版高中生物第3章生物群体的动态平衡第2节群落的相对稳定第2课时学案北师大版必修3.docx
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版高中生物第3章生物群体的动态平衡第2节群落的相对稳定第2课时学案北师大版必修3
第2课时 群落的演替
[目标导读] 1.结合教材P84实验，分析鱼缸中群落的变化，理解群落演替的概念及内涵。
2.结合图3－21至图3－25，了解群落演替的两种类型及其过程。
3.结合P86思考与讨论，学会分析影响群落演替的因素。
[重难点击] 群落演替的两种类型及其过程。
一 群落演替的概念
群落是一个运动着的体系，处于不断的发展变化之中，即群落按照一定的规律进行着演替。
试通过鱼缸中群落的变化，总结群落演替的概念。
1．实验：
鱼缸中群落的变化
（1）方法步骤
①投放养料和生物：
按3∶1向鱼缸中加入稻草（或麦秸）液和池塘水至容积的2/3。
②放置鱼缸：
将鱼缸置于一个不受干扰，并且没有阳光直射的安全地方放两天。
③取样检查：
分别从三个层次取样检查。
a．用滴管从鱼缸中水体的表层采样，制成装片，用显微镜观察，记录观察到的生物种类，并数出样本中每一种生物的数目。
b．用取自靠近缸壁的中层的样本，重复步骤a。
c．用取自缸底水体的样本，重复步骤a。
④继续放置鱼缸：
继续放置一周后，重复步骤a～c。
（2）思考讨论
①稻草液与池塘水在实验中起什么作用？
答案 稻草液的作用是提供营养物质，池塘水中有小生物个体。
②什么因素会影响这个群落的变化？
答案 温度、光照、营养物质等。
③要想全面地了解群落的变化，还应该怎么办？
答案 做几个相同的鱼缸，但是放置环境不同，投放养料不同，比较不同鱼缸中生物种类的变化。
（3）结果分析：
实验中，两次观察所看到的生物种类和数量是不相同的，也就是说群落是不断发生变化的。
2．群落演替的概念
在一定地域内，群落随时间而变化，由一种类型转变成另一种类型的过程，称为群落的演替。
归纳提炼
群落演替的原因
（1）环境不断变化，为群落中某些物种提供繁殖条件，而对另一些物种的生存产生不利影响。
（2）植物本身不断进行繁殖、迁徙。
（3）植物之间直接或间接地相互作用，使它们之间不断相互影响，种间关系不断产生变化。
（4）在群落的种类组成中，新的植物分类单位（如种、亚种、生态型）不断产生。
（5）人类活动的影响。
人类活动通常是有意识、有目的地进行，因此人类对群落演替的影响远远超过其他因素。
活学活用
1．在寒温带地区，一场大火使某地的森林大面积烧毁。
在以后漫长时间内，在原林地上依次形成了杂草地、白桦为主的阔叶林、云杉为主的针叶林，这种现象称为（ ）
A．物种进化B．外来物种入侵
C．群落演替D．垂直结构
答案 C
解析 火灾过后的森林经过漫长的时间，最终形成了云杉为主的针叶林，此过程为次级演替。
二 群落演替的类型
根据发生的情况，将群落的演替分为初级演替和次级演替两种类型。
1．初级演替
光裸的岩地经过一个漫长而艰难的过程，最终会演替出森林。
阅读教材P84～86内容，回答下面的问题。
（1）从一个原始的岩石地区形成一个森林群落，大致要经历以下几个阶段：
地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。
（2）原始的岩石地区不具有植物群落生存的基本条件以及原有植物的种子和可繁殖的营养体，像这样，从原始的岩石地区开始的群落演替就为初级演替。
（3）请思考：
①地衣能在光裸的岩石上首先定居，它们可微微地潜入岩石的内部，借助于地衣分泌的代谢酸和地衣死后所产生的腐殖酸的作用，可加速岩石风化为土壤的过程。
②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？
答案 通过地衣分泌有机酸加速岩石风化形成土壤，并积累了有机物，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。
③经过生物与环境、生物与生物之间的相互作用、相互影响，逐渐演替为森林。
在森林阶段，还能否找到地衣、苔藓、草本植物、灌木吗？
答案 能，群落演替中一些种群取代另外的一些种群，指的是优势取代，而非取而代之。
④从地衣阶段演替到森林阶段，群落的结构由简单到复杂，总生产量和有机物的总量在不断增加。
