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2.3 群落的演替
第二章 群落及其演替
人教版（2019）
选择性必修一生物与环境
【本节聚焦】
群落演替有哪些类型？
演替的大致过程是怎样的？
怎样看待人类活动对群落演替的影响？
学习目标
1．阐明群落的演替过程。
2．说明人类活动对群落演替的影响。
3．关注我国实行退耕还林、还草、还湖，退牧还草的政策。
群落的演替
1
演替的类型
2
影响群落分布的因素
喀拉喀托
火山
时间：
1883 年 8 月 7 日
地点：
印度尼西亚
事件：
喀拉喀托火山
大爆发
喀拉喀托火山的爆发
以1883年8月7日的大爆发最猛烈。
喷出大量石英安山岩质浮石及火山灰，使原有75 平方千米的海岛（火山所在地）崩毁2／3。火山灰直达80多千米的高空，长时间飘荡全球，使此后整整一年在地平线上的日照呈现奇妙的红晖。火山爆发时，3500千米以外可闻爆炸声，而80万平方千米的范围布满了下落的火山灰。火山爆发时强烈的气流甚至摧毁了1300千米以外位于马来半岛吉兰丹与丁加奴两州的部分森林。这次火山爆发还引起强烈的地震和海啸，海浪高达30～40米，摧毁了附近许多城镇和村庄，死亡3万多人。环抱的火口湖深达 274 米。在残余的岛屿之上覆盖了厚达100米的火山灰及浮石层。
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
火山爆发后小岛的变化
一
问题·探讨
喀拉喀托火山爆发的情景
地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→乔木阶段。
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,群落结构
因此而发生了变化,一般不能恢复原来的
群落结构
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？
一
演替的概念
这里的生物群落悄然变化、不断发展。像这样，随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，叫作群落演替。
群落演替有哪些类型？
二
群落的演替
阅读教材第 38~39页的图2-11，描述各个阶段的模式图。并给下列图片标上序号还原这一漫长而艰难的演替过程。
①裸岩阶段
②地衣阶段
③苔藓阶段
④草本植物阶段
⑤灌木阶段
⑥森林阶段
【自主学习】
二
群落的演替
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本植物
灌木阶段
乔木阶段
发生在裸岩上的演替
1
没有植物及植物繁殖体，或者是原来存在过植被但被彻底消灭。
地衣侵入→定居→分泌有机酸→
加速岩石风化→土壤颗粒和有机物增多。
裸岩阶段
地衣阶段
二
群落的演替
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本植物
灌木阶段
乔木阶段
发生在裸岩上的演替
1
苔藓阶段
草本植物阶段
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
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。
二
群落的演替
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本植物
灌木阶段
乔木阶段
发生在裸岩上的演替
1
灌木阶段
乔木阶段
灌木、小乔木侵入并定居→竞争→灌木、小乔木占优势→动物进一步增多→物种多样化→群落结构较稳定→抵御环境变化的能力增强。
乔木在竞争中占优势→形成茂盛的树林→进一步改善环境→物种进一步多样化→生物与环境的关系更丰富多样→相对稳定的森林阶段。
二
群落的演替
发生在裸岩上的演替
（光照强度）
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
灌木阶段
乔木阶段
草本植物阶段
二
群落的演替
思考·讨论
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。
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？
粉芽
上皮层
藻类
菌丝
下皮层
小资料
地衣是藻类和真菌共同生活而成的共生体。藻类进行光合作用，制造养料供给真菌。真菌吸收外界水分、无机盐和二氧化碳供给藻类，相互间形成互利共生的关系。
二
群落的演替
思考·讨论
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。
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？
二
群落的演替
思考·讨论
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。
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？
随着演替的进行，群落结构和物种丰富度发生了怎样的变化？
趋势是物种多样性增加和群落稳定性提高。
二
群落的演替
在弃耕的农田上，也会发生群落的演替。这种演替和发生在裸岩上的演替过程相同吗？
裸岩→地衣→苔藓→草本→灌木→乔木
发生在裸岩上的演替过程
二
