第34讲群落及其演替（讲义）（学生版）

第34讲群落及其演替1.阐明群落的演替过程。2.说明人类活动对群落演替的影响。3.关注我国实行退耕还林、还草、还湖，退牧还草的政策。考点要求考题统计考情分析群落的结构2021,湖南、河北、浙江（2题）本专题知识难度较高，要求基础要扎实。考查学生对相关群落的整体性的认识,或结合一些情景信息或表格信息设置题目，考查学生的应变能力、获取信息和综合分析能力。群落的主要类型群落的演替2021，浙江、全国甲、全国乙考点一群落的结构1.科学方法：视角决定问题——以群落和种群研究为例2.生物种群：同一时间内聚集在一定区域中各种种群的集合。①种群与群落的关系：种群与群落都是强调一定自然区域中的生物成分，一定区域内同种生物之和＝种群，一定区域内各种生物种群之和＝群落。②群落并非是各种生物的简单集合，而是通过相互之间的各种联系建立起来的有机整体。③特征：包括物种组成、种间关系、空间结构、季节性、生态位、群落演替等。3.群落的物种组成（1）意义：群落的物种组成是区别不同群落的重要特征（2）衡量指标：物种的丰富度：群落中物种数目的多少。（3）规律：①不同的群落物种数目和数量比例有（有/无）差别。②越靠近热带地区，单位面积内的物种越丰富（4）影响因素：科学研究发现物种丰富度与温度，水分，光照等环境因素密切相关。（5）优势种4.生物间的关系➊种间竞争（1）概念:两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等。（2）特点:①一方占优势，另一方处于劣势甚至灭亡。②相互抑制。（3）实例：大草履虫和双小核草履虫，水稻和稗草，牛和羊等（4）坐标曲线图：①两种生物生存能力差别大：“你死我活”。②两种生物生存能力相当：“此消彼长”“相互抑制”。（5）如果用能量流动图来表示两种生物的竞争关系，则可表示为：竞争激烈程度取决于空间、食物的重叠范围附：(1)混合培养后，能正常生长的个体发展趋势是______，在这个发展过程中，生物因素间的关系将由________转变为_______。(2)如果在自然界中，两种草履虫生活在同一环境里，是否会发生与高斯实验相同的结果？________。➋捕食(1)概念:一种生物以另一种生物作为食物。(2)举例:羊与草、狼与兔等(3)用坐标系表示捕食关系:①从最高点判断:生物数量多的一般为被捕食者②从变化趋势看:先增加先减少者为被捕食者；后增加后减少者为捕食者【点拨】同种鲈鱼中的大鲈鱼以小鲈鱼为食，为捕食还是种间竞争关系？为什么？(4)捕食能量关系图:判断：群落中两个物种之间可能存在一种以上的种间关系（√）图中最可能代表猎物种群K值的数据为P2/2,捕食者的数量为N2时,其种群的增长速率最大。【总结归纳】方法技巧：捕食关系中捕食者与被捕食者的判断技巧(1)若两种生物的最大数量有明显差异，一般数量多的为被捕食者，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。➌寄生(1)概念:一种生物(寄生者)寄生于另一种生物(寄主)的体内或体表，摄取寄主的养分以维持生活。(2)举例:结核杆菌、麻风杆菌与人，蛔虫和人，噬菌体和细菌等(3)用坐标系表示寄生关系:（4）特点:对寄生者有利；对寄主有害。(5)寄生能量关系图:(6)思考：寄生与捕食的主要区别是什么？后者强调是一种生物以另一种生物为食的现象，强调是吃与被吃的关系；而前者是一种生物生活在另一种生物的体内或体表，从活的生物体获得营养物质，而宿主一般不会死亡。捕食中的被捕食者将被杀死或造成身体器官的明显残缺，寄生中的寄主不会出现这些变化。（捕食致伤致残甚至致死，寄生只致病）➍互利共生（1）概念:两者生活在一起，相互依存，彼此有利。