1、第2讲群落的结构和演替1.群落的结构特征()2.群落的演替()3.实验：土壤中动物类群丰富度的研究1.群落属于生命系统，具有物种组成、种间关系、空间结构等特征，群落可以发生演替。(生命观念)2.比较各种种间关系的不同特点，并用数学模型表示。(科学思维)3.制订并实施方案：用取样器取样法调查土壤中动物类群丰富度。(科学探究) 群落的结构1群落的概念和特征(1)概念：同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合。(2)特征：物种组成、种间关系、空间结构及群落演替等。2物种组成(1)意义：是区别不同群落的重要特征。(2)指标：物种丰富度，即群落中物种数目的多少。3种间关系(1)常见的种间关系及实例(
2、连线)(2)常见种间关系曲线如图中分别代表竞争、捕食、互利共生、竞争。4群落的空间结构图甲图乙(1)写出图中群落空间结构的类型图甲：垂直结构，图乙：水平结构。(2)根据如图分析，决定群落空间结构的主要因素。图甲：植物分层：阳光。动物分层：栖息空间和食物条件。图乙：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。1某校园有一片草坪和一片树林，草坪中的动物没有分层现象，而树林中的动物具有分层现象。()提示：这两个群落中动物都具有分层现象。2洪泽湖近岸区和湖心区不完全相同的生物分布，构成群落的水平结构。()3同一物种之间的大鱼吃小鱼不叫捕食，而是种内斗
3、争。()4一块农田中有豌豆、杂草、田鼠和土壤微生物等生物，其中属于竞争关系的是豌豆和杂草。()5乔木层的疏密程度不会影响草本层的水平结构。()提示：乔木层的疏密程度通过影响阳光透过的程度，进而影响生活在乔木下的草本层的水平结构。1群落结构形成具有什么重要的意义？提示：提高了群落利用环境资源的能力。2有人认为如图所示的现象是一个群落中的垂直结构，你认为呢？请说明理由。提示：不是。高山植被的垂直分布是随海拔高度升高，温度下降明显，从而导致不同海拔高度植被分布不同，依次为阔叶林针叶林高原草甸苔原。这种状况与地球南(北)半球随纬度升高植被分布的原理相同，属于植物的地带性分布，不是群落垂直结构中的分层现
4、象。群落结构的相关分析1下列关于群落垂直结构的叙述，正确的是()A草原生态系统不具有群落的垂直结构B群落的层次性越明显，动物的数量越多C在群落垂直结构的各层次上栖息的动物都不同D光的穿透性对湖泊中植物的分层分布有重要影响D草原生态系统和其他生态系统一样，具有群落的垂直结构和水平结构，A错误；群落的层次越明显、分层越多，群落中的动物种类就越多，B错误；有些动物在群落中栖息在植物群落垂直结构的多个层次，C错误；水生群落的层次性，即垂直结构，主要由光的穿透性、温度等决定，D正确。2(2019陕西铜川市高三摸底)对生物群落结构的叙述，错误的是()A植物的垂直结构为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件
5、B植物的垂直结构主要与对光的利用有关C某山竹林里的成年竹、幼年竹和竹笋构成了该群落的垂直结构D在水平方向上，同一地段上种群密度也会有差别C成年竹、幼年竹和竹笋属于同一种群，不存在垂直结构的特点，C错误。种间关系及特点3(2019河南省天一大联考)某生态系统中，昆虫甲常常伴随植物乙出现，且甲的数量总是随着乙的数量变化而变化；在主要以甲为食的昆虫丙迁入该生态系统后，昆虫甲的数量出现明显下降，植物乙的数量小幅度增加，叶片完整程度显著提高。下列有个叙述正确的是()A甲与乙、乙与丙之间都是捕食关系B甲的数量与乙叶片完整程度之间呈现正相关C甲、乙、丙三者之间的数量关系为乙甲丙D乙和丙都会影响昆虫甲的种群数
6、量D由题意可知，昆虫甲和植物乙之间为捕食关系，甲、丙之间为捕食关系，题干信息不能表明乙、丙之间存在捕食关系，A项错误；昆虫甲的数量下降时，植物乙叶片的完整程度提高，二者呈现负相关，B项错误；甲、乙、丙三者之间的数量关系不能根据捕食关系判定，在某些食物链中，捕食者的数量也可能多于被捕食者的数量，C项错误；昆虫甲的食物乙和昆虫甲的天敌丙都会影响昆虫甲的种群数量，当乙增多时甲增多，当丙增多时甲减少，D项正确。4(2019广州市高三二模)在一项探究土壤细菌对植物X生长效应影响的实验中，将多株生理条件相同的植物X随机均分为甲、乙两组，将等量的A、B两种细菌分别加入到培养两组植物X的土壤中，培养条件相同且