2．次级演替
下图是在弃耕的农田上发生的群落演替过程，据图思考：
（1）其演替的过程：
弃耕的农田→一年生杂草→树木幼苗→森林。
（2）由图说明：
当环境条件改变或人为干扰引起原有群落一定程度的破坏后，在新的环境条件下发生的演替，称为次级演替。
3．思考
（1）动物在该过程中，是否也发生了类似植物的演替过程？
答案 是。
动物随着植物种类的变化而变化。
（2）两种演替相比，次级演替的速度较快，原因是保留了土壤等基本条件，以及原有植物的种子和可繁殖的营养体。
（3）两种演替中，次生群落具有较大的可塑性和不稳定性。
因此，在次生群落开发利用时，要特别注意观察群落演替的情况，使群落向着有利于人类的方向发展。
小贴士
（1）并非所有的演替都能形成森林，一般来说，在气候适宜的环境中，无论是初级演替还是次级演替都可形成森林，但在干旱的荒漠地区，由于受到水分的限制，群落的演替就很难形成森林，只发展到草本植物阶段或灌木阶段。
（2）一般群落的演替都是越来越复杂，但有些演替可能会变得简单，例如荒漠化。
归纳提炼
比较群落的两种演替
类型
内容
初级演替
次级演替
起点
原先从没有过植被或原来存在过植被但被彻底消灭了
原有群落环境，只是失去了原有植被，但原有土壤条件基本保留
时间
经历的时间长
经历的时间短
速度
缓慢
较快
时间与速度的差异分析
所依托的基质和环境极为贫瘠和严酷
所依托的基质和环境比较肥沃和温和，且可能存在原有群落毁灭后留下来的大量有机质和繁殖体
影响因素
自然因素
人类活动较为关键
实例
沙丘、火山岩、冰川泥上的演替
火灾后的草原、过量砍伐的森林、弃耕农田上的演替
活学活用
2．判断下列说法的正误
（1）在自然界里，群落的演替是普遍现象，有一定的规律性（ ）
（2）群落演替是生物与生物间相互作用的结果，其方向和速度与物理环境无关（ ）
（3）沙丘、火山岩上进行的演替是初级演替，冰川泥、弃耕的农田上进行的演替是次级演替（ ）
（4）初级演替进行缓慢，次级演替出现和发展得较快（ ）
（5）初级演替形成的群落内无竞争现象，次级演替形成的群落内竞争明显（ ）
（6）初级演替能形成森林，次级演替很难形成森林（ ）
（7）大多数群落演替的总趋势是：
物种多样性的增加和群落稳定性的提高（ ）
答案
（1）√
（2）× （3）× （4）√ （5）× （6）× （7）√
解析
（2）群落演替是生物与生物间、生物与环境间相互作用的结果。
（3）在冰川泥上进行的演替是初级演替。
（5）初级演替和次级演替形成的群落都有明显的竞争。
（6）演替能否形成森林，是与当地的环境条件有关的，与演替类型无关。
三 顶级群落
群落演替是一个漫长的过程，受到多种因素的影响，这些因素会使群落演替的速度和方向发生改变。
1．群落演替的趋势
（1）自然条件下，群落演替的一般趋势是：
生物种类越来越多；群落的结构越来越复杂；稳定性越来越强。
（2）群落演替能一直无休止地进行下去吗？
答案 不能。
一般说来，当一个群落演替到同环境处于平衡状态的时候，演替就不再进行了。
（3）经过一系列的演替过程，最终达到平衡状态的群落，称为顶级群落。
不同条件下的群落演替形成的顶级群落相同吗？
请举例说明。
答案 不同。
如在温度适宜、雨量充沛的地区可以演替到森林阶段；而在寒冷干旱的地区，只能演替到草原或苔原，很难形成森林。
2．群落演替的影响因素：
群落演替除了受到温度、降水等气候因素影响外，人类活动也对群落演替有着重要的影响。
3．面对各种干扰，群落都有自我维持能力，这种自我维持也称群落稳定性，包括对干扰的抵抗能力和复原能力两个方面。
如果一个群落能够抵抗住干扰，那么就不会发生演替。
如果一个群落具有复原能力，那么在受到干扰后，它就会借助于演替过程恢复稳定的平衡。
归纳提炼
群落演替的特点
（1）群落演替是群落组成向着一定方向、具有一定规律、随时间而变化的有序过程，具有可预见性或可测性。
（2）群落演替是生物和环境反复相互作用，在时间和空间上不可逆的变化。
（3）群落演替的结果是最终达到一个相对稳定状态，物种多样性增加，总生产量增加，净生产量逐渐降低，群落有机总量增加。
（4）群落演替的终点为顶级群落。
活学活用
3．云杉是优良的木材树种，是我国西部和西南部高山针叶林中的一个主要森林群落类型。
如图是一个云杉林群落被砍伐后所发生的几个变化阶段示意图。