（2）举例:藻类和真菌（地衣）、大豆和根瘤菌等（3）用坐标系表示互利共生关系:（4）特点:在数量上二者同时增加、同时减少，呈现出“同生共死”的同步性变化(5)能量关系图:➎原始合作（1）原始合作①概念:两种生物共同生活在一起时，双方都受益，但是分开后，各自也能独立生活；②特点:双方都受益，分开也能独立生活③举例:海葵与寄居蟹鱼蚌共生：河里生活着一种无齿蚌，和鳑鮍鱼共生在一起。当雌鱼快产卵时，就游到河蚌身边，把产卵管插进贝壳缝隙里，将卵产在蚌体内，雄鱼则紧随其后，也把精子产在蚌体内，使卵受精。受精卵在蚌体内孵化成小鱼，逐渐长大。当小鱼即将离开蚌体时，蚌将自己的幼子寄存在小鱼的鳃腔中，鱼又成了小蚌的“保姆”了。小鱼到处游动，待小蚌能独立生活时，便从鱼鳃中脱落，沉到河底，逐渐长大成蚌。【总结归纳】①捕食与竞争的区别：竞争是不同生物为了争夺资源、空间等生活条件而发生的斗争，并不以获取对方当食物为目的；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，用以维持自身的生存。②种内竞争和种间竞争的区别：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竞争；不同种生物之间对资源和空间的争夺就是种间竞争。③捕食与寄生的区别：前者强调是一种生物以另一种生物为食的现象，强调是吃与被吃的关系；而后者是一种生物生活在另一种生物的体内或体表，从活的生物体获得营养物质，而宿主一般不会死亡。④寄生与腐生的区别：前者是从活的生物体获得营养物质；后者是从死的生物体获得营养物质。⑤原始合作与种内互助的区别：前者是指不同种生物之间通过互助共同发展；后者是指同种生物之间通过互助共同发展。⑥原始合作与互利共生的区别：前者是指对双方都有利的一种种间关系，但并没有发展到彼此相依为命的程度，如果解除这种关系，双方都能正常生存。而后者是物种之间不能分开的一种种间关系，双方分开后，会出现双方或其中一方不能正常生活的现象。【教材拾遗】教材隐性知识：（1）源于选择性必修2P29“练习与应用”：试分析群落中存在捕食者的生态意义：既有利于维持物种丰富度，又能促进被捕食者种群的发展。教材隐性知识：（1）源于选择性必修2P29“练习与应用”：螟蛉有子,蜾蠃负之《诗经•小雅•小宛》写道：“螟蛉有子，蜾蠃负之。”古人以为蜾蠃不产子，因此捕捉“螟蛉”当作“义子”来养育。南北朝时期，医学家陶弘景发现，蜾蠃把螟蛉衔回窝中，用尾上的毒针刺入螟蛉体内，并在其身上产卵。所以，他认为螟蛉不是“义子”，而是蜾蠃幼虫的食物。这两种生物存在怎样的种间关系？【答案】5.群落的空间结构提醒:不同潮间带,其所处区域的条件(如光照、海水浸入程度、植物或动物分布等)差异较大,不同地段分布的物种类型不同,这应属于群落的水平结构而不属于垂直结构。6.群落的季节性由于阳光、温度和水分等随季节而变化,群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化。

7.生态位例1.如图a、b、c分别代表的是在－200～3800m的海拔内，山坡a、森林b、海洋c三个不同的自然区域内植物的分布状况，请据图分析：(1)a处不同高度的山坡上分布着不同的植物类群，(填“是”或“不是”)群落的垂直结构，原因是______________________(2)b处动物在群落中也有垂直分层现象，这种分布与植物的分层有何关系？(3)有人说：“b处桦树高低错落有致，只存在垂直结构，而野草丛比较矮小，只存在水平结构”，你认为这种说法对吗？为什么？（5）【点拨】①海洋、湖泊中的植物和动物的分布（有/无）垂直结构吗？决定水生群落的分层现象的因素有。②从群落结构的角度分析，对养鱼的池塘实行立体养殖的目的是。判断：玉米田中，玉米植物有高有矮，（是/否）；说明玉米有垂直结构?