第二章 群落的稳态与调节
第一节群落的基本特征与结构
(教师用书独具)
●课标要求
1.描述群落的结构特征。
2.土壤中动物类群丰富度的研究。
●课标解读
1.说明群落的基本特征。
2.描述群落的结构。
3.尝试进行土壤中小动物类群丰富度的研究。
●教学地位
本节内容包括群落的基本特征和群落的结构两部分内容。群落基本特征中土壤中动物类群丰富度的研究和群落的空间结构是高考常考到的内容。
●教法指导
1.本节知识较容易,按照自主学习的理念,可安排学生自主学习,然后自己总结归纳,教师评价指导的方法教学。
2.“探究土壤中动物的丰富度”应课前安排 ( http: / / www.21cnjy.com )。探究取样时除了教材所要求的土壤样本外,还应提示并引导学生选择水域环境进行取样,从而丰富探究活动内容,也使学生通过探究不仅了解不同土壤中、不同水域中的物种丰富度不同,土壤和水域环境中的物种丰富度也有差异,进而加深理解不同群落物种丰富度差异的原因。要有探究活动的必要小结和反思,进行自我批评,提出改进意见,使以后的探究活动效果更好。
3.群落的空间结构是本节重点内容,课前准备 ( http: / / www.21cnjy.com )群落垂直结构和水平结构的图片,包括陆地群落、水生群落。最好能在校园内(或学生熟悉的公园)拍摄到一些能反映群落空间结构的照片,这些照片、图片能加深学生对群落空间结构的认识,同时也使他们体验到所学知识就存在于自己熟悉的环境里。
(教师用书独具)
●新课导入建议
由学生熟悉的校园或周围环境中的池塘或树林提 ( http: / / www.21cnjy.com )出引导学生思考和讨论的问题:这个池塘(树林)中至少有多少个种群?引导学生关注池塘(树林)中的生物组成及其有序性,讨论池塘(树林)中的种群组成(群落的结构),并关注池塘(树林)的生物组成和结构随时间发生的变化。
●教学流程设计
学生课前预习:阅读教材P7 ( http: / / www.21cnjy.com )2-76,填写【课前自主导学】,完成“思考交流1、2”。 步骤2:学生学习并回答群落的概念,讨论群落中生物的种间关系,通过【课堂互动探究】探究1总结规律,例1强化提高。
步骤7:引导学生以小组合作形式总结本课 ( http: / / www.21cnjy.com )时重要知识点并以网络图形式呈现,互评后参看【本课知识总结】的网络构建。课下完成【课后知能检测】。 步骤6:抢答方式完成【正误判断】并分组互评【当堂双基达标】的1、2、3、4、5题。 步骤5:讨论土壤动物丰富度研究的方法,并在课下完成探究实验,通过【课堂互动探究】实验探究进行总结,通过例3强化提高。 步骤4:结合课件展示的具体实例让学生说明群落的结构,并说明群落的结构形成的原因和意义,通过【课堂互动探究】探究2总结规律,通过例2强化提高。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.说明群落的基本特征。
2.描述群落的结构。
3.尝试进行土壤中小动物类群丰富度的研究。 群落的特征及结构。(重难点)
(对应学生用书第61页)
群落的概念与基本特征
1.群落的概念
在一定时间内,生活在一定区域的各个生物种群相互联系、相互影响而形成的有规律的集合体。
2.群落的基本特征
(1)物种的多样性:群落中包含动物、植物和微生物等各种生物,群落的物种组成是区分不同群落的首要特征。
(2)物种的相对数量:群落物种相对 ( http: / / www.21cnjy.com )数量是不同的,我们可以采用种群的密度指标,也可以采用含有某种生物的样方占总样方的百分数这一频度指标来测定物种间的相对数量。
(3)优势种:群落中决定群落外貌和结构的物种叫做优势种。
(4)生物群落还有生长型、营养结构等特征。
1.海洋中生存着大量的生物,物种的多样性与海洋的深度存在什么关系?
【提示】 随着海洋深度增加,物种的多样性降低。
群落的结构
1.形成原因
群落结构是群落中相互作用的种群在长期进化中形成的。
2.类型
群落的外貌与生长型、空间结构和时间节律。
(1)空间结构
①垂直结构:群落的垂直分层现象。
②水平结构:群落在水平方向的配置状况。
(2)时间节律:光、温度和湿度等环境因子的时间节律,使群落的组成和结构也随时间序列而发生有规律的变化。
(3)生态位
①概念:群落中每个种群与其他种群在时间、空间和营养关系上都存在的相对位置和机能关系。
②生态位越相似的物种,竞争越激烈, ( http: / / www.21cnjy.com )选择压力也越大。激烈竞争的结果,可能使其中一个物种趋于灭绝,更多的情况是通过自然选择,生态位发生了分化,从而使它们共存下来。
2.生物群落中植物和动物的垂直分层的决定因素是什么?
【提示】 植物分层决定于光照;动物分层决定于食物和栖息场所。
1.种群是群落的单位。(√)
2.区分不同群落的首要特征是群落的物种组成。(√)
3.群落中生物个体数目的多少称为丰富度。(×)
【提示】 群落中物种数目的多少称为丰富度。
4.草原生物群落没有垂直结构。(×)
【提示】 草原上的动物有的生活在地上,有的生活在地下,也有分层。生物群落都有垂直结构和水平结构。
(对应学生用书第62页)
群落及群落的种间关系
【问题导思】
①种群与群落有什么区别和联系?
②群落中的种间关系有哪些?
