第4节 群落的演替
[学习目标] 1. 理解群落的初生演替、次生演替过程。2. 说明人类活动对群落演替的影响，并关注相关政策。
一、演替的类型
1．印度尼西亚喀拉喀托火山爆发，炽热的岩浆滚滚而出，所到之处生物全部死亡。直到1934年，植物才逐渐的繁茂起来形成小树林。数据统计如下，分析并回答下列问题：
1883年
几年后
1909年
1919年
1934年
火山爆发
小草→小树林
蜘蛛
202种动物
621种动物
880种动物
(1)生物是一步步地定居在新土地上的，这一地区有可能恢复原来群落的结构吗？
答案 火山爆发后环境条件发生了变化。在火山爆发中，有些物种可能会绝灭。在恢复过程中外来物种可能会进入。群落结构因而发生了变化，一般不能恢复原来的群落结构。
(2)尝试总结演替的概念。
答案 随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。
2．初生演替
(1)裸岩地上的演替过程包括哪些阶段？
答案 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。
(2)光裸的岩地上首先定居的生物为什么不是苔藓和草本植物，而是地衣？
答案 因为苔藓和草本植物无法直接从裸岩中获取养分，而地衣可以通过分泌有机酸从裸岩中获取养分。
(3)地衣阶段为苔藓的生长提供了怎样的基础？为什么苔藓能够取代地衣？
答案 地衣分泌有机酸加速岩石风化形成土壤，为苔藓的生长提供了条件。苔藓植株高于地衣，能获得更多的阳光，处于优势地位，结果逐渐取代了地衣。
(4)尝试总结初生演替的概念，并举例。
答案 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，就是初生演替。例如在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。
3．次生演替
(1)弃耕的农田上的演替过程包括哪些阶段？
答案 弃耕的农田→一年生杂草→多年生杂草→灌木丛→森林。
(2)尝试总结次生演替的概念，并举例。
9
答案 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，属于次生演替。例如火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上的演替。
二、人类活动对群落演替的影响
1. 请列举人类的哪些活动可能导致现有群落的破坏而引起群落的演替？
答案 滥捕乱猎、滥采乱伐、掠夺式开发利用、引入外来物种、过度放牧、填湖造地等。
2. 从防止草原群落的有害演替角度出发，你认为应如何合理利用草原？
答案 在草原地区，应该科学地分析牧场的载畜量，做到合理放牧。
3．从防止河流、湖泊、海洋群落有害的演替出发，你认为应采取哪些措施？
答案 减少水污染；制定休渔区、休渔期等。
4．请举例说明有哪些人类活动可能促进现有群落的发展而引起群落的演替？
答案 封山育林、治理沙漠、管理草原、退耕还林、退耕还湖等。
5．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。
例析初生演替与次生演替
阅读提供的材料并回答相关问题：
材料 某岛屿由海底火山喷发形成，经过漫长的年代，岛上森林茂盛，风景优美，并栖息着狐和野兔。后来由于雷电引起的山火，森林被焚毁，生态系统遭到破坏，又经过很多年，生态系统逐渐恢复，被人类发现后，成为旅游胜地。再后来有人登岛牧羊、捕食野兔和狐，狐也捕食羔羊。第五年，岛上狐濒临灭绝，但野兔数量大大超过人登岛前的数量。第6年，野兔种群爆发了由兔瘟热病毒引起的瘟疫，其数量骤减。
1．该岛屿形成后最初进行的群落演替属于哪种演替？写出其基本的演替过程。
答案 属于初生演替。基本过程为：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。
2．上面演替过程中群落的结构、总生产量和有机物的总量发生了哪些变化？
答案 群落的结构由简单到复杂，总生产量和有机物的总量不断在增加。
3. 火灾之后的群落演替属于哪种演替？该演替过程所用时间比前一演替要短很多，为什么？
答案 属于次生演替。火灾虽然破坏了原有的植被，但保留了土壤条件，还保留了植物的种子等条件，所以比初生演替所用时间要短。
4．有人登岛牧羊后，群落的演替速度和方向是否发生了变化？这说明什么问题？
答案 演替的速度加快了，方向也发生改变。说明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。
5．所有的初生演替最终都能演化为森林吗？
9
答案 并非所有的演替都能形成森林，一般来说，在气候适宜的环境中，可形成森林，但在干旱的荒漠地区，由于受水分的限制，群落的演替就很难形成森林，只发展到草本植物阶段或灌木阶段。
1．以下群落演替，属于初生演替的是( )
