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第3节 群落的演替
基础过关练
题组一 群落演替的概念和类型辨析
1.在由裸岩向森林的初生演替过程中,一般会经历裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→乔木阶段。下列相关叙述不正确的是( )
A.地衣分泌的有机酸可加速岩石风化形成土壤,苔藓阶段土层加厚,有机物增多,有利于植物的生存
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.乔木群落演替速度较慢是因为乔木生长周期较长
D.在演替的不同阶段,不同类型群落所处的非生物环境都是一样的
2.(2022黑龙江延寿期中)一个废弃鱼塘的演替过程如图所示,下列有关叙述正确的是( )
A.演替的先后顺序为乙→丙→甲→丁
B.生物多样性的复杂程度排序为丁>甲>丙>乙
C.此演替过程属于初生演替
D.此演替过程属于次生演替
3.(2022辽宁大连期中)下列有关初生演替和次生演替的叙述,正确的是( )
A.沙丘、火山岩上进行的演替是初生演替,冰川泥、弃耕的农田上进行的演替是次生演替
B.初生演替形成的群落内无竞争现象,次生演替形成的群落内竞争明显
C.次生演替比初生演替所用的时间短,原因是次生演替原有的土壤条件基本保留
D.初生演替很容易发展到乔木阶段,次生演替很难发展到乔木阶段
4.(2022广东汕头月考)如表是自然演替下某群落植物种类组成的变化情况。
演替
阶段
编号
物种总数(种)
乔木层优势
物种数(种)
乔木
灌木
藤本
草本
针叶树
阔叶树
A
7
3
2
6
1
3
B
4
2
0
3
3
0
C
18
7
4
10
0
6
据表分析,回答下列问题:
(1)处于演替早期的阶段是 (填编号),依据是 ;若该群落是在原始森林被砍伐后的地段上重新形成的,则此演替类型属于 。
(2)据表推测,动物种类最多、分层现象最复杂的群落所处的演替阶段是 (填编号)。
(3)不同演替阶段中乔木层的优势树种不同,主要原因是当环境条件发生变化时,后期树种具有 的特点。
题组二 认识人类活动对群落演替的影响
5.(2022湖南湘潭检测)下列有关人类活动对群落演替影响的表述,正确的是( )
A.人类活动对群落演替的影响都是破坏性的
B.人类活动可以任意对生物与环境的相互关系加以控制
C.人类活动对群落演替的影响要远远超过所有自然因素的影响
D.人类活动往往使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行
6.(2021湖南衡阳一模改编)2019年,某地发生了森林火灾,记者回访发现,该地现已人工栽种了红松幼苗,部分区域已经形成了红松阔叶混交林。下列分析错误的是( )
A.群落演替到乔木阶段后物种组成稳定不变
B.群落在演替的过程中物种丰富度逐渐增大后趋于稳定
C.人工栽种红松幼苗大大提高了群落演替的速度
D.群落中优势物种的改变可作为群落演替的标志
7.(2022江西景德镇检测)云杉是优良的木材树种,云杉林是我国西部和西南部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来说属于 演替。
(3)云杉林被采伐后所发生的变化方向和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前的云杉林不完全一样了,原因是 。
题组三 认识退耕还林、还草、还湖
8.(2021辽宁沈阳二中期末)某块退耕还林的农田随着时间的推移,优势物种由喜阳的草本植物逐渐向耐阴的多年生草本植物转变,许多地段还出现了灌木林,甚至乔木林。下列说法正确的是( )
A.乔木层的疏密程度不会影响草本层的水平结构
B.退耕还林的农田只要时间足够长都能逐渐演替成森林
C.该演替类型与沙丘上进行的演替类型不同,前者速度快,经历的阶段相对较少
D.与灌木林相比,喜阳的草本植物在光照、养分等方面占有竞争优势
9.(2022湖北黄冈月考改编)为了恢复生态环境,某地着力推进退耕还草生态工程建设。在退耕还草过程中,草原植被的优势种发生如下变化:第1~2年,狗尾草等;第3~6年,羊草等;第7~8年,贝加尔针茅。第10~15年恢复形成稳定的贝加尔针茅草原群落。回答下列问题:
(1)在退耕还草的过程中,第1~2年的优势种狗尾草在第3~6年时被羊草替换。此现象说明这两个物种的生态位存在 现象。