7、适宜。统计植物X在实验的第1天和第60天的平均高度，结果如图所示：回答下列问题：(1)已知细菌A、B均需从植物根部获取营养进行繁殖，据此分析，细菌A或B在土壤中分布呈现的空间特征是_。(2)已知细菌A、B与植物X的种间关系是寄生或互利共生，现需要增加1组实验(丙组)才能更准确地判断细菌A、B与植物X的关系，丙组实验的处理方式是_。若结合丙组实验结果能证明A、B两种细菌与植物X之间属于不同的种间关系，则丙组实验结果是_。解析(1)据题意分析，已知细菌A、B均需从植物根部获取营养进行繁殖，说明两者在土壤中是集群分布的。(2)为了判断细菌A、B与植物X的关系是寄生或互利共生，应该增加1个空白对照组，
8、即丙组除不加入细菌A、B外，其余处理与甲、乙两组相同，若丙组的结果介于甲、乙两组之间，即第60天时植物X的平均高度增幅大于甲组，小于乙组，且差异显著，说明两种细菌与植物X的种间关系不同。答案(1)集群分布(2)除不加入细菌A、B外，其余处理与甲、乙两组相同第60天，植物X的平均高度增幅大于甲组，小于乙组，且差异显著曲线图中捕食与被捕食者的判断技巧图1图2(1)若两种生物的最大数量有明显差异，数量多的一种为被捕食者，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。
9、群落的演替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演替过程(以裸岩上的演替为例)3群落演替中两种类型的比较类型项目初生演替次生演替起点在一个从来没有植被覆盖的地面，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的地方时间经历时间漫长经历时间较快影响因素自然因素人类活动较为关键实例裸岩上的演替森林砍伐地、弃耕的农田上的演替4.人类活动对群落演替的影响(1)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。(2)有利于群落演替的人类活动：退耕还林(举一例)等。(3)不利于群落正常演替的活动：填湖造地(
10、举一例)等。1地衣会比苔藓更早地出现在火山岩上。()2冰川泥上和弃耕农田上的演替都是次生演替。()提示：冰川泥上发生的演替属于初生演替。3若时间允许，弃耕的农田总能形成森林。()提示：弃耕农田形成森林还需要适宜的环境条件。4次生演替的速度比初生演替的速度快。()5海岛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。()6动物群落的演替与光照无关。()提示：决定群落演替的根本原因存在于群落内部，但群落之外环境条件的不断变化，也常成为群落演替的重要因素。1群落演替的特征(1)方向：一定的方向性。自然条件下，群落的演替一般朝着物种多样化、群落结构复杂化、生态功能完善化的方向发展。(2)能量：群
11、落的有机物总量增加。(3)营养结构变得复杂，物种多样性增加。2群落演替的原因分析(1)环境不断变化，为群落中某些物种提供有利的繁殖条件，而对另一些物种生存产生不利影响。(2)生物本身不断进行繁殖、迁徙。(3)群落内部由于生命活动造成内部环境改变。(4)种内和种间关系不断发生变化。(5)人类活动的干扰。1在光裸的岩石上开始的演替和从森林被全部砍伐的地方开始的演替中，一般来说，若要演替到相对稳定的森林阶段，上述两个演替中次生演替所需的时间短，请分析其主要原因。提示：形成森林需要一定的土壤条件，上述次生演替起始时即具备该条件，而从裸岩开始的演替要达到该条件需要漫长的时间。2据调查，近5万年以来，某地
