态系统极度退化，被视为世界上严重的外来入侵物种之一。下图甲、乙分别为不同修复年份飞机草盖度(植物地上部分垂直投影的面积占地面的比率)和物种丰富度变化图(图CK为对照，a为年)，回答下列问题：
甲
乙
(1)图甲中，修复初期飞机草种群大量繁殖成为该群落的______。
(2)图乙中，草本植物物种丰富度的变化可描述为______________________________。由于人工替代种植，修复3a后灌木物种丰富度显著增加，这说明人类活动能够________________________。
(3)选择具有强大竞争优势或通过根分泌有机化合物的物种抑制外来入侵物种生长，是利用了________(填“种间”或“种内”)竞争的关系；高生态空间位置的本地物种逐渐削弱或替代低生态空间的飞机草的过程属于________。
(4)综合分析甲、乙两图可知，飞机草被抑制的原因可能是____________
_______________________________________________________________
______________________________________________________________。
[解析]　(1)据图甲可知，修复初期飞机草种群盖度为80%多，形成大面积的单优群落，对群落结构起着决定性作用，属于该群落的优势种。
(2)群落演替中，由于灌木的出现，飞机草的优势被取代，其他草本植物开始生长，草本植物物种丰富度先升高，后由于灌木和乔木丰富度逐渐提高，草本的优势被取代而丰富度降低，后生态系统逐渐趋于稳定，草本植物的丰富度由此趋于稳定。据题可知飞机草是具有较强的繁殖能力，能够迅速排挤本地物种而造成生态系统极度退化，而人工替代种植在3年后使灌木物种丰富度明显增加了，这体现了人类活动可影响演替的方向和速度。
(3)本地物种和外来物种是不同的物种，故可知选择具有强大竞争优势或通过根分泌有机化合物的物种抑制外来入侵物种生长，是利用了种间竞争的关系；高生态空间位置的本地物种逐渐削弱或替代低生态空间的飞机草的过程发生了优势种的取代，该过程为群落演替。
(4)据图乙分析，由于灌木和乔木的逐渐出现，图甲表现出飞机草的盖度逐渐降低，可知飞机草被抑制是因为出现了更高生态空间位置的本地物种灌木和乔木，在垂直方向上更好利用阳光，使飞机草接受的阳光照射面积变小，在空间竞争中处于劣势。
[答案]　(1)优势种　(2)先升高后降低逐步趋于稳定　影响群落演替的速度和方向　(3)种间　群落演替　(4)灌木与乔木能比飞机草在垂直方向上更好利用阳光，使飞机草受阳光照射的面积变小
生态位及其特点、意义
4．(2021·十堰高三模拟)生态位是指物种在生物群落或生态系统中的地位和角色，表现了物种对各种资源(食物、空间等)的利用以及不同物种之间的关系。生态位的重叠和分离状况与种间竞争、种内斗争具有密切的关系。下列叙述错误的是(　　)
A．种间竞争会促使不同物种的生态位分化
B．种内斗争的加剧会使不同物种的生态位重叠减少
C．各物种生态位的分化利于群落稳定性与多样性的维持
D．两个物种的生态位重叠增加，则种间竞争加剧
B　[种间竞争使不同物种对资源的利用会出现差异，所以会促使不同物种的生态位分化，A正确；种内斗争的加剧会使种群内的个体占据更多的资源，从而使不同物种的生态位重叠增加，B错误；各物种生态位的分化有利于生物对资源的利用，有利于群落稳定性与多样性的维持，C正确；两个物种的生态位重叠增加，相似的生存空间和资源越多，则种间竞争加剧，D正确。]
5．(2021·日照高三三模)生态位是指一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置、占用资源情况以及与其他物种的关系等。研究人员对某国家自然保护区内四种占优势的水鸟为研究对象，调查并分析了它们的生态位，结果如下表所示。下列有关说法错误的是(　　)
物种 观察数量 觅食生境出现率/% 鸟胃中主要的食物种类/%
生境1 生境2 生境3 小坚果 茎类 草屑 螺类 贝壳砂砾 甲壳类 其他
绿翅鸭 2 120 67 0 33 52.8 16.7 0 12 13 0 5.5
绿头鸭 1 513 98 1 1 78.3 0.8 0 7.1 5.6 1.1 7.1
鹤鹬 1 678 64 0 36 0 0 50.0 25.0 25.0 0 0