1.种群与群落的比较
(1)区别
区别 种群 群落
概念 一定自然区域内,同种生物的总和 一定自然区域内,相互之间有直接或间接关系的所有种群的总和
研究范围 种内关系 种间关系
特征 种群密度、出生率和死亡率、迁入和迁出、年龄结构和性比 物种的多样性、群落的生长型和结构、优势种、丰富度、营养结构、一定的分布范围、群落的边界特征等
(2)联系:种群和群落都强调一定自然区域中的生物成分,其中种群是群落的基本单位,群落包括种群。
2.群落的种间关系
关系
名称 数量坐标图 能量关系图 特点 举例
互利共生 ( http: / / www.21cnjy.com ) 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 地衣内的真菌和单细胞藻类;大豆与根瘤菌
寄生 无 ( http: / / www.21cnjy.com ) 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 ( http: / / www.21cnjy.com ) 数量上呈现出“你死我活”的“同步性变化”。两种生物生存能力不同,如图a;生存能力相同,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
1.竞争关系可致使劣势物种灭绝,以利于优势种得到更多的资源与空间。
2.捕食关系中,捕食者一般不会导致被捕食者灭 ( http: / / www.21cnjy.com )绝;寄生关系中,寄生生物一般不会导致宿主死亡。这都与长期的自然选择有关,在相互选择的作用下,捕食者与被捕食者,寄生者与宿主长期共存。
生
( http: / / www.21cnjy.com )
活在一个生物群落中的两个种群(a、b)的数量变化如图所示,下列判断正确的是( )
A.a种群与b种群为捕食关系,a种群依赖于b种群
B.a种群与b种群为竞争关系,竞争程度由强到弱
C.a种群为S型增长,其增长受本身密度制约
D.b种群为J型增长,始终受到a种群的制约
【审题导析】 正确解答该题的关键应明确以下两点:
(1)捕食与竞争的区别。
(2)J型曲线与S型曲线形成的条件及特点。
【精讲精析】 由图中a的增 ( http: / / www.21cnjy.com )加导致b的减少,可确定a与b的关系为竞争关系,竞争的大小与空间、资源等共同的生存条件有关,其竞争程度为由弱到强再到弱的变化;“S”型增长要受到种群密度的制约,因为随着种群数量的增加,种内斗争加剧;“J”型增长应当是一个无制约的环境。
【答案】 C
群落的结构
【问题导思】
①群落的垂直结构和水平结构形成的原因是什么?
②群落的垂直结构和水平结构的形成有什么意义?
1.群落结构形成的原因及意义
(1)原因:群落的垂直结构与水平结构都与环境中生态因素有关,垂直结构和水平结构的具体表现都是在长期自然选择基础上形成的对环境的适应。
(2)意义:生物在垂直方 ( http: / / www.21cnjy.com )向及水平方向上的位置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。群落中不同种群分别占据了不同的空间,使群落形成一定的空间结构,包括垂直结构和水平结构等方面。
2.垂直结构(以森林植物为例)
(1)森林的垂直结构
①图解
( http: / / www.21cnjy.com )
②植物分层→
动物分层
③从上图右侧可以看出随着光照强度的增加,植株高度逐渐上升,说明上层植物为阳生植物,下层为阴生植物。
(2)水域生态系统的垂直分布
上层
中层
底层
3.水平结构
(1)分布特点:镶嵌分布
(2)影响因素:地形变化、土壤湿度和盐 ( http: / / www.21cnjy.com )碱度差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同、人与动物的影响等。我国南北群落水平结构的差异主要受温度影响,而东西群落水平结构的差异主要受水分的影响。
(2012·衡水中学高二期末)对生物群落结构的叙述,不正确的是( )
A.垂直结构是自然选择的结果
B.垂直结构显著提高了植物利用环境资源的能力
C.在水平方向上,不同地段的生物种类往往也有差别
D.动物之所以有分层现象,主要与光照有关
【审题导析】
(1)群落结构形成的原因和意义。
(2)群落中动物分层的原因。
【精讲精析】 群落的结构都是在自然选择 ( http: / / www.21cnjy.com )的基础上形成的对环境的适应;群落的结构有利于提高对环境资源的充分利用;水平方向上不同地段的生物种类有所差别;动物的分层现象,主要与植物(食物或栖息环境)有关。
【答案】 D
土壤中动物类群丰富度的研究
1.探究原理
土壤中含有水分和各种矿质元素,是一些动物的良好栖息场所。
2.活动程序
( http: / / www.21cnjy.com )
3.实验结果分析,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,群落结构也越复杂。
4.研究过程中的注意事项
(1)从不同营养环境中采集的土壤样本要分别统计,如实记录。
(2)尽可能多地收集小动物。
(3)同样营养土壤,多组同学进行统计比较。
(4)识别命名要准确。
(2012·广东高考)有关土壤动物研究的叙述,正确的是( )
A.土壤动物群落不存在分层现象
B.土壤动物种间关系主要是互利共生
C.土壤盐碱度不同,土壤动物群落结构有差异
D.随机扫取表层土取样,可以调查土壤小动物类群丰富度
