資源簡介

第四節　群落隨時間變化有序地演替
導學聚焦 1.生命觀念——認同群落是動態變化的過程，群落的穩定性是與環境平衡的結果，形成穩態與平衡觀。 2.科學思維——①基于歸納與總結，比較分析群落演替的類型；②基于模型與建模，構建環境因素與頂極群落的對應關系模型。 3.社會責任——關注人類活動對群落演替的影響，以實踐的視角引導人們減少對自然環境的干擾，合理保護植物的生存環境。
知識點　群落的演替及類型
1.一個群落會被另一個群落替代
（1）群落演替概念
指隨著時間的推移，群落的一些物種　替代　另一些物種，一個群落類型　替代　另一個群落的自然演變過程，這個過程直到一個　穩定　的群落才會終止。
（2）實例分析
①裸巖到森林群落的演替：裸巖→　地衣　→苔蘚→　草本　→灌木→　森林　。
②湖泊到森林群落的演替：　裸底階段　→沉水植物階段→　浮葉根生植物階段　→挺水植物和沼澤植物階段→　森林群落階段　。
（3）群落演替的本質
群落演替是不同種群與環境變化相互作用而發生的　優勢種　取代的過程，也是群落中各種群與　無機環境　相適應的過程。
2.群落的演替包括初生演替和次生演替兩種類型
（1）類型
①初生演替：指從完全沒有植被，并且也沒有任何植物繁殖體存在的裸地上開始的演替。
②次生演替：指在被毀滅群落基質上進行的演替。
（2）實例分析
①初生演替：裸巖和湖底開始的演替。
②次生演替：伐林地、火燒地、放牧地和棄耕地上所發生的演替。
（3）演替特點
①　初生　演替經歷的時間長，　次生　演替經歷的時間比較短。
②　次生　演替的土壤基質和環境條件比較好，　初生　演替起始條件相對苛刻。
3.演替的終點是頂極群落
（1）概念：當一個群落演替到與當地的　氣候　和　土壤　條件處于平衡狀態的時候，演替就不再進行了。在這個平衡點上，群落結構最　復雜　也最　穩定　，只要沒有　外力干擾　，它將永遠　保持原狀　，演替達到最終平衡狀態時的群落稱為頂極群落。
（2）影響因素：頂極群落類型主要由　平均溫度　和　年降雨量　決定。
（3）實例：
①高溫高濕氣候條件下的頂極群落是　熱帶雨林　。
②低溫高濕氣候條件下的頂極群落是　北方針葉林　。
③中溫中濕條件下的頂極群落是　溫帶草原　。
④低溫低濕條件下的頂極群落是　苔原　。
⑤極端缺水條件下的頂極群落是　荒漠　。
（4）演替的平衡的打破
①干擾因子類型：　自然　和人為因素。
②人為影響：會使群落按照不同于　自然發生　的過程演替。
4.基于上述學習，判斷下列相關表述的正誤
（1）裸巖上最先定居的生物為苔蘚（　×　）
（2）初生演替發生在陸生生物群落中，次生演替發生在水生生物群落（　×　）
（3）如果時間允許，棄耕的農田總能形成森林（　×　）
（4）群落的演替過程直到出現一個穩定的群落才會中止（　√　）
（5）只有人類活動才可以改變自然群落演替的方向和速度（　×　）
（6）地球上現存的群落都為頂極群落，其主要由平均溫度和年降雨量所決定的（　×　）
1.如圖是某礦業公司廢棄的一個礦坑。根據群落演替的一般規律，嘗試通過推理，說出該廢棄的礦坑可能會發生什么樣的演替過程。
提示：該廢棄的礦坑可能會發生的演替是初生演替，其演替過程是廢棄的礦坑→地衣階段→苔蘚階段→草本植物階段→灌木階段→森林階段。
2.圖1為某池塘群落的演替歷程，圖2為演替過程中物種豐富度的變化情況，據圖回答：
（1）圖1中正確的演替順序是什么？其演替類型與火山噴發處所發生的演替的主要區別是什么？
提示：丁→甲→丙→乙。該演替屬于次生演替，它與火山噴發處所發生的演替的區別在于起始條件不同。
