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群落的演替
第3节
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。
讨论:
1. 这一地区有可能恢复原来群落的结构吗？
群落演替的类型
一
1.演替的概念及类型
（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，叫作群落的演替。
（2）类型：根据起始条件，演替可分为初生演替和次生演替。
2.初生演替
（1）概念：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。
（2）实例：在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。
（3）过程
裸岩阶段
地衣阶段
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，土壤颗粒和有机酸逐渐增多。
苔藓阶段
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。
草本植物阶段
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。
灌木阶段
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，逐渐取代了草本植物。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。
灌木阶段
森林阶段
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。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。
⊙群落演替过程中发生的变化：①不同阶段的优势种植株高度逐渐增加，利用阳光的能力逐渐增强；②土壤中有机物越来越丰富；③群落中物种丰富度逐渐加大；④食物网越来越复杂；⑤群落的结构越来越复杂。
（4）特点：初生演替趋向形成新群落，经历的阶段相对较多，速度缓慢。
3.次生演替
（1）概念：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
（2）实例：在火灾后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。
（3）过程
农田弃耕后，很快就长满一年生的杂草。土壤条件会得到改善，一些多年生的杂草会"接踵而至"。
土壤有机物逐渐增多，保水能力也逐渐增强，几年后，一些小灌木便会生长起来，并成为灌木丛。
再经过一段时间，乔木开始出现，占据了更多的空间，灌木逐渐减少，乔木逐渐蔚然成林。
如果气候适宜的情况下，从弃耕农田演替出树林要数十年。如在干旱的荒漠地区，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。
（4）特点：次生演替趋向恢复原来的群落，经历的阶段相对较少，速度较快。
4.影响演替的因素：
①当地气候条件、地形和土壤环境，为群落中某些物种提供有利的生长繁殖条件，而对另一些物种的生存产生不利影响。
②生物的繁殖，迁入和迁出。
③群落内部种群相互关系的发展变化。
④人类的活动等等。
群落是一个动态的、开放的生命系统，影响群落演替的因素常常处于变化的过程中，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，不适应的种群数量减少，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。
5.演替的结果
初生演替与次生演替演替的比较
初生演替
次生演替
类型
划分类型
不同点
演替速度
趋向
经历阶段
相同点
起始条件不同
慢
快
形成新群落
恢复原来的群落
较多
较少
群落结构由简单到复杂；物种数量和群落层次增多；土壤、光能得到更充分的利用。
群落演替的五个“易错点”
①演替并不是“取而代之”。演替过程中一些种群取代另一些种群，是一种“优势种群的替换”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演替具有一定的方向性，演替的方向能被改变。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，但人类活动可使其不按自然演替的方向和速度进行。
③群落演替是一个漫长但并非应无休止的过程。当群落演替到与环境处于平衡状态时，就以相对稳定的群落为发展的顶点。
④并非所有群落都可以演替到森林阶段。如果陆地环境条件适宜，群落都能演替到最高阶段——森林阶段。在干旱地区，一般只能演替到草本植物或低矮灌木阶段。
⑤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，如从森林演变为沙漠。
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（ ）
√
√
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×
×
×
人类活动对群落演替的影响
二
1.人类活动对群落演替的影响
（1）群落演替结果的决定因素，环境和群落内的生物共同作用。
（2）人类活动的影响
人类活动对群落演替的影响有时会超过其他因素的影响。
影响类型 人类活动 对群落演替的影响
不良影响
砍伐森林
过度放牧
未经处理的污水直接排入河流
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。
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
可能给水生生物带来灭顶之灾
影响类型 人类活动 对群落演替的影响
有益影响
封山育林
治理沙漠
管理草原
建立人工群落
使群落朝着物种增多、结构复杂的方向演替
⊙去除人类不良活动、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。
在自然界，群落的演替是普遍现象，而且有一定的规律，人类掌握了这些规律就能根据现有情况，预测群落的未来，从而正确掌握群落的东西，使之朝着对人类有益的方向发展。
（3）人类掌握群落演替规律的意义
3.退耕还林、还草、还湖
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。
（1）我国存在的问题
（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：提出退耕还林、还草、还湖和退牧还草，颁布了《退耕还林条例》.
（4）结果：实现了我国从毁林毁草开垦到退耕还林还草的历史性转变，改变了过去“越垦越穷、越穷越垦”的局面。
（5）我国改善生态环境的措施
①2014年启动了新一轮退耕还林还草工程；
②2015年将这项工程列为生态文明体制改革的组成部分；
③2018年，我国启动了大规模国土绿化行动。
1.人类对群落演替的影响都是不良的（ ）
2.人类掌握群落演替的规律，可使其朝着对人类有益的方向发展（ ）
3.退耕还林、还草、还湖的实质是消除人类活动对群落演替的影响，使群落按照自然演替的方向和速度进行（ ）
×
√
√
退耕还林、还草、还湖
三
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）
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
课堂巩固
×
√
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
课堂巩固
B
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　　。
(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　 　　。
(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？
课堂巩固
快
慢
复杂
针叶林的植物分层为动物分层创造了条件
可能发展到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。

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