(共35张PPT)
第2章 群落及其演替
第3节 群落的演替
1.群落演替有哪些类型?
2.演替的大致过程是怎样的?
3.怎样看待人类活动对群落演替的影响?
本节聚焦
1883年8月7日,印度尼西亚喀(kā)拉喀托火山爆发,岩浆滚滚而出,所到之处生物全部死亡,成了一片裸地。几年后,地面上长出了小草,出现了一种蜘蛛。到1909年,有202种动物在这块土地生活。1919年动物增加到621种,1934年增加到880种。在此期间,植物逐渐繁茂起来,形成了小树林。
P38 问题探讨
喀拉喀托火山(视频)
1.生物是如何一步步地定居在新土地上的?
地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→乔木阶段
2.火山爆发后环境条件发生了变化,在火山爆发中,有些物种可能会消失,在恢复过程中,外来新物种可能会进入,群落因此而发生了变化,一般不能恢复原来的群落结构。
2.这一地区有可能恢复原来群落的结构吗?
一、演替概念及原因
随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程。
群落是一个动态系统,是不断发展变化的。
1.群落演替的概念:P38
2.演替原因:
思考:演替有哪些类型呢?光裸的岩石上是怎样长出森林的呢?
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
(一)裸岩上的演替过程
二、演替的类型 P39
裸岩阶段
表层为岩石或石砾,裸岩上没有任何生物,或者是原来存在过植被但被彻底消灭。
(一)裸岩上的演替过程 P38
(1)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
二、演替的类型
(一)裸岩上的演替过程 P39
(2)地衣阶段
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
地衣侵入→定居→分泌有机酸→加速岩石风化→土壤颗粒和有机物增多。
二、演替的类型
(一)裸岩上的演替过程 P39
(3)苔藓阶段
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
苔藓侵入→定居、扩展→进一步分解岩石→土层加厚、有机物增多→土壤微生物增多
二、演替的类型
(一)裸岩上的演替过程 P39
(4)草本植物阶段
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
草本植物侵入→定居→竞争→较高草本植物占优势→小动物增多→土壤有机物丰富、通气性好
二、演替的类型
(一)裸岩上的演替过程 P39
(5)灌木阶段
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
灌木、小乔木侵入并定居→竞争→灌木、小乔木占优势→动物进一步增多→物种多样化→群落结构较稳定→抵御环境变化的能力增强
二、演替的类型
(一)裸岩上的演替过程 P39
(6)乔木阶段
乔木在竞争中占优势→形成茂盛的树林→进一步改善环境→物种进一步多样化→生物与环境的关系更丰富多样→相对稳定的森林阶段
有机物总量逐渐增加,群落结构变得更加复杂,物种丰富度变得更大,群落的稳定性变得更强。
二、演替的类型
1.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?
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而从裸岩中获取养分。
2.地衣阶段为苔藓的生长提供了怎样的基础?地衣被苔藓取代了吗?
(1)地衣分泌的有机酸可加速岩石风化形成土壤,并积累起有机物,这为苔藓的生长提供了条件。
(2)苔藓生长后,由于其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。
P40 思考*讨论
3.在森林阶段,群落中还能找到地衣、苔藓、草本植物和灌木吗?
能找到这些植物。形成森林后,乔木占据了优势,取代了灌木的优势,但在森林中各种类型的植物都是存在的。
1.弃耕农田上的演替依次经历哪些阶段?
2.从演替的起点来看,发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替有什么不同?这两种演替还有哪些差异?这两种演替有哪些共同点?
3.演替都会发展为森林吗?一个群落最终演替到什么阶段,主要受哪些因素影响?
请同学们自主阅读教材P40-41,小组合作思考讨论完成问题。
P40 思考*讨论
杂草
弃耕农田
灌木
乔木
森林
(二)弃耕的农田上的演替过程 P40
农田被弃耕后,很快就会长满一年生的杂草。在杂草的覆盖下,土壤条件会得到改善,一些多年生的杂草会“接踵而至”
二、演替的类型
杂草
弃耕农田
灌木
乔木
森林
(二)弃耕的农田上的演替过程 P40
一年生杂草生长→土壤条件改善→多年生杂草接踵而至。
二、演替的类型
杂草
弃耕农田
灌木
乔木
森林
土壤表层的有机物逐渐增多,土壤的保水能力也逐渐增强,这将更有利于植物的生长。几年后,一些小灌木便会生长起来并成为灌木丛。
二、演替的类型
(二)弃耕的农田上的演替过程 P40
杂草
弃耕农田
灌木
乔木
森林
(二)弃耕的农田上的演替过程 P40
乔木出现→逐渐取代灌木,称为优势种。
二、演替的类型
杂草
弃耕农田
灌木
乔木
森林
(二)弃耕的农田上的演替过程 P40
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。
二、演替的类型
1.从演替的起点来看,发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替有什么不同?这两种演替还有哪些差异?