（2）圖2中甲、乙分別屬于哪類演替類型？其中演替速度更快、歷時更短的是甲還是乙，請分析原因。
提示：甲屬于初生演替，乙屬于次生演替。演替速度更快、歷時更短的是乙，次生演替時原有植被雖已不存在，但原有土壤條件基本保留，甚至還保留了植物的種子或其他繁殖體（如能發芽的地下莖）。
1.群落演替的原因、過程和特點
（1）群落演替的原因
①環境不斷變化，為群落中某些物種提供有利的繁殖條件，而對另一些物種生存產生不利影響。
②生物本身不斷進行繁殖，遷徙。
③植物之間直接或間接地相互作用，使它們之間不斷相互影響，種間關系不斷發生變化。
④在群落的種類組成中，新的植物分類單位（如種、亞種、生態型）不斷發生。
⑤人類活動的影響。人類活動通常是有意識、有目的進行，因此人類對群落演替的影響遠遠超過其他因素。
（2）群落演替的特點
①演替是群落組成向著一定方向、具有一定規律、隨時間而變化的有序過程，因而它往往是能預見的或可測的。
②演替是生物和環境反復相互作用，發生在時間和空間上的不可逆變化。
③頂極群落是演替達到的最終穩定狀態，頂極群落并不是絕對穩定，而是處于不斷變化的相對穩定狀態。
2.初生演替與次生演替的比較
類型 初生演替 次生演替
起點 從來沒有被植物覆蓋的地面，或原來存在過植被、但被徹底消滅了的地方 原有植被雖已不存在，但土壤條件基本保留，甚至還保留了植物的種子或其他繁殖體的地方
基質與 環境條件 無有機質和生命胚種 有大量有機質和生命胚種
過程 裸巖階段→地衣階段→苔蘚階段→草本植物階段→灌木階段→森林階段 雜草階段→灌木階段→森林階段
類型 初生演替 次生演替
時間 經歷的時間長 經歷的時間短
速度 緩慢 較快
影響因素 自然因素 人類活動較為關鍵
實例 裸巖、沙丘和湖底的演替 棄耕農田上和火災后的草原上發生的演替
3.群落演替的方向和結果
4.關于演替的2點易錯
（1）演替不是一個永恒延續的過程，當一個群落演替到與當地的氣候和土壤條件處于平衡狀態的時候，演替就不再進行，達到頂極群落。只要沒有外力干擾，它將永遠保持原狀。
（2）頂極群落的類型主要是由平均溫度和年降雨量所決定，如在高溫高濕的氣候條件下，頂極群落是熱帶雨林；在低溫高濕的氣候條件下，頂極群落是北方針葉林等。
考向1　初生演替與次生演替
1.（2023·浙北G2聯考）詩句“無田甫田，維莠驕驕”的意思是無力耕種以致田地荒廢，雜草長得又高又密。下列敘述正確的是（　　）
A.該詩句描述的是次生演替過程
B.該棄耕農田上演替而來的頂極群落稱為次生林
C.演替過程中出現新的優勢物種后原有的物種消失
D.演替過程中群落結構不變
解析：A　該演替是在荒田上開始的，描述的是次生演替過程，A正確；次生林是原始森林被砍伐后通過次生演替而生長起來的森林，故該棄耕農田上演替而來的頂極群落不是次生林，B錯誤；演替過程中出現新的優勢物種后原有的物種沒有消失，C錯誤；演替過程中群落結構一直在發生改變，D錯誤。
2.群落的演替分為初生演替和次生演替，人類活動能夠改變群落演替的方向和速度。下列相關敘述錯誤的是（　　）
A.草原中引入蝗蟲的天敵進行生物防治通常不會引起草原發生次生演替
B.初生演替不同階段出現的主要生物類群，在頂極群落中都能發現其存在
C.在以羊草為主的草原上適當加大放牧量，可以增加草原物種的多樣性
D.草原上過度放牧可改變演替的方向使草原生物群落演替為荒漠生物群落