青脚鹬 1 517 29 28 43 0 0 33.3 33.3 0 33.3 0.1
(注：生境1为低潮盐沼—光滩带；生境2为海三棱藨草带，宽度为400 m左右；生境3为海堤内鱼塘—芦苇区，芦苇在植物群落中占优势。)
A．该自然保护区内存在不同的生境体现了群落的水平结构
B．四种水鸟在同一生境中的出现率不同与其食性密切相关
C．四种水鸟占据的生态位不同是群落中物种之间协同进化的结果
D．不同物种通过减少生态位重叠来减弱竞争以利于其充分利用环境资源
C　[由题意，生境1为低潮盐沼—光滩带；生境2为海三棱藨草带，宽度为400 m左右；生境3为海堤内鱼塘—芦苇区，可知不同生境地的形成是由于水平结构的不同，故该自然保护区内存在不同的生境体现了群落的水平结构，A正确；决定动物分布的因素是其食物和栖息空间的分布，所以四种水鸟在同一生境中的出现率不同与其食性密切相关，B正确；四种水鸟占据的生态位不同是生物与无机环境以及不同物种之间协同进化的结果，C错误；生态位重叠越多，不同物种之间的竞争越大，不同物种通过减少生态位重叠来减弱竞争以利于其充分利用环境资源，D正确。]
考点2　(探究·实践) 研究土壤中小动物类群的丰富度
1．实验原理
(1)土壤不仅为植物提供水分和矿质元素，也是一些小动物的良好栖息场所。
(2)许多土壤动物有较强的活动能力且身体微小，可用取样器取样的方法进行采集、调查。
(3)丰富度的统计方法通常有两种：记名计算法和目测估计法。
2．实验流程
提出问题：如土壤中有哪些小动物？它们的种群密度是多少？
↓
制订计划：包括准备及取样、采集小动物、观察和分类、统计和分析四个操作环节
↓
实施计划
↓
得出结论：组成不同群落的优势种是不同的，不同群落的物种丰富度是不同的。一般来说，环境条件越优越，群落发育的时间越长，物种越多，群落结构越复杂
1．注意事项
(1)从不同营养环境中采集土壤样本要分别统计。
(2)尽可能多地收集小动物。收集小动物时，根据土壤中生物的避光性和趋湿性来收集。
(3)从同样营养土壤中采集的样本，多组进行统计比较。
(4)命名要准确，并进行分类。
(5)远离危险地带，不要破坏当地环境。
2．取样器取样法误差归纳
(1)未能给予最适“诱捕”条件，即未能充分利用土壤动物“趋湿”“避光”“避热”特性，如未打开电灯可导致诱捕到的动物个体减少。
(2)未做到土壤类型、取样时间、土层深度保持一致而导致计数误差。
(3)对“不知名”的动物不予计数而导致误差(正确做法是记为“待鉴定XX”，并记下其特征)。
1．科研人员根据线虫的生活习性和取食特点，将梨园土壤线虫划分为4个营养类群，再根据调查得到的线虫种类，计算得到各营养类群的相对丰度如下表。下列分析不正确的是(　　)
土层分布相对丰度营养类群 0～20 cm 20～40 cm
常规区 实验1区 实验2区 常规区 实验1区 实验2区
食细菌线虫 79.92 80.05 79.71 77.45 60.94 66.39
食真菌线虫 6.54 6.33 7.45 2.69 2.59 2.59
杂食捕食线虫 5.77 5.68 5.52 4.45 4.42 4.20
植物寄生线虫 7.77 7.94 7.32 15.41 32.08 26.82
注：常规区(频繁化学防治)、实验1区(农药减施防治)、实验2区(以植物源农药为主的农药减施防治。)
A．梨园中的细菌、真菌、线虫和植物等各种生物共同构成了生物群落
B．线虫的各种营养类群在不同土层中相对丰度不同，体现了群落的垂直结构
C．在0～20 cm土层，不同防治方法对各营养类群线虫相对丰度影响不明显
D．在20～40 cm土层，以植物源农药为主的农药减施防治线虫的效果最佳
D　[梨园中的细菌、真菌、线虫和植物等各种生物，包含了自然区域内的所有生物，因此可构成生物群落，A正确；线虫的各种营养类群在不同土层中相对丰度不同，是群落垂直结构的体现，垂直结构能使土壤中的生物充分利用空间资源，B正确；在0～20 cm土层，各个区域中同种类线虫的丰度差距并不明显，据此可说明不同防治方法对各营养类群线虫相对丰度影响不明显，C正确；在20～40 cm土层，常规区的植物寄生线虫的相对丰度比实验1区和实验2区都更小，说明以频繁化学防治线虫的效果最佳，D错误。]
