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(共29张PPT)
2.4群落随时间变化有序地演替
学习目标
通过用生物与环境相适应的观点，分析不同陆地群落中生物的适应特征，培养理解能力。
通过比较森林、荒漠、草原和苔原群落的分布、结构，归纳出群落中优势种的特点，培养解决问题的能力。
通过森林及草原的保护，培养创新能力。
开荒种田
群落的组成和类型发生了怎样的变化？
退耕还林
发生了群落演替，群落类型改变
情境导入
从落岩到森林群落的演替：
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本植物阶段
灌木阶段
森林阶段
一个群落会被另一个群落替代
演替的概念：
一些物种替代另一些物种、一个群落替代另一个群落的自然演变过程。
一个群落会被另一个群落替代
小资料
植物界的开路先锋——地衣
地衣是真菌和藻类的共生体。藻类能进行光合作用，为真菌提供有机物；真菌和菌丝能吸收水分和无机盐，为藻类进行光合作用提供原料。地衣的这种特性使得地衣对环境有很强的适应能力，整个地球除了海洋之外，在沙漠、岩石及树皮等处它都能生存。在地衣残体的作用下，裸岩表面形成了非常微弱的土壤层，这为苔藓等植物创造了生存条件。
阅读教材小资料，通过角色扮演的形式讲述裸岩上长出森林的六个阶段，并思考以下问题：
裸岩
苔藓
地衣
土壤
灌木
森林
小鸟
小草
昆虫
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？两者有怎样的种间关系？
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？
一个群落会被另一个群落替代
表层为岩石或石砾， 裸岩上没有任何生物
地衣定居
分泌有机酸
加速岩石风化
土壤颗粒和有机物增多
真菌
藻类
有机物
水、无机盐和CO2
裸岩阶段
地衣阶段
一个群落会被另一个群落替代
表层为岩石或石砾， 裸岩上没有任何生物
地衣定居
分泌有机酸
加速岩石风化
土壤颗粒和有机物增多
问题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株，而是地衣？
苔藓和草本植物无法直接从裸岩中获取养分，地衣可以通过分泌有机酸而从裸岩中获取养分。
一个群落会被另一个群落替代
裸岩阶段
地衣阶段
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
问题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？地衣和苔藓有怎样的种间关系？
苔藓侵入
→定居、扩展
→进一步分解岩石
→土层加厚、有机物增多
→土壤微生物增多
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，结果逐渐取代了地衣。
关系：种间竞争
一个群落会被另一个群落替代
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本植物阶段
草本植物侵入
→定居、竞争
→较高草本植物占优势
→小动物增多
→土壤有机物丰富、通气性好
一个群落会被另一个群落替代
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本植物阶段
灌木阶段
灌木、小乔木侵入并定居
→剥夺了草本植物的阳光
→取代部分草本植物
→鸟类栖息
→物种多样化
→群落结构较稳定
→抵御环境变化的能力增强
一个群落会被另一个群落替代
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
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；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，但在森林中各种类型的植物都是存在的。
乔木在竞争中占优势
→与灌木竞争阳光
→优势取代
→物种进一步多样化，环境进一步改善
→生物与环境的关系更丰富多彩
→相对稳定的森林阶段
一个群落会被另一个群落替代
阶段 优势植物 成因 无机环境变化
裸岩 无 无任何生物繁殖体 裸地，无土壤条件
地衣 地衣 分泌有机酸从岩石中获取养分 土壤颗粒和有机物逐渐增多
苔藓 苔藓 与地衣争夺阳光的竞争中处于优势 土层加厚，有机物增多
草本 草本 较高，更利于争夺阳光 土壤有机物越来越丰富，通气性越来越好
灌木 灌木 更为高大，“剥夺”了草本植物的阳光 遮阴、避风，土壤利于灌木生长
森林 乔木 具有更强的获得阳光的能力 土壤湿润，生物与环境之 间的关系更加丰富多样
资源利用率越来越大
物种丰富度 、食物网 、群落结构越来越大、越来越丰富
土壤有机物越来越丰富
群落演替与无机环境变化的联系
岩石 → 岩石颗粒 → 土壤
低等植物 → 高等植物
实质：群落演替是不同种群与环境变化相互作用而发生的优势取代的过程。
土壤的形成与植物种类的变化是相互作用的：
原有优势种的发展，往往使群落内部环境变得越来越不适于自身发展，而为其他种群的出现创造有利条件
特点：自然情况下，群落的演替是非常缓慢的
意义：可更充分利用自然条件，尤其是利用一切可利用的能量
一个群落会被另一个群落替代
→裸底阶段：湖底是原生裸地 浮萍等自由漂浮生物
→沉水植物阶段：5-7m处：轮藻属植物（最先出现）2-4m处：金鱼藻、黑藻等
→浮叶根生植物阶段：莲、睡莲等
→挺水植物和沼泽植物阶段：芦苇、香蒲、泽泻等挺水植物、莎草科、禾本科等喜湿沼泽植物、旱生草类植物
→森林阶段：灌木、乔木
