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第2章 第3节
人教版 选择性必修2
爆发结束后的喀拉喀托火山
若干年后的喀拉喀托火山
爆发结束后的喀拉喀托火山
若干年后的喀拉喀托火山
若干年的变化
若干年的变化
若干年的变化
若干年的变化
1883年火山爆发后
一片裸地
几年后
长出了小草
出现了一种蜘蛛
1909年
有202种动物
1919年
动物增加到621种
1934年
增加到880种
1883年火山爆发后
一片裸地
几年后
长出了小草
出现了一种蜘蛛
1909年
有202种动物
1919年
动物增加到621种
1934年
增加到880种
1883年火山爆发后
一片裸地
几年后
长出了小草
出现了一种蜘蛛
1909年
有202种动物
1.生物是如何一步步地定居在新土地上的？
地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→乔木阶段
2.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，群落因此而发生了变化，一般不能恢复原来的群落结构。
1919年
动物增加到621种
1934年
增加到880种
1883年火山爆发后
一片裸地
几年后
长出了小草
出现了一种蜘蛛
1909年
有202种动物
1.生物是如何一步步地定居在新土地上的？
地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→乔木阶段
2.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，群落因此而发生了变化，一般不能恢复原来的群落结构。
随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。
群落演替
目录
CONTENTS
演替的类型
1/
人类活动对群落演替的影响
2/
退耕还林、还草、还湖
3/
01
演替的类型
一
演替的类型
裸岩
森林
光裸的岩地上是怎样长出森林的呢？
一
演替的类型
请同学们自主阅读教材P38-40，并思考讨论完成问题。
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？
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
演替的类型
(一)裸岩上的演替过程
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
一
演替的类型
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。
裸岩上不适合生物生存，那么裸岩是怎么变得逐渐适宜生物生存呢？
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
一
演替的类型
地衣阶段
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？
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
地衣是藻类和真菌的共生体。地衣分泌的有机酸可加速岩石风化形成土壤的过程。于是，土壤颗粒和有机物逐渐增多。
逐渐变化
一
演替的类型
地衣阶段
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？
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
地衣是藻类和真菌的共生体。地衣分泌的有机酸可加速岩石风化形成土壤的过程。于是，土壤颗粒和有机物逐渐增多。
一
演替的类型
苔藓阶段
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？取代的原因的什么？
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
随着土壤的出现，地面逐渐有了保持水分的能力。于是一些苔藓就生长起来，并将先锋植物地衣的优势地位排挤掉。事实上，这一阶段其他孢子植物和种子植物的种子也可能出现在土壤中，但是环境条件不足以支撑那些更高等的植物萌发，因此，苔藓成了优势类群。这一阶段称为苔藓阶段。
逐渐变化
一
演替的类型
苔藓阶段
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？取代的原因的什么？
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
苔藓比地衣长得高，能获得更多的阳光，处于优势地位。
一
演替的类型
草本植物阶段
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
在土壤能保持一定水分时，草本植物的种子就能够萌发生长。竞争的结果是较高的草本植物逐渐占据了优势。这时，各种昆虫和其他小动物开始进入这个地区。在动植物的共同作用下，土壤中的有机物越来越丰富，土壤的通气性越来越好。
随着土壤有机物含量的提高、土层增厚，土壤的保水能力和养分含量进一步提高。终于，草本植物的种子开始萌发。它们不但排挤掉了苔藓的优势地位，互相之间的竞争压力也越来越大，从最初以一年生的物种为主，逐渐过渡到以多年生草本植物为主。它们还为各种节肢动物提供了栖息地。由于土壤的发育，这一阶段的土壤生物已经成为群落中不可忽视的力量。群落进入了草本植物阶段。
逐渐变化
一
演替的类型
灌木阶段
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
灌木和小乔木开始生长。灌木比草本
植物更为高大，“剥夺”了草本植物的阳光，逐渐取代了部分草本植物。灌木的生长起到了遮阴、避风等作用，同时提供了更为丰富的食物，于是成为许多鸟类的栖息地。物种的多样化使群落的结构较为稳定，抵御环境变化的能力增强。
逐渐变化
一
演替的类型
灌木阶段
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
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
一
演替的类型
乔木阶段
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
在灌木群落所形成的湿润土壤上，各种乔木的种子萌发出来。乔木比灌木具有更强的获得阳光的能力，因而最终占据了优势，成为茂盛的树林。树林的形成进一步改善了生物生存的环境，物种进一步多样化，生物与环境之间的关系变得更加丰富多样，于是群落演替到了相对稳定的森林阶段。
