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生物群落的演替 1.在生物群落發(fā)展的過程中，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，稱為群落 的演替。 2．初生演替是指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。 3．在群落中的植被遭受嚴重破壞而消失，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有可能 存在的地方進行的演替，稱為次生演替。 4．生物群落的演替是群落內部因素與外界環(huán)境因素綜合作 用的結果。 5．人類生產活動對自然環(huán)境因素、群落內部因素具有促 進、抑制、改造或重建的作用。 一、群落演替的類型 1．概念 群落的演替是指在生物群落發(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．基本類型 (1)初生演替： ①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。 ②實例：在沙丘、火山巖、冰川泥上進行的演替。 (2)次生演替： ①概念：在群落中的植被遭受嚴重破壞而消失，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有可能存在的地方進行的演替。 ②實例：在完全被砍伐的森林、火燒后的森林或草原、棄耕后的農田等地方進行的演替。 二、群落演替的影響因素 1．內部因素 (1)動力：群落內部環(huán)境的變化。 (2)催化劑：種內關系和種間關系的動態(tài)變化。 2．外界環(huán)境因素 (1)群落外部環(huán)境條件的不斷變化，影響甚至改變群落演替的進程。 (2)群落自身的演化也會對環(huán)境發(fā)生作用，導致外界環(huán)境出現變化。 (3)人類對群落演替的影響遠遠超過其他環(huán)境因素，人類生產活動通常是有意識、有目的的，對自然環(huán)境因素、群落內部因素具有促進、抑制、改造或重建的作用。 1．判斷下列敘述的正誤 (1)演替達到相對穩(wěn)定的階段后，群落內物種組成不再變化() (2)自然恢復林的形成屬于初生演替 () (3)群落演替中的喬木階段對太陽光的利用比灌木階段更充分(√) (4)棄耕農田上發(fā)生的群落演替是初生演替() (5)旅游可能使島上的群落演替按照不同于自然演替的速度進行(√) (6)次生演替的速度比初生演替的速度快(√) (7)自然群落往往是向物種豐富度越來越高的方向演替，而且種間關系越來越復雜(√) 2．在裸巖上發(fā)生演替過程中，苔蘚之所以能代替地衣，是因為(　　) A．苔蘚能進一步分解巖石，使土層加厚，有機物增多 B．苔蘚比地衣長得高，在與地衣爭奪陽光的競爭中處于優(yōu)勢 C．苔蘚比地衣的進化地位高，適應性比地衣強 解析：選B　苔蘚比地衣高，在競爭陽光的過程中處于優(yōu)勢，能合成更多的有機物，有利于生長。 3．下列有關生物群落演替的敘述，正確的是(　　) A．人類活動不會影響生物群落的演替 B．丘陵地帶地震后會發(fā)生初生演替 C．冰川泥上進行的演替屬于初生演替 解析：選C　人類活動影響生物群落的演替，甚至會改變常規(guī)方向，丘陵地帶地震后會發(fā)生次生演替，冰川泥上進行演替屬于初生演替。 4．下列群落演替中，屬于初生演替的是(　　) A．干涸的池塘蓄水后的演替 B．森林砍伐后的恢復演替 C．火山巖上的演替 解析：選C　初生演替是指在一個從未有過被植物覆蓋的地面，或者是原來存在過植被，但已被徹底消滅了的地方進行的演替。 5．詩句“野火燒不盡，春風吹又生”所描繪的現象，屬于生物群落的是(　　) A．空間結構　　　　B．初生演替　　　　C．次生演替 解析：選C　屬于次生演替，因為火燒后，土壤中還有根、莖及種子等。 6．在氣候條件合適的條件下，從裸露的巖石開始的初生演替的完整過程是(　　) A．地衣階段、苔蘚階段、草本植物階段、灌木階段、喬木階段 B．草本植物階段、灌木階段、地衣階段、苔蘚階段、喬木階段 C．地衣階段、灌木階段、喬木階段、苔蘚階段、草本植物階段 解析：選A　陸地上的初生演替過程大致經過地衣植物群落、苔蘚植物群落、草本植物群落和木本植物群落階段。 7．