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第2章　 群落及其演替
考点一　群落的结构
基础梳理
重点难点
基础梳理
一、群落的概念和组成
1.群落：指在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合。
2.群落的物种组成；是区别不同群落的重要特征，也是决定群落性质最重要的因素。
(1)物种丰富度：一个群落中的物种数目，称为物种丰富度。
(2)优势种：对群落结构和群落环境的形成有明显控制作用的物种。
地位：在群落中占据优势，决定群落内部的环境条件，影响其他种群的生存和生长。
二、种间关系
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。如海葵与寄居蟹（互惠）互利共生：两种生物长期共同生活在一起，相互依存，彼此有利。
如根瘤菌与豆科植物；地衣中的真菌与藻类
寄生：一种生物从另一种生物（宿主）的体液组织或已消化的物质中获取营养并通常对宿主产生危害的现象。如马蛔虫和马；噬菌体与细菌；菟丝子与大豆。
种间竞争；两种或更多种生物共同利用同样的有限资源和空间而产生的相互排斥现象。草原上的牛和羊；农田里农作物与杂草。
捕食：一种生物以另一种生物为食的现象。如羊吃草，狼吃羊。
互利共生数量上呈现“同生共死”的同步性变化；
种间竞争数量上呈现“你死我活”的同步性变化：捕食数量上呈现“先增加者先减少，后增加者后减少”的不同步性变化。
三、群落的空间结构：包括垂直结构和水平结构。
1.垂直结构：在垂直方向上，大多数群落都具有明显的分层现象。
(1)群落分层的原因：植物的分层主要与光照强度有关。在陆生群落中，决定植物地上分层的环境因素还有温度等条件，决定植物地下分层的环境因素则是水分、无机盐等。动物的分层主要与食物、栖息场所等有关。
(2)群落分层的意义：提高群落利用阳光等环境资源的能力；植物分层为动物提供了多种多样的栖息空间和食物条件。2.水平结构：由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同，以及人与动物的影响等因素，不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差别，常呈镶嵌分布。。
四、群落的季节性和生态位
1.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。如群落在春季和夏季的物种组成和空间结构不同、鸟类和动物的迁徙、动物的冬眠和夏眠。
2.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。
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。
五、研究土壤中小动物类群的丰富度
1.实验原理
(1)许多土壤动物有较强的活动能力，且身体微小，常用取样器取样法进行采集、调查。
(2)常用的统计物种相对数量的方法有记名计算法和目测估计法。
2.采集土壤小动物的方法
(1)简易采集法：用解剖针拨找同时用放大镜观察，发现小动物后进行采集。
(2)透电器采集：诱虫器中的电灯是发挥作用的主要装置，诱虫器利用土壤小动物具有趋略、趋湿、避高温、避光的习性，使土壤小动物远离光源、热源。
(3)吸虫器采集：吸虫器中的纱布作用是防止将土壤小动物吸走，将其收集在试管中。
说明：采集到的小动物可放入70%酒精中，也可将活着的小动物放入试管中。
1.群落中的物种组成不是固定不变的
群落中的物种组成不是固定不变的。随着时间和环境的变化，原来不占优势的物种可能逐渐变得有优势；原来占优势的物种也可能逐渐失去优势，甚至从群落中消失。
方法技巧
2.种间关系的区别
（1）区别种内关系和种间关系
(2)种内斗争和捕食的区别
例：“大鱼吃小鱼”，若是同种的，就是种内斗争。若不是同种的，就是捕食。
方法技巧
(3)共生与寄生的区别
(4)竞争和捕食的区别
方法技巧
3.易错点提醒
(1)垂直结构和水平结构都是指群落的空间结构，同一种群的不同个体不能构成垂直结构和水平结构。
(2)影响水生生物垂直分布的因素除光外，还有温度、氧气等。
(3)高山上不同海拔地带分布着不同的植物，各种植物在山坡上呈镶嵌分布，体现的是群落的水平结构。
