第33讲群落的结构与演替

第33讲群落的结构与演替[考纲要求]1.群落的结构特征(Ⅰ)。2.群落的演替(Ⅰ)。3.实验：(1)土壤中动物类群丰富度的研究；(2)探究水族箱(或鱼缸)中群落的演替。考点一群落的结构1．群落的概念与物种组成(1)群落①概念要点：a.同一时间；b.一定区域；c.各种生物种群。②特征：物种的丰富度、种间关系、空间结构、群落的演替等。(2)群落的物种组成①群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。②丰富度a．概念：群落中物种数目的多少。b．常用统计方法：记名计算法和目测估计法。2．种间关系(1)下列曲线中，属于捕食关系的是③，属于竞争关系的是②⑤，属于互利共生关系的是④，属于寄生关系的是①。(2)种间关系实例：狼和兔的关系对应的曲线是③，T2噬菌体和大肠杆菌的关系对应的曲线是①，根瘤菌和大豆的关系对应的曲线是④，一片草原上的羊和牛的关系对应的曲线是⑤。3．群落的空间结构观察下列图示，完成群落的空间结构的相关问题(1)写出图中群落空间结构的类型A图：垂直结构；B图：水平结构。(2)根据上图分析决定群落空间结构的主要因素A图：①植物分层：光照；②动物分层：栖息空间和食物条件。B图：地形的变化、土壤湿度、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。(3)下图所示的现象是不是一个群落中的垂直结构现象？为什么？答案不是。高山植被的垂直分布是由于随海拔高度升高，温度下降明显，从而导致不同海拔高度植被分布不同，依次为：阔叶林→针叶林→高原草甸→苔原。这种状况与地球南(北)半球随纬度升高植被分布的原理相同，属于植物的地带性分布，不是群落垂直结构中的分层现象。[思维诊断](1)土壤动物群落不存在分层现象(2012·广东，4A)(×)(2)乔木层的疏密程度不会影响草本层的水平结构(2012·大纲，4D)(×)(3)农田中豌豆和杂草、豌豆和其根中的根瘤菌、细菌和其细胞内的噬菌体关系依次为竞争、互利共生、寄生(2012·大纲，3改编)(√)(4)池塘中鲤鱼的性别比例及出生率、死亡率也属于群落水平上研究的问题(×)(5)单位面积或体积中某物种的个体数量多少称物种丰富度(×)题组一种间关系的判断1．如图甲、乙、丙分别表示在有限空间内培养(或饲养)两种生物的实验结果，下列相关的叙述错误的是()A．豆科植物与根瘤菌的种群数量变化关系如图甲所示B．噬菌体与细菌的种群数量变化关系如图乙所示C．甲、乙、丙分别表示的是互利共生、捕食、竞争关系D．图丙中实验初期，种内互助与竞争并存，后期X的种内斗争加剧答案B解析由曲线中两种生物的种群数量变化情况可判断：甲为互利共生关系，可用来表示豆科植物与根瘤菌的数量变化；乙为捕食关系，而噬菌体与细菌之间是寄生关系，所以两者的种群数量变化关系不能用图乙表示；丙为竞争关系，X种群在竞争中处于优势且将另一种群淘汰，这与种内互助有关，实验后期X种群密度增加，种内斗争渐趋激烈。2．如图表示3个共存物种的资源利用曲线，图a和图b中3个物种的资源利用状况不同。下面是对图a中3个物种与图b中3个物种相比较的几种说法，正确的是()A．图a中3个物种的种间竞争激烈B．图b中3个物种的种内斗争激烈C．如果资源有限，图a中物种2有被排除的危险，图b中物种2也有被排除的危险D．两图中物种间的种间竞争激烈程度相等答案C解析从a、b两图分析可知，图a中3个物种共同利用的资源不多，因而种内斗争激烈，图b中3个物种有许多共同利用的资源，它们会因共同利用的资源而发生激烈的种间竞争，可排除A、B项。两图中物种间的种间竞争激烈程度是不相等的，故可排除D项。图a和图b中的物种2所需要的资源条件都与物种1和物种3所需要的存在交集，即物种1和物种3都同时和物种2发生竞争，因此在资源有限的情况下，物种2存在被排除的危险，C项正确。技法提炼通过实例判断种间关系的技巧通过分析实例，需要弄清是同种生物还是不同种生物，同种生物以同种的幼体为食，或同种生物之间对资源和空间的争夺都为种内斗争，不同种生物之间对资源和空间的争夺就是竞争，简单记为：“同斗争，异竞争”。