资源简介

(共30张PPT)
蜘蛛
202种动物
621种动物
880种动物
小草
小树林
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。
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了变化，一般不能恢复原来的群落结构。
问题探讨
1883年8月7日，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。
喀拉喀托火山爆发的情景
讨论1．生物是如何一步步地定居在新土地上的？
讨论2．这一地区有可能恢复原来群落的结构吗？
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。
江西生物组 东东老师
学习目标：
1．通过对具体实例的分析讨论，用进化与适应观、稳态与平衡观分析阐明群落演替的概念、过程及规律。
2．结合实例，运用比较、分析、归纳等科学思维区分初生演替与次生演替。
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，进一步形成持续发展观，增强保护环境的责任感。
第2章 群落及其演替
第3节 群落的演替
思考并讨论：自主阅读教材P38-40，思考并讨论下列问题。
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？
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？
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？
01
演替的类型
从裸岩到森林的演替
裸岩阶段
沙丘、冰川泥等表层为岩石或石砾，裸岩上从来没有过任何生物，或者是原来存在过植被但被彻底消灭的火山岩等。
思考：裸岩上不适合生物生存，那么裸岩是怎么变得逐渐适宜生物生存呢？
地衣阶段
真菌
藻类
提供光合产物
免遭干旱和阳光的辐射，通过菌丝提供水、CO2、无机盐
01
演替的类型
从裸岩到森林的演替
思考：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？
地衣是藻类和真菌的共生体。地衣分泌的有机酸可加速岩石风化形成土壤（获取裸岩中养分）的过程。于是，土壤颗粒和有机物逐渐增多。
逐渐变化
优势类群：地衣
思考：地衣阶段为苔藓生长提供了怎样的基础？地衣被苔藓取代了吗？取代的原因的什么？
苔藓阶段
01
演替的类型
从裸岩到森林的演替
逐渐变化
优势类群：苔藓
随着土壤的出现，地面逐渐有了保持水分的能力。苔藓比地衣长得高，能获得更多的阳光，处于优势地位。于是一些苔藓就生长起来，并将先锋植物地衣的优势地位排挤掉。事实上，这一阶段其他孢子植物和种子植物的种子也可能出现在土壤中，但是环境条件不足以支撑那些更高等的植物萌发，因此，苔藓成了优势类群。这一阶段称为苔藓阶段。苔藓侵入→定居、扩展→进一步分解岩石→土层加厚、有机物增多→土壤微生物增多。
草本植物阶段
优势类群：草本植物
01
演替的类型
从裸岩到森林的演替
随着土壤有机物含量的提高、土层增厚，土壤的保水能力和养分含量进一步提高。终于，草本植物的种子开始萌发。它们不但排挤掉了苔藓的优势地位，互相之间的竞争压力也越来越大，从最初以一年生的物种为主，逐渐过渡到以多年生草本植物为主。它们还为各种节肢动物提供了栖息地。由于土壤的发育，这一阶段的土壤生物已经成为群落中不可忽视的力量。群落进入了草本植物阶段。草本植物侵入→定居→竞争→较高草本植物占优势→小动物增多→土壤有机物丰富、通气性好。
逐渐变化
灌木阶段
优势类群：灌木
01
演替的类型
从裸岩到森林的演替
灌木、小乔木侵入并定居→竞争→更高大的灌木、小乔木占优势→灌木的生长遮阴、避风，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
逐渐变化
乔木阶段
优势类群：乔木
01
演替的类型
从裸岩到森林的演替
在灌木群落所形成的湿润土壤上，获得阳光能力更强的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。
思考：群落演替到乔木阶段只有乔木吗？群落中还能找到地衣、苔藓、草本植物和灌木吗？
能找到。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存在。
逐渐变化
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
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株，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。
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，结果逐渐取代了地衣。
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。
01
演替的类型
初生演替
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
初生演替：起始条件是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，如沙丘/火山岩/冰川泥上的演替。
火山岩又称喷出岩，属于岩浆岩（火成岩）的一类，是岩浆经火山口喷出到地表后冷凝而成的喷出岩。
覆盖在冰川下面的泥，经过地质气象的变动，碰撞、摩擦、翻滚、沉淀，在冰川、石英和云母岩之下，形成的自然物质。
小山、沙堆、沙埂或由风的作用形成的其他松散物质叫沙丘。
思考与讨论：阅读教材P40-41，小组合作思考讨论下列问题。
讨论1．弃耕农田上的演替依次经历哪些阶段？
讨论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？
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，主要受哪些因素影响？
01
演替的类型
弃耕农田上的演替过程
杂草
农田被弃耕后，很快就长满一年生的杂草。杂草覆盖下，土壤条件得到改善，一些多年生的杂草会接踵而至。
多年生杂草是寿命超两年以上草类，一生中能多次开花结实。在开花结实后地上部死亡，依靠地下器官越冬，次年春季从地下营养器官又长出新株。
一年生杂草，在一个生命周期内中只开花结实一次，种子繁殖，整个生命周期不到一年时间完成。分为夏季一年生和冬季一年生两类。
01
演替的类型
弃耕农田上的演替过程
灌木
乔木
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。
逐渐变化
逐渐变化
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。
逐渐变化
森林
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。
01
演替的类型
弃耕农田
杂草
灌木
乔木
森林
次生演替
次生演替：起始条件是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、弃耕的农田等。
