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(共54张PPT)
第2章 群落及其演替
第3节 群落的演替
导入新课（导入一）
内蒙古地区某片草原,原始植被为贝加尔针茅,经开垦种植了几年玉米后,因产量低而弃耕。弃耕后的2年内该地区以猪毛蒿、狗尾草等杂草占优势;之后3~4年内,羊草、狼尾草等根茎类禾草进入,并逐渐占据优势;随着土壤变坚实,丛生禾草定居,并逐渐代替了根茎类禾草,恢复到贝加尔针茅群落。
在这一过程中,一定空间上的群落经历了哪些阶段 一个优势物种怎样被另一个优势物种取代 一个群落是怎样被另一个群落替代的呢
导入新课（导入二）
1883年,印度尼西亚喀拉喀托岛发生了堪称人类历史上最大的一次火山爆发,岛屿大部分被毁,并引发剧烈海啸。
1个月后,科学家登岛考察,发现岛屿完全被火山灰覆盖,树木焦黑,森林消失,生物灭绝。
1886年,科学家再次登岛进行详细调查,此时内陆的火山灰表面已长出蓝细菌类生物,海岸边出现植物种子。
1896年,10年前发现的植物种子已萌发新芽,并开始长大。
1897年,科学家继续进行调查,此时海岸边已形成植物群落,内陆也可见植物生长;昆虫及其他动物陆续上岛,并在此生活繁衍。
导入新课（导入二）
1916年,海岸边的树木已形成树林,内陆被草原覆盖,岛屿地势较高处仍裸露着泥土。
1919年,随着地势较高处也逐渐有植物长出,整个岛屿重新被绿色覆盖了。
1979年,随着调查次数的增多,科学家发现的物种数量也在持续增加——此时蝴蝶种类已超过30种,开花植物超过100种。
1983年,岛屿生态恢复,绿色遍布,物种多样,喀拉喀托岛重回和谐与生机……
环节一：群落的演替
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,形成了树林。这里的生物群落悄然变化、不断发展(如图)。
环节一：群落的演替
小组活动:根据你的自然地理知识,说出几个群落演替的实例。
群落演替:随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程。
环节一：群落的演替
(1)毛乌素沙漠:在公元5世纪左右是一片水草丰美的牧场,毛乌素沙漠的南部曾经是匈奴人的经济和政治中心。由于人类过度放牧、不合理的垦荒、再加上气候变化等因素,导致原本水草丰美的草原变成了荒芜的沙漠。
环节一：群落的演替
(2)在互花米草入侵地栽种外来植物无瓣海桑,因后者生长快,能迅速长成高大植株形成荫蔽环境,使互花米草因缺乏光照而减少。与本地植物幼苗相比,无瓣海桑幼苗在荫蔽环境中成活率低,逐渐被本地植物替代,促进了本地植物群落的恢复。
环节一：群落的演替
(3)云杉林中的优势种云杉被采伐后,桦树和山杨成为优势种。桦树和山杨等上层树种缓和了林下小气候条件的剧烈变动,又改善土壤环境,阔叶林下长出耐阴的云杉和冷杉幼苗。通常当桦树、山杨长到50年后,许多云杉树伸入到林冠上层,很快超过桦树和山杨组成森林上层。桦树和山杨因不能适应上层遮阴开始衰亡。采伐后,经过80年到100年,云杉终于又高居上层,造成严密的遮阴,桦树和山杨根本不能更新,从而形成单层云杉林。
环节一：群落的演替
随着时间的推移,群落发生变化是绝对的,在某一阶段的稳定是相对的。
群落演替是群落长期变化积累的结果,主要标志是群落在物种组成上发生质的变化,即优势种或全部物种的变化。
裸岩上怎样长出森林的呢
环节二：初生演替（思路一）
如果是发生在森林气候环境下,其演替阶段可概括为: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。
环节二：初生演替（思路一）
资料 地衣是真菌和藻类的共生体。藻类能进行光合作用,为真菌提供有机物;真菌的菌丝能吸收水分和无机盐,为藻类进行光合作用提供原料。裸岩表面无土壤、干燥、光照强、温度变化大,在这样恶劣的环境条件下,最先出现的生物是地衣。
环节二：初生演替（思路一）
地衣能分泌一种有机酸,腐蚀岩石表面,加之自然的风化作用,使坚硬的岩石表面慢慢地出现一些小颗粒。在地衣残体的作用下,这些细小颗粒含有了有机物成分,久而久之,在裸岩的表面便形成了微薄的土壤层,这为苔藓等创造了生存条件。
根据教材中的“发生在裸岩上的演替示意图”思考:
(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)灌木逐渐取代了部分草本植物的原因是什么
(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)随着植物的发展变化,群落中的其他生物是否也会发生变化
环节二：初生演替（思路一）
