1.4 群落演替是生物与环境相互作用的结果（解析版）

第四节群落演替是生物与环境相互作用的结果1．今年八月以来，由于极端高温，重庆发生多起森林火灾。面对熊熊山火，各方力量迅速集结，从第一起山火爆发到所有山火全部扑灭仅用了不到十天，彰显了中华儿女的英雄气概。下列说法正确的是（）A．山火后森林的演替会经过裸岩阶段、地衣阶段、苔藓阶段等 B．山火造成珍稀野生动植物死亡只损害了生物多样性的直接价值 C．山火造成水土流失、空气污染损害了生物多样性的间接价值 D．山火后林地再长出草本植物和灌木的过程发生的是初生演替【解答】解：A、山火后森林的演替是次生演替，不会经过裸岩阶段，A错误；B、野生动植物中既有可以作为人类研究对象和具有药用价值的动植物，也有还未发现动植物，损害了生物多样性的直接价值和潜在价值，B错误；C、间接价值是指生物多样性体现出的生态功能，山火造成水土流失、空气污染损害了生物多样性的间接价值，C正确；D、火灾过后原有的土壤条件或植物的种子、繁殖体基本保留，发生的群落演替属于次生演替，D错误。故选：C。2．某人工移栽的竹林在无人管理后发生演替，如图所示。相关分析正确的是（）A．竹林在无人管理后发生的演替属于原生演替 B．竹林中的物种最终都会被麻栎林中的物种所取代 C．麻栎林的自我调节能力高于人工移栽的竹林 D．该演替是植物相互竞争的结果，与非生物环境无关【解答】解：A、竹林在无人管理后有的土壤基本保留，甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体，发生的演替属于次生演替，A错误；B、演替过程中发生的演替属于优势取代，因此竹林中的物种并非最终都会被麻栎林中的物种所取代，B错误；C、演替过程中物种丰富度增加，因此麻栎林物种丰富度更高，自我调节能力高于人工移栽的竹林，C正确；D、该演替是植物相互竞争的结果，与非生物环境也有关，D错误。故选：C。3．如图表示某地云杉林的形成过程。下列相关叙述正确的是（）A．该群落演替属于初生演替，群落结构越来越复杂 B．演替过程中能量的输入和输出始终保持动态平衡 C．④→⑤过程中，云杉逐渐成为优势种 D．⑤阶段不会出现③或④阶段中的物种【解答】解：A、由图可知，该地的演替从采伐后的土地开始，土地中已有繁殖体，故属于次生演替，A错误；B、在没有达到顶极群落时，该生态系统输入的总能量大于所有生物消耗能量之和，即输入量大于输出量，B错误；C、由图可知，④→⑤过程中，由云杉与杨、桦树混交群落变为云杉林，云杉逐渐成为优势种，C正确；D、群落演替是优势种的取代，原来的物种仍然存在，D错误。故选：C。4．如图是某地实施“退耕还林”后，此地狼尾草的种群密度变化趋势。下列相关叙述错误的是（）A．狼尾草初始种群密度大于0，说明退耕后发生的演替为次生演替 B．A﹣B时间段内狼尾草种群出生率大于死亡率，其种内斗争加剧 C．若长期维持在B﹣C时间段对应的条件下，狼尾草的种群数量达到K值后维持恒定不变 D．C﹣D时间段内由于灌木的竞争，狼尾草的环境容纳量下降【解答】解：A.狼尾草初始种群密度大于0，说明退耕后该地保留有原来的土壤条件和部分植物，发生的群落演替类型为次生演替，A正确；B、A～B时间段内，狼尾草的种群密度逐渐增加，说明狼尾草种群的出生率大于死亡率，A～B时间段内由于其种群数量增多，而自然资源是有限的，故其种内斗争加剧，B正确；C、B﹣C时间段内，狼尾草的种群数量达到最大，若长期维持在B﹣C时间段对应的条件下，狼尾草的种群数量达到K值后会处于相对稳定状态，但种群数量会在K值上下波动，C错误；D、图中在C时出现灌木，灌木和狼尾草竞争阳光、养分和生存空间等资源，会使狼尾草的环境容纳量下降，D正确。故选：C。5．在互花米草入侵地栽种外来植物无瓣海桑，因无瓣海桑生长快，能迅速长成高大植株形成荫蔽环境，使互花米草因缺乏光照而减少。与本地植物幼苗相比，无瓣海桑幼苗在荫蔽环境中成活率低，逐渐被本地植物替代，促进了本地植物群落的恢复。下列说法错误的是（）A．在互花米草相对集中的区域选取样方以估算其在入侵地的种群密度 B．由互花米草占优势转变为本地植物占优势的过程属于群落演替 C．无瓣海桑逐渐被本地植物替代的过程中，无瓣海桑种群的年龄结构为衰退型 D．应用外来植物治理入侵植物的过程中，需警惕外来植物潜在的入侵性【解答】解：A、取样的关键是做到随机取样，相对集中的区域选取样方以估算其在入侵地的种群密度，数据偏大，A错误；B、由互花米草占优势转变为本地植物占优势的过程属于群落演替，B正确；C、根据题干信息，“与本地植物幼苗相比，无瓣海桑幼苗在荫蔽环境中成活率低，逐渐被本地植物替代”，说明无瓣海桑种群的年龄结构为衰退型，C正确；D、如果盲目引进外来植物，造成“生物入侵”，就会破坏生态环境平衡，甚至带来生态灾难，D正确。