（1）“采伐消退”过程说明了_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）“复生”过程对于生物群落的变化来说属于______________________________________。
（3）云杉林被采伐后所发生的变化方向和速度是受许多因素影响的，其中，来自群落内部的因素有____________，来自外界环境的因素有________________。
（各举两例）
（4）新生的云杉林和采伐前的云杉林不完全一样了，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）人类活动对群落演替的影响
（2）次级演替 （3）种子的数量和散布、生物的繁殖 人类活动、气候变化 （4）演替过程中环境条件会发生变化，而且易受人类活动的影响
当堂检测
1．下图表示某地云杉林的形成过程。
下列相关叙述正确的是（ ）
A．该群落的演替属于初级演替，群落结构越来越复杂
B．人类活动不改变演替的方向和速度
C．该群落演替是群落内部因素和外界环境因素综合作用的结果
D．在⑤云杉林群落中有明显的垂直结构，没有水平结构
答案 C
解析 该群落的演替应是次级演替；人类活动改变了演替的方向和速度；在⑤云杉林群落中有明显的垂直结构，同时也有水平结构。
2.诗句“野火烧不尽，春风吹又生”所描绘的景象变迁，可视为（ ）
A．群落的初级演替B．种群的初级演替
C．群落的次级演替D．种群的次级演替
答案 C
解析 “野火烧不尽，春风吹又生”诗句原有的含义是指：
小草很坚强，就算草原被火烧尽了，到春天一样生长起来。
通过诗句的含义可知，小草不是一种生物，并且小草的有无影响动物和微生物，因此此处发生了群落的演替；并且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，因此发生了群落的次级演替。
3．下图表示两种群落演替的类型，下列叙述正确的是（ ）
A．a处可表示发生特大火灾原有生物彻底灭绝
B．b处可表示火山爆发形成火山岩
C．甲、乙演替的起点均具备基本的土壤条件
D．如果时间允许，甲、乙都会形成森林
答案 B
解析 由图分析可知，甲表示次级演替，乙表示初级演替，a处遭受破坏但是物种多样性并未降到0，即原有生物没有彻底灭绝；而b处所遭受的破坏导致物种多样性降为0，即原有生物彻底灭绝，可表示火山爆发；初级演替的起点不具备基本的土壤条件；群落演替最终能否形成森林不是时间问题，而是取决于气候条件。
4．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，地衣分泌的有机酸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）在以上演替的各阶段中，达到相对稳定的阶段是________。
A．地衣阶段和苔藓阶段
B．草本植物阶段和灌木阶段
C．灌木阶段和森林阶段
D．森林阶段
答案
（1）地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段
（2）土壤
（3）草本植物阶段
（4）苔藓阶段 苔藓阶段
（5）D
40分钟课时作业
[学考达标]
知识点一 群落演替的概念
1．下列有关群落演替的叙述，正确的是（ ）
A．群落中一些生物消失了，另一些生物来占据它们的空间，就属于演替
B．光裸的岩石上最先出现的是地衣
C．在弃耕的农田上不可能形成树林
D．不论在什么条件下，群落的演替都能形成树林
答案 B
解析 在群落的发展变化过程中，一些物种的种群消失了，另一些物种的种群随之而兴起，最后这个群落会达到一个稳定阶段。
这时原来的群落就被新的群落取代了，这就是群落的演替，这里的代替并不完全是取代，更多的应该理解为优势上的替代，故A错；如果在干旱的荒漠地区，群落的演替很难形成树林，但如果气候适宜，弃耕的农田就会演替成树林，故C、D两项错误。
2．我国大力治理荒漠并取得了一定成果。
如图为某地的荒漠经多年治理的变化情况，这种变化可称为（ ）
A．群落的抵抗力B．群落的稳定性
C．群落的多样性D．群落的演替
答案 D
解析 据图分析，图中第一张照片是荒漠，第二张照片是草地，第三张照片是树林，表示了群落演替，即指随着时间的推移，一个群代替另一个群落的过程。