2．森林群落中老龄树木死亡形成的林冠层空隙，称为林窗。研究者调查了某森林生物群落中，林窗下与林下枯落物层及不同深度土壤中小动物的情况，得到如图所示的结果。下列相关叙述正确的是(　　)
土壤动物种类数(种)
A．调查土壤中小动物丰富度常用样方法
B．光照仅影响森林生物群落的水平结构
C．林窗下和林下土壤小动物种类数均随深度的增加而减少
D．据图可知，林窗下和林下不同层次的土壤中小动物种群密度不同
C　[调查土壤中小动物丰富度常用取样器取样法，A错误；光照不仅影响森林生物群落的水平结构，还影响群落的垂直结构，B错误；据图可知，林窗下和林下不同层次的土壤中小动物种类数不同，无法得知种群密度，D错误。]
3．(2021·丰台区高三模拟)为研究植物群落多样性下降对地下生物群落的影响，研究人员将某地发生过火灾的岛屿按照面积分为大、中、小三组，面积越小的岛屿距末次火灾年限越长。
(1)岛屿不同区域常常呈现出________类型和密度的镶嵌分布，是群落水平结构的体现。大、中、小三组岛屿可以代表不同演替阶段的生态环境，群落演替的结果往往是由环境和________共同作用决定的。
(2)地下生物群落主要由________等微生物以及各种土壤小动物组成。
(3)为了研究不同岛屿移除植物功能群对地下线虫类群的影响，通常需要采用________的方法采集土壤，统计样本中线虫的________，从而推测线虫的物种丰富度。研究人员假设不同岛屿上植物功能群的移除均会降低线虫类群生物量，且岛屿越大，影响越明显。下图为部分实验数据：
　
注： T表示移除乔木， S表示移除灌木， M表示移除苔藓。
根据图中信息，判断上述假设是否成立并说明理由：___________________
_______________________________________________________________。
[解析]　(1)群落的水平结构往往呈现出种群类型和密度的镶嵌分布。群落演替的结果往往是由环境和生物共同作用决定的。
(2)地下生物群落主要由细菌、真菌等微生物以及各种土壤小动物组成。
(3)为了研究不同岛屿移除植物功能群对地下线虫类群的影响，通常需要采用取样器取样的方法采集土壤，统计样本中线虫的种类数，从而推测线虫的物种丰富度。分析柱形图可知：移除乔木后，大岛屿上取食植物的线虫生物量增加。或移除苔藓后，大岛屿取食细菌(或真菌)的线虫生物量变化最小，故假设“不同岛屿上植物功能群的移除均会降低线虫类群生物量，且岛屿越大，影响越明显”不成立。
[答案]　(1)种群　(群落内部的)生物　(2)细菌、真菌　(3)取样器取样　种类数(种类和数目)　不成立。移除乔木后，大岛屿上取食植物的线虫生物量增加。或移除苔藓后，大岛屿取食细菌(或真菌)的线虫生物量变化最小(合理给分)
考点3　群落的主要类型和群落的演替
1．群落的主要类型
(1)eq \a\vs4\al()
(2)陆地生物群落的比较
群落类型 荒漠生物群落 草原生物群落 森林生物群落
生存环境 极度干旱；年降水量稀少且分布不均匀 半干旱；不同年份或季节雨量不均匀 湿润或较湿润
群落结构 物种少；结构非常简单 物种较少；结构相对简单 物种繁多；结构非常复杂且相对稳定
生存生物特点 动植物具有耐旱特性 植物抵抗干旱能力强，动物善于挖洞或快速奔跑 阳生植物多居上层，阴生植物利用光能较强，动物善于树栖和攀缘
(3)群落中生物的适应性
在不同的群落中，生物适应环境的方式不尽相同，每一种生物都有自己适宜的生存环境，所以说群落是一定时空条件下不同物种的天然群聚。
2．群落的演替
(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)演替过程(以裸岩上的演替为例)
(3)初生演替与次生演替的比较
类型项目　　 初生演替 次生演替
起始条件 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 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
演替速度 慢 快
形成群落 新群落 趋向于恢复原来的群落
经历阶段 相对较多 相对较少
影响因素 自然因素 人类活动较为关键
3.人类活动对群落演替的影响
(1)人类活动不合理的方式：对自然资源的过度开发、不合理的利用、环境污染、外来物种的引入等均会使生物群落退化。