在群落演替中，一般不會出現的現象是(　　) A．群落中生物種類的增加 B．灌木被草本植物取代 C．草本植物被高大喬木取代 解析：選B　灌木比草本植物高大，更容易獲得光能，因此灌木不會被草本植物取代。 1．初生演替與次生演替的比較 項目 初生演替 次生演替 起點 原先從沒有過植被的環(huán)境或原有植被被徹底消滅了的環(huán)境 原來有群落環(huán)境，只是失去了原有植被，原有土壤條件基本保留 時間 經歷的時間長 經歷的時間短 速度 緩慢 較快 影響因素 自然因素 人類活動較為關鍵 實例 裸巖、沙丘、火山巖、冰川泥上的演替 棄耕農田、火災過后的草原、過量砍伐后森林上的演替 2．群落演替的過程 (1)初生演替： ①旱生演替：裸巖→地衣→苔蘚→草本植物→灌木→喬木。 ②水生演替：水生植物階段→濕生植物階段→陸生植物階段。 (2)次生演替(以棄耕農田的演替為例)：棄耕農田→一年生雜草→多年生雜草→灌木→ 喬木。 3．群落演替的結果 演替方向 演替是群落組成向著一定方向、具有一定規(guī)律，隨時間而變化的有序過程，因而它往往是能預見的或可測的，一般都可以演替到森林這一最高階段 能量 總生產量增加，群落的有機物總量增加 結構 生物種類越來越多，群落的結構越來越復雜 穩(wěn)定性 演替是生物和環(huán)境反復相互作用，發(fā)生在時間和空間上的不可逆變化，穩(wěn)定性越來越高 [名師點撥]　群落演替中“取代”的含義 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”，而非“取而代之”，如形成森林后，喬木占據了優(yōu)勢，取代了灌木的優(yōu)勢，但森林中仍會有灌木、草本、苔蘚等。 [題組沖關] 1．下列有關初生演替和次生演替的敘述，不正確的是(　　) A．沙丘、火山巖、冰川泥上進行的演替是初生演替，在棄耕的農田上進行的演替是次生演替 B．初生演替形成的群落內無競爭現象，次生演替形成的群落內競爭明顯 C．次生演替所需時間較短，原因是次生演替原有的土壤條件基本保留 D．初生演替與次生演替的主要區(qū)別是起始條件不同 解析：選B　初生演替形成的過程中存在競爭，如苔蘚被草本植物替代的過程中，草本植物在競爭中取得優(yōu)勢；次生演替中同樣存在競爭。 2．下圖表示某地云杉林的形成過程。相關敘述正確的是(　　) A．該群落的演替屬于初生演替，群落結構越來越復雜 B．在人為干擾下，可能發(fā)生⑤→①的動態(tài)變化，但不屬于群落演替 C．該群落演替是群落內部因素和外界環(huán)境因素綜合作用的結果 D．在⑤云杉林群落中有明顯的垂直結構，沒有水平結構 解析：選C　圖中的演替是從采伐跡地開始的，為次生演替；演替過程中生物的種類和數量增多，群落結構越來越復雜；生物群落既有垂直結構也有水平結構。 1．影響群落演替的內外因素 (1)群落內部環(huán)境的變化是群落演替的動力，種內關系和種間關系的動態(tài)變化是群落演替的催化劑。 (2)外界環(huán)境因素：外界環(huán)境條件的不斷變化常常引發(fā)群落演替。 2．人類活動對群落演替的影響 (1)自然資源的利用： 對自然資源的過度利用導致演替過程會相當緩慢，甚至可能向相反的方向發(fā)展。 (2)外來物種的引入： 人類活動中，會有意或無意地將一個新物種引入某一群落之中。在適宜條件下，新物種會迅速成為優(yōu)勢種，破壞原有群落的穩(wěn)定性。 (3)退耕還林、還草： “退耕還林、還草”、“退田還湖、還草”等生態(tài)恢復措施的最終目的，就是為了從根本上遏制環(huán)境的惡化，保護生物多樣性，促進社會經濟的可持續(xù)發(fā)展。 [思考探究] (1)如果小路廢棄后，會出現“遠芳侵古道，晴翠接荒城”的景象嗎？ 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。 (2)群落的演替能無休止地進行下去嗎？為什么？ 提示：不能，任何環(huán)境下的演替都是最終達到一個成熟階段，最后終止在一種穩(wěn)定狀態(tài)。 (3)是否所有的群落最終都可以演替為森林階段？試舉例說明。 提示：不是。如草原，由于受降雨量等多種環(huán)境因素的影響，只能演替到草原階段。 [題組沖關] 3．下列有關群落演替的敘述，正確的是(　　) A．群落的演替是指一個群落被另一個群落代替的過程，生物不斷地在發(fā)展，所以群落的演替也不會停止 B．