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第二章 群落及其演替
第3节 群落的演替
1.通过分析裸岩上的演替和弃耕农田上的演替，
阐明演替的概念、类型和过程。
2.通过分析人类活动与演替的关系，
说明人类活动对群落演替的影响。
一、学习目标
二、重点
群落演替的过程。
群落演替的过程。
三、难点
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。
讨论1：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。群落结构因此而发生变化，一般不能恢复原来的群落结构。
喀拉喀托火山爆发的情景
喀拉喀托火山的群落
问题探讨
讨论2：生物是如何一步步地定居在新土地上的？
1883年
火山爆发，动物全部死亡
几年后
地面上长出小草，出现了一种蜘蛛。
1909年
有202种动物
1919年
1934年
动物增加到621种
增加到880种，形成小树林
群落的演替
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。
问题探讨
任务1 阅读教材P38-39图2-11思考：
1.每个阶段的优势物种分别是什么？原因？变化？
2.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？
3.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？
4.在森林阶段，群落中还能找到地衣、苔藓、草本植物和灌木吗？
5.在演替过程中土壤的形成变化、生物种类的变化和生物间的相互关系、生物与环境之间的关系都是怎样变化的？
一、裸岩上的演替过程
一、初生演替
指在一个 的地面，或者是_______________但被彻底消灭了的地方发生的演替。
从来没有被植物覆盖
1.概念
2.案例
如在______、_______、________上进行的演替。
原来存在过植被
沙丘
火山岩
冰川泥
从0开始
一、初生演替
3.过程——裸岩到森林的演替
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本植物阶段
灌木阶段
乔木阶段
六个阶段
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
①裸岩阶段
表层为岩石或石砾，裸岩上没有任何生物，或者是原来存在过植被但被彻底消灭。
3.过程——裸岩到森林的演替
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本植物阶段
灌木阶段
乔木阶段
②地衣阶段
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。
3.过程——裸岩到森林的演替
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本植物阶段
灌木阶段
乔木阶段
③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
3.过程——裸岩到森林的演替
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本植物阶段
灌木阶段
乔木阶段
④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
3.过程——裸岩到森林的演替
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本植物阶段
灌木阶段
乔木阶段
⑤灌木阶段
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
3.过程——裸岩到森林的演替
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本植物阶段
灌木阶段
乔木阶段
⑥乔木阶段
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
3.过程——裸岩到森林的演替
分析群落的演替
【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。
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。
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？地衣被苔藓取代了吗？
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。
3.过程——裸岩到森林的演替
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:在整个演替过程中，土壤条件发生了什么样的变化？物种丰富度和群落的结构发生了怎样的变化？

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。
3.过程——裸岩到森林的演替
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？
任务2：阅读课本P40及P41图文，并回答下列问题：
