资源简介

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第3节
群落的演替
第二章
群落及其演替
万千种群在这里繁衍
或许已历经沧海桑田
捕食、寄生、竞争、共生
相克相生，相依相伴
第三节群落的演替
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。
第二章
群落及其演替
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种动物在这块新的土地上生活。1919年动物增加到621种，1934 年增加到880种。期间，植物逐渐繁茂起来，形成了小树林。
讨论1.生物是如何一步步地定居在新土地上的？
【提示】这一问题在本节起始阶段学生可能无法系统、全面地作答，学生猜测性的答案基本符合科学性即可。在学完裸岩上的演替后，可让学生结合裸岩上的演替过程“地衣阶段一苔藓阶段一草本植物阶段一灌木阶段一乔木阶段”，进一步说明生物是如何一步步地定居在新土地上的。
2.这一地区有可能恢复原来群落的结构吗？
【提示】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。
第三节
群落的演替
问题探讨
第三节
群落的演替
冰川湾被誉为世界七大自然景观之一。1794年人类首次记录到达此处，高耸的冰川挡住了水道。1879年人们在向导的带领下进入了冰川湾，据估计，从首先记录冰川湾时算起，这些冰川大约已经向上游消退了30~40km。冰川消退后，大地裸露，许多生物进入该地，经过75~100年后，该地区的植被演变成以云杉为优势种的森林。
讨论：
生物是如何一步步定居在新土地上的？
第三节
群落的演替
随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，叫做群落演替
过渡：
演替成云杉林的具体过程是怎样的？
说明：
由于冰川湾的冰川是逐渐消退的·，因此可以同时观察到不同时间发生冰川消退的区域，这对于研究而言带来了极大便利。
第三节
群落的演替
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，更能适应环境，于是逐渐扩展。苔藓生长会进一步使岩石分解，土层增厚，有机质增多，土壤中微生物的种类越来越丰富。（苔藓阶段）
在土壤能保持一定水分时，草本植物的种子就能萌发生长。竞争的结果是较高的草本植物逐渐占据了优势。这时，各种昆虫和其它小动物进入这个地区。在动植物的共同作用下，土壤中有机质越来越丰富，土壤通气性越来越好。
（草本阶段）
冰川消退，大地裸露（裸岩阶段）。
地衣在风力、降水、海水等作用下迁移至裸岩并定居。地衣分泌有机酸加速岩石风化形成土壤的过程。于是，土壤颗粒和有机质逐渐增多。（地衣阶段）
灌木和小乔木开始生长。灌木比草本植物更为高大，“剥夺”了草本植物的阳光，逐渐取代了部分草本植物。灌木的生长起到了遮荫、避风的作用，同时提供了更为丰富的食物，于是成为许多鸟类的栖息地。群落结构越来越复杂。（灌木阶段）
在灌木形成的湿润土壤上，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，因此最终占据了优势，成为茂盛的森林。群落演替到了相对稳定的森林阶段。
（森林阶段）
思考.讨论
---分析群落的演替
第三节
群落的演替
仔细分析下图，思考并讨论以下问题。
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？
【答案】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？
【答案】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。
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？
【答案】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。
第三节
群落的演替
过渡：弃耕农田上发生的演替和裸岩上的演替过程一样吗？
一年生杂草
多年生杂草
一些小灌木
灌木丛
乔木林
思考.讨论
---比较发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替
第三节
群落的演替
地衣阶段
苔藓阶段
草本植物阶段
灌木阶段
乔木阶段
裸岩阶段
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？
【答案】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。
其他差异还有：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；等等。
2.这两种演替有哪些共同点？
【答案】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所处环境相适应的相对稳定的状态，等等。
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？
【答案】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
第三节
群落的演替
演替分为初生演替和次生演替
初生演替是指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演替
在沙丘、火山岩、冰川泥等上进行的演替属于初生演替
发生在裸岩上的初生演替序列（条件适宜）：裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本阶段→灌木阶段→森林阶段
一 演替的类型
第三节
群落的演替
次生演替是指在原有植被虽已不存在，但原来土壤条件基本保留，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
火灾后的草原，过量砍伐的森林上进行的演替属于次生演替
发生在弃耕农田的演替序列（条件适宜）：一年生草本阶段→多年生草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段
一 演替的类型
第三节
群落的演替
演替向着顶极群落推进
在演替过程中，许多因素变化会影响群落演替，适应变化的种群数量增长或得以维持，不适应的种群数量减少甚至被淘汰。因此群落不断地演替，最终都会达到一个与群落所处的环境相适应的相对稳定的状态，此时的群落一般称为顶极群落
说明：
演替一般是从结构简单的群落发展为结构复杂的顶级群落，群落中物种数量和群落层次增多，土壤、光能得到更充分的利用。但环境条件改变也可能导致群落退化。
一 演替的类型
第三节
群落的演替
初生演替和次生演替存在诸多差异
演替的起点不同
演替的速度不同
初生演替速度慢，趋向于形成新群落，经历阶段相对较多
次生演替速度快，趋向于恢复早期的群落，经历阶段相对较少
问题：
为什么次生演替经历的阶段相对较少？
一 演替的类型
第三节
群落的演替
湖泊
森林
一 演替的类型
第三节
群落的演替
裸岩、沙丘、火山岩、冰川泥上的演替
弃耕农田、火灾后草原、过量砍伐的森林上的演替
从未被植物覆盖或有植被但被彻底消灭的地方
保留原土壤或种子及其它繁殖体（能发芽的地下茎）
演替速度慢，演替时间很长（地衣阶段最长）