(2)人类活动合理的方式：封山育林、治理沙漠、管理草原、建立人工群落等。
(3)影响结果：使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。
1．草原上动植物的种类较少，群落结构相对简单。 (√)
2．在不同的森林群落中，生物适应环境的方式不尽相同。 (√)
3．森林中的乔木、灌木与草本植物之间，可以因生态位的不同而达到相对平衡的状态。 (√)
4．在某一地区，群落演替的结果往往是仅由环境而决定的。
(×)
提示：在某一地区，群落演替的结果往往是由环境和群落内部的生物共同作用而决定的。
5．海岛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。 (√)
6．动物群落的演替与光照无关。 (×)
提示：决定群落演替的根本原因存在于群落内部，但群落之外环境条件的不断变化，也常成为群落演替的重要因素。
7．演替并不是永无休止的过程。 (√)
1．某沙地的优势种是耐风沙与干旱的灌木而不是草本或乔木。一般这类灌木的根茎干重比大于乔木，请尝试解释其适应性较强的原因。(选择性必修2　P35“思考讨论”)
提示：灌木树冠低矮，具有很强的防风固沙的能力。根系发达，能从土壤中吸收较多水分。
2．如果一块弃耕农田位于半干旱地区，群落演替最可能发展到哪个阶段？并说明理由。(选择性必修2　P41“文字信息”)
提示：只能发展到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。由于处于半干旱地区，受水分影响，弃耕农田最可能演替到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。
1．据调查，刺萼龙葵一段时间内出现在我国某地的玉米田中，并很快排挤了原有的杂草而成为主要的杂草种类，对农作物造成了危害。该玉米田是否发生了群落演替？请写出判断依据。______________________________________
_________________________________________________________________。
提示：否。刺萼龙葵的出现使玉米田中的杂草种类发生改变，但是没有改变玉米田中的优势种，生物群落类型没有发生改变
2．一般来说，若要演替到相对稳定的森林阶段，在光裸的岩石上开始的初生演替和从森林被全部砍伐的地方开始的次生演替相比，该次生演替所需的时间短，分析其主要原因_______________________________________________
__________________________________________________________________。
提示：形成森林需要一定的土壤条件，该次生演替起始时既具备该条件，而从裸岩开始的演替要达到该条件需要漫长的时间
3．植物修复是金属矿山生态修复中应用前景最好的技术之一。在其修复过程中，所选草本、木本植物一般为本地物种，而不选外地物种，原因是______
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示：避免引进的物种由于缺乏天敌、资源充裕、环境适宜等原因造成生物入侵
1．自然群落演替的特征
2．群落演替的原因分析
(1)群落外界环境不断变化，为群落中某些物种提供有利的繁殖条件，而对另一些物种生存产生不利影响。
(2)生物本身不断进行迁入、迁出。
(3)群落内部由于生命活动造成内部环境改变。
(4)种内和种间关系不断发生变化。
(5)人类活动的干扰。
1．林窗又称林隙或林冠空隙，主要是指森林群落中老龄树死亡或因偶然性因素(如干旱、台风、火灾等)导致成熟阶段优势树种死亡，从而造成空隙的现象。与林内相比，林窗对一些鸟兽来说相对缺少遮蔽物，会增大被捕食的危险，因而，它们在林窗内留下的种子量又会相对减少，这种变化对动物活动的影响间接影响林窗种子库，请推测可能的原因。
提示：动物活动在林窗内减少，既减少了对林窗种子的掠食，同时也减少了将其他地方种子输入林窗的机会。
2．生物量是指生物群落在单位面积某一时刻现存的有机物总量(一般用干重代表)。泥石流使某原始林群落遭到破坏，经过长期的演替逐渐形成新的恢复群落，但恢复群落植被的总生物量仍然很低，请你提出一条促进这种恢复林快速增加植被生物量的措施。
