1、第2讲群落的结构和演替考纲研读备考定位考纲要求核心素养1.描述群落的结构特征。2.阐明群落的演替。3.活动：研究土壤中动物类群的丰富度。4.活动：尝试分析当地自然群落中某种生物的生态位。1.生命观念通过分析群落的空间结构和演替，建立生物与环境相统一及生命系统发展与稳态的观念。2.理性思维通过分析种间关系的模式图，培养运用逻辑思维解决问题的能力；通过总结群落演替的特征，培养归纳与总结的思维习惯。3.科学探究通过“土壤中小动物类群丰富度的研究”实验，培养科学研究计划的制订与实施能力。4.社会责任通过总结人类活动对群落演替的影响，并关注人类活动对环境的影响及保护。考点一群落的结构1群落及物种组成(1
2、)群落概念要点同一时间；一定区域；各种生物种群。(2)群落的物种组成作用：区别不同群落的重要特征。丰富度：群落中物种数目的多少。2种间关系及实例(连线)3群落的空间结构(1)写出图中群落空间结构的类型A图：垂直结构，B图：水平结构。(2)根据上图分析，决定群落空间结构的主要因素A图：植物分层：阳光。动物分层：栖息空间和食物条件。B图：地形的变化、土壤、湿度、盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同以及人与动物的影响等。易错整合，判断正误。(1)单位面积或体积中某物种的个体数量多少称物种丰富度()(2)“苗多欺草，草多欺苗”反映的种间关系是竞争()(3)洪泽湖近岸区和湖心区不完全相同
3、的生物分布，构成了群落的水平结构()(4)土壤动物群落不存在分层现象()(5)乔木层的疏密程度不会影响草本层的水平结构()(6)森林生态系统中的明显垂直结构，可以提高群落利用阳光等资源的能力()(7)草原生态系统比农田生态系统的群落结构简单()(8)植物病毒与植物间是互利共生关系()(9)用样方法研究固着在岩礁上贝类的种间关系()1群落中物种多少与群落的稳定性有何关系？提示群落结构的形成是不同物种的有机结合，一般而言，物种越多，群落的种间关系越复杂，群落的稳定性越强。2不同高度的山坡上分布着不同的植物类群，这是群落的垂直结构吗？提示不是群落的垂直结构，属于植物的地带性分布。3植物在垂直方向上都
4、具有明显的分层现象，影响它们分布的主要生态因素是什么？提示是光照强度等。4不同的植物层次中分布着不同的鸟类，鸟类的这种分层主要取决于什么因素？提示取决于食物的分布和栖息场所的位置。5(教材必修3P77“练习2”改编)在一个水族箱中生活着两种原生动物且A捕食B，二者间用一屏障隔开，经一段时间养殖使二者均达到最大值，倘若在此时撤掉屏障，请推测两种群的变化趋势。提示屏障撤掉后，很可能出现以下情况：由于种群A捕食种群B，种群B的数量减少，而种群A的数量增加。但随着种群B的数量减少，种群A因食物来源减少而出现数量减少，种群B的数量又会出现一定的增加。这样，假设水族箱中资源和其他条件较稳定，种群A和种群B
5、将出现此消彼长的相对稳定情况。1种间关系的比较关系名称数量坐标图能量关系图特点举例互利共生相互依赖，彼此有利。如果彼此分开，则双方或者一方不能独立生存。数量上两种生物同时增加，同时减少，呈现出“同生共死”的同步性变化地衣内的真菌与藻类；大豆与根瘤菌寄生无对寄主有害，对寄生生物有利。如果分开，则寄生生物难以单独生存，而寄主会生活得更好蛔虫与人；菟丝子与大豆；噬菌体与被侵染的细菌竞争两种生物生存能力不同，数量上呈现出“你死我活”的“同步性变化”，如图a；生存能力相当，则如图b。一般生态需求越接近的不同物种间竞争越激烈牛与羊；农作物与杂草；大草履虫与双小核草履虫捕食一种生物以另一种生物为食，数量上呈
6、现出“先增加者先减少，后增加者后减少”的不同步性变化羊和草；狼与兔；青蛙与昆虫2.群落的结构(1)垂直结构植物的垂直结构a具体表现：植物群落垂直方向上的分层。b影响因素：主要与光照强度有关，群落中的光照强度总是随高度的下降而逐渐减弱(如图所示)。动物的垂直结构：主要原因是植物为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件。(2)水平结构a具体表现：呈镶嵌分布b影响因素：在水平方向上由于光照强度、地形、盐碱度和湿度等因素的影响，不同地段上分布着不同生物种群。(3)群落结构形成的原因和意义原因：群落结构与环境中生态因素有关，群落结构的具体表现都是在长期自然选择的基础上形成的对环境的适应。意义：生物在垂直
