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第3节 群落的演替
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。
1.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？
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，群落因此而发生了变化，一般不能恢复原来的群落结构
蜘蛛
202种动物
621种动物
880种动物
小草
小树林
几 年 后
1909年
1919年
1934年
1883年
火山爆发
随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替，直到出现一个稳定的群落才中止的过程，叫做演替。
一、演替的概念
森林阶段
1、发生在裸岩上的演替
灌木阶段
草本植物阶段
苔藓阶段
地衣阶段
裸岩
二、演替的实例
表层为岩石或石砾，裸岩上没有任何生物。
（1）裸岩阶段
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。
（2）地衣阶段
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，更适应这里的环境，于是就逐渐扩展。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多。
（3）苔藓阶段
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。这时，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
（4）草本植物阶段
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。
（5）灌木阶段
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
（6）乔木阶段
(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？
(2)、地衣阶段为苔藓的生长提供了怎样的基础？为什么苔藓能够取代地衣？
(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？
☆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。
☆通过地衣分泌有机酸加速岩石风化形成土壤，并积累起了有机物，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，其结果是逐渐取代了地衣。
☆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。
思考与讨论
农田
弃耕后的农田
农田弃耕前后的变化
据表推测发生在弃耕农田上的演替依次经历哪些阶段？
植物类型 演替年数
1 4 15 25 40
草本 31 27 26 30 34
灌木 0 3 4 7 19
乔木 0 0 0 14 23
2.弃耕的农田上的演替过程
一年生杂草→多年生杂草→小灌木→灌木林→乔木
思考：弃耕的农田一定会演替成树林吗？
不一定；
在气候条件适宜的情况下，从弃耕的农田演替出树林，需要数十年的时间。
如果在干旱的荒漠地区，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。
1、裸岩上的演替
裸岩 阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本植物阶段
灌木阶段
森林阶段（乔木阶段）
一年生杂草
多年生杂草
小灌木
灌木林
乔木（树林）
2、弃耕农田上的演替
1.一个湖泊经历了一系列的演替阶段后，可演变为一个森林。在演替过程中首先出现的是 （ 　 ）
A．沼泽 B．湿地 C．草原 D．森林
A
2.下列哪项不是群落演替的趋势 （ ）
A. 生物种类越来越多
B. 种间关系越来越复杂
C. 有些物种可能灭绝
D. 生物种类越来越少
D
从来没有植物覆盖的地面，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。
原有植被虽已不存在，但土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体（如发芽的地下茎）的地方发生的演替。
二、演替的类型
1.初生演替
①概念：
②过程：
裸岩→地衣→苔藓→草本→灌木→乔木→森林
③例子：
沙丘、火山岩、冰川泥等
2.次生演替
①概念：
②过程：
一年生杂草→多年生杂草→灌木→乔木林
③例子：
火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田等
两种演替类型的比较
类型
内容
初生演替
次生演替
起点
时间
速度
影响因素
实例
原先从没有过植被或是原来存在过植被但被彻底消灭了的环境
原来有群落环境，只是失去了原有植被
长
短
缓慢
较快
自然因素
人类活动较为关键
沙丘、火山岩、冰川泥
弃耕农田上的演替
演替是生物和环境反复的相互作用，发生在时间和空间的不可逆变化。
1、方向上：
2、能量上：
3、结构上：
三.群落演替的特点：
具有一定的方向性，往往具有预见和预测性的
群落物种更多样,结构更复杂、稳定性更高。
总生产量增加，群落的有机物总量增加
4、趋势上：
5、结果：
群落演替是最后形成相对稳定的、成熟的群落。