知识点二 群落演替的类型
3．下列有关生物群落演替的叙述中，错误的是（ ）
A．群落演替主要有初级演替和次级演替两种类型，火灾后的草原、森林、冰川泥上进行的演替都属于次级演替
B．演替过程中由草本植物阶段渐变为灌木阶段，主要原因是灌木较为高大，能获得更多阳光
C．群落发展变化过程中，一个群落被另一个群落代替的过程，就是群落演替
D．次生群落的可塑性和不稳定性较大
答案 A
解析 冰川泥上进行的演替属于初级演替。
4．下列关于弃耕农田和裸岩上的演替，说法正确的是（ ）
A．弃耕农田上的演替为初级演替
B．裸岩上的演替为次级演替
C．这两种演替过程完全相同
D．这两种演替过程不完全相同
答案 D
解析 弃耕农田上的演替为次级演替，裸岩上的演替为初级演替，这两种演替过程不完全相同。
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。
下列叙述不正确的是（ ）
A．该岛屿不同地段物种组成上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级演替
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
答案 B
解析 该岛屿不同地段物种组成上的差异是群落水平结构的体现，故A项正确；该岛屿由海底火山喷发形成，其最初演替属于初级演替，故B错误；旅游时因人类活动的影响可能改变群落演替的速度，故C正确；该岛屿上发生的初级演替为漫长的演替过程，故D项正确。
知识点三 群落演替的趋势和影响因素
6．群落演替的总趋势是（ ）
A．物种多样性的增加和群落稳定性的提高
B．物种多样性的减少和群落稳定性的降低
C．物种多样性的增加和群落稳定性的降低
D．物种多样性的减少和群落稳定性的提高
答案 A
解析 群落演替是指群落随时间而变化，由一种类型转变成另一种类型的过程。
虽然演替是一个漫长的过程，但大致都要经过由裸地到森林阶段。
物种的数量由少到多，群落的结构和种类组成由简单到复杂。
7．人类活动对演替的影响是（ ）
A．人类活动会加速演替的速度
B．人类活动会延缓演替的进行
C．人类活动往往会使演替偏离其自然的方向
D．人类活动会降低群落的物种多样性
答案 C
解析 在自然状态下，群落的演替会沿着自身的规律，在外界环境的变化下，适者生存，不适者被淘汰。
而如果有了人类的干预则会加速或者减缓演替的速度，对于群落的物种多样性的影响也应该是两方面的。
[高考提能]
8.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，动物种类基本不会发生变化
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
答案 D
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，会使相应的动物种类发生改变。
如果人为地植树造林，可能会加快群落的演替，使其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。
9．从光裸的岩地上演替出森林的过程中，由草本植物阶段演替到灌木阶段所需的时间相对较短，原因是（ ）
①草本植物阶段，土壤中有机物较丰富，通气性好 ②灌木根系发达，吸水能力强 ③灌木更高大，具更强的获得阳光的能力 ④灌木阶段，群落内竞争激烈
A．①②③B．②③C．③④D．①②
答案 A
解析 从裸岩到森林的演替过程中，草本植物阶段，土壤中有机物越来越丰富，使得土壤的透气性越来越好，为灌木的生长创造了条件。
灌木根系发达且比草本植物高大，所以在与草本植物的竞争中优势明显，很快就能成为优势种。
10．下图表示两个群落演替过程中物种多样性的变化，下列叙述不正确的是（ ）
A．甲可表示森林在火灾后进行的演替
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．人类的活动往往影响到甲、乙群落演替的速度和方向
答案 C
解析 题图中甲曲线表示次级演替，乙曲线表示初级演替，次级演替速度比初级演替的速度快、历时短；火灾后森林上进行的演替为次级演替，但火灾前的物种与火灾后演替产生的物种不一定相同；当气候条件适宜时，次级演替和初级演替均可演替成森林。
