学年高中生物 33 生物群落的演替同步导学案 苏教版必修3.docx
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学年高中生物33生物群落的演替同步导学案苏教版必修3
2014-2015学年高中生物3.3生物群落的演替同步导学案苏教版必修3
一、目标导航
1.学习目标：
（1）描述生物群落的组成。
（2）说出研究生物群落多样性的基本方法。
（3）阐明群落的演替类型及其过程
2、重难点
重点：
（1）理解生物群落的组成。
（2）理解生态位的概念。
（3）研究生物群落多样性的基本方法。
（4）生物群落的结构
难点：
（1）理解生物群落的组成与结构。
（2）理解生态位的概念。
（3）研究生物群落多样性的基本方法。
（4）对土壤动物丰富度统计的实践活动
二、知识网络
生物群落的构成
三、导学过程
“导”—自主预习
一、生物群落
1．群落演替的概念及类型
（1）群落演替的概念：
随着时间的推移，一个群落被代替的过程，就叫做演替。
（2）群落演替的特点：
①可预测性：
演替是群落组成总是向着一定的方向、具有一定的规律、随时间而变化的过程。
②不可逆性：
演替是生物和环境反复相互作用，发生在时间和空间上的过程。
③稳定性：
演替的最终结果是状态。
2．演替的类型
（1）原生演替（初生演替）：
指在一个被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但被了的地方发生的演替。
裸岩上的演替过程：
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。
举例：
在火山岩、沙丘、冰川泥上开始的演替
（2）次生演替：
是指在生物群落或曾经被生物占据过的地方发生演替，又称次级演替。
弃耕的农田的演替过程：
弃耕农田→一年生杂草→→小灌木→→乔木林。
举例：
火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田等
（3）初生演替与次生演替的比较
内容
类型
初生演替
次生演替
起点
被植被覆盖的环境
原有植被环境只是原有植被
时间
经历的时间
经历的时间短
速度
缓慢
影响因素
人类活动较为关键
实例
裸岩上的演替
火灾过后的草原、弃耕的农田等上的演替
二、群落演替的影响因素
1.群落演替的原因
（1）决定群落演替的根本原因存在于，即是群落演替的决定因素。
（2）的环境条件诸如气候、地貌、土壤和火等常可成为引起演替的重要条件。
2.人类的活动方式：
（1）不合理的方式：
对自然资源的、不合理的利用；环境污染。
生活垃圾、工业垃圾、工业废渣、废气等，都会导致生物群落衰退；外来物种的引入等使退化。
（2）合理方式：
封山育林、治理沙漠、管理草原等；人类还可以建立，将演替的方向和速度置于人为控制之下。
（3）影响结果：
使群落演替按照自然演替的速度和进行。
“学”—互动探究
探究一生物群落演替的过程
阅读课本P67-69相关内容，思考并小组讨论下列问题：
1.在生物群落发展过程中它是不是永恒不变的？
如果不是又发生着怎样的变化？
提示：
在生物群落发展变化的过程中，一个群落不是永恒不变的。
其中一个群落会代替另一个群落的演变现象，这种现象叫做群落的演替。
2.演替是怎样体现的？
其主要标志是什么？
提示：
演替是群落长期变化累积的体现，主要标志是群落在物种组成上发生了变化；或者是在一定区域内一个群落被另一个群落逐步替代的过程。
3．如何理解群落演替的过程与特点？
提示：
群落演替的过程:
群落演替的过程可人为地划为三个阶段：
⑴侵入定居阶段（先锋群落阶段）。