①从演替的起点看:
裸岩上的演替是从一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被、后来植被彻底消失了的地方开始的演替。 P41
弃耕农田上的演替是在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。
②其他差异:
裸岩上的演替速度慢,经历的阶段相对较多。
弃耕农田上的演替速度快,经历的阶段相对较少等。
P41 思考*讨论
2.这两种演替有哪些共同点?
①从结构简单的群落发展为结构复杂的群落;
②群落中物种数量和群落层次增多;
③土壤、光能得到更充分的利用;
④群落稳定性越来越强,最终都会达到一个与群落所处环境相适应的相对稳定的状态。
P41 思考*讨论
思考:我们把像裸岩上的演替、弃耕农田上的演替称为什么?你还能举出相应的实例吗?
(三)初生演替 P41
1.概念:
指在一个___________________的地面,或者是_______________、_______________的地方发生的演替。
从来没有被植物覆盖
原来存在过植被
但被彻底消灭了
2.实例:
如在______、_______、________上进行的演替。
沙丘
火山岩
冰川泥
从0开始
二、演替的类型
依据起始条件,可以分为:
初生演替和次生演替。
(四)次生演替 P41
1.概念:
2.实例:
从1开始
是指在 ,但 基本保留,甚至还保留了 或 。
原有植被虽已不在
原有土壤条件
植物的种子
其他繁殖体
如在 、 、 上进行的演替。
火灾过后的草原
过量砍伐的森林
弃耕的农田
二、演替的类型
演替类型 初生演替 次生演替
不同点 起点
实例
经历时间
速度
发展趋势
经历阶段
共同点 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。
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。
沙丘、火山岩、冰川泥等
火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田等。
长
短
慢
快
趋向形成新群落
趋向于恢复原来的群落
较多
较少
① 从结构简单的群落发展为结构复杂的群落;
② 群落中物种数量和群落层次增多;
③ 土壤、光能得到更充分的利用;
④ 群落稳定性越来越强,最终都会达到一个与群落所处环境相适应的相对稳定的状态。
小结:两种演替类型的比较 P41第1、2段
右图为两个群落演替过程中物种丰富度的变化。回答下列问题:
(1)甲、乙分别是何种演替?判断依据是什么?
不一定。①②两处的物种丰富度虽相同,但是物种组成不一定相同,因为演替过程中,可能出现新物种。
小试牛刀
甲是次生演替,乙是初生演替。从二者起点来看,乙群落开始时物种丰富度为0,甲群落不为0。
(2)甲中①②处的物种组成一定相同吗?为什么?
3.演替都会发展为森林吗?一个群落最终演替到什么程度,主要受哪些因素的影响?
P41 思考*讨论
不一定。主要受当地气候条件,地形和土壤环境,生物的繁殖、迁入和迁出,群落内部种群的相互关系,人类活动等因素的影响。
(五)演替的影响因素
1.外部因素:
2.内部因素:
群落的外界环境的变化以及人类的活动等。
群落内部种群相互关系的发展变化,生物的繁殖、迁入和迁出等。
P41第3段
P41第3段
①这些因素常常处于变化的过程中,适应变化的种群数量_______________,不适应的数量________________,因此,群落就不断地演替。
②无论是初生演替还是次生演替,最终都会达到一个与群落所处环境相适应的___________的状态。
增长或得以维持
减少甚至被淘汰
相对稳定
二、演替的类型
(六)演替的结果
思考:人类活动对群落的演替有影响吗?
