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第九单元生物与环境第2讲群落的结构和演替1.群落的结构特征(Ⅰ)2.群落的演替(Ⅰ)3.实验：土壤中动物类群丰富度的研究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丰富度。(科学探究)考点一群落的结构1．群落的概念和特征(1)概念：。(2)特征：物种组成、、空间结构及群落演替等。种间关系同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合2．物种组成(1)意义：是的重要特征。(2)指标：物种丰富度，即群落中的多少。物种数目区别不同群落3．种间关系(1)常见的种间关系及实例(连线)(2)常见种间关系曲线如图中①②③④分别代表、、、。竞争捕食互利共生竞争4．群落的空间结构图甲图乙(1)写出图中群落空间结构的类型图甲：，图乙：。水平结构垂直结构(2)根据如图分析，决定群落空间结构的主要因素。图甲：①植物分层：。②动物分层：。图乙：地形的变化、的差异、的不同、的不同以及人与动物的影响等。阳光栖息空间和食物条件土壤湿度、盐碱度光照强度生物自身生长特点1．某校园有一片草坪和一片树林，草坪中的动物没有分层现象，而树林中的动物具有分层现象。()提示：这两个群落中动物都具有分层现象。2．洪泽湖近岸区和湖心区不完全相同的生物分布，构成群落的水平结构。()3．同一物种之间的大鱼吃小鱼不叫捕食，而是种内斗争。()×√√4．一块农田中有豌豆、杂草、田鼠和土壤微生物等生物，其中属于竞争关系的是豌豆和杂草。()5．乔木层的疏密程度不会影响草本层的水平结构。()提示：乔木层的疏密程度通过影响阳光透过的程度，进而影响生活在乔木下的草本层的水平结构。√×1．群落结构形成具有什么重要的意义？提示：提高了群落利用环境资源的能力。2．有人认为如图所示的现象是一个群落中的垂直结构，你认为呢？请说明理由。提示：不是。高山植被的垂直分布是随海拔高度升高，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。群落结构的相关分析1．下列关于群落垂直结构的叙述，正确的是()A．草原生态系统不具有群落的垂直结构B．群落的层次性越明显，动物的数量越多C．在群落垂直结构的各层次上栖息的动物都不同D．光的穿透性对湖泊中植物的分层分布有重要影响D[草原生态系统和其他生态系统一样，具有群落的垂直结构和水平结构，A错误；群落的层次越明显、分层越多，群落中的动物种类就越多，B错误；有些动物在群落中栖息在植物群落垂直结构的多个层次，C错误；水生群落的层次性，即垂直结构，主要由光的穿透性、温度等决定，D正确。]2．(2019·陕西铜川市高三摸底)对生物群落结构的叙述，错误的是()A．植物的垂直结构为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件B．植物的垂直结构主要与对光的利用有关C．某山竹林里的成年竹、幼年竹和竹笋构成了该群落的垂直结构D．在水平方向上，同一地段上种群密度也会有差别C[成年竹、幼年竹和竹笋属于同一种群，不存在垂直结构的特点，C错误。]种间关系及特点3．(2019·河南省天一大联考)某生态系统中，昆虫甲常常伴随植物乙出现，且甲的数量总是随着乙的数量变化而变化；在主要以甲为食的昆虫丙迁入该生态系统后，昆虫甲的数量出现明显下降，植物乙的数量小幅度增加，叶片完整程度显著提高。下列有个叙述正确的是()A．甲与乙、乙与丙之间都是捕食关系B．甲的数量与乙叶片完整程度之间呈现正相关C．甲、乙、丙三者之间的数量关系为乙＞甲＞丙D．乙和丙都会影响昆虫甲的种群数量D[由题意可知，昆虫甲和植物乙之间为捕食关系，甲、丙之间为捕食关系，题干信息不能表明乙、丙之间存在捕食关系，A项错误；昆虫甲的数量下降时，植物乙叶片的完整程度提高，二者呈现负相关，B项错误；甲、乙、丙三者之间的数量关系不能根据捕食关系判定，在某些食物链中，捕食者的数量也可能多于被捕食者的数量，C项错误；昆虫甲的食物乙和昆虫甲的天敌丙都会影响昆虫甲的种群数量，当乙增多时甲增多，当丙增多时甲减少，D项正确。]4．(2019·广州市高三二模)在一项探究土壤细菌对植物X生长效应影响的实验中，将多株生理条件相同的植物X随机均分为甲、乙两组，将等量的A、B两种细菌分别加入到培养两组植物X的土壤中，培养条件相同且适宜。统计植物X在实验的第1天和第60天的平均高度，结果如图所示：回答下列问题：(1)已知细菌A、B均需从植物根部获取营养进行繁殖，据此分析，细菌A或B在土壤中分布呈现的空间特征是________。(2)已知细菌A、B与植物X的种间关系是寄生或互利共生，现需要增加1组实验(丙组)才能更准确地判断细菌A、B与植物X的关系，丙组实验的处理方式是____________________________。若结合丙组实验结果能证明A、B两种细菌与植物X之间属于不同的种间关系，则丙组实验结果是____________________________________。[解析](1)据题意分析，已知细菌A、B均需从植物根部获取营养进行繁殖，说明两者在土壤中是集群分布的。(2)为了判断细菌A、B与植物X的关系是寄生或互利共生，应该增加1个空白对照组，即丙组除不加入细菌A、B外，其余处理与甲、乙两组相同，若丙组的结果介于甲、乙两组之间，即第60天时植物X的平均高度增幅大于甲组，小于乙组，且差异显著，说明两种细菌与植物X的种间关系不同。[答案](1)集群分布(2)除不加入细菌A、B外，其余处理与甲、乙两组相同第60天，植物X的平均高度增幅大于甲组，小于乙组，且差异显著曲线图中捕食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，数量多的一种为被捕食者，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。