生物群落是靜止不變的嗎?喀拉喀托火山時間：1883年8月7日地點：印度尼西亞事件：喀拉喀托火山大爆發(fā)第三節(jié)

群落的演替群落及其演替問題探討

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種動物在這塊土地生活。1919年動物增加到621種，1934年增加到880種。在此期間，植物逐漸繁茂起來，形成了小樹林。討論：

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(fā)生了變化，一般不能恢復原來的群落結構。1.生物是如何一步步地定居在新土地上的？2.這一地區(qū)有可能恢復原來群落的的結構嗎？蜘蛛202種動物621種動物880種動物小草小樹林火山爆發(fā)1883年幾年后1909年1919年1934年至今隨時間的推移，一個群落被另一個群落代替的過程，叫作群落的演替。上世紀六十年代初的塞罕壩二十一世紀的塞罕壩由于開墾伐木，塞罕壩曾是一片荒漠，經過半個多世紀三代人努力，塞罕壩已成為世界上面積最大的人工林，面積達112萬畝。冰川灣被譽為世界七大自然景觀之一。1794年人類首次記錄到達此處，高聳的冰川擋住了水道。1879年人們在向導的帶領下進入了冰川灣，據(jù)估計，從首先記錄冰川灣時算起，這些冰川大約已經向上游消退了30~40km。冰川消退后，大地裸露，許多生物進入該地，經過75~100年后，該地區(qū)植被演變成以云杉為優(yōu)勢種的森林。由于冰川灣冰川是逐漸消退的，因此可同時觀察到不同時間發(fā)生冰川消退的區(qū)域，這對研究帶來了極大便利。這段銹跡斑斑的鐵軌透著幾分荒涼，但它們依然記憶著曾經的輝煌。時過境遷，廢棄的軌道逐漸被雜草掩沒，殘破的枕木逐漸被苔薛覆蓋，曾經川流不息的鐵路線逐漸被生機勃勃的生物群落所占據(jù)。自然界的任何事物都不是靜止不變的，生物群落也處在發(fā)展變化之中，這是一個群落演替過程。群落演替如何發(fā)生的？環(huán)境如何影響群落演替過程？一、演替的類型1.概念：隨著時間的推移，一個群落被另一個群落代替的過程。2.原因：群落是一個動態(tài)系統(tǒng)，是不斷發(fā)展變化的。3.類型：注意:“代替”是優(yōu)勢種地位的取代，而不是群落中原有種群的消失。初生演替和次生演替（根據(jù)起始條件劃分）幾十年后幾百年后火災后的大興安嶺現(xiàn)在的大興安嶺火山爆發(fā)后的喀拉喀托火山現(xiàn)在的喀拉喀托火山次生演替初生演替（有1→有2）（無→有）一、演替的類型圖片排序光裸的巖地是怎樣長出森林的呢？是一個漫長而艱難的演替過程......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例1裸巖上的演替：二、演替的實例表層為巖石或石礫，裸巖上沒有任何生物。沒有植物及植物繁殖體，或者是原來存在植被但被徹底消滅。①裸巖階段例1裸巖上的演替：二、演替的實例不可直接種植植物，不能生長，不具備土壤等條件不具備提供生命體生長的能力。土壤是由各種顆粒狀礦物質、有機物質、水分、空氣以及微生物等組成的，能夠為生命體提供養(yǎng)分和生長的條件。例1裸巖上的演替：二、演替的實例②地衣階段地衣首先侵入→定居→分泌有機酸→加速巖石風化→土壤顆粒和有機物增多。“拓荒先鋒”

地衣=

藻類

+

真菌有機物水分、無機鹽互利共生例1裸巖上的演替：二、演替的實例③苔蘚階段

在地衣開拓的基礎上，苔蘚便能生長起來。苔蘚比地衣長得高，更適應這里的環(huán)境，于是就逐漸擴展。苔蘚的生長會進一步使巖石分解，土層加厚，有機物增多，土壤中微生物的種類也越來越多。例1裸巖上的演替：二、演替的實例④草本植物階段在土壤能保持一定水分時，草本植物的種子就能夠萌發(fā)生長。競爭的結果是較高的草本植物逐漸占據(jù)了優(yōu)勢。這時，各種昆蟲和其他小動物開始進入這個地區(qū)。在動植物的共同作用下，土壤中的有機物越來越豐富，土壤的通氣性越來越好。例1裸巖上的演替：二、演替的實例⑤灌木階段

