学年高中生物第3章生物群落的演替第3节生物群落的演替学案苏教版必修3.docx
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学年高中生物第3章生物群落的演替第3节生物群落的演替学案苏教版必修3
第三节 生物群落的演替
学习目标
核心素养
1．阐明一个群落替代另一个群落的演替过程。
2.阐述群落演替的两种类型。
1．通过列表比较初生演替和次生演替。
2.通过实例理解群落演替的影响。
3.分析人类活动对群落演替的影响，尝试提出人与环境和谐共处的合理化建议。
1．群落演替的概念和类型
（1）概念
在生物群落发展过程中，随着时间的推移和空间分布的变化，一个群落代替另一个群落的演化过程。
（2）特点
①在演替过程中，群落往往会发生有规律的变化。
②主要标志
a．在物种组成上发生了变化。
b．在一定区域内一个群落被另一个群落逐步替代的过程。
（3）类型
①初生演替
a．概念：
在从未有过生物生长或虽有过生物生长但已被彻底消灭了的裸地上发生的演替，称为初生演替。
b．过程：
地衣植物群落阶段→苔藓植物群落阶段→草本植物群落阶段→灌木群落阶段→乔木群落阶段。
c．实例：
海底火山喷发形成的新岛上开始的演替，冰层融化而暴露的地区上开始的演替。
②次生演替：
在群落中的植被遭受严重破坏而消失，但原有的土壤条件基本保留，甚至原有植物的种子或其他繁殖体（如地下茎）有可能存在的地方进行的演替，称为次生演替。
如火烧的森林、弃耕农田上的演替。
2．群落演替的影响因素
（1）生物群落的演替是群落内部因素（如种内关系、种间关系等）与外界环境因素综合作用的结果。
（2）群落内部环境的变化是群落演替的动力。
种内关系和种间关系的动态变化是群落演替的催化剂。
（3）群落外部环境条件不断变化也常常引发群落演替，火灾、洪水、病虫害、严寒等影响甚至改变群落演替的进程。
群落自身的演化也会对外界环境发生作用，导致外界环境出现变化。
（4）人类对群落演替的影响远远超过其他环境因素，因为人类生产活动通常是有意识、有目的的，对自然环境因素、群落内部因素具有促进、抑制、改造或重建的作用；也能通过培育森林、管理草原、治理沙漠等手段建立人工群落，将演替的方向和速度置于人为控制下。
（1）如果时间允许，弃耕的农田总能形成森林。
（×）
提示：
森林形成必须有适宜的气候条件。
（2）动物群落的演替与光照条件无关。
（×）
提示：
光影响动物的形态结构和生活习性。
（3）冰川泥上和弃耕农田的演替都是次生演替。
（×）
提示：
冰川泥上的演替属于初生演替。
（4）人类活动使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
（√）
（5）演替过程中群落的物种组成不断变化。
（√）
群落演替的类型
[问题探究]
一个废弃鱼塘的演替过程如图所示：
（1）说出图中演替过程的正确排序。
提示：
丁→甲→丙→乙。
（2）该演替与火山喷发所在地的演替是否属于同种类型？
判断的理由是什么？
提示：
不属于，两者的初始植被条件不同。
（3）该演替过程中物种丰富度发生了怎样的变化？
提示：
逐步提高。
[讲解归纳]
1．群落演替的概念
（1）概念
在生物群落发展变化的过程中，一个群落代替另一个群落的演化过程。
（2）结果（标志）
①群落在物种组成上发生了变化。
②在一定区域内一个群落被另一个群落逐步替代。
特别提醒：
1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”。
例如，形成森林后，乔木占据优势地位，但森林中仍有灌木、草本植物、苔藓等。
2群落的演替是一个漫长但并非永无休止的过程，当群落演替到与环境处于平衡状态时，就以相对稳定的群落为发展的顶点。
3演替的最高阶段受无机环境的限制。
恶劣的条件下，群落的演替不一定能达到最高的森林阶段。
（3）自然群落演替的特征
演替方向
演替是群落组成向着一定方向，随时间而变化的有序过程，因而它往往是能预见的或可测的
能量
总生产量增加，群落的有机物总量增加
结构
生物种类越来越多，群落的结构越来越复杂
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，群落稳定性越来越高