12、区由于气候越来越干燥，森林逐渐被灌丛取代，这也是自然界存在的一种演替类型。近50年来，由于人类过度开垦，导致局部灌丛出现了荒漠化。该现象表明什么？提示：与该地区具有的自然演替相比，人类的开垦活动使得该地区群落的演替速度变快，但演替的方向未发生改变。演替类型及过程分析1(2019北京市朝阳区高三期末)大兴安岭某林区发生中度火烧后植被演替的过程见如图。有关叙述正确的是()A该火烧迹地上发生的演替是初生演替B图中各群落都有垂直结构和水平结构C草本、灌木、乔木丰富度的变化趋势一致D在针叶林群落中的优势种是草本植物B该火烧迹地上发生的演替是次生演替，A错误；图中各群落都有垂直结构和水平结构，B正确；草本
13、和灌木的丰富度变化一致，与乔木丰富度的变化不同，C错误；在针叶林群落中的优势种是针叶乔木，D错误。2(2019辽宁省朝阳市高三模拟)顶极群落是群落演替的最终阶段，只要不受外力干扰，就能永久维持稳定。如图表示不同环境下的顶极群落类型。请回答下列问题：(1)顶极群落的类型主要受_等环境因素的影响。北极地区的顶极群落最可能是_。图示中热带雨林的抵抗力稳定性最强，这是因为_。(2)由于雷电引发火灾，某火山岛上的森林被烧毁后发生的演替属于_。与火山爆发造成森林被毁灭后发生的演替过程相比，此演替过程形成顶极群落所需的时间更_(填“长”或“短”)，原因是_。(3)流入生态系统的总能量是指生产者固定的总能量。
14、在形成顶极群落之前，该能量一般_(填“大于”“等于”或“小于”)生物群落呼吸消耗的总能量。解析(1)据图分析，顶极群落的类型主要受年平均温度和年平均降水量等环境因素的影响；北极地区温度低、降水量低，因此其顶极群落最可能是苔原；热带雨林中生物种类多、营养结构复杂，自我调节能力强，因此热带雨林的抵抗力稳定性最强。(2)某火山岛上的森林被烧毁后发生的演替属于次生演替；历经火灾后的森林还基本保留着原来的土壤条件和植物的种子或其他繁殖体，因此与火山爆发造成森林被毁灭后发生的演替过程相比，此演替过程形成顶极群落所需的时间更短。(3)在形成顶极群落之前，群落的总生产量增加，群落的有机物总量增加，说明生产者固
15、定的总能量大于生物群落呼吸消耗的总能量。答案(1)年平均温度和年平均降水量(或温度和降水量)苔原热带雨林中生物种类多、营养结构复杂，自我调节能力强(2)次生演替短历经火灾后的森林还基本保留着原来的土壤条件和植物的种子或其他繁殖体(3)大于群落演替类型的判断方法(1)从起点上判断：起点为从没有过植被或原有植被被彻底消灭的环境是初生演替。起点为只是失去了原有植被的环境是次生演替。(2)从时间速度上判断：经历的时间长，速度缓慢的是初生演替。经历的时间短，速度较快的是次生演替。群落演替的趋势及影响因素分析3在建设“森林城市”时，欲通过人工造林使荒坡逐渐演替为森林。下列对演替过程中图中曲线和曲线的生物学
16、含义的描述全都正确的是()A为土壤中的有机物量，为生态系统物种的多样性程度B为土壤中的微生物数量，为生态系统的结构稳定性C为生态系统的恢复力稳定性，为群落垂直结构的层次性D为群落呼吸消耗的有机物量，为生态系统的抵抗力稳定性C从光裸的岩地上最终演替出森林的过程中，土壤中有机物量是增多的，生态系统物种的多样性程度增多，土壤中的微生物数量增多，生态系统的结构稳定性增大，生态系统恢复力稳定性降低，群落垂直结构的层次性愈加明显，群落呼吸消耗有机物量增大，生态系统抵抗力稳定性增大。4(2019福建省高三质检)治理沙漠要遵循自然规律，我国治理沙漠成就突出，被联合国誉为“全球治沙样本”。某沙地植被发生自然演替
17、，大致要经历以下几个阶段：流动沙地半流动沙地白沙蒿群落半固定沙地油蒿白沙蒿群落固定沙地油蒿群落固定沙地油蒿本氏针茅苔藓群落地带性的本氏针茅草原迅速沙化。回答下列问题：(1)区别不同群落的重要特征是_。(2)白沙蒿是流动沙地上的“先锋”植物，能固定流沙改变环境，油蒿因此能够生长，并在竞争中处于优势。这说明生物与生物、_之间在相互影响中不断进化和发展。(3)油蒿根系发达、抗风沙，本氏针茅根系浅、不抗风沙。据此判断，最好在沙地植被自然演替的第_阶段适度干预治理，防止迅速沙化。人类活动会使群落演替按照不同于自然演替的_进行。解析(1)区别不同群落的重要特征是物种组成。(2)白沙蒿是流动沙地上的“先锋”