灌木和小喬木開始生長。灌木比草本更為高大，剝奪了草本植物的陽光，逐漸取代了草本植物。灌木的生長起到了遮陰、避風等作用，同時提供了更為豐富的食物，于是成為很多鳥類的棲息地。物種的多樣化使群落的結構較為穩(wěn)定，抵御環(huán)境變化的能力增強。例1裸巖上的演替：二、演替的實例⑥喬木階段在灌木群落所形成的濕潤土壤上，各種喬木的種子萌發(fā)出來，喬木比灌木具有更強的獲得陽光的能力，因而最終占據(jù)了優(yōu)勢，成為茂盛的樹林。樹林的形成進一步改善了生物生存的環(huán)境，物種進一步多樣化，生物與環(huán)境之間的關系變的更加豐富多樣，于是，群落演替到了相對穩(wěn)定的森林階段。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二、演替的實例例1裸巖上的演替：在一個從來沒有被植物覆蓋的地面，或者是原來存在過植被、但被徹底消滅了的地方發(fā)生的演替。初生演替沙丘火山巖冰川泥思考·討論

1.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，一些種群取代另一些種群是指“優(yōu)勢取代”，而不是“取而代之”。群落是不斷發(fā)展的動態(tài)系統(tǒng)，群落演替體現(xiàn)的是群落內物種組成、群落結構和優(yōu)勢物種的更替。演

替每個階段的動植物都是與當時環(huán)境條件相適應的。演替動態(tài)變化“優(yōu)勢取代”如果一塊農田棄耕了，演替會如何進行？二、演替的實例例2棄耕農田上發(fā)生的演替棄耕農田雜草灌木喬木森林農田被棄耕后，很快就會長滿一年生的雜草。二、演替的實例例2棄耕農田上發(fā)生的演替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。二、演替的實例例2棄耕農田上發(fā)生的演替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→形成灌木叢二、演替的實例例2棄耕農田上發(fā)生的演替雜草棄耕農田灌木喬木森林喬木出現(xiàn)→逐漸取代灌木，成為優(yōu)勢種。二、演替的實例例2棄耕農田上發(fā)生的演替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。棄耕的農田最后一定會演替成森林嗎？不一定，如果是在干旱的荒漠地區(qū)，群落的演替就很難形成樹林，或許只能發(fā)展到草本植物階段或稀疏的灌木階段。二、演替的實例例2棄耕農田上發(fā)生的演替次生演替在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(如能發(fā)芽的地下莖)的地方發(fā)生的演替。火災過后的草原過量砍伐的森林棄耕的農田二、演替的實例22日，據(jù)貴州省森林草原防滅火應急指揮部最新通報：2024年2月10日至21日，全省共發(fā)生森林火情221起，目前已全部撲滅。已核實為森林火災的11起，造成人員傷亡2人。實