2．群落演替的两种类型比较
类型
内容
初生演替
次生演替
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
时间
经历的时间长
经历的时间短
速度
缓慢
较快
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
3．群落演替的方向及变化
方向
简单→复杂→稳定
复杂→简单→稳定
实例
大多数自然群落（环境条件适宜）
受污染或破坏的群落
能量变化
增加并趋向于稳定
减少并趋向于稳定
物质变化
特别提醒：
有关群落演替的两点提醒
1能否演替成森林阶段与演替的类型无关，不管是初生演替还是次生演替，都可能演替到相对稳定的阶段。
2初生演替与次生演替的本质区别在于演替的起点不同，即是否具备土壤条件。
初生演替是在不具备土壤条件的地方进行的演替，而次生演替则是在具备土壤条件的地方进行的演替。
1．下列关于初生演替中草本阶段和灌木阶段的叙述，正确的是（ ）
A．草本阶段与灌木阶段群落的丰富度相同
B．草本阶段比灌木阶段的群落空间结构复杂
C．草本阶段比灌木阶段的群落自我调节能力强
D．草本阶段为灌木阶段的群落形成创造了适宜环境
D [草本阶段的丰富度小于灌木阶段群落的丰富度，故A项错误；灌木阶段的群落空间结构比草本阶段的空间结构复杂，故B项错误；草本阶段群落的抵抗力稳定性较弱，自我调节能力比灌木阶段的群落小，故C项错误；灌木阶段是在草本阶段基础上演替的，草本阶段为灌木阶段的形成创造了较适宜的环境条件，故D项正确。
]
2．下图是某处沙丘发生自然演替过程中的三个阶段，下列叙述正确的是
（ ）
A．从形成沙丘开始发生的演替是次生演替
B．阶段Ⅰ的沙丘上草本植物占优势，群落尚未形成垂直结构
C．阶段Ⅰ与阶段Ⅱ的沙丘上生长的植物种类完全不同
D．阶段Ⅲ沙丘上的群落对外界干扰的抵抗力稳定性最强
D [从形成沙丘开始发生的演替属于初生演替，A错误；阶段Ⅰ的沙丘上草本植物占优势，群落的垂直结构不明显，B错误；阶段Ⅰ到阶段Ⅱ发生的演替是优势取代，不是完全取代，所以阶段Ⅰ与阶段Ⅱ的沙丘上生长的植物种类不完全相同，C错误；阶段Ⅲ为森林阶段，具有明显的分层现象，群落对外界干扰的抵抗力稳定性最强，D正确。
]
群落演替的影响因素
[问题探究]
离小路远近不同的地方，杂草的分布和种类是不一样的：
经常被踩踏的地方生长着茎秆低矮的车前草等植物；几乎不被踩踏的地方，生长着茎秆较高的狗尾草等植物；轻度踩踏的地方，生长着茎秆高度介于二者之间的狼尾草等植物。
（1）你能解释小路周围杂草的这种分布与人类活动的关系吗？
提示：
至少有两种因素在小路周围的杂草分布中起作用：
一是人的践踏，从耐践踏而言，车前草最强，狼尾草次之，狗尾草最弱；二是植物之间的竞争，在远离人类践踏的地方，茎秆较高的狗尾草优先获得阳光，车前草等处于劣势。
（2）如果小路废弃后，会出现“远芳侵古道，晴翠接荒城”（白居易，《赋得古原草送别》）的景象吗？
提示：
如果小路废弃后，人的践踏活动停止了，在路周围会慢慢长出茎秆较高的植物，其逐渐成为优势植物。
于是，就会出现“远芳侵古道，晴翠接荒城”的景象。
[讲解归纳]
1．群落内部因素：
群落的内部因素是决定群落演替的根本原因。
（1）种内关系
①种内互助：
同一物种内部互相帮助，会提高本物种的生存能力，在与其他物种的竞争中会提高其优势地位，如蚂蚁、蜜蜂。
②种内斗争：
同一物种内部也会因食物、生存空间等限制因素而发生斗争，种群数量增长的“S”型曲线就能说明这一问题。
（2）种间关系：
新物种侵入的最初表现大多是种间相互制约，如捕食、竞争。
定居后会出现生态位的变化。
2．外界环境因素
（1）外部环境条件的不断变化。
（2）群落自身的演化对外界环境发生作用，也会导致外界环境变化。
3．人类对群落演替的影响
人类的生产、生活活动对群落演替的影响远远超过其他环境因素，人类活动对群落演替的影响既有积极的一面，也有消极的一面。
（1）消极的一面
①对自然资源的过度开发、不合理的利用，如过度放牧、对森林的过度砍伐等。
②环境污染：
生活垃圾、工业废渣、废水、废气等。
