2.3群落的演替2021-2022學(xué)年高二生物課件（人教版2019選擇性必修2）

1、 第3節(jié) 群落的演替 1883年8月7日，印度尼西亞喀（k）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。喀拉喀托火山爆發(fā)與群落演替討論：1、這一地區(qū)有可能恢復(fù)原來群落的結(jié)構(gòu)嗎？2、生物是如何一步步地定居在新土地上的？ 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(fù)過程中外來新物種可能會進(jìn)入。群落結(jié)構(gòu)因此而發(fā)生了變化，一般不能恢復(fù)原來的群落結(jié)構(gòu)。問題探討1883年裸地(

2、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、演替的類型表層為巖石或石礫，裸巖上沒有任何生物。（1）裸巖階段（2）地衣階段 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。（3）苔蘚階段 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（4）草本植物階段 草本植物侵入定居競爭較高草本植物占優(yōu)勢小動物增多土壤有機(jī)物豐富、通氣性好。 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

3、陽光，逐漸取代了草本植物。灌木的生長起到了遮陰、避風(fēng)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(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，抵御環(huán)境變化的能力增強(qiáng)。（5）灌木階段 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(qiáng)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(jìn)一步改善了生物生存的環(huán)境，物種進(jìn)一步多樣化，生物與環(huán)境之間的關(guān)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。（6）喬木（森林）階段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，而地衣？2.地衣階段為苔蘚的生長提供了怎樣的基礎(chǔ)？為什么苔蘚能夠取代地衣？因?yàn)?/p>

4、苔蘚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。 通過地衣分泌有機(jī)酸加速巖石風(fēng)化形成土壤，并積累起了有機(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，其結(jié)果是逐漸取代了地衣。思考討論分析群落的演替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？ 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。 如果一塊農(nóng)田棄耕了，演替會如何進(jìn)行？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

5、木森林一塊棄耕裸露的農(nóng)田一年生雜草生長土壤條件改善多年生雜草接踵而至。 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 喬木出現(xiàn)逐漸取代灌木，稱為優(yōu)勢種。氣候適宜的條件下，逐漸演替出樹林。思考：棄耕的農(nóng)田一定會演替成樹林嗎？不一定； 在氣候條件適宜的情況下，從棄耕的農(nóng)田演替出樹林，需要數(shù)十年的時間。 如果在干旱的荒漠地區(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。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？ 從演替的起點(diǎn)看： 裸巖上的演替是從一個從來沒有被植物覆蓋的地面，或者是原來存在過植被、后來植被徹底消失了

6、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，甚至還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。思考討論2.這兩種演替有哪些共同點(diǎn)？ 從結(jié)構(gòu)簡單的群落發(fā)展為結(jié)構(gòu)復(fù)雜的群落 群落中物種數(shù)量和群落層次增多 土壤、光能得到更充分的利用 群落穩(wěn)定性越來越強(qiáng)，最終都會達(dá)到一個與群落所處環(huán)境相適應(yīng)的相對穩(wěn)定的狀態(tài)。3.演替都會發(fā)展為森林嗎？一個群落最終演替到什么程度，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)部種群的相互關(guān)系，

7、人類活動等因素。3.初生演替 初生演替指在一個_的地面，或者是_、_的地方發(fā)生的演替。從來沒有被植物覆蓋（1）概念（2）例子如在_、_、_上進(jìn)行的演替。原來存在過植被但被徹底消滅了沙丘火山巖冰川泥4.次生演替 次生演替是指在_，但_基本保留，甚至還保留了_或_；原有植被雖已不在（1）概念（2）例子如在_、_、_上進(jìn)行的演替。植物的種子其他繁殖體火災(zāi)過后的草原土壤條件過量砍伐的森林棄耕的農(nóng)田演替類型初生演替次生演替不同點(diǎn)起點(diǎn)實(shí)例經(jīng)歷時間速度發(fā)展趨勢經(jīng)歷階段共同點(diǎn)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。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

8、其他繁殖體的地方。沙丘、火山巖、冰川泥等火災(zāi)過后的草原、過量砍伐的森林、棄耕的農(nóng)田等。長短慢快趨向形成新群落趨向于恢復(fù)原來的群落較多較少 從結(jié)構(gòu)簡單的群落發(fā)展為結(jié)構(gòu)復(fù)雜的群落； 群落中物種數(shù)量和群落層次增多； 土壤、光能得到更充分的利用； 群落穩(wěn)定性越來越強(qiáng)，最終都會達(dá)到一個與群落所處環(huán)境相適應(yīng)的相對穩(wěn)定的狀態(tài)。兩種演替類型的比較5.影響群落演替的因素 有群落外界環(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，以及人類的活動，等等。這些因素常常處于變化的過程中。 適應(yīng)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。 任何環(huán)境下的演替最終都會達(dá)到一個與群落所處環(huán)境相適應(yīng)的

9、相對穩(wěn)定的狀態(tài)。 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。此時的群落稱為這個環(huán)境下的頂級群落。頂級群落特點(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。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。 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(dǎo)致這一地區(qū)出現(xiàn)濯（zhu）濯童山的主要原因

