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第2章 第3节 群落的演替
问题探讨
1883年8月 , 印度尼西亚喀拉喀托火山
爆发 ,岩浆滚滚而出 ,所到之地生物全部死
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880种。
在此期间 ,植株逐渐繁茂起来 ,形成了小树
林。
地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→乔木阶段。
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了变化 ,一般不能恢复原来的群 落结构。
讨论: 1.生物是如何一步步地定居在新土地上的?
像这样,随着时间的推移,有些物种可能会消失,
使原有的群落发生改变, 在恢复过程中,外来新物 种可能会进入,形成新的群落,这种现象称为什么?
蜘蛛
202种动物
621种动物
880种动物
几年后
1909年 1919年 1934年
小草
小树林
1883年 火山爆发,岩浆所到之处生物
生物是如何一步步地定居在新土地上的?
死亡,成了一片裸地
群落1
群落2
群落3
群落4
演替有哪些类型呢?光裸的岩石上是怎样长出森林的呢?
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。
2.演替原因:
1.演替概念:
一、演替的概念及原因
1.裸岩上的演替经历了哪些阶段?
2.光裸的岩石上首先定居的生物为什么是地衣,不是苔藓和草本植物?
3.地衣阶段又为苔藓的生长提供了怎样的基础?苔藓和地衣有怎样的种间
关系 哪种生物占优势
4.在森林阶段,群落中还能找到地衣、苔藓、草本植物和灌木吗?这个事
实说明什么呢?
5.就裸岩上的整个演替过程而言,土壤条件发生了什么样的变化
6.在演替过程中群落结构和物种丰富度发生了怎样的变化?
请同学们自主阅读教材P38-40,小组合作思考讨论完成问题。
(一)裸岩上的演替过程
二、演替的类型
草本植物阶段
苔藓阶段 /
地衣阶段
裸岩阶段
乔木阶段/
/
灌木阶段 /
/
(一)裸岩上的演替过程
一、演替的类型
乔木阶段 /
灌木阶段
/
草本植物阶段
/
苔藓阶段 丫
地衣阶段
裸岩阶段
表层为岩石或石砾,没有植物及植物繁殖体,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
二、演替的类型
/
/
草本植物阶段
苔藓阶段
地衣阶段
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。
(一)裸岩上的演替过程
二、演替的类型
裸岩阶段
乔木阶段 /
灌木阶段
/
/
草本植物阶段
苔藓阶段/
/
地衣阶段
裸岩阶段
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
(一)裸岩上的演替过程
二、演替的类型
乔木阶段
灌木阶段
/
/
苔藓阶段
地衣阶段
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
(一)裸岩上的演替过程
二、演替的类型
草本植物阶段
裸岩阶段
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
/
/
草本植物阶段
/
/
/
/
(一)裸岩上的演替过程
二、演替的类型
苔藓阶段 /
地衣阶段
裸岩阶段
乔木阶段
灌木阶段
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
草本植物阶段
苔藓阶段
地衣阶段
(一)裸岩上的演替过程
二、演替的类型
乔木阶段
裸岩阶段
灌木阶段
裸岩
乔木
苔藓
灌木
草本
在演替的过程中,
土壤中的有机物越来
越丰富,群落中物种 丰富度逐渐加大 ,食 物网越来越复杂 ,群 落的结构也越来越复 杂。
二、演替的类型
地衣
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?
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。
二、演替的类型
—思考 .讨论
分析群落的演替
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?
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。
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;
这里的取代指的是优势取代,即优势种的更迭,地衣不一定消失;
二、演替的类型
—思考 .讨论
分析群落的演替
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。在群落演替过程中, 一些种群取代另一些种群是指“优势取代
” ,而不是“取而代之”。
二、演替的类型
—思考 .讨论
分析群落的演替
弃耕农田上如何发生群落的演替呢?
阅读教材P40-41及图2-12,小组合作思考讨论完成问题。
1.用文字和箭头的形式在草稿本上写出弃耕农田上群落演替经历
的过程?
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?
二、演替的类型
初生演替
次生演替
不同点 起点
实例
经历时间
演替速度
发展趋势
经历阶段
相同点
4.两种演替类型的比较
二、演替的类型
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
一年生杂草生长
→ 土壤条件改 善 → 多年生 杂草接踵而至
(二)弃耕农田上的演替过程
乔木出现
→ 逐渐取代 灌木,成为
优势种
气候适宜的条
件下,逐渐演 替出树林
弃耕农田
二、演替的类型
杂草
灌木
乔木
森林
不一定;
在气候条件适宜的情况下,从弃耕的农田演替出树林,需要数十年的时间。
如果在干旱的荒漠地区,群落的演替就很难形成树林,或许只能发展到草
本植物阶段或稀疏的灌木阶段。
弃耕的农田一定会演替成树林吗?