群落的演替
弃耕农田
杂草阶段
发生在弃耕农田上的演替
2
农田被弃耕以后
一年生杂草
土壤条件改善
多年生杂草
二
群落的演替
弃耕农田
杂草阶段
灌木阶段
发生在弃耕农田上的演替
2
土壤有机物增多，土壤保水能力增强
小灌木生长
形成灌木丛
二
群落的演替
弃耕农田
杂草阶段
灌木阶段
乔木阶段
森林阶段
发生在弃耕农田上的演替
2
乔木出现，高大的乔木占据更多的空间，灌木逐渐减少，在光照强度、水肥条件适宜的环境中，灌木演替出树林。
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。
二
群落的演替
杂草阶段
灌木阶段
乔木（树林）阶段
弃耕农田上的演替
（光照强度）
（水）
二
群落的演替
比较发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替
思考·讨论
1.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)从起点看
裸岩
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
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)他差异
裸岩
弃耕农田
演替速度慢，经历的阶段相对较多
演替速度快，经历的阶段相对较少等等
二
群落的演替
比较发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替
思考·讨论
从结构简单发展为结构复杂,群落中物种数量和群落层次增多,土壤、光能得到更充分的利用,最终群落会发展成一个与所处环境相适应的相对稳定的状态，等等。
2.这两种演替有哪些共同点？
3.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？
②群落内部种群相互关系的发展变化；
②人类的活动；
内因
外因
①生物的迁入迁出；
①群落的外界环境的变化；
二
群落的演替
比较发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替
思考·讨论
类型 裸岩 弃耕地
起始条件
演替阶段
速度
经历时间
发展趋势
实例
慢
快
长
短
趋向形成新群落
趋向于恢复原来的群落
裸地，无任何植物繁殖体
有土壤条件，甚至有植物繁殖体
裸岩→地衣→苔藓→草本植物→灌木→乔木
弃耕地→草本植物→灌木→乔木
沙丘、火山岩、冰川泥等
火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田等
二
群落的演替
比较发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替
思考·讨论
类型 裸岩 弃耕地
共同点 土壤的有机物越来越丰富，群落中物种的丰富度逐渐增加，群落的结构越来越复杂；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
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。
二
群落的演替
群落演替的类型
3
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。
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。
沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。
火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田等
实例
实例
特点
①土壤的有机物越来越丰富②群落中物种的丰富度逐渐加大③食物网越来越复杂④群落的结构也越来越复杂
二
群落的演替
类型 内容 初生演替 次生演替
起点 原先从没有过植被的环境 原有群落环境只是失去了原有植被
时间 经历的时间长 经历的时间短
速度 缓慢 较快
影响因素 自然因素 人类活动较为关键
实例 裸岩上的演替 弃耕农田上的演替
二
群落的演替
群落演替的先决条件：
植物繁殖体的传播。
群落内部因素：
外界环境因素：
动力
催化剂
控制演替的几种主要因素
种内关系、种间关系等
干旱、洪水和人类活动等
二
群落的演替
有人说，稳定是相对的、暂时的，而变化是永恒的。请结合群落的演替，谈谈你对这句话的看法。
当群落演替发展到群落内的生物与生物之间以及生物与非生物环境之间都相适应时，群落处于比较稳定的状态，但是此时群落内的生物种群仍然进行着繁殖和变化，同时外界环境也会改变，这些因素又会使群落发生改变。因此，群落始终处于动态的变化中，并趋向于形成新的相对稳定的状态。
二
群落的演替
课堂检测
1．(2023·河北唐山高二期中)研究人员在调查某沙地的植物群落演替时，发现其自然演替顺序为：一年生草本→多年生草本→多年生亚灌木→多年生灌木。下列有关叙述正确的是(　　)
A．在多年生亚灌木群落中不存在一年生草本植物
B．该沙地群落演替的类型与弃耕农田上发生的演替类型不同
C．如果时间允许，该地一定能够形成森林群落
D．该沙地主要植被是多年生灌木，与其根系发达、抗风和吸水能力较强有关
二
群落的演替
课堂检测
2.下列有关群落演替的叙述，不正确的是（　　）
A．初生演替和次生演替的主要区别是二者的起始条件不同