一些物种侵入裸地定居成功并改良了环境，为以后侵入的同种或异种物种创造有利条件。
⑵竞争平衡阶段。
通过种内或种间竞争，优势物种定居并繁殖后代，劣势物种被排斥，相互竞争过程中共存下来的物种，在利用资源上达到相对平衡。
⑶相对稳定阶段。
物种通过竞争，平衡地进入协调进化，资源利用更为充分有效，群落结构更加完善，有比较固定的物种组成和数量比例，群落结构复杂，层次多。
4.光裸的岩地上首先定居的生物为什么不是苔藓和草本植物，而是地衣？
苔藓和草本植物无法直接从裸岩中获取养分，而地衣可以通过分泌有机酸而从裸岩中获取养分。
地衣由真菌与蓝菌或绿藻所组成，其中真菌扮演着决定性的角色。
首先是真菌提供一个保护层，这样藻类不至被晒或干死，藻类以其光合作用所获糖分除自用外还提供给真菌。
5.地衣阶段为苔藓的生长提供了怎样的基础？
为什么苔藓能够取代地衣？
提示：
通过地衣分泌有机酸加速岩石风化形成土壤，并积累起了有机物，这为苔藓的生长提供了条件。
而苔藓生长后，由于其植株高于地衣能获得更多的阳光，处于优势地位，其结果是逐渐取代了地衣。
6．在森林阶段，群落中还能找到地衣、苔藓、草本植物和灌木吗？
提示：
能找到这些植物。
在群落演替过程中，一些种群取代另一些种群是指优势取代，而不是“取而代之”。
形成森林后，乔木占据了优势，取代了灌木的优势，但在森林中各种类型的植物都是存在的。
7.是不是群落的演替只能发生在光裸岩石的地区？
有没有其他的可能？
演替过程是否相同？
举例说明。
提示：
不是。
有其他的可能。
演替的过程不同。
如弃耕农田上的演替过程。
8.总结以上问题4—7可知演替的类型有几种，各有什么特点？
提示：
群落演替类型比较
类型
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
基质与环境条件
无有机质和生命胚种
有大量有机质和生命胚种
实例（过程）
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
杂草阶段→灌木阶段→森林阶段
时间
经历的时间长
经历的时间短
速度
缓慢
较快
【经典回眸】下列有关初生演替和次生演替的叙述中，正确的是（）
A.沙丘、火山岩上进行的演替是初生演替，冰川泥、弃耕的农田上进行的演替是次生演替
B.初生演替形成的群落内无竞争现象，次生演替形成的群落内竞争明显
C.初生演替所需时间较长，次生演替所需时间较短
D.初生演替能形成森林，次生演替很难形成森林
【解析】次生演替时虽然原有的植被已不存在，但原有土壤条件基本保留，因此演替所需的时间短。
在冰川泥上进行的演替是初生演替，而不是次生演替。
初生演替形成的群落内也存在竞争现象，但不明显。
次生演替比初生演替容易形成森林。
【答案】C
【变式训练】
1.一个湖泊经历了一系列演替阶段后，可以演变为一个森林。
在演替过程中首先出现的是（ ）
A.沼泽B.湿地C.草原D.森林
2.在原生演替过程中，苔藓能够取代地衣的原因是（ ）
A.地衣阶段为苔藓的生长提供了有机物
B.苔藓比地衣长得高，在与地衣争夺阳光的竞争中处于优势
C.苔藓的生长比地衣快
D.苔藓能够忍受极端干旱的环境
探究二影响群落演替的的因素
阅读课本P69-P70相关内容，思考并小组讨论下列问题：
1.对比原生演替与次生演替，说说群落演替有哪些特点？
提示：
（1）演替是群落组成向着一定方向、具有一定规律、随时间变化的有序过程，因而它往往是可预测的。
（2）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，但人类活动可使其不按自然演替的方向和速度进行。
2.分析群落演替的过程及群落演替的特点，你能否总结出群落演替的原因？