例裸巖棄耕地起始條件

演替階段

裸巖→地衣→苔蘚→草本→灌木→喬木

棄耕地→草本→灌木→喬木

速

度

共

同

點

有機物越來越

，物種豐富度逐漸

，食物網越來越

，群落的結構越來越

。最終群落發(fā)展成一個與所處環(huán)境相適應的相對穩(wěn)定的狀態(tài)。裸地，無任何植物繁殖體

有土壤條件，甚至有植物繁殖體

慢快豐富加大復雜復雜初生演替次生演替2.群落演替的趨勢就是豐富度越來越大、群落結構越來越復雜嗎？

一般情況下，群落演替的趨勢是豐富度越來越大，群落結構越來越復雜。但是有一些特殊情況，比如草原變成沙漠的過程就是由復雜變簡單。思考·討論

注：“五個量”指物種豐富度、群落結構復雜程度、種間關系復雜程度、有機物總量、固定的能量。從湖泊到森林的演替過程屬于哪種演替？例3發(fā)生在湖泊上的演替裸底階段：在淡水湖泊中水深超5~7m時，湖底是原生裸地，湖泊中生活著浮萍等自由漂浮生物。這些動、植物殘體以及雨水沖刷湖岸帶來的礦物質微粒的沉降逐漸墊高了湖底。沉水植物階段：水深5～7m處，湖底原生裸地上最先出現(xiàn)的是輪藻屬植物。其殘體使湖底有機質積累加快，導致墊高湖底作用加快。當水深為2～4m時，金魚藻、黑藻等水生植物大量出現(xiàn)。這些植物生長繁殖能力更強，其殘體墊高湖底作用就更強了。浮葉根生植物階段：隨湖底日益變淺，蓮、睡蓮等浮葉根生植物開始出現(xiàn)。這些植物殘枝、敗葉對進一步抬高湖底起很大作用，同時由于浮葉根生植物密集地漂浮在水面，使得水下光照很弱，不利于沉水植物的生長，沉水植物逐漸被浮葉根生植物所替代。二、演替的實例挺水植物和沼澤植物階段：浮葉根生植物使湖底大大變淺，蘆葦、香蒲和澤瀉等挺水植物開始取代浮葉根生植物。此時，原來被水淹沒的土地開始露出水面與大氣接觸。在富含有機質和水分土壤上，莎草科和禾本科等喜濕生沼澤植物開始生長。若此地帶氣候干旱，旱生草類將隨著生境中水分大量喪失而很快替代濕生草本植物。森林群落階段：灌木將在草本植物中出現(xiàn)，而后隨著喬木的侵入，便逐漸形成了森林。湖泊演替成森林群落過程中，實際上就是湖泊被慢慢填平的過程。當群落演替發(fā)展到群落內的生物與生物之間以及生物與非生物環(huán)境之間都相適應時，群落處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)，但是此時群落內的生物種群仍然進行著繁殖和變化，同時外界環(huán)境也會改變，這些因素又會使群落發(fā)生改變。有人說，穩(wěn)定是相對的、暫時的，而變化是永恒的。請結合群落的演替，談談你對這句話的看法。三、影響群落演替的因素一個群落最終演替到什么程度，主要受哪些因素的影響？④群落內部種群相互關系的發(fā)展變化②人類的活動外因內因①群落外界環(huán)境的變化③生物的遷入遷出這些因素常常處于變化的過程中，適應變化的種群數(shù)量增長或得以維持，不適應的數(shù)量減少甚至被淘汰,因此，群落就不斷地演替。決定頂極群落類型的兩大氣候因素

頂級群落主要由當?shù)氐哪昶骄鶞囟群湍昶骄涤炅繘Q定。三、影響群落演替的因素群落演替是一個無休止的過程嗎？

群落演替到與群落所處環(huán)境相適應的相對穩(wěn)定的狀態(tài)，演替就不再進行了。此時的群落稱為這個環(huán)境下的頂級群落。四、人類活動對群落演替的影響群落演替的結果往往是由環(huán)境和群落內的生物共同作用而決定的，但人類活動對群落演替的影響有時超過其他因素的影響。世界上本沒有路,走的人多了也變成了路。四、人類活動對群落演替的影響分析人類活動影響群落演替的實例

資料1.

我國的黃土高原歷史上曾郁郁蔥蔥，從東南到西北，依次分布著溫帶落葉闊葉林、疏林灌叢草原、溫帶草原等。然而，現(xiàn)在的黃土高原上，森林和草原的覆蓋率比歷史上大幅度下降，很多黃土丘陵呈光禿狀態(tài)除了氣候變化的因素，人類活動是導致這一地區(qū)出現(xiàn)濯濯童山的主要原因：自秦代以來，由于移民屯田和大量砍伐森林，黃土高原的農業(yè)發(fā)展很快，環(huán)境卻年復一年地遭到破壞，導致大片森林和草原消失。某湖泊20世紀60年代和80年代水生植物和魚類的調查統(tǒng)計表四、人類活動對群落演替的影響分析人類活動影響群落演替的實例資料2

自20世紀60年代起，長江中游某湖泊進行了大規(guī)模的圍湖造田，湖水面積縮減50％。對該湖泊多種生物的調查表明，水生植物、魚類的物種豐富度下降，占優(yōu)勢的物種發(fā)生變化。生物類群20世紀60年代20世紀80年代水生植物種類92種68種占優(yōu)勢的物種菱、竹葉眼子菜、苦草、黑藻微齒眼子菜、菰（ɡū）、金魚藻、黑藻魚類種類74種54種占優(yōu)勢的物種鯉魚、鯽魚、鳊（biān）魚鯽魚、黃顙（sǎnɡ）魚、紅鰭鲌（bó）四、人類活動對群落演替的影響討論：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？

去除人類活動，這些群落一般會朝著人類活動出現(xiàn)之前的狀態(tài)進行演替，趨向于恢復原來的群落，物種豐富度會增加，結構會變得復雜。人類活動往往會使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度進行。分析人類活動影響群落演替的實例四、人類活動對群落演替的影響1消極影響使群落演替朝著物種豐富度降低、結構簡單的方向進行。被砍伐的森林過度放牧的草原污水排入河流四、人類活動對群落演替的影響2積極影響掌握自然演替規(guī)律，和群落動向，使之朝著對物種增多、結構復雜和人類有益方向發(fā)展。通過封山育林、治理沙漠、管理草原，甚至建立人工群落等。60年前毛烏素沙漠現(xiàn)在的毛烏素沙漠封山育林治理沙漠人工群落管理草原五、退耕還林、還草、還湖以犧牲環(huán)境為代價的墾殖活動（毀林開荒、圍湖造田），導致了嚴重的水土流失，并且成為洪澇災害頻繁發(fā)生的重要原因。原因處理好經濟發(fā)展同人口、資源、環(huán)境的關系，走可持續(xù)發(fā)展道路。目的五、退耕還林、還草、還湖措

