第3節(jié)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，形成了小樹林。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)過程中外來新物種可能會(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)原來的群落結(jié)構(gòu)。問題探討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，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)群落代替的過程，就叫做群落演替。問題探討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沒有植物及植物繁殖體，或者是原來存在過植被但被徹底消滅。1.裸巖到森林的演替一、演替的類型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。1.裸巖到森林的演替一、演替的類型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1.裸巖到森林的演替一、演替的類型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草本植物侵入→定居→競爭→較高草本植物占優(yōu)勢→小動(dòng)物增多→土壤有機(jī)物豐富、通氣性好。1.裸巖到森林的演替一、演替的類型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灌木、小喬木侵入并定居→競爭→灌木、小喬木占優(yōu)勢→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)。1.裸巖到森林的演替一、演替的類型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喬木在競爭中占優(yōu)勢→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→相對穩(wěn)定的森林階段。1.裸巖到森林的演替一、演替的類型思考·討論：分析群落的演替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物，而是地衣？討論因?yàn)樘μ\和草本植物無法直接從裸巖中獲取養(yǎng)分，而地衣可以通過分泌有機(jī)酸而從裸巖中獲取養(yǎng)分。2.地衣階段為苔蘚的生長提供了怎樣的基礎(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，這為苔蘚的生長提供了條件。而苔蘚生長后，由于其植株高于地衣能獲得更多的陽光，處于優(yōu)勢地位，結(jié)果逐漸取代了地衣。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？能找到這些植物。在群落演替過程中，一些物種取代另一些物種是指“優(yōu)勢取代”而不是“取而代之”。形成森林后，喬木占據(jù)了優(yōu)勢，取代了灌木的優(yōu)勢，但在森林中各種類型的植物都是存在的。思考·討論：分析群落的演替討論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、演替的類型雜草棄耕農(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)生的演替一、演替的類型雜草棄耕農(nóng)田灌木喬木森林一年生雜草生長→土壤條件改善→多年生雜草接踵而至。2.棄耕農(nóng)田上發(fā)生的演替一、演替的類型雜草棄耕農(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→形成灌木叢2.棄耕農(nóng)田上發(fā)生的演替一、演替的類型雜草棄耕農(nóng)田灌木喬木森林喬木出現(xiàn)→逐漸取代灌木，稱為優(yōu)勢種。2.棄耕農(nóng)田上發(fā)生的演替一、演替的類型雜草棄耕農(nóng)田灌木喬木森林氣候適宜的條件下，逐漸演替出樹林。2.棄耕農(nóng)田上發(fā)生的演替一、演替的類型思考·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？這兩種演替還有哪些差異？討論從演替的起點(diǎn)看，裸巖上的演替是從一個(gè)從來沒有植被覆蓋的地面，或者是原來存在過植被、后來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)歷的階段相對較多；棄耕農(nóng)田上的演替速度快，經(jīng)歷的階段相對較少；等等。2.這兩種演替有哪些共同點(diǎn)？共同點(diǎn)：從結(jié)構(gòu)簡單發(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。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)從來沒有植被覆蓋的地面，或者原來存在過植被、但被徹底消滅了的地方發(fā)生的演替。沙丘火山巖冰川泥3.群落演替的兩種類型一、演替的類型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?；馂?zāi)過后的草原過量砍伐的森林棄耕的農(nóng)田劃分依據(jù)起始條件（演替的起點(diǎn)）3.群落演替的兩種類型一、演替的類型演替類型起點(diǎn)速度趨勢階段多少初生演替次生演替沒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)原來的群落多少3.群落演替的兩種類型一、演替的類型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一、演替的類型4.群落演替的結(jié)果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)的生物變化一、演替的類型5.影響群落演替的因素群落演替到與群落所處環(huán)境相適應(yīng)的相對穩(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一、演替的類型6.頂級群落總結(jié)：群落演替的環(huán)節(jié)侵入定居競爭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)競爭和種間競爭。優(yōu)勢取代，優(yōu)勢種發(fā)生替換。二、人類活動(dòng)對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我國黃土高原的歷史變遷資料220世紀(jì)60年代起，長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)簡單的方向進(jìn)行。2.人類活動(dòng)對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。二、人類活動(dòng)對群落演替的影響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?。二、人類活?dòng)對群落演替的影響2.負(fù)面影響被過渡放牧的草原②過渡放牧可能很快導(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滅頂之災(zāi)。污水排入河流二、人類活動(dòng)對群落演替的影響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)施退耕前后的對比1984年2017年1.在群落演替的過程中，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.演替過程中喬木逐漸取代了灌木的優(yōu)勢地位，其主要原因是（）A.灌木壽命較短B.喬木繁殖能力較強(qiáng)C.灌木生長極為緩慢D.喬木較為高大，能獲得更多的陽光×√D練習(xí)與應(yīng)用3.我國北方某地區(qū)實(shí)施退耕還林三年后，對該地區(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.蜘蛛類群的變化說明群落演替過程中物種組成是動(dòng)態(tài)變化的B練習(xí)與應(yīng)用4.對一處棄耕農(nóng)田的演替過程的記錄如下表所示，請據(jù)表回答下列問題。棄耕年數(shù)優(yōu)勢植物非優(yōu)勢植物0~1馬唐—1飛蓬豚草2紫菀豚草3須芒草豚草5~10短葉松火炬松50~100

櫟山核桃(1)該地草本植物的演替速度____(填“快”或“慢”)，木本植物的演替速度___快慢練習(xí)與應(yīng)用棄耕年數(shù)優(yōu)勢植物非優(yōu)勢植物0~1馬唐—1飛蓬豚草2紫菀豚草3須芒草豚草5~10短葉松火炬松50~100

櫟山核桃(2)一般來講，與草原相比，針葉林中的動(dòng)物分層現(xiàn)象較為_______(填“簡單”或“復(fù)雜”