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第2章 群落及其演替
第3节 群落的演替
教学目标
01
02
03
分析群落演替的特征，培养归纳与总结的思维习惯。(科学思维)
用动态发展观分析群落的演替，建立生物与环境相统一及生命系统发展与稳态的观点。(生命观念)
总结人类活动对群落演替的影响，分析人与自然的关系，认同退耕还林、还草、还湖的必要性。(社会责任)
1883年8月7日，印度尼西亚喀（kā）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种动物在这块土地生活。1919年动物增加到621种，1934年增加到880种。在此期间，植物逐渐繁茂起来，形成了小树林。
蜘蛛
202种动物
621种动物
880种动物
小草
小树林
几年
1909年
1919年
1934年
群落A
群落B
新形成的群落与原来的群落不同。
一、演替概念及原因
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。
1、演替概念：
2、演替原因：
群落在____________上发生了变化。
3、发生演替的标志：
物种组成
二、演替的类型
（一）裸岩上的演替过程
1、裸岩上的演替经历了哪些阶段？
2、光裸的岩石上首先定居的生物为什么是地衣，不是苔藓和草本植物？
3、地衣阶段又为苔藓的生长提供了怎样的基础？苔藓和地衣有怎样的
种间关系 哪种生物占优势
4、在森林阶段，群落中还能找到地衣、苔藓、草本植物和灌木吗？
这个事实说明什么呢？
5、就裸岩上的整个演替过程而言，土壤条件发生了什么样的变化
6、在演替过程中群落结构和物种丰富度发生了怎样的变化？
合作探究一：请同学们自主阅读教材P38-40，小组合作思考讨论完成问题。
根据表中信息，初步判断火山爆发后植物群落演替依次经历哪些阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本植物
阶段
灌木阶段
乔木阶段
山脚下
火山口
裸岩阶段
二、演替的类型
（一）裸岩上的演替过程
火山爆发之后，生物如何一步步定居的？
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
二、演替的类型
（一）裸岩上的演替过程
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。
二、演替的类型
（一）裸岩上的演替过程
裸岩阶段
地衣侵入
定居
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从裸岩中获取养分
分泌有机酸
加速岩石风化
土壤颗粒和有机物增多
裸岩阶段
地衣阶段
二、演替的类型
（一）裸岩上的演替过程
苔藓侵入
→ 进一步分解岩石
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？
→ 定居、扩展
→土层加厚、有机质增多
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，结果苔藓逐渐取代了地衣。
→ 获得更多阳光
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
→土壤微生物增多
二、演替的类型
（一）裸岩上的演替过程
草本植物侵入
→ 竞争
→ 定居
→ 较高的草本植物占优势
→ 小动物增多
→ 土壤有机物丰富、通气性好
草本植物阶段
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
二、演替的类型
（一）裸岩上的演替过程
灌木侵入并定居
→ 取代部分草本植物
→ 剥夺草本植物的阳光
→ 鸟类栖息
→ 物种多样化
→ 群落结构较为稳定
→ 抵御环境变化的能力增强
灌木阶段
草本植物阶段
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
二、演替的类型
（一）裸岩上的演替过程
乔木在竞争中占据优势
→ 更强的获得阳光的能力
→ 进一步改善生物生存的环境
→ 物种进一步多样化
→ 生物与环境的关系更加丰富多样
→ 相对稳定的森林阶段
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。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”。
乔木阶段
灌木阶段
草本植物阶段
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
二、演替的类型
（一）裸岩上的演替过程
演替阶段 优势植物 成因 无机环境变化
裸岩阶段 无 无任何生物繁殖体 裸地，无土壤条件
地衣阶段 地衣 分泌有机酸从岩石中获取养分
苔藓阶段 苔藓
草本植物阶段 草本植物
灌木阶段 灌木
乔木阶段 乔木
根据教材p38-39的内容，找出群落演替与阳光、土壤条件的联系
与地衣争夺阳光的竞争中占优势
较高，更有利于争夺阳光
更为高大，“剥夺”草本植物的阳光
具有更强的获得阳光的能力
土壤颗粒和有机物逐渐增多
土层加厚，有机物增多
土壤有机物越来越丰富，
通气性越来越好
遮荫、避风，土壤利于灌木生长
土壤湿润，生物与环境之间的关系更加丰富多样，相对稳定
（主要是竞争阳光）
（主要指土壤条件）
二、演替的类型
（一）裸岩上的演替过程
合作探究2：请同学们结合教材p40图2-12，分析发生在弃耕农田上的演替依次经历那些阶段，同时简要描述各个阶段。
二、演替的类型
（二）弃耕农田上的演替过程
弃耕农田
草本
灌木阶段
乔木阶段
森林
二、演替的类型
（二）弃耕农田上的演替过程
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,成为优势种
气候适宜的条件下,逐渐演替出树林
学生活动1：请各小组结合教材p40图2-12，分析讨论以下问题。
1、弃耕农田上首先定居的是什么植物？为什么
2、弃耕农田上的演替过程中，土壤条件是如何变化的？
3、随着演替进行，群落结构和物种丰富度发生了怎样的变化？
一年生杂草，一年生杂草对环境条件的要求不是很高。
土壤条件逐渐改善，土壤表层有机物逐渐增多，土壤的保水能力也逐渐增强。
弃耕农田
杂草
灌木阶段
乔木阶段
森林
物种丰富度逐渐增加，群落的结构越来越复杂。
二、演替的类型
（二）弃耕农田上的演替过程
不 同 点 裸岩 弃耕农田(红树林)
起始条件 起始条件
演替阶段 经历阶段 裸岩→地衣→苔藓 → → → ， 弃耕地→ → → .