(2)退耕还草的第7~8年,退耕区域的贝加尔针茅的年龄结构属于 。在该阶段贝加尔针茅的分布呈一丛一丛的斑块状,其间生长着其他草本植物,这反映了群落具有 结构。
(3)退耕还草工程改造过程中草原群落发生了 演替,随着演替的进行,该草原群落的 将增加。15年后的贝加尔针茅草原群落 (填“是”或“不是”)顶级群落,理由是
。
能力提升练
题组一 掌握群落演替的类型和特点
1.(2022安徽合肥模拟)为调查某自然保护区发生山火后第25年生物群落的恢复情况,科研人员比较了发生山火前的原始林群落(S1)和发生山火25年后的恢复群落(S2)的植被生物量(指某时间单位面积内现存生物的有机物总量),调查结果见图,下列相关叙述正确的是( )
A.S2群落所发生的演替属于初生演替
B.S2群落演替过程中物种丰富度在不断增加
C.S2群落演替过程中生产者固定的太阳能总量减少
D.S2群落今后的演替过程中草本植物生物量将下降
2.(2022湖北黄冈期末改编)研究人员对一处弃耕农田的演替过程记录如表所示,以下说法错误的是( )
弃耕
年数
0~1
1
2
3
5~10
50~150
优势植物
马唐草
飞蓬草
紫菀
须芒草
短叶松
硬木栎
非优势
植物
—
豚草
豚草
豚草
火炬松
山核桃
A.弃耕的农田上和火灾过后的草原发生的演替类型一样
B.第0~1年生长的植物只有马唐草,不同马唐草高矮不一体现了群落的垂直结构
C.此地块上草本植物阶段的演替速度比木本植物阶段的快
D.农田演替过程中,原有的一些优势种会被后出现的物种取代
3.(2021山东济宁期末)以有机物的净积累量(生物量)为指标,调查某农田在退耕3年、10年及30年后群落中草本植物、灌木和乔木生物量所占比例,结果如图所示。下列分析错误的是( )
A.图中所示的演替结果显示,优势物种发生了明显改变
B.在该退耕农田上群落演替的过程为草本植物阶段→灌木阶段→乔木阶段
C.在该群落演替过程中,物种丰富度逐渐增大
D.在群落演替过程中,群落的生物量基本不变 P140定点1
4.(不定项)(2021辽宁抚顺期末)在由裸岩向森林演替的过程中,各阶段经历的时间差异很大:地衣和苔藓阶段>木本植物阶段>草本植物阶段。下列相关推测错误的是( )
A.初生演替都要经历裸岩、地衣、苔藓、草本植物、灌木、乔木等阶段
B.裸岩向森林的演替过程中,演替速度先慢后变快,后又变慢
C.地衣阶段群落演替速度慢与其难以形成和积累土壤条件有关
D.演替过程中乔木逐渐取代灌木的优势地位是因为灌木生长缓慢
题组二 辨析人类活动对群落演替的影响
5.(2022四川阆中中学检测改编)全国劳模、陕西省防沙治沙先进个人张应龙说:“历史经过1 000多年,让绿洲变成了沙漠,共产党领导群众70年,把沙漠又变回了绿洲。”张应龙所说的沙漠就是毛乌素沙漠。下列相关叙述不正确的是( )
A.人类活动可以使演替呈现一个群落被另一个群落替代的显著特征
B.毛乌素沙漠的演变,反映了人类的活动能够改变群落演替的速度和方向
C.毛乌素沙漠区域内的演替过程伴随着群落空间结构的改变
D.绿洲变成毛乌素沙漠属于初生演替,该演替过程中优势物种在发生更迭
6.(2021山东临沂一模)为研究退耕还林的群落演替规律,利用“把同一时间内的不同群落当作同一群落不同演替阶段”原理,调查随退耕年限的变化,群落中不同植物类群的物种数变化如图。下列叙述错误的是( )
A.群落演替过程中,前一阶段为后一阶段的形成提供了适宜条件
B.植物为动物提供食物和栖息场所,群落演替主要表现为植物的更替
C.随着退耕时间的延长,群落对光能等环境资源的利用更充分
D.在第2年人工种植乔木,草本植物物种数峰值出现的时间会推迟
题组三 群落及其演替的综合
7.(2022湖北江陵一中检测)当土地停止耕种时,演替便开始了,最早入侵耕地的植物称为先锋植物,先锋植物的出现是演替开始的标志。随着演替的发展,弃耕地周围环境中的物种逐渐向弃耕地中扩散。在自然状态下,演替会使植被得以恢复,最终发展为稳定的生态系统。生态学家在研究某弃耕地区群落演替过程中,对不同时期群落的丰富度指数进行了统计,结果如图所示。请回答下列问题。
(1)弃耕土地上的演替属于 (类型)。土地在经数年精耕细作之后,以往植被的痕迹往往被彻底清除,同时创造出一种新的生态环境,这种环境不仅适于作物,还适于不受耕作抑制的杂草生长,所以最早入侵弃耕土地的先锋植物是 。
(2)随着演替的发展,物种数量增多,群落内不同植物种群之间的
关系明显加剧,依据曲线图,请描述物种丰富度在50a内的变化: 。