提示：
（1）决定群落演替的根本原因存在于群落内部，即内因是群落演替的决定因素。
（2）群落之外的环境条件诸如气候、地貌、土壤和火等常可成为引起演替的重要条件。
3.人类的活动对群落演替的影响有哪些？
提示：
在现实生活中，人类的许多活动正在影响着群落的演替。
人们可以砍伐森林、填湖造地、乱猎乱捕，也可以封山育林、治理沙漠、管理草原，甚至可以建立人工群落，使群落演替按照不同于自然发展的道路进行。
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，将演替的方向和速度置于人为控制之下。
人类活动有一定的意识和目的性，可以对自然环境中的生态关系起着促进、抑制、改造和建设的作用，人类对群落演替的影响也就超过了其他所有因素造成的影响。
4.群落的演替是否是完全取代？
提示：
群落演替过程中物种取代是一种优势取代，而不是完全取代。
5.藤壶是海产甲壳类，幼虫自由游泳，成虫外表有由石灰质骨片构成的匣，匣的基部附着在岩石、木材上。
苏格兰海边有两种藤壶，一种简称为C，另一种简称为S。
C附着于沿海潮间带的上部，S分布于潮间带的下部（见下图）。
二种藤壶的竞争C=chthalamus,S=Semibalanus二者的幼体的高低潮带应都能生长，但成长后C只生在高潮部分S生在下面。
这两种藤壶形成这种分布的原因是什么？
提示：
从题目中我们可以看出，通过竞争，两种藤壶占据了不同的生态位。
追问：
那么什么是生态位呢？
图示中C藤壶无力和S藤壶的关系如何？
请通过生态位来加以解释。
提示：
生态位指的是生物种群在群落中的生活方式和它们在时间和空间上占有的地位。
生态位远比栖息地复杂。
打一个比喻，栖息地不过是种群的“住址”，生态位才是种群赖以生存的“职业”。
一个群落中各不同物种在形态结构和生活方式上都是不同的，因此它们各有自己的不同的生态位。
潮间带上部潮涨时有水，潮落时无水，因而上部温度和盐分的变化较大，下部条件则比较稳定。
生于潮间带上部的C藤壶的幼虫随水漂浮，它们或附着到下部的岩石上或附着于上部岩石上。
附着于上部的幼虫不久即发育变态而成成虫，但下部岩石上却从无C藤壶生长于其上。
这是由于下部的S藤壶生长快，它们很快将C藤壶幼虫挤走，使之不能发育。
这说明C藤壶的基本生态位有一部分是和S藤壶重复的。
但是，C藤壶无力和S藤壶竞争，因为后者生长快，因此，C藤壶的生态位中与S藤壶生态位重复的部分全部被S藤壶占领，它的生态位缩小到S藤壶不能占据的那一部分，即实际占据的生态位了。
6.为什么大面积围湖造田是洪灾频繁发生的原因之一？
提示：
大面积围湖造田，使湖面大大缩小，减小了蓄洪容积，降低了蓄洪能力，导致洪灾频繁发生。
【经典回眸】南方某农田弃耕后，很快就会长满一年生的杂草，后来又出现灌木。
图中曲线b、c表示该群落中植物物种数或个体数的变化。
下列说法正确的是。
（ ）
A.曲线a表示该群落所含能量的变化，曲线b表示植物物种数
B.从草本阶段演替到灌木阶段，食物链基本不会发生变化
C.在人为干扰情况下，将来不可能演替至森林阶段
D.草本阶段最易遭受外来物种的入侵而使占优势的物种发生变化
【解析】从草本阶段演替到灌木阶段，植物物种数（曲线c）及群落所含能量增多（曲线a），但个体数减少（曲线b）。
演替过程中植物种类发生变化，会使相应的食物链发生改变。
如果人为地植树造林，可能会加快群落的演替，更早地演替至森林阶段。
草本阶段抵抗力较弱，容易受到外来物种的入侵。
【思维导引】1.物种数——在群落演替中,植物物种数如何变化?
2.个体数——在群落演替中,植物个体数如何变化?
3.能量——在群落演替中,群落的总能量如何变化?