外部環(huán)境條件的變化是群落演替的動力 C．人類活動常常使群落按照不同于自然演替的方向和速度進行演替 D．人類活動對群落演替的影響都是破壞性的 解析：選C　群落演替并非永無止境的，最終達到相對穩(wěn)定的階段。演替的發(fā)生常由于以下原因：①環(huán)境因素對群落的作用，或群落本身對環(huán)境作用所引起的變化；②植物繁殖體的散布；③群落內種間關系的變化；④新的物種、亞種、變種或新生態(tài)型的產生。人類活動對群落演替的影響也有保護性的，如植樹造林等。 4．進行生物群落演替時，若按演替方向，可分為進展演替和逆行演替。進展演替是指隨著演替的進行，生物群落的結構和種類成分由簡單到復雜；群落對環(huán)境的利用由不充分到充分；群落生產力由低到高；生物群落對外界環(huán)境的改造逐漸強烈。而逆行演替的進行進程則與進展演替相反。根據上述資料判斷下列人類活動導致進展演替的是(　　) A．過度放牧　　　　　　 B．毀林開荒 C．圍湖造田 D．退耕還湖 解析：選D　過度放牧、毀林開荒和圍湖造田都可導致生物群落結構簡單化、生產力下降等，這些屬于逆行演替。而退耕還湖則會導致進展演替。 一、選擇題 1．關于群落演替的敘述，錯誤的是(　　) A．圍湖造田活動對群落演替有影響 B．演替過程中群落的物種組成不斷變化 C．次生演替的速度比初生演替的速度快 D．棄耕農田上發(fā)生的群落演替是初生演替 解析：選D　棄耕農田上發(fā)生的群落演替是次生演替；演替過程中，優(yōu)勢種在不斷變化，故群落的物種組成不斷變化；次生演替的速度較初生演替的快；包括圍湖造田在內的人類活動均影響群落的演替過程。 2．在寒溫帶地區(qū)，一場大火使某地的森林大面積燒毀，在以后漫長時間中，在原林地上依次形成了雜草地、白樺為主的闊葉林、云杉為主的針葉林，這種現象稱為(　　) A．物種進化　　　　　　　 B．外來物種入侵 C．群落演替 D．垂直結構 解析：選C　大火使森林大面積燒毀，破壞了原來的群落，導致原來的物種消失了；在以后的時間依次出現一些新的物種(雜草地→白樺→云杉)，這樣隨著時間的推移，一個群落被另一個群落代替的過程屬于群落演替，該過程屬于次生演替。 3．下列選項中不能演替為森(樹)林的是(　　) A．西北干旱地區(qū)的典型草原 B．大興安嶺火災后的林區(qū) C．沂蒙山區(qū)的裸露巖地 D．黃河三角洲的棄耕土地 解析：選A　草原生態(tài)系統(tǒng)分布在干旱地區(qū)，而森林生態(tài)系統(tǒng)分布在濕潤或較濕潤地區(qū)。 4．豚草是原產北美的植物，據調查在江蘇、浙江、北京、上海等19個省市頻頻發(fā)現。課外小組的同學對一片閑置土地的部分植物種群密度連續(xù)進行了五年的調查，結果如下表所示(單位：株/m2)。下列有關敘述不正確的是(　　) 年份 2011 2012 2013 2014 2015 豚草 0.3 0.6 1.1 1.5 2.3 狗尾草 10.0 9.2 8 6.8 5.5 龍葵 3.0 2.0 0.4 0 0 A．植物種群密度的調查中應采用樣方法 B．在進行種群密度調查時應特別注意隨機取樣 C．調查結果表明該地區(qū)植物種群的豐富度在減少 D．可以推測該地區(qū)動物的豐富度將會增加 解析：選D　調查數據表明該地區(qū)植物豐富度在減少，而動物都直接或間接以植物為營養(yǎng)來源，所以可以推測該地區(qū)動物的豐富度將不會增加。 5．某棄耕農田植物種類40年間的變化情況見下表。有關該地群落變化的敘述，錯誤的是(　　) 年數 物種數量 植物類別 1 4 15 25 40 草本 28 27 26 30 34 灌木 0 3 4 12 19 喬木 0 0 0 14 23 總計 28 30 30 56 76 A．物種豐富度趨于增加 B．該地群落發(fā)生了初生演替 C．群落對光能的利用能力提高 D．群落垂直結構和水平結構發(fā)生了變化 解析：選B　棄耕農田的演替是次生演替。 6．下列有關人類活動對群落演替影響的敘述，不正確的是(　　) A．人類的許多活動影響群落的演替 B．人類可建立人工群落，將演替的方向和速度置于人為控制下 C．人類活動對生物群落演替的影響遠遠超過其他某些自然因素 D．人類的活動對群落的演替均具有破壞性 解析：選D　人類對生物群落演替的影響遠遠超過其他某些自然因素，因為人類生產活動通常是有意識、有目的地進行的，可以對自然環(huán)境中的生態(tài)關系起著促進、抑制、改造和重建的作用。