B．农田被弃耕后，在自然状态下演替是从一年生草本植物开始的
C．一般来说，初生演替所需时间较长，次生演替所需时间较短
D．适宜条件下随着演替的进行，群落内物种的多样性减少
三
群落的演替
阅读P42“思考·讨论”，讨论并回答所给问题：
【合作探究】
1.上述资料中，人类活动使群落演替向什么方向进行？
2.人类活动对上述群落的演替速度有什么影响？
3.如果去除人类活动，这些群落又会向什么方向演替？
4.由此可见人类活动对群落的演替有什么影响？
思考·讨论
三
群落的演替
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。
人类活动加快了这种演替的速度。
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。
1.上述资料中，人类活动使群落演替向什么方向进行？
2.人类活动对上述群落的演替速度有什么影响？
3.如果去除人类活动，这些群落又会向什么方向演替？
由此可见人类活动对群落的演替有什么影响？
思考·讨论
三
群落的演替
(1)消极影响
被砍伐的森林
过度放牧的草原
污水排入河流
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影响的实例
1
①砍伐森林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
三
群落的演替
(2)积极影响
人类活动对群落演替影响的实例
1
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。
三
群落的演替
(1)概念
2
人类活动对群落演替影响的概念及特点
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)特点
③人类活动不一定同时改变速度和方向。
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。
三
群落的演替
3
退耕还林、还草、还湖
为处理好经济发展同人口、资源、环境的关系，走可持续发展的道路，我国政府明确提出退耕还林、还草、还湖、退牧还草，颁布《退耕还林条例》，2003年1月20日起实施。
(1)原因：
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，造成严重的生态问题。
(2)解决方案：
三
群落的演替
课堂检测
1.(2023·陕西渭南高二期末)据调查，某地区由于气候越来越干燥，森林逐渐被灌丛取代，这也是自然界存在的一种演替类型。近年来，人类过度的开垦导致局部灌丛出现了荒漠化，该现象表明：与该地区具有的自然演替相比，人类的开垦活动使该地区群落的（ ）
A.演替速度变快，演替的方向未变
B.演替速度变慢，演替的方向未变
C.演替速度未变，演替的方向改变
D.演替速度未变，演替的方向未变
三
群落的演替
课堂检测
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，湖水面积缩减近50%。科研人员对该湖泊中的水生植物、鱼类等多种生物的物种丰富度、优势物种进行了调查，结果如表所示。该调查结果表明了（ ）
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
优势物种 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
优势物种 鲤鱼、鲫鱼、鳊鱼 鲫鱼、黄颡鱼、红鳍鲌
三
群落的演替
课堂检测
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
优势物种 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
优势物种 鲤鱼、鲫鱼、鳊鱼 鲫鱼、黄颡鱼、红鳍鲌
A.人类活动使该湖泊群落演替朝着物种丰富度降低、结构简单的方向进行
B.人类活动只影响了该群落演替的方向，并没有影响该群落演替的速度
C.去除人类活动，该群落一般会朝着人类活动出现之后的状态进行演替
D.人类活动对群落演替的影响不会超过群落外界环境变化对群落演替的影响
该调查结果表明了（ ）
五
教材课后习题·概念检测
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
×
√
D
五
教材课后习题·概念检测
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
五
教材课后习题·概念检测
4.对一处弃耕农田的演替过程的记录如下表所示，请据表回答下列问题。
弃耕年数 优势植物 非优势植物
<1 马唐 —
1 飞蓬 豚草
2 紫菀 豚草
3 须芒草 豚草
5~10 短叶松 火炬松
50~100 栎 山核桃
五
教材课后习题·概念检测
(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____________________________________________。
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。
(1)该地草本植物的演替速度____(填“快”“慢”),木本植物的演替速度___
快
慢
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