提示：种植适合本地土壤条件的植物；合理施肥改良土壤；引入土壤微生物，改善土壤状况等。
考查群落的主要类型及特点
1．(2021·扬州高三模拟)天山山脉沿东西横贯我国新疆中部，很多山峰高度超过4 000 m。从天山北麓的奎屯登山，从山脚到山顶依次可以看到荒漠、草原、森林等群落类型。相关叙述正确的是(　　)
A．天山各群落都是一定时空条件下相同物种所有个体的天然群聚
B．从山脚到山顶的植被类型有差异，反映了群落的垂直结构特征
C．从山脚到山顶群落类型的差异是由于光照强度的不同导致的
D．从山脚到山顶不同群落中的生物都有适应其环境的特征
D　[群落是在一定时空条件下不同物种的所有个体的天然群聚，A错误；不同海拔地带的植物呈垂直分布，从山脚到山顶依次可以看到荒漠、草原、森林等群落类型，这种分布主要是由于不同海拔温度不同造成的，所以属于群落的水平结构，B错误；从山脚到山顶群落类型的差异主要是由于温度的不同导致的，C错误；从山脚到山顶不同群落中的生物都有适应其环境的特征，D正确。]
2．下表为三个稳定的草原生态系统中植物调查的统计数据，据表分析合理的是(　　)
草原类型 草甸草原 典型草原 荒漠草原
植物总种数 160 100 80
平均种数/(种数·m－1) 20 18 10
平均产量/(kg干重·hm－1) 2 000 900 200
A．草甸草原物种丰富度最高，放牧强度加大对其没有影响
B．三种草原上生活的动物均具有挖洞和攀缘生活的特点
C．遭遇火灾后荒漠草原最快恢复，一定演替为草原群落
D．草原群落的外貌和结构会随着季节更替发生有规律变化
D　[草甸草原的丰富度最高，但若放牧强度过大，也会导致其丰富度降低，A错误；草原上没有高大的乔木，其分布的动物一般具有挖洞和奔跑的特点，B错误；荒漠草原火灾后不一定能最快恢复，并演替成草原群落，C错误；草原群落的外貌和结构会随着季节更替出现规律性变化，如由绿到黄到绿，D正确。]
群落演替的类型及过程分析
3．(不定项)(2020·山东等级考)在互花米草入侵地栽种外来植物无瓣海桑，因无瓣海桑生长快，能迅速长成高大植株形成荫蔽环境，使互花米草因缺乏光照而减少。与本地植物幼苗相比，无瓣海桑幼苗在荫蔽环境中成活率低，逐渐被本地植物替代，促进了本地植物群落的恢复。下列说法错误的是(　　)
A．在互花米草相对集中的区域选取样方以估算其在入侵地的种群密度
B．由互花米草占优势转变为本地植物占优势的过程不属于群落演替
C．逐渐被本地植物替代的过程中，无瓣海桑种群的年龄结构为衰退型
D．应用外来植物治理入侵植物的过程中，需警惕外来植物潜在的入侵性
AB　[在利用样方法进行种群密度的调查时，取样的关键是随机取样，A错误；群落演替是指随着时间的推移一个群落被另一个群落代替的过程，由互花米草占优势，转变为本地植物占优势的过程属于群落演替，B错误；由题干信息“无瓣海桑幼苗在荫蔽环境中成活率低”可知逐渐被本地植物代替的过程中，无瓣海桑种群的年龄结构为衰退型，C正确；应用外来植物治理入侵植物的过程中，需警惕外来植物没有天敌抑制其快速繁殖，导致本地物种缺乏资源而灭绝，D正确。]
4．(2021·徐州高三模拟)某湖沙丘上群落的演替过程中出现了4个阶段：①湖水退却后，基质条件为原生裸地性质，未被任何生物群落占据过；②松柏林、黑栎林、栎－山核桃林占优势；③相对稳定的山毛榉－槭树林群落；④黄蒿、狗尾草、羊草等杂草占优势。关于该湖沙丘上群落的演替的叙述错误的是(　　)
A．该群落的演替顺序为①③②④，为初生演替
B．在群落演替过程中，最先出现的动物为植食性动物
C．与④阶段相比，②阶段生态系统的抵抗力稳定性更高
D．群落演替过程所经历的时间长短与周围原始物种的远近有关
A　[该群落的演替顺序为①④②③，为初生演替，A错误；演替过程中，最先出现的动物是植食性动物，B正确；一般情况下，群落结构越复杂抵抗力稳定性越高，②阶段的群落结构比④阶段复杂，抵抗力稳定性更高，C正确；环境周围原始物种的远近影响了群落演替过程所经历的时间的长短，D正确。]
影响群落演替的因素
5．(2021·济宁高三二模)化感作用指植物通过分泌化学物质对其他植物产生影响。制备入侵植物薇甘菊及本地物种葛藤和鸡矢藤的叶片水提液(供体)，分别处理三种植物幼苗(受体)，然后计算化感作用效应指数R(R＝处理组干重/空白对照组干重－1)。下列叙述错误的是(　　)