思考
弃耕农田
二、 演替的类型
森林
杂草
灌木
乔木
实 例 裸岩
弃耕地
起始条件 裸地,无任何植物繁殖体
有土壤条件,甚至有植物繁殖体
演替阶段 裸岩→地衣→苔藓→草本 →灌木→乔木
弃耕地→草本→灌木→乔木
速 度 慢
快
发展趋势 趋向形成新群落
趋向于恢复原来的群落
共同点 有机物越来越 丰富 ,物种丰富度逐渐 加大 , 食物网越来越 复杂 ,群落的结构越来越 复杂 。 最终群落发展成一个与所处环境相适应的相对稳定的状态。
二、 演替的类型
思考.讨论 比较发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替
思考.讨论 比较发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替
3.演替的终点一定是森林阶段吗? 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。
这些因素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,群落就不断地演替。
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?
二、 演替的类型
火山岩 、 冰川泥 上进行的演替。
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。
2.实例: 如在 沙丘 、
(三)初生演替
从0开始
无→有→多
1.概念:
二、 演替的类型
是指在 原有植被虽已不在 ,但 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 。
2.实例: 如在火灾过后的草原、 过量砍伐的森林、弃耕的农田 上进行的演替
(四)次生演替
(有)少→多
从1开始
1.概念:
二、 演替的类型
演替类型 初生演替
次生演替
不同点 起点 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。
实例 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。
经历时间 长
短
速度 慢
快
发展趋势 趋向形成新群落
趋向于恢复原来的群落
经历阶段 较多
较少
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。
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;
(五)群落演替的终点是顶极群落
二、 演替的类型
当群落演替发展到群落内的生物与生物之间以及生物与非生物环境之间都
相适应时 ,群落处于比较稳定的状态 ,但是此时群落内的生物种群仍然进行着 繁殖和变化, 同时外界环境也会改变 ,这些因素又会使群落发生改变。 因此 , 群落始终处于动态的变化中,并趋向于形成新的相对稳定的状态。
有人说 ,稳定是相对的、暂时的 ,而变化是永恒的。
请结合群落的演替,谈谈你对这句话的看法。
2024/3/22
影响群落演替的因素
(1)内部因素: 群落内部种群相互关系的发展变化,生物的迁入、迁出等。
(2)外部因素: 群落的外界环境的变化以及人类的活动等。
这些因素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,群落就不断地演替。
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。
三、 影响群落演替的因素
1.资料中,人类活动使群落演替向什么方向进行?
2.人类活动对上述群落的演替速度有什么影响?
3.如果去除人类活动,这些群落又会向什么方向演替?
四、 人类活动对群落结构演替的影响
思考.讨论 分析人类活动影响群落演替的实例
请同学们自主阅读教材P42,小组合作思考讨论完成问题。
四、 人类活动对群落结构演替的影响
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。
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)
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)。
分析人类活动影响群落演替的实例
四、 人类活动对群落结构演替的影响
思考.讨论
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。
四、 人类活动对群落结构演替的影响
思考.讨论 分析人类活动影响群落演替的实例
3.如果去除人类活动,这些群落又会向什么方向演替?
2.人类活动对上述群落的演替速度有什么影响?
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。
人类活动加快了这种演替的速度。
四、人类活动对群落结构演替的影响
人类活动 会使群落演替按照 的 _和 _进行
小结:
1.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;
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;
2.人类活动加快了这种演替的速度
3.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
现学现用:
据调查,近5万年以来,某地区由于气候越来越干燥,森林逐渐被灌木丛
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
致局部灌木丛出现了荒漠化,该现象表明:
①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_
变快(填“未发生改变”、“变慢”或“变快”)
②演替的方向 未发生改变 (填“发生改变”或“未发生改变”)
四、人类活动对群落结构演替的影响
人类活动对群落演替的影响都是不良的吗?