7、方向及水平方向上的配置关系有利于提高生物群落整体对自然资源的充分利用。3区分“高山植被分布”与“群落垂直结构”(1)高山植被的垂直分布是由于随海拔高度升高，温度下降明显，从而导致不同海拔高度植被分布不同，从低到高依次为阔叶林针叶林高原草甸苔原。(2)高山植被分布不属于群落垂直结构，因为在每一个自然区域地段，均具有自然群落，而每一个群落都有各自的垂直结构与水平结构。如图所示。形成群落空间结构应注意的问题 (1)要有多个种群构成群落，如竹林中竹子只是一个种群，就不存在垂直结构和水平结构。(2)各个种群间要形成不同的种间关系，如捕食、竞争等。通过各种不同的种间关系，使各个生物种群分别占据不同的空间，
8、形成群落的空间结构。(3)要存在形成分层现象的环境条件，如光照、温度、食物、栖息场所等。考向一群落及其物种组成例1 (2017海南卷，18)在某一农田生态系统中，大面积单一种植某种农作物(甲)可导致害虫A的爆发，改成条带状合理地间作当地另一种农作物(乙)后，乙生长良好，害虫A的爆发也受到了抑制。对此，不合理的解释是(D)A新的种间关系不利于害虫AB新的群落空间结构不利于害虫AC乙的出现使害虫A的环境容纳量下降D乙和害虫A存在互相抑制的竞争关系解析由题目所给信息“间作当地另一种农作物(乙)后，乙生长良好，害虫A的爆发也受到了抑制”可以直接推出新的种间关系和群落空间结构对害虫A是不利的且乙的出现使
9、害虫A的环境容纳量下降，ABC正确。由题目所给信息“乙生长良好，害虫A的爆发受到了抑制”可判断出乙和害虫A之间不存在互相抑制的关系，D错误。技巧点拨种间关系判断的技巧(1)弄清是同种生物还是不同种生物，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斗争，不同种生物之间对资源和空间的争夺就是竞争，简单记为：“同斗争，异竞争”。(2)不同种生物要注意区分竞争和捕食：竞争是争夺资源、空间等生活条件而发生的斗争，不直接获取食物；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，以维持自身生存。(3)两种生物甲和乙以同一植物为食，但取食的部位不同并不构成竞争关系，例如：人吃玉米
10、子粒，而牛吃秸秆。 (4)坐标图中捕食者和被捕食者的判断看曲线上升和下降的先后关系，一般先上升或下降的曲线代表被捕食者。看曲线峰值的高低，一般曲线峰值高的是被捕食者，另外，被捕食者的个体一般也比捕食者的体积小，所以被捕食者的数量相对较多。 右图曲线中a为被捕食者，b为捕食者。对应训练1(海南卷，22)下列有关群落的叙述，错误的是(D)A群落有垂直结构和水平结构B演替是生物群落的特征之一C群落中物种之间是相互联系的D群落是由空气、水和生物组成的解析群落的空间结构包括垂直结构和水平结构；群落特征包括物种丰富度、种间关系、空间结构、群落演替等；群落是一定自然区域内所有生物个体的总和，不包括无机环境。
11、考向二群落的结构例2 (2018湖北襄阳五中开学考)对植物群落分层现象的解释，正确的是(C )分层现象是植物群落对环境的一种适应森林中植物的分层现象主要是受光照强度影响形成的动物的分层现象决定了植物的分层现象群落中生物的垂直分布和水平分布，有利于生物群落整体对自然资源的充分利用在农业生产上，可以将玉米与大豆套种，充分利用分层现象种植玉米时，因植物群落分层现象的存在，所以要合理密植ABCD解析植物为动物提供食物和栖息空间，植物的分层现象决定了动物的分层现象，错误；合理密植是针对同种生物来说的，与植物的分层无关，错误。对应训练2(2019云南省临沧市一中高三期末)森林群落全年对太阳能的利用率远大于
12、农田群落的主要原因是(D)A不施农药B以木本植物为主C土壤肥沃D群落有明显的分层结构解析森林群落中，由于存在群落的分层现象，使得各种植被均可以利用到一定的太阳能，故本题答案选D。考点二群落的演替1群落演替的概念和类型(1)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)过程：(以裸岩上的演替为例)(3)演替的类型类型项目初生演替次生演替起点一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方原有植物虽已不存在，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的地方时间经历的时间漫长 经历的时间较短速度缓慢较快影响因素自然因素人类活动较为关键典例沙丘、火
13、山岩、冰川泥上的演替森林砍伐地、弃耕农田上的演替(4)人类活动对群落演替的影响：会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。2群落演替的特征(1)方向：一定的方向性。(2)能量：群落有机物总量增加。(3)结构：营养结构变得复杂，物种多样性增加。易错整合，判断正误。(1)初生演替中草本阶段比灌木阶段的群落自我调节能力强()(2)演替达到相对稳定的阶段后，群落内物种组成不再变化()(3)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。该岛屿形成后最初进行的群落演替属于次生演替()(4)森林阶段动物的分层比灌木阶段的简单()(5)决定群落演替的根本原因存在于群落外部的环境条件
