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第二章 群落及其演替
第3节 群落的演替
群落及其演替
从内部结构看群落
从生物的适应性看群落
从动态变化看群落
第一节：群落的结构
第二节：群落的主要类型
第三节:群落的演替
物种组成
空间结构
季节性
生态位
物种丰富度、种间关系
垂直结构、水平结构
演替的类型
人类活动对演替的影响
初生演替、次生演替
影响演替的方向和速度
退耕还林、还草、还湖
荒漠生物群落
草原生物群落
森林生物群落
生物对环境的适应性特征
始终处于动态变化中
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。
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
1883年
几年后
1909年
1919年
1934年
至今
地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→乔木阶段。
喀拉喀托火山的群落
2.这一地区有可能恢复原来群落的结构吗？
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。
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？
群落演替
演替的类型
1.概念：
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.类型：
裸岩上的演替过程
初生演替
弃耕农田上的演替过程
次生演替
裸岩上的演替过程
初生演替:裸岩上的演替过程
①裸岩阶段
②地衣阶段
③苔藓阶段
④草本植物阶段
⑤灌木阶段
⑥森林阶段
裸岩上的演替过程
①裸岩阶段
：
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。
②地衣阶段
：
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？
③苔藓阶段
：
裸岩上的演替过程
④草本植物阶段
：
土壤能保持一定_________ → ______植物侵入→定居→竞争→ 较高草本植物占优势→小动物_______ →土壤有机物越来越________、通气性越来越好
丰富
水分
草本
增多
苔藓侵入→定居、扩展→进一步分解岩石→土层加厚、有机物增多→土壤微生物种类越来越丰富
各种昆虫和其他小动物开始进入这个地区
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_______ → 群落结构较_______→ 抵御环境变化的能力________
多样化
稳定
增强
裸岩上的演替过程
⑤灌木阶段
：
⑥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________ → 生物与环境的关系更丰富多样 → 相对稳定的森林阶段
多样化
阳光
部分取代草本植物
裸岩
地衣
苔藓
草本
灌木
乔木
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。
裸岩上的演替过程
演替阶段 优势植 物 种间关系 无机环境
(土壤条件)
裸岩阶段 无 无 裸地，无土壤条件
地衣阶段 ______ 藻类和真菌__________ 地衣分泌的有机酸可加速岩石
风化形成土壤的过程。______
_____和________逐渐增多
苔藓阶段 ______ 苔藓和地衣_________ 岩石进一步分解，土层加厚，
有机物增多
草本植物阶 段 ______ 草本植物较高，在竞争 中更利于获得阳光 土壤中的有机物__________，______________越来越好
地衣
互利共生
土壤颗粒
有机物
苔藓
(种间竞争)
草本植物
越来越丰富
土壤的通气性
裸岩上的演替过程
演替阶段 优势植 物 种间关系 无机环境
(土壤条件)
灌木阶段 ______ 灌木“剥夺”了草本植物 的______，在竞争中逐 渐取代了部分草本植物 灌木起到遮阴，避风作用，土
壤条件利于灌木生长
乔木阶段 ______ 在竞争中乔木具有更强 的获得______的能力 土壤湿润，生物与环境之间的
关系更加丰富多样
说明：地衣是藻类和真菌的共生体。藻类进行光合作用，制造养料供给真菌，真菌吸收外界水分、无机盐和产生二氧化碳供给藻类。
灌木
阳光
乔木
阳光
续表
裸岩上的演替过程
裸岩上的演替过程
思考 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。
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；
裸岩上的演替过程
思考 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，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”。
如果一块农田弃耕了，演替会如何进行？
阅读教材P40及图2-12，总结其演替各阶段的特点。
4.火山爆发后发生的群落演替能恢复原来的群落结构吗？
火山爆发后环境条件发生了变化。在火山爆发中，有些物种可能会灭绝，在恢复过程中可能会有新物种进入。群落结构因此发生了变化，一般不能恢复到原来的群落结构。
弃耕农田
弃耕农田上的演替过程
草本植物阶段
一年生杂草生长
→土壤条件改善
→ 多年生杂草接踵而至
灌木阶段
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
乔木阶段
乔木出现 → 逐渐取代灌木，成为优势种
森林阶段
在气候条件适宜的情况下，弃耕的农田上能演替出森林，而且只需要数十年的时间。
弃耕的农田一定会演替成树林吗？
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。
比较发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替
思考 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？这两种演替还有那些差异？ 2.这两种演替有那些共同点？
实 例 裸岩 弃耕地
起始条件
演替阶段
速 度
发展趋势
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
裸岩→地衣→苔藓→草本植物→灌木→乔木
弃耕地→草本植物→灌木→乔木
趋向形成新群落
趋向于恢复原来的群落
丰富
加大
复杂
复杂
比较发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替
思考 讨论
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。
温度和水分是决定顶极群落的两大气候因素。
影响群落演替的因素
1)内部因素：
①群落内部种群相互关系的发展变化 ②生物的迁入、迁出等。
2)外部因素：
①群落的外界环境的变化 ②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，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. 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
因此，我们可以说群落演替的终点是顶极群落
演替的类型
演替的类型
初生演替
（1）概念：初生演替指在一个______________________的地面，或者是
________________、________________的地方发生的演替；
（2）例子：_______、________、_________上进行的演替
（3）过程：裸岩→地衣→苔藓→　　 →　 →　　　　 .
