生物人教版（2019）选择性必修2 2.3群落的演替（共36张ppt）

(共36张PPT)
生活在同一区域的不同种群不是孤立的，而是直接或间接地联系着，共同构成了有序的整体——群落。
在华北地区植树造林的实践中，人们发现，在人工林群落中，容易发生鼠害。随着人工林的成长，鼠类剥食落叶松、樟子松的树皮，啃食幼苗，危害林木的生长和存活，而鼠的种群数量会大增。防治后过一段时期，鼠害还会反复。然而，在气候条件相似或优势树种相同的天然林中，鼠害的威胁却小得多。
为什么人工林容易受到鼠害的威胁呢 能不能通过经常投放鼠药的方式来防治人工林的鼠害？在优势树种相同的人工林和天然林中，物种的组成及相互关系是否相同呢？
第 2 章 群落及其演替
群落及其演替
第3节 群落的演替
学习目标
1. 演替的概念
2. 演替的类型
①判断依据;②概念;③比较;④结果;⑤影响因素
⑥顶级群落:定义与特点
3. 人类活动对群落演替的影响
①影响因素;
②负面影响 正面影响
4. 退耕还林、还草、还湖
①原因;②目的
问题探讨:演替的概念
1883年8月7日，印度尼西亚喀拉喀托火山爆发，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种动物在这块新的土地上生活，1919年动物增加到621种，1934年增加到800种。在此期间，植物逐渐繁茂起来，形成了小树林。
1.生物是如何一步步定居在新土地上的
讨论
随着时间的推移一个群落被另一个群落代替的过程，就叫做群落演替
原因：
群落是一个动态系统，是不断发展变化的。
注意:”代替”优势种地位的取代，而不是群落中原有种群的消失。
问题探讨
1883年8月7日，印度尼西亚喀拉喀托火山爆发，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种动物在这块新的土地上生活，1919年动物增加到621种，1934年增加到800种。在此期间，植物逐渐繁茂起来，形成了小树林。
讨论
2.这一地区有可能恢复原来群落的结构吗
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。
群落结构因此而发生变化，一般不能恢复原来的群落结构。
过渡:裸岩上的演替是怎样长出森林的呢
演替的类型
1.裸岩到森林的演替
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
演替的类型
1.裸岩到森林的演替
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
没有植物及植物繁殖体，或者是原来存在过制备但被彻底消灭。
演替的类型
1.裸岩到森林的演替
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。
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。
演替的类型
1.裸岩到森林的演替
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
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？
通过地衣分泌有机酸加速岩石风化形成土壤，并积累起了有机物，这为苔藓的生长提供了条件
演替的类型
1.裸岩到森林的演替
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。
演替的类型
1.裸岩到森林的演替
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。
演替的类型
1.裸岩到森林的演替
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
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。
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。在群落演替过程中，一些物种取代另一些物种是指“优势取代”而不是“取而代之”。
演替的类型:冰川泥的演替
在地衣开拓的基础上，苔藓便能生长起来，苔藓比地衣长得高，更能适应环境，于是逐渐扩展。苔藓生长会进一步使岩石分解，土层增厚，有机质增多，土壤中微生物的种类越来越丰富。
在土壤能保持一定水分时，草本植物的种子就能萌发生长。竞争的结果是较高的草本植物逐渐占据了优势。这时，各种昆虫和其它小动物进入这个地区。在动植物的共同作用下，土壤中有机质越来越丰富，土壤通气性越来越好。
冰川消退，大地裸露（裸岩阶段）。
地衣在风力、降水、海水等作用下迁移至裸岩并定居。地衣分泌有机酸加速岩石风化形成土壤的过程。于是，土壤颗粒和有机质逐渐增多。（地衣阶段）
灌木和小乔木开始生长。灌木比草本植物更为高大，“剥夺”了草本植物的阳光，逐渐取代了部分草本植物。灌木的生长起到了遮荫、避风的作用，同时提供了更为丰富的食物，于是成为许多鸟类的栖息地。群落结构越来越复杂。
在灌木形成的湿润土壤上，各种乔木的种子萌发出来。乔木比灌木具有更强的获得阳光的能力，因此最终占据了优势，成为茂盛的森林。群落演替到了相对稳定的森林阶段。
演替的类型
2.弃耕农田上发生的演替
杂草
弃耕农田
灌木
乔木
森林
演替的类型
2.弃耕农田上发生的演替
杂草
弃耕农田
灌木
乔木
森林
一块弃耕裸露的农田
演替的类型
2.弃耕农田上发生的演替
杂草
弃耕农田
灌木
乔木
森林
一年生杂草生长→土壤条件改善→多年生杂草接踵而至。
演替的类型
2.弃耕农田上发生的演替
杂草
弃耕农田
灌木
乔木
森林
土壤有机物增多，土壤保水能力增强→小灌木生长→形成灌木丛
演替的类型
2.弃耕农田上发生的演替
杂草
弃耕农田
灌木
乔木
森林
乔木出现→逐渐取代灌木，称为优势种。
演替的类型
2.弃耕农田上发生的演替
杂草
弃耕农田
灌木
乔木
森林
气候适宜的条件下，逐渐演替出树林。
演替的类型
3.群落演替的两种类型
划分依据
起始条件(演替的起点)
①初生演替
在一个从来没有植被覆盖的地面，或者原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替。
沙丘
火山岩
冰川泥
②次生演替
在原有植被虽已不在，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。
火灾过后的草原
过量砍伐的森林
弃耕的农田
演替的类型
3.群落演替的两种类型
演替类型 起点 速度 趋势 阶段多少
初生演替
次生演替
没有土壤的地段
有土壤，甚至土壤中有植物的繁殖体
慢
快
形成新群落
恢复原来的群落
多
少
思考·讨论：比较发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替
演替的类型
思考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？这两种演替有哪些差异？