14、，诸如气候、地貌、土壤和火等()1(教材必修3P78“思考与讨论”改编)在群落演替进程中，地衣为苔藓的生长提供了怎样的基础？为何苔藓能取代地衣？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(或生态入侵)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。2群落演替时，不同种群间是取而代之还是优势取代？在森林阶段，还能否找到地衣、苔藓等其他植物？提示在群落演替过程中，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。3下图表示甲、
15、乙两种群落在演替过程中物种多样性的变化曲线，据图分析：(1)图中甲、乙分别属于哪种演替类型？判断依据是什么？(2)火灾后森林的演替与哪个群落的演替类型相同？(3)哪种演替速度更快、历时更短？提示(1)由于甲群落演替起点的物种多样性为零，因此应属于初生演替；乙群落存在起始物种，故应属于次生演替。(2)火灾后森林的演替应为次生演替，与乙群落相同。(3)次生演替的速度更快，时间更短。1群落演替的三个过程群落演替的过程可人为地划分为三个阶段(1)侵入定居阶段：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。(2)竞争平衡阶段：通过种内斗争或竞争，优势物种定居并繁衍后代，劣
16、势物种被排斥，相互竞争过程中共存下来的物种在资源上达到相对平衡。(3)相对稳定阶段：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。2“二看法”区分初生演替和次生演替关于群落演替的易误点(1)演替是“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。(2)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。(3)并不是所有群落都可以演替到森林阶段。如果陆地环境条件适宜，群落都能演替到最高阶段森林阶段。在干旱地区，一般只能演替到草原
17、或低矮灌木阶段。例3 (2019山东省泰安市高三期末)某弃耕农田40年间植物种类的变化情况如下表。下列叙述不正确的是(C)年数物种数量植物类别14152540草本28272693034灌木0341219乔木0001423总计2830305676A上述群落演替类型为次生演替B数据表明灌木和乔木的出现，可能为更多的阴生草本植物提供生存环境C数据表明，弃耕农田在演替过程中的第一年该群落不可能具有垂直结构D表中的数据大多是采用样方法获取的解析在第一年时，草本植物有28种，说明群落演替类型为次生演替，A正确。数据表明灌木和乔木的出现，可以为阴生植物遮挡阳光，因此可能为更多的阴生草本植物提供生存环境，B正
18、确。第一年，草本植物有28种，存在垂直结构，C错误。调查植物的种群密度采用样方法，D正确。对应训练3(不定项选择题)(2019黑龙江省生物模拟)下列有关群落演替的叙述错误的是( BC )A群落演替过程中新群落中优势种不同于前一群落B群落演替过程中种群的基因频率不会发生显著变化C初生演替只可以起源于陆地不能起源于海洋D围湖造田说明人类的活动能改变群落演替的方向和速度解析群落演替过程中新的优势种的出现常取代原有优势种，A正确；群落演替过程中种群的基因频率可能会发生显著变化，B错误；一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但是被彻底消灭了的地方发生的演替属于初生演替，初生演替既可以起源于
19、陆地也可起源于海洋，C错误；围湖造田使水生群落在短时间内变成了陆生群落，说明人类的活动能改变群落演替的方向和速度，D正确。4(2019宁波市高三期末)在由裸岩向森林的初生演替过程中，不同群落阶段延续时间不同。地衣和苔藓植物群落延续的时间最长，草本植物群落演替速度最快，木本植物群落演替的速度又逐渐减慢。下列有关叙述错误的是(D)A地衣和苔藓植物群落演替速度最慢是因为土壤的形成和积累需要漫长的时间B在草本植物群落演替过程中，多年生植物逐渐取代了一年生或二年生植物C木本植物群落演替速度较慢是因为木本植物生长周期较长D演替到森林阶段，由于物种多样性增大，群落内部的竞争一定会越来越激烈解析地衣和苔藓植物
