内容正文:
2.3 群落的演替
第2章 群落及其演替
教学目标
目标
01
02
03
分析群落演替的特征,培养归纳与总结的思维习惯。
(科学思维)
用动态发展观分析群落的演替,建立生物与环境相统一及生命系统发展与稳态的观点。(生命观念)
总结人类活动对群落演替的影响,分析人与自然的关系,认同退耕还林、还草、还湖的必要性。(社会责任)
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思考:从改善火星环境的角度考虑,率先移居火星的是什么生物呢?但是目前火星除了水外,仅存大量的裸岩。
情景引入
马斯克的2050年火星计划要实现,火星该变成怎么样?
马斯克的未来计划是,先发射一艘名为星舰的超重型火箭,搭载无人探测器和设备,前往火星。这些设备将在火星表面建立一个基地,采集和加工水冰,制造出火箭燃料。之后再发射一艘“星舰”,搭载第一批人类志愿者,前往火星基地。这些志愿者将在火星上生活和工作,维护和扩展基地,为后续的移民做好准备。
1883年8月7日,印度尼西亚喀(kā)拉喀托火山爆发,岩浆滚滚而出,所到之处生物全部死亡,成了一片裸地。几年后,地面上长出了小草,出现了一种蜘蛛。到1909年,有202种动物在这块土地生活。1919年动物增加到621种,1934年增加到880种。在此期间,植物逐渐繁茂起来,形成了小树林。
问题1:生物是如何一步步地定居在新土地上的?
202种动物
621种动物
小草、蜘蛛
小树林、多种动物
火山爆发
1883年
几年后
1909年
1919年
1934年
至今
问题探讨
问题2:这一地区有可能恢复原来群落的结构吗?
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目录
CONTENTS
演替的类型
1/
人类活动对群落演替的影响
2/
退耕还林、还草、还湖
3/
随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程。
群落是一个动态系统,是不断发展变化的。
1.演替概念:
2.演替原因:
合作探究:演替有哪些类型呢?光裸的岩石上是怎样长出森林的呢?
一、演替的类型
裸岩阶段
表层为岩石或石砾,裸岩上没有任何生物,或者是原来存在过植被但被彻底消灭。
(1)裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本植物阶段
灌木阶段
乔木阶段
(一)裸岩上的演替过程
(2)地衣阶段
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本植物阶段
灌木阶段
乔木阶段
地衣侵入→定居→分泌有机酸→加速岩石风化→土壤颗粒和有机物增多。
(一)裸岩上的演替过程
真菌
藻类
通过菌丝提供水、CO2、无机盐
通过光合作用提供有机养料
(一)裸岩上的演替过程
地衣
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(3)苔藓阶段
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本植物阶段
灌木阶段
乔木阶段
苔藓侵入→定居、扩展→进一步分解岩石→土层加厚、有机物增多→土壤微生物增多
(一)裸岩上的演替过程
形成原因:在地衣开拓的基础上,苔藓便能生长起来。苔藓比地衣长得高,能获得更多的阳光。
(4)草本植物阶段
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本植物阶段
灌木阶段
乔木阶段
草本植物侵入→定居→竞争→较高草本植物占优势→小动物增多→土壤有机物丰富、通气性好
(一)裸岩上的演替过程
(5)灌木阶段
裸岩阶段
地衣阶段
苔藓阶段
草本植物阶段
灌木阶段
乔木阶段
灌木、小乔木侵入并定居→竞争→灌木、小乔木占优势→动物进一步增多→物种多样化→群落结构较稳定→抵御环境变化的能力增强
(一)裸岩上的演替过程
形成原因:灌木和小乔木开始生长。灌木比草本更为高大,“剥夺”了草本植物的阳光,逐渐取代了部分草本植物。
(6)乔木阶段
乔木在竞争中占优势→形成茂盛的树林→进一步改善环境→物种进一步多样化→生物与环境的关系更丰富多样→相对稳定的森林阶段
有机物总量逐渐增加,群落结构变得更加复杂,物种丰富度变得更大,群落的稳定性变得更强。
(一)裸岩上的演替过程
地衣阶段
裸岩阶段
苔藓阶段
草本植物阶段
灌木阶段
乔木阶段
(一)裸岩上的演替过程
思考 · 讨论 分析群落的演替
讨论1:光裸的岩地上首先定居的生物为什么不是苔藓和草本植物,而是地衣?
苔藓和草本植物无法直接从裸岩中获取养分,而地衣可以通过分泌有机酸而从裸岩中获取养分。
讨论2:地衣阶段为苔藓的生长提供了怎样的基础?地衣被苔藓取代了吗?
地衣分泌的有机酸可加速岩石风化形成土壤,并积累起有机物,这为苔藓的生长提供了条件。而苔藓生长后,由于其植株高于地衣,能获得更多的阳光,处于优势地位,结果苔藓逐渐取代了地衣。
思考 · 讨论 分析群落的演替
讨论3:在森林阶段,群落中还能找到地衣、苔藓、草本植物和灌木吗?
能找到这些植物。在群落演替过程中,一些种群取代另一些种群是指“优势取代”,而不是“取而代之”。
地衣类产生的物质被总称为地衣成分,但其中多为地衣所特有的有机酸类的成分特称为地衣酸,已知300多种。
大多数地衣中的多糖具有高度的抗癌活性,能通过增强健康细胞的免疫