(3)经研究调查发现,群落中有一部分植物能在自然条件下无性繁殖,属于克隆植物。在群落演替的中后期,这些克隆植物占据优势地位,与大部分非克隆植物相比,克隆植物能通过分株之间的连接物实现资源共享,有效地提高了克隆植物的环境适应能力,这种现象叫生理整合。请据此推测群落演替过程中物种丰富度曲线下降的原因: 。
(4)在自然条件下,这片弃耕土地最终发展成为森林生物群落,在森林中自下而上分别有草本植物、灌木和乔木,这属于群落的 ,这种结构显著提高了群落 的能力。
答案全解全析
基础过关练
1.D
2.D
3.C
5.D
6.A
8.C
1.D 地衣首先在裸岩上定居,地衣分泌的有机酸可加速岩石风化形成土壤的过程(见教材P38),在地衣开拓的基础上,苔藓生长起来,苔藓的生长会进一步使岩石分解,土层加厚,有机物增多(见教材P39),有利于植物的生存,A正确;群落演替的不同阶段中,不同类型群落有不同的优势种群,这是由非生物环境不同造成的,D错误。
2.D 群落的自然演替一般是向着物种越来越丰富的方向进行的,故演替顺序为丁→甲→丙→乙,生物多样性的复杂程度排序为乙>丙>甲>丁;废弃鱼塘中发生的演替为次生演替。
3.C 沙丘、冰川泥和火山岩上进行的演替是初生演替,弃耕的农田上进行的演替是次生演替,A错误;初生演替和次生演替形成的群落内都存在竞争现象,B错误;通常情况下,初生演替所需时间较长,次生演替所需时间较短,原因是发生次生演替时原有的土壤条件基本保留,C正确;若环境条件允许,初生演替和次生演替都能发展到乔木阶段,D错误。
4.答案 (1)B 群落的物种数少、结构简单 次生演替 (2)C (3)适应当前环境的能力更强(或竞争能力更强)
解析 (1)相对A和C来说,B群落的物种数少、结构简单,处于演替早期的阶段。次生演替是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的地方发生的演替(见教材P41)。在原始森林被砍伐后的地段上重新形成的演替属于次生演替。(2)群落中植物的垂直分层为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件,因此动物也有分层现象。据表中数据可知,演替阶段C植物种类最多,因此推测动物种类最多、分层现象最复杂的群落所处的演替阶段是C。(3)群落演替的优势物种是指不仅数量多,对群落中其他物种的影响也很大的物种。不同演替阶段中乔木层的优势树种不同,主要原因是当环境条件发生变化时,后期树种具有适应当前环境的能力更强、竞争能力更强的特点。
5.D 人类活动对群落演替的影响有很多是有益的,如封山育林、治理沙漠、管理草原、建立人工群落,故人类活动对群落演替的影响不都是破坏性的,A错误;人类可以建立人工群落,将演替的方向和速度置于人为控制下,但不能任意对生物与环境的相互关系加以控制,B错误;人类活动对群落演替的影响有时超过其他因素的影响(见教材P41),但不是远远超过所有自然因素的影响,C错误。
6.A 群落中的物种组成不是固定不变的,群落演替到乔木阶段后,群落内的物种组成仍会发生变化,A错误;结合次生演替的过程可知,人工栽种红松幼苗大大提高了群落演替的速度,C正确;群落的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,群落中优势物种的改变可作为群落演替的标志,D正确。
7.答案 (1)人类活动对群落演替有一定影响 (2)次生 (3)种子的数量和散布、动物的活动 人类活动、气候变化 (4)演替需要的时间长,期间环境条件会发生变化,而且容易受到人类活动的影响
解析 (2)群落演替包括初生演替和次生演替,其中初生演替是指在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发生的演替;次生演替是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的地方发生的演替。云杉林消退后仍保留原有土壤条件等,因此“复生”过程对于生物群落的变化来说属于次生演替。
8.C 乔木层的疏密程度会通过影响光照强度来影响草本层的水平结构,A错误;一般来说,在条件适宜的情况下,经过足够长的时间,群落会演替成森林,如果是在恶劣的条件下,则不会演替成森林,退耕还林的农田经长时间演替,不一定能演替成森林,B错误;该演替类型为次生演替,沙丘上进行的演替为初生演替,二者演替类型不同,前者速度快,经历的阶段相对较少,C正确;灌木较草本植物高大,根系较发达,在光照、养分等方面占有竞争优势,D错误。