A．化感作用存在于种内和种间
B．入侵植物薇甘菊易形成集群分布
C．鸡矢藤对其他物种生长均表现抑制性
D．化感作用是引起群落演替的因素之一
C　[从最后一组实验结果可知，鸡矢藤叶水提液均降低3种幼苗的化感作用，说明化感作用存在于植物种间和种内，A正确；由图可知，薇甘菊的化感作用效应指数R更大，说明薇甘菊更适合生长，因此呈现集群分布，B正确；对比前两组实验，鸡矢藤对薇甘菊生长表现为抑制，对葛藤生长表现为促进，C错误；从实验可以观察到，化感作用对不同生物的影响不同。因此，化感作用影响群落的演替，D正确。]
6．间伐是在未成熟的森林中定期伐去部分林木，达到调整森林结构的一种技术手段。科研小组为了探究间伐强度对武夷山某马尾松人工林生长的影响，在2012～2020年间对该人工林进行了不同强度的间伐处理，并统计马尾松的生长情况，结果如下表所示：
　生长情况处理　　 2012年间伐后平均胸径(cm) 2016年间伐前平均胸径(cm) 2012～2016年胸径生长量(cm) 2016年间伐后平均胸径(cm) 2020年平均胸径(cm) 2016～2020年胸径生长量(cm)
对照 8.23 10.15 1.92 10.15 13.76 3.61
弱间伐区 8.52 11.24 2.72 12.38 16.20 3.82
中度间伐区 8.98 11.93 2.95 12.27 17.50 5.23
强度间伐区 8.80 11.97 3.17 12.36 17.90 5.54
极强度间伐区 8.46 12.29 3.83 12.38 173.50 5.12
(注：胸径指离地面1.3米处树干的直径。)
请回答：
(1)间伐可促进马尾松的生长，原因是间伐后马尾松的________(填数量特征)降低，减弱了种内斗争，同时采伐后残留的枯枝落叶可被__________________，从而提高土壤的肥力。
(2)某同学认为间伐强度越强，马尾松生长越快。你是否赞同他的观点？请说明理由_____________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)间伐后林下的植物丰富度增加，阳生植物增多，该现象属于群落的________。从能量流动的角度分析，阳生植物增多的原因是_______________
__________________________________________________________________。
(4)研究表明，适度干扰有利于生物群落的发展，但过度干扰会适得其反。与自然林相比，同样强度的干扰对人工林影响更大，请从生态系统的结构角度分析其原因是__________________________________________________________
____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
[解析]　(1)间伐可促进马尾松的生长，原因是间伐后空间增大，种内斗争减弱，马尾松的数量减少，故间伐后马尾松的种群密度降低。同时采伐后残留的枯枝落叶可被土壤中分解者微生物分解成无机物，从而提高土壤的肥力。
(2)某同学认为间伐强度越强，马尾松生长越快。在不同的时间段中，间伐强度和马尾松的生长的关系不同，2016～2020年间极强度间伐区马尾松的胸径生长量小于强度间伐区，故不赞同间伐强度越强，马尾松生长越快这个观念；2012～2016年间伐强度越强，马尾松生长越快，故赞同间伐强度越强，马尾松生长越快这个观念；如果整体考虑，2012～2016年间马尾松的胸径生长量随着间伐强度的增大而增加，在2016～2020年间极强度间伐区马尾松的胸径生长量小于强度间伐区，这句话就是部分正确。
(3)在原有植被虽已不存在，但是保留有土壤条件，甚至种子或其他繁殖体的地方属于次生演替。间伐后仍保留土壤条件和种子等，林下的植物丰富度增加，阳生植物增多，该现象属于群落的次生演替。从能量流动的角度分析，间伐后有更多的阳光到达林下，阳生植物通过光合作用固定的太阳能增多，有利于阳生植物生长或部分林木被砍伐后，与林下阳生植物竞争阳光的植物减少，使得更多的太阳能流向了阳生植物，有利于阳生植物生长，将导致阳生植物获得能量增多，进而数量增多。