故选：A。6．裸岩的演替与弃耕农田演替的主要区别是（）A．初始条件不同 B．影响因素不同 C．产生的生物数量不同 D．产生的植物种群不同【解答】解：初生演替指在一个从来没有植被覆盖的地面，或者原来存在植被，但是被彻底消灭了的地方发生的演替，如在沙丘、火山岩、冰川泥进行的演替。次生演替指在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（如能发芽的地下茎）的地方发生的演替，如火灾后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。根据初生演替和次生演替的概念比较可知，两者的区别主要表现为起始条件不同。故选：A。7．光裸的岩地上首先定居的是（）A．种子植物 B．苔藓 C．杂草 D．地衣【解答】解：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。故选：D。8．林窗主要是指森林群落中老龄树死亡或因火灾等偶然因素导致成熟阶段的优势种死亡，从而在林冠层造成空窗的现象。生态学家对某林窗的生态变化进行了研究，结果如表。下列相关叙述错误的是（）植物植物高度种群密度单位第2年第4年第6年第8年第10年第12年艾蒿1﹣2米株/平方米5810641紫荆2﹣5米株/10平方米135642樟树10﹣55米株/100平方米012588A．随着时间的推移，艾蒿、紫荆的种群密度逐渐下降，原因是林窗逐渐关闭，导致林下光照强度减弱，艾蒿、紫荆竞争处于劣势 B．在研究该林窗能量流动的过程中，第8年测得植物光合作用制造的有机物中的含碳量为9690kghm2•a），除了3600kg/hm2•a）未被利用、2070kg/hm2•a）被初级消费者摄入，其余的均为自身呼吸消耗的有机物中的含碳量 C．若用标志重捕法调查林窗内鼹鼠的种群密度，所得数据往往比实际结果偏大 D．该林窗内的群落演替为次生演替【解答】解：A、林窗逐渐关闭，导致林下光照强度减弱，艾蒿、紫荆由于高度矮于樟树而在竞争中处于劣势，因此随着时间的推移，艾蒿、紫荆的种群密度逐渐下降，A正确；B、除了未被利用、被初级消费者摄入，其余的还有自身呼吸消耗的有机物中的含碳量以及以残枝败叶传递给分解者的有机物中的含碳量，B错误；C、标志重捕法的计算公式：种群中的个体数＝第一次捕获数×第二次捕获数÷标志后重新捕获数。由于第二次捕捉鼹鼠难度增加、被标记个体迁出或死亡、标志物脱落等原因，所得数据往往比实际结果偏大，C正确；D、这是在原有土壤条件基本保留的基础上发生的演替，因此该林窗内的群落演替为次生演替，D正确。故选：B。9．冰碛层是冰川融化后形成的裸地，冰碛层上的群落演替要经历上百年的时间。如表为冰碛层演替过程中优势植物的替代情况及部分阶段土壤的pH。演替过程中优势种的替代顺序冰川退去后的裸地苔藓→草本植物→柳树赤杨云杉、铁杉第9年第18年第35﹣50年第80﹣100年土壤的pH7.9﹣8.07.26.554.8（1）冰碛层上的群落演替属于（演替类型）。（2）若研究赤杨的生态位，通常需要研究的因素有（多选）。A.在该区域出现的频率B.种群密度C.植株高度D.与其他物种的关系（3）赤杨定居后，一些固氮微生物侵入赤杨根部，形成根瘤。这些固氮微生物从赤杨根部获得营养，同时也将空气中的氮转化为植物能够吸收的离子形式。固氮微生物与赤杨的种间关系是。根据分析，云杉和铁杉成为优势种的原因有：①；②。【解答】解：（1）冰碛层上的群落演替是从冰川融化后形成的裸地开始的，属于初生演替。（2）生态位是指一个种群在生态系统中，在时间空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用，要研究某种植物的生态位，通常要研究它在研究区域的出现频率、种群密度、植株高度等特征，以及它与其他物种之间的关系。所以，若研究赤杨的生态位，通常需要研究的因素有：A.在该区域出现的频率、B.种群密度、C.植株高度、D.与其他物种的关系，故选ABCD。（3）根据题意可知，这些侵入赤杨根部的固氮微生物从赤杨根部获得营养，同时也将空气中的氮转化为植物能够吸收的离子形式，说明固氮微生物与赤杨的种间关系是互利共生。