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第二章 群落及其演替
第三节 群落的演替
学习目标：
1. 分析裸岩上的演替和弃耕农田上的演替，阐明群落演替的概念、类型和过程。
2.通过分析人类活动与演替的关系，说明人类活动对群落演替的影响。
3.认同我国实行退耕还林、还草、还湖的政策。
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
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。
问题探讨
新形成的群落与原来的群落不同。
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。
裸岩阶段
演替的类型
思考：草本植物、树木能在此环境中生存吗？为什么？
不能，因为缺乏它们生存所需要的条件，如土壤等。
谁能创造这些条件呢？
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。
裸岩阶段
地衣阶段
1. 发生在裸岩上的演替（初生演替）
藻类
真菌
提供有机养料
提供水、无机盐
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）
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，更适应这里的环境，于是就逐渐扩展。
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多.
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
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
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
1. 发生在裸岩上的演替（初生演替）
裸岩阶段
草本植物阶段
地衣阶段
苔藓阶段
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？
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。
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”。
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。
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本植物阶段
灌木阶段
森林阶段
(乔木阶段)
(1)概念：
(2)实例：
在一个从来没有被植物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。
(3)初生演替的特点：
演替的速度慢、趋向形成新群落、经历的阶段相对较多。
沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替
演替的类型
1. 发生在裸岩上的演替（初生演替）
2. 发生弃耕农田的演替（次生演替）
演替的类型
杂草
弃耕农田
灌木
乔木
森林
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，称为优势种
气候适宜的条件下，逐渐演替出树林。
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。
【思考】弃耕农田一定会演替成树林吗？
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时间。
演替的类型
2. 发生弃耕农田的演替（次生演替）
一年生杂草
多年生杂草
小灌木
灌木丛
乔木
草本植
物阶段
灌木
阶段
森林
阶段
弃耕农田
次生演替是指在___________________，但_________基本保留，甚至还保留了___________或____________；
原有植被虽已不在
(1)概念：
(2)实例：
如在_________________、_________________、____________进行的演替。
植物的种子
其他繁殖体
火灾过后的草原
土壤条件
过量砍伐的森林
弃耕的农田
(3)次生演替的特点：
演替的速度快、趋向于恢复原来的群落、经历的阶段相对较少。
演替的类型
2. 发生弃耕农田的演替（次生演替）
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
3. 初生演替与次生演替的比较
①②两处物种丰富度虽相同，但是物种组成不一定相同，演替过程中可能出现新物种。
1. 甲是_______演替，乙是_______演替；
2. 判断依据：
____________________________________________
3. ①②两处的物种组成一样吗？为什么？
次生
初生
甲演替的起点物种丰富度不为零，而乙演替的起点物种丰富度为零
不一定。
思考：
1. 演替一定是结构从简单到复杂，物种丰富度从少变多吗？
2. 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？
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，群落内部种群的相互关系，人类活动等因素。
不一定；与群落所处的环境、人类活动等影响因素有关。
【练习巩固】
4. 影响群落演替的因素
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。
(1)内因：
(2)外因：
群落内部种群相互关系的发展变化、生物的迁入迁出
群落的外界环境的变化、人类的活动
5. 群落不断演替的原因：
6. 演替的结果
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__________的状态。
相对稳定
演替的类型
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，如从草原演变为荒漠。
方向 简单→复杂→稳定 复杂→简单→稳定
实例 大多数自然群落(环境条件适宜) 受污染或破坏的群落
变化曲线
结果 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 顶极群落：
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，谈谈看法。
群落演替的终点是顶极群落
当群落演替到生物群落内部、以及生物群落与外界环境（气候和土壤）处于平衡状态时，演替不再进行的群落。结构最复杂最稳定，遇到干扰后的自动调节能力强。
演替的类型
现存的群落大都处于顶极状态。顶极群落类型主要是由平均温度和年降雨量决定。
特点:
群落中各主要种群的出生率等于死亡率,
群落中能量的输入和输出相等。
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。
1.(2022·福建厦门高二期中)以空间变化代替时间变化进行调查是植物群落演替研究的常用方法。近年来人为开发及黄河下游水量的减少造成地下水位下降，使得青龙湖湿地植物群落发生了较显著变化。研究人员对现阶段该湿地的植物群落分布情况进行调查(群落名称以优势种植物命名)，结果如图所示。下列叙述错误的是
A.通过统计样方内优势种植物的个体数可获知物种丰富度
B.根据现有植物群落分布状况可推测水位下降后群落演替的方向
C.群落中优势物种的改变可作为群落演替的标志之一
D.不同植物群落与湖心的距离会随着水位变化发生改变
典题应用
√
2.如图表示两个群落的演替过程，下列叙述正确的是
A.甲可表示从森林被全部砍伐的地方开始的演替
B.若时间允许，甲定能演替到乔木阶段
C.乙群落的演替也属于自然界存在的一种演替类型
D.第N年时，甲、乙群落的结构一定相同
√
在某一地区，群落演替的结果往往是由环境和群落内部的生物共同作用决定的，但人类活动对群落演替的影响有时超过其他因素的影响。
人类活动对群落演替的影响
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。
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。
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。
思考 · 讨论 ：分析人类活动影响群落演替的实例
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
1. 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
(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
2. 人类活动对群落演替的影响——积极影响
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
管理草原
建立人工群落
60年前毛乌素沙漠
现在的毛乌素沙漠
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。
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的方向，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。
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
人类活动对群落演替的影响
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。
退耕还林、还草、还湖
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。
3. 措施：我国政府明确提出退耕还林、还草、还湖和退牧还草。
2003年1月20日起施行《退耕还林条例》。
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。
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。
退耕还林、还草、还湖
绿水青山就是金山银山！
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
一、概念检测
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
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
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
(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。
典题应用
3.下列有关人类活动对群落演替影响的叙述，错误的是
A.人类的许多活动会影响群落的演替
B.人类可以建立人工群落，将演替的方向和速度置于人为控制之下
C.人类活动对生物群落演替的影响有时超过其他某些自然因素
D.人类的活动对群落的演替均是具有破坏性的
√
4.草方格沙障是用干的麦草、稻草、芦苇等扎成方格形状固定于沙中，并在方格中播撒固沙植物的种子，用来防风固沙、涵养水分的一种治沙方法。某地用该方法治理正在沙化的土地并取得良好效果，下列说法不正确的是
A.草方格能蓄积降水促进固沙植物生长
B.微生物对草方格材料的分解改善了土壤结构
C.该过程改变了演替速度但没有改变演替方向
D.该方法可增大治理区域的物种丰富度
√

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