方法技巧
考点二　群落的主要类型和演替
基础梳理
重点难点
基础梳理
一、群落的主要类型
群落类型 分布特点 植物特点 动物特点
荒漠生物群落 分布在极度干旱区，年降水量稀少且分布不均匀，荒漠里物种少，群落结构非常简单 具有耐旱的特性。有仙人掌属植物、骆驼刺属植物等 主要是爬行类、啮齿目、鸟类和蝗虫等，以独特的生存方式适应缺水环境
草原生物群落 主要分布在半干旱地区、不同年份或季节雨量不均匀的地区。草原上动植物的种类较少，群落结构相对简单 各种耐寒的旱生多年生草本植物占优势；植物往往叶片狭窄，表面有茸毛或蜡质层，能抵抗干旱 大都具有挖洞或快速奔跑的特点。由于缺水，两栖类和水生动物非常少见。稀树干草原上，主要以斑马、长颈鹿和狮子为主
森林生物群落 分布在湿润或较湿润的地区，群落结构非常复杂且相对稳定 有乔木、灌木、草本和藤本植物。阳生植物多居上层，阴生植物生活在林下 树栖和攀缘生活的动物种类特别多
二、影响群落的因素
(1)某地的群落类型，受水分、温度等因素的影响很大。生活在这一地区的物种能够形成群落，是因为它们都能适应所处的非生物环境。
(2)群落中不同种群之间通过复杂的种间关系，相互依存、相互制约形成有机整体，从而维持种群之间的协调和平衡。
三、群落演替
随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，叫作群落演替。
演替的类型
项目 初生演替 次生演替
起点 从来没有被植物覆盖的地面，或原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方 原有植被虽已不存在，但土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方
趋向 形成新群落 恢复原来的群落
过程 裸岩上的演替：裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→乔木阶段 弃耕农田的演替：杂草阶段→灌木阶段→森林阶段
经历阶段 相对较多 相对较少
时间 经历的时间长 经历的时间短
项目 初生演替 次生演替
速度 缓慢 较快
举例 沙丘、火山岩、冰川泥上的演替 火灾后的草原和过量砍伐的森林上发生的演替
相同点 都是从结构简单的群落发展为结构复杂的群落，群落中的物种数量和群落层次增多，土壤、光能得到更充分的利用 四、影响群落演替的因素
(1)影响群落演替的因素，有群落外界环境的变化，生物的迁入、迁出，群落内部种群相互关系的发展变化，以及人类的活动等。
(2)人类活动往往使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。
1.判断初生演替和次生演替的方法
一看（起点）
①无土壤条件或无生命体存在→初生演替。
②有土壤条件且含有一些生命体→次生演替。
二看（起因）
①一些大的自然灾害（如火山喷发）引起的→初生演替。
②人类活动（如弃耕农田）引起的→次生演替。
方法技巧
1.判断初生演替和次生演替的方法
三看（时间）
①经历的时间长，速度缓慢→初生演替。
②一经历的时间短，速度较快→次生演替。
2.自然群落演替的特征
①演替方向
一般朝着物种多样化、群落结构复杂化、生态功能完善化的方向发展。最终演替结果主要由演替地所处的气候条件决定。
方法技巧
2.自然群落演替的特征
②能量
总生产量增加，群落的有机物总量增加。
③结构
生物种类越来越多，群落的结构越来越复杂。
④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，一般地，演替过程中群落稳定性越来越高。
方法技巧
3.物种、种群与群落的比较
方法技巧
项目 物种 种群 群落
概念 在自然状态下能交配和繁殖并产生可育后代的一群生物 一定自然区域内同种生物个体的总和 同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合
特征 同一物种的个体间能自由交配并产生可育的后代 种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例 物种的丰富度、群落的空间结构、群落的演替等
联系 种群和群落都强调一定自然区域中的生物部分，其中种群是群落的基本单位。一个物种可形成许多小种群 知识网络 答题必背
