(共25张PPT)
第3节
群落的演替
第2章 群落及其演替
1. 群落演替的概念:随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程,叫做群落演替。
一. 演替的概念
2. 演替的原因:
群落是一个动态系统,是不断发展变化的。
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。
二. 演替的类型
1. 发生在裸岩上的演替(初生演替)
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。
裸岩阶段
二. 演替的类型
地衣首先在裸岩上定居,地衣分泌的有机酸可加速岩石风化形成土壤的过程,于是,土壤颗粒和有机物逐渐增多。
真菌
藻类
通过菌丝提供水、CO2、无机盐
通过光合作用提供有机养料
裸岩阶段
地衣阶段
1. 发生在裸岩上的演替(初生演替)
二. 演替的类型
形成原因: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,能获得更多的阳光。
变化:苔藓的生长会进一步使岩石分解,土层加厚,有机物增多,土壤中微生物的种类也越来越丰富。
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
1. 发生在裸岩上的演替(初生演替)
二. 演替的类型
形成原因:在土壤能保持一定水分时,草本植物的种子就能够萌发生长。竞争的结果是较高的草本植物逐渐占据了优势。
变化:各种昆虫和其他小动物开始进入这个地区。在动植物的共同作用下,土壤中的有机物越来越丰富,土壤的通气性越来越好。
草本植物阶段
1. 发生在裸岩上的演替(初生演替)
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
二. 演替的类型
灌木阶段
形成原因:灌木和小乔木开始生长。灌木比草本更为高大,“剥夺”了草本植物的阳光,逐渐取代了部分草本植物。
变化:灌木的生长起到了遮阴、避风等作用,同时提供了更为丰富的食物,于是成为很多鸟类的栖息地。物种的多样化使群落的结构较为稳定,抵御环境变化的能力增强。
草本植物阶段
1. 发生在裸岩上的演替(初生演替)
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
二. 演替的类型
乔木阶段
形成原因:在灌木群落所形成的湿润土壤上,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,因而最终占据了优势,成为茂盛的树林。
变化:树林的形成进一步改善了生物生存的环境,物种进一步多样化,生物与环境之间的关系变的更加丰富多样,于是,群落演替到了相对稳定的森林阶段。
灌木阶段
草本植物阶段
1. 发生在裸岩上的演替(初生演替)
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
二. 演替的类型
思考 · 讨论 分析群落的演替
讨论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。
讨论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。而苔藓生长后,由于其植株高于地衣,能获得更多的阳光,处于优势地位,结果苔藓逐渐取代了地衣。
二. 演替的类型
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。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”。
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。
二. 演替的类型
2. 发生弃耕农田的演替(次生演替)
草本植物阶段
农田被弃耕以后,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
草本植物阶段
灌木阶段
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。
2. 发生弃耕农田的演替(次生演替)
二. 演替的类型
乔木阶段
再经过一段时间,乔木开始出现。高大的乔木占据了更多的空间,灌木逐渐减少,乔木逐渐蔚然成林。
草本植物阶段
灌木阶段
2. 发生弃耕农田的演替(次生演替)
二. 演替的类型
森林
2. 发生弃耕农田的演替(次生演替)
乔木阶段
草本植物阶段
灌木阶段
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。如果是在干旱的荒漠地区,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。
二. 演替的类型
(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。
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。
思考 · 讨论 比较发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替
讨论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。
(1)不一定。如果是在干旱的荒漠地区,群落的演替就很难形成森林,或许只能发展到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。
(2)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。
思考 · 讨论 比较发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替
讨论2:这两种演替有哪些共同点?
讨论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?
实例:如在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。
3. 演替的两种类型
划分依据:起始条件
二. 演替的类型
实例:火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕农田上进行的演替。
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 从 的群落发展为 的群落; 群落中的 和 增多, 能得到更充分的利用。 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
火山岩、沙丘、冰川泥等
弃耕农田、火灾过后的草原、过量砍伐的森林
较长
较短
缓慢
较快
较多
较少
结构简单
结构复杂
物种数量
群落层次
土壤、光
形成新群落
恢复原来的群落
4. 初生演替与次生演替的比较
二. 演替的类型
思考 · 讨论 分析人类活动影响群落演替的实例
三. 人类活动对群落演替的影响
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、金鱼藻、黑藻
鱼类 种类 74种 54种
占优势的物种 鲤鱼、鲫鱼、鳊鱼 鲫鱼、黄颡鱼、红鳍鲌
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。
讨论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。
讨论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。
1. 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。
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)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。
2. 人类活动对群落演替的影响——消极影响
被砍伐的森林
过度放牧的草原
污水排入河流
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。
封山育林
治理沙漠
人工群落
管理草原
掌握自然演替的规律,和群落的动向,使之朝着对人类有益的方向发展。
3. 人类活动对群落演替的影响——积极影响
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(毁林开荒、围湖造田),导致了严重的水土流失,并且成为洪涝灾害频繁发生的重要原因。
四. 退耕还林、还草、还湖
2. 目的:
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)
本节结束!