【答案】D
【变式训练】
3.四川大地震中形成了几十个堰塞湖，今后堰塞湖的演替属于（）
A.初生演替
B.先是初生演替，后为次生演替
C.次生演替
D.先是次生演替，后为初生演替
4.某地区将天然林全部砍伐后，大量单一种植沙拉杨。
下列叙述正确的是（ ）
A.天然林替换成沙拉杨林的过程属于初生演替
B.天然林替换成沙拉杨林后物种丰富度增加
C.沙拉杨林比天然林的抵抗力稳定性要高
D.在沙拉杨林中混种其他林木可改善该地区环境
【变式训练参考答案】
ABCD
四、达标检测
1.演替是一个漫长的过程，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时，演替就不再进行，并形成热带雨林、温带草原、苔原或沙漠等顶级群落。
下列有关叙述不正确的是（ ）
A.与演替之初相比，顶级群落的结构更为复杂和稳定
B.形成哪种顶级群落与年平均气温和降雨量等气候条件密切相关
C.顶级群落一旦形成，将永远保持原状
D.热带雨林较草原、沙漠等群落的自我调节能力高
2.下列有关群落演替的说法，错误的是（ ）
A.群落中一个种群被另一个种群替代的过程叫做演替
B.在保留有植物繁殖体的地方发生的演替为次生演替
C.在干旱的荒漠地区，群落演替很难形成森林
D.人类活动可以影响演替的速度和方向
3.森林被砍伐殆尽，一段时间后该处出现了新的生物群落。
下列相关叙述正确的是（ ）
A.该群落形成过程中先出现的生物最可能是地衣
B.各种昆虫进入不会影响群落对环境变化的抵抗力
C.演替过程中，灌木取代草本植物的主要原因是草本植物属于较低等的生物
D.若有人类活动，则该群落演替的速度和方向可能发生变化
4.某弃耕农田中植物种类在40年间的变化情况见下表。
下列有关该地群落变化的叙述，错误的是（ ）
年数物种数量植物类别
1
4
15
25
40
草本
28
27
26
30
34
灌木
0
3
4
12
19
乔木
0
0
0
14
23
总计
28
30
30
56
76
A.物种多样性趋于增加
B.该地群落发生了初生演替
C.群落对光能的利用能力提高
D.群落的垂直结构和水平结构发生了变化
5.根据群落演替的理论，在光裸的岩地上经过一定的时间，最终就会演替出森林。
请据此回答问题：
（1）光裸的岩地上最终演替出森林，其过程大致是
____________________________________________。
（2）地衣首先在裸岩上定居，同时，地衣分泌的______腐蚀了坚硬的岩石表面，加速了岩石风化成______的过程。
（3）各种昆虫及其他小动物开始进入生物群落的阶段是______________________________。
（4）地衣阶段与苔藓阶段相比，土壤中的有机物含量较多的是________，微生物种类较多的是________。
（5）在以下演替的各阶级中，所需时间最长的是____，所需时间最短的是____。
A．地衣和苔藓阶段
B．草本植物阶段到灌木阶段
C．灌木阶段到森林阶段
D．森林阶段
【当堂检测参考答案】
1——4.CADB
5.【答案】
（1）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
（2）有机酸 土壤 （3）草本植物阶段
（4）苔藓阶段 苔藓阶段 （5）A B
五、依据考点，归纳总结
【例1】某山区实施退耕还林之后，群落经过数十年的演替发展为树林。
下图中曲线甲、乙、丙分别表示群落演替的三个连续阶段中优势植物种群的数量变化情况。
下列说法错误的是（ ）
A.实施退耕还林等措施之后，可增大部分野生动植物种群的环境容纳量
B.曲线甲、乙、丙对应的物种之间为竞争关系，第3阶段群落具有明显的垂直分层现象
C.演替中后一阶段优势物种的兴起，一般会造成前一阶段优势物种的消亡
D.该过程中，群落的物种丰富度和生态系统的抵抗力稳定性会逐渐提高
【解析】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，在此过程中群落的总生产量增加，有机物总量增加，生物种类越来越多，营养结构越来越复杂，生态系统的抵抗力稳定性越来越高。