不同种生物要注意区分竞争和捕食：竞争是争夺资源、空间等生活条件而发生的斗争，不直接获取食物；捕食则是一种生物以另一种生物为食，目的是获得食物与能量，以维持自身生存。另外两种生物甲和乙以同一植物为食，但取食的部位不同并不构成竞争关系，例如：人吃玉米子粒，而牛吃秸秆。题组二群落结构的种类及成因分析3．根据图中显示的信息，结合所学知识，判断下列说法中正确的是()A．该图中所有的植物构成生物群落B．决定植物分层的主要环境因素除光照外，还有地形、湿度、盐碱度等C．森林生态系统中的植物有分层现象，动物没有分层现象D．从山麓到山顶的群落分布属于水平结构，是由地形起伏造成的答案D解析该图中的所有植物并不能构成生物群落，还缺少了动物和微生物；群落的结构分为垂直结构和水平结构，决定植物分层的主要环境因素是光照，地形、湿度和盐碱度是影响群落水平分布的主要因素；森林生态系统中植物和动物都有分层现象。4．某研究小组对大亚湾水域6个不同区域6种单细胞藻类的群落结构进行研究的结果如图，有关说法与事实不相符的是()A．单细胞藻类是生产者B．区域⑥溶解氧可能最少C．a为区域⑥的优势种D．影响藻类分层现象的唯一因素是温度答案D解析单细胞藻类能通过光合作用把无机物转变成有机物，属于生产者，A正确。当光合速率小于呼吸速率时，区域⑥藻类数量最多，呼吸消耗氧气最多，溶解氧可能最少，B正确。区域⑥中，a的数量最多，为优势种，C正确。影响藻类分层现象的因素有温度、光照等，D错误。归纳提升群落的垂直结构和水平结构的成因分析(1)影响地上植物分层的主要因素是光照；群落中植物的分层现象决定了动物的分层现象，影响动物分层的主要因素是食物。群落的分层现象不仅表现在地面上，也表现在地下，但地下分层现象主要与水分和矿质元素有关。水域中，某些水生动物也有分层现象，影响因素主要有阳光、温度、食物、含氧量等。(2)影响群落水平结构的因素包括地形的变化、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，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，它们常常呈镶嵌分布。而山麓到山顶的群落分布属于水平结构，是由地形起伏造成的。考点二群落的演替1．演替的概念：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(以发生在裸岩上的演替为例)裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段3．群落演替中两种类型的不同点类型项目初生演替次生演替起点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时间经历时间漫长经历时间较短影响因素自然因素人类活动较为关键实例裸岩上的演替森林砍伐地、弃耕农田上的演替4.群落演替的特征(1)方向：一定的方向性。(2)能量：群落有机物总量增加。(3)结构：营养结构变得复杂，物种多样性增加。5．群落演替的原因(1)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)生物本身不断进行繁殖、迁徙。(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。[思维诊断](1)自然恢复林的形成属于初生演替(2013·福建，3D)(×)(2)森林阶段动物的分层比灌木阶段的简单(2012·海南，17B)(×)(3)人类活动可以影响演替的方向和速度(2012·海南，17A)(√)(4)决定群落演替的根本原因存在于群落外部的环境条件，诸如气候、地貌、土壤和火等(×)(5)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。该岛屿形成后最初进行的群落演替属于次生演替(×)(6)演替过程中群落的物种组成不断变化，甚至可发生优势取代(√)题组一群落演替类型的判断1．在气候条件适宜的情况下，弃耕的农田经若干年后能演替成森林。在此过程中()A．群落的结构逐渐复杂B．进行的演替属于初生演替C．