演替的结果：都是向着与当地气候条件相适应的群落发展，最终演替成与当地气候条件保持协调、平衡，处于相对稳定状态的群落，即谓的顶极群落。
四、群落演替的本质：
群落演替中，“演替”的本质含意是群落中物种丰富度的增加以及优势种群的更替。
分析讨论
太白山沿海拔升高，依次是阔叶林、针阔混交林、针叶林、高山草甸，请问为什么他们没有演替成为相同的森林？
海拔→温度→顶级群落
顶级群落不再演替，高度适应环境，没有外力干扰情况下，长期处于动态平衡。
1.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。
2.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。
(2)甲中①②处的物种组成一定相同吗？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。
核心探讨
影响群落演替的因素
超过其他所有的自然因子。
群落内部因素(包括种内关系、种间关系等)与外界环境因素综合作用。
五、群落演替的影响因素
群落内部环境的变化。
种内关系和种间关系的动态变化。
群落之外的环境条件的不断变化。
综合作用：
动力：
催化剂：
重要条件：
人类活动的影响：
尝试说出几种人类活动对群落演替的影响。
内因
外因
种内关系
种间关系
其动态变化是群落演替的催化剂
群落内部环境的变化
是群落演替的动力
自然因素
人为因素
气温的大幅度变化、洪水、干旱等
放火烧山、砍伐森林、开垦土地、建造水库等
六、人类活动对群落的影响
2.人类活动使生物群落演替向什么方向进行？
3.人类活动对上述群落演替的速度有什么影响？
1.如果去除人类活动，这些群落又会向什么方向演替？
加快了此种演替的速度
物种丰富度降低，结构简单的方向进行
趋向于丰富度增加，结构更复杂的方向进行。
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
人类活动对群落演替的影响都是消极的吗？
人类活动往往使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
退耕还林、退耕还湖、退牧还草、治理沙漠
演替能否一直延续下去？
不能
当群落演替与当地的气候和土壤等条件处于平衡状态，演替就不再进行，达到平衡点。
顶极群落就是群落演替的最终平衡状态阶段，是最复杂也是最稳定的群落阶段。如果没有外力干扰，它将永远保持原状。
人类活动对群落演替的影响
项目 人类活动 对群落演替的影响
抑制作用 对自然资源的过度利用，如砍伐森林、过度放牧、直接排放污水等 使群落中的物种减少，群落结构变得简单
促进作用 封山育林、治理沙漠、管理草原、建立人工群落等 使群落中的物种增多，群落结构变得复杂
拓展延伸
人类对生物群落的影响具有两面性
人类活动有时会有意或无意地将一种新的物种引入到某一群落中。在适宜的条件下，这些脱离了原有生物之间相互作用关系的新物种 往往会大肆扩散和蔓延，迅速成为优势种，打破原有群落的稳定性，危及已有物种的生存，造成生物多样性的丧失，对当地经济、社会造成巨大危害。
拓展延伸：生物入侵
（一）自然入侵 （二）无意引进 （三）有意引进
加拿大一枝黄花
“黄花开处百花杀”
人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
特 别 提 醒
1.群落是一个动态系统,它是不断发展变化的。任何环境下的演替都是最终达到一个成熟阶段,这时候群落和周围环境处于相对平衡的稳定状态。
此时物种与环境之间高度协调,能量和物质的利用率很高，生态系统抵抗力稳定性高。
2.群落演替过程中物种取代是一种优势取代,而不是完全取代。
3.人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。例如治理沙漠、建立人工群落等。
4.群落演替的总趋势：物种多样性的增加和群落稳定性的提高 。
网络构建
群落的结构
群落的主要类型
群落的演替
群落及其演替
从内部结构看群落
从生物的适应性看群落
从动态变化看群落
视角决定问题
物种组成
空间结构
季节性
生态位
物种丰富度
种间关系
垂直结构
水平结构
原始合作
互利共生
捕食
寄生
种间竞争
荒漠生物群落
草原生物群落
森林生物群落
生物对环境的适应性特征
初生演替
次生演替
演替的类型
影响演替的方向和速度
退耕还林、还草、还湖
始终处于动态变化中
人类活动对演替的影响
√
×
√
√
×
×
×
4、下列哪项不是群落演替的趋势 （ ）
A. 生物种类越来越多
B. 种间关系越来越复杂
C. 有些物种可能灭绝
D. 生物种类越来越少
D
5、下列4种群落类型中，哪些是以一年生植物占 优势的群落类型 （ ）
A．极地苔原 B．温带草原
C．热带雨林 D．常绿阔叶林
B
6、下列有关生物群落演替的叙述错误的是： （ ）
A、群落演替主要有初生演替和次生演替两种类型，火灾后的草原、过量砍伐的森林、冰川泥地上进行的演替都属于次生演替
B、演替过程中由草本植物阶段渐变为灌木阶段，主要原因是灌木较为高大，能获得更多阳光
C、在生物群落发展变化过程中，一个群落被另一个群落代替的过程，就是群落的演替
D、群落演替的根本原因是群落内部因素的变化
A
7、下图表示某地云杉林的形成过程。下列相关叙述，正确的是
A．该群落的演替属于初生演替，群落结构越来越复杂
B．在人为干扰下，可能发生⑤→①的动态变化，但不属于群落演替
C．该群落演替是群落内部因素和外界环境因素综合作用的结果
D．在⑤云杉林群落中有明显的垂直结构，没有水平结构
　C

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