A．火灾过后的草原上的演替
B．过量砍伐后的森林上的演替
C．弃耕的农田上的演替
D．裸岩上的演替
答案 D
解析 火灾过后的草原上进行次生演替，A错误；过量砍伐后的森林上发生次生演替，B错误；弃耕的农田上的演替属于次生演替，C错误；裸岩上发生初生演替，D正确。
2．诗句“野火烧不尽，春风吹又生”所描绘的景象变迁，可视为( )
A．群落的初生演替 B．种群的初生演替
C．群落的次生演替 D．种群的次生演替
答案 C
解析 “野火烧不尽，春风吹又生”诗句原有的含义是指：小草很坚强，就算草原被火烧尽了，到春天一样生长起来。通过诗句的含义可知，小草不是一种生物，并且小草的有无影响动物和微生物，因此此处发生了群落的演替；并且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，因此发生了群落的次生演替。
3．发生在祼岩上的演替过程中，地衣阶段的主要作用是( )
A．吸收光能，制造有机物
B．保持土壤中的水分，使土壤的通气性越来越好
C．分泌的有机酸可加速岩石风化形成土壤的过程
D．为各种昆虫和其他小动物创造良好的生活环境
答案 C
解析 在裸岩上的演替最开始出现的是地衣，它分泌的有机酸可以加速岩石风化形成土壤。
4．下列有关群落演替的叙述，正确的是( )
A．在裸岩上、火灾过后的草原上进行的演替是次生演替
B．演替结束达到稳定状态时的群落中不存在竞争现象
C．初生演替能形成森林，次生演替只能形成草原
D．群落演替是内部因素和外界环境因素共同作用的结果
答案 D
9
解析 裸岩上、火灾过后的草原上进行的演替分别是初生演替和次生演替，A错误；群落演替达到相对稳定后，群落内的物种组成仍处在动态变化中，群落中仍然存在竞争现象，B错误；初生演替可能形成森林，次生演替也可能形成森林，C错误；生物群落的演替是群落内部因素(包括种内关系、种间关系等)与外界环境因素综合作用的结果，D正确。
5．下列有关群落演替的叙述，正确的是( )
A．过度砍伐的森林会发生初生演替
B．冰川泥上发生的演替属于次生演替
C．裸岩上的演替大致经裸岩→地衣→苔藓→草本→灌木→森林几个阶段
D．人类活动往往会使群落演替按照与自然演替相同的方向进行
答案 C
解析 过度砍伐的森林会发生次生演替，A错误；冰川泥上发生的演替属于初生演替，B错误；裸岩上的演替为初生演替，大致经裸岩→地衣→苔藓→草本→灌木→森林几个阶段，C正确；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，D错误。
知识点一 演替的类型
1．某山区实施退耕还林之后，群落经过数十年的演替发展为树林。下图甲、乙、丙分别表示群落演替的三个连续阶段中不同优势植物种群数量变化情况。下列说法正确的是( )
A．1阶段开始时甲植物种群数量为零，所以此演替为初生演替
B．2阶段的优势植物种群最可能是灌木，3阶段的群落具有明显的垂直分层现象
C．演替中后一阶段优势物种的兴起，会造成前一阶段优势物种的消亡
D．该过程中，群落的物种丰富度会逐渐降低
答案 B
解析 1阶段开始时甲植物种群数量为零，并不代表没有其他生物，所以不能判断此演替为初生演替；山区实施退耕还林之后发生的演替过程一般为草本→灌木→乔木；演替中后一阶段优势物种的兴起会造成与前一阶段优势物种的竞争，处于竞争劣势的并不一定在短时间内消亡；该过程中，群落的物种丰富度会逐渐提高。
2．我国大力治理荒漠并取得了一定成果。如图为某地的荒漠经多年治理的变化情况，这种变化可称为( )
9
A．群落的抵抗力 B．群落的稳定性
C．群落的丰富度 D．群落的演替
答案 D
解析 据图分析，图中第一张照片是荒漠，第二张照片是草地，第三张照片是树林，表示了群落演替，即指随着时间的推移，一个群代替另一个群落的过程。
3．下列有关群落演替的叙述，不正确的是( )
A．群落演替是生物与环境相互作用的结果
B．初生演替初期，有机物积累，生物种类增加
C．火灾后的草原可进行次生演替
D．人类活动不能改变群落演替的方向和速度
答案 D
解析 群落演替具有内因和外因，是生物与环境相互作用的结果，A正确；群落演替初期生物种类不断增加，有机物总量也在不断增多，因此群落生产量大于群落呼吸消耗量，B正确；火灾后的草原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，因此此处发生了群落的次生演替，C正确；人类活动使得群落的演替按照不同于自然演替的速度和方向进行，D错误。
4．南方某地的常绿阔叶林因过度砍伐而遭到破坏，停止砍伐一段时间后，该地常绿阔叶林逐步得以恢复，下表为恢复过程依次更替的群落类型及其植物组成。下列说法错误的是( )
演替阶段
群落类型
植物种类数/种
草本植物
灌木
乔木
1
草丛
34
0
0
2
针叶林
52
12
1
3
针、阔叶混交林
67
24
17
4
常绿阔叶林