网络构建
探究高考 明确考向
1.（2021·湖北·高考真题）酷热干燥的某国家公园内生长有很多马齿苋属植物叶片嫩而多肉，深受大象喜爱。其枝条在大象进食时常被折断掉到地上，遭到踩踏的枝条会长成新的植株。白天马齿苋属植物会关闭气孔，在凉爽的夜晚吸收CO2并储存起来。针对上述现象，下列叙述错误的是（ ）
A．大象和马齿苋属植物之间存在共同进化
B．大象和马齿苋属植物存在互利共生关系
C．水分是马齿苋属植物生长的主要限制因素
D．白天马齿苋属植物气孔关闭，仍能进行光合作用
【答案】B
【分析】1、不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化。
2、互利共生是指两种生物生活在一起，彼此有利，两者分开以后双方的生活都要受到很大影响，甚至不能生活而死亡。
【解析】A、大象和马齿苋属植物属于不同种生物，它们之间相互影响，不断进化和发展，存在共同进化，A正确；B、酷热干燥的某国家公园内生长有很多马齿苋属植物叶片嫩而多肉，深受大象喜爱，因此大象和马齿苋属植物存在捕食关系，B错误；C、酷热干燥的某国家公园内生长有很多马齿苋属植物，酷热干燥缺少水分，因此水分是马齿苋属植物生长的主要限制因素，C正确；D、白天马齿苋属植物会关闭气孔，但在凉爽的夜晚吸收CO2并储存起来，这些CO2在白天释放出来供给马齿苋属植物光合作用需要，因此白天马齿苋属植物气孔关闭，仍能进行光合作用，D正确。故选B。
2.（2021·浙江·高考真题）某森林中，高密度的某昆虫幼虫取食落叶松，影响松树的生长，最大松针长度减小，来年幼虫的食物质量变差，导致该昆虫密度下降，使松树得到恢复。反过来随着食物质量的提高，幼虫数量又有所增加。幼虫的密度（虚线）与落叶松的最大松针长度（实线）变化关系如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．该昆虫幼虫的种群数量呈周期性波动
B．食物是该昆虫幼虫种群数量的外源性调节因素
C．该昆虫幼虫与落叶松处于同一捕食食物链中的
不同环节
D．该昆虫幼虫环境容纳量的主要影响因素是落叶松的种群数量
【答案】D
【分析】根据题意，落叶松与该昆虫幼虫为捕食关系，存在负反馈调节。
【解析】A、根据图示，该昆虫幼虫的种群数量与落叶松种群数量存在负反馈调节，呈周期性波动，A正确；
B、两者由捕食关系形成反馈调节，食物是该昆虫幼虫种群数量的外源性调节因素，B正确；C、该昆虫幼虫与落叶松分别为被捕食者和捕食者，处于同一捕食食物链中的生产者和初级消费者，C正确；D、该昆虫幼虫环境容纳量的主要影响因素不仅包括落叶松的种群数量，还包括天敌的数量、寄生生物或数量、竞争者的数量，以及环境因素等，D错误。故选D。
3.（2021·全国·高考真题）群落是一个不断发展变化的动态系统。下列关于发生在裸岩和弃耕农田上的群落演替的说法，错误的是（ ）
A．人为因素或自然因素的干扰可以改变植物群落演替的方向
B．发生在裸岩和弃耕农田上的演替分别为初生演替和次生演替
C．发生在裸岩和弃耕农田上的演替都要经历苔藓阶段、草本阶段
D．在演替过程中，群落通常是向结构复杂、稳定性强的方向发展
【答案】C
【分析】1、群落演替：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。
2、群落演替的原因：生物群落的演替是群落内部因素（包括种内关系、种间关系等）与外界环境因素综合作用的结果。
3、初生演替：是指一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但是被彻底消灭了的地方发生的演替；次生演替：原来有的植被虽然已经不存在，但是原来有的土壤基本保留，甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。
【解析】A、人类活动可以影响群落演替的方向和速度，退湖还田、封山育林、改造沙漠、生态农业等相关措施都能促进群落良性发展，A正确；BC、发生在裸岩上的演替是初生演替，依次经过：地衣阶段→苔藓阶段→草本阶段→灌木阶段→森林阶段，弃耕农田的演替为次生演替，自然演替方向为草本阶段→灌木阶段→乔木阶段，B正确，C错误；D、一般情况下，演替过程中生物生存的环境逐渐改善，群落的营养结构越来越复杂，抵抗力稳定性越来越高，恢复力稳定性越来越低，D正确。故选C。
