2.3群落的演替新教材選擇性必修二

生物與環(huán)境

第2章

群落及其演替1883年8月7日，印度尼西亞喀拉喀托火山爆發(fā)，巖漿滾滾而出，所到之處生物全部死亡，成了一片裸地。幾年后，地面上長(zhǎng)出了小草，出現(xiàn)了一種蜘蛛。到1909年，有202種動(dòng)物在這塊新的土地上生活，1919年動(dòng)物增加到621種，1934年增加到800種。在此期間，植物逐漸繁茂起來(lái)，形成了小樹林。問(wèn)題探討1.生物是如何一步步定居在新土地上的?討論2.這一地區(qū)有可能恢復(fù)原來(lái)群落的結(jié)構(gòu)嗎?火山爆發(fā)后環(huán)境條件發(fā)生了變化。在火山爆發(fā)中，有些物種可能會(huì)消失；在恢復(fù)過(guò)程中外來(lái)新物種可能會(huì)進(jìn)入。群落結(jié)構(gòu)因此而發(fā)生變化，一般不能恢復(fù)原來(lái)的群落結(jié)構(gòu)。Thesuccessionofcommunities群落的演替1883年8月7日，印度尼西亞喀拉喀托火山爆發(fā)，巖漿滾滾而出，所到之處生物全部死亡，成了一片裸地。幾年后，地面上長(zhǎng)出了小草，出現(xiàn)了一種蜘蛛。到1909年，有202種動(dòng)物在這塊新的土地上生活，1919年動(dòng)物增加到621種，1934年增加到800種。在此期間，植物逐漸繁茂起來(lái)，形成了小樹林。1883年裸地(裸巖)幾年后小草蜘蛛1909年↓202種動(dòng)物1919年621種動(dòng)物1934年小樹林880種動(dòng)物隨著時(shí)間的推移一個(gè)群落被另一個(gè)群落代替的過(guò)程，就叫做群落演替Thesuccessionofcommunities群落的演替裸巖階段地衣階段苔蘚階段草本植物階段灌木階段喬木階段1.裸巖到森林的演替一、演替的類型Thesuccessionofcommunities群落的演替裸巖階段地衣階段苔蘚階段草本植物階段灌木階段喬木階段1.裸巖到森林的演替沒(méi)有植物及植物繁殖體，或者是原來(lái)存在過(guò)制備但被徹底消滅。Thesuccessionofcommunities群落的演替裸巖階段地衣階段苔蘚階段草本植物階段灌木階段喬木階段1.裸巖到森林的演替地衣侵入→定居→分泌有機(jī)酸→加速巖石風(fēng)化→土壤顆粒和有機(jī)物增多。Thesuccessionofcommunities群落的演替地衣階段地衣討論1.光裸的巖地上首先定居的生物為什么不是苔蘚和草本植株，而是地衣？苔蘚和草本植物無(wú)法直接從裸巖中獲取養(yǎng)分，地衣可以通過(guò)分泌有機(jī)酸，加速裸巖風(fēng)化形成土壤，而從裸巖中獲取養(yǎng)分。裸巖階段優(yōu)勢(shì)類群：表層為巖石或石礫，

裸巖上沒(méi)有任何生物真菌藻類有機(jī)物水、無(wú)機(jī)鹽和CO2思考·討論：分析群落的演替裸巖階段地衣階段苔蘚階段草本植物階段灌木階段喬木階段1.裸巖到森林的演替苔蘚侵入→定居、擴(kuò)展→進(jìn)一步分解巖石→土層加厚、有機(jī)物增多→土壤微生物增多Thesuccessionofcommunities群落的演替優(yōu)勢(shì)類群：苔蘚思考·討論：分析群落的演替討論2.地衣階段為苔蘚的生長(zhǎng)提供了怎樣的基礎(chǔ)？地衣被苔蘚取代了嗎？地衣分泌的有機(jī)酸可加速巖石風(fēng)化形成土壤，并積累起有機(jī)物，這為苔蘚的生長(zhǎng)提供了條件。而苔蘚生長(zhǎng)后，由于其植株高于地衣能獲得更多的陽(yáng)光，處于優(yōu)勢(shì)地位，結(jié)果逐漸取代了地衣。Thesuccessionofcommunities群落的演替裸巖階段地衣階段苔蘚階段草本植物階段灌木階段喬木階段1.裸巖到森林的演替草本植物侵入→定居→競(jìng)爭(zhēng)→較高草本植物占優(yōu)勢(shì)→小動(dòng)物增多→土壤有機(jī)物豐富、通氣性好。Thesuccessionofcommunities群落的演替裸巖階段地衣階段苔蘚階段草本植物階段灌木階段喬木階段1.裸巖到森林的演替灌木、小喬木侵入并定居→競(jìng)爭(zhēng)→灌木、小喬木占優(yōu)勢(shì)→動(dòng)物進(jìn)一步增多→物種多樣化→群落結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定→抵御環(huán)境變化的能力增強(qiáng)。Thesuccessionofcommunities群落的演替裸巖階段地衣階段苔蘚階段草本植物階段灌木階段喬木階段1.