在演替过程中，后一阶段优势物种的兴起，一般不会造成前一阶段优势物种的消亡，而是取代其优势地位。
【答案】C
【例2】某一森林在遭受大火完全烧毁前后，草本植物、灌木和乔木的生物量变化如图所示（b点为发生火灾的时间）。
请回答：
（1）a-b段，三类植物在群落中的斑块状镶嵌分布，形成了群落的。
（2）b-d段，显示火灾后植物群落的演替情况，其演替的过程是，该演替类型属于，演替后形成的森林为。
（3）c-d段，三类植物的生物量都处于相对稳定状态，这表明该群落已演替到群落阶段，此时群落的总初级生产量与总呼吸量是的。
【解析】生物群落在水平方向上大多数呈集群分布或镶嵌分布，该图示中a-b段，三类植物在群落中的斑块状镶嵌分布，故形成了群落的水平结构。
分析图示中的三条曲线，草本植物在火灾后第一个出现，随后是出现了灌木，最后出现了乔木。
虽然发生了火灾，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的繁殖体，故该群落的演替是次生演替。
且演替后形成的森林为次生林。
c-d段时群落的总初级生产量与总呼吸量是基本相等，三类植物的生物量都处于相对稳定状态，发展到高大乔木为优势种的时候，说明演替已进入顶级阶段——森林阶段。
【答案】
（1）水平结构（2分）
（2）先出现草本植物群落，再出现灌木群落，最后出现乔木群落（草本植物群落→灌木群落→乔木群落）（2分）次生演替（2分）次生林（2分）
（3）顶极（2分）基本相等（2分）
规律总结：
原生演替与次生演替概念的理解：
①以“无”为基础的演替为初生演替：
a.“从头开始”，从来没有过群落的地方衍生出群落。
b.“从头再来”，原有群落破坏殆尽，衍生新的群落。
②以“有”为基础的演替为次生演替：
a.发展性演替：
在已有的较低级的群落基础上，发展成其他较高级的群落，直至顶级群落。
b.恢复性演替：
原有群落遭到一定破坏后的恢复。
【例3】如图表示两个群落演替过程中物种丰富度的变化，下列叙述不正确的是（）
A.甲可表示在火灾后森林上进行的演替
B.甲的演替速度比乙快、历时短
C.甲中①、②处的物种组成相同
D.若气候条件适宜，甲、乙均可演替成森林
【解析】 甲中①、②处的物种丰富度虽然相同，但是物种组成不一定相同，因为在演替过程中，可能出现新物种。
【答案】C
易错警示：
错选的原因有：
（1）不能准确从题图中获得解题信息。
由于没有准确判断出图中甲表示次生演替，乙是初生演替，导致错选。
（2）基本概念及其特点掌握不准、理解不透。
由于不理解次生演替和初生演替的特点——“次生演替比初生演替快，所以甲的演替速度比乙快、历时短”，导致错选B项。
由于不清楚“在适宜的条件下次生演替和初生演替的最终结果是可演替成森林”，导致错选D项。
六、布置作业
1.以下关于群落及其演替的说法，正确的是（ ）
A.群落演替的结果是一定能形成森林
B.群落演替过程中种群的基因频率不会发生变化
C.大鱼吃同种小鱼是群落中的捕食关系
D.群落演替过程中其结构越来越复杂
2.一块弃耕的农田，很快长满杂草，几年后，草本植物开始减少，各种灌木却繁茂起来，最后这块农田演变成了一片森林。
这片森林在不受外力干扰的情况下将会长期占据那里，成为一个非常稳定的生态系统。
该生态系统在此演变过程中，相关变化趋势正确的是（）
3.关于群落的结构与演替，下列叙述不正确的是（）
A.“远芳侵古道，晴翠接荒城”可看作人类活动对群落演替影响的典型实例
B.“野火烧不尽，春风吹又生”应属次生演替的实例
C.群落中各种群间不存在地理隔离，因而能进行基因交流
D.群落中植物的垂直结构可为动物创造多种多样的栖息空间和食物条件，从而为动物种群分层分布提供了基础
4.（2014·安徽皖南八校）某岛屿由海底火山喷发形成，现已成为旅游胜利，岛上植被茂盛，风景优美。
下列叙述不正确的是（ ）
A.该岛屿不同地段物种组成了的差异是群落水平结构的体现
B.该岛屿形成后最初进行的群落演替属于次生演替
C.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