解析：B　草原中引入蝗蟲的天敵進行生物防治一般不會引起總現存生物量發生大的變化，不會污染環境，故通常不會引起草原群落的次生演替，A正確；不同的初生演替階段都會出現優勢種，某演替階段的優勢種往往被下一個演替階段的優勢種取代甚至滅亡，故在頂極群落中不一定都能發現不同階段出現的主要生物類群，B錯誤；在以羊草為優勢種的草原上適當加大放牧量，由于家畜大量吃草，抑制了這一優勢種的增長，給其他生物提供了生存機會，故可以增加草原物種的多樣性，C正確；草原上的過度放牧可能導致土地荒漠化，使草原生物群落演替為荒漠生物群落，即改變了演替的方向，D正確。
方法技巧
判斷初生演替和次生演替的方法
（1）從起點上判斷
初生演替的起點為從沒有過植被或原有植被被徹底消滅了的環境；次生演替的起點為只是失去了原有植被的環境。
（2）從時間和速度上判斷
經歷的時間長、速度緩慢的是初生演替；經歷的時間短、速度較快的是次生演替。
考向2　實例分析演替過程及演替過程中相關變化
3.近年來，我省積極踐行“兩山”理念，建設生態文明，在一些地區實施了退耕還林工程，退耕區域會發生變化。退耕之初發展到頂極群落期間的變化趨勢是（　　）
A.生態系統穩定性越來越強
B.群落的總有機物基本不變
C.草本層對垂直結構的影響越來越明顯
D.群落中植物個體總數越來越多
解析：A　在次生演替過程中，物種數目會增多，食物鏈和食物網結構變復雜，則生態系統的穩定性越來越強，A正確；隨著演替進行，植被類型增多，分層更加明顯，總光合能力增強，群落的總有機物含量增多，B錯誤；隨著演替的進行，灌木和森林逐漸占據優勢，草本植物因為對光照的競爭不占優勢，故其對垂直結構的影響越來越小，C錯誤；演替過程中群落的物種數目會增多，但植物個體總數不一定越來越多，D錯誤。
4.溫州三垟濕地曾被開發成耕地，現退耕還濕地后，形成了縱橫交錯的138條河道，將濕地分割成大小各異的161座島，現已成為旅游勝地。下列關于該群落敘述錯誤的是（　　）
A.該濕地在群落演替過程中優勢物種發生了變化
B.該濕地在群落演替每個階段中，各個種群數量均呈“S”形增長
C.島嶼不同地段上物種組成上的差異是空間異質性的表現
D.旅游可能使該群落演替按照不同于自然演替的速度進行
解析：B　群落演替是優勢種的替換，A正確；在群落演替每個階段中，各個種群數量變化可能有“J”形和“S”形等多種增長方式，B錯誤；島嶼不同地段上物種組成上的差異是空間異質性的表現，C正確；旅游活動往往會使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向進行，D正確。
考向3　頂極群落
5.以下對頂極群落的理解有誤的是（　　）
A.頂極群落的群落結構最復雜
B.若沒有外力干擾，頂極群落將保持相對穩定狀態
C.達到頂極群落時的生態系統是森林系統
D.形成哪種頂極群落主要取決于氣候條件
解析：C　演替是一個復雜而漫長的過程，但不會無休止地延續下去，一般來講，當一個群落演替到了同環境處于平衡狀態時，演替就不再進行了，說明這時群落的結構最復雜、最穩定，A正確；只要不受外力干擾，群落就會保持原狀，B正確；頂極群落的類型主要由平均溫度和年降水量決定，即取決于氣候條件，因此生態系統不一定是森林系統，C錯誤，D正確。
6.地球上現存的群落大都處于頂極狀態，下列相關敘述錯誤的是（　　）
A.演替是一個漫長的過程，群落出現頂極狀態說明演替不是一個永恒延續的過程
B.在高溫高濕的氣候條件下，頂極群落是熱帶雨林
C.在低溫低濕條件下，頂極群落是溫帶草原，其在水平方向上表現出復雜的斑塊狀和鑲嵌性
D.在極端缺水的條件下，頂極群落是荒漠，影響荒漠中仙人掌種群數量波動的主要外源性因素是氣候