106
31
16
A.该地常绿阔叶林恢复过程中，群落演替的类型为次生演替
B．与针叶林相比，草丛中的动物分层现象较为简单，丰富度低
C．该地能恢复到第4阶段说明人类活动未影响自然演替的速度和方向
D．常绿阔叶林得以恢复的原因与土壤条件、植物的种子等的保留有关
答案 C
9
解析 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，甚至还保留了植被的种子或其他繁殖体的地方发生的演替，A正确；针叶林中的植物有草本植物、灌木、乔木，垂直结构较草丛复杂，动物分层也较草丛复杂，B正确；人类停止砍伐一段时间后，该地常绿阔叶林才逐步得以恢复，说明人类活动会影响自然演替的速度和方向，C错误；常绿阔叶林遭到破坏后又得以恢复的原因，除了植物的种子或繁殖体可得到保留外，还可能是原有的土壤条件也得到基本保留，D正确。
5．生物群落是一个不断发展变化的动态系统。下列有关群落演替的叙述错误的是( )
A．自然演替一般是一个群落替代另一个群落的过程
B．群落演替过程中种群的基因频率不会发生变化
C．在森林遭受火灾后的地段上重新形成森林属于次生演替过程
D．人类活动往往使群落按照不同于自然演替的速度和方向进行
答案 B
解析 群落演替是随着时间的推移，一个群落替代另一群落的过程；群落演替过程中，优势种要发生变化，故种群基因频率也要发生变化；因演替的起点不同而分为初生演替和次生演替两种；人类活动对自然演替的方向和速度均产生影响。
6. 如图表示两个群落演替过程中物种丰富度的变化，下列叙述不正确的是( )
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①、②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
答案 C
解析 甲中①、②处的物种丰富度虽然相同，但是物种组成不一定相同，因为在演替过程中，可能出现新物种。
知识点二 人类活动对群落演替的影响
7．我国颁布的《退耕还林条例》已于2003年1月20日正式施行，颁布本条例的依据主要是( )
A．由于粮食价格太低，而木材价格高
B．群落演替具有方向性，人类活动可随意改变群落演替的方向
C．保护环境，防止洪涝灾害的发生
D．生物群落可以演替，人类活动可影响群落的演替
答案 D
9
解析 由于人类活动对群落的影响既可以是有利的，也可以是破坏性的，人类可以砍伐森林、填湖造地、捕杀动物，也可以封山育林、治理沙漠、管理草原，我国颁布的《退耕还林条例》正是以处理好经济发展同人口、资源、环境的关系及走可持续发展道路为初衷的，这也充分发挥了人类活动对群落发展的积极影响作用。
8．下列有关群落演替的叙述，正确的是( )
A．农田弃耕后，在自然状态下的演替是从一年生草本植物开始
B．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
C．只有群落的结构受到干扰或破坏时，才会出现群落的演替
D．一般来说，随着演替的进行，群落内生物种类会减少
答案 B
解析 人类活动对群落演替的影响是改变群落演替的方向和速度。群落演替的总趋势是结构复杂化，生物种类会增加。
9.某植被严重破坏的陡坡在封山育林后若干年内，经历了一年生草本、多年生草本和灌木三个阶段，其典型三个植物物种的种群密度变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A．整个过程就是一个群落的次生演替过程
B．物种①由盛到衰主要受环境中土壤条件的影响
C．图中b→c阶段，物种②比物种①更能耐受弱光环境
D．在各个阶段群落中都存在明显的分层现象
答案 B
解析 植被严重破坏的陡坡上原来有的土壤基本保留，甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体，属于次生演替，A正确；③灌木逐渐成为优势种群，灌木与草本植物相比比较高大，在与草本植物争夺阳光的过程中占优势，因此物种①由盛到衰主要受环境中光照条件的影响，B错误；分析题图可知，植物①由于不能适应弱光环境逐渐消失，物种②较能耐受弱光条件而使种群密度维持在相对较低的水平，C正确；在各个阶段群落中都存在明显的分层现象，即垂直结构，D正确。
10．下列有关种群和群落的叙述，错误的是( )
A．气候、天敌等影响种群的种群密度
B．增长型种群中各年龄期的个体数目比例适中
C．人类活动往往会改变群落演替的速度和方向
D．不同鸟类栖息在树冠、树干和灌木层，体现群落的垂直结构
答案 B
9
解析 气候、天敌、疾病等都会影响种群的种群密度，A正确；稳定型种群中各年龄期的个体数目比例适中，B错误；人类活动往往会使群落演替的速度和方向发生改变，C正确；不同鸟类栖息在树冠、树干和灌木层，体现群落的垂直结构，D正确。
综合训练
