二十九群落的結構與群落的演替(30分鐘100分)一、單項選擇題:本題共10小題,每小題4分,共40分。每題只有一個選項最符合題意。1.(2021·鄭州模擬)下列不屬于群落水平研究問題范疇的是 (

)A.農田種植的玉米株距與產量的關系B.蝌蚪的競爭力是否受捕食者影響C.人類活動對群落演替的速度和方向產生的影響D.動物的垂直分布與植物分層現象的關系【解析】選A。農田種植的玉米株距與產量的關系屬于種群水平研究的問題,株距屬于玉米的空間特征。競爭和捕食屬于種間關系,是群落水平上研究的問題。人類與群落中各種生物的關系及群落演替的速度和方向都屬于群落水平研究的問題,動物的垂直分布與植物分層現象均屬于群落的垂直結構,屬于群落水平研究的問題。2.(2021·成都模擬)下列有關種群和群落的描述錯誤的是 (

)A.對跳蝻進行種群密度調查時選擇樣方法B.在“S”型曲線中,種群增長速率持續增加C.群落演替過程中,物種豐富度不一定增加D.群落的垂直和水平結構有利于提高生物對資源的利用率【解析】選B。對一些活動能力弱,活動范圍小的動物,如跳蝻,可以用樣方法調查種群密度,A正確;在“S”型曲線中,種群增長速率先持續增加,當種群數量超過K/2時,種群增長速率開始持續下降到0,B錯誤。群落演替時,物種豐富度一般會增加,若演替時氣候等環境條件不適宜,也會使豐富度下降,C正確;群落呈現的垂直結構、水平結構有利于提高生物對光、土壤等資源的利用,D正確。3.(2021年重慶適應性測試)長白山海拔500米以下為落葉闊葉林,500～1100米為針闊混交林,1100～1800米為亞高山針葉林,1800～2100米為亞高山草甸,2100米以上為高山灌木草甸。關于長白山不同海拔高度段間的植物分布,下列說法正確的是(

)A.屬于由光照差異引起的群落垂直結構B.屬于由地形差異引起的群落水平結構C.海拔越高植物物種豐富度越高D.主要由溫度和濕度的差異引起【解析】選D。長白山不同海拔高度段間,形成了不同的群落類型,如落葉闊葉林、針闊混交林等,A、B錯誤;由題目中信息可知,海拔低的為森林,海拔高的為草甸,海拔高物種豐富度低,C錯誤;不同海拔高度形成不同的群落,主要與溫度和濕度有關,D正確。4.(2021·南通模擬)如圖為某生態系統中存在捕食關系的兩個種群數量變化曲線,下列有關敘述正確的是 (

)A.甲為被捕食者,在圖中D點時甲種群增長速率最大B.穩定狀態時,乙種群個體數量約占甲種群個體數量的10%～20%C.在圖中C點時,甲種群的年齡組成屬于衰退型D.如果乙種群大量繁殖,則會使甲種群滅絕【解析】選A。圖示曲線呈現“先增加者先減少、后增加者后減少”的非同步性變化,屬于捕食關系,甲為被捕食者。D點時甲種群的數量相當于K/2點,增長速率最大,A正確;穩定狀態時,輸入到乙種群的能量約占甲種群同化量的10%～20%,B錯誤;C點之后,甲種群數量迅速上升,可判斷甲種群的年齡組成在C點時屬于增長型,C錯誤;如果乙種群大量繁殖,則短期內會使甲種群的數量減少,由于生態系統具有一定的自我調節能力,一段時間后甲、乙種群數量可保持相對穩定,但不會使甲種群滅絕,D錯誤。5.(2020·浙江7月選考改編)一種當地從未分布的新雜草出現在某農田生態系統中,排擠了原有的雜草而成為主要的雜草種類,對農作物造成了危害。下列有關說法不正確的是 (