【精讲精析】 由于不同的土壤层面为 ( http: / / www.21cnjy.com )不同的生物提供了栖息地,土壤中的群落也存在垂直分布,所以A错误;土壤中动物的种间关系,除了互利共生之外,还有捕食、寄生、竞争,这些无主次之分,所以B错误;土壤表层只有一部分小动物分布,应该选择取样器取样法调查小动物的丰富度,所以D错误。
【答案】 C本 课 知 识 小 结
网 络 构 建,\a\vs4\al(群, ( http: / / www.21cnjy.com )落,的,基,本,特,征,与,结,构)群落的基本特征物种的多样性物种的相对数量优势种生长型营养结构,群落的结构群落的外貌生长型空间结构时间节律)
结 论 语 句
1.生物群落是在一定时间内,生活在一定区域内的各个生物种群相互联系、相互影响而形成的有规律的集合体。
2.群落的结构包括群落的外貌与生长型,空间结构和时间节律。
3.群落的空间结构包括垂直结构和水平结构。
4.生态位越相似的物种,竞争越激烈,选择压力也越大。K
(对应学生用书第63页)
1.森林生物群落不包括森林中的( )
A.细菌和真菌 B.所有植物
C.所有动物 D.落叶和土壤
【答案】 D
2.研究土壤小动物时,错误的做法是( )
A.取样用的塑料袋上标明地点和时间
B.用趋光法或者趋热法收集小动物
C.用标志重捕法估算蚯蚓的种群密度
D.不知名的动物标记为“待鉴定××”
【答案】 C
3.(2013·海淀期末)判断一个物种是否为群落中的优势种的指标是( )
A.在群落中作用最大的物种
B.在群落中个体数量最多的物种
C.占有最大生存空间的物种
D.有最大生物量的物种
【答案】 A
4.关于生物群落的结构,以下说法不正确的是( )
A.在垂直方向上,群落具有分层现象
B.动物群落的垂直分布依赖于植物
C.动物群落没有水平结构
D.在水平方向上,不同地段的生物种类分布有差异
【解析】 生物群落的结构是指群落中各 ( http: / / www.21cnjy.com )种生物在空间上的配置状况。在垂直方向上具有明显的分层现象;在水平方向上,由于地形的起伏、光照的明暗、湿度的大小等因素的影响,生物种类的分布往往也有差异。动物的生存直接或间接依赖植物,所以,动物也具有垂直分布和水平分布的特征。C项说动物群落没有水平结构是错误的。
【答案】 C
5.(2013·玉林期末)下图表示我国湿润森林区及山地植被分布情况,请据图回答问题。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)此图表示的是群落中各种生物在空间上的________状况。
(2)图中纵轴表示该区域的________结构,这些植被的分布是受非生物因素中________的影响。
(3)图中横轴表示该区域的________结构,表明由于受________、________、________等因素的影响,不同地段的________种类往往也有差别。
(4)试推断随着海拨高度增加,群落中物种数会__________,从热带雨林到苔原地带物种数目会________。
(5)由以上分析说明,不同群落的________有差别。群落中物种数目的多少称为________。
【答案】 (1)分布 (2)垂直 温度 (3)水平 地形 阳光 水分(湿度) 植物 (4)逐渐减少 逐渐减少 (5)物种数目 丰富度
(对应学生用书第125页)
一、选择题
1.(2012·四平高二检测)下列各项中,分别属于种群和群落的是( )
A.生活于某池塘中的全部草鱼与全部生物
B.一片森林中的全部蛇与全部鸟
C.一片森林中的全部响尾蛇与全部植物
D.一座高山上的全部马尾松与全部油松
【解析】 蛇、鸟都是一类生物的 ( http: / / www.21cnjy.com )总称,如蛇包括眼镜蛇、蝮蛇、响尾蛇等,鸟包括喜鹊、麻雀等。森林中的全部植物不能构成群落,未包括森林中的其他生物,如动物、微生物等。某池塘中的全部草鱼为同一种鱼,全部生物属于群落。
【答案】 A
2.下列不属于在群落水平上研究的问题是( )
A.种群种类的多少
B.种群密度的大小
C.群落中的优势种群和劣势种群
D.种群的空间分布及其相互关系
【解析】 A、C、D属于群落水平上的研究,种群密度为种群最基本的特征,属于种群水平上研究的问题。
【答案】 B
3.区分不同群落的首要特征是( )
A.群落的物种组成
B.物种的相对数量
C.优势种
D.生长型
【解析】 群落中包含动物、植物和微生物 ( http: / / www.21cnjy.com )等各种生物。在研究群落时,首先应当识别组成群落的各种生物,并列出它们的名录。群落的物种组成是区分不同群落的首要特征。
【答案】 A
4.(2013·江门期末)下列关于群落的叙述不正确的是( )
A.植物群落垂直分层现象与光照有关
B.动物群落垂直分层现象与植物有关
C.植物群落水平分布现象与地形有关
D.动物群落水平分布一般都是均匀的
【解析】 动物的水平分布一般是不均匀的,其 ( http: / / www.21cnjy.com )主要影响因素是食物的分布。植物的垂直分层与光照有关,阳生植物分布在上层,阴生植物分布在底层,动物的垂直分布主要与植物的分层及其栖息方式和食物来源有关。
【答案】 D
5.(2012·上海高考)下图代表一定区域中不同物种的分布状况,其中物种多样性最高的是( )
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】 A和B中皆有3个物 ( http: / / www.21cnjy.com )种,C和D中都是4个物种,D中4个物种分布较均匀。物种数一定的总体中,物种数量分布越均匀物种多样性越高,所以D中的物种多样性最高。
【答案】 D
6.(2012·大纲全国卷)下列关于森林群落垂直结构的叙述错误的是( )