20、群落演替速度最慢是因为土壤的形成和积累需要漫长的时间，A项正确；在草本植物群落演替过程中，多年生植物逐渐取代了一年生或二年生植物，B项正确；木本植物群落演替速度较慢是因为木本植物生长周期较长，C项正确；在演替过程中，物种的多样性增大，但竞争程度与多样性关系不大，主要与资源、空间等有关，D项错误。考点三实验：土壤中小动物类群丰富度的研究1实验原理(1)土壤条件：不仅为植物提供水分和矿质元素，也是一些小动物的良好栖息场所。(2)取样方法：许多土壤动物身体微小且有较强的活动能力，可用取样器取样的方法进行采集、调查。(3)统计方法：记名计算法和目测估计法。2实验流程(1)提出问题：不同区域土壤中，物种
21、丰富度相同吗？(2)制订计划：包括步骤、时间、地点、内容、方法、备注等。(3)实施计划步骤实施实施计划准备及取样用取样器取样(如用采集罐、吸虫器等进行取样)的方法进行采集、调查采集小动物诱虫器采集简易采集法：用解剖针拨找同时用放大镜观察，发现小动物后进行采集采集到的小动物可放入酒精中，也可将活着的小动物放入试管中观察和分类可借助放大镜、实体镜进行观察可借助动物图鉴查清小动物名称，并进行分类统计和分析丰富度的统计方法：记名计算法和目测估计法实验结论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。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3.采集小动物所用
22、到的仪器AB(1)诱虫器(A图)：该装置中的电灯是发挥作用的主要部件，该装置利用土壤动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性，使土壤动物远离光源、热源。(2)吸虫器(B图)：该装置中的纱布作用是防止将土壤小动物吸走。易错整合，判断正误。(1)调查时既可调查某处土壤中小动物类群丰富度，也可以通过调查来比较不同土壤中小动物类群丰富度()(2)在同一地块不同时间或不同深度土层，调查结果应一致()(3)吸虫器主要用于采集体型较大的小动物()(4)采集的小动物应一律放于70%的酒精中()如图表示的是两种采集土壤中小动物的装置。甲装置的花盆壁丙和放在其中的土壤之间留一定空隙的目的是什么？利用该装置采集主要利用了小
23、动物的什么习性？乙装置采集的小动物保存的主要方法是什么？甲乙提示甲装置的花盆壁丙和放在其中的土壤之间留一定空隙的目的是便于空气流通。甲装置主要是利用土壤动物避光、避高温、趋湿的习性采集。用乙装置采集的土壤动物可放入体积分数为70%的酒精溶液中，也可放入有润棉的试管中。例4 (2019安徽屯溪一中月考)下列关于“土壤中小动物类群丰富度的研究”的说法，错误的是(B)A对于无法知道名称的小动物，不可忽略，应记录下它们的特征B许多土壤小动物有较强的活动能力，可采用标志重捕法进行调查C利用小动物的避光避热性，可采用带灯罩的热光源收集土样中的小动物D可分别在白天和晚上取同一地块的土样，调查不同时间土壤中小
24、动物丰富度解析统计土壤中小动物丰富度的方法有记名计算法和目测估计法，对于无法知道名称的小动物，不可忽略，应记录下它们的特征，A正确；调查土壤中小动物的丰富度常采用取样器取样法，B错误；一般来说，土壤中小动物具有避光避热性，可采用带灯罩的热光源收集土样中的小动物，C正确；可分别在白天和晚上取同一地块的土样，调查不同时间土壤中小动物丰富度，D正确。易错提醒四种研究方法易混淆(1)调查土壤中小动物类群丰富度可用“取样器取样调查法”。(2)调查某种植物或活动范围较小的动物种群密度可以用“样方法”。(3)调查活动范围较大的动物种群密度可用“标志重捕法”。(4)研究培养液中的酵母菌种群数量变动可用“血细胞
25、计数板计数法”。对应训练5(2019湖北襄阳模拟)土壤动物是土壤生态系统中的重要组成部分。对某一地区人工绿地、林地、农田3种不同类型土地的地下土壤动物群落进行了调查，结果见表。由表中数据分析可知，下列说法正确的是(A)样地类群数个体数第1层第2层第3层第1层第2层第3层人工绿地14831827422林地13741909218农田11849211321注：第一层为距地表05 cm；第二层为距地表510 cm；第三层为距地表1015 cm。A各样地土壤中动物类群丰富度没有明显的差异B可用标志重捕法调查各样地土壤中动物类群数C人类活动对土壤动物的数量和分布没有影响D各土层中土壤动物种群数量增长曲线均