)A.當新雜草種群密度較長期處于相對穩定階段,表明其種群數量已達到了環境容納量B.連續陰雨和低溫的氣候變化是使該雜草種群數量明顯下降的外因C.在生物群落的垂直結構中,雜草屬于草本層D.該農田生態系統的雜草種類發生改變后,說明生物群落發生了演替【解析】選D。種群的“S”型增長總是受到環境容納量(K)的限制,環境容納量是指在長時間內環境所能維持的種群最大數量,新雜草種群密度較長期處于相對穩定階段,說明其種群數量已經達到環境容納量(K值),A正確;能夠調解種群數量的原因有外因和內因兩大類,前者包括氣候、食物、疾病、寄生和捕食等,連續陰雨和低溫的氣候屬于外因,B正確;陸生群落的垂直結構從上往下看有喬木層、灌木層、草本層和地表層,雜草屬于草本層,C正確;群落演替是指隨著時間的推移,一個群落被另一個群落代替的過程。該農田生態系統新生了一種雜草,但生物群落類型沒有發生改變,因此該群落未發生演替,D錯誤。6.(2021·哈爾濱模擬)如圖表示某棄耕農田中,某種草本植物種群密度變化曲線,其中A點農田棄耕,C點出現灌木。下列說法錯誤的是 (

)A.調查該草本植物的種群密度可采用樣方法,調查時要注意隨機取樣B.演替過程中物種的豐富度不斷增加,D點之后一定會形成森林C.BC段該植物種群密度不再增加,可能是天敵數量增加、種內斗爭加劇等D.群落演替的根本原因在于群落的內部變化,也受外部影響【解析】選B。調查草本植物的種群密度采用樣方法,關鍵要注意隨機取樣,A正確;一般情況下,物種的豐富度會不斷增加,有可能形成森林,但是若環境比較干旱,物種豐富度不一定增加,也不能形成森林,B錯誤;BC段該植物種群密度不再增加的主要原因可能是天敵數量增加,種內斗爭加劇等,C正確;群落演替的根本原因是群落的內部變化,群落之外的環境條件諸如氣候、地貌、土壤等常成為引起演替的重要條件,D正確。7.(創新性·灰沼貍的集群生活)(2021·平谷模擬)灰沼貍生活在南非,營集群生活。一些個體在其他個體取食時,站在高處放哨。放哨者通常第一個發現接近的捕食者,并且發出警告聲后,迅速到達安全的地方。研究者做了如下實驗:組別受試者實驗處理實驗結果甲組前3天沒參與站崗放哨的灰沼貍用25g熟蛋喂食10個個體站崗頻繁且時間長不喂食10個個體站崗不頻繁且時間短乙組前3天參與站崗放哨的灰沼貍用25g熟蛋喂食10個個體站崗頻繁且時間長不喂食10個個體站崗不頻繁且時間短根據上述現象及實驗,無法推斷出 (

)A.站崗放哨是利己又利他的動物行為B.站崗放哨者與取食者是互利共生關系C.實驗結果與是否經歷過站崗放哨無關D.站崗放哨行為是長期自然選擇的結果【解析】選B。灰沼貍的站崗放哨屬于社會行為,社會行為是群體內形成了一定的組織,成員間有明確分工的動物集群行為,動物的聲音、動作等起到傳遞信息的作用,是利己又利他的動物行為,A正確;站崗放哨者與取食者是同一種生物,而互利共生為種間關系,B錯誤;甲、乙兩組實驗對比,說明站崗放哨的頻率和是否經歷過站崗放哨無關,C正確;站崗放哨行為是長期自然選擇的結果,D正確。8.(2021·蘇州調研)林窗主要是指森林群落中老齡樹死亡或因偶然因素導致成熟階段優勢樹種的死亡,從而在林冠層造成空隙的現象。研究小組對某林窗內不同階段的物種組成進行了調查研究,結果如表。下列有關敘述錯誤的是 (

)物種種類/種0～10年10～20年20～30年30～40年40～50年藤本層30001灌木層221102喬木層232620105A.林窗內物種的發展變化過程屬于群落的次生演替B.10～40年間,藤本和灌木逐漸消失的主要原因是林窗逐漸關閉C.林窗的出現,會顯著降低喬木層、灌木層與藤本層的物種豐富度D.當林窗區域發展到30～40年時定期合理開采木材,有利于群落的發展【解析】選C。林窗內物種的發展變化過程屬于次生演替,A正確;由表格信息可知,10～40年間,藤本和灌木逐漸消失的主要原因是林窗逐漸關閉,導致林下光照減少,喬木在競爭中處于優勢,而藤本植物和灌木處于劣勢逐漸被淘汰,B正確;由表格信息可知,林窗形成的10～20年,喬木層物種數量增多,C錯誤;由表可知,當林窗區域發展到30～40年時,生物多樣性會降低,所以為更有效地保護生物多樣性可定期合理開采木材,這有利于群落的發展,D正確。9.為研究甲、乙兩種藻的競爭關系,在相同條件下對二者進行混合培養和單獨培養,結果如圖所示。下列說法錯誤的是 (