(4)研究表明，适度干扰有利于生物群落的发展，但过度干扰会适得其反。与自然林相比，人工林的营养结构更简单，抵抗力稳定性低，因此干扰对人工林的影响更大。
[答案]　(1)种群密度　微生物分解成无机物　(2)不赞同，理由是2016～2020年间极强度间伐区马尾松的胸径生长量小于强度间伐区。或答“赞同”，理由是2012～2016年间马尾松的胸径生长量随着间伐强度的增大而增加。或答“部分赞同”，理由是2012～2016年间马尾松的胸径生长量随着间伐强度的增大而增加；但是在2016～2020年间极强度间伐区马尾松的胸径生长量小于强度间伐区　(3)演替(或次生演替)　间伐后有更多的阳光到达林下，阳生植物通过光合作用固定的太阳能增多，有利于阳生植物生长(或部分林木被砍伐后，与林下阳生植物竞争阳光的植物减少，使得更多的太阳能流向了阳生植物，有利于阳生植物生长)　(4)与自然林相比，人工林的营养结构更简单，抵抗力稳定性低，因此干扰对人工林的影响更大
1．核心概念
(1)(选择性必修2 P22)群落：在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合。
(2)(选择性必修2 P23)物种丰富度：一个群落中的物种数目。
(3)(选择性必修2 P24)原始合作：两种生物共同生活在一起时，双方都受益，但分开后，各自也能独立生活。
(4)(选择性必修2 P27)生态位：一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等。
(5)(选择性必修2 P38)演替：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。
2．结论语句
(1)(选择性必修2 P26)在垂直方向上，大多数群落都具有　明显的分层现象，决定植物地上分层的环境因素为光照、温度等，决定植物地下分层的为水分、无机盐等；动物的分层现象则与栖息空间和食物条件有关。
(2)(选择性必修2 P28)群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这有利于不同生物充分利用环境资源，是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果。
(3)(选择性必修2 P40)如果陆地环境条件适宜，群落都能演替到最高阶段——森林阶段。在干旱地区，一般只能演替到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。
(4)(选择性必修2 P41)影响群落演替的因素常常处于变化的过程中，适应变化的种群数量增长或得以维持，不适应的数量减少甚至被淘汰。
(5)(选择性必修2 P42)人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。
1．(2020·全国卷Ⅱ)河水携带泥沙流入大海时，泥沙会在入海口淤积形成三角洲。在这个过程中，会出现3种植物群落类型：①以芦苇为主的植物群落(生长在淡水环境中)，②以赤碱蓬为主的植物群落(生长在海水环境中)，③草甸植物群落(生长在陆地环境中)。该三角洲上的植物群落是通过群落演替形成的，演替的顺序是(　　)
A．②①③　　　　　　 B．③②①
C．①③② D．③①②
A　[河水携带泥沙进入大海时，在入海口淤积形成三角洲的过程中，海水逐渐淡化，所以，该三角洲上的植物生长环境的变化为：生长在海水环境中→生长在淡水环境中→生长在陆地环境中，对应的植物群落演替顺序是②①③，A选项正确。]
2．(2020·全国卷Ⅰ)土壤小动物对动植物遗体的分解起着重要的作用。下列关于土壤小动物的叙述，错误的是(　　)
A．调查身体微小、活动力强的小动物数量常用标记重捕法
B．土壤中小动物类群的丰富度高，则该类群含有的物种数目多
C．土壤小动物的代谢活动会影响土壤肥力，进而影响植物生长
D．土壤小动物呼吸作用产生的CO2参与生态系统中的碳循环
A　[土壤小动物身体微小，活动能力较强，可用取样器取样法调查其数量，不适合用标记重捕法进行调查，A项错误；丰富度是指群落中物种数目的多少，物种数目越多，丰富度越高，B项正确；题述土壤小动物可以将有机物分解成无机盐和CO2等，无机盐可以提高土壤肥力，影响植物生长，C项正确；土壤小动物呼吸作用产生的CO2可以被绿色植物等利用从而进入生物群落，参与生态系统中的碳循环，D项正确。]