解析：C　演替是一個漫長的過程，但它不是一個永恒延續的過程，A正確；頂極群落主要是由平均溫度和年降雨量所決定，如在高溫高濕的氣候條件下，頂極群落是熱帶雨林，B正確；在中溫中濕的條件下，頂極群落是溫帶草原，在低溫低濕的條件下，頂極群落是苔原，C錯誤；在極端缺水的條件下，頂極群落是荒漠，影響荒漠中仙人掌種群數量波動的主要外源性因素是氣候，D正確。
考向4　人類活動對群落演替的影響
7.21世紀初，持續不懈的生態治理使毛烏素沙漠600多萬畝流沙“止步”生綠。特別是歷史上飽受風沙侵害的陜北榆林市，如今已建設成為“塞上綠洲”。對于毛烏素地區的群落演替過程，下列敘述錯誤的是（　　）
A.該群落演替為次生演替
B.土壤中的有機物不斷減少
C.生態系統結構越來越復雜
D.人類活動可以影響群落演替
解析：B　該群落演替具有一定土壤條件，為次生演替，A正確；群落演替過程中，土壤中有機物不斷增加，B錯誤；生態系統結構越來越復雜，生態系統抵抗力穩定性越來越強，C正確；人類活動可以影響群落演替的速度和方向，D正確。
8.2019年，四川涼山發生了森林火災。目前該地已人工栽種上紅松幼苗，部分區域已經形成了紅松闊葉混交林。下列分析錯誤的是（　　）
A.群落演替到森林階段后物種穩定不變
B.火災過后森林土壤內的分解者分解活動減弱
C.人工栽種紅松幼苗大大加速了群落演替的速度
D.演替一般朝著結構復雜化、功能完善化的方向進行
解析：A　群落演替到相對穩定階段（森林階段）后，群落內的物種組成仍會發生變化，A錯誤；火災使枯枝落葉和土壤中微生物數量減少，導致土壤內分解者分解活動減弱，B正確；自然條件下，次生演替的一般過程是草本植物階段→灌木階段→森林階段。人工栽種了紅松幼苗，部分區域已經形成了紅松闊葉混交林，大大加速了群落演替的速度，C正確；演替一般朝著結構復雜化、功能完善化的方向進行，D正確。
9.（2023·山河聯盟聯考）通過人工輸水來恢復已干涸50多年的青土湖，對阻隔騰格里沙漠和巴丹吉林沙漠聯合具有重要的生態意義。青土湖的演替順序為荒漠→鹽化草甸→草甸。下列敘述正確的是（　　）
A.青土湖的演替屬于初生演替
B.人為因素引發了青土湖的演替
C.演替過程中物種豐富度基本不變
D.嚴重缺水時青土湖無法形成頂極群落
解析：B　由于青土湖保留了土壤條件，故屬于次生演替，A錯誤；由題干“人工輸水來恢復已干涸50多年的青土湖”可知，人為因素引發了青土湖的演替，B正確；演替過程中物種豐富度逐漸增加，C錯誤；若該生態系統中的生物群落演替達到最終的平衡狀態，即頂極群落，不同地區的氣候環境有所不同，其群落最終會演替到各自的頂極群落，D錯誤。
考向5　觀察記錄魚缸中群落的變化
10.某環境保護研究性學習小組進行“探究水族箱中群落演替”的實驗，水族箱達到穩定狀態一段時間后，生物逐漸死亡，下列關于實驗敘述錯誤的是（　　）
A.水族箱內的生物構成一個人工生物群落
B.不需要向水族箱輸入外界的物質和能量
C.定時記錄水族箱內生物種類與數量變化
D.水體中生物種類的不同會影響演替速度
解析：B　水族箱內有動物、植物和微生物，這些生物共同構成一個群落，A正確；水族箱要放在避免陽光直射的地方，從而使植物能夠獲得充足的光能，以維持水族箱中生物的生存，B錯誤；實驗目的為“探究水族箱中群落演替”，因此需要定時記錄水族箱內生物種類與數量變化，C正確；水體中生物存在各種聯系，如競爭、捕食等，因此生物種類的不同會影響演替速度，D正確。
1.下列演替屬于初生演替的是（　　）
A.形成次生林的森林演替
B.過量砍伐后的森林恢復演替
C.從火山巖開始到森林的演替
D.從棄耕農田到森林的演替