)A.單獨培養條件下,甲藻數量約為1.0×106個時種群增長最快B.混合培養時,種間競爭是導致甲藻種群數量在10～12天增長緩慢的主要原因C.單獨培養時乙藻種群數量呈“S”型增長D.混合培養對乙藻的影響較大【解題指南】(1)準確識圖:4條曲線中有兩條是分別單獨培養兩種藻類,均呈“S”型增長。混合培養的結果是甲藻勝出呈“S”型增長,乙藻處于劣勢,被淘汰。(2)抓住關鍵:題干中“在相同條件下培養”,培養液的營養物質是有限的,培養的空間也是有限的。【解析】選B。單獨培養時,甲藻的K值約為2.0×106個,所以種群增長最快的是K/2時,約為1.0×106個,A正確;混合培養時,10～12天乙藻種群數量接近0,所以競爭強度低,此時甲藻數量增長緩慢的原因是培養液和空間有限,B錯誤;由于空間和資源有限,所以種群數量呈“S”型增長,C正確;混合培養時,乙藻在競爭中處于劣勢,導致滅絕,D正確。10.(2021·南京、鹽城模擬)改造鹽堿化草原是利用多種恢復生態學技術治理退化的生態系統,使這一區域生態系統的結構和功能恢復到或接近受干擾前的狀態,如圖所示為一個簡化的技術流程。下列分析錯誤的是 (

)A.改造鹽堿化草地的過程主要利用的是生物群落演替理論B.決定群落演替的根本原因在于群落外部環境條件的變化C.演替過程中優勢物種被替代主要是植物之間競爭的結果D.人為恢復生態系統時需要向生態系統輸入物質和能量【解析】選B。根據題意和圖示分析可知:鹽堿化草原治理的三個階段反映了群落的演替過程,從類型來看,重度鹽堿化草地中原有土壤條件基本保留,所以該過程屬于次生演替,A正確;群落演替的根本原因在于群落的內部變化,也受外部環境的影響,B錯誤;演替過程中優勢物種被替換主要是植物之間競爭的結果,C正確;由于鹽堿地植被少,所以人為恢復生態系統時需要向生態系統輸入物質和能量,D正確。二、多項選擇題:本題共2小題,每小題6分,共12分。每題有不止一個選項符合題意。11.(2020·天津模擬)在群落的自然演替過程中,不同物種的取代順序是可以預測的,如棄耕地上可預測的演替序列為:一年生雜草→多年生雜草→灌木→早期演替樹木→晚期演替樹木→頂極群落。這可以利用“資源比假說”來解釋:該假說認為物種優勢是由光和營養物質這兩種資源相對利用的有效性決定的,如圖顯示了一塊棄耕地上物種從A到E的取代順序,下列有關說法中正確的是 (

)A.在演替期間,營養物質的有效性隨枯枝落葉的積累而增加,光的水平因遮陰而減弱B.最先進入的物種多為一年生雜草,它們對土壤營養物質的需求低但對光有最高需求C.后來替代物種相對前面被替代的物種較為高大,且耐陰的能力也較強D.頂極演替后若發生火災,可預測其后的次生演替時間和過程與初生演替基本相同【解析】選A、B、C。在演替期間,隨枯枝落葉的積累營養物質的有效性增加,光因遮陰而減弱,A正確;據題分析,最先進入的物種多為一年生雜草,據圖分析,它們對土壤營養物質的需求低,而對光有最高需求,B正確;據題分析,“如棄耕地上可預測的演替序列為:一年生雜草→多年生雜草→灌木→早期演替樹木→晚期演替樹木→頂極群落”,說明后來替代物種相對前面被替代的物種較為高大,而據圖分析,對光的需求減弱,則耐陰的能力也增強,C正確;初生演替與次生演替在演替序列上基本相同,但初生演替一般需要經歷一個極其漫長的土壤形成過程,而次生演替是在原有較好的土壤條件下進行的,因此速度快,時間短,過程簡單,D錯誤。【易錯警示】群落演替的兩個易錯點(1)演替并不都是“不可逆”的。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,但人類活動可使其不按自然演替的方向和速度進行。(2)群落演替是一個漫長但并非永無休止的過程。當群落演替到與環境處于平衡狀態時,就以相對穩定的群落為發展的頂點。12.(綜合性·群落的演替)(2021·蘇北四市調研)樹線是指直立樹木分布的海拔上限,如圖1所示。生態學者研究了全球變暖環境下樹線之上植被厚度對樹線上升幅度的影響,結果如圖2所示。下列敘述正確的是 (