理由是。8.探究•实践：研究土壤中小动物类群的丰富度A.实验原理（1）调查方法：取样器取样法即用一定规格的捕捉器(采集罐、吸虫器)进行取样，通过调查样本中小动物的种类和数量来推测某一区域内土壤动物的丰富度。不适合采用“样方法”和“标志重捕法”的原因：许多土壤动物(如蜘蛛、鼠妇、蜈蚣、马陆、蚯蚓、各种昆虫)有较强的活动能力，而且身体微小，因此不适于用样方法或标志重捕法进行调查。（2）丰富度统计方法记名计算法：在一定面积的样地中，直接数出各种群的个体数目，这一般用于个体较大，种群数量有限的群落。目测估计法：按预先确定的多度等级来估计单位面积上个体数量的多少。等级的划分和表示方法有：“非常多、多、较多、较少、少、很少”等等。B.实验过程C.实施计划(1)准备①制作取样器选择直径为5cm的硬质金属饮料罐，在距离顶端5cm处剪断。这样的取样器容积约为100mL。②记录调查地点的地形和环境情况，提出安全注意事项(2)取样选择取样地点，将表层土上的落叶轻轻拨开，用手来回旋转罐子，将其按入土中，按压到罐底与地表几乎齐平，用铲子将罐内的土连同罐子一起挖出。将罐子中的土壤倒入塑料袋中。(3)采集小动物①诱虫器采集法在去底花盆中放一个金属网，将取到的土壤样品放置在金属网上。为了使空气流通，土壤与花盆之间要留一定的空隙。然后，将花盆放在诱虫器上，打开电灯。注意:利用土壤小动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性例2.根据根据小动物具有趋暗、趋湿、避高温的特性，我们应选择（）的诱虫器呢？②简易采集法将取到的土壤样品放在瓷盆内（要注意防止小动物逃走），用解剖针拨找小动物，同时用放大镜观察，发现体型较大的小动物，可用包着纱布的镊子取出来，体型较小的则可以用吸虫器采集；采集的小动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中，也可以放入试管中；【思考1】吸虫器中纱布的作用:防止将土壤小动物吸走，将其收集在试管中【思考2】如果要采集大量跳虫用于实验室培养，最好选择吸虫器B，理由是该吸虫器的湿棉花模拟了土壤湿润环境，利于跳虫存活；【思考3】如果要采集大量甲螨作为标本来保存，最好选择吸虫器D，理由是该吸虫器中的酒精可将收集的甲螨及时固定，防止腐烂；(4)观察和分类①观察用肉眼观察；借助放大镜、体视显微镜观察（最好）；普通光学显微镜（4倍物镜和5倍目镜）②分类借助有关图鉴查清小动物的名称，并进行分类；无法知道小动物名称的，可记为“待鉴定××”，并记录特征。(5)统计与分析：①组成不同群落的优势种是不同的，不同群落的物种丰富度是不同的。②一般来说，环境条件越优越,群落发育的时间越长,物种越多,群落结构也越复杂。讨论2：如果要调查水中小动物类群的丰富度应如何对研究方法进行改进？(P31)讨论1：如果要调查植物类群丰富度调查应如何对研究方法进行改进？(拓展)1.调查方法：样方法2.样方最小面积的确定组成群落的种类越丰富，其最小面积越大一般情况下：乔木：最小面积为100m2灌木，最小面积为25m2草本，最小面积为1m2在调查群落的丰富度，也可以同时调查某植物的种群密度具体做法：随着样地面积的增大，样地内植物的种类数也在增加，当物种增加到一定程度时，通常把曲线开始变缓处所对应的面积作为最小面积。例3.某同学决定以校园内池塘为对象进行物种丰富度调查，为此他设计了右图所示的取样器，取样后，分别统计小取样瓶中小动物的种类和数量。根据你的理解，该同学调查的目的不可能是调查该池塘()A.同一水层小动物类群B.不同水层小动物类群C.可能存在的食物链 D.常见的小动物类群【附1】若完成统计和分析后，发现小动物还存活，不能再放入70%的酒精溶液中，为保护生态环境，应放回原地。附1.