A.群落中的植物具有垂直分层现象
B.群落中的动物具有垂直分层现象
C.动物在群落中的垂直分层与植物的分层有关
D.乔木层的疏密程度不会影响草木层的水平结构
【解析】 垂直结构是指生物在垂直方向上 ( http: / / www.21cnjy.com ),群落具明显分层现象,故A、B正确;动物的垂直结构与植物提供的栖息场所和食物有关,C正确;乔木层的疏密程度影响下层的光照强度,从而影响草本植物的水平结构,D错误。
【答案】 D
( http: / / www.21cnjy.com )
7.右图纵向表示海洋不同深度中鱼类的食物分布状况,曲线甲、乙、丙分别表示三种鱼的数量变化。下列对此图的分析,错误的是( )
A.海洋中的鱼类具有垂直分层现象
B.此图表明鱼类对食物的竞争状况
C.此图表明海洋中鱼类的捕食状况
D.此图表明海洋中鱼类的共生关系
【解析】 由曲线图可知,丙主要分布在浅 ( http: / / www.21cnjy.com )水层,乙主要分布于中部,而甲主要分布于水底,在垂直方向上,具有明显的分层现象。由食物分布可知,甲、乙、丙三种鱼的食性存在较多重叠,因此三者之间存在不同程度的竞争。由以上可知,三种鱼类之间不存在共生关系。
【答案】 D
8.(2013·龙岩一中高二期末)能说明生物群落在垂直方向上具有分层现象的是( )
A.森林中有乔木层、灌木层和草本层
B.森林中树木的间隙有较多的灌木和草丛
C.一片竹林中竹子高矮不一
D.鹿群中有的鹿高,有的鹿矮
【解析】 B项中所描述的是群落水平方向上的种群分布情况;C、D项属种群范畴;A项是群落垂直方向上的分层现象。
【答案】 A
9.某研究性学习小组在对某地土壤动物丰富度的研究时,绘制了如图所示的结果,据图表分析正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.该研究小组在每一采样点采取分层定量采集
B.鞘翅目为该地区土壤动物的优势类群
C.土壤动物的丰富度与农药的使用有关
D.蔬菜地较适合土壤动物的生活
【解析】 通过坐标图可知,横坐标表示土壤 ( http: / / www.21cnjy.com )的采集地点,纵坐标表示种群中个体的数量,而图例表示的是不同物种。在三个取样点中,5年蔬菜地与10年蔬菜地相比两个取样地的物种都为5种,但10年蔬菜地中动物的总数量远大于5年蔬菜地,而且弹尾目都为优势种,相比两者,大田中物种只有3种,不太适宜土壤动物生活。上述取样过程中有个体数的统计,应为等量取样,但并没有分层,从图示中也没法判定农药与物种丰富度的关系。
【答案】 D
10.(2013·泰安期末)潮间带满潮池中常 ( http: / / www.21cnjy.com )见的滨螺是捕食者,吃很多藻类,尤其喜食小型绿藻(浒苔)。如图为藻类种类数与滨螺密度的关系,下列说法错误的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.各种藻类存在竞争关系
B.若没有滨螺,藻类多样性会降低
C.滨螺密度越大,藻类种类数越少
D.滨螺在中等密度时,藻类多样性程度最高
【解析】 本题主要考查了群落中的种间 ( http: / / www.21cnjy.com )关系。由题意知滨螺与各种藻类的关系为捕食,各种藻类都是自养型的生物,它们之间争夺空间、阳光和无机离子,应为竞争关系。由图中可知,藻类种类数随着滨螺密度的增加先增加后减少,在滨螺中等密度时,藻类多样性程度最高。
【答案】 C
二、非选择题
11.在珠穆朗玛峰的河谷森林里,有一种 ( http: / / www.21cnjy.com )雀鸟总是成群地在森林的上层活动,吃高大乔木的种子。煤山雀、黄腰柳莺等鸟类总是在森林的中层营巢。血雉和棕尾虹雉则是典型的森林底层鸟类,吃地面的苔藓和昆虫。请分析回答下列问题:
(1)该森林中共同生活的各种生物都有密切的关系,如煤山雀、黄腰柳莺间的关系是______,血雉和昆虫则是______关系。
(2)在这个森林中,除了上面提到的各种生 ( http: / / www.21cnjy.com )物外,还有一类生物没有提到,它们主要是各种__________,这类生物主要生活在______里,这里所有的生物共同构成了一个____________。
(3)上述各种生物在垂直方向上表现出的明显的分层现象,应该称为__________________。
【解析】 从题中可以得到信息,煤山 ( http: / / www.21cnjy.com )雀和黄腰柳莺都生活在森林的中层,二者之间的食物会有重叠,所以它们之间存在竞争关系;而血雉是以苔藓和昆虫为食,所以它跟昆虫存在捕食关系。在生物群落中还有各种微生物也是比较重要的角色,包括各种细菌和真菌,主要生活在土壤里,属于分解者。河谷森林里面的所有生物共同构成了一个生物群落。而各种生物在垂直方向上的分层现象就称为群落的垂直结构。
【答案】 (1)竞争 捕食
(2)细菌、真菌 土壤 生物群落
(3)群落的垂直结构
12.某生物兴趣小组准备对某地区一菜地土壤中小动物类群的丰富度进行研究。假定你是其中一员,请回答:
(1)探究的课题为:________________________________________________________________________。
(2)探究原理
①这类调查常采用__________法,能否采用样方法或标志重捕法?______。②丰富度的统计方法通常有记名计算法和目测估计法,前者一般适用于____________________的群落。
(3)探究步骤
①确定地点,准备取样器。
②取样,并将所取土壤装入塑料袋。
