资源简介

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2.3 群落的演替
本节聚焦
群落演替有哪些类型？
01
演替的大致过程是怎样的？
02
怎么看待人类活动对群落演替的影响？
03
问题探讨
1883年
火山爆发，动物全部死亡。
几年后
地面上长出小草，出现了一种植株。
1909年
有202种动物
1919年
1934年
动物增加到621种
增加到880种，形成树林
讨论
1. 生物是如何进一步步地定居在新土地上的？
裸岩上的演替过程“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
1883年
火山爆发，动物全部死亡。
几年后
地面上长出小草，出现了一种植株。
1909年
有202种动物
1919年
1934年
动物增加到621种
增加到880种，形成树林
讨论
2. 这一地区有可能恢复原来群落的的结构？
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变化，一般不能恢复原来的群落结构。
演替的类型
岩浆覆盖的区域，几年后长出了小草，小动物逐渐来这里定居，后来这里又长出了树木，形成树林。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，叫做群落演替。
群落演替
演替的类型
1. 光裸的岩地上是怎样长出森林的呢？
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
演替的类型
1. 光裸的岩地上是怎样长出森林的呢？
没有植物及植物繁殖体，或者是原来存在植被但被彻底消灭。
裸岩阶段
演替的类型
1. 光裸的岩地上是怎样长出森林的呢？
地衣侵入定居，地衣分泌的有机酸加速岩石分化形成土壤的过程。土壤颗粒和有机物逐渐增多。
裸岩阶段
演替的类型
1. 光裸的岩地上是怎样长出森林的呢？
苔藓侵入→定居、拓展→进一步使岩石分解→土层加厚，有机物增多→微生物种类更丰富。
苔藓阶段
演替的类型
1. 光裸的岩地上是怎样长出森林的呢？
土壤保持一定水分，草本植物的种子能够萌发。
竞争的结果是较高的草本植物逐渐占据优势。
草本植物阶段
各种昆虫和其他小动物开始进入这个地区。在动植物的作用下，土壤中的有机物越来越丰富，土壤的通气性也越来越好。
演替的类型
1. 光裸的岩地上是怎样长出森林的呢？
灌木、小乔木浸入并定居→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。
灌木阶段
演替的类型
1. 光裸的岩地上是怎样长出森林的呢？
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。
乔木阶段
演替的类型
1. 光裸的岩地上是怎样长出森林的呢？
裸岩
阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本阶段
灌木阶段
乔木阶段
在上述演替过程中，土壤中的有机物越来越丰富，群落中物种丰富度逐渐加大，食物网越来越复杂，群落的结构也越来越复杂。
演替的类型
思考·讨论：分析群落的演替
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？
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。
2. 地衣阶段为苔藓的生殖提供了怎样的基础？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，结果逐渐取代了地衣。
演替的类型
思考·讨论：分析群落的演替
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？
能找到这些植物。在群落演替过程中，一些物种取代另一些物种是指“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。
演替的类型
2. 在弃耕的农田上的演替
杂草
灌木
乔木
森林
演替的类型
2. 在弃耕的农田上的演替
杂草
灌木
乔木
森林
农田弃耕之后，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”。
演替的类型
2. 在弃耕的农田上的演替
杂草
灌木
乔木
森林
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。
演替的类型
2. 在弃耕的农田上的演替
杂草
灌木
乔木
森林
再经过一段时间，乔木才是出现。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。
演替的类型
2. 在弃耕的农田上的演替
杂草
灌木
乔木
森林
在气候条件适宜的情况下，从弃耕的农田演替出森林，需要数十年的时间。
如果是在干旱的荒漠地区，群落的演替就很难形成树林，或许只能发展到草本阶段或稀疏的灌木阶段。
演替的类型
思考·讨论：比较发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替
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？