4.（2021·全国·高考真题）在自然界中，竞争是一个非常普遍的现象。回答下列问题：
（1）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。为了验证竞争排斥原理，某同学选用双小核草履虫和大草履虫为材料进行实验，选择动物所遵循的原则是______________。该实验中需要将两种草履虫放在资源______________（填“有限的”或“无限的”）环境中混合培养。当实验出现______________的结果时即可证实竞争排斥原理。
（2）研究发现，以同一棵树上的种子为食物的两种雀科鸟原来存在竞争关系，经进化后通过分别取食大小不同的种子而能长期共存。若仅从取食的角度分析，两种鸟除了因取食的种子大小不同而共存，还可因取食的______________（答出1点即可）不同而共存。
（3）根据上述实验和研究，关于生物种间竞争的结果可得出的结论是______________。
【答案】形态和习性上很接近（或具有相同的资源利用方式） 有限的 一方（双小核草履虫）存活，另一方（大草履虫）死亡 部位、时间等（合理即可） 有相同资源利用方式的物种竞争排斥，有不同资源利用方式的物种竞争共存
【解析】（1）为了验证竞争排斥原理，某同学选用双小核草履虫和大草履虫为材料进行实验，选择动物所遵循的原则是形态和习性上很接近，或相同的资源利用方式。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，因此，该实验中需要将两种草履虫放在资源有限的环境中混合培养。当实验出现一方（双小核草履虫）存活，另一方（大草履虫）死亡的结果时即可证实竞争排斥原理。
（2）研究发现，以同一棵树上的种子为食物的两种雀科鸟原来存在竞争关系，经进化后通过分别取食大小不同的种子而能长期共存。若仅从取食的角度分析，两种鸟除了因取食的种子大小不同而共存，还可因取食的部位、时间等（合理即可）不同而共存。
（3）根据上述实验和研究，关于生物种间竞争的结果可得出的结论是有相同资源利用方式的物种竞争排斥，有不同资源利用方式的物种竞争共存
查缺补漏 练出高分
1．下图表示甲、乙两种群先后迁入该生态系统后的种群数量变化曲线。下列叙述错误的是（　　）
A．在0~t2阶段，甲种群的增长率逐渐下降
B．在t3之后，甲种群的环境容纳量因乙种群的迁入而下降
C．在t4之后，乙种群的种群数量呈周期性波动
D．甲、乙种群之间的竞争，是影响甲种群数量波动的外源性因素
【答案】D
【解析】A、在0~t2阶段，甲种群表现出S型增长，而S型曲线的增长率是逐渐下降的，A正确；B、在t3之后，乙种群迁入后两个种群的关系为捕食，其中乙是捕食者，甲是被捕食者，甲种群的环境容纳量因乙种群的迁入而下降，B正确；C、在t4之后，甲、乙种群的种群数量都呈周期性波动，C正确；D、由分析可知，甲、乙种群之间是捕食关系，D错误。故选D。
2．几处早莺争暖树，谁家新燕啄春泥。乱花渐欲迷人眼，浅草才能没马蹄；把刚刚披上春天外衣的西湖描 绘得生意盎然，恰到好处。下列相关分析错误的是（　　）
A．黄莺聚集在树干上，后又成群飞起，体现了群落集群分布的空间特征
B．春天日照时间变长，燕子求偶、筑巢，体现了种群繁衍离不开信息传递
C．调查某花的种群密度时，样方数量越多，统计的结果越接近真实值
D．马蹄踩到之处杂草的分布和种类不同于周边，体现了人类活动对群落演替的影响
【答案】A
【解析】A、黄莺成群飞起的现象，体现了种群集群分布的空间特征，A错误；B、春天日照时间变长，引起燕子求偶、筑巢，体现了光照等物理信息对种群繁衍的影响，B正确；C、调查种群密度时，样方数越多，结果越接近真实值，但花费时间和精力越多，C正确；D、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，D正确。故选A。
3．下列有关群落的说法，正确的是（ ）
A．捕食者的数量受被捕食者数量的制约，被捕食者的数量不受捕食者数量的制约
B．群落水平上研究的问题包括群落演替、优势种群、种群的空间特征、群落的边界和范围等
C．群落演替达到相对稳定的阶段后，群落内物种组成也会不断发生变化
D．大豆与根瘤菌之间存在互利共生关系，大豆为根瘤菌提供无机营养
【答案】C