11. 根据群落演替的理论，在光裸的岩地上经过一定的时间，最终就会演替出森林。请据此回答下列问题：
(1)光裸的岩地上最终演替出森林，其过程大致是_______________________________
________________________________________________________________________。
(2)地衣首先在裸岩上定居。同时，地衣分泌的有机酸腐蚀了坚硬的岩石表面，加速了岩石风化成________的过程。
(3)各种昆虫及其他小动物开始进入生物群落的阶段是______________________。
(4)地衣阶段与苔藓阶段相比，土壤中的有机物含量较多的是__________，微生物种类较多的是________________________________________________________________________。
(5)在以上演替的各阶段中，达到相对稳定的阶段是________________________________。
A．地衣阶段和苔藓阶段
B．草本植物阶段和灌木阶段
C．灌木阶段和森林阶段
D．森林阶段
答案 (1)地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段 (2)土壤 (3)草本植物阶段 (4)苔藓阶段 苔藓阶段 (5)D
12．在一片长有马尾松和山毛榉的针阔混交林，逐年对两个树种的存有量进行统计，马尾松和山毛榉存在量的比值记作C，做出曲线如图所示。请据图回答：
(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。
(4)以上说明，生物群落__________________，它是一个随着时间的推移而发展变化的动态系统。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的阶段。
答案 (1)0～e (2)b～c (3)马尾松 山毛榉 环境
9
(4)不是一成不变的 消失 兴起
解析 生物群落是由不同的种群组成的。由于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有量来说，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。
13．阅读提供的材料，并回答相关问题：
材料一 在许多自然景区，将原有植被清除，然后从农田运来土壤种植草坪。绿化用草坪不但需要大量灌溉来保证其生长，还需要不断的进行施肥、除草、药物防治病虫害等工作，对当地原有生态环境造成巨大的破坏。
材料二 由于人类活动的影响，我国著名旅游景区泰山的动植物种类逐渐减少，现在山上的森林多为上世纪50年代种植的人工林，海拔800米以下几乎都是刺槐，挤占了泰山原有物种的生存空间。
(1)材料一中群落的演替与自然演替不同，自然演替的方向是______________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
如果对人工草坪不再进行种植管理，让其自然恢复，这种演替的类型是________________________________________________________________________。
(2)材料二中刺槐在泰山当地无节制繁殖的原因可能是__________________________，
这会导致当地______________丧失。自然林往往有病无灾，而人工林则往往会爆发严重的虫害，原因是______________________________________________________________________。
(3)如果你是自然景观设计师，该如何对城市进行绿化设计？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)群落的结构和组成成分由简单到复杂；群落对物质、能量的利用率逐步提高 次生演替 (2)刺槐适应当地的气候环境，有充足的生存空间和资源，并且没有天敌 生物多样性 人工林植物单一，控制害虫的天敌很少 (3)根据群落演替的自然规律，选用当地原有的植物，合理安排草本、灌木、乔木比例，增加物种丰富度，合理安排生物的水平和垂直结构(合理即可)
解析 自然演替的方向与材料一中群落演替的方向不同，自然演替的结果是生物种类越来越多，营养关系越来越复杂，自动调节能力越来越强，对能量的利用率越来越高。刺槐能无节制增长，说明当地气候、土壤等条件非常适宜，并且没有天敌。设计城市绿化的时候尽量选用当地物种，因为当地物种已经适应当地的气候等环境，同时要注意物种的多样性，合理设计群落的结构，提高生物对环境资源的利用能力，增强生态系统的稳定性。
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