裸巖到森林的演替喬木在競(jìng)爭(zhēng)中占優(yōu)勢(shì)→形成茂盛的樹林→進(jìn)一步改善環(huán)境→物種進(jìn)一步多樣化→生物與環(huán)境的關(guān)系更豐富多樣→相對(duì)穩(wěn)定的森林階段。Thesuccessionofcommunities群落的演替3.在森林階段，群落中還能找到地衣、苔蘚、草本植物和灌木嗎？討論能找到這些植物。在群落演替過(guò)程中，一些物種取代另一些物種是指“優(yōu)勢(shì)取代”而不是“取而代之”。形成森林后，喬木占據(jù)了優(yōu)勢(shì)，取代了灌木的優(yōu)勢(shì)，但在森林中各種類型的植物都是存在的。思考·討論：分析群落的演替Thesuccessionofcommunities群落的演替2.初生演替從裸巖上開始的群落演替裸巖地衣苔蘚草本植物灌木喬木一個(gè)從來(lái)沒(méi)有被植物覆蓋的地面，或者是原來(lái)存在過(guò)植被、但被徹底消滅了的地方發(fā)生的演替。在沙丘、火山巖、冰川泥上進(jìn)行的演替。2.棄耕農(nóng)田上發(fā)生的演替雜草棄耕農(nóng)田灌木喬木森林Thesuccessionofcommunities群落的演替棄耕農(nóng)田雜草灌木喬木森林一年生雜草。多年生雜草土壤有機(jī)物逐漸增多，保水能力逐漸增強(qiáng)，幾年后，小灌木便長(zhǎng)成為灌木叢。喬木開始出現(xiàn)。氣候條件適宜演替出樹林;干旱的荒漠——草本植物階段或稀疏的灌木階段。2.次生演替：原有的植被雖已不存在，但原有土壤條件基本保留，甚至還保留了植物的種子或其他的繁殖體（如能發(fā)芽的地下莖）的地方發(fā)生的演替。如：火災(zāi)過(guò)后的草原、過(guò)量砍伐的森林。雜草棄耕農(nóng)田灌木喬木森林一塊棄耕裸露的農(nóng)田2.棄耕農(nóng)田上發(fā)生的演替Thesuccessionofcommunities群落的演替2.棄耕農(nóng)田上發(fā)生的演替雜草棄耕農(nóng)田灌木喬木森林一年生雜草生長(zhǎng)→土壤條件改善→多年生雜草接踵而至。Thesuccessionofcommunities群落的演替2.棄耕農(nóng)田上發(fā)生的演替雜草棄耕農(nóng)田灌木喬木森林土壤有機(jī)物增多，土壤保水能力增強(qiáng)→小灌木生長(zhǎng)→形成灌木叢Thesuccessionofcommunities群落的演替2.棄耕農(nóng)田上發(fā)生的演替雜草棄耕農(nóng)田灌木喬木森林喬木出現(xiàn)→逐漸取代灌木，稱為優(yōu)勢(shì)種。Thesuccessionofcommunities群落的演替2.棄耕農(nóng)田上發(fā)生的演替雜草棄耕農(nóng)田灌木喬木森林氣候適宜的條件下，逐漸演替出樹林。Thesuccessionofcommunities群落的演替思考·討論：比較發(fā)生在裸巖上的演替和棄耕農(nóng)田上的演替1.從演替的起點(diǎn)來(lái)看，發(fā)生在裸巖上的演替和棄耕農(nóng)田上的演替有什么不同？這兩種演替有哪些差異？討論從演替的起點(diǎn)看，裸巖上的演替是從一個(gè)從來(lái)沒(méi)有植被覆蓋的地面，或者是原來(lái)存在過(guò)植被、后來(lái)植被徹底消失了的地方開始的演替。棄耕農(nóng)田上的演替是在原有土壤條件基本保留，甚至保留了植物的種子或其他繁殖體的地方發(fā)生的演替。其他差異還有：裸巖上的演替速度慢，經(jīng)歷的階段相對(duì)較多；棄耕農(nóng)田上的演替速度快，經(jīng)歷的階段相對(duì)少；等等。Thesuccessionofcommunities群落的演替思考·討論：比較發(fā)生在裸巖上的演替和棄耕農(nóng)田上的演替討論2.這兩種演替有哪些共同點(diǎn)？共同點(diǎn)：從結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單發(fā)展為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，群落中的物種數(shù)量和群落層次增多，土壤、光能得到更充分的利用，最終群落會(huì)發(fā)展成一個(gè)與環(huán)境相適應(yīng)的相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。3.演替都會(huì)發(fā)展為森林嗎？一個(gè)群落最終演替到什么階段，主要受哪些因素的影響？不一定。主要受當(dāng)?shù)貧夂驐l件，地形和土壤環(huán)境，生物的繁殖、遷入和遷出，群落內(nèi)種群間的相互關(guān)系，人類活動(dòng)等因素的影響。