人類甚至可以建立人工群落，將演替的方向和速度置于人為控制下。但人類的活動對群落的演替也不是只具有破壞性的，也可以是通過建立新的人工群落實現受損的生態(tài)系統(tǒng)恢復。 7．人類的下列活動，不利于群落向正面演替的是(　　) A．封山育林 B．治理沙漠 C．圍湖造田 D．興修水利 解析：選C　圍湖造田會增加農田面積，但是不利于湖泊的正常演替，因而不利于群落向正面 演替。 二、非選擇題 8．觀察下列群落演替圖回答問題： (1)此圖代表淡水湖泊群落演替中____________的演替過程，是由最初的____________階段，發(fā)展到____________階段，隨著__________________的入侵，最終演化成由多種植物構成的____________。 (2)三圖自上至下分別用字母A、B、C代替，那么演替的順序應該是：____________。 (3)群落形成的首要條件是____________和____________，此群落演替的動力來源于__________________，催化劑是____________________________。 (4)外界環(huán)境不斷變化也是引起群落演替的重要條件。它包括__________________以及____________對環(huán)境作用而引起的變化。 解析：演替是群落長期變化累積的表現，主要標志是群落在物種組成上發(fā)生了質的變化；或者是在一定區(qū)域內一個群落被另一個群落逐步替代的過程。群落演替往往會發(fā)生有規(guī)律的或有序的變化，水生群落演替的階段為：水生植物(浮水、沉水植物等)階段→濕生植物(沼澤、草地植物等)階段→陸生植物階段。 答案：(1)植物群落　水生植物　濕生植物　灌木和喬木　森林　(2)A→B→C　(3)植物的入侵　定居　群落內部環(huán)境的變化　種內關系和種間關系的動態(tài)變化 (4)外界因素的變化　群落本身 一、選擇題 1．關于演替的說法，不正確的是(　　) A．演替是群落根本性質發(fā)生變化的現象 B．只有群落的結構受到干擾或破壞，才會出現演替 C．演替是群落長期變化積累的體現 D．不論是成型的群落或是正在發(fā)展形成過程中的群落，演替現象一直存在，它貫穿于整個群落發(fā)展的始終 解析：選B　演替應是群落的根本性質發(fā)生了改變的過程，即使沒有干擾和破壞，群落也會發(fā)生演替，演替現象一直存在著。 2.右圖是一溫帶地區(qū)在初生演替過程中兩種量值的變化曲線，這兩條曲線可分別表示(　　) A．甲表示草本植物的種類數量，乙表示整個植被的生物量 B．甲表示整個種群的生物量，乙表示草本植物的種類數量 C．甲表示土壤中腐殖質總量，乙表示整個植被中的種類數量 D．甲表示食肉類的種類數量，乙表示食肉類的生物量 解析：選A　在初生演替過程中，生物總量是逐漸增加的。先驅物種一般是較為低等的植物，但某個階段的生物種類數量在演替到這個階段時逐漸增加，由此階段向另一個階段演替時逐漸減少。 3．我國西南橫斷山區(qū)被公認為全球生物多樣性的關鍵地區(qū)，不同海拔區(qū)域蝶類物種多樣性研究結果見下表： 垂直帶 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 海拔(m) <1 000 1 000～ 2 000 2 000～ 2 500 2 500～ 3 000 3 000～ 3 500 >3 500 植被 類型 熱帶季 雨林 常綠闊 葉林 常綠落葉 混交林 針闊 混交林 針葉林 高寒灌 叢草甸 蝶類種數 349 452 201 136 125 100 下列有關敘述，正確的是(　　) A．不同垂直帶的植被類型差異是群落演替的結果 B．不同垂直帶的植被類型差異反映了群落的空間結構特征 C．蝶類物種多樣性與各垂直帶植被類型無關 D．蝶類物種多樣性與各垂直帶氣候特征有關 解析：選D　不同垂直帶的植被類型差異是自然選擇的結果。不同垂直帶的植被類型差異反映的是不同群落的物種組成不同。不同植被類型區(qū)域的氣候特征不同，蝶類的生存離不開氣候等環(huán)境條件，故蝶類的物種多樣性與各垂直帶的氣候特征有關。 4．某島嶼由海底火山噴發(fā)形成，現已成為旅游勝地，島上植被茂盛，風景優(yōu)美。下列敘述不正確的是(　　) A．