③____________,并将其放入__________________溶液中保存,也可以放入______中。
④观察并分类。
⑤统计和分析。在观察、分类基础上对小动物进行统计、分析,请设计一个数据统计表。
【解析】 探究的课题应和该小 ( http: / / www.21cnjy.com )组的研究目的相一致,即调查小动物类群的丰富度。许多土壤动物有较强的活动能力,且个体微小,因此不适于用样方法或标志重捕法进行调查,在进行这类研究时, 常用取样器取样的方法进行采集、调查,用目测估计法统计其丰富度。在采集时,应将小动物放入体积分数为70%的酒精溶液中保存,也可放入试管中。
【答案】 (1)调查该菜地土壤中小动物类群的丰富度
(2)①取样器取样 不能
②个体较大,种群数量有限
(3)③采集小动物 体积分数70%的酒精 试管
⑤表格如下:
××菜地土壤中小动物类群的丰富度统计表
土壤来源数量动物物种 菜地
第二节群落的动态
(教师用书独具)
●课标要求
1.阐明群落的演替。
2.探究水族箱(或鱼缸)中群落的演替。
●课标解读
1.理解群落的演替及造成演替的因素。
2.理解群落的稳定性。
●教学地位
本节内容包括群落的演替和群 ( http: / / www.21cnjy.com )落的稳定。群落的演替包括群落演替的过程和影响群落演替的因素;群落的稳定包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。其中群落的演替过程和人类的活动对群落演替的影响常在高考中考到。
●教法指导
1.群落的动态发生在学生的周围,教学中要引 ( http: / / www.21cnjy.com )导学生联系实际,联想实际。学习本节课之前,可安排学生选择以下主题中的一个内容进行课前探究,搜集资料并带回课堂:①搜集以前生活环境的旧照片,了解以前的周围环境及后来发生的变化;②对校园(或公园)进行考察,了解草地被踩踏的情况,仔细对比,经常被踩踏的地方的种类,轻微被踩踏的地方的种类,没有被踩踏的地方的种类;③通过网络或其他渠道来收集外来物种入侵的资料;了解退跟还林、还草、还湖的现状。经过探究形成一定的感性认识。
2.课前探究、课上汇报,学生在实践中、在体验 ( http: / / www.21cnjy.com )中学习知识,发展能力,提升情感。课堂上结合教材第77页的探究活动“云杉林群落的演替”让学生学习群落演替的过程,讨论影响群落演替的因素。群落的稳定性要结合具体群落实例让学生理解。
(教师用书独具)
●新课导入建议
一片茂密的森林遭遇了一场大火,森林被烧光了。 ( http: / / www.21cnjy.com )第二年地面上又长出了小草,长出了灌木,出现一些动物,又慢慢地形成了树林。这一过程中生物的种类发生了变化,群落的结构发生了变化,这就是本节课我们要学习的群落的演替。
●教学流程设计
学生课前预习:阅读教材P77 ( http: / / www.21cnjy.com )-81,填写【课前自主导学】,完成“思考交流1、2”。 步骤2:学习并回答群落演替的概念,讨论群落演替的原因、特点、过程,通过【课堂互动探究】探究1归纳总结,通过例1强化提高。 步骤3:分析群落演替的类型,讨论群落演替的影响因素,通过【课堂互动探究】探究2总结规律,通过例2强化提高。
步骤5:引导学生以小组合作形式总 ( http: / / www.21cnjy.com )结本课时重要知识点并以网络图形式呈现,互评后参看【本课知识总结】的网络构建。课下完成【课后知能检测】。 步骤4:抢答方式完成【正误判断】并分组互评【当堂双基达标】的1、2、3、4、5题。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.理解群落的演替及造成演替的因素。
2.理解群落的稳定性。 1.群落演替的原因、特点及类型。(重点)
2.群落的稳定性。(难点)
(对应学生用书第65页)
群落的演替
1.概念
是指某一地段上一种生物群落被另一种生物群落所取代的过程。
2.规律
是群落朝着一个方向的连续变化过程。
3.控制演替的主要因素
(1)是群落内部因素,包括植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性等。
(2)是外界环境因素,如气候的变化、大规模的地壳运动等。
(3)是人类活动。因为人类活动通常是有意识、有目的地进行的,因此人类对群落演替的影响要远远超过其他所有的生态因子。
1.人类的活动加快了群落演替的速度,对吗?
【提示】 不全对,有的加快,有的可能延缓。
群落的稳定性
1.概念:群落的自我维持能力,包括对干扰的抵抗能力和恢复能力两个方面。
2.特点:群落演替到同环境处于平衡状态时,演替就不再进行,这时群落的结构最复杂、最稳定,只要无外力干扰,群落就会保持原状。
3.群落的抵抗能力越强,就越不易发生演替;群落的恢复能力越强,受干扰后,就越容易恢复原状。
2.火烧后的草原能演替成森林群落吗?为什么?
【提示】 不能,草原的形成是长期自然选择形成的,火烧后的草原其干旱缺水的环境没有改变,故不能演替为森林群落。
1.群落演替过程中一些种群会完全取代另一些种群。(×)
【提示】 群落演替过程中的取代是指优势取代。
2.群落演替的结果一定使群落的结构越来越复杂。(×)
【提示】 草原的沙漠化群落的结构越来越简单。
3.群落的演替最终都能达到森林阶段。(×)
【提示】 干旱的荒漠地区群落的演替很难形成森林。
4.物种的丰富度与群落的稳定性之间存在负相关的关系。(×)
【提示】 呈正相关。
5.森林群落的抵抗能力强,恢复能力弱。(√)
(对应学生用书第65页)
群落演替的理解
【问题导思】
①怎样认识群落的演替?
②群落演替的特点是什么?