Thesuccessionofcommunities群落的演替3.群落演替的兩種類型劃分依據(jù)起始條件(演替的起點(diǎn))①初生演替在一個(gè)從來(lái)沒(méi)有植被覆蓋的地面，或者原來(lái)存在過(guò)植被、但被徹底消滅了的地方發(fā)生的演替。沙丘火山巖冰川泥Thesuccessionofcommunities群落的演替①初生演替在一個(gè)從來(lái)沒(méi)有植被覆蓋的地面，或者原來(lái)存在過(guò)植被、但被徹底消滅了的地方發(fā)生的演替。沙丘火山巖冰川泥②次生演替在原有植被雖已不在，但原有土壤條件基本保留，甚至還保留了植物的種子或其他繁殖體的地方發(fā)生的演替。火災(zāi)過(guò)后的草原過(guò)量砍伐的森林棄耕的農(nóng)田Thesuccessionofcommunities群落的演替演替類型起點(diǎn)速度趨勢(shì)階段多少初生演替次生演替沒(méi)有土壤的地段有土壤，甚至土壤中有植物的繁殖體慢快形成新群落恢復(fù)原來(lái)的群落多少3.群落演替的兩種類型Thesuccessionofcommunities群落的演替4.群落演替的結(jié)果初生演替和次生演替的最終結(jié)果相同，結(jié)果如下：①群落結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜②群落中物種數(shù)量和群落層次增多③土壤、光能得到更充分的利用Thesuccessionofcommunities群落的演替初生演替次生演替不同點(diǎn)起點(diǎn)實(shí)例經(jīng)歷時(shí)間速度發(fā)展趨勢(shì)經(jīng)歷階段共同點(diǎn)從來(lái)沒(méi)有被植物覆蓋的地面或者是原來(lái)存在過(guò)植被、但被徹底消滅了的地方原有植被雖已不存在，但原有土壤條件基本保留，甚至還保留了植物的種子或其他繁殖體的地方沙丘、火山巖、冰川泥等火災(zāi)過(guò)后的草原、過(guò)量砍伐的森林、棄耕的農(nóng)田長(zhǎng)短慢快趨向形成新群落趨向于恢復(fù)原來(lái)的群落多少①?gòu)慕Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的群落發(fā)展為結(jié)構(gòu)復(fù)雜的群落②群落中物種數(shù)量和群落層次增多③土壤、光能得到更充分的利用④群落穩(wěn)定性越來(lái)越強(qiáng)，最終都會(huì)達(dá)到一個(gè)與群落所處環(huán)境相適應(yīng)的相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)小結(jié)：初生演替和次生演替的異同點(diǎn)比較思考：演替都會(huì)發(fā)展為森林嗎？一個(gè)群落最終演替到什么階段，主要受哪些因素的影響？不一定；主要受當(dāng)?shù)貧夂驐l件（溫度、年降雨量），地形和土壤環(huán)境，生物的繁殖、遷入和遷出，群落內(nèi)部種群的相互關(guān)系，人類活動(dòng)等因素群落演替到與群落所處環(huán)境相適應(yīng)的相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，演替就不再進(jìn)行了。5.影響群落演替的因素①群落外界環(huán)境的變化生物的遷入、遷出群落內(nèi)部種群相互關(guān)系的發(fā)展變化③人類活動(dòng)適應(yīng)影響因素變化的種群數(shù)量增長(zhǎng)或得以維持，不適應(yīng)的數(shù)量減少甚至被淘汰。②群落內(nèi)的生物變化Thesuccessionofcommunities群落的演替6.頂級(jí)群落群落演替到與群落所處環(huán)境相適應(yīng)的相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，演替就不再進(jìn)行了。此時(shí)的群落稱為這個(gè)環(huán)境下的頂級(jí)群落。①定義②特點(diǎn)群落中各主要種群的出生率等于死亡率群落中能量的輸入和輸出相等。Thesuccessionofcommunities群落的演替總結(jié)：群落演替的環(huán)節(jié)侵入定居競(jìng)爭(zhēng)取代群落形成的首要條件，也稱遷移或遷入。能夠在新地點(diǎn)繁殖。種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)和種間競(jìng)爭(zhēng)。優(yōu)勢(shì)取代，優(yōu)勢(shì)種發(fā)生替換。