該島嶼不同地段物種組成上的差異是群落水平結構的體現 B．該島嶼形成后最初進行的群落演替屬于次生演替 C．旅游可能使島上的群落演替按照不同于自然演替的速度進行 D．該島嶼一定發(fā)生過漫長的群落演替過程 解析：選B　發(fā)生于火山、冰川泥以及沙丘的演替是初生演替；此島嶼已到了森林階段，一定經過了很長時間的演替；人類的活動會使演替不同于自然演替的方向和速度進行；不同地段上的差異屬于水平結構，空間上的垂直分布屬于垂直結構。 5．如圖表示兩個群落演替過程中物種豐富度的變化，下列敘述正確的是(　　) A．甲表示的是裸巖上的初生演替 B．乙可表示棄耕農田上進行的演替 C．甲中①和②處的物種組成完全相同 D．若條件適宜，乙群落可演替成森林 解析：選D　次生演替和初生演替的區(qū)別主要看演替的起點。甲曲線的起點有生物群落，而乙曲線的起點無生物群落，故可知甲發(fā)生的是次生演替，乙發(fā)生的可能是初生演替，次生演替之后的物種和以前的物種不一定相同；森林是生態(tài)系統(tǒng)演替的頂級階段，但并不是所有的生態(tài)系統(tǒng)都能演替到這個階段，還要取決于當地的氣候等條件。 6．下列關于群落演替的敘述，不正確的是(　　) A．人類活動可以影響演替的方向和速度 B．如果時間允許，棄耕農田總能形成森林 C．在群落演替過程中，最先出現的動物是植食性動物 D．喬木階段對太陽光的利用比灌木階段更充分 解析：選B　群落演替是需要一定的外部因素的，棄耕農田需要在特定的自然環(huán)境才能演替成 森林。 二、非選擇題 7．某地實施退耕還林多年后，原有耕地變?yōu)榱值??？蒲腥藛T對林地植被的種群密度進行了調查，發(fā)現陽坡和陰坡植被差異明顯。對陽坡的物種生態(tài)位重疊(即兩個物種在同一資源狀態(tài)上的相遇頻率，見表中數據)變化進行分析，其結果如下： 種名 山桃 丁香 油松 刺槐 山桃 1 丁香 0.124 1 油松 0.125 0.834 1 刺槐 0.148 0.761 0.884 1 (1)耕地逐漸過渡為林地的過程屬于________。 (2)在調查該林地山桃的種群密度時應采用________法。 (3)據表中數據可知，陽坡群落物種中競爭最激烈的是________________。造成陽坡和陰坡植被差異明顯的主要非生物因素是________。 解析：某地實施退耕還林多年后，原有耕地變?yōu)榱值?。耕地逐漸過渡為林地的過程屬于次生演替。在調查該林地山桃的種群密度時應采用樣方法，因為植物比較適合此方法。據表中數據可知，陽坡群落物種中競爭最激烈的是油松和刺槐，因為這兩種植物在同一資源狀態(tài)上的相遇頻率最高。陽坡和陰坡，一個向陽，一個是陰面，所以造成陽坡和陰坡植被差異明顯的主要非生物因素是陽光。 答案：(1)群落演替(或次生演替)　(2)樣方　(3)油松和刺槐　陽光 8．某地曾發(fā)生一次森林大火，大火過后，森林中的許多地方成為一方焦土。但時間不長，這里就有了生命的跡象。請分析討論： (1)大火之后的群落形成屬于哪種演替？____________。 (2)這種演替一定能恢復到原始群落嗎？請說明理由。 ________________________________________________________________________。 (3)試繪出在此演替過程中生物種類的變化曲線。 (4)某科研工作者欲探究群落的演替過程，選擇了由于農作物產量低而棄耕的農田。 ①在棄耕農田上的演替屬于哪種演替？____________。 ②首先生長的植物應該是什么？______________。 ③如果條件允許，演替的最后階段是什么？_________________________________。 解析：(1)火燒后的森林原有植被雖已被破壞，但由于原有土壤條件、原始物種等的存在，因而該群落的恢復過程應為次生演替。(2)演替能否恢復到原始群落由多種因素制約，如環(huán)境條件、變化程度，原始物種是否存在等，若改變，則難以恢復。(3)群落演替的總趨勢是物種多樣性增加。(4)棄耕農田保留原有土壤條件和部分原有物種，屬于次生演替；在保留土壤條件的情況下首先生長的植物應是草本植物；如果條件允許演替的最后階段應是森林。 答案：(1)次生演替 (2)不一定。次生演替能否恢復到原始群落，要看周圍原始物種 存在與否、變化程度及其環(huán)境條件改變與否 (3)如右圖： (4)①次生演替?、诓荼局参铩、凵蛛A段