施退耕還林、還草、還湖和退牧還草。2014年啟動了新一輪退耕還林還草工程；2015年將這項工程列為生態(tài)文明體制改革的組成部分；2018年，我國啟動了大規(guī)模國土綠化行動。2003年1月20日起施行《退耕還林條例》。五、退耕還林、還草、還湖陜西省延安市吳起縣實施退耕還林前后的對比成效退耕還林還草工程的實施，實現(xiàn)了我國從毀林毀草開荒到退耕還林還草的歷史性轉變，改變了過去“越墾越窮、越窮越墾”的局面。群落的結構群落的主要類型群落的演替群落及其演替從內部結構看群落從生物的適應性看群落從動態(tài)變化看群落視角決定問題物種組成空間結構季節(jié)性生態(tài)位物種豐富度種間關系垂直結構水平結構原始合作互利共生捕食寄生種間競爭荒漠生物群落草原生物群落森林生物群落生物對環(huán)境的適應性特征初生演替次生演替演替的類型影響演替的方向和速度退耕還林、還草、還湖始終處于動態(tài)變化中人類活動對演替的影響章節(jié)小結水非洲草原北極苔原1.在群落演替過程中，物種組成和數(shù)量會發(fā)生變化。下列表述是否正確。（1）群落演替就是群落內原有物種逐漸恢復到原有狀態(tài)。（）（2）演替早期的種群可能在新形成的群落里出現(xiàn)。（）×√一、概念檢測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C.灌木生長極為緩慢D.喬木較為高大，能獲得更多的陽光D3.我國北方某地區(qū)實施退耕還林三年后，對該地區(qū)蜘蛛類群研究表明，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。錯誤的是（

）A.退耕農田上發(fā)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(tài)變化的B練習與應用練習與應用4.對一處棄耕農田的演替過程的記錄如右上表所示,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____（“快”或“慢”），木本植物的演替速度___。快慢（2）一般來講,與草原相比，針葉林中的動物分層現(xiàn)象較為___（“簡單”“復雜”），原因是_______________________________。復雜針葉林的植物分層為動物分層創(chuàng)造了條件（3）如果一塊棄耕農田位于半干旱地區(qū),群

落演替最可能發(fā)展到哪個階段?可能發(fā)展到草本植物階段或稀疏的灌木階段。一、概念檢測復習與提高一、選擇題1.生物群落的空間結構受多種因素影響。下列敘述錯誤的是()A.植物群落垂直分層現(xiàn)象與光照有關

B.動物群落垂直分層現(xiàn)象與植物有關C.植物群落水平分布現(xiàn)象與地形有關

D.動物群落水平分布一般都是均勻的D2.甲地發(fā)生森林火災導致原有植被消失，乙地因火山噴發(fā)被火山巖全部覆蓋，之后兩地均發(fā)生了群落演替。關于甲、乙兩地群落演替敘述錯誤的是(）A.甲地和乙地發(fā)生的演替類型相同B.若沒有外力干擾，甲地可重現(xiàn)森林C.地衣會比苔蘚更早地出現(xiàn)在乙地火山巖上D.甲、乙兩地隨著時間延長，物種豐富度逐漸增加A復習與提高一、選擇題3.甲、乙、丙是食性相同、不同種的蝌蚪，三者之間無捕食關系。某研究小組在4個條件相同的人工池塘中各放入1200只蝌蚪(甲、乙、丙各400只)和數(shù)量不等的同種捕食者，一段時間后，各池塘中3種蝌蚪的存活率如下表所示。下列推測不合理的是（

）A.捕食者主要捕食甲和丙B.蝌蚪的種間競爭結果可能受捕食者影響C.無捕食者時蝌蚪的種間競爭可能導致乙消失D.隨著捕食者數(shù)量增加，乙可獲得的資源減少D復習與提高二、非選擇題1.種植過大片草莓的農田，閑置多年后被木本植物覆蓋，成片的草莓不見了。請解釋其中的原因。為什么草莓不能和木本植物共同繁盛呢?2.我國南方某地的一個稻田群落，近30年來發(fā)生了顯著的變化：原來種群密度較高的青蛙，現(xiàn)在已經很少；原來有大量的泥鰍、鰭魚、田螺等動物，現(xiàn)在它們幾乎絕跡。(1)試分析該稻田群落的物種組成發(fā)生變化的原因。(2)上述變化對農業(yè)生產有什么影響?對農民的收入會有影響嗎?害蟲數(shù)量會增多，土壤生