3．(2021·湖南选择性考试)某林场有一片约2公顷的马尾松与石栎混交次生林，群落内马尾松、石栎两个种群的空间分布均为随机分布。为了解群落演替过程中马尾松和石栎种群密度的变化特征，某研究小组在该混交次生林中选取5个固定样方进行观测，每个样方的面积为0.04公顷，某一时期的观测结果如表所示。
树高X(m) 马尾松(株) 石栎(株)
样方1 样方2 样方3 样方4 样方5 样方1 样方2 样方3 样方4 样方5
X≤5 8 9 7 5 8 46 48 50 47 45
510X>15 13 16 14 15 12 3 2 1 2 2
合计 80 81 81 84 85 81 78 84 79 77
注：同一树种的树高与年龄存在一定程度的正相关性；两树种在幼年期时的高度基本一致。
回答下列问题：
(1)调查植物种群密度取样的关键是________；根据表中调查数据计算，马尾松种群密度为________。
(2)该群落中，马尾松和石栎之间的种间关系是____________。马尾松是喜光的阳生树种，石栎是耐阴树种。根据表中数据和树种的特性预测该次生林数十年后优势树种是________，理由是_______________________________________
____________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
[解析]　(1)调查植物种群密度取样的关键是随机取样。由题表中数据可知，每个样方马尾松种群密度分别为＝2 000株/公顷、＝2 025株/公顷、＝2 025株/公顷、＝2 100株/公顷、＝2 125株/公顷，则马尾松种群密度为＝2 055株/公顷。
(2)在该群落中，马尾松和石栎都是生产者，且在同一区域内存在资源和空间的争夺，故二者之间的关系是种间竞争关系。由于同一树种的树高与年龄存在一定程度的正相关性，即年龄越大树高越高。由于马尾松是阳生树种，石栎是耐阴树种，马尾松越高越有利于其生长，石栎越高越不利于其生长，故数十年后马尾松处于优势。
[答案]　(1)随机取样　2 055株/公顷　(2)种间竞争　马尾松　同一树种的树高与年龄存在一定程度的正相关性，即年龄越大树高越高。由于马尾松是阳生树种，石栎是耐阴树种，马尾松越高越有利于其生长，石栎越高越不利于其生长
4．(2021·浙江6月选考)某森林因火灾被大片烧毁。下图是火烧后该地的植物群落在恢复过程中，各类不同植物类型生物量的变化状况。回答下列问题：
(1)图中的生物量是指净生产量在调查时刻前的________。
(2)该植物群落的恢复过程实际上是一个群落的演替过程，这种演替类型属于________。恢复到一定阶段时，图示的不同植物类型同时交织在一起，这体现了群落的________结构。
(3)当群落演替到________时，群落的总生物量将保持相对稳定，其原因是______________________________________。在此之前的群落演替过程中，不同植物类型中________的生物量会持续上升，而______________________的生物量呈下降趋势。
[解析]　(1)由于净初级生产量用于植物的生长和繁殖，因此随着时间的推移，植株内的有机物质会越积越多，故生物量实际上就是净生产量在某一调查时刻前的积累量。
(2)森林因火灾被大片烧毁会留下大量有机质和有生存能力的孢子和种子等，故该植物群落的恢复过程属于次生演替。恢复到一定阶段时，图示的不同植物类型同时交织在一起，有草本、灌木、乔木等不同生长型的植物，自下而上分别配置在群落的不同高度上，形成了群落的垂直结构。
(3)当一个群落演替到与当地的气候和土壤条件处于平衡状态的时候，即顶级群落阶段，演替就不再进行了，此时生态系统中群落的总初级生产量等于总呼吸量，GP－R＝0，生物量不变。分析题图可知，在此之前的群落演替过程中，不同植物类型中乔木的生物量将上升；而高灌木、矮灌木和草本的生物量呈下降趋势。
[答案]　(1)积累量　(2)次生演替　垂直　(3)顶极群落　群落的总初级生产量与总呼吸量相等　乔木　高灌木、矮灌木和草本
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