1.在弃耕农田上首先定居的会是什么植物?原因是什么?
2.弃耕农田上的演替的过程中土壤条件是如何变化的?
3.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?
二、弃耕的农田上的演替过程
思考：如果弃耕一块农田,那该农田上的群落演替会经历哪些阶段呢？
二、次生演替
1.概念
2.案例
是指在 ，但 基本保留，甚至还保留了 或 。
原有植被虽已不在
如 、 、 上进行的演替
植物的种子
其他繁殖体
火灾过后的草原
土壤条件
过量砍伐的森林
弃耕的农田
从1开始
二、次生演替
3.过程——弃耕农田上发生的演替
杂草
弃耕农田
灌木
乔木
森林
杂草阶段
灌木出现
乔木出现
森林阶段
农田被弃耕后，很快长满一年生的杂草。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”。
土壤表层的有机物逐渐增多，保水能力逐渐增强，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。
再经过一段时间，乔木开始出现。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。
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时间。
3.过程——弃耕农田上发生的演替
一年生杂草
多年生杂草
小灌木
灌木丛
乔木
草本植物
阶段
灌木阶段
森林阶段
弃耕农田
【思考】弃耕农田一定会演替成森林吗？
如果是在干旱的荒漠地区，群落的演替就很难形成森林，或许只能发展到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。
不一定。
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时间。
3.过程——弃耕农田上发生的演替
补充：发生在湖泊上的演替
1、裸底阶段
2、沉水植物阶段
3、浮叶根生植物阶段
4、挺水植物和沼泽植物阶段
5、森林群落阶段
类型
初生演替
次生演替
不同点
起点
实例
经历时间
演替速度
发展趋势
经历阶段
相同点
从 的群落发展为 的群落;
群落中的 和 增多， 能得到更充分的利用。
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
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的地方
火山岩、沙丘、冰川泥等
弃耕农田、火灾过后的草原、过量砍伐的森林
较长
较短
缓慢
较快
较多
较少
结构简单
结构复杂
物种数量
群落层次
土壤、光
形成新群落
恢复原来的群落
初生演替与次生演替的比较
思考1：一个群落最终演替到什么程度，主要受哪些因素的影响？
④群落内部种群相互关系的发展变化
②人类的活动
这些因素常常处于变化的过程中，适应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,因此，群落就不断地演替。
外因
内因
①群落外界环境的变化
③生物的迁入迁出
影响因素
思考2：群落演替是一个无休止的过程吗？
群落演替到与群落所处环境相适应的相对稳定的状态，演替就不再进行了。此时的群落称为这个环境下的顶级群落。
决定顶极群落类型的两大气候因素
地球上现存的群落大都处于顶级状态。顶极群落类型主要是由年平均温度和年降雨量决定
思考3：群落演替的结果一定是群落的结构越来越复杂吗？
注：“五个量”指的是物种丰富度、群落结构复杂程度、种间关系复杂程度、有机物总量、固定的能量。
不一定；
与群落所处的环境、人类活动等影响因素有关。
D
例．气候条件不同的甲、乙二地，甲地发生森林火灾，原有植被消失，乙地发生火山喷发，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不同
B．若没有外力干扰且环境适宜，甲地可能重现森林
C．甲地的演替速度通常比乙地快
D．甲、乙两地最终一定会形成相同的群落类型
例.水生演替系列是湖泊填平的过程，该过程是从湖泊的周围向湖泊中央顺序发生的，一般经历以下阶段：自由漂浮阶段→沉水植物阶段→浮叶根生植物阶段→直立水生阶段→湿生草本阶段→木本植物阶段，下列有关叙述正确的是( )
A.一般情况下，所有湖泊最终都会演替到木本植物阶段
B.浮叶根生植物的出现，会导致沉水植物向更深的湖泊中央转移
C.湖泊周围和湖泊中央出现了不同的植物类群，体现了群落的
垂直结构
D.湿生草本植物阶段和直立水生植物阶段的群落中物种组成相同
B
例.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.人为因素或自然因素的干扰可以改变植物群落演替的方向
B.发生在裸岩和弃耕农田上的演替分别为初生演替和次生演替
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
C
例.下图表示两个陆生群落的演替过程。据图判断，下列说法
错误的是( )
D
???? 曲线代表群落的次生演替，
???? 曲线代表群落的初生演替
B. ???? 点可代表群落达到平衡状态，其类型由气候和土壤等条件决定
C.图中C点到D点表示生态系统可能遭到破坏
D. ???? 点的物种丰富度最高，且各种群密度达到最大
?