9.答案 (1)重叠 (2)增长型 水平 (3)次生 物种丰富度 是 该贝加尔针茅草原群落已演替成稳定的群落
解析 (1)优势种的替换说明这两个物种生态位存在重叠现象,因为竞争关系而出现生态位分化。(2)根据题中信息,退耕还草的第7~8年,贝加尔针茅为优势种;第10~15年恢复形成稳定的贝加尔针茅草原群落,说明第7~8年贝加尔针茅种群数量继续增加,故年龄结构属于增长型。在该阶段贝加尔针茅的分布呈一丛一丛的斑块状,其间生长着其他草本植物,这反映了群落具有水平结构。
能力提升练
1.B
2.B
3.D
4.AD
5.D
6.D
1.B 发生山火后,原有植被虽不存在,但是保留有土壤条件,甚至种子或其他繁殖体,此时发生的演替属于次生演替,A错误;S2群落演替过程中物种丰富度在不断增加,生产者固定的太阳能总量增加,B正确,C错误;S2群落今后演替过程中草本植物可能会继续生长繁殖,生物量增加,D错误。
2.B 群落的垂直结构是指不同种生物之间的关系,高矮不一的马唐草属于同种生物,不属于群落的垂直结构,B错误;通过表中数据可知,此地块上草本植物出现得早、占优势的时间久,且木本植物比草本植物生长周期长,因此与草本植物阶段相比,木本植物阶段演替速度慢,C正确;农田演替过程中,由于光照等环境条件的改变,原有的一些优势物种会被后出现的物种所取代,D正确。
3.D 在题图所示演替过程中,该农田在退耕3年、10年及30年后占据优势的优势种分别是草本植物、灌木和乔木,优势物种明显发生了改变,A正确;图示演替过程发生在退耕农田上,属于次生演替,群落演替的过程为草本植物阶段→灌木阶段→乔木阶段,B正确;在该演替过程中,物种丰富度逐渐增大,C正确;图示为某农田在退耕3年、10年及30年后群落中草本植物、灌木和乔木生物量所占比例,而不是其生物量总量,演替过程中,群落生物量先逐渐增加后维持相对稳定,D错误。
4.AD 条件适宜时,发生在裸岩上的演替一般要经历裸岩、地衣、苔藓、草本植物、灌木和乔木等阶段,但不是所有的初生演替过程都要经过这几个阶段,A错误;裸岩向森林的演替过程中,最初由于没有土壤条件和繁殖体等,演替速度很慢,随后逐渐加快,而后由于环境资源的限制等又变慢,B正确;地衣阶段群落演替速度慢与其难以形成和积累土壤条件有关,C正确;演替过程中乔木逐渐取代灌木的优势地位是因为乔木比灌木高大,在利用阳光等资源方面占优势,D错误。
易错警示
裸岩、地衣、苔藓、草本植物、灌木和乔木等阶段,并不是初生演替必经的阶段。
5.D 人类活动可以使演替呈现一个群落被另一个群落替代的显著特征,主要表现为优势种变化,A正确;毛乌素沙漠的演变,无论是绿洲变成沙漠,还是沙漠变成绿洲,均反映了人类的活动能够改变群落演替的速度和方向,B正确;演替过程伴随着群落空间结构和物种丰富度等的变化,C正确;绿洲变成毛乌素沙漠的过程属于次生演替,演替的过程中会发生优势物种的更迭,D错误。
6.D 群落演替主要表现为植物的更替,植物为动物提供食物和栖息场所,动物也发生更替,B正确;随着退耕时间的延长,群落结构变得复杂,对光能等环境资源的利用更充分,C正确;若在第2年人工种植乔木,则会加快群落演替的速度,所以草本植物物种数峰值出现的时间会提前,D错误。
7.答案 (1)次生演替 不受耕作抑制的杂草(或一年生杂草) (2)种间竞争 在演替的前20a内物种丰富度逐渐升高到达顶点,20~30a间物种丰富度下降,30a后物种丰富度达到稳定状态 (3)克隆植物有生理整合的特征,克隆植物与非克隆植物相比有很大竞争优势,阻碍了非克隆植物的发展,使得该地区物种丰富度降低 (4)垂直结构 利用阳光等环境资源
解析 (1)在弃耕的土地上发生的演替属于次生演替,根据题意“土地在经数年精耕细作之后,以往植被的痕迹往往被彻底清除,同时创造出一种新的生态环境,这种环境不仅适于作物,还适于不受耕作抑制的杂草生长”可知,弃耕之后,最先生长的是不受耕作抑制的杂草(或一年生杂草)。(3)生理整合特征的存在,使得克隆植物在生长、繁殖和利用资源方面与非克隆植物相比有很大的优势,从而在群落中逐渐占据优势地位。(4)森林中植物的垂直分层现象,显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。
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