群落的优势物种未发生明显变化D．苔藓和草本植物在森林形成后均逐渐消失答案A解析农田生态系统与森林生态系统相比，森林生态系统的群落结构较为复杂，A正确；由于农田中有生物和原来的土壤条件，故农田上发生的演替为次生演替，B错误；森林生态系统的优势物种为高大的乔木，而农田生态系统的优势物种是农作物，可见群落的优势物种发生了明显变化，C错误；森林生态系统中也存在苔藓和草本植物，D错误。2．一个废弃鱼塘的演替过程如图所示，有关叙述正确的是()A．演替的先后顺序：乙→丙→甲→丁B．生物多样性：丁＞甲＞丙＞乙C．此演替过程属于初生演替D．此演替过程属于次生演替答案D解析在废弃鱼塘中的演替为次生演替，演替过程应为丁→甲→丙→乙。技法提炼判断初生演替和次生演替的方法(1)从起点上判断①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。②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①经历的时间长，速度缓慢的是初生演替。②经历的时间短，速度较快的是次生演替。题组二群落演替的趋势和规律3．为了研究某降水充沛、气温较高的山区内群落演替的规律，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、针叶林等4个群落的相关特征，结果如下：比较项目灌草丛针阔混交林常绿阔叶林针叶林生产者光合作用产生的有机物的量[t/(hm2·a)]17.43116.61150.8155.50总呼吸量[t/(hm2·a)]15.9392.73124.8040.98叶面积指数2.4811.2817.766.63植被干物质的量(t/hm2)6.65377.52398.57184.74提示：叶面积指数是指单位土地面积上的总植物叶面积。下列有关说法正确的是()A．群落的叶面积指数与其垂直结构有关，与水平结构无关B．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C．群落的总呼吸量比生产者光合作用产生的有机物的量少，说明群落含有的有机物总量增加D．该地区群落演替的顺序是灌草丛→针阔混交林→常绿阔叶林→针叶林答案C解析叶面积指数又叫叶面积系数，是一块地上阳光直射时植物叶片垂直投影的总面积与占地面积的比值，所以与水平结构有关，A错误；植被干物质的量与群落中动物的呼吸作用也有关，B错误；由于该地区降水充沛、气温较高，群落应朝着更有益的方向发展，正确演替顺序为灌草丛→针叶林→针阔混交林→常绿阔叶林，D错误。4．一块弃耕的农田，很快会杂草丛生，几年后，草本植物开始减少，各种灌木繁茂起来，最后演变成一片森林，成为一个相对稳定的生态系统。在此演变过程中，相关变化趋势正确的是()A．①③B．②④C．①④D．②③答案B解析由农田生态系统演变为森林生态系统的过程中，营养结构越来越复杂，物种丰富度越来越高，经过长时间的演替成为一个相对稳定的生态系统。生态系统在达到稳态后，物种丰富度、净光合作用产量、固定太阳能总量基本保持不变，而①③答案中的曲线都有下降趋势，因此是错误的。归纳提升群落演替的方向和结果分析(1)群落演替的方向①自然条件下，群落的演替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。②最终的演替结果主要由演替地所处的气候条件决定。如在干旱的荒漠地区很难形成森林。(2)群落演替的结果①能量：总生产量增加，群落的有机物总量增加。②结构：生物种类越来越多，群落结构越来越复杂。③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，抵抗力稳定性越来越高。题组三群落的结构与演替的规范审答案例典例精做——全面审题精准答题5．(2013·江苏，10)在一段新建公路的边坡(甲)上移栽灌木和草本植物以保护边坡，另一段边坡(乙)不进行移栽，其他实验条件相同，1年后两段边坡的检测结果如下表。下列分析合理的是()边坡处理方式植被覆盖率(%)小型土壤动物土壤有机质(g/kg)物种数个体数甲种植植物973