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(共25张PPT)
2.3 生物群落的演替
群落的范围和边界如何？
群落中有多少种群？哪些种群占优势？
群落中各个种群分别占据什么位置？
群落中各个种群之间的相互关系是怎样的？
群落具有怎样的空间结构？
群落的演替情况是怎样的？
边缘效应
丰富度
优势种
生态位
种间关系
空间结构
群落演替
研究群落的核心问题
群落的演替情况是怎样的？
群落演替
群落研究的问题
事实：
1.在水族箱中加入适量的池塘水，形成一个小型水体环境。将上述装置放在温暖而没有阳光直射的窗台上。
2.每天用滴管吸取水族箱中的一滴吃糖水，制成临时玻皮标本。用显微镜观察5个视野，统计每个视野中藻类的种类及其个体数量，取其平均值。连续观察7天，做好实验现象和实验数据的记录。
第1天 池塘水中主要是球藻
第7天 池塘水中主要是栅藻
池塘水中藻类优势种的变化
积极思维
从一滴池塘水中能观察生物群落的变化吗？
生物群落中物种的种类和数量是随着环境的变化而发生相应变化的。在自然界里，生物群落的这种变化是普遍存在的。一个群落是如何演变为另一个群落的呢？哪些因素会影响这种演变呢？
群落的演替：在生物群落发展过程中，随着时间的推移和空间分布的变化，一个群落替代另一个群落的演替过程。
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，岩浆所到之处生物死亡，成了一片裸地
群落1
群落2
群落3
群落4
初生演替：在从未有过植物生长或虽有过植物生长但已被彻底毁灭了的裸地（如沙丘、火山岩、冰川泥）上发生的演替。
火山裸地上发生的初生演替：
喀拉喀托火山的群落
一、群落的初生演替
初步判断火山爆发后植物群落演替依次经历哪些阶段呢？
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
自学讨论：光裸的岩地上是怎样长出森林的呢？
阅读教材54~55页的内容，以小组为单位，通过角色扮演的形式讲述裸岩上长出森林的六个阶段，并思考与讨论以下问题：
裸岩
苔藓
地衣
土壤
灌木
乔木
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？
地衣阶段
裸岩阶段
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
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
思考：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。
地衣阶段
裸岩阶段
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
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。
地衣与苔藓的种间关系：种间竞争
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本阶段
草本植物侵入
→定居、竞争
→耐旱的植物种类开始侵入
→禾本科、菊科、兰科等种子植物改造土壤
→土壤有机物丰富、通气性好
→小动物增多
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本阶段
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
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本阶段
灌木阶段
乔木阶段
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
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
乔木 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
土壤有机物越来越丰富
物种丰富度 、食物网 、群落结构越来越大、越来越丰富
资源利用率越来越大
群落演替过程中无机环境的变化：
火灾当年
火灾发生
火灾后1~2年
火灾后3~4年
火灾后5~50年
火灾后150年以上
次生演替：一个群落在演替过程中，若受到突发的自然事件（如火灾）或人为事件（如弃耕）的干扰，群落中的植被就会遭受严重破坏，甚至消失，但原有的土壤条件基本保留，原有植物的繁殖体仍有可能存在，进而进行新的演替，这种现象称为次生演替。
一年生植物
草本植物和多年生植物
草本植物、灌木、乔木
森林
二、群落的次生演替
实 例 裸岩 火灾后
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
火灾后→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
比较裸岩与火灾后发生演替的异同
三、群落的初生演替和次生演替比较
（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
在原有的植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了
植物的种子或其他的繁殖体（如能发芽的地下茎）的地方发生的演替。
例如：火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。
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；
群落外界环境的变化、人类的活动、
生物的迁入和迁出，群落内部种群的相互关系等
群落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。
生物群落的演替是群落内部因素（如种内关系、种间关系）和外部环境因素综合作用的结果。
四、影响群落演替的因素
被砍伐的森林
过度放牧的草原
污水排入流
阅读课本和观察上图人类活动对演替的影响，思考以下讨论问题：
学生活动
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。不同于自然演替的方向和速度。
讨论2．人类活动对上述群落的演替速度有什么影响？
人类活动加速了这种演替的速度。
讨论3．如果去除人类活动，这些群落又会向什么方向演替？
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。
讨论4:人类对群落演替的影响都是不良的吗？
封山育林
治理沙漠
人工群落
管理草原
NO
人类活动使群落朝着物种增多、结构复杂的方向演替。
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）
退耕还林工程建设造就绿水青山
放眼社会
生态被严重破坏的某废弃矿区
处于生态恢复过程中的某矿区
生态恢复是当今生态学研究的热点之一，已经受到许多国家生态学界的重视。生态恢复就是恢复生态系统合理的结构、高效的功能，从而达到生态系统自我维持的状态。生态恢复的主要内容概括为：从生态需求和社会需求出发，尽可能恢复生态系统的结构和功能；通过对物理、化学、生物，甚至社会文化要素的控制，带动生态系统的恢复，达到系统自我维持的状态。
生态恢复
课外阅读
1.通过实施生态保护，过度砍伐的森林恢复了往日生机，该演替历程中不会发生的是( )
A.一些物种的生态位发生变化
B.物种丰富度逐渐增加，种间关系复杂化
C.优势种更迭，顺序为地衣、苔藓、草本植物、灌木、乔木
D.群落空间结构的复杂程度增加，群落利用环境资源的能力增强
C
2.因过度放牧造成某草原生物多样性的丧失，通过不断地种植耐旱、抗风沙能力强的植被控制流沙，生态环境得以逐步恢复。如图表示生态恢复过程中，该草原群落类型的演替及其植物种类数的变化。下列说法错误的是( )
A.该群落演替过程中，乔木、灌木和草本植物的分
层现象能提高对光能、空间的利用率
B.该草原恢复过程中群落的物种增多，营养结构变复杂
C.该草原群落演替一般是一个群落代替另一个群落的
过程
D.物种丰富度是区别不同群落的重要特征
D

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