从演替的起点看，裸岩上的演替是从一个从来没有植被覆盖的地面，或者原来存在过植被、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，甚至保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。
演替的类型
思考·讨论：比较发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替
2. 这两种演替有哪些共同点？
共同点：从结构简单发展为结构复杂，群落中的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环境相适应的相对稳定的状态。
演替的类型
思考·讨论：比较发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替
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？
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。
演替的类型
3. 群落演替的两种类型
在一个从来没有植被覆盖的地面，或者原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替。
沙丘
起始条件（演替的起点）
划分依据：
① 初生演替
火山岩
冰川泥
演替的类型
3. 群落演替的两种类型
指在原生制备虽已不存在，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。
火灾过后的草原
② 次生演替
过量砍伐的森林
弃耕的农田
演替的类型
4. 群落演替的结果
初生演替和次生演替的最终结果相同，结果如下：
① 群落结构变得复杂；
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；
演替的类型
5. 影响群落演替的因素
① 群落外界环境的变化
② 生物的迁入
③ 群落内部种群相互关系的发展变化
④ 人类活动
适应影响因素变化的种群数量增长或得以维持，不适应的数量减少甚至被淘汰。
演替的类型
6. 顶级群落
① 定义
群落演替到与群落所处环境相适应的相对稳定的状态，演替就不在进行了。此时的群落称为这个环境下的顶级群落。
② 特点
群落中各主要种群的出生率等于死亡率。
群落中能量的输入和输出相等。
人类活动对群落演替的影响
思考·讨论：分析人类活动影响群落演替的实例
资料1：
我国黄土高原的历史变迁
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。
现在的黄土高原上，草原和森林的覆盖率比历史上大幅下降。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。
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
人类活动对群落演替的影响
思考·讨论：分析人类活动影响群落演替的实例
自20世纪60年代起，长江中下游某湖泊进行了大规模的围湖造田，湖水面积缩减近50%。对该湖泊多种生物的调差表铭，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）。
资料2：
人类活动对群落演替的影响
思考·讨论：分析人类活动影响群落演替的实例
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。
2. 人类活动对上述群落演替速度有什么影响？
人类活动加快了这种演替的速度。
3. 如果去除人类动物，这些群落又会向什么方向演替？
可能发展到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。
人类活动对群落演替的影响
1. 影响结果
使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行（即改变了演替的方向和速度）。
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. 不良影响
① 砍伐森林
被砍伐的森林
人类活动对群落演替的影响
2. 不良影响
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。
② 过度放牧
过度放牧的草原
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
③ 河水污染
污水排入河流
人类对群落演替的影响都是不良的吗？
3. 正面影响
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。
人类活动对群落演替的影响
退耕还林、还草、还湖
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，造成严重的水土流失，并成为洪涝灾害频繁发生的重要原因。
2. 目的
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。
退耕还林、还草、还湖
3. 措施
截至2013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4.47亿亩。