在某一地区，群落演替的结果往往是由环境和群落内部的生物共同作用决定的，但人类活动对群落演替的影响有时超过其他因素的影响。
二、 人类活动对群落演替的影响
【资料1】我国的黄土高原历史上曾郁郁葱葱，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。然而，现在的黄土高原上，森林和草原的覆盖率比历史上大幅度下降，很多黄土丘陵呈光秃状态。除了气候变化的因素，人类活动是导致这一地区出现濯（zhuó）濯童山的主要原因。自秦代以来，由于移民屯垦和大量砍伐森林，黄土高原的农业发展很快，环境却年复一年地遭到破坏，导致大片森林和草原消失。
【资料2 】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，湖水面积减近50%。对该湖泊多种生物的调查表明，水生植物、鱼类和物种丰富度下降，占优势的物种发生变化（下表）。
{7DF18680-E054-41AD-8BC1-D1AEF772440D}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（ɡū）、
金鱼藻、黑藻
鱼类
种类
74种
54种
占优势的物种
鲤鱼、鲫鱼、
鳊（biān）鱼
鲫鱼、黄颡（sǎnɡ）鱼、红鳍鲌（bó）
讨论1：上述资料中，人类活动使群落演替向什么方向进行？
讨论2：人类活动对上述群落的演替速度有什么影响？
讨论3：如果去除人类活动，这些群落又会向什么方向演替？
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。
人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。
注意：
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。
③人类活动不一定同时改变速度和方向。
人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。
人类活动对群落演替的影响：
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}普遍性
自然界中群落演替是普遍现象，可发生于每个群落。
规律性
可预测性
群落演替有一定的规律，人们掌握了这些规律，就能够根据现有情况预测群弱的发展趋势，从而正确掌握群落的动向，使之朝着对人类有益的方向发展。
稳定性
无论是哪种类型的演替，最终都会到达一个与其所处环境相适应的相对稳定的状态。
持续性
外部环境，群落内部种群相互关系的发展，人类活动等因素常处于变化的过程中。因此群落不断的演替。
（1）砍伐森林可以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）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。
（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。
1. 人类活动对群落演替的影响——消极影响
被砍伐的森林
过度放牧的草原
污水排入河流
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。
封山育林
治理沙漠
人工群落
管理草原
掌握自然演替的规律和群落的动向，使之朝着对人类有益的方向发展。
2. 人类活动对群落演替的影响——积极影响
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。
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）
三、退耕还林、还草、还湖
3
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，我国明确提出退耕还林、还草、还湖和退牧还草，颁布了
《退耕还林条例》，自2003年1月20日起施行。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2.98×107hm2。这项浩大的工程堪称世界上规模最大的生态工程。
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。
三、退耕还林、还草、还湖
例题：（2014新课标Ⅰ卷30节选）
（3）据调查，近5万年以来，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50年来，由于人类过度开垦导致局部灌丛出现荒漠化，该现象表明：与该地区具有的自然演替相比，人类开垦活动使得该地区群落的演替速度 （填“未发生改变”、“变慢”或“变快”），演替的方向 （填“未发生改变”或“发生改变”）。
变快
未发生改变
例.为研究退耕还林的群落演替规律，利用“把同一时间内的不同群落当作同一群落不同演替阶段”原理，调查随退耕年限的变化，群落中不同植物类群的物种数变化如图。下列叙述错误的是( )

A.群落演替过程中，前一阶段为
后一阶段的形成提供了适宜条件
B.植物为动物提供食物和栖息场所，
群落演替主要表现为植物的更替
C.随着退耕时间的延长，群落对光能等
环境资源的利用更充分
D.在第二年人工种植乔木，草本植物的物种数的峰值会推迟
D
例.羊草是北方草原的一种多年生优势牧草，前些年由于人为开垦的影响，羊草
数量显著下降。开展退耕还草工程之后，退耕区域的羊草数量明显增加。下列
有关叙述正确的是( ) 。
B
A.羊草种群恢复过程中，其年龄结构属于稳定型
B.羊草种群恢复过程中，退耕区域发生了群落演替
C.开展退耕还草工程后，生物群落的垂直结构不发生变化
D.开展退耕还草工程后，羊草种群的环境容纳量不变
生物入侵
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。
2.生物入侵的危害：
①竞争、占据当地物种的 等，摧毁生态系统。
②分泌释放化学物种，抑制其他物种生长，危害生物多样性。
③影响遗传多样性等。
空间和食物
例．红火蚁是全球公认的百种最具危险入侵物种之一，红火蚁适应性很强，繁殖速度十分惊人，入侵某地后，往往迅速发展为优势物种，不仅将该地其他类型蚂蚁“赶尽杀绝”，还会把蜘蛛等益虫消灭；直接取食作物的种子、果实、幼芽、嫩茎、根茎等，传播植物病虫害，这些直接给当地的农业生产造成重大损失。
下列有关说法错误的是(　 　)
A．红火蚁入侵某地后会引起入侵地群落的演替
B．红火蚁入侵后和当地生物不构成种间关系
C．红火蚁入侵会改变群落演替的速度和方向
D．红火蚁入侵某群落后可能会迅速发展为优势物种
B
课堂小结

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