综上分析可知，云杉和铁杉成为优势种的原因有：①土壤的酸化；②土壤中氮素含量增加。故答案为：（1）初生演替（2）ABCD（3）互利共生；土壤的酸化；土壤中氮素含量增加10．下列关于生物群落的叙述，错误的是（）A．不同群落间的物种组成和物种丰富度有差别 B．同一群落的不同种群通过复杂的种间关系形成统一整体 C．水生植物群落的分层现象与光、温度和氧气的垂直分布都有关 D．温带草原群落的景观特征随季节变化的现象属于次生演替【解答】解：A、物种丰富度是区分不同群里的重要特征，不同群落间的物种组成和物种丰富度有差别，A正确；B、群落是指一定区域所有生物的集合，同一群落的不同种群通过复杂的种间关系形成统一整体，B正确；C、垂直结构是指群落在垂直方向上的分层现象，水生植物群落的分层现象与光、温度和氧气的垂直分布都有关，C正确；D、温带草原群落的景观特征随季节变化的现象属于群落的季相变化，不是次生演替，D错误。故选：D。11．群落是一个不断发展变化的动态系统。下列关于发生在裸岩和弃耕农田上的群落演替的说法，错误的是（）A．人为因素或自然因素的干扰可以改变植物群落演替的方向 B．发生在裸岩和弃耕农田上的演替分别为初生演替和次生演替 C．在演替过程中，群落通常是向结构复杂、稳定性强的方向发展 D．弃耕农田上的演替都经历草本阶段、灌木阶段，最终达到乔木阶段【解答】解：A、人为因素或自然因素（如干旱）的干扰可以改变植物群落演替的方向，即人类的活动会使演替朝着不同于自然演替的方向和速度进行，A正确；B、发生在裸岩上的演替是初生演替，弃耕农田上的演替为次生演替，B正确；C、在演替过程中，群落通常是向结构复杂、稳定性强的方向发展，即群落演替向着结构复杂化、功能完善化的方向发展，C正确；D、弃耕农田发生的演替属于次生演替，若条件不允许，弃耕农田的演替不一定能到乔木阶段，D错误。故选：D。12．学习以下材料，回答题目。砒砂岩区弃耕农田的群落演替内蒙古鄂尔多斯砒砂岩地区气候干燥，广种薄收，地表大面积裸露。2002年启动退耕还林还草工程后，逐步形成不同类型的群落。研究者选择撂荒年限从5～50年的26个退耕群落作为样地，进行了调查。研究发现，砒砂岩区弃耕农田物种组成相对简单，优势种较为明显。弃耕5年，一、二年生草本占据优势地位。弃耕13年，多年生植物占据绝对优势。随着演替的进行，植被群落逐渐向小灌木群落演替。随摞荒年限的增加，样地物种丰富度呈现了先增加后降低的趋势，而这可能与种间关系和其它因素（如资源可利用量）有关。研究者利用生态学方法，以撂荒5年作为演替“早期”，分别计算出其余各演替阶段群落与“早期”的距离系数。以撂荒年限为自变量，群落距离系数为因变量得到图1所示拟合曲线，其斜率即为演替速度。植被群落演替的过程是植物与环境互相影响，协同变化的过程。研究者对环境与植被群落演替进行了相关性分析。部分结果如图2，图中圈出的四个区域按撂荒年限划分。撂荒年限、环境因子与土壤养分用带箭头的射线表示，实线段越长代表该因子在整个演替过程中的影响越大。不同撂荒年限的区域和射线之间夹角越小，说明二者关系越密切。例如，撂荒5～8年，植被群落演替和土壤磷、钾元素关系最密切，这说明演替初期先锋植物对土壤成分的敏感度相对较大。但土壤磷、钾元素的实线段长度在所有因子中相对较短，说明其在整个演替过程中权重不大。通过调查砒砂岩区植被，探索植被群落演替规律，明确典型群落生物量与土壤养分的关系，对于制定合理有效的环境治理措施、实现环境和经济可持续发展，具有重要意义。（1）砒砂岩区弃耕农田发生的演替过程属于演替。弃耕初期一、二年生草本占据优势地位。随着演替的进行，多年生植物逐步取代其优势地位的原因可能是。（2）据图1，随撂荒年限增加，群落演替速度，撂荒30年群落接近状态。（3）由图2可知，影响砒砂岩地区退耕地植被群落演替的最主要因素是。演替后期地形地势等环境因子对群落植被产生了重要的影响，请将图3环境因子与具体影响的主要因素连线。（4）研究者尝试通过引种植物来提高砒砂岩地区的物种多样性，继而提高植物群落向更高级群落演替的速度，请对引种提出适当建议（至少两条）。【解答】解：（1）砒砂岩区弃耕农田土壤条件依然保留，发生的演替过程属于次生演替。弃耕初期在一、二年生草本占据优势地位，随着演替的进行，多年生植物逐步取代其优势地位，这主要是因为多年生植物在争夺阳光的过程占据优势地位，因而能取代一、二年生草本植物。（2）人类活动能改变演替的速度和方向，据题意可知，图1所示拟合曲线，其斜率即为演替速度，图中显示随撂荒年限增加，群落演替速度逐渐减慢，撂荒30年群落接近顶极群