1.演替原因
(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、迁移。
(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)人类活动的干扰或破坏。
2.演替的特点
(1)演替是群落组成向着一定方向,具有一定规律,随时间而变化的有序过程,具有可预见或可预测性。
(2)演替是生物和环境反复相互作用,在时间和空间上不可逆的变化。
(3)演替的结果是最终达到一个相对稳定状态,物种多样性增加。
(4)总生产量增加,净生产量逐渐降低,群落有机总量增加。
3.群落演替的过程
(1)侵入定居阶段(先锋群落阶段)。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。通过种内或种间竞争,优势物种定居并繁殖后代,劣势物种被排斥,相互竞争过程中共存下来的物种,在利用资源上达到相对平衡。
(3)相对稳定阶段。物种通过竞争,平衡地进 ( http: / / www.21cnjy.com )行协调进化,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。
4.顶极群落
群落通过一系列的演替过程,最终达到一个成熟阶段。这时,群落与周围环境处于相对平衡的稳定状态,称为顶极群落。
自然顶极群落的物种之间、物种与环境之间相互协调,具有高效的能量和物质利用效率。
1.在群落演替的过程中,物种的取代是一种优势取代,而不是完全取代。
2.群落演替的结果不一定是群落越来越复杂,也可能是由复杂变简单,如污染后的水体。
(2011·安徽高考)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。下列叙述不正确的是( )
A.该岛屿不同地段物种组成上的差异是群落水平结构的体现
B.该岛屿形成后最初进行的群落演替属于次生演替
C.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
D.该岛屿一定发生过漫长的群落演替过程
【审题导析】
(1)火山喷发形成的岛屿演替为植被茂盛,风景优美的旅游胜地。
(2)群落的垂直结构与水平结构的区别。
(3)人为因素对群落演替有影响。
【精讲精析】 该岛屿不同地段物种组成上 ( http: / / www.21cnjy.com )的差异是群落水平结构的体现,A项正确;该岛屿由海底火山喷发形成,其最初演替属于初生演替,B项错误;旅游时因人类活动的影响可改变群落演替的速度,B项正确;该岛屿上发生的初生演替为漫长的演替过程,D项正确。
【答案】 B
群落演替的类型及影响因素
【问题导思】
①初生演替与次生演替有哪些不同?
②影响群落演替的因素有哪些?
1.群落演替的类型比较
类型内容 初生演替 次生演替
起点 原先从没有过植被,或虽存在过植被,但被彻底消灭了的环境 原有群落环境只是失去了原有植被,但原有土壤条件基本保留
时间 经历的时间长 经历的时间短
速度 缓慢 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 弃耕农田上的演替
2.群落演替的影响因素
(1)环境不断变化,为群落中某些物种提供繁殖条件,而对另一些物种生存产生不利影响。
(2)植物本身不断进行繁殖,植物之间直接或间接地相互作用,使它们之间不断相互影响,新的植物类别(如种、亚种、生态型)不断产生。
(3)人类活动的影响。人类活动通常是有意识、有目的地进行,因此人类活动对群落演替的影响远远超过其他因素。
(2012·深圳高二检测)如图表示某地云杉林的形成过程。下列相关叙述,正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.该群落的演替属于初生演替,群落结构越来越复杂
B.在人为干扰下,可能发生⑤→①的动态变化,但不属于群落演替
C.该群落演替是群落内部因素和外界环境因素综合作用的结果
D.在⑤云杉林群落中有明显的垂直结构,没有水平结构
【审题导析】
(1)采伐后的森林重新演替为云杉林。
(2)初生演替与次生演替的区别。
(3)人类的活动会影响群落的演替。
【精讲精析】 由于是采伐地的群落演 ( http: / / www.21cnjy.com )替过程,土壤条件仍然保留,所以应为次生演替,A项错误;若人为再次采伐群落由⑤→①,属于人为因素对群落演替的影响,B项错误;群落内部生物之间以及外界环境因素都会对群落的演替造成影响,C项正确;群落既有垂直结构也有水平结构,D项错误。
【答案】 C本 课 知 识 小 结
网 络 构 建,\a\vs4\al(群,落,的,动,态)群落的演替概念控制演替的主要因素,群落的稳定性抵抗能力恢复能力)
结 论 语 句
1.群落演替总是朝着一个方向连续进行。
2.控制演替的主要因素有群落内部因素、外界环境因素和人类活动。
3.群落具有一定的稳定性,包括对干扰的抵抗能力和恢复能力两个方面。
4.群落的抵抗能力越强就越不易发生演替,群落的恢复能力越强,受干扰后就越容易恢复原状。K
(对应学生用书第67页)
1.下列关于群落的叙述中,正确的是( )
A.群落一旦形成,是稳定不变的
B.人类活动对群落没有任何影响
C.随着时间的推移,一个群落可能被另一个群落取代
D.在一个从来没有被植物覆盖的地面上,不可能有群落的演替
【答案】 C
2.下列对演替的分析,错误的是( )
A.演替的程度与无机环境密切相关
B.演替的程度取决于植物种类的丰富度
C.演替的最终阶段不一定都是森林阶段
D.经常行走的土路被堵住后较快就能演替成草本植物阶段
【答案】 B
3.下列因素中哪一项对群落演替的影响最大( )
A.群落中植物繁殖体的迁移
B.气候的变化
C.人类活动
D.大规模的地壳运动
【答案】 C
4.下列不是群落自然演替趋势的是( )
A.生物种类越来越多
B.种间关系越来越复杂
C.有些物种可能灭绝
D.生物种类越来越少
【答案】 D
5.