群落物种丰富度降 低;种间关系、空 间结构等更简单
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。
群落演替的方 向和速度改变
四、 人类活动对群落结构演替的影响
1.消极影响:
人类活动
环境改变
过度放牧的草原
污水排入河流
被砍伐的森林
通过封山育林、治理沙漠、管理草原,甚至建立人工群落等, 人类活动
也可以使群落朝着物种增多、结构复杂的方向演替。
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、 人类活动对群落结构演替的影响
2.积极影响:
60年前毛乌素沙漠
现在的毛乌素沙漠
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后(2017年)
陕西省延安市吴起县退耕前(1984年)
五、 退耕还林、还草、还湖
1.原因:
2.目的:
l 2014年启动了新一轮退耕还林还草工程;
l 2015年将这项工程列为生态文明体制改革的组成部分;
l 2018年,我国启动了大规模国土绿化行动。
l 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。
l 2003年1月20日起施行《退耕还林条例
五、 退耕还林、还草、还湖
》。
群落内生物
达到与群落所处环境相适应的相对稳定的状态
初生演替
次生演替
小结
结构越来越复杂
起始
条件
群落演替
外界环境
人类活动
影响
因素
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( D)
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
概念检测
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( B )
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
概念检测
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
练习与应用
4.对一处弃耕农田的演替过程的记录如下表所示,请据表回答下列问题。
(1)该地草本植物的演替速度 快 (填“快”或“慢”) ,木本植物的演替速度慢
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
(2)一般来讲,与草原相比,针叶林中的动物分层现象较为 复杂 (填“简单”或“
复杂”),原因是 针叶林的植物分层为动物分层创造了条件 。
概念检测
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
(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。
概念检测
湖底是原生裸地)
②沉水植物阶段(轮藻、金鱼藻、黑藻)
③浮叶根生植物阶段(莲、睡莲)
④挺水植物和沼泽植物阶段(芦苇、禾本科)
⑤森林群落阶段(实际上就是湖泊被慢慢 填平的过程)
①裸底阶段(在一般的淡水湖泊中,水深超 过5~7m时,
从湖泊开始的群落演替分析
一、选择题
1.生物群落的空间结构受多种因素影响。下列叙述错误的是( D)
A.植物群落的垂直分层现象与光照有关
B.动物群落的垂直分层现象与植物有关
C.植物群落的水平分布现象与地形有关
D.动物群落的水平分布一般都是均匀的
一、选择题
2.甲地发生森林火灾导致原有植被消失,乙地因火山喷发被火山岩
全部覆盖,之后两地均发生了群落演替。关于甲、乙两地群落演替的叙 述,错误的是(A )
A.甲地和乙地发生的演替类型相同
B.若没有外力干扰,甲地可重现森林
C.地衣会比苔藓更早地出现在乙地火山岩上
D.甲、乙两地随着时间延长,物种丰富度逐渐增加
3. 甲、乙、丙是食性相同、不同种的蝌蚪,三者之间无捕食关系。某研究小组在4
个条件相同的人工池塘中各放入1 200只蝌蚪(甲、乙、丙各400只)和数量不等的同 种捕食者, 一段时间后,各池塘中3种蝌蚪的存活率如下表所示。下列推测不合理的 是 ( D )
A. 捕食者主要捕食甲和丙
B. 蝌蚪的种间竞争结果可能受捕食者影响
C. 无捕食者时蝌蚪的种间竞争可能导致乙消失
D. 随着捕食者数量增加,乙可获得的资源减少
一、选择题
二、非选择题
1.种植过大片草莓的农田,闲置多年后被木本植物覆盖,成片的草
莓不见了。请解释其中的原因。为什么草莓不能和木本植物共同繁盛呢?
这是群落演替的结果。因为木本植物较为高大,能占据更多空间,
获得更多的阳光,与草莓相比,它们处于优势地位,所以能繁盛起 来,而草莓得不到生长所需的阳光,难以成片生长。
二、非选择题
2.我国南方某地的一个稻田群落,近30年来发生了显著的变化:原来种
群密度较高的青蛙,现在已经很少;原来有大量的泥鳅、鳍鱼、田螺等动 物,现在它们几乎绝迹。
(1)试分析该稻田群落的物种组成发生变化的原因。
主要是人类活动的影响,如化肥、农药对环境造成污染,人类的捕捉等。
(2)上述变化对农业生产有什么影响?对农民的收入会有影响吗?
害虫数量会增多,土壤生态环境会被破坏,土质变差;
农民对化肥、农药的依赖性增强,生产成本较高,因而影响农民增加收入。
二、非选择题
(3)按此趋势发展下去,再过30年,稻田群落还会发生什么变化?
按此趋势, 30年后,稻田对化肥、农药的依赖性将越来越强,稻田群
落变得更为单一、脆弱。
(4)现在有些地区发展稻田养鱼,建设“稻—萍—鱼”等立体农业。你认
为这是人类的创造还是对大自然本来面貌的回归?
人类按照自然规律进行的创造,目的是借助自然群落中生物之间的关
系使人类的活动在满足人类需求的同时,也有益于环境。这种做法体现了 尊重自然的理念,因而在某种意义上也可以视作对大自然本来面貌的回归。
二、非选择题
3.我国南方很多的村落背后都有一片充当绿色屏障的防护林。防护林保留了部分原
始植被的特征,但同时由于深受人类活动的干扰而与自然群落有一定差异。研究表明,
在华南某地,随着干扰(主要是砍伐成树)强度的增加,防护林林下的植物丰富度增加,
阳生植物增多。在人工干扰强度不同的防护林中,占优势的树种也有差异。受到重度干 扰的防护林,比自然林更容易遭受外来物种的入侵。
(1)砍伐成树有助于林下植物的生长,主要是影响了哪一类种间关系?干扰后林下
的阳生植物为什么会增多?
种间竞争 。人工干扰后,林下阳生植物能够获得更多的光照、水肥,
有利于其生长繁殖。
二、非选择题
(2)一定程度的人工干扰可能会增加防护林群落的物种丰富度,这给我们什么启示?
适度砍伐成树,既可以增加防护林物种的丰富度而提高其稳定性,又可
以获得一定的经济效益。
(3)为什么重度人工干扰的防护林比自然林更容易遭受外来物种入侵?这给我们什么
启示?
重度人工干扰,导致防护林物种丰富度降低,群落结构简单,抵抗外
界干扰的能力弱,就更容易遭受外来物种人侵。这提示我们要尊重自然规 律,保护好绿水青山,走可持续发展之路。