11．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，群落的物种生物种类会逐渐增多
答案 C
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，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。
12．某地实施退耕还林多年后，原有耕地变为林地。
科研人员对林地植被的种群密度进行了调查，发现阳坡和阴坡植被差异明显。
对阳坡的物种生态位重叠（即两个物种在同一资源状态上的相遇频率，见表中数据）变化进行分析，其结果如下：
种名
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）耕地逐渐过渡为林地的过程属于____________。
（2）在调查该林地山桃的种群密度时应采用________法。
（3）据表中数据可知，阳坡群落物种中竞争最激烈的是______________。
造成阳坡和阴坡植被差异明显的主要非生物因素是________________。
答案
（1）群落演替（或“次级演替”）
（2）样方 （3）油松和刺槐 阳光
解析
（1）耕地上发生的演替属于次级演替。
（2）调查植物种群密度所用的方法是样方法。
（3）两种生物重叠越大说明它们之间的资源竞争就越激烈，分析表可知油松和刺槐的重叠度最大，即油松和刺槐的竞争最激烈；阳坡和阴坡的主要区别是阳光。
13.有一片长有马尾松和山毛榉的针、阔混交林，逐年对两个树种的存有量进行统计，马尾松和山毛榉存有量的比值记作C，做出曲线如图所示。
请据图回答：
（1）两个树种处于竞争状态的年份段是________。
（2）两个树种处于平衡状态的年份段是________。
（3）在a年的优势种是______________，在d年的优势种是____________。
排除气候条件的变化，造成这一变化的重要原因可能是随着前一种群的繁盛，逐步改变了当地的________，使之反而适合后一种群的生存需要。
（4）以上说明，生物群落__________________，它是一个随着时间的推移而发展变化的动态系统。
在群落的发展变化过程中，一些物种的种群________了，另一些物种的种群随之而__________，最后，这个群落会达到一个稳定的阶段。
答案
（1）0～e
（2）b～c （3）马尾松 山毛榉 环境（4）不是一成不变的 消失 兴起
解析 生物群落是由不同的种群组成的。
由于环境条件等各种因素的变化，种群在不断地发生变化，使生物群落也发生变化。
对于生活在同一环境中的具有竞争关系的马尾松和山毛榉的存有量来说，其比值C＞1，则马尾松占优势；C＜1，山毛榉占优势；C＝1，则两树种处于动态平衡之中。
[个性拓展]
14．探究水体中原生动物群落演替的过程如下：
①取适量的干稻草加水煮沸，冷却至室温后，在大烧杯中加入3/4容积的干稻草溶液，取一滴溶液制成临时装片，放在显微镜下观察，将观察结果记录下来。
然后将此烧杯放置在一个不受干扰、没有阳光直射的地方，让它滋生大量的细菌。
②放置3天后，用池塘水加满烧杯，混合后，取水样用显微镜进行检查。
对照原生动物的图谱，识别你观察到的每一种生物，同时估计一下你的样本中每种生物的相对密度，将观察结果记录下来。
③每隔3天，用滴管分别取烧杯表层、靠近烧杯侧壁的表层以下、烧杯底的水样用显微镜进行检查。
对照原生动物的图谱，识别你观察到的每一种生物，同时估计一下你的样本中每一种生物的相对密度，将观察结果记录下来。
④当你观察到原生动物的种类和数量发生明显变化时，可结束实验，然后在老师的指导下，回收溶液。
⑤分析数据，得出结论。
请分析回答：
（1）什么因素会影响这个群落的演替？
________________________________________________________________________。
（2）你观察到的这些生物来自哪里？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）请你预测一下，烧杯中的群落将如何演替？
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