从来没有被植物覆盖
原来存在过植被
但被彻底消灭了
沙丘
火山岩
冰川泥
草本植物
灌木
乔木
从0开始
无→有→多
演替的类型
次生演替
如 、 、 。
（1）概念：是指在 ，但 基本保留，甚至还
保留了 或 。
（2）例子：
（3）过程：弃耕地→　 　　　　→　　　　→　　　　 .
原有植被虽已不在
土壤条件
植物的种子
其他繁殖体
火灾过后的草原
过量砍伐的森林
弃耕的农田
灌木
草本植物
乔木
从1开始
演替类型 初生演替 次生演替
不同点 起点
实例
经历时间
速度
发展趋势
经历阶段
共同点
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。
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。
长
短
慢
快
趋向形成新群落
趋向于恢复原来的群落
较多
较少
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。
总 结
2023/12/5
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。
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。
P41页旁栏思考
(1)在裸岩上发生演替时首先出现的生物是地衣( )
(2)在弃耕的农田上进行的演替先是初生演替后是次生演替( )
(3)初生演替趋向于形成新群落( )
(4)群落内部因素的变化不会影响群落演替( )
(5)根据群落演替的理论，所有的群落最终都会演替成森林( )
(6)群落演替的结果一定是群落的结构越来越复杂( )
判断下列是否正误
√
×
√
×
×
×
群落结构也可能从复杂到简单，如从草原演变为沙漠。
1．研究人员在调查某沙地的植物群落演替时，发现其自然演替顺序为：一年生草本→多年生草本→多年生亚灌木→多年生灌木。下列有关叙述正确的是(　　)
A．在多年生亚灌木群落中不存在一年生草本植物
B．该沙地群落演替的类型与弃耕农田上发生的演替类型不同
C．如果时间允许，该地一定能够形成森林群落
D．该沙地主要植被是多年生灌木，与其根系发达、抗风和吸水能力较强有关
√
习 题
1.弃耕农田上的演替过程：一年生草本植物阶段 多年生草本植物阶段
______阶段 ______阶段。
灌木
乔木
2.弃耕农田上的演替过程中，灌木阶段时，一年生和多年生草本植物还存在吗？
______，这说明群落演替的过程实质上是群落中________的替代过程。
存在
优势种
3.弃耕农田上的演替类型是__________，与裸岩上的演替相比，其经历阶段
____，速度____，原因是______________________________________________
_____________。
次生演替
少
快
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
习 题
人类活动对群落演替的影响
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。
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。
2.人类活动对上述群落的演替速度有什么影响？
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
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？
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。
人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的_____和_____进行。
方向
速度
2.自然群落演替的趋势
演替方向 一般朝着物种多样化、群落结构复杂化、生态功能完善化的方
向发展
能量 总生产量增加，群落的有机物总量增加
结构 生物种类越来越多，群落的结构越来越复杂
稳定性 演替是生物和环境反复相互作用，发生在时间和空间上的不可
逆变化，群落稳定性越来越高
总 结
人类活动对群落演替的影响
问题4.人类活动对群落演替的影响都是不良的吗？
被砍伐的森林
过度放牧的草原
污水排入河流
物种丰富度降低,结构简单化
60年前毛乌素沙漠
现在的毛乌素沙漠
物种丰富度升高,结构复杂化
在短期内改变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。
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。
封山育林
人类活动对群落演替的影响
人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的_____和_____进行。
方向
速度
在自然界，群落的演替是普遍现象，而且有一定的规律。人类掌握自然演替的规律就能根据现有情况，预测种群的未来，从而正确掌握群落的动向，使之朝着对人类有益的方向发展
①人类活动可以使得群落演替的速度在原来的基础上加快或减慢
②人类活动往往会使演替偏离其自然演替方向，有时也会和自然
演替方向一致