18、植物，能固定流沙改变环境，油蒿因此能够生长，并在竞争中处于优势。这说明生物与生物、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。(3)油蒿根系发达、抗风沙，本氏针茅根系浅、不抗风沙。据此判断，应当在本氏针茅出现阶段进行干预，故最好在沙地植被自然演替的第阶段适度干预治理，防止迅速沙化。人类活动会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。答案(1)物种组成(或物种丰富度)(2)生物与无机环境(3)速度和方向 土壤中小动物类群丰富度的研究(实验)1实验原理(1)土壤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)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
19、集、调查。(3)丰富度的统计方法通常有两种：记名计算法和目测估计法。2实验流程提出问题：如土壤中有哪些小动物？它们的种群密度是多少？得出结论：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，群落结构越复杂1注意事项(1)从不同营养环境中采集土壤样本要分别统计。(2)尽可能多地收集小动物。收集小动物时，根据土壤中生物的避光性和趋湿性来收集。(3)从同样营养土壤中采集的样本，多组进行统计比较。(4)命名要准确，并进行分类。(5)远离危险地带，不要破坏当地环境。2取样器取样法误差归纳(1)未能给予最适“诱捕”条件，即未能充分利用土壤
20、动物“趋湿”“避光”“避热”特性，如未打开电灯可导致诱捕到的动物个体减少。(2)未做到土壤类型、取样时间、土层深度保持一致而导致计数误差。(3)对“不知名”的动物不予计数而导致误差(正确做法是记为“待鉴定XX”，并记下其特征)。1(2019深圳市高三二模)下列有关调查土壤小动物类群丰富度的说法，正确的是()A标志重捕法或样方法适于调查蚯蚓B调查时间和取样深度影响调查结果C目测估计法适于统计种群个体大、数量少的群落D通常应尽量在潮湿处取样以满足各种调查目的B蚯蚓在土壤中活动范围小，活动能力强，不采用标志重捕法调查蚯蚓的种群密度，A错误；不同时间、不同地点、不同土壤深度分布的土壤小动物种类和数量是
21、有差别的，所以调查时间和取样深度会影响调查结果，B正确；目测估计法适于统计种群类别个数少，但单个种群数量多的群落，C错误；根据调查的目的不同，所选取的土壤取样点和深度，以及时间可能不同，D错误。2(2019北京市西城区高三期末)对不同经营强度下毛竹林土壤动物类群进行调查，结果如下表。以下叙述错误的是()经营强度土壤动物类群(种/m2)杂食腐食植食捕食总计粗放经营林(低强度)245314笋竹两用林(中强度)333312笋用林(高强度)13318A.常采用标志重捕法调查土壤动物类群的丰富度B土壤中的腐食动物作为分解者有利于物质循环C结果表明过度经营会降低土壤动物的物种多样性D不同的经营强度会改变自
22、然群落的演替方向A由于土壤小动物身体微小，因此一般不适宜用标志重捕法调查土壤动物类群的丰富度，而常用记名计算法和目测估计法，A错误。3如图是“土壤中小动物类群丰富度的研究”实验中常用的两种装置，回答以下问题：AB(1)图中A装置是_，B装置是_。(2)图中A装置主要利用土壤小动物具有_的习性进行采集。(3)许多土壤小动物不适于样方法或标记重捕法进行调查的原因是_。(4)先要用B装置采集大量跳虫用于实验培养，则B装置内最好装入的是_(填“干燥的棉花”“湿润的棉花”或“清水或酒精”，下同)，理由是_；如要采集大量的甲螨作为标本保存，则B装置内最好装入的是_，理由是_。(5)A装置的花盆壁C和放在其