26、为“S”型解析各样地相同土层土壤动物丰富度差异较小，土壤动物类群丰富度没有明显的差异，A正确；土壤中动物丰富度的调查采用的是取样器取样法，B错误；人类活动对土壤动物的数量和分布有一定的影响，C错误；各土层中土壤动物种群数量受季节、气候等的影响，并非均为“S”型增长，还会出现下降、波动，D错误。课末总结1思维导图2简答题常考长句分析1群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。2群落中物种数目的多少称作丰富度。3在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间，使群落形成一定的空间结构。4在垂直方向上，大多数群落都具有明显的分层现象，植物的分层现象主要与光照有关；动物的分层现象则与栖息空间和食物条件有关。
27、在水平方向上，群落的不同种群常呈镶嵌分布。5随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程称为群落演替，包括初生演替和次生演替。3探究高考明确考向1(2019江苏卷，6)下列关于种群和群落的叙述，正确的是(A)A种群是生物进化的基本单位，种群内出现个体变异是普遍现象B退耕还林、退塘还湖、布设人工鱼礁之后都会发生群落的初生演替C习性相似物种的生活区域重叠得越多，对资源的利用越充分D两只雄孔雀为吸引异性争相开屏，说明行为信息能够影响种间关系解析种群是生物进化的基本单位，生物个体出现变异在种群内是普遍存在的，A项正确。退耕还林、退塘还湖、布设人工鱼礁后，原有的土壤条件基本保留，甚至保留了原有的植物种
28、子或其他繁殖体，故在此类地方发生的演替是次生演替，B项错误。习性相似但不相同物种的生活区域重叠得越少，对资源的利用越充分，C项错误。两只雄孔雀为吸引异性争相开屏等行为，发生在同种生物之间，不涉及种间关系，D项错误。2(2018江苏卷，13)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(D)阶段阶段阶段A从形成沙丘开始发生的演替是次生演替B阶段的沙丘上草本植物占优势，群落尚未形成垂直结构C阶段与的沙丘上生长的植物种类完全不同D阶段沙丘上的群落对外界干扰的抵抗力稳定性最强解析A错：在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替属于初生演替。B错：在垂直方向上，大多数群落具有明显的分层现象。C错
29、：群落演替是指优势取代而非取而代之，所以阶段与的沙丘上的植物种类并非完全不同。D对：阶段沙丘上的群落生物种类最多，营养结构最复杂，自我调节能力最强，所以对外界干扰的抵抗力稳定性最强。3(全国卷，4)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(D)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解析初生演替的一般过程为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。草本植物阶段植物种类及动物种类较少，而灌木阶段的植物种类和动物种类增加，所以灌木阶段的丰富度大、群落空间结构
30、复杂，自我调节能力较强，A、B、C错误；由于草本植物群落阶段土壤继续增加，小气候也开始形成，同时土壤微生物和小型土壤动物的活力增强，植物的根系可深入到岩石缝隙，因此环境条件得到了大大的改善，为一些木本植物的生长创造了条件，D正确。4(2017天津卷，7)大兴安岭某林区发生中度火烧后，植被演替过程见右下图据图回答：(1)该火烧迹地上发生的是次生演替。与相比，中群落对光的利用更充分，因其具有更复杂的垂直结构。(2)火烧15年后，草本、灌木丰富度的变化趋势均为下降后保持相对稳定，主要原因是它们与乔木竞争时获得的光逐渐减少。(3)针叶林凋落物的氮磷分解速率较慢。火烧后若补栽乔木树种，最好种植阔叶树，以
31、加快氮磷循环。(4)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。下图是该林区草本、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S3。解析(1)由图中信息可知，火灾后群落中迅速出现了多种草本植物和灌木，这说明大火后还保留原有土壤条件，甚至还可能保留了植物的种子或其他繁殖体，所以该火烧迹地上发生的是次生演替。群落中植物的垂直结构有利于群落对光能的充分利用。(2)从图中可以看出，火烧15年后草本和灌木丰富度下降，到40年后基本保持相对稳定，主要原因是草本和灌木在与乔木的竞争中得到的光逐渐减少。(3)火烧后若补栽乔木树种，最好种植阔叶树，因为针叶树的凋落物不易被分解，物质循环速度慢，而由题知乔木中除了针叶树就是阔叶树，因此应该种植的是阔叶树。(4)从样方大小和物种数间的关系可判断，坐标曲线中最下面的曲线为乔木对应的曲线，从该曲线可以看出，当样方面积为S3时乔木的物种数就达到最大，所以调查乔木应选取的最小样方面积为S3。