( http: / / www.21cnjy.com )
(2012·延安联考)云杉是优良 ( http: / / www.21cnjy.com )的木材树种,是我国西部和西南部亚高山针叶林中的一个主要森林群落类型。如图是一个云杉林群落被砍伐后所发生的几个变化阶段示意图,请据图回答下列问题。
(1)“采伐消退”过程说明了
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)“复生”过程对于生物群落的变化 ( http: / / www.21cnjy.com )来说属于________________________________________________________________________
________________。
(3)云杉林被采伐后所发生的变化方向和 ( http: / / www.21cnjy.com )速度是受许多因素影响的,其中,来自群落内部的因素有________________________________________,来自外界环境的因素有________________________。(各举两例)
(4)新生的云杉林和采伐 ( http: / / www.21cnjy.com )前的云杉林不完全一样了,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 该题考查的是在 ( http: / / www.21cnjy.com )人类活动的影响下云杉林发生的次生演替现象。在群落演替过程中,既受到来自群落自身因素的影响,如植物种子的数量及散布、种间关系、种内关系、生物繁殖、迁徙等,同时也会受到来自外界环境的干扰,如人类活动、气候变化、地壳运动等。由于受这些内外因素影响,结果导致新生云杉林与原云杉林存在一定程度的差别。
【答案】 (1)人类活动对群落演替的影响
(2)次生演替
(3)植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性 气候变化、地壳运动
(4)演替需要时间长,期间环境条件会发生变化,而且容易受人类活动的影响
(对应学生用书第127页)
一、选择题
1.在寒温带地区,一场大火使某地的 ( http: / / www.21cnjy.com )森林大面积烧毁,在以后漫长时间中,在原林地上依次形成了杂草地、白桦为主的阔叶林、云杉为主的针叶林,这种现象称为( )
A.物种进化 B.外来物种入侵
C.群落演替 D.垂直结构
【解析】 随着时间的推移,一个群落被另一群落代替的过程,叫做演替。
【答案】 C
2.(2013·烟台期末)下面列举的情况中,除哪项外均是未来演替的趋势( )
A.自动调节能力将增大
B.非生物的有机质(生物的遗体或脱落物)减少
C.群落的营养结构复杂化
D.种群的丰富度增加
【解析】 群落演替过程,物种的丰富度增加,群落的营养结构变得复杂,自动调节能力提高,非生物的有机质增多。
【答案】 B
3.(2011·海南高考)关于群落演替的叙述,错误的是( )
A.围湖造田活动对群落演替有影响
B.演替过程中群落的物种组成不断变化
C.次生演替的速度比初生演替的速度快
D.弃耕农田上发生的群落演替是初生演替
【解析】 弃耕农田上发生的群落演 ( http: / / www.21cnjy.com )替是次生演替;演替过程中,优势种在不断变化,故群落的物种组成不断变化;次生演替的速度较初生演替的快;包括围湖造田在内的人类活动均影响群落的演替过程。
【答案】 D
4.(2012·海南高考)关于群落演替的叙述,错误的是( )
A.人类活动可以影响演替的方向和速度
B.森林阶段动物的分层比灌木阶段的简单
C.初生演替可发生在从来没有植被分布的地带
D.森林阶段对太阳光的利用比灌木阶段更充分
【解析】 人类活动往往使群落按照不 ( http: / / www.21cnjy.com )同于自然演替的速度和方向进行,A正确;森林群落阶段比灌木阶段复杂而稳定,动物的分层比灌木阶段的复杂,B错误;初生演替是指在一个从来没有被植被覆盖的地面,或者是原来存在过植被,但被彻底消灭了的地方发生的演替,C正确;森林阶段叶面积指数比其灌木阶段大,对太阳光的利用比灌木阶段更充分,故D项正确。
【答案】 B
5.(2012·东莞高二质检)关于群落演替的叙述,错误的是( )
A.群落的演替是一个群落替代另一个群落的过程
B.群落的次生演替一定会发展到森林阶段
C.群落的初生演替速度比次生演替速度要慢得多
D.动、植物群落的演替都与光照条件有关
【解析】 群落的演替是指随 ( http: / / www.21cnjy.com )着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程;群落的演替方向受环境条件的限制,如干旱条件下不可能演替为森林;次生演替中原有土壤条件基本保留其速度比初生演替快;光照是影响植物生长、存活和分布的重要因素,植被为动物的生存提供食物和栖息空间,因此光照条件影响动、植物群落的演替。
【答案】 B
6.(2013·中山期末)一块甘蔗田弃耕几年后,形成了杂草地,该草地群落中( )
A.物种组成比甘蔗田简单
B.动物没有分层现象
C.物种组成比甘蔗田复杂
D.植物没有垂直结构
【解析】 在生物群落中,各个生 ( http: / / www.21cnjy.com )物种群分别占据了不同的空间,使群落具有一定的结构。生物群落包括垂直结构和水平结构等方面。一片甘蔗田被弃耕以后,很快就会长满一年生的杂草。有了一年生杂草的覆盖,土壤的条件会得到初步的改善,一些多年生的杂草会接踵而至。此时物种的数量要比种植甘蔗时多得多。
【答案】 C
7.下列选项中不能演替为森(树)林的是( )
A.西北干旱地区的典型草原
B.大兴安岭火灾后的林区
C.沂蒙山区的裸露岩地
D.黄河三角洲的弃耕地
【解析】 群落的演替最终不一定都能够达到森林 ( http: / / www.21cnjy.com )阶段,这与各地的大环境有关。在气候条件适宜的情况下,从弃耕的农田演替出树林,需要数十年时间。如果是在干旱的荒漠地区,群落的演替很难形成树林,或许只发展到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。如在中国的西北内陆干旱地区,群落就只能演替到草本植物阶段或灌木阶段。
