第3節群落的演替1883年8月7日，印度尼西亞喀拉喀托火山爆發，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，出現了一種蜘蛛。到1909年，有202種動物在這塊新的土地上生活，1919年動物增加到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.這一地區有可能恢復原來群落的結構嗎?火山爆發后環境條件發生了變化。在火山爆發中，有些物種可能會消失；在恢復過程中外來新物種可能會進入。群落結構因此而發生變化，一般不能恢復原來的群落結構。問題探討1883年8月7日，印度尼西亞喀拉喀托火山爆發，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，出現了一種蜘蛛。到1909年，有202種動物在這塊新的土地上生活，1919年動物增加到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種動物1919年621種動物1934年小樹林880種動物隨著時間的推移一個群落被另一個群落代替的過程，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→分泌有機酸→加速巖石風化→土壤顆粒和有機物增多。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、擴展→進一步分解巖石→土層加厚、有機物增多→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→較高草本植物占優勢→小動物增多→土壤有機物豐富、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、小喬木占優勢→動物進一步增多→物種多樣化→群落結構較穩定→抵御環境變化的能力增強。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勢→形成茂盛的樹林→進一步改善環境→物種進一步多樣化→生物與環境的關系更豐富多樣→相對穩定的森林階段。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？討論因為苔蘚和草本植物無法直接從裸巖中獲取養分，而地衣可以通過分泌有機酸而從裸巖中獲取養分。2.地衣階段為苔蘚的生長提供了怎樣的基礎？地衣被苔蘚取代了嗎？地衣分泌的有機酸可加速巖石風化形成土壤，并積累起有機物，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，處于優勢地位，結果逐漸取代了地衣。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“優勢取代”而不是“取而代之”。形成森林后，喬木占據了優勢，取代了灌木的優勢，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.棄耕農田上發生的演替雜草棄耕農田灌木喬木森林一、演替的類型雜草棄耕農田灌木喬木森林一塊棄耕裸露的農田2.棄耕農田上發生的演替一、演替的類型雜草棄耕農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.棄耕農田上發生的演替一、演替的類型雜草棄耕農田灌木喬木森林土壤有機物增多，土壤保水能力增強→小灌木生長→形成灌木叢2.棄耕農田上發生的演替一、演替的類型雜草棄耕農田灌木喬木森林喬木出現→逐漸取代灌木，稱為優勢種。2.棄耕農田上發生的演替一、演替的類型雜草棄耕農田灌木喬木森林氣候適宜的條件下，逐漸演替出樹林。2.棄耕農田上發生的演替一、演替的類型思考·討論：比較發生在裸巖上的演替和棄耕農田上的演替1.從演替的起點來看，發生在裸巖上的演替和棄耕農田上的演替有什么不同？這兩種演替還有哪些差異？討論從演替的起點看，裸巖上的演替是從一個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生的演替。其他差異還有：裸巖上的演替速度慢，經歷的階段相對較多；棄耕農田上的演替速度快，經歷的階段相對較少；等等。2.這兩種演替有哪些共同點？共同點：從結構簡單發展為結構復雜，群落中的物種數量和群落層次增多，土壤、光能得到更充分的利用，最終群落會發展成一個與環境相適應的相對穩定的狀態。3.演替都會發展為森林嗎？一個群落最終演替到什么階段，主要受哪些因素的影響？不一定。主要受當地氣候條件，地形和土壤環境，生物的繁殖、遷入和遷出，群落內種群間的相互關系，人類活動等因素的影響。思考·討論：比較發生在裸巖上的演替和棄耕農田上的演替討論劃分依據起始條件（演替的起點）①初生演替在一個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生的演替?；馂倪^后的草原過量砍伐的森林棄耕的農田劃分依據起始條件（演替的起點）3.群落演替的兩種類型一、演替的類型演替類型起點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果相同，結果如下：①群落結構變得復雜②群落中物種數量和群落層次增多③土壤、光能得到更充分的利用一、演替的類型4.群落演替的結果①群落外界環境的變化生物的遷入、遷出群落內部種群相互關系的發展變化③人類活動適應影響因素變化的種群數量增長或得以維持，不適應的數量減少甚至被淘汰。②群落內的生物變化一、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境相適應的相對穩定的狀態，演替就不再進行了。此時的群落稱為這個環境下的頂級群落。①定義②特點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：群落演替的環節侵入定居競爭取代群落形成的首要條件，也稱遷移或遷入。能夠在新地點繁殖。種內競爭和種間競爭。優勢取代，優勢種發生替換。二、人類活動對群落演替的影響思考·討論：分析人類活動影響群落演替的實例資料1我國黃土高原的歷史變遷資料220世紀60年代起，長江中下游某湖泊由于大規模圍湖造田，造成湖泊的物種豐富度下降，優勢種發生變化。1.上述資料中，人類活動使群落演替向什么方向進行？人類活動使群落演替朝著物種豐富度降低，結構簡單的方向進行。2.人類活動對上述群落演替速度有什么影響？人類活動加快了這種演替的速度。3.如果去除人類活動，這些群落又會向什么方向演替？可能發展到草本植物階段或稀疏的灌木階段。二、人類活動對群落演替的影響1.影響結果使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度進行（即改變了演替的方向和速度）。2.負面影響——使群落的物種豐富度下降被砍伐的森林①砍伐森林在短期內改變群落中的物種組成和物種豐富度，進而改變群落的演替方向。二、人類活動對群落演替的影響2.負面影響被過渡放牧的草原②過渡放牧可能很快導致土地荒漠化，使草原生物群落演替為荒漠生物群落。③污水排入河流未經處理的污水直接排入河流，可能給水生生物帶來滅頂之災。污水排入河流二、人類活動對群落演替的影響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.原因為擴大耕地面積，不惜毀林開荒、圍湖造田，以犧牲環境為代價的墾殖活動，造成嚴重的水土流失，并成為洪澇災害頻繁發生的重要原因。2.目的為處理好經濟發展同人口、資源、環境的關系，走可持續發展道路。陜西省延安市吳起縣實施退耕前后的對比1984年2017年1.在群落演替的過程中，物種的組成和數量會發生變化。判斷下列相關表述是否正確。(1)群落演替就是群落內原有物種逐漸恢復到原有狀態。（）(2)演替早期的種群可能在新形成的群落里出現。（）2.演替過程中喬木逐漸取代了灌木的優勢地位，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練習與應用3.我國北方某地區實施退耕還林三年后，對該地區蜘蛛類群的研究表明，地面蜘蛛豐富度增加，但原來分布于農田的蜘蛛種類部分消失了。下列表述錯誤的是（）A.退耕農田上發生的群落演替是次生演替B.部分農田蜘蛛消失說明退耕還林不利于保護生物多樣性C.退耕還林后群落總體上朝著物種增多、結構復雜的方向演替D.蜘蛛類群的變化說明群落演替過程中物種組成是動態變化的B練習與應用4.對一處棄耕農田的演替過程的記錄如下表所示，請據表回答下列問題。棄耕年數優勢植物非優勢植物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___快慢練習與應用棄耕年數優勢植物非優勢植物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，針葉林中的動物分層現象較為_______(填“簡單”或“復雜”