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第3节 群落的演替
第2章 群落及其演替
生物
学习目标
①通过对具体实例的分析讨论，阐明群落演替的概念、过程及规律，形成进化与适应观、稳态与平衡观等生命观念。（生命观念、科学思维）
③通过实例探讨人类活动对群落演替的影响，认同退耕还林等措施的意义，进一步形成可持续发展观，增强保护环境的责任心和使命感。（社会责任）
②结合实例，运用比较、分析、归纳等科学思维区分初生演替与次生演替。（科学思维）
学习重难点
重点：
群落演替的过程、类型及其主要规律。
难点：
群落演替的影响因素及不同演替类型的比较。
导入新课
1883年8月，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。
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为原来群落的结构吗？
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，群落因此而发生变化，一般不能恢复为原来的群落结构。
新课讲授
群落演替的概念
一、群落演替的定义
随着_______________，一个群落被另一个群落______________的过程，叫作_____________。
时间推移
代替
群落演替
群落演替的类型
新课讲授
探究一
常绿阔叶林
常绿针叶林
裸岩上的演替过程
新课讲授
裸岩阶段
常绿阔叶林
常绿针叶林
裸岩上的演替过程
新课讲授
地衣阶段
地衣首先在裸岩上定居，地衣分泌的有机酸可加速岩石风化形成土壤的过程，于是，土壤颗粒和有机酸逐渐增多。
光裸的岩石上首先定居的生物为什么不是苔藓，
而是地衣？
苔藓和草本植物无法直接从裸岩中获取养分，而地衣可以分泌有机酸分解岩石获取养分。
常绿阔叶林
常绿针叶林
新课讲授
苔藓阶段
在地衣开拓的基础上，苔藓便能生长起来。苔藓比地衣长得高，更适应这里的环境，于是就逐渐扩展。苔藓的生长会进一步使岩石分解，土层加厚，有机物增多，土壤中微生物的种类也越来越多。
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？
地衣分泌的有机酸可加速岩石风化形成土壤，并积累有机物，这为苔藓的生长提供了条件。苔藓生长后，其植株高于地衣，能获得更多的阳光，处于优势地位，逐渐取代了地衣。
常绿阔叶林
常绿针叶林
裸岩上的演替过程
新课讲授
草本植物阶段
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。
常绿阔叶林
常绿针叶林
裸岩上的演替过程
新课讲授
灌木阶段
灌木和小乔木开始生长。灌木比草本更为高大，“剥夺”了草本植物的阳光，逐渐取代了草本植物。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，于是成为很多鸟类的栖息地。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。
灌木比草本植物更加高大，“剥夺”草本植物的阳光，
逐渐取代了部分草本植物。
常绿阔叶林
常绿针叶林
裸岩上的演替过程
新课讲授
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。
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；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。
初生演替：是指在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替。
实例：沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。
新课讲授
拓展了解——从湖底开始的初生演替
裸地阶段
浮游植物阶段
沉水植物阶段
浮叶植物与挺水植物阶段
湿生草本与灌木阶段
乔木阶段
新课讲授
常绿阔叶林
常绿针叶林
弃耕农田上的演替过程
新课讲授
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”。
常绿阔叶林
常绿针叶林
弃耕农田上的演替过程
新课讲授
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。
常绿阔叶林
弃耕农田上的演替过程
新课讲授
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。
次生演替：是指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。
实例：火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田等。
新课讲授
裸岩上的演替过程
弃耕农田上的演替过程
VS
森林阶段（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
乔木蔚然成林
弃耕农田
一年生杂草
多年生杂草
小灌木
灌木丛
讨论一：
这两种情况下的演替，有那些相同点？
讨论二：
这两种情况下的演替，有那些不同点？
思考与讨论
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从演替的起点看：
裸岩上的演替是从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，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。
②其他差异：
裸岩上的演替速度慢，趋向于形成新群落，经历的阶段相对较多；
弃耕农田上的演替速度快，趋向于恢复原来的群落，经历的阶段相对较少。
思考与讨论
2.这两种演替有哪些共同点？
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土壤和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。
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,群落内部种群相互关系的发展变化,人类活动等因素的影响。
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
4.为什么群落不断地演替？
思考与讨论
5.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。
影响群落演替的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。
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。
比较项目 初生演替 次生演替
不同点 起点
实例
经历时间
速度
发展趋势
经历阶段