)A.生態學者可以采用樣方法調查不同樣地內的植被類型,從而確定樹線的上升幅度B.樹線之上和之下的主要植被分別為草甸和森林,影響植被分布的最主要因素是陽光C.樹線上升過程中,群落發生了次生演替,演替過程中輸入該生態系統的總能量增加D.該研究表明,在全球變暖環境下,樹線上升幅度大小與樹線之上植被厚度呈負相關【解析】選A、C、D。調查不同樣地內的植被類型可采用樣方法,A正確;樹線之上和之下的主要植被分別為草甸和森林,影響植被分布的最主要因素是溫度,B錯誤;樹線上升過程中群落發生了次生演替,導致群落的垂直結構變化明顯,有利于充分利用太陽能,輸入該生態系統的總能量增加,C正確;據圖2可知,樹線之上植被厚度越大,樹線上升幅度越小,二者之間呈負相關,D正確。三、非選擇題:本題共2小題,共48分。13.(23分)大興安嶺某林區發生中度火燒后,植被演替過程如圖所示:據圖回答:(1)該火燒林地上發生的是

演替。與①相比,③中群落對光的利用更充分,因其具有更復雜的

結構。

(2)火燒15年后,草本、灌木豐富度的變化趨勢均為

,主要原因是它們與喬木競爭時獲得的

。

(3)針葉林凋落物的氮磷分解速率較慢,火燒后若補栽喬木樹種,最好種植

,以加快氮磷循環。

(4)用樣方法調查群落前,需通過逐步擴大面積統計物種數繪制“種-面積”曲線,作為選取樣方面積的依據。如圖是該林區草本、灌木、喬木的相應曲線。據圖分析,調查喬木應選取的最小樣方面積是

。

【解析】(1)火燒后的林地發生的演替屬于次生演替。與草本灌木相比,針闊葉混交林生物種類和數目多,具有復雜的垂直結構,對光能的利用更充分。(2)據圖可知,火燒15年后,草本、灌木豐富度下降后保持相對穩定,主要原因是它們與喬木競爭時獲得的光逐漸減少。(3)由于針葉林凋落物的氮磷分解速率較慢,所以火燒后補栽喬木樹種,最好種植闊葉樹,以加快氮磷循環。(4)由于喬木、灌木、草本的個體大小逐漸減小,則從曲線可知喬木物種數達到最大值所需的最小樣方面積是S3。14.(25分)(綜合性·群落結構和演替)掌握不同放牧強度下草地植物物種豐富度和草地植物地上總生物量的變化,對確定合理放牧強度、實現草地的可持續利用具有重要的指導作用。我國廣大科研人員在川西北高寒草甸開展了不同放牧強度的實驗,結果如圖所示。回答下列問題:(1)物種豐富度是指

。

可采用

法調查草地植物物種豐富度,為減小調查的誤差,應做到隨機取樣并

。

(2)由甲圖實驗結果可得到的初步結論是:___________________。

由乙圖實驗結果可推測,若使川西北高寒草甸保持可持續性利用應采用

放牧強度,理由是__________________________________________。

(3)不同放牧強度會使高寒草甸植物優勢種群發生改變,這屬于群落的

演替。

【解析】(1)物種豐富度是指群落中物種數目的多少。可采用樣方法調查草地植物物種豐富度,為減小調查的誤差,應做到隨機取樣和取各樣方的平均值。(2)通過甲圖看出,隨著時間的推移,后一年的輕度放牧,中度放牧,重度放牧物種的豐富度都比上一年低,同時同一年中隨著放牧強度增加,物種豐富度也下降,故由甲圖實驗結果可得到的初步結論是:隨放牧強度增加、放牧時間延長,物種豐富度降低。由乙圖實驗結果可推測,若使川西北高寒草甸保持可持續性利用應采用中度放牧強度,理由是隨放牧時間延長,中度放牧草地地上總生物量變化最小。(3)不同放牧強度會使高寒草甸植物優勢種群發生改變,這屬于群落的次生演替。答