从湖底的原生裸地到森林的演替
湖底变化：原生裸地
↓
富含有机质和水分的土壤
从湖底的原生裸地到森林的演替
湖泊演替成森林群落的过程，实际上就是湖泊被慢慢填平的过程。
→
→
→
↓
→
→
→
群落演替包括初生演替和次生演替两种类型
（1）概念：指在被毁灭群落基质上所进行的演替。如：伐林地、火烧地、放牧地、弃耕地上发生的演替。
（2）基质：含有大量有机质的土壤，有生存力的孢子、种子等繁殖体。
（有）少→多
初生演替
从完全没有植被，并且也没有任何植物繁殖体存在的裸地上开始的演替。如：裸岩和裸底开始的演替
无→有
次生演替
草原：贝加尔针茅
小麦田：小麦
弃耕1-2年：狗尾草、黄蒿等
羊草、狼尾草等
弃耕7-8年，草原：贝加尔针茅等
内蒙古草原农田弃耕后的演替（次生演替）
历时10~15年
优势种的取代
实 例 裸岩 弃耕地
起始条件
演替阶段
速 度
发展趋势
共 同 点 裸地，无任何植物繁殖体
有土壤条件，甚至有植物繁殖体
慢
快
裸岩→地衣→苔藓→草本→灌木→乔木
弃耕地→草本→灌木→乔木
趋向形成新群落
趋向于恢复原来的群落
有机物越来越 ，物种丰富度逐渐 ，
食物网越来越 ，群落的结构越来越 。
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。
丰富
加大
复杂
复杂
初生演替
次生演替
比较裸岩与弃耕农田的演替
群落演替的终点是顶极群落
1.概念：演替达到与当地气候和土壤条件处于平衡状态时的群落。
2.特点：
群落结构最复杂、最稳定；
无外力干扰条件下将永远保持原状；
现存群落大多处于顶极状态。
3.决定因素：平均温度和年降雨量
人类活动能影响群落的演替
思考：所有的演替都会发展为森林吗？一个群落最终演替到什么程度，主要受哪些因素的影响？
不一定；
干扰因子有自然的和人为的
自然因子：森林中的树倒下后通常会对周围环境造成干扰，倒木能创造新生境，倒木根部留下的深坑灌满水后会成为蛙类、蝾螈和大量昆虫的产卵场所。
人为因子：对森林群落的计划火烧，对草原群落的适当放牧等，都是人类科学地对群落演替的控制。
群落演替体现了事物的客观规律——发展和变化
轻度放牧
人类活动能影响群落的演替
人类可以使群落演替不同于自然的方向进行
草甸、高山草原
针茅草原
不放牧
隐子草
狐草、针茅
中度放牧
重度放牧
蒿、大戟、苔草、早熟禾
极度放牧
蒿、星毛委陵菜
继续践踏
次生裸地
消极影响：
被砍伐的森林
过度放牧的草原
污水排入河流
积极影响：
封山育林
治理沙漠
管理草原
人类活动能影响群落的演替
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）
人类活动能影响群落的演替
(1)目的要求
①观察鱼缸中 种类随时间的变化。
②通过连续的数据记录和分析，建立 。
浮游生物
群落演替的模型
(2)方法步骤
①在鱼缸中加入 ，约为其容积的2/3，再加入数粒煮过的白米饭和少许塘泥。将鱼缸置于没有 的安全处。
②每天用滴管分别从鱼缸的 水层吸取水样，制成临时装片A、B、C，用显微镜分别观察并记录装片中 的种类。
③连续观察2周以上。
池塘水
阳光直射
上、中、下
浮游生物
人类活动能影响群落的演替
随堂练习
1.群落是一个不断发展变化的动态系统。下列关于发生在裸岩和弃耕农田上的群落演替的说法，错误的是( )
A.裸岩和弃耕农田上的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
B.发生在裸岩和弃耕农田上的演替除起点不同，演替速度也不同
C.发生在裸岩和弃耕农田上的演替都要经历苔藓阶段、草本阶段
D.在演替过程中，群落通常是向结构复杂、稳定性强的方向发展
【答案】C
【解析】A、生态系统的形成是协同进化的结果，因此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相对稳定的状态，即裸岩和弃耕农田上的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，A正确；
BC、发生在裸岩上的演替是初生演替，依次经过：地衣阶段→苔藓阶段→草本阶段→灌木阶段→森林阶段，弃耕农田的演替为次生演替，自然演替方向为草本阶段→灌木阶段→乔木阶段，初生演替和次生演替的起点和速度都不同，次生演替的速度快，弃耕农田的演替不需要经过苔藓阶段，B正确；C错误；
D、一般情况下，演替过程中生物生存的环境逐渐改善，群落的营养结构越来越复杂，抵抗力稳定性越来越高，恢复力稳定性越来越低，即群落通常是向结构复杂、稳定性强的方向发展，D正确。
随堂练习
2.下表为某退耕农田40年间草本、灌木及乔木物种种类数的变化情况。下列叙述正确的是( )
A.0-40年间该退耕农田区域群落物种丰富度逐渐增大
B.群落对光照的利用率增加，不同物种的生态位无重
叠
C.40年后该区域内部物种还发生一些变化，说明演替
是永恒延续的
D.15-40年间草本植物种类一直增加，因此草本一直是
该群落的优势种
【答案】A
【解析】从表中只能看出，0-40年间物种数量在增加，说明物种丰富度在不断增加，A正确；群落对光照的利用率增加，种间竞争加剧会使种群之间竞争更多的资源，从而使不同物种的生态位重叠增加，B错误；演替是一个漫长的过程，但它不是一个永恒延续的过程，达到稳定状态就不再演替，C错误；该群落在演替过程中优势种随着演替类型不断发生变化，D错误。
年份 1 4 15 25 40
乔木 0 0 0 14 23
灌木 0 3 4 12 19
草本植物 28 27 26 30 34
总计 28 30 30 56 76
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