速 度 速 度
共 同 点 有机物越来越 ，物种丰富度逐渐 ， 群落的结构越来越 ，土壤和阳光能得到 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，甚至有植物种子或繁殖体
慢
快
丰富
加大
复杂
讨论：归纳、比较裸岩与弃耕农田上发生演替的异同
初生演替
次生演替
更充分
草本
灌木
乔木
草本
灌木
乔木
二、演替的类型
（三）演替的类型
（2）实例：如 、 、 上进行的演替。
（1）概念：
1、初生演替
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的演替。
沙丘
火山岩
冰川泥
（3）过程：
裸岩→地衣→苔藓→草本→灌木→乔木
从0开始
二、演替的类型
（三）演替的类型
（2）实例：如 、 、 上进行的演替。
火灾过后的草原
2、次生演替
是指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。
（1）概念：
过量砍伐的森林
弃耕的农田
（3）过程：弃耕地 →
草本→灌木→乔木
从大于0开始
二、演替的类型
（三）演替的类型
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 有机物越来越 ，物种丰富度逐渐 ， 群落的结构越来越 ，土壤和阳光能得到 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。
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
较多
较少
两种演替类型的比较 P41第1、2段
丰富
增加
复杂
更充分
趋向形成新群落
趋向于恢复原来的群落
(2) 甲中①②处的种组成物一定相同吗？为什么？
不一定。①②两处的物种丰富度虽相同，但是物种组成不一定相同，
因为演替过程中，可能出现新物种。
能力提升
右图为两个群落演替过程中物种丰富度的变化。回答下列问题：
(1) 甲、乙分别是何种演替？判断依据是什么？
甲是次生演替，乙是初生演替。
从二者起点来看，乙群落开始时物种丰富度为0，甲群落不为0。
趋向恢复原来的群落
趋向形成新的群落
（四） 影响群落演替的因素
外部因素
人类的活动
群落的外界环境的变化
内部因素
生物的迁入、迁出
群落内部种群相互关系的发展变化
（五）演替的结果(P41第3段)
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。
增长或得以维持
减少甚至被淘汰
相对稳定
二、演替的类型
群落演替的终点是顶级群落
1、顶极群落概念: 演替达到与群落所处环境相适应的相对稳定的状态时的群落。
2、特点 : (1)群落结构处于最复杂、最稳定的动态平衡状态；
(2)如果没有外力干扰，群落结构将永远保持原状。
顶极群落类型主要是由 和
决定。
平均温度
年降雨量
3、决定因素和实例
条件适宜：物种多样化、群落结构复杂化、生态功能完善化
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度下降，很多黄土丘陵呈光秃状态。
三、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2 :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，湖水面积减近50%。对该湖泊多种生物的调查表明，水生植物、鱼类和物种丰富度下降，占优势的物种发生变化（下表）。
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（ɡū）、金鱼藻、黑藻
鱼类 种类 74种 54种
占优势的物种 鲤鱼、鲫鱼、鳊（biān）鱼 鲫鱼、黄颡（sǎnɡ）鱼、红鳍鲌（bó）
三、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
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的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。
三、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
1、消极影响：
使群落演替朝着物种丰富度降低、结构简单的方向进行。
被砍伐的森林
过度放牧的草原
污水排入河流
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。
三、人类活动对群落演替的影响
2、积极影响：
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。
60年前毛乌素沙漠
现在的毛乌素沙漠
人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。
三、人类活动对群落演替的影响
四、退耕还林、还草、还湖
1、原因：
2、目的：
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。
陕西省延安市吴起县退耕前（1984年）
陕西省延安市吴起县退耕后（2017年）
2003年1月20日起施行《退耕还林条例》。
四、退耕还林、还草、还湖
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。
1、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
2、据调查，支付宝“蚂蚁森林”公益活动在荒漠化地区至今已经种植了约1亿棵树，包括红柳、胡杨、梭梭树等。下列有关叙述错误的是（ ）
A.随着该活动的开展荒漠化地区不一定能演替成森林
B. 该地区高矮不一的梭梭树体现了群落的垂直结构
C. 随着植被种类的增加，生物的种间关系也会更加复杂
D. 沙丘上造林说明了人类活动可改变群落演替的方向和速度
3、生态学家对两块条件相同的退化林地上进行森林人工恢复和自然恢复的研究，20年后两块林地的生物多样性均有不同程度的提高，其中人工种植的马尾松恢复林植物种数为137种，而自然恢复林植物种数为226种，但乔木相对稀少。下列叙述错误的是（ ）
A．自然恢复林比人工恢复林的植物种群密度高
B．森林人工恢复和自然恢复均属于次生演替
C．人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度进行
D．自然恢复林物种的变化说明演替过程中物种组成是动态变化的

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