（判断）利用趋光性诱杀红棕象甲（一种昆虫）与使用灯光采集土壤小动物的原理相同（×）拓展：物种多样性就是由物种丰富和物种均匀度决定的。物种丰富度和物种均匀度越大，物种多样性就越大。调查物种丰富度时，同时统计各物种的种群数量，是为了更好了解群落的物种多样性。考点二群落的主要类型1.群落的主要类型分类依据:群落的外貌和物种组成2.群落中生物的适应性(1)影响群落类型的主要因素:水分、温度等因素。(2)生物对群落的适应性3.其他生物群落(1)湿地生物群落:动植物物种十分丰富,既有水生生物也有陆生生物。(2)海洋生物群落:生物类群主要有微小浮游植物和大型藻类(如海带、裙带菜等),以及种类繁多的动物。

【教材拾遗】(选择性必修2P37“拓展应用”改编)农田中的生物是否形成生物群落?请说明理由。如果没有人工干预,农田能否保持原状?提示:是。理由:农田中生活着多个生物种群,它们不是孤立的,而是直接或间接地联系着,共同构成了有序的整体,即农田生物群落。农田生物群落属于人工生物群落,与自然群落相比,人工生物群落的物种丰富度较低,群落结构简单,易受外界影响,需要人工干预才能维持群落的物种组成和结构。如果没有人工干预,农田生物群落不能长期保持农田的特征。【易错点】(1)某些爬行动物以固态尿酸盐的形式排泄含氮废物,以适应缺乏水分的环境。()(2)热带雨林中乔木往往有板状根,植物的芽无鳞片。()(3)湿地生物群落中既有水生生物也有陆生生物。()(4)荒漠生物群落主要分布在半干旱、不同年份或季节雨量不均匀的地区。()(5)斑马、长颈鹿主要生活在森林生物群落。()(6)不同群落在物种组成、群落外貌和结构上都有着不同的特点。()(2023滨州期末)内蒙古大兴安岭森林火灾后,选择重度火烧迹地为研究区域,进行3种不同更新方式的实验研究。一段时间后,生态恢复的结果如图所示。CK为未发生火灾的对照组。下列说法错误的是()A.火灾过后群落的演替为次生演替B.未发生火灾时优势植物为草本层植物C.三种更新方式下群落演替的方向相同,速度不同D.人工促进更新的恢复策略更适合该地区火灾后植被的演替与恢复考点三群落的演替1.群落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.演替的类型【易错点】(1)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。(2)群落是否发生演替的标志:优势物种是否发生变化。3.演替的大致过程(1)初生演替:裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→乔木阶段。

(2)次生演替(以弃耕农田上发生的演替为例)一年生植物→草本植物和多年生植物→草本植物、灌木、乔木→森林。

【归纳总结】知识拓展：一般自然群落演替中,物种丰富度、群落结构、种间关系和固定能量变化提醒:演替最终能否形成森林取决于所处地域的气候等条件,如干旱地区或冻土地带很难演替到森林阶段。4.人类活动对群落演替的影响【教材拾遗】教材隐性知识：源于选择性必修2P40“思考·讨论”：①在群落演替过程中，地衣通过分泌有机酸加速岩石风化形成土壤，并积累有机物，这为苔藓的生长提供了条件。苔藓能取代地衣的原因是由于其植株高于地衣，能获得更多的阳光，处于优势地位，逐渐取代了地衣。②群落演替时，不同种群间是优势取代(填“取而代之”或“优势取代”)，在森林阶段能(填“能”或“不能”)找到地衣、苔藓等其他植物。③草本植物阶段的群落是否存在垂直结构？存在(填“存在”或“不存在”)。教材隐性知识：源于选择性必修2P40“图2－12”：演替最终一定能形成森林吗？不一定(填“一定”或“不一定”)；原因：演替最终能否形成森林取决于所处地域的气候等条件，如干旱地区或冻土地带很难演替到森林阶段。