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 。 群落中的 和 增多， 能得到更充分的利用，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，经历的阶段相对较多
快，经历的阶段相对较少
丰富
加大
复杂
复杂
比较并归纳裸岩与弃耕地上发生演替的异同
物种数量
群落层次
土壤、光
归纳群落演替的影响因素和结果
演替影响因素
（1）外部因素：
（2）内部因素：
（1）这些因素常常处于变化的过程中，适应变化的种群数量 ，不适应的数量 ，因此，群落就不断地演替。
（2）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。
群落的外界环境的变化以及人类的活动等。
群落内部种群相互关系的发展变化，生物的繁殖、迁入迁出等。
演替
结果
增长或得以维持
减少甚至被淘汰
相对稳定
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？
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；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。
演替是一个漫长过程，但不是一个永恒延续的过程。当一个群落演替到与当地的气候和土壤条件处于平衡状态的时候，演替就不再进行了。在这个平衡点上，群落结构最复杂也最稳定，只要没有外力干扰，它将永远保持原状。演替达到最终平衡状态时的群落称为顶极群落（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）。
顶极群落类型主要是由平均温度和年降雨量决定
拓展：顶级群落
02
人类活动对群落演替的影响
分析人类活动影响群落演替的实例
思考·讨论
资料1．现在黄土高原上，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，人类活动是导致这地区出现濯濯童山的主要原因。
资料2．自20世纪60年代起，长江中游某湖泊进行了大规模围湖造田，湖水缩减近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，占优势物种发生变化。
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。
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（改变演替的方向和速度）
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
02
人类活动对群落演替的影响
使群落演替朝着物种丰富度降低、结构简单的方向进行。
负面影响
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。
正面影响
封山育林
治理沙漠
管理草原
建人工群落
被砍伐的森林
污水排入河流
被过渡放牧的草原
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。
60年前毛乌素沙漠
现在的毛乌素沙漠
2003年1月20日起施行《退耕还林条例》。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。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。
03
退耕还林、还草、还湖
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，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。
②目的
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。
陕西省延安市吴起县实施退耕前后的对比
1984年
2017年
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
练习与应用
一、概念检测
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
B
二、拓展应用
练习与应用
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。
1．一个湖泊经历了一系列演替阶段以后，可以演变为一片森林。演替过程大体经历从湖泊到 沼泽、到草原，最后到森林这几个阶段。请参照从裸岩演替到森林的过程，描述从湖泊演替到森林的大致过程。
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
2. 收集你所在地区不同年代的地图，比较湖 泊、沼泽或林地的今昔面积，试分析变化的原因。
3. 外来物种入侵会对当地群落的演替产生 严重的影响。凤眼蓝（俗称“水葫芦”）疯长是大 家所熟知的实例（如下图）。你还知道我国有哪些 外来物种人侵的实例？请结合当地实际情况，进 行调查或收集有关资料，以“警惕外来物种入侵” 为题，写一篇科普文章。
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
复习与提高
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
A
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
复习与提高
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。
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。
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；原来有大量的泥鍬、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？
按此趋势，30年后，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。
（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？
这是人类按照自然规律进行的创造，其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
复习与提高
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。
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。
（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？
课后作业
1．构建概念图，说清群落的演替类型；
2．训练课本和练习册相应内容；
3．预习第3章第1节生态系统的结构

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