23、中的土壤之间留一定空隙的目的是_。解析(1)图中A、B装置分别是诱虫器和吸虫器。(2)诱虫器营造的是温度差异、明暗差异和湿度差异的环境，所以该装置利用了土壤小动物的趋暗、避高温、趋湿的特性进行采集。(3)部分土壤小动物活动能力强，且身体微小，所以均不适宜样方法或标记重捕法进行调查土壤小动物的丰富度。(4)采集培养时保持其生物活性，应用湿润的棉花。制作标本时应杀死该动物且防止腐烂，所以用酒精固定。(5)为了使空气流通，应将土壤与花盆之间保留一定的空隙。答案(1)诱虫器吸虫器(2)趋暗、避高温、趋湿(3)许多土壤小动物有较强的活动能力，而且身体微小(4)湿润的棉花湿润的棉花模拟了土壤湿润的环境，利
24、于跳虫存活酒精酒精可将收集的甲螨及时固定，防止腐烂(5)使空气流通1.捕食和竞争并非都是不利的：实际上被淘汰的都是不适应环境的个体，有利于对环境资源的更合理利用，有利于生物的进化。2竞争是两种或两种以上生物为了争夺资源、空间等生活条件而发生斗争，并不都是由争夺食物引起的。3捕食不包括一种生物以非生物为食，如牛饮水；也不包括一种生物以同种的幼体为食，如鲈鱼以本种的幼鱼为食(属于种内斗争)。4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。5演替并不都是“不可逆”的：演替是生物和环境反
25、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。1.群落指的是同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合。2群落结构形成的意义在于提高了群落利用环境资源的能力。3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。4次生演替和初生演替相比，时间往往比较短的原因是次生演替开始时，基本保留了原有的土壤条件，甚至还保留了植物的种子和其他繁殖体。5自然条件下，群落的演替一般朝着物种多样化、群落结构复杂化、生态功能完善化的方向发展。6人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。真题体验| 感悟高考淬炼考能1(2019海南高考)下列关于外
26、来物种入侵的叙述，错误的是()A外来物种入侵会对当地群落的演替产生严重的影响B淡水湖泊中出现的水华现象都是由外来物种入侵引起的C水葫芦引入我国后对一些淡水生态系统造成严重影响D入侵植物进入适宜其生长的地区可影响当地物种的生存B外来物种入侵，如水葫芦疯长，会对当地群落的演替产生严重的影响，A正确；淡水湖泊中出现水华现象的主要原因是生活污水、工业废水排入，导致水体中氮磷含量过高，B错误；水葫芦引入我国后数量疯长，破坏了当地生态系统的稳定性，C正确；入侵植物进入适宜其生长的地区可能呈J型增长，会影响当地物种的生存，D正确。2(2018江苏高考)如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
27、的是 ()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阶段与阶段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D从形成沙丘开始发生的演替属于初生演替，A错误；阶段的沙丘上草本植物占优势，群落的垂直结构不明显，B错误；阶段到阶段发生的演替是优势取代，不是完全取代，所以阶段与阶段的沙丘上生长的植物种类不完全相同，C错误；阶段为森林阶段，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。3(2015全国卷)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草本阶段在群落演替过程中先于灌木阶段出现，随着群落演替的进行，生物的种类越来越多，即物种的丰富度逐渐增大，所以草本阶段和灌木阶段的物种丰富度不同，灌木阶段的物种丰富度较大，A项错误；随着群落演替的进行，群落的空间结构逐渐变得复杂，所以草本阶段的群落空间结构要比灌木阶段的群落空间结构简单，B项错误；草本阶段的物种丰富度小于灌木阶段的，所以其营养结构比灌木阶段的简单，自我调节能力比灌木阶段的弱，C项错误；在群落演替过程中，前一个阶段能为后一个阶段创造适宜的环境，D项正确。