Thesuccessionofcommunities群落的演替二、人類活動(dòng)對(duì)群落演替的影響思考·討論：分析人類活動(dòng)影響群落演替的實(shí)例資料1我國(guó)黃土高原的歷史變遷資料220世紀(jì)60年代起，長(zhǎng)江中下游某湖泊由于大規(guī)模圍湖造田，造成湖泊的物種豐富度下降，優(yōu)勢(shì)種發(fā)生變化。1.上述資料中，人類活動(dòng)使群落演替向什么方向進(jìn)行？人類活動(dòng)使群落演替朝著物種豐富度降低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的方向進(jìn)行。2.人類活動(dòng)對(duì)上述群落演替速度有什么影響？人類活動(dòng)加快了這種演替的速度。Thesuccessionofcommunities群落的演替1.上述資料中，人類活動(dòng)使群落演替向什么方向進(jìn)行？人類活動(dòng)使群落演替朝著物種豐富度降低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的方向進(jìn)行。2.人類活動(dòng)對(duì)上述群落演替速度有什么影響？人類活動(dòng)加快了這種演替的速度。3.如果去除人類活動(dòng)，這些群落又會(huì)向什么方向演替？可能發(fā)展到草本植物階段或稀疏的灌木階段。思考·討論：分析人類活動(dòng)影響群落演替的實(shí)例Thesuccessionofcommunities群落的演替二、人類活動(dòng)對(duì)群落演替的影響1.影響結(jié)果使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度進(jìn)行（即改變了演替的方向和速度）。2.負(fù)面影響——使群落的物種豐富度下降被砍伐的森林①砍伐森林在短期內(nèi)改變?nèi)郝渲械奈锓N組成和物種豐富度，進(jìn)而改變?nèi)郝涞难萏娣较?。Thesuccessionofcommunities群落的演替二、人類活動(dòng)對(duì)群落演替的影響2.負(fù)面影響被過(guò)渡放牧的草原②過(guò)渡放牧可能很快導(dǎo)致土地荒漠化，使草原生物群落演替為荒漠生物群落。③污水排入河流未經(jīng)處理的污水直接排入河流，可能給水生生物帶來(lái)滅頂之災(zāi)。污水排入河流Thesuccessionofcommunities群落的演替二、人類活動(dòng)對(duì)群落演替的影響3.正面影響——使群落的物種豐富度上升封山育林治理沙漠管理草原建立人工群落Thesuccessionofcommunities群落的演替三、退耕還林、還草、還湖1.原因?yàn)閿U(kuò)大耕地面積，不惜毀林開荒、圍湖造田，以犧牲環(huán)境為代價(jià)的墾殖活動(dòng)，造成嚴(yán)重的水土流失，并成為洪澇災(zāi)害頻繁發(fā)生的重要原因。2.目的為處理好經(jīng)濟(jì)發(fā)展同人口、資源、環(huán)境的關(guān)系，走可持續(xù)發(fā)展道路。陜西省延安市吳起縣實(shí)施退耕前后的對(duì)比1984年2017年Thesuccessionofcommunities群落的演替一、概念檢測(cè)1.在群落演替的過(guò)程中,物種的組成和數(shù)量會(huì)發(fā)生變化。判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)群落演替就是群落內(nèi)原有物種逐漸恢復(fù)到原有狀態(tài)。（）(2)演替早期的種群可能在新形成的群落里出現(xiàn)。（）2.演替過(guò)程中喬木逐漸取代了灌木的優(yōu)勢(shì)地位,其主要原因是（）A.灌木壽命較短B.喬木繁殖能力較強(qiáng)C.灌木生長(zhǎng)極為緩慢D.喬木較為高大,能獲得更多的陽(yáng)光×√DThesuccessionofcommunities群落的演替3.我國(guó)北方某地區(qū)實(shí)施退耕還林三年后,對(duì)該地區(qū)蜘蛛類群的研究表明,地面蜘蛛豐富度增加,但原來(lái)分布于農(nóng)田的蜘蛛種類部分消失了。下列表述錯(cuò)誤的是（）A.退耕農(nóng)田上發(fā)生的群落演替是次生演替B.部分農(nóng)田蜘蛛消失說(shuō)明退耕還林不利于保護(hù)生物多樣性C.退耕還林后群落總體上朝著物種增多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的方向演替D.蜘蛛類群的變化說(shuō)明群落演替過(guò)程中物種組成是動(dòng)態(tài)變化的BTh