【总结归纳】总结1：群落演替的三个易错点(1)演替并不是“取而代之”。演替过程中一些种群取代另一些种群，是一种“优势取代”而非“取而代之”，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)演替并不都是“不可逆”的。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。(3)群落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。总结2：易错点拨①所有弃耕农田都一定能演替成森林吗?不一定。②群落的演替达到最高的森林阶段受无机环境的限制，如土壤、降水量等。③群落演替的总趋势是：物种多样性增加，总生产量增加,群落有机物总量增加。④群落演替过程中种群基因频率会发生改变，即生物发生了进化⑤方向性：具有一定的方向性，因而往往是可预见的⑥群落演替不会（会/不会）永远进行(2023枣庄期末)塞罕坝曾被称为“千里松林”,后来由于过度砍伐而沦为荒原。塞罕坝人研究并确定了适合该地区的樟子松、云杉、兴安落叶松等树种,并将这些树种进行合理的搭配和混交,提高了造林的成功率。经过半个世纪的时间,塞罕坝又恢复为林海。下列分析错误的是()A.塞罕坝的变迁说明人类的活动能改变群落演替的方向和速度B.研究林海中不同种生物之间的关系是在种群的水平上进行的C.落叶松、樟子松等占据的生态位不同,有利于充分利用环境资源D.多树种合理搭配和混交提高了物种丰富度,可有效降低病虫害1．（2022·广东·高考真题）荔枝是广东特色农产品，其产量和品质一直是果农关注的问题。荔枝园A采用常规管理，果农使用化肥、杀虫剂和除草剂等进行管理，林下几乎没有植被，荔枝产量高；荔枝园B与荔枝园A面积相近，但不进行人工管理，林下植被丰富，荔枝产量低。研究者调查了这两个荔枝园中的节肢动物种类、个体数量及其中害虫、天敌的比例，结果见下表。荔枝园种类（种）个体数量（头）害虫比例（%）天敌比例（%）AB523568103278104118回答下列问题：(1)除了样方法，研究者还利用一些昆虫有性，采用了灯光诱捕法进行取样。(2)与荔枝园A相比，荔枝园B的节肢动物物种丰富度，可能的原因是林下丰富的植被为节肢动物提供了，有利于其生存。(3)与荔枝园B相比，荔枝园A的害虫和天敌的数量，根据其管理方式分析，主要原因可能是。(4)使用除草剂清除荔枝园A的杂草是为了避免杂草竞争土壤养分，但形成了单层群落结构，使节肢动物物种多样性降低。试根据群落结构及种间关系原理，设计一个生态荔枝园简单种植方案（要求：不用氮肥和除草剂、少用杀虫剂，具有复层群落结构），并简要说明设计依据。2.（江苏高考题）用样方法调查群落前，需通过逐步扩大面积统计物种数绘制“种面积”曲线，作为选取样方面积的依据。下图是某林区草本、灌木、乔木的相应曲线。据图分析，调查乔木应选取的最小样方面积是（）3.（2021·湖南高考真题）某草原生态系统中植物和食草动物两个种群数量的动态模型如图所示。下列叙述错误的是（）A．食草动物进入早期，其种群数量增长大致呈“J”型曲线B．图中点a的纵坐标值代表食草动物的环境容纳量C．该生态系统的相对稳定与植物和食草动物之间的负反馈调节有关D．过度放牧会降低草原生态系统的抵抗力稳定性4．（2021·河北高考真题）烟粉虱为害会造成番茄减产。研究者对番茄单作、番茄玫瑰邻作（番茄田与玫瑰田间隔1m）模式下番茄田中不同发育阶段的烟粉虱及其天敌进行了调查，结果见下表。下列叙述错误的是（）A．由单作转为邻作，烟粉虱种群的年龄结构改变B．由单作转为邻作，烟粉虱种群中成虫的空间分布类型改变C．由单作转为邻作，群落的水平结构改变D．玫瑰吸引天敌防治害虫，体现了生态系统信息调节生物种间关系的功能