《退耕还林条例》，自2003年1月20日起施行。
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。
陕西省延安市吴起县退耕前后的对比
左图：1984年；右图：2017年
小结
练习与应用
一、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 （ ）
（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 （ ）
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
练习与应用
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
练习与应用
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
练习与应用
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
(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。
复习与提高
1. 生物群落的空间结构受多种因素影响。下列叙述错误的是 ( )
A. 植物群落的垂直分层现象与光照有关
B. 动物群落的垂直分层现象与植物有关
C. 植物群落的水平分布现象与地形有关
D. 动物群落的水平分布一般都是均匀的
一、选择题
D
复习与提高
2. 甲地发生森林火灾导致原有植被消失，乙地因火山喷发被火山岩全部
覆盖，之后两地均发生了群落演替。关于甲、乙两地群落演替的叙述，
错误的是 ( )
A. 甲地和乙地发生的演替类型相同
B. 若没有外力干扰，甲地可重现森林
C. 地衣会比苔藓更早地出现在乙地火山岩上
D.甲、乙两地随着时间延长，物种丰富度逐渐增加
A
复习与提高
3. 甲、乙、丙是食性相同、不同种的蝌蚪，三者之间无捕食关系。某研
究小组在4个条件相同的人工池塘中各放入1200 只蝌蚪(甲、乙、丙各
400 只)和数量不等的同种捕食者，一段时间后，各池塘中3种蝌蚪的
存活率如下表所示。下列推测不合理的是 ( )
池塘编号 捕食者数量/只 非优势植物 甲 乙 丙
1 0 87 7 40
2 2 58 30 25
3 4 42 32 11
4 8 32 37 10
复习与提高
A. 捕食者主要捕食甲和丙
B. 蝌蚪的种间竞争结果可能受捕食者影响
C. 无捕食者时蝌蚪的种间竞争可能导致乙消失
D. 随着捕食者数量增加，乙可获得的资源减少
复习与提高
1. 种植过大片草莓的农田，闲置多年后被木本植物覆盖，成片的草莓不
见了。请解释其中的原因。为什么草莓不能和木本植物共同繁盛呢
二、非选择题
这是群落演替的结果。因为木本植物较为高大，能占据更多空间，获得更多的阳光，与草莓相比，它们处于优势地位，所以能繁盛起来，而草莓得不到生长所需的阳光，难以成片生长。
复习与提高
2. 我国南方某地的一个稻田群落，近30年来发生了显著的变化：原来种
群密度较高的青蛙，现在已经很少；原来有大量的泥鳅、鳝鱼、田螺
等动物，现在它们几乎绝迹。
(1) 试分析该稻田群落的物种组成发生变化的原因。
主要是人类活动的影响，如化肥、农药对环境造成污染，人类的捕捉等。
(2) 上述变化对农业生产有什么影响？对农民的收入会有影响吗
害虫数量会增多，土壤生态环境会被破坏，土质变差;农民对化肥、农药的依赖性增强，生产成本较高，因而影响农民增加收人。
复习与提高
(3) 按此趋势发展下去，再过 30 年，稻田群落还会发生什么变化
按此趋势，30年后，稻田对化肥、农药的依赖性将越来越强，稻田群落变得更为单一、脆弱。
(4) 现在有些地区发展稻田养鱼,建设“稻一萍-鱼”等立体农业。你认为
这是人类的创造还是对大自然本来面貌的回归
这是人类按照自然规律进行的创造，其目的是借助自然群落中生物之间的关系，使人类的活动在满足人类需求的同时，也有益干环境。这种做法体现了尊重自然的理念，因而在某种意义上也可以视作对大自然本来面貌的回归。
复习与提高
3. 我国南方很多的村落背后都有一片充当绿色屏障的防护林。防护林保
留了部分原始植被的特征，但同时由于深受人类活动的干扰而与自
然群落有一定差异。研究表明，在华南某地，随着干扰(主要是砍伐
成树)强度的增加，防护林林下的植物 丰富度增加，阳生植物增多。
在人工十扰强度不同的防护林中，占优势的树种也有差异。受到重
度干扰的防护林，比自然林更容易遭受外来物种的入侵。
复习与提高
(1) 砍伐成树有助于林下植物的生长，主要是影响了哪一类种间关系 干
扰后林下的阳生植物为什么会增多
种间竞争。人工干扰后，林下阳生植物能够获得更多的光照、水肥，有利于其生长繁殖。
(2) 一定程度的人工干扰可能会增加防护林群落的物种丰富度，这给我
们什么启示
适度砍伐成树，既可以增加防护林物种的丰富度而提高其稳定性，又可以获得一定的经济效益。
复习与提高
(3)为什么重度人工干扰的防护林比自然林更容易遭受外来物种人侵 这
给我们什么启示
重度人工干扰，导致防护林物种丰富度降低，群落结构简单，抵抗外界干扰的能力弱，就更容易遭受外来物种人侵。这提示我们要尊重自然规律，保护好绿水青山，走可持续发展之路。

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