考点二群落的演替1．概念：代替的过程。2．演替过程(以裸岩上的演替为例)随着时间的推移，一个群落被另一个群落3．群落演替中两种类型的比较类型项目初生演替次生演替起点在一个从来没有________________，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，但原有基本保留，甚至还保留了或其他繁殖体的地方植物的种子植被覆盖的地面土壤条件时间经历时间______经历时间______影响因素____________________较为关键实例裸岩上的演替森林砍伐地、弃耕的农田上的演替人类活动漫长较快自然因素4.人类活动对群落演替的影响(1)人类活动使群落演替按照不同于自然演替的和进行。(2)有利于群落演替的人类活动：(举一例)等。(3)不利于群落正常演替的活动：(举一例)等。速度方向退耕还林填湖造地1．地衣会比苔藓更早地出现在火山岩上。()2．冰川泥上和弃耕农田上的演替都是次生演替。()提示：冰川泥上发生的演替属于初生演替。3．若时间允许，弃耕的农田总能形成森林。()提示：弃耕农田形成森林还需要适宜的环境条件。4．次生演替的速度比初生演替的速度快。()√××√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。√×1．群落演替的特征(1)方向：一定的方向性。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)能量：群落的有机物总量增加。(3)营养结构变得复杂，物种多样性增加。2．群落演替的原因分析(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。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，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，请分析其主要原因。提示：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。2．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。该现象表明什么？提示：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变快，但演替的方向未发生改变。演替类型及过程分析1．(2019·北京市朝阳区高三期末)大兴安岭某林区发生中度火烧后植被演替的过程见如图。有关叙述正确的是()A．该火烧迹地上发生的演替是初生演替B．图中各群落都有垂直结构和水平结构C．草本、灌木、乔木丰富度的变化趋势一致D．在针叶林群落中的优势种是草本植物B[该火烧迹地上发生的演替是次生演替，A错误；图中各群落都有垂直结构和水平结构，B正确；草本和灌木的丰富度变化一致，与乔木丰富度的变化不同，C错误；在针叶林群落中的优势种是针叶乔木，D错误。]2．(2019·辽宁省朝阳市高三模拟)顶极群落是群落演替的最终阶段，只要不受外力干扰，就能永久维持稳定。如图表示不同环境下的顶极群落类型。请回答下列问题：(1)顶极群落的类型主要受________________等环境因素的影响。北极地区的顶极群落最可能是________________。图示中热带雨林的抵抗力稳定性最强，这是因为_________________________。(2)由于雷电引发火灾，某火山岛上的森林被烧毁后发生的演替属于________。与火山爆发造成森林被毁灭后发生的演替过程相比，此演替过程形成顶极群落所需的时间更________(填“长”或“短”)，原因是__________________________________________。(3)流入生态系统的总能量是指生产者固定的总能量。在形成顶极群落之前，该能量一般________(填“大于”“等于”或“小于”)生物群落呼吸消耗的总能量。[解析](1)据图分析，顶极群落的类型主要受年平均温度和年平均降水量等环境因素的影响；北极地区温度低、降水量低，因此其顶极群落最可能是苔原；热带雨林中生物种类多、营养结构复杂，自我调节能力强，因此热带雨林的抵抗力稳定性最强。(2)某火山岛上的森林被烧毁后发生的演替属于次生演替；历经火灾后的森林还基本保留着原来的土壤条件和植物的种子或其他繁殖体，因此与火山爆发造成森林被毁灭后发生的演替过程相比，此演替过程形成顶极群落所需的时间更短。(3)在形成顶极群落之前，群落的总生产量增加，群落的有机物总量增加，说明生产者固定的总能量大于生物群落呼吸消耗的总能量。[答案](1)年平均温度和年平均降水量(或温度和降水量)苔原热带雨林中生物种类多、营养结构复杂，自我调节能力强(2)次生演替短历经火灾后的森林还基本保留着原来的土壤条件和植物的种子或其他繁殖体(3)大于群落演替类型的判断方法(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。群落演替的趋势及影响因素分析3．在建设“森林城市”时，欲通过人工造林使荒坡逐渐演替为森林。下列对演替过程中图中曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的生物学含义的描述全都正确的是()A．Ⅰ为土壤中的有机物量，Ⅱ为生态系统物种的多样性程度B．Ⅰ为土壤中的微生物数量，Ⅱ为生态系统的结构稳定性C．Ⅰ为生态系统的恢复力稳定性，Ⅱ为群落垂直结构的层次性D．Ⅰ为群落呼吸消耗的有机物量，Ⅱ为生态系统的抵抗力稳定性C[从光裸的岩地上最终演替出森林的过程中，土壤中有机物量是增多的，