③人类活动不一定同时改变速度和方向
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_____（填“未发生改变”、“变慢”或“变快”）
②演替的方向______________（填“发生改变”或“未发生改变”）
变快
未发生改变
③人类活动不一定同时改变速度和方向
人类活动对群落演替的影响
退耕还林、还草、还湖
我国政府明确提出退耕还林、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。
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。
截至2021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1.42×107hm2。荒山荒地造林和封山育林2.07×107hm2。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。
未来的美丽中国会有更多的蓝天白云，会有更多的绿水青山！
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。
原 因
目 的
措施
未来的美丽中国会有更多的蓝天白云，会有更多的绿水青山！
退耕还林、还草、还湖
小 结
关于群落演替的几个易错点
(1)演替并不是“取而代之”。演替过程是一种“优势取代”而非“取而代之”，如形成森林后，乔木占据优势地位，但森林中仍有灌木、草本植物、苔藓等。
(2)演替是“不可逆”的。演替是发生在时间和空间上的不可逆变化，但人类活动可使其按照不同于自然演替的方向和速度进行。
(3)并非所有的演替都能形成森林。一般来说，在气候适宜的环境中，群落的演替可以形成森林，但在干旱的荒漠地区，群落演替就很难发展到森林阶段，只能发展到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。
(4)并非所有的演替都使物种丰富度增加。群落演替有时可能导致物种丰富度减少，结构趋向简单，如黄土高原的群落演替。
2023年12月5日
添加页脚
37
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
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
×
√
D
B
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。
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___
(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
快
慢
①裸底阶段(在一般的淡水湖泊中，水深超过5~7m时，湖底是原生裸地)
②沉水植物阶段（轮藻、金鱼藻、黑藻）
③浮水植物阶段（莲、睡莲）
④挺水植物阶段(芦苇)
⑤湿地草本植物阶段
从湖泊开始的群落演替分析
(实际上就是湖泊被慢慢填平的过程)
⑥灌木阶段
⑦乔木阶段→森林阶段
1.[2023浙江6月选考]群落演替是一个缓慢、持续的动态过程，短时间的观
察难以发现这个过程，但是有些现象的出现，可以一窥其演替进行的状态。
下列事实的出现，可以用来推断群落演替正在进行着的是( )
B
A.毛竹林中的竹笋明显长高
B.在浮叶根生植物群落中出现了挺水植物
C.荷塘中荷花盛开、荷叶逐渐覆盖了整片水面
D.在常绿阔叶林中马尾松的部分个体因感染松材线虫死亡
【解析】 竹笋明显长高属于生物个体生长，A不符合题意；在浮叶根生植物群落中出现了挺水植物，群落中物种组成发生改变，可推断群落的演替正在进行，B符合题意；荷塘中荷花盛开、荷叶逐渐覆盖了整片水面属于个体的生长发育，没有物种替代和群落类型替代，C不符合题意；在常绿阔叶林中马尾松的部分个体因感染松材线虫死亡属于种群数量波动，D不符合题意。
2.[2023福建莆田高三质检]过熟的格氏栲天然林中，常由于林冠层的老龄
树木死亡而形成一定面积的空隙，称为林窗。研究人员调查了格氏栲天然
林从林窗出现至关闭的过程中，不同时期草本层常见物种的变化，如表所
示，下列相关叙述正确的是( )
演替阶段 早期 中期 晚期
草本层常见物种 铁芒萁 狗脊、扇叶铁线蕨 毛鳞省藤、华山姜、砂仁
D
A.可以直接依据林窗面积的大小来判断林窗初生演替所处的阶段
B.根据表中的信息推测，草本层铁芒萁的耐阴程度高于砂仁
C.林窗关闭过程中，植物种群密度和物种丰富度均先增加后趋于稳定
D.林窗演替过程中动植物的改变会影响土壤微生物不同类群的比例
【解析】 格氏栲天然林中进行的演替是次生演替，A错误；格氏栲天然林从林窗出现至关闭过程中，早期先出现铁芒萁，中晚期铁芒萁消失，晚期砂仁出现，说明铁芒萁随着林窗关闭逐渐被淘汰，而砂仁却可以生存，因此推测铁芒萁的耐阴程度低于砂仁，B错误；该研究只记录了演替不同时期草本层常见物种的变化，不能推测整个群落中植物的种群密度和物种丰富度的变化，C错误；演替过程产生的动植物遗体残骸可以为土壤微生物的分解作用提供资源，因此林窗演替过程中动植物的改变会影响土壤微生物不同类群的比例，D正确。

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