解析：C　初生演替和次生演替的起始條件不同，在沙丘、冰川泥、火山巖等不存在生物基礎上進行的演替為初生演替，其余均為次生演替。
2.演替過程中灌木逐漸取代了草本植物，其主要原因是（　　）
A.灌木繁殖能力較強
B.灌木較為高大，能獲得更多的陽光
C.草本植物較為低等
D.草本植物壽命較短
解析：B　群落演替過程中灌木逐漸取代了草本植物，其主要原因是灌木較為高大，能獲得更多的陽光，成為優勢種，A、C、D錯誤，B正確。
3.某地已經歷了“裸巖→地衣→苔蘚→草地→灌木”的群落演替階段。下列敘述正確的是（　　）
A.地衣階段群落尚未形成垂直結構
B.“草地→灌木”是草本植物進化的結果
C.灌木階段是該地的頂極群落
D.演替過程中一些物種會被取代
解析：D　所有群落均有垂直結構和水平結構，A錯誤；“草地→灌木”是優勢取代的結果，B錯誤；森林階段是該地的頂極群落，C錯誤；演替過程中群落的物種組成不斷變化，一些物種會被取代，D正確。
4.如圖表示五種頂極群落在不同氣候條件下的分布，①②③④分別代表的頂極群落是（　　）
A.熱帶雨林、北方針葉林、苔原、荒漠
B.熱帶雨林、北方針葉林、荒漠、苔原
C.北方針葉林、苔原、荒漠、熱帶雨林
D.荒漠、熱帶雨林、北方針葉林、苔原
解析：B　①年平均雨量較高，溫度20～30 ℃，此氣候條件下頂極群落應該是熱帶雨林，②年平均雨量較低，溫度為零度左右，此氣候條件下頂極群落應該是北方針葉林，③年平均雨量較低，溫度20～30 ℃，此氣候條件下頂極群落應該是荒漠，④年平均雨量較低，溫度－10 ℃左右，此氣候條件下頂極群落應該是苔原。
5.隨著“螞蟻森林”的推行和廣大用戶的積極參與，阿拉善、通遼、鄂爾多斯等地已經種上梭梭樹等樹木，以前的沙漠，現在已是綠油油的一片。下列敘述錯誤的是（　　）
A.沙漠變綠洲過程中生物種類逐漸增加
B.沙漠變綠洲屬于群落演替的次生演替
C.“綠洲”的最終平衡狀態取決于人類活動
D.沙漠變綠洲說明人類活動可以改變演替的速度
解析：C　沙漠變綠洲過程中，生物多樣性增加，生物種類增多，A正確；沙漠里存在少量生物，則沙漠變綠洲屬于群落演替的次生演替，B正確；“綠洲”的最終平衡狀態取決于外界環境，C錯誤；沙漠變綠洲說明人類活動可以改變演替的速度和方向，D正確。
6.湖泊經歷五個演替階段后可以形成森林群落。下列有關敘述錯誤的是（　　）
A.曾經出現過的生物種群對群落環境產生了影響
B.浮葉根生植物葉子漂浮在水面，不利于沉水植物生長
C.隨著演替的進行，群落中的有機質越來越多
D.頂極群落的植物比演替早期的植物生長得快
解析：D　曾經出現過的生物種群對群落環境產生了影響，A正確；浮葉根生植物葉子漂浮在水面，遮住了陽光，不利于沉水植物生長，B正確；隨著演替的進行，群落中的有機質越來越多，C正確；植物的生長速度和其他很多因素都有關系，例如含水量、溫度等，所以頂極群落中的植物不一定比演替早期生長得快，D錯誤。
7.從湖泊演替為森林往往需要經歷五個演替階段：裸底階段→①→②→挺水植物和沼澤植物階段→森林群落階段，下列相關敘述錯誤的是（　　）
A.該過程屬于初生演替
B.①是浮葉根生植物階段，②是沉水植物階段
C.五個演替階段均有垂直結構和水平結構
D.該群落演替總體上朝著物種多樣化、結構復雜化、功能完善化的方向發展