三、人类活动对群落演替的影响 P42
资料1:我国的黄土高原历史上曾郁郁葱葱,从东南到西北,依次分布着温带落叶阔叶林、疏林灌丛草原、温带草原等。然而,现在的黄土高原上,森林和草原的覆盖率比历史上大幅度下降,很多黄土丘陵呈光秃状态。
分析人类活动影响群落演替的实例
思考.讨论
三、人类活动对群落演替的影响 P42
分析人类活动影响群落演替的实例
思考.讨论
资料2 :自20世纪60年代起,长江中下游某湖泊进行了大规模的围湖造田,湖水面积减近50%。对该湖泊多种生物的调查表明,水生植物、鱼类和物种丰富度下降,占优势的物种发生变化(下表)。
生物类群 20世纪60年代 20世纪80年代
水生 植物 种类 92种 68种
占优势的物种 菱、竹叶眼子菜、苦草、黑藻 微齿眼子菜、菰(ɡū)、金鱼藻、黑藻
鱼类 种类 74种 54种
占优势的物种 鲤鱼、鲫鱼、鳊(biān)鱼 鲫鱼、黄颡(sǎnɡ)鱼、红鳍鲌(bó)
三、人类活动对群落演替的影响 P42
分析人类活动影响群落演替的实例
思考.讨论
1.上述资料中,人类活动使群落演替向什么方向进行?
人类活动使群落演替朝着物种丰富度降低、结构简单的方向进行。
2.人类活动对上述群落的演替速度有什么影响?
人类活动加快了这种演替的速度。
3.如果去除人类活动,这些群落又会向什么方向演替?
去除人类活动,这些群落一般会朝着人类活动出现之前的状态进行演替,趋向于恢复原来的群落,物种丰富度会增加,结构会变得复杂。
三、人类活动对群落演替的影响
1.消极影响:P42
使群落演替朝着物种丰富度降低、结构简单的方向进行。
被砍伐的森林
过度放牧的草原
污水排入河流
在短期内改变群落中的物种组成和物种丰富度,进而改变群落的演替方向。
思考:人类活动对群落演替的影响都是不良的吗?
封山育林
治理沙漠
人工群落
管理草原
人类活动使群落朝着物种增多、结构复杂的方向演替。
三、人类活动对群落演替的影响
2.积极影响:
人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。
四、退耕还林、还草、还湖 P43
1.原因:
2.目的:
为扩大耕地面积,不惜毁林开荒、围湖造田,以牺牲环境为代价的垦殖活动,造成严重的水土流失,并成为洪涝灾害频繁发生的重要原因。
为处理好经济发展同人口、资源、环境的关系,走可持续发展道路。
陕西省延安市吴起县退耕前(1984年)
陕西省延安市吴起县退耕后(2017年)
2003年1月20日起施行《退耕还林条例》。
四、退耕还林、还草、还湖 P42
截至2019年,全国共有25个省和新疆生产建设兵团参与这项工程,累计完成退耕还林还草3.43×107hm2。
2014年启动了新一轮退耕还林还草工程;
2015年将这项工程列为生态文明体制改革的组成部分;
2018年,我国启动了大规模国土绿化行动。
1.在群落演替的过程中,物种的组成和数量会发生变化。判断下列相关表述是否正确。
(1)群落演替就是群落内原有物种逐渐恢复到原有状态。 ( )
(2)演替早期的种群可能在新形成的群落里出现。( )
×
√
D
练习与应用 P44
2.演替过程中乔木逐渐取代了灌木的优势地位,其主要原因是( )
A.灌木寿命较短
B.乔木繁殖能力较强
C.灌木生长极为缓慢
D.乔木较为高大,能获得更多的阳光
3.我国北方某地区实施退耕还林三年后,对该地区蜘蛛类群的研究表明,地面蜘蛛丰富度增加,但原来分布于农田的蜘蛛种类部分消失了。下列表述错误的是( )
A.退耕农田上发生的群落演替是次生演替
B.部分农田蜘蛛消失说明退耕还林不利于保护生物多样性
C.退耕还林后群落总体上朝着物种增多、结构复杂的方向演替
D.蜘蛛类群的变化说明群落演替过程中物种组成是动态变化的
B
练习与应用 P44
(1)在裸岩上发生演替时首先出现的生物是地衣( )
(2)在弃耕的农田上进行的演替先是初生演替后是次生演替( )
(3)初生演替趋向于形成新群落( )
(4)群落内部因素的变化不会影响群落演替( )
(5)根据群落演替的理论,所有的群落最终都会演替成森林( )
(6)群落演替的结果一定是群落的结构越来越复杂( )
判断正误
√
×
√
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×
小试牛刀