③引入外来物种。
人类活动中，会有意无意地将一个新物种引入某一群落中，影响原群落的结构和演替。
（2）积极的一面
①封山育林、治理沙漠、管理草原等。
②人类还可以建立人工群落等。
特别提醒：
1尽管人类生产活动是有意识、有目的地进行的，可以对自然环境因素、群落内部因素起促进、抑制、改造或重建的作用，但很多时候人类的生产活动并不能控制群落演替的速度和方向。
2决定群落演替的根本原因在于群落内部，即内因是群落演替的决定因素。
群落所处的环境条件，如气候、地貌、土壤和火灾等常可成为引起演替的重要条件。
在外因中，人为因素是影响最大的因素。
1．下列有关群落演替影响因素的表述，错误的是（ ）
A．群落内部环境的变化是演替的动力
B．外界环境条件的变化常成为引发演替的重要条件
C．种内和种间关系的改变是演替的催化剂
D．人类活动可以影响群落演替的速度，但不能影响群落演替的方向
D [在影响群落演替的因素中，群落内部环境的变化是演替的动力；种内关系和种间关系的动态变化是群落演替的催化剂；外界环境条件的变化常成为引发演替的重要条件；人类对生物群落演替的影响远远超过其他所有的自然因子，因为人类生产活动通常是有意识、有目的地进行的，可以对自然环境中的生态关系起着促进、抑制、改造和重建的作用，所以人类活动不仅影响群落演替的速度，而且影响群落演替的方向。
]
2．南方某地的常绿阔叶林曾因过度砍伐而遭到破坏。
停止砍伐一段时间后，该地常绿阔叶林逐步得以恢复。
下表为恢复过程中依次更替的群落类型及其植物组成。
下列叙述不正确的是（ ）
演替
阶段
群落类型
植物种类数/种
草本植物
灌木
乔木
1
草丛
34
0
0
2
针叶林
52
12
1
3
针、阔叶混交林
67
24
17
4
常绿阔叶林
106
31
16
A．该地常绿阔叶林恢复过程中，群落演替的类型为次生演替
B．与针叶林相比，草丛中的动物分层现象较为简单，丰富度低
C．该地能恢复到第四阶段说明人类活动未影响自然演替的速度和方向
D．常绿阔叶林得以恢复的原因与土壤条件、植物的种子等的保留有关
C [在原有生物的地方发生的演替，是次生演替，故A正确；与针叶林相比，草丛的植物种类少，而动物的垂直分层取决于植物，因此草丛中的动物分层现象简单，物种丰富度低，故B正确；人类活动能影响群落的演替，故C错误；森林的恢复与土壤条件、植物的种子等的保留有关，故D正确。
]
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森林
D．不论在什么条件下，群落的演替都能形成森林
B [演替是指一个群落被另一个群落代替的过程，另一些生物不一定形成了新的群落，A项错误；如果在干旱的沙漠地区，群落的演替很难形成森林，但如果气候适宜，弃耕的农田就会演替成森林，故C、D两项错误。
]
2．下列有关生物群落演替的叙述错误的是（ ）
A．火灾后的草原、过量砍伐的森林、冰川泥地上进行的演替都属于次生演替
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．在生物群落发展变化过程中，一个群落被另一个群落代替的过程，就是群落的演替
D．群落演替的根本原因是群落内部因素的变化
A [冰川泥地上起初无生物生存，没有土壤，其上进行的是初生演替。
灌木较草本植物高大，易获得较多阳光，淘汰部分草本植物。
群落内部生物之间相互影响，相互制约，是群落演替的内因。
]
3．我国部分地区降雨量较大，导致了洪水和泥石流等自然灾害。
下列关于洪水和泥石流等自然灾害对当地群落影响的分析，正确的是（ ）
A．洪水和泥石流不会影响群落演替的方向，但会影响群落演替的速度
B．泥石流发生区域的群落演替属于初生演替
C．当地群落的垂直结构不复存在，但水平结构依然存在
D．当地群落的营养结构发生改变，也可能有新物种的入侵
D [洪水和泥石流导致生物种类减少或消失，影响群落演替的方向和速度，A项错误；泥石流发生区域含有植物的种子或根系，进行的群落演替属于次生演替，B项错误；群落存在垂直和水平结构，C项错误；洪水和泥石流导致当地群落的营养结构发生改变，也可能有新物种的入侵，D项正确。
]
4．阅读提供的材料，并回答相关问题。