群落演替到乔木阶段只有乔木吗？群落中还能找到地衣、苔藓、草本植物和灌木吗？
能找到。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存在。
逐渐变化
一
演替的类型
(一)裸岩上的演替过程
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
一
演替的类型
阅读教材P40-41，小组合作思考讨论完成问题。
1.弃耕农田上的演替依次经历哪些阶段？
2.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？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，主要受哪些因素影响？
一
演替的类型
(二)弃耕农田上的演替过程
杂草
弃耕农田
灌木
乔木
森林
一
演替的类型
(二)弃耕农田上的演替过程
杂草
农田被弃耕以后，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”。
多年生杂草是寿命超过两年以上的草类，一生中能多次开花结实。在开花结实后地上部死亡，依靠地下器官越冬，次年春季从地下营养器官又长出新株。
一年生杂草，在一个生命周期内中只开花结实一次，种子繁殖，整个生命周期不到一年时间完成。分为夏季一年生和冬季一年生两类。
一
演替的类型
(二)弃耕农田上的演替过程
杂草
灌木
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。
一
演替的类型
(二)弃耕农田上的演替过程
灌木
乔木
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。
一
演替的类型
(二)弃耕农田上的演替过程
乔木
森林
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。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植物阶段或稀疏的灌木阶段。
杂草
弃耕农田
灌木
乔木
一
演替的类型
(二)弃耕农田上的演替过程
杂草
弃耕农田
灌木
乔木
森林
一
演替的类型
一
演替的类型
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。
初生演替
次生演替
一
演替的类型
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？
其他差异还有：
裸岩上的演替速度慢，经历的阶段相对较多
弃耕农田上的演替速度快，经历的阶段相对较少；等等。
一
演替的类型
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
一
演替的类型
(三)演替的类型
初生演替
次生演替
一
演替的类型
(三)演替的类型
初生演替
次生演替
1.概念：
指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
2.举例：
沙丘
火山岩
冰川泥
火山岩又称喷出岩，属于岩浆岩（火成岩）的一类，是岩浆经火山口喷出到地表后冷凝而成的喷出岩。
覆盖在冰川下面的泥，经过地质气象的变动，碰撞、摩擦、翻滚、沉淀，在冰川、石英和云母岩之下，形成的自然物质。
小山、沙堆、沙埂或由风的作用形成的其他松散物质叫沙丘。
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一
演替的类型
(三)演替的类型
初生演替
次生演替
1.概念：
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。
2.举例：
火灾过后的草原
过量砍伐的森林
弃耕的农田
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 从结构简单的群落发展为结构复杂的群落 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 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
趋向_______________
较多
较少
形成新群落
于恢复原来的群落
趋向_________________
比较两种演替的异同
一
演替的类型
(四)演替的影响因素
（1）外部因素：
（2）内部因素：
（1）这些因素常常处于变化的过程中，适应变化的种群数量_______________，不适应的数量_____________，因此，群落就不断地演替。
（2）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________的状态。
群落的外界环境的变化以及人类的活动等。
群落内部种群相互关系的发展变化，生物的繁殖、迁入和迁出等。
(五)演替的结果
增长或得以维持
减少甚至被淘汰
相对稳定
一
演替的类型
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？
（1）不一定。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。
（2）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，群落内部种群的相互关系，人类活动等因素的影响。
演替是一个漫长的过程，但不是一个永恒延续的过程。当一个群落演替到与当地的气候和土壤条件处于平衡状态的时候，演替就不再进行了。在这个平衡点上，群落结构最复杂也最稳定，只要没有外力干扰，它将永远保持原状。演替达到最终平衡状态时的群落称为顶极群落。
一
演替的类型
顶极群落类型主要是由平均温度和年降雨量决定
随堂练习
(1)在裸岩上发生演替时首先出现的生物是地衣( )
(2)在弃耕的农田上进行的演替先是初生演替后是次生演替( )
(3)初生演替趋向于形成新群落( )
(4)群落内部因素的变化不会影响群落演替( )
(5)根据群落演替的理论，所有的群落最终都会演替成森林( )
(6)群落演替的结果一定是群落的结构越来越复杂( )
√
×
√
×
×
×
例．大兴安岭冬季严寒而漫长，温暖季短，有大面积落叶针叶林，针叶林凋落物的氮磷分解速率较慢。某林区发生火灾后，植被演替过程如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．火灾后的林地上发生的是初生演替
B．与针阔混交林相比，针叶林土壤有机物含量较多
