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第3节
群落的演替
第2章 群落及其演替
选必二
学习目标
1.通过对具体实例的分析讨论，运用进化与适应观、稳态与平衡观阐明群落演替的概念、过程及规律。
2.分析群落演替的特征，培养归纳与总结的思维习惯。
3.通过实例探讨人类活动对群落演替的影响，认同退耕还林等措施的意义，形成持续发展观，增强保护环境的责任感。
目录
01
演替的类型
02
人类活动对群落演替的影响
03
退耕还林、还草、还湖
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。
1.生物是如何一步步地定居在新土地上的？
202种动物
621种动物
小草、蜘蛛
小树林、多种动物
火山爆发
2.这一地区有可能恢复原来群落的结构吗？
P38 问题探讨
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。
讨论：
1883年
几年后
1909年
1919年
1934年
至今
随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，叫作群落演替。
1.演替定义：
群落是一个动态系统，是不断发展变化的。
（优势取代）
2.演替过程：
侵入定居→竞争平衡→相对稳定
（先锋群落）
（顶级群落）
演替的类型
01
任务1：从裸岩上开始的群落演替分析
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植物类型 植被总盖度 群落内的 优势种 群落内的 伴生种 与火山口距离
地衣＋苔藓 65%~70% 葫芦藓 细叶金发藓 近
远
地衣＋草类＋矮灌木 55%~60% 万年蒿 星星草 草类＋疏林 65%~68% 小青杨 珍珠梅 针阔混交林 69%~75% 白桦 土三七 针叶林 70%~90% 落叶松 万年蒿 问题1：据表中信息，初步判断裸岩上植物群落演替依次经历哪些阶段
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
裸岩表面无土壤、光照强、干燥、温度变化大，在这样的恶劣环境条件下，最先出现的生物是什么？需要具备哪些特点？
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
任务1：从裸岩上开始的群落演替分析
裸岩阶段
地衣阶段
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
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
任务1：从裸岩上开始的群落演替分析
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
苔藓
地衣
葫芦藓
①优势类群：
苔藓
②形成原因：
a.地衣开拓出适应苔藓的生存环境
b.苔藓比地衣高，更适应环境。
岩石进一步分解，土层加厚，有机物增多，微生物群落丰富。
③变化：
任务1：从裸岩上开始的群落演替分析
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本植物阶段
①优势类群：
草本植物
②形成原因：
a.土壤能保持一定的水分
b.与苔藓相比，草本植物能获得更多的阳光，处于优势地位。
昆虫和其他小动物进入，土壤有机物越来越丰富，通气性越来越好。
③变化：
任务1：从裸岩上开始的群落演替分析
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本植物阶段
灌木阶段
①优势类群：
灌木
②形成原因：
起遮阴避风等作用，提供丰富的食物，成为鸟类栖息地，物种多样化。
③变化：
a.土壤有机物增多，通气性增加
b.比草本植物高大，能获得更多的阳光。
任务1：从裸岩上开始的群落演替分析
①优势类群：
乔木
②形成原因：
乔木比灌木具有更强的获得阳光的能力。
进一步改善生物了生物生存环境，物种进一步多样化，生物与环境的关系变得更加丰富多样。
③变化：
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
任务1：从裸岩上开始的群落演替分析
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
苔藓
地衣
苔藓
地衣
4.在整个演替过程中，土壤条件发生了什么样的变化？物种丰富度和群落的结构发生了怎样的变化？
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。
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”。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.初生演替
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。
（1）概念：
（2）例子：
_______、________、_________上进行的演替
沙丘
火山岩
冰川泥
演替过程中，土壤的有机物越来越丰富，物种的丰富度逐渐加大,食物网越来越复杂，群落的结构也越来越复杂。
（3）趋势：
在弃耕的农田上，群落演替会经历哪些阶段呢？这种演替和发生在裸岩上的演替过程完全相同吗？
杂草
灌木
乔木
弃耕农田
任务2 据表推测发生在弃耕农田上的演替依次经历哪些阶段？
植物类型 演替年数 1 4 15 25 40
草本 31 27 26 30 34
灌木 0 3 4 7 19
乔木 0 0 0 14 23
一年生杂草生长→土壤条件改善→多年生杂草接踵而至
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
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
杂草
弃耕农田
灌木
乔木
任务2：弃耕农田上的演替过程
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。
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。
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？
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。
P41 思考·讨论
（1）概念：
（2）例子：
（3）趋势：
在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(如能发芽的地下茎)的地方发生的演替。
如 、 、 。
火灾过后的草原
过量砍伐的森林
弃耕的农田
物种的丰富度逐渐加大, 群落的结构也越来越复杂。
2.次生演替
实 例 裸岩 弃耕地
起始条件
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
共 同 点 有机物越来越 ，物种丰富度逐渐 ，食物网越来 越 ， 群落的结构越来越 。 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。 裸地，无任何植物繁殖体
有土壤条件，甚至有植物繁殖体
慢
快
丰富
加大
复杂
复杂
初生演替
次生演替
归纳比较
火灾过后的草原
初生演替
次生演替
沙丘
火山岩
冰川泥
过量砍伐的森林
次生演替
初生演替
初生演替
任务三：判断以下演替的类型
弃耕的农田
次生演替
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？
思考
不一定
①生物的迁入迁出；
②群落内部种群相互关系的发展变化；
①群落的外界环境的变化；
②人类的活动；
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。
内因
外因
拓展深化
群落演替的终点是顶极群落
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，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。
拓展深化
顶级群落主要由当地的 和 决定。
年平均温度
年平均降雨量
群落的结构不一定越来越复杂。
群落结构也可能从复杂到简单，如从草原演变为沙漠。
人类活动对群落演替的影响
02
资料1 除了气候变化的因素，人类活动导致我国的黄土高原从历史上的郁郁葱葱到现在的很多黄土丘陵呈光秃状态。
资料2 自20世纪60年代，长江中游某湖泊进行了大规模的围湖造田，统计该湖泊20世纪60年代和80年代占优势的物种变化如表。
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、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
1．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。
分析人类活动影响群落演替的实例
P42 思考·讨论
被砍伐的森林
过度放牧的草原
污水排入河流
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。
分析人类活动影响群落演替的实例
P42 思考·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。
封山育林、治理沙漠、管理草原、建立人工群落等。
4.综上分析人类活动对群落的演替有什么影响？
人类活动往往使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。
分析人类活动影响群落演替的实例
P42 思考·讨论
1.消极影响：
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。
人类活动对群落演替的影响都是不良的吗？
2.积极影响：
封山育林
治理沙漠
管理草原
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。
3.意义：
人类掌握了群落演替的规律，就能根据现有情况预测群落的未来，从而正确掌握群众的动向，使之朝着对人类有益的方向发展。
退耕还林、还草、还湖
03
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。
2.目的：
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。
1.原因：
陕西省延安市吴起县退耕（1984年）
陕西省延安市吴起县退耕后（2017年）
3.成效：
退耕还林还草工程的实施，实现了我国从毁林毁草开荒到退耕还林还草的历史性转变，改变了过去“越垦越穷、越穷越垦”的局面。
措 施
退耕还林、还草、还湖和退牧还草。
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。
2003年1月20日起施行《退耕还林条例》。
小结
人类活动对群落演替的影响
小结
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
教材P44
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
教材P44
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。
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
教材P44
(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。
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（ ）
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
Ｄ
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.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
A
一、选择题
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 （ ）
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
Ｄ
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。
（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？
（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？
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。
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。
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。
二、非选择题
（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？
（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？
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。
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。

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