1.概念：初生演替是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.特点：初生演替开始于初始条件较差的地方，演替的进程较缓慢，一般持续的时间较长。
3.实例：在裸岩、沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。
环节二：初生演替（思路一）
环节二：初生演替（思路一）
先锋群落:演替开始最先建立起来的植物群落,例如,岩面上首先出现地衣、苔藓等先锋群落。
顶极群落:生物群落从裸地到先锋群落,再经过一系列演替,最后所产生的保持相对稳定的群落,即为顶极群落。
一般来说,顶极群落与当地气候条件相适应,能反映其气候特点。
环节二：初生演替（思路一）
生物群落的演替过程是从植物定居开始的,直到形成一个稳定的生物群落。
群落演替一般是沿着特定的方向进行的,即从低等生物逐渐发展到高等生物,生物群落也是从简单到复杂,最后趋于动态稳定。
环节二：初生演替（思路二）
资料 黑龙江省北部小兴安岭山地向松嫩平原的过渡地带,分布有5个波波相映、池池相连的湖泊,人称五大连池。环绕着五大连池,几十座火山拔地而起,层峦毗邻,雄伟壮观。这就是中国著名的火山群之一——五大连池火山。其中的植被类型如表所示。
环节二：初生演替（思路二）
环节二：初生演替（思路二）
环节二：初生演替（思路二）
裸岩上的演替中各个阶段的特点:
(1)地衣→苔藓阶段:裸露的岩石表面最先出现地衣,当地衣改变了岩石表面并形成了非常微薄的土壤层后,苔藓就会生长起来。
(2)苔藓→草本植物阶段:苔藓的生长使岩石表面积累更多的有机物,岩石颗粒变得更细小、更松软,禾本科和菊科等一些耐旱的草本植物开始侵入。
环节二：初生演替（思路二）
裸岩上的演替中各个阶段的特点:
(3)草本植物→灌木阶段:草本植物发展到一定程度时,一些喜阳的灌木便开始出现。随着灌木数量的大量增加,形成以灌木为优势种的群落。
(4)灌木→乔木阶段:灌木群落所形成的土壤更湿润,适合乔木种子萌发,乔木比灌木能获得更多的阳光,最终占据了优势。
环节二：初生演替（思路二）
从裸岩开始的演替过程发生了哪些变化
(1)土壤中有机物越来越丰富,植物则从低等类群演替到高等类群,群落中物种丰富度逐渐增大。
(2)在演替过程中,原有优势种逐渐不适应群落内部环境的变化,而为其他种群的出现创造有利的条件。
环节二：初生演替（思路二）
小组活动任务:
①从植物定居的角度分析裸岩上群落演替的过程。
②说出植物群落的演替对动物的影响。
③用坐标图分别画出大多数群落演替过程中生物种类、生物数量、有机物总量随时间的变化趋势。
环节二：初生演替（思路二）
提示:①植物定居是群落演替的先决条件。
②随着植物群落的演替,栖居其中的动物种类和数量也会发生相应的变化。
③
环节二：初生演替（思路二）
从湖底的原生裸地到森林群落的演替:
自由漂浮植物阶段→沉水植物阶段→浮叶根生植物阶段→直立水生植物阶段→湿生草本阶段→木本植物阶段。
环节三：次生演替
弃耕农田的演替和植物种数的变化:
环节三：次生演替
阅读教材中的“弃耕农田上的演替示意图”,回答下列问题。
(1)在弃耕农田上首先定居的是什么植物 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
环节三：次生演替
弃耕农田上的群落演替:
草本阶段:一年生杂草生长→土壤条件改善→多年生杂草“接踵而至”。
灌木阶段:土壤表层有机物增多,土壤保水能力增强→小灌木生长→形成灌木丛。
乔木阶段:乔木出现→逐渐取代灌木,成为优势种。
环节三：次生演替
小组合作学习任务:
(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
(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
环节三：次生演替
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。如在弃耕的农田、火灾过后的草原、过量砍伐的森林上进行的演替。
环节三：次生演替
列表比较初生演替和次生演替:
环节三：次生演替
群落演替的过程可人为划分为三个阶段:
(1)侵入定居阶段(先锋群落阶段)。
(2)竞争平衡阶段。
(3)相对稳定阶段。
影响群落演替的内部因素:①生物的迁入迁出;②群落内部种群相互关系的发展变化。
(群落演替的根本原因)
环节四:人类活动对群落演替的影响
演替是生物群落朝着一个方向的连续变化过程,它是群落内部关系与外界环境中各种生态因素综合作用的结果。
环节四: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。
