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第二章 群落及其演替
第3节 群落的演替
人教版·选择性必修2
1883年
火山爆发，动物全部死亡。
几年后
地面上长出小草，出现了一种蜘蛛。
1909年
有202种动物
1919年
1934年
动物增加到621种
增加到880种，形成小树林
问题探究：
喀拉喀托火山爆发的情景
喀拉喀托火山的群落
群落演替
群落演替：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。
1883年
火山爆发，动物全部死亡。
几年后
地面上长出小草，出现了一种植株。
1909年
有202种动物
1919年
1934年
动物增加到621种
增加到880种，形成树林
问题探究：
2. 生物是如何进一步步地定居在新土地上的？
1. 这一地区有可能恢复原来群落的的结构？
思考·讨论：
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。
一、演替的类型
1. 光裸的岩地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、演替的类型
没有植物及植物繁殖体，或者是原来存在植被但被彻底消灭。
裸岩阶段
1. 光裸的岩地上是怎样长出森林的呢？
地衣侵入定居，地衣分泌的有机酸加速岩石分化形成土壤的过程。土壤颗粒和有机物逐渐增多。
地衣阶段
地衣 = 藻类 + 真菌
有机物
水分、无机盐
一、演替的类型
苔藓侵入→ 定居、拓展 → 进一步使岩石分解 →土层加厚，有机物增多 → 微生物种类更丰富。
苔藓阶段
1. 光裸的岩地上是怎样长出森林的呢？
一、演替的类型
土壤保持一定水分，草本植物的种子能够萌发。竞争的结果是较高的草本植物逐渐占据优势。
草本植物阶段
各种昆虫和其他小动物开始进入这个地区。在动植物的作用下，土壤中的有机物越来越丰富，土壤的通气性也越来越好。
1. 光裸的岩地上是怎样长出森林的呢？
一、演替的类型
灌木、小乔木浸入并定居 → 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。
灌木阶段
1. 光裸的岩地上是怎样长出森林的呢？
一、演替的类型
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。
乔木阶段
1. 光裸的岩地上是怎样长出森林的呢？
一、演替的类型
思考·讨论：分析群落的演替
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。
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，一些物种取代另一些物种是指“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。
2. 地衣阶段为苔藓的生殖提供了怎样的基础？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，结果逐渐取代了地衣。
一、演替的类型
2. 在弃耕的农田上的演替
农田弃耕之后，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”。
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。
再经过一段时间，乔木才是出现。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。
在气候条件适宜的情况下，从弃耕的农田演替出森林，需要数十年的时间。
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阶段或稀疏的灌木阶段。
杂草
灌木
乔木
森林
一、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
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？
从演替的起点看，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。
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。
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。
一、演替的类型
实例 裸岩 弃耕农田
起始条件
演替阶段 裸岩→地衣→苔藓→草本植物→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
归纳·比较：裸岩与弃耕农田上发生演替的异同
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。
一、演替的类型
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
起始条件（演替的起点）
划分依据：
① 初生演替
火山岩
冰川泥
3. 群落演替的两种类型
指在原生植被虽已不存在，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。
② 次生演替
火灾过后的草原
过量砍伐的森林
弃耕的农田
一、演替的类型
类型 初生演替 次生演替
起点
条件
时间
速度
经历的阶段
影响因素
实例
从来没有被植物覆盖的地面，或原来存在过植被，但被彻底消灭了的地方
裸地，无任何植物繁殖体
经历时间长
缓慢
自然因素
裸岩、沙丘和冰川泥上进行的演替
原有植被虽已不存在，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的地方
有土壤条件，甚至有植物繁殖体
经历时间短
较快
人类活动较为关键
弃耕农田上和火灾后的草原上发生的演替
归纳·比较：初生演替与次生演替的比较
多
少
一、演替的类型
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；
4. 群落演替的结果
5. 影响群落演替的因素
① 群落外界环境的变化
② 生物的迁入、迁出
③ 群落内部种群相互关系的发展变化
④ 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。
二、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
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下降，很多黄土丘陵呈光秃状态。除了气候变化的因素，人类活动是导致这一地区出现濯濯童山的主要原因：自秦代以后，由于移民屯垦和大量砍伐森林，黄土高原的农业发展很快，环境却年复一年遭到破坏，导致大片森林和草原消失。
二、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
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
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，湖水面积缩减近50%。对该湖泊多种生物的调查表明，水生植物、鱼类的物种丰富度下降，占优势的物种发生变化（下表）。
资料2：
人类活动
环境改变
群落物种丰富度降低；种间关系、空间结构等更简单
群落演替的方向和速度改变
人类活动使群落演替朝着 的方向进行。
物种丰富度降低、结构简单
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？
二、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
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. 如果去除人类动物，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。
二、人类活动对群落演替的影响
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）。
1. 影响结果
2. 不良影响
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。
① 砍伐森林
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。
② 过度放牧
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 河水污染
二、人类活动对群落演替的影响
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、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. 正面影响
三、退耕还林、还草、还湖
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。
1. 原因：
2. 目的：
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4.47亿亩。
《退耕还林条例》，自2003年1月20日起施行。
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。
陕西省延安市吴起县退耕前后的对比
左图：1984年；右图：2017年
3. 措施
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。（ ）
练习与应用
教材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（ ）
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
三、退耕还林、还草、还湖
三、退耕还林、还草、还湖
练习与应用
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
三、退耕还林、还草、还湖
练习与应用
教材P44
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 紫寇 豚草
3 须芒草 豚草
5~10 短叶松 火炬松
50~150 栎 山核桃
该地草本植物的演替速度____（填“快”或“慢”），木本植物的演替速度____。
(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___________
___________________________________。
快
慢
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

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