C．与阔叶林阶段相比，草本灌木阶段的群落空间结构更加复杂
D．火烧后，草本、灌木和乔木的丰富度均逐渐下降后保持稳定
B
随堂练习
随堂练习
A
1．下列群落演替，属于初生演替的是 （ ）
A.某地海底火山爆发形成了一个新岛，后来又逐渐长出了很多植物
B.河流因为堵塞而成为沼泽，上面长出了新的植物
C.弃耕的农田先长出一年生的杂草，接着又长出多年生的杂草
D.西双版纳热带雨林遭到严重砍伐后，很快又长出新的植物
2．下列关于初生演替和次生演替的叙述，错误的是 （ ）
A.在沙丘、火山岩上进行的演替是初生演替，在弃耕的农田上进行的演替是次生演替
B.初生演替形成的群落内无竞争现象，次生演替形成的群落内竞争明显
C.次生演替比初生演替所用的时间短，重要原因之一是次生演替原有的土壤条件基本保留
D.不论是初生演替还是次生演替，只要气候等条件适宜，一般都能发展到森林阶段
B
02
人类活动对群落演替的影响
二
人类活动对群落演替的影响
自主阅读教材P42，并思考讨论完成问题。
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濯童山的主要原因：自秦代以来，由于移民屯田和大量砍伐森林，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。
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濯童山的主要原因：自秦代以来，由于移民屯田和大量砍伐森林，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。
二
人类活动对群落演替的影响
资料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％。对该湖泊多种生物的调查表明，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）。
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
某湖泊20世纪60年代和80年代水生植物和鱼类的调查统计表
二
人类活动对群落演替的影响
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？
人类的许多活动正在影响着群落的演替，
往往使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。
二
人类活动对群落演替的影响
1.消极影响：
使群落演替朝着物种丰富度降低、结构简单的方向进行。
被砍伐的森林
过度放牧的草原
污水排入河流
在短期内改变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。
人类活动对群落演替的影响都是不良的吗？
二
人类活动对群落演替的影响
2.积极影响：
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。
60年前毛乌素沙漠
现在的毛乌素沙漠
人类的许多活动正在影响着群落的演替，
往往使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。
D
随堂练习
例.2020年4月，陕西省林业和草原局统计数据显示：榆林沙化土地治理率已达93.24％--意味着毛乌素沙漠即将从我国版图“消失”。这个经过1000多年，让绿洲变成了沙漠的地区，如今又要把沙漠变回了绿洲。下列关于该演替的叙述错误的是（ ）
A.毛乌素沙漠区域内的演替过程最可能属于次生演替类型
B.毛乌素沙漠区域内的演替过程伴随着群落空间结构改变
C.人类活动可以使群落按照不同于自然演替的速度和方向进行
D.人类活动可以使演替呈现一个种群被另一个种群替代的显著特征
随堂练习
B
1．种植抗旱的蒿类植物能有效治理局部沙化的环境，下列叙述正确的是 ( )
A.治理沙化环境说明人类活动可以改变群落演替的方向，但不改变其速度
B.治沙植物应选用根系发达、叶小或退化的品种
C.沙化环境中影响群落空间结构的最主要环境因素是温度
D.在沙化环境中觅食的植食性动物之间只有种间竞争关系
随堂练习
B
2．草方格沙障是用干的麦草、稻草和芦苇等扎成方格形状固定于沙中，并在方格中播撒固沙植物的种子，用来防风固沙、涵养水分的一种治沙方法。下列说法错误的是 ( )
A.草方格能蓄积降水促进固沙植物的生长
B.该过程改变了演替的速度但没有改变演替的方向
C.微生物对草方格材料的分解改善了土壤的结构
D.该方法可增加治理区域的物种丰富度
03
退耕还林、还草、还湖
三
退耕还林、还草、还湖
1.原因：
2.目的：
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
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）
2003年1月20日起施行《退耕还林条例》。
截至2019年，全国共有25个省和新疆生产建设兵团参与这项工程，累计完成退耕还林还草3.43×107hm2。
三
退耕还林、还草、还湖
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。
课后练习
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
课后练习
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
课后练习
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
0~1 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
(1)该地草本植物的演替速度____(填“快”或“慢”)，木本植物的演替速度___
快
慢
课后练习
弃耕年数 优势植物 非优势植物
0~1 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
(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
课后练习
弃耕年数 优势植物 非优势植物
0~1 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
(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。

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