10、。自秦代以來，由于移民屯墾和大量砍伐森林，黃土高原的農(nóng)業(yè)發(fā)展很快，環(huán)境卻年復(fù)一年地遭到破壞，導(dǎo)致大片森林和草原消失。 分析人類活動影響群落演替的實(shí)例思考討論人類活動環(huán)境改變?nèi)郝湮锓N豐富度降低；種間關(guān)系、空間結(jié)構(gòu)等更簡單群落演替的方向和速度改變資料2 自20世紀(jì)60年代起，長江中下游某湖泊進(jìn)行了大規(guī)模的圍湖造田，湖水面積減近50%。對該湖泊多種生物的調(diào)查表明，水生植物、魚類和物種豐富度下降，占優(yōu)勢的物種發(fā)生變化（下表）。生物類群20世紀(jì)60年代20世紀(jì)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（）、金魚藻、黑藻魚類種類74種54種占優(yōu)勢的物種鯉魚、鯽魚、

11、鳊（bin）魚鯽魚、黃顙（sn）魚、紅鰭鲌（b）討論1. 上述資料中，人類活動使群落演替向什么方向進(jìn)行?2. 人類活動對上述群落的演替速度有什么影響?3. 如果去除人類活動，這些群落又會向什么方向演替?人類活動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。人類活動加快了這種演替的速度。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(jìn)行演替，趨向于恢復(fù)原來的群落，物種豐富度會增加，結(jié)構(gòu)會變得復(fù)雜。 人類的許多活動正在影響著群落的演替，_使群落演替按照_的_和_進(jìn)行。不同于自然演替速度方向注意： 人類活動可以使群落演替的速度在原來的基礎(chǔ)上加快或者減慢； 人類活動往往會使演替偏離其自然演

12、替的方向，有時也會和自然演替的方向一致。 人類活動不一定同時改變速度和方向。往往被砍伐的森林過度放牧的草原污水排入河流二、人類活動對群落演替的影響砍伐森林填湖造田捕殺動物我們可以封山育林治理沙漠管理草原建立人工群落我們也可以or人類活動也可以使群落朝著物種增多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的方向演替人類活動對群落演替的影響都是不良的嗎？沙化土地面積年均縮減1 980 km2中國治理最好的三大沙漠：庫布齊沙漠、毛烏素沙漠、天漠60年前毛烏素沙漠現(xiàn)在的毛烏素沙漠三、退耕還林、還草、還湖（1) 我國環(huán)境存在的問題：以犧牲環(huán)境為代價的墾殖活動，如毀林開荒、圍湖造田，造成嚴(yán)重的水土流失，并且成為洪澇災(zāi)害頻繁發(fā)生的重要原因。

13、（2) 目的：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)展的道路。（3) 措施：退耕還林、還草、還湖，退牧還草，頒布退耕還林條例。（4) 預(yù)期結(jié)果：很多地區(qū)的生態(tài)環(huán)境問題得到明顯改善。未來的美麗中國會有更多的藍(lán)天白云、綠水青山。 我國是一個農(nóng)業(yè)大國，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，我國明確提出退耕還林、還草、還湖和退牧還草，頒布了退耕還林條例，自2003年1月20日起施行。 截至2019年，全國共有25個省(自治區(qū)、直轄市)參與這項工程，累計完成退耕還林3.43107hm2。這項浩大的工程堪稱世界上規(guī)模最大的生態(tài)工程。 2014年啟動了新一輪退耕還林還草工程

14、； 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。 有人說，穩(wěn)定是相對的、暫時的，而變化是永恒的。請結(jié)合群落的演替，談?wù)勀銓@句話的看法。 當(dāng)群落演替發(fā)展到群落內(nèi)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(yīng)時，群落處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)，但是此時群落內(nèi)的生物種群仍然進(jìn)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。因此，群落始終處于動態(tài)的變化中，并趨向于形成新的相對穩(wěn)定的狀態(tài)。練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測1. 在群落演替的過程中，物種的組成和數(shù)量會發(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)

15、。 （ ）（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 種組成是動態(tài)變化的4.

16、對一處棄耕農(nóng)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。（3）如果一塊棄耕農(nóng)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。（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_。（2）一般來講，與草原相比，針葉林中的動物分層現(xiàn)象較為_（填“簡單”或“復(fù)雜”），原因是_?？炻龔?fù)雜針葉林的植物分層為動物分層創(chuàng)造了條件課堂練習(xí)1生態(tài)學(xué)家對兩塊條件相同的退化林地上進(jìn)行森林人工恢復(fù)和自然恢復(fù)的研究，20年后兩塊林地的生物多樣性均有不同程度的提高，其中人工種植的馬尾松恢復(fù)林植物種數(shù)為137種，而自然恢復(fù)林植物種數(shù)為226種，但喬木相對稀