解析：B　從湖泊到森林的演替起始于裸底階段，因此屬于初生演替，A正確；從湖泊演替為森林往往需要經歷五個演替階段：裸底階段→沉水植物階段→浮葉根生植物階段→挺水植物和沼澤植物階段→森林群落階段，B錯誤；隨著群落演替的進行，每個階段均有垂直結構和水平結構，但隨著物種豐富度增加，群落的垂直結構和水平結構都會發生改變，C正確；演替達到相對穩定的階段后處于相對穩定狀態群落內物種組成也會發生變化，總體上朝著物種多樣化、結構復雜化、功能完善化的方向發展，D正確。
8.某棄耕農田植物種類40年間的變化情況如下表，下列敘述正確的是（　　）
時間/年 1 4 15 25 40
草本植物 28 27 26 30 34
灌木 0 3 4 12 19
喬木 0 0 0 14 23
總計 28 30 30 56 76
A.群落演替就是隨著時間的推移，一個群落會被另一個群落替代的過程
B.草本植物階段、灌木階段、喬木階段是群落演替必經的3個階段
C.表中的數據是在植物豐富的區域采用樣方法獲取的
D.表中數據表明棄耕農田在演替過程中的第1年，該群落不具有垂直結構
解析：A　表中數據顯示，該棄耕農田的群落演替經歷了草本植物、灌木、喬木3個階段，但不能說明草本植物階段、灌木階段、喬木階段是群落演替必經的3個階段，如在干旱的荒漠地區，群落的演替就很難達到喬木階段，B錯誤；樣方法是調查種群密度的常用方法，物種豐富度的研究也可采用該方法進行，但需做到隨機取樣，而不是在植物豐富的區域取樣，C錯誤；棄耕農田在演替過程中，其群落具有垂直結構，D錯誤。
9.大興安嶺冬季嚴寒而漫長，溫暖季短，有大面積落葉針葉林，針葉林凋落物的氮、磷分解速率較慢。某林區發生火災后，植被演替過程如圖所示。下列說法正確的是（　　）
A.火災后的林地上發生的是初生演替
B.與針闊混交林相比，針葉林土壤有機物含量較多
C.與闊葉林階段相比，草本灌木階段的群落空間結構更加復雜
D.火燒后，草本、灌木和喬木的豐富度均逐漸下降后保持穩定
解析：B　林區火災后發生的演替是從次生裸地上開始的演替，屬于次生演替，A錯誤；由于針葉林凋落物的氮、磷分解速率較慢，因此與針闊混交林相比，針葉林土壤有機物含量較多，B正確；隨著演替的不斷進行，群落中的動植物種類增多，營養結構更加復雜，所以闊葉林階段比草本灌木階段的群落空間結構更加復雜，C錯誤；火燒后，草本、灌木和喬木的豐富度均逐漸升高后保持相對穩定，D錯誤。
10.退耕還林還草是實現“綠水青山就是金山銀山”理念的重要生態工程。研究人員以生物的有機物積累量為指標，統計某農田在退耕3年、10年及30年后生態系統中草本植物、灌木和喬木有機物積累量所占比例，結果如圖。下列分析錯誤的是（　　）
A.該農田演替過程中，原有的一些優勢種會被后出現的物種所取代
B.棄耕后的3～10年間，草本植物的豐富度有可能減少
C.引起圖中不同生長類型植物有機物積累量比例變化的主要生態因素是光照
D.在退耕農田上發生的演替為次生演替，經過30年的演替已形成頂極群落
解析：D　群落演替是優勢種的取代過程，由圖可知，該農田演替過程中，原有的一些草本優勢物種會被灌木取代，灌木又逐漸被喬木所取代，A正確；棄耕后的3～10年間，草本植物占優勢逐漸演替為灌木占優勢，有些草本植物可能會消失，因此草本植物的豐富度有可能減少，B正確；灌木取代草本植物占優勢，是因為灌木利用光照的能力更強，生長更快，而喬木取代灌木占優勢，是因為喬木利用光照的能力比灌木更強，因此引起圖中不同生長類型植物有機物積累量比例變化的主要生態因素是光照，C正確；在退耕農田上發生的演替為次生演替，經過30年演替后喬木占據一定的優勢，但還未占據絕對的優勢，因此不能確定已形成頂極群落，D錯誤。

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