【解析】A、捕食者的数量受被捕食者数量的制约，被捕食者的数量也受捕食者数量的制约，A错误；B、群落水平上研究的问题包括群落演替、优势种群、空间结构和群落的边界和范围等，空间特征是种群水平上研究的问题，B错误；C、群落演替达到相对稳定的阶段后，群落内物种组成也会不断发生变化，C正确；D、大豆与根瘤菌之间存在互利共生关系，大豆为根瘤菌提供良好的居住环境、碳源和能源以及其他必需营养，而根瘤菌则为大豆提供氮素营养，D错误。故选C。
4．林窗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，从而在林冠层造成空隙的现象。下图是某科研小组对某个林窗在40年间物种种类进行统计绘制的柱形图，下列相关叙述错误的是（　　）
A．0～20年间该群落内草本植物的种群密度下降
B．0～40年间草本和灌木逐渐消失的主要环境因素是阳光
C．30～40年间物种的多样性降低，可定期合理砍伐木材来保护生物多样性
D．在林窗演替过程中，植物和动物在群落中的垂直结构都发生改变
【答案】A
【解析】A、据图可知，0～20年间该群落内草本植物的物种种类数量逐渐减少，但草本植物的种群密度不一定下降，A错误；B、影响植物数量的因素主要是光照，0～40年间由于乔木增多，在竞争中占优势，故草本和灌木逐渐消失的主要环境因素是阳光，B正确；C、由图可知，30-40年时，生物多样性会降低，所以为更有效地保护生物多样性可定期合理开采木材，这有利于群落的发展，C正确；D、在林窗演替过程中，植物的垂直结构会发生改变，植物可为动物提供食物条件和栖息空间，故动物在群落中的垂直结构也发生改变，D正确。故选A。
5．南方喀斯特石漠化是土地荒漠化的主要类型之一，与北方的荒漠、黄土和冻土并称为中国的四大生态环境脆弱带。喀斯特地区植被恢复需要经历石漠化阶段→草丛阶段→藤刺灌丛阶段→次生乔林阶段→顶级群落阶段。
（1）群落演替是指______________。对该地区植物丰富度进行调查时可采取____________法。
（2）石漠化阶段应该引进优良的草种，如三叶草，而不能引种构树、盐肤木等灌木树种，其原因是________。顶级群落阶段，动物有明显的分层现象，主要与____________等因素有关。在上述喀斯特地区植被恢复的阶段中，抵抗力稳定性最高的阶段是____________。
（3）喀斯特石漠化地区居民长期过着自给自足的生活，传统分散的小农经济效益不显著，专家建议这一地区改玉米种植为牧草种植，发展畜牧业，形成“牧草—牲畜—沼气—牧草”的循环经济模式。这种模式体现了生态农业的____________原理（答两点）。有同学认为这种模式可以实现能量的循环利用，你是否赞同，并解释原因：_______________________________。
【答案】（1） 随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程 样方
（2） 石漠化条件下，缺乏构树等灌木生存的土壤条件，灌木容易在竞争中处于劣势被淘汰 食物和栖息环境有关 顶级群落阶段
（3） 物质循环再生，能量多级利用 不对，因为牧草不能直接利用有机物，沼气池中的有机物被分解为无机物后被牧草吸收，能量将以热能的形式散失，所以牧草不能循环利用能量
【分析】（1）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。调查植物丰富度可选用样方法。
（2）引进植物时需要考虑植物与当地环境的适应性，由于石漠化条件下，缺乏构树等灌木生存的土壤条件，灌木容易在竞争中处于劣势被淘汰，因此石漠化阶段应该引进优良的草种，如三叶草，而不能引种构树、盐肤木等灌木树种。动物的分层主要与食物和栖息环境有关。在上述喀斯特地区植被恢复的阶段中，抵抗力稳定性最高的阶段是物种最丰富、营养结构最复杂的阶段，即顶级群落阶段。
（3）改玉米种植为牧草种植，发展畜牧业，形成“牧草—牲畜—沼气—牧草”的循环经济模式。这体现了生态农业的物质循环再生，能量多级利用的原理。应为牧草不能直接利用有机物，沼气池中的有机物被分解为无机物后被牧草吸收，该过程中能量将以热能的形式散失，所以牧草不能循环利用能量，因此这种模式不能实现能量的循环利用。
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