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第2节
群落的演替
第2章 群落及其演替
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。
问题1:生物是如何一步步地定居在新土地上的？
202种动物
621种动物
小草、蜘蛛
小树林
火山爆发
1883年
几年后
1909年
1919年
1934年
至今
问题2:这一地区有可能恢复原来群落的结构吗？
情景导入
【任务一】1.阅读课本38-39页，明确群落演替的概念，结合图2-11，分析发生在裸岩上的演替过程。
群落
群落
随着时间的推移，
一个
另一个
代替的过程。
被
群落的演替
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
一、演替的类型
2. 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
一、演替的类型
2. 发生在裸岩上的演替（初生演替）
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。
真菌
藻类
通过菌丝提供水、CO2、无机盐
通过光合作用提供有机养料
裸岩阶段
地衣阶段
一、演替的类型
2. 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，能获得更多的阳光。
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丰富。
变化：
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
一、演替的类型
2. 发生在裸岩上的演替（初生演替）
优势类群：
草本植物
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。
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。
变化：
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本植物阶段
一、演替的类型
2. 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
草本植物阶段
灌木阶段
优势类群：灌木：
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。
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。
变化：
一、演替的类型
2. 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
草本植物阶段
灌木阶段
乔木阶段
优势类群：乔木：
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。
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。
变化：
一、演替的类型
2. 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
草本植物阶段
灌木阶段
乔木阶段
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？
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。
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，结果优势取代了地衣。
一、演替的类型
2. 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
草本植物阶段
灌木阶段
乔木阶段
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。 “优势取代”，而不是“取而代之”。
一、演替的类型
3. 发生弃耕农田的演替（次生演替）
草本植物阶段
农田被弃耕以后，很快就会长满一年生的杂草。在杂草的覆盖下，土壤条件会得到改善，一些多年生的杂草会“接踵而至”。
一、演替的类型
3. 发生弃耕农田的演替（次生演替）
草本植物阶段
灌木阶段
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。
一、演替的类型
3. 发生弃耕农田的演替（次生演替）
草本植物阶段
灌木阶段
乔木阶段
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。
一、演替的类型
3. 发生弃耕农田的演替（次生演替）
弃耕农田
杂草
灌木阶段
乔木阶段
森林
一、演替的类型
4. 两种演替的异同
弃耕农田
杂草
灌木阶段
乔木阶段
森林
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？
①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。
②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。
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
一、演替的类型
4. 两种演替的异同
弃耕农田
杂草
灌木阶段
乔木阶段
森林
这两种演替有哪些共同点？
①从结构简单的群落发展为结构复杂的群落。
②群落中物种数量和群落层次增多。
③土壤、光能得到更充分的利用。
④群落稳定性越来越强，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。
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
一、演替的类型
5. 初生演替与次生演替的概念
（1）初生演替
实例：
如在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替
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。
一、演替的类型
5. 初生演替与次生演替的概念
（2）次生演替
实例：
火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕农田进行的演替
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。
一、演替的类型
4. 两种演替的异同
弃耕农田
杂草
灌木阶段
乔木阶段
森林
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。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。
温度和水分是决定顶极群落的两大气候因素。
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
问题探讨
演替一定是结构从简单到复杂，物种丰富度从少变多吗？
不一定；与群落所处的环境、人类活动等影响因素有关。
二、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 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。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，由于移民屯田和大量砍伐森林，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。
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，长江中游某湖泊进行了大规模的围湖造田，湖水面积缩减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（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、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
某湖泊20世纪60年代和80年代水生植物和鱼类的调查统计表
分析人类活动影响群落演替的实例
思考 · 讨论
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。
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。
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。
二、人类活动对群落演替的影响
1. 人类活动对群落演替的消极影响
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都是不良的吗？
二、人类活动对群落演替的影响
2. 人类活动对群落演替的积极影响
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。
中国治理最好的三大沙漠：库布齐沙漠、毛乌素沙漠、天漠。
60年前毛乌素沙漠
现在的毛乌素沙漠
二、人类活动对群落演替的影响
3. 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
（1）人类活动可以使群落演替的速度在原来的基础上加快或者减慢。
（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的方向一致。
（3）人类活动不一定同时改变速度和方向。
三、退耕还林、还草、还湖
三、退耕还林、还草、还湖
1. 原因:
我国已实施大规模退耕还林、退田还湖、退牧还草等重要政策，并从2003年1月起开始实施《退耕还林条例》。
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。
三、退耕还林、还草、还湖
2. 目的
我国已实施大规模退耕还林、退田还湖、退牧还草等重要政策，并从2003年1月起开始实施《退耕还林条例》。
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。
自2003年1月20日起施行。截至2019年，全国共有25个省(自治区、直辖市)参与这项工程，累计完成退耕还林3.43×107hm2。这项浩大的工程堪称世界上规模最大的生态工程。
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。
绿水青山就是金山银山！
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。（ ）
练习与应用
教材P44
×
√
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（ ）
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
三、退耕还林、还草、还湖
三、退耕还林、还草、还湖
练习与应用
教材P44
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
三、退耕还林、还草、还湖
练习与应用
教材P44
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。
弃耕年数 优势植物 非优势植物
0~1 马唐 ——
1 飞蓬 豚草
2 紫寇 豚草
3 须芒草 豚草
5~10 短叶松 火炬松
50~150 栎 山核桃
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___________
___________________________________。
快
慢
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

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