材料一 在许多自然景区，将原有植被清除，然后从农田中运来土壤种植草坪。
绿化用草坪不但需要大量灌溉来保证其生长，还需要不断地进行施肥、除草、药物防治病虫害等工作，对当地原有生态环境造成巨大的破坏。
材料二 由于人类活动的影响，我国著名旅游景区泰山的动植物种类逐渐减少，现在山上的森林多为20世纪50年代种植的人工林，海拔800米以下几乎都是刺槐，挤占了泰山原有物种的生存空间。
（1）材料一中群落的演替与自然演替不同，自然演替的方向是________________________________________。
如果对人工草坪不再进行种植管理，让其自然恢复，这种演替的类型是________。
（2）材料二中刺槐在泰山当地无节制地繁殖的原因可能是________________________，这会导致当地________丧失。
自然林往往有病无灾，而人工林则往往会暴发严重的虫害，原因是______________________________。
（3）如果你是自然景观设计师，该如何对城市进行绿化设计？
[解析] 自然演替的方向与材料一中群落演替的方向不同，自然演替的结果是生物种类越来越多，营养关系越来越复杂，自我调节能力越来越强，对能量的利用率越来越高。
刺槐能无限制地增长，说明当地气候、土壤等条件非常适宜，并且没有天敌。
设计城市绿化的时候尽量选用当地物种，因为当地物种已经适应当地的气候等环境条件，同时要注意物种的多样性，合理设计群落的结构，提高生物对环境资源的利用能力，增强生态系统的稳定性。
[答案]
（1）群落的结构和组成成分由简单到复杂；群落对物质、能量的利用率逐步提高 次生演替
（2）刺槐适应当地的气候条件，有充足的生存空间，并且没有天敌 生物多样性 人工林中植物种类单一，控制害虫的天敌少 （3）根据群落演替的自然规律，选用当地原有的植物，合理安排草本、灌木、乔木的比例，增加物种丰富度，合理安排生物的水平结构和垂直结构（合理即可）。
[课堂小结]
知识网络构建
核心语句归纳
1．生物群落的演替包括初生演替和次生演替。
若在初生裸地上发生的，则为初生演替；若在次生裸地上开始演替，则为次生演替。
二者的区分是观察演替的起点。
2.初生演替的主要阶段：
地衣植物群落阶段→苔藓植物群落阶段→草本植物群落阶段→灌木群落阶段→乔木群落阶段。
3.任何环境下的演替都是最终达到一个成熟阶段，这时群落和环境处于相对平衡的稳定状态，但不一定都达到森林阶段。
4.在群落演替过程中，物种的取代是一种优势取代，而不是完全取代。
5.群落内部环境的变化是群落演替的动力，群落之外的环境条件的不断变化常引起群落发生演替，人类对群落演替起促进、抑制、改造或重建的作用。
[教材课上思考答案]
[边做边学]观察小型环境中生物群落的变化
影响这个群落变化的生态因子主要有光照、温度及群落内的种内关系和种间关系的变化。
其中，种内关系和种间关系的变化是群落变化的根本原因，光照、温度等环境因素是群落变化的重要条件。
[教材课后习题答案]
[评价指南]
一、单项选择题
1．C 2.A 3.D 4.B 5.A
二、技能增进题
弃耕后的农田一般会发生次生演替。
在没有人为干扰的情况下，最终可能演替为灌木林，甚至森林。
[第三章 综合评价指南]
1．
（1）A，B，C 水
（2）①选取的样方面积不对，应取物种个体数量达到稳定时的最小面积，即100cm×100cm。
②取样方法不对，应在B草原中随机取样。
③对种群密度的估计方法不对，应以调查样方单位面积中种群个体数量的平均数作为种群密度的估计值。
2．
（1）递减 养分
（2）种内斗争 代谢废物 递减 a
3．
（1）竞争
（2）B
4．西双版纳热带雨林的物种丰富度指数为D＝S/lnA＝130/ln2500≈16.6。
东北小兴安岭红松林群落的物种丰富度指数为D＝S/lnA＝40/ln4000≈4.8。
5．
（1）错误。
不一定；在次生裸地上也可以形成天然林，如弃耕后的农田，如果气候条件合适，无人为干扰等就可能形成森林。
（2）植树造林可加快演替的速度，过度放牧、割草使草原沙漠化，可使群落发生逆向演替。
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