【答案】 A
8.在自然状态下,某一桦树林中出现了 ( http: / / www.21cnjy.com )云杉树苗,云杉长大后,高度超过桦树。桦树不如云杉耐阴而逐渐减少,最终形成以云杉为主的树林,该过程中( )
A.原有生物随桦树的减少而全部灭绝
B.优势种发生改变
C.桦树与云杉之间的竞争强度逐渐增大
D.群落的成分和结构更加复杂,稳定性提高
【解析】 本题主要考查了 ( http: / / www.21cnjy.com )群落演替过程中的相关变化,分析如下:桦树林中出现云杉树苗,两者为竞争关系,由于云杉长大后高于桦树更易获取较多的光照,而桦树又不耐阴,所以数量会减少;随着桦树数量的减少,两者的竞争强度会降低;云杉成为优势种;随着桦树的减少有一部分生物也会减少,所以此时群落的结构并不一定越来越复杂。
【答案】 B
9.(2012·湖北期末)关于群落的说法正确的是( )
A.农田弃耕以后,最早在弃耕的农田上定居的生物是一些多年生杂草
B.在群落演替过程中,最先出现的动物是植食性动物
C.在群落演替过程中,灌木取代草本植物的主要原因是草本植物低等
D.任何情况下,人类活动对群落的影响均超过其他所有自然因素
【解析】 最早在弃耕的农 ( http: / / www.21cnjy.com )田上定居的生物是一年生草本植物;由于植物的定居,最先出现的动物也是植食性动物;灌木在争夺阳光的竞争中占优势,演替过程中取代了草本植物;有些自然因素对群落演替的影响是人类活动所无法比拟的,如地震、海啸、火山爆发等。
【答案】 B
10.(2012·长沙一中高二期末)如图表示两个群落演替过程中物种丰富度的变化,下列叙述错误的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.甲可表示在火灾后森林上进行的演替
B.甲的演替速度比乙快、历时短
C.甲中①②处的物种组成相同
D.若气候条件适宜,甲乙均可演替成森林
【解析】 火灾后森林上进行的是次生演 ( http: / / www.21cnjy.com )替,结合图中曲线分析可知甲的演替速度比乙快、历时短,A、B项正确;群落最终发展为与当地气候相一致的顶极群落,若气候条件适宜,可逐渐发展成森林,D项正确;由于环境的变化、新物种的迁入等,②处的物种组成与①处不相同,C项错误。
【答案】 C
二、非选择题
11.(2012·福州模拟)有一片长有 ( http: / / www.21cnjy.com )马尾松和山毛榉的针、阔叶混交林,逐年对两个树种的存量进行统计,马尾松和山毛榉存量的比值记作C,做出曲线如下图所示。请据图回答:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)两个树种处于竞争状态的年份段是________。
(2)两个树种处于平衡状态的年份段是________。
(3)在a年的优势种是________,在d年的优势种是________。排除气候条件的变化,造成这一变化的重要原因可能是随着前一种群的繁盛,逐步改变了当地的________,使之反而适合后一种群的生存需求。
(4)以上说明,生物群落____________________,它是一个随着时间的推移而发生变化的动态系统。在群落的发展变化过程中,一些物种的种群________了,另一些物种的种群随之而________,最后,这个群落会达到一个稳定阶段。
【解析】 生物群落是由不同的种群组成的,由于 ( http: / / www.21cnjy.com )环境条件等各种因素的变化,种群也在不断地发生变化,使生物群落也随之发生变化。对于生活在同一环境中的具有竞争关系的马尾松和山毛榉的存量来说,其比值
C>1,则马尾松占优势;C<1,则山毛榉占优势;C=1,则两树种处于动态平衡之中。
【答案】 (1)0~e (2)b~c (3)马尾松 山毛榉 环境 (4)不是一成不变的 消失 兴起
12.[实验探究] 探究水体中原生动物群落演替的过程。
过程如下:
①取适量的干稻草加水煮沸,冷却 ( http: / / www.21cnjy.com )至室温后,在大烧杯中加入3/4容积的干稻草溶液,取一滴溶液制成临时装片,放在显微镜下观察,将观察结果记录下来。然后将此烧杯放置在一个不受干扰、没有阳光直射的地方,让它滋生大量的细菌。
②放置3天后,用池塘水加满烧杯,混 ( http: / / www.21cnjy.com )合后,取水样用显微镜进行检查。对照原生动物的图谱,识别你观察到的每一种生物,同时估计一下你的样本中每种生物的相对密度,将观察结果记录下来。
③每隔3天,用滴管分别取烧杯 ( http: / / www.21cnjy.com )表层、靠近烧杯侧壁的表层以下、烧杯底的水样用显微镜进行检查。对照原生动物的图谱,识别你观察到的每一种生物,同时估计一下你的样本中每种生物的相对密度,将观察结果记录下来。
④当你观察到原生动物的种类和数量发生明显的变化时,可结束实验,然后在老师的指导下,回收溶液。
⑤分析数据,得出结论。
请分析回答:
(1)什么因素会影响这个群落的演替?
________________________________________________________________________。
(2)你观察到的这些生物来自哪里?
________________________________________________________________________。
(3)请你预测一下,烧杯中的群落将如何演替?
________________________________________________________________________。
【解析】 群落中的有机物、温度 ( http: / / www.21cnjy.com )、酸碱度、水质等都会影响到群落的演替;能观察到的生物主要来自加入的池塘水,也可能来自空气的传播;随着水体中有机物的消耗,异养型的原生动物数量会越来越少,最后趋于消亡。
【答案】 (1)有机物、温度、酸碱度、水质等 (2)主要来自加入的池塘水,也可能来自空气的传播 (3)原生动物消亡