共同点 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
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
长
短
慢
快
趋向形成新群落
趋向于恢复原来的群落
多
少
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
关于群落演替的五个“易错点”
(1)演替并不是“取而代之”。演替过程中一些种群取代另一些种群，是一种“优势取代”而非“取而代之”，如形成森林后，乔木占据优势地位，但森林中仍有灌木、草本植物、苔藓等。
(2)演替的方向能被改变。演替是生物和环境反复相互作用，发生在时间和空间上的不可逆变化，但人类活动可使其不按自然演替的方向和速度进行。
(3)群落演替是一个漫长但并非永无休止的过程。当群落演替到与环境处于平衡状态时，就以相对稳定的群落为发展的顶点。
(4)并不是所有群落都可以演替到森林阶段。如果陆地环境条件适宜，群落一般都能演替到最高阶段——森林阶段；在干旱地区，一般只能演替到草本植物或稀疏的灌木阶段。
(5)群落的结构不一定越来越复杂。群落结构也可能从复杂到简单，如从草原演变为沙漠。
精讲点拨
人类活动对群落演替的影响
新课讲授
探究二
新课讲授
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。
分析人类活动影响群落演替的实例
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）。
思考与讨论
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
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
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？
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。
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
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
3.如果去除人类活动，这些群落又会向什么方向演替？
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。
过度放牧
导致草原退化
过度砍伐
导致森林破坏
污水排放
破坏水域生物群落
如砍伐森林可以在短时期内改变森林群落的物种组成和物种丰富度，进而改变群落的演替_________。
方向
新课讲授
人类活动对群落演替的影响——消极影响
新课讲授
人类活动对群落演替的影响——积极影响
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。
我国治理最好的三大沙漠：库布齐沙漠、毛乌素沙漠、天漠。
（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群落演替的速度和方向。
情境应用
结合本地生态环境，举例说明一种人类活动影响群落演替的例子。
畅所欲言
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。
我国政府明确提出退耕还林、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2021年，全国共有25个省(自治区、直辖市)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1.42×107hm2，荒山荒地造林和封山育林2.07×107hm2，这项浩大的工程堪称世界上规模最大的生态工程。
我国于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。
新课讲授
退耕还林、还草、还湖
普遍性 自然界中群落演替是普遍现象，可发生于每个群落。
规律性和可预测性 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落的发展趋势，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。因此群落不断地演替。
归纳总结
群落演替的特点
【练习1】
当堂训练
下图表示两个群落演替过程中物种丰富度的变化。下列叙述错误的是(　　)
A.甲可表示在火灾后森林上进行的演替
B.甲比乙的演替速度慢、历时长
C.甲中①②处的物种组成不一定相同
D.若气候条件适宜，甲、乙过程最终均可演替成森林
B
【练习2】
下图为湖岸沙丘演替示意图(图中所标植物为各阶段的优势植物)。下列相关叙述错误的是(　　)
A.在从未被植物覆盖过的沙丘开始的演替属于初生演替
B.“木棉阶段”的植物可能出现在“松树阶段”群落中
C.在该演替过程中，“栎树阶段”群落的结构最复杂
D.优势种的变化是种间竞争的结果，与土壤变化无关
D
当堂训练
【练习3】
一个群落替代另一个群落的过程称为演替，人类活动影响着群落的演替。下列相关叙述错误的是(　　)
A.砍伐森林可以在短时间内改变森林生物群落的物种丰富度
B.过度放牧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
C.封山育林、退耕还林还草等措施，使群落的物种增多，群落的结构变复杂
D.在群落演替的过程中，各种群间生态位重叠越多，越有利于生物的生存和发展
当堂训练
D
【练习4】
（不定项）某森林火灾后，选择重度火烧迹地为研究区域，进行3种不同更新方式的实验研究。一段时间后，生态恢复的结果如下图所示。CK为未发生火灾的对照组。下列说法正确的是(　 　)
A.火灾过后群落的演替为次生演替
B.未发生火灾时优势植物为草本层植物
C.三种更新方式下群落演替的方向相同，速度不同
D.人工促进更新的恢复策略更适合该地区火灾后植被的演替与恢复
ACD
当堂训练
【练习5】
当堂训练
塞罕坝国家森林公园是中国北方最大的森林公园，它曾因砍伐严重逐渐退化，直至“飞鸟无栖树，黄沙遮天日”。后来，塞罕坝三代人无畏困难铸成“绿色屏风”，创造了“沙漠变绿洲、荒原变林海”的绿色传奇。结合所学知识回答下列问题。
(1)随着时间的推移，辅以有效的人为手段，草原生物群落会逐渐恢复到退化前的状态，这在生态学上称为 。在此过程中，人类活动对它的影响往往是 。
(2)区别不同群落最重要的特征是 ，在群落演替过程中，灌木群落代替草本植物群落的原因是 。
(3)在草原恢复初期1～15年间，物种多样性指数呈上升趋势，恢复15～20年内，物种多样性指数低于第15年，原因是 。
群落演替
使演替按照不同于自然演替的速度和方向进行
物种组成
灌木长得更高大，在竞争阳光中占优势
具有生存优势的物种出现，使某些物种在竞争中被取代
课堂小结
请同学们以思维导图的形式总结本节课所学内容
谢谢大家

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