D.该岛屿一定发生过漫长的群落演替过程
5.巨尾桉具有速生、高产的特点。
某地区将天然林全部砍伐烧毁，大量单一种植巨尾桉，对环境造成不利的影响。
下列叙述正确的是（ ）
A.天然林替换成巨尾桉林的过程属于初生演替
B.天然林替换成巨尾桉林后物种丰富度增加
C.在巨尾桉林中混种其他林木有利于改善该地区环境
D.巨尾桉林比天然林的抵抗力稳定性高
6.我国西南横断山脉地区被公认为全球生物多样性的关键地区，不同海拔区域蝶类生物多样性研究结果见下表。
下列有关叙述，正确的是
A.不同垂直带的植被类型差异是群落演替的结果
B.不同垂直带的植被类型差异反映了群落的空间结构特征
C.蝶类物种多样性与各垂直带植被类型无关
D.蝶类物种多样性与各垂直带气候特征有关
7.下表是某地区森林群落演替过程中部分相关量统计，试根据表中数据回答问题：
群落演替
灌草丛
针叶林
针阔叶混交林
季风常绿阔叶林
群落垂直结构
层数
2
3
4
5
叶面积指数
2.48
6.61
11.28
17.76
光能漏射率（%）
62.2
44.7
3.3
1.1
生
产
者
总初级生产量
（t·hm－2·a－1）
17.43
55.50
116.61
150.81
净初级生产量
（t·hm－2·a－1）
1.50
14.52
23.88
26.00
总生产量/
总呼吸量
1.09
1.35
1.26
1.21
注 叶面积指数指单位土地面积上的植物叶面积。
（1）该地区生物群落的演替类型属于__________________；从数据上分析，在演替过程中群落物种丰富度的变化趋势是____________________________________________。
（2）统计数据表明随着群落演替的进行，生态系统截获光能的百分率________，总初级生产量增多，这可能与植物群落的垂直结构________________增多有关。
（3）生态系统总初级生产量指全部生产者（绿色植物）固定的能量，而净初级生产量指全部生产者固定并贮存的能量，统计数据表明在由针叶林到季风常绿阔叶林演替的过程中，生态系统的总生产量/总呼吸量有下降趋势，试解释可能的原因：
____________________
____________________________________________________。
参考答案与解析
1.D【解析】群落演替的结果是由该群落所处的环境条件所决定的，故A错误。
在群落的演替过程中，生物的种类和数量在不断变化，其结构越来越复杂，种群的基因频率也在变化，故B错误、D正确。
捕食属于种间关系，大鱼吃小鱼为种内斗争，故C错误。
2.B【解析】该生态系统在此演变过程中，群落结构越来越复杂，演变成森林后趋于稳定。
物种丰富度、净光合产量、固定太阳能总量都是不断增多，最后趋于稳定。
恢复力稳定性不断降低
3.C
4.B
5.C【解析】天然林替换成巨尾桉林的过程属于次生演替，A错误；天然林替换成巨尾桉林后物种丰富度减少，B错误；在巨尾桉林中混种其他林木增加了物种丰富度，增强了该生态系统的抵抗力稳定性，有利于改善该地区的环境，C正确；巨尾桉林比天然林的抵抗力稳定性低，D错误。
6.D【解析】本题考查群落演替和群落的结构。
不同垂直带的植被类型差异主要是由于温度的影响，A错误。
不同垂直带的植被属于不同的生态系统，不能反应群落的空间结构特征，B错误。
蝶类物种多样性与各垂直带植被类型有关，C错误。
7.【答案】
（1）次生演替 随着时间的推移，群落物种丰富度逐渐增加
（2）增大 分层 （3）随着生态系统中生物种类和数量的增多，全部生物的总呼吸量不断增加，而绿色植物可利用的光能有限，限制了光合作用总生产量的增加
【解析】
（1）表中数据表明该地区生物群落的演替是由灌草丛开始的，因此，这种演替属于次生演替；在该群落演替过程中，群落垂直结构表现出层数增多，群落物种丰富度不断增加。
（2）生态系统的截光率＝1－漏射率，因此，根据表中数据可以得出：
随着群落演替的进行，生态系统截获光能的百分率增大，这可能与群落中
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