从演替起点看，裸岩上的演替是从一个从来没有植被覆盖的地面，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。弃耕农田上的演替是在原有土壤条件基本保留，甚至保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。
从演替速度看，裸岩上的演替速度慢，经历的阶段较多；弃耕农田上的演替速度快，经历的阶段相对少；等等。
“富一代” 和“富二代”
思考·讨论：比较发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替
演替的类型
思考2:这两种演替有哪些共同点？
共同点：
从结构简单发展为结构复杂，群落中的物种数量和群落层次增多，土壤、光能得到更充分的利用，最终群落会发展成一个与环境相适应的相对稳定的状态。
思考3:演替都会发展为森林吗？一个群落最终演替到什么阶段，主要受哪些因素的影响？
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，群落内种群间的相互关系，人类活动等因素的影响。
演替的类型
1.为什么群落不断地演替？
影响群落演替的因素（群落外界环境、群落内部种群相互关系、人类的活动等）常常处于变化的过程中，适应变化的种群数量增长或得以维持，不适应的数量减少甚至被淘汰，因此群落不断地演替
2.那么群落演替是一个无休止的过程吗？
不是；
任何环境下的演替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
思考4
3.群落演替的结果是什么？
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相对稳定的状态
4.群落演替的结果
初生演替和次生演替的最终结果相同，结果如下：
①群落结构变得复杂
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
演替的类型
5.影响群落演替的因素
外因:①群落外界环境的变化
生物的迁入、迁出
群落内部种群相互关系的发展变化
②人类活动
适应影响因素变化的种群数量增长或得以维持，不适应的数量减少甚至被淘汰。
内因:③群落内的生物变化
6.顶级群落
群落演替到与群落所处环境相适应的相对稳定的状态，演替就不再进行了。此时的群落称为这个环境下的顶级群落。
①定义
②特点
群落中各主要种群的出生率等于死亡率
群落中能量的输入和输出相等。
演替的类型
顶级群落主要由当地的年平均温度和年平均降雨量决定。
总结：群落演替的环节
侵入
定居
竞争
取代
群落形成的首要条件，也称迁移或迁入。
能够在新地点繁殖。
种内竞争和种间竞争。
优势取代，优势种发生替换。
人类活动对群落演替的影响
思考·讨论：分析人类活动影响群落演替的实例
资料1 我国黄土高原的历史变迁
资料2 20世纪60年代起，长江中下游某湖泊由于大规模围湖造田，造成湖泊的物种丰富度下降，优势种发生变化。
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？
可能发展到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。
1.影响结果
使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行
（即改变了演替的方向和速度）。
污水排入河流
人类活动对群落演替的影响
注意：
①人类活动可以使群落演替的速度在原来的基础上加快或者减慢；
②人类活动往往会使演替偏离其自然演替的方向，有时也会和自然演替的方向一致。
③人类活动不一定同时改变速度和方向；
1.影响结果
使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行
（即改变了演替的方向和速度）。
污水排入河流
人类活动对群落演替的影响
（2014新课标I卷30节选）请回答关于群落演替的问题：
（3）据调查，近5万年以来，某地区由于气候越来越干燥，森林逐渐被灌丛取代，这也是自然界存在的一种演替类型。近50年来，由于人类过度开垦，导致局部灌丛出现了荒漠化，该现象表明：与该地区具有的自然演替相比，人类的开垦活动使得该地区群落的演替速度________（填“未发生改变”、“变慢”或“变快”），演替的方向_____________（填“发生改变”或“未发生改变”）。
变快
未发生改变
2.负面影响 —— 使群落的物种丰富度下降
人类活动对群落演替的影响
被砍伐的森林
过度放牧的草原
污水排入河流
（1）砍伐森林可以在短期内改变森林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。
（2）过度放牧则可能很快导致土地荒漠化，使草原生物群落演替为荒漠生物群落。
（3）未经处理的污水直接排入河流，可能给水生生物带来灭顶之灾。
3.正面影响 —— 使群落的物种丰富度上升
封山育林
治理沙漠
管理草原
建立人工群落
人类活动对群落演替的影响
退耕还林、还草、还湖
1.原因
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。
2.目的
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实施退耕前后的对比
1984年
2017年
退耕还林、还草、还湖
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，我国明确提出退耕还林、还草、还湖和退牧还草，颁布了《退耕还林条例》，自2003年1月20日起施行。截至2013年，全国共有25个省(自治区、直辖市)参与这项工程，累计完成退耕还林2.98×107hm2。这项浩大的工程堪称世界上规模最大的生态工程。
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。
绿水青山就是金山银山！
一、概念检测
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。（ ）
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
×
√
D
课本课后习题
课本课后习题
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
课本课后习题
4.对一处弃耕农田的演替过程的记录如右上表所示,请据表回答下列问题
弃耕年数 优势植物 非优势植物
0~1 马唐 —
1 飞蓬 豚草
2 紫菀 豚草
3 须芒草 豚草
5~10 短叶松 火炬松
50~100 栎 山核桃
(1)该地草本植物的演替速度____(填“快”或“慢”),木本植物的演替速度___
快
慢
(2)一般来讲,与草原相比,针叶林中的动物分层现象较为_______(填“简单”或“复杂”),原因是_______________________________________。
复杂
针叶林的植物分层为动物分层创造了条件
(3)如果一块弃耕农田位于半干旱地区,群落演替最可能发展到哪个阶段
可能发展到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。