17、少。下列敘述錯誤的是（ ）A自然恢復(fù)林比人工恢復(fù)林的植物種群密度高B森林人工恢復(fù)和自然恢復(fù)均屬于次生演替C人類活動往往會使群落演替按照不同于自然演替的速度進(jìn)行D自然恢復(fù)林物種的變化說明演替過程中物種組成是動態(tài)變化的A2研究人員調(diào)查某連續(xù)多年種植水稻的農(nóng)田，發(fā)現(xiàn)該地群落發(fā)生了一些顯著變化，有害昆蟲時常爆發(fā)，原來種群密度較高的青蛙、泥鰍等動物逐漸減少。下列有關(guān)敘述錯誤的是（ ）A群落中信息傳遞可調(diào)節(jié)青蛙和有害昆蟲之間的種間關(guān)系B農(nóng)田群落的這種變化是長期自然條件下發(fā)生的初生演替C群落發(fā)生的顯著變化可能與人類活動破壞生態(tài)環(huán)境有關(guān)D農(nóng)田群落中某些有害昆蟲的種群數(shù)量增長符合“S”型曲線B3一本生態(tài)學(xué)專著上

18、寫道：“當(dāng)能預(yù)報未來時，生態(tài)學(xué)就變成一門預(yù)測性科學(xué)：當(dāng)能決定未來時，生態(tài)學(xué)就變成了一門管理科學(xué)?！毕铝嘘P(guān)于種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)各水平的相關(guān)研究的應(yīng)用，敘述錯誤的是（）A植保員可以根據(jù)種群數(shù)量的變化規(guī)律指導(dǎo)大豆田中大豆蚜的防治B漁業(yè)上進(jìn)行中等強(qiáng)度的捕撈（捕撈量在K/2左右），有利于持續(xù)獲得較大的魚產(chǎn)量C年齡結(jié)構(gòu)、性比、生態(tài)位等種群水平的科學(xué)研究在退耕還林、還草、還湖工程中發(fā)揮著重要作用D對已破壞的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)和重建時離不開生態(tài)系統(tǒng)科學(xué)知識的應(yīng)用C4喀斯特石漠化是土地荒漠化的主要類型之一，喀斯特石漠化地區(qū)植被恢復(fù)需要經(jīng)歷石漠化階段草叢階段藤刺灌叢階段次生喬林階段頂級群落階段?；卮鹣铝袉栴}：(1

19、)喀斯特石漠化地區(qū)植被恢復(fù)過程中的演替類型為_演替。隨著演替的進(jìn)行，一個群落會替代另一個群落，可能的原因是_(2)石漠化階段應(yīng)該引進(jìn)優(yōu)良的草種，如三葉草，而不能引種構(gòu)樹、鹽膚木等灌木樹種，其原因是 。在頂級群落階段，動物具有較為復(fù)雜的分層現(xiàn)象，主要與 等因素有關(guān)。(3)在頂級群落階段調(diào)查發(fā)現(xiàn)甲、乙兩種鳥存在捕食關(guān)系，二者種群數(shù)量的變化如圖所示。據(jù)圖分析可知，_是捕食者，兩種鳥類在長期的協(xié)同進(jìn)化過程中，形成了各自穩(wěn)定的生態(tài)位，生態(tài)位是指_。 次生 石漠化條件下，后一個群落中的物種競爭能力強(qiáng)，前一個群落為后一個群落的產(chǎn)生提供了良好的環(huán)境等缺乏構(gòu)樹等灌木生存的土壤條件，灌木不易存活而被淘汰食物和棲息

20、環(huán)境 乙 物種在生態(tài)系統(tǒng)中的位置和作用復(fù)習(xí)與提高一、選擇題1. 生物群落的空間結(jié)構(gòu)受多種因素影響。下列敘述錯誤的是 （ ）A. 植物群落的垂直分層現(xiàn)象與光照有關(guān)B. 動物群落的垂直分層現(xiàn)象與植物有關(guān)C. 植物群落的水平分布現(xiàn)象與地形有關(guān)D. 動物群落的水平分布一般都是均勻的2. 甲地發(fā)生森林火災(zāi)導(dǎo)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(guān)于甲、乙兩地群落演替的敘述，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A3. 甲、乙、丙是食

21、性相同、不同種的蝌蚪，三者之間無捕食關(guān)系。某研究小組在4個條件相同的人工池塘中各放入1 200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(jié)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(dǎo)致乙消失D. 隨著捕食者數(shù)量增加，乙可獲得的資源減少二、非選擇題1. 種植過大片草莓的農(nóng)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？ 這是群落演替的結(jié)果。因?yàn)槟颈局参镙^為高大，能占據(jù)更多空間，獲得更多的陽光，與草莓相比，它們處于優(yōu)勢地位，所以能繁盛起來，而草莓得不到生長所需的陽光，難以成片生長。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(jīng)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。 主要是人類活動的影響，如化肥、農(nóng)藥對環(huán)境造成污染，人類的捕捉等。（2）上述變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有什么影響？對農(nóng)民的收入會有影響嗎？ 害蟲數(shù)量會增多，土壤生態(tài)環(huán)境會被破壞，土質(zhì)變差；