演替速度快，演替时间较短
演替过程在不遭到人类的破坏和各种自然力的干扰条件下，其总的趋势会导致物种多样性的增加。
在演替过程过程中，一些种群“取代” 另一些种群是“优势取代” ，而不是“取而代之”。
动物随植物群落的演替而演替
初生演替
次生演替
地衣→苔藓→草本→灌木→森林
草本→灌木→树林（湿润条件）
第三节
群落的演替
问题：所有的演替都会发展为森林吗，为什么？
影响群落演替的因素：
群落外界环境的变化
生物的迁入、迁出
群落内部种群相互关系的发展变化
人类活动等
思考.讨论
---分析人类活动影响群落演替的实例
第三节
群落的演替
资料1 我国的黄土高原历史上曾郁郁葱葱，从东南到西北，依次分布着温带阔叶林、疏林灌丛草原、温带草原等。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：自秦代以来，由于移民屯
垦和大量砍伐森林，黄土高原的农业发展很快，环境却年复一年地遭到破坏，导致大片森林和草原消失。
资料2 自20世纪60年代起，长江中游某湖泊进行了大规模的围湖造田，湖水面积缩减了近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。
生物类群 20世纪60年年代 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
思考.讨论
---分析人类活动影响群落演替的实例
第三节
群落的演替
生物类群 20世纪60年年代 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
讨论
1.上述资料中，人类活动使群落演替向什么方向进行？
【答案】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？
【答案】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？
【答案】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。
二 人类活动对演替的影响
第三节
群落的演替
人类活动影响着群落的演替，往往使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行
被砍伐的森林
过度放牧的草原
污水排入河流
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
使群落演替朝着物种丰富度降低、结构简单的方向进行。
二 人类活动对演替的影响
第三节
群落的演替
研究并掌握群落演替的规律，利用演替规律使群落朝着对人类有益的方向发展
人类活动
使群落演替朝物种增多、结构复杂的方向发展。
三 退耕还林、还草、还湖
第三节
群落的演替
我们曾经以牺牲环境为代价，盲目扩大耕地面积，导致了严重的水土流失
为处理好经济发展同人口、资源、环境的关系，走可持续发展的道路，我国明确提出退耕还林、还草、还湖和退牧还草
退耕还林还草工程是生态文明建设的重要组成部分
第三节
群落的演替
知识框图
一个群落被另一个群落代替的过程
类型
初生演替 次生演替
人类活动对群落演替的影响
往往会使群落按照不同于自然演替的速度和方向进行
没有植被
保留土壤条件：
有种子等繁殖体
群落演替
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
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
×
√
D
第三节
群落的演替
B
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）该地草本植物的演替速度_____
（填“快”或“慢”），木本植物的演替速度　_______。
【答案】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_________。
【答案】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？
【答案】可能发展到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。
第三节
群落的演替
练习与应用
二、拓展应用
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。
【答案】略。
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。
【答案】略。
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。
【答案】略。
第三节
群落的演替
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
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
D
第三节
群落的演替
A
复习与提高
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
第三节
群落的演替
复习与提高
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？
【提示】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。
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。
【提示】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。
（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？
【提示】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。
（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？
【提示】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？
【提示】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。
第三节
群落的演替
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？
【提示】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。
（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？
【提示】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。
（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？
【提示】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
第三节
群落的演替

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