环节四:人类活动对群落演替的影响
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。
环节四: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(如表所示)。
环节四：人类活动对群落演替的影响
环节四:人类活动对群落演替的影响
讨论:
(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
环节四:人类活动对群落演替的影响
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。
人类活动对群落演替的影响: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。
环节四:人类活动对群落演替的影响
人类对群落演替的影响都是不良的吗
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。
中国治理最好的三大沙漠:库布齐沙漠、毛乌素沙漠、天漠。
环节四:人类活动对群落演替的影响
环节五：耕还林、还草、还湖
1.退耕还林、还草、还湖的原因
我国是一个农业大国。千百年来人们一直视土地如生命。为了扩大耕地面积,不惜毁林开荒、围湖造田。我国的农业发展史,实际上是一部土地开垦史。大量开垦直接导致农牧渔业生产能力和环境质量下降。开垦的结果是水土流失,江河蓄洪能力下降,以及土地严重退化。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,我国明确提出退耕还林、还草、还湖和退牧还草。
环节五：耕还林、还草、还湖
2.解决方案
(1)我国已实施大规模退耕还林、还草、还湖和退牧还草等重要政策,并从2003年1月20日起开始实施《退耕还林条例》。
(2)2014年启动了新一轮退耕还林还草工程。
(3)2015年将这项工程列为生态文明体制改革的组成部分。
(4)2018年,我国启动了大规模国土绿化行动。
环节五：耕还林、还草、还湖
资料 陕西吴起县地处毛乌素沙漠南缘,曾是黄河中上游地区水土流失最为严重的县份之一。1998年以来,吴起县立足县情实际,紧紧抓住国家西部大开发和退耕还林(草)等历史机遇,率先作出在全县范围内退耕还林(草)、封山禁牧的决定,在水土保持及退耕还林(草)工程建设上取得了重大成效,成为全国退耕还林(草)面积最大的县。
环节五：耕还林、还草、还湖
2008年,在继续抓好造林补植、调整林分结构、提高抚育管护,抓好绿化美化工作的同时,吴起县斥资5 000万元建设“退耕还林森林公园”。退耕还林工程的实施,使水土流失得到有效控制。全县的林草覆盖率已由1997年的19.2%,提高到目前的62.9%,被称为黄土高原的“小江南”。随着生态环境的好转,多年罕见的飞禽走兽重新出现,吴起县实现了山川大地由“黄”(沙漠)变“绿”(绿水青山)的历史性转变。
环节五：耕还林、还草、还湖
归纳:
群落是一个动态的系统,群落演替是生物与生物之间、生物与非生物之间协同进化的结果,人类活动应顺应自然界的规律,走可持续发展之路。
核心总结
课堂练习
1.某农田弃耕一段时间后,逐渐出现杂草、灌木及小型动物。下列说法错误的是 ( )
A.由于灌木丛遮挡草本植物,导致群落对光能利用率降低
B.经过漫长的演替过程,该地区可能会形成稳定的森林群落
C.发生在弃耕农田上的演替为次生演替
D.群落演替达到相对稳定的阶段后,群落内物种组成仍可发生变化
A
课堂练习
2.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、草本植物阶段
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
课堂练习
3.“退耕还林”是实现“绿水青山就是金山银山”的重要措施之一。如图是科研人员对某地不同退耕年限群落的物种数目变化的调查结果。请回答下列问题：
课堂练习
(1)在演替过程中,群落的 发生了较大的变化,这是区分不同群落的重要特征。
(2)发生在退耕地上的演替为 ,其演替速度快的原因是 。
物种组成
次生演替
保留了原有土壤条件及植物的种子或其他繁殖体
课堂练习
(3)如果第2年在该地区人为种植一些灌木和乔木,并加以保护,则草本植物的丰富度达到最大的时间将 (填“不发生变化”“提前”或“推后”)。与自然演替相比,退耕还林与禁牧使得该山区群落的演替速度 (填“变快”或“变慢”),这说明人类活动 。
提前
变快
可以改变群落演替的速度
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