内容正文:
第2章 群落及其演替
第3节 群落的演替
▲问题探讨
1883年8月7日,印度尼西亚喀拉喀托火山爆发,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种动物在这块新土地上生活。1919年动物增加到621种,1934能加到880种。在此期间,植物逐渐繁茂起来,形成了小树林。
讨论:
1.生物是如何一步步地定居在新土地上的?
2.这一地区有可能恢复原来群落的结构吗?
一.群落演替的概念
随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程,叫作群落演替。
优势取代
二.群落演替的类型
①裸岩阶段
②地衣阶段
③苔藓阶段
⑤灌木阶段
⑥乔木阶段
④草本阶段
(一)发生在裸岩上的演替
二.群落演替的类型
①裸岩阶段
表层为岩石或石砾,裸岩上没有任何生物
②地衣阶段
地衣分泌的有机酸可加速岩石风化,土壤、有机物增多
(一)发生在裸岩上的演替
二.群落演替的类型
③苔藓阶段
苔藓生长,苔藓比地衣长得高,在与地衣竞争阳光的过程中,苔藓占优势,苔藓的生长会进一步使岩石分解, 土层加厚,有机物增多,土壤中微生物的种类也越来越丰富
(一)发生在裸岩上的演替
二.群落演替的类型
④草本阶段
土壤能保持一定水分时,草本植物的种子就能够萌发生长。竞争的结果是较高的草本植物逐渐占据了优势。这时,各种昆虫和其他小动物开始进入这个地区。在动植物的共同作用下,土壤中的有机物越来越丰富,土壤的通气性越来越好。
(一)发生在裸岩上的演替
二.群落演替的类型
⑤灌木阶段
灌木阶段灌木和小乔木开始生长。灌木比草本植物更为高大,“剥夺”了草本植物的阳光,逐渐取代了部分草本植物、灌木的生长起到了遮阴、避风等作用,同时提供了更为丰富的食物,于是成为许多鸟类的栖息地。物种的多样化使群落的结构较为稳定,抵御环境变化的能力增强。
(一)发生在裸岩上的演替
二.群落演替的类型
⑥乔木阶段
出现乔木,乔木比灌木具有更强的获得阳光的能力,因而最终占据了优势,成为茂盛的树林。树林的形成进一步改善了生物生存的环境,物种进一步多样化,生物与环境之间的关系变得更加丰富多样,于是群落演替到了相对稳定的森林阶段。
(一)发生在裸岩上的演替
二.群落演替的类型
在演替的过程中,土壤中的有机物越来越丰富,群落中物种丰富度逐渐加大,食物网越来越复杂,群落结构也越来越复杂。
(一)发生在裸岩上的演替
二.群落演替的类型
初生演替
在一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替。如在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。
沙丘
火山岩
冰川泥
裸岩
(无→有)
二.群落演替的类型
(二)发生在弃耕农田上的演替
生物老师在耕田
思考:在弃耕农田上又会发生什么样的演替?
二.群落演替的类型
①一年生杂草
→ 多年生杂草
→②灌木丛阶段
→③乔木阶段→森林
(二)发生在弃耕农田上的演替
二.群落演替的类型
次生演替
在原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体(如能发芽的地下茎)的地方发生的演替。如火灾后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。
火灾后的草原
过量砍伐的森林
弃耕的农田
(有1→有2)
二.群落演替的类型
▲初生演替与次生演替的比较
思考:初生演替与次生演替有哪些共同点?
二.群落演替的类型
▲初生演替与次生演替的相同点
①从结构简单的群落发展为结构复杂的群落;
②群落中物种数量和群落层次增多;
③土壤、光能得到更充分的利用;
④最终群落会达到一个与所处环境相适应的相对稳定的状态。
思考:演替的终点一定是森林阶段吗?一个群落最终演替到什么阶段,主要受哪些因素的影响?
二.群落演替的类型
提示:环境条件,地形和土壤环境,生物的繁殖、迁入和迁出,群落内种间关系、人类活动等因素的影响。
▲归纳总结
二.群落演替的类型
(1)演替并不是“取而代之”。演替过程中一个群落取代另一个群落,是一种“优势取代”而非“取而代之”,如形成森林后,乔木占据优势地位,但森林中仍有灌木、草本植物、苔藓等。
(2)演替是“不可逆”的。演替是生物和环境反复相互作用,发生在时间和空间上的不可逆变化,但人类活动可使其不按自然演替的方向和速度进行。
(3)群落演替是一个漫长但并非永无休止的过程。当群落演替到与环境处于平衡状态时,就以相对稳定的群落为发展的顶点。
(4)并不是所有群落都可以演替到森林阶段。如果陆地环境条件适宜,群落都能演替到最高阶段--森林阶段。在千早地区,一般只能演替到草本植物阶段或灌木阶段。
▲即时应用
二.群落演替的类型
1.甲地因森林火灾使原有植被消失,乙地因火山喷发被火山岩全部覆盖,之后两地均发生了群落演替。关于甲、乙两地群落演替的叙述,错误的是( )
A.甲地和乙地发生的演替类型不同
B.甲、乙两地群落演替过程中,不适应变化的种群数量减少,甚至被淘汰
C.在乙地火山岩上地衣会比苔藓更早地出现
D.甲、乙两地随着时间延长一定都能演替到森林阶段
三、人类活动对群落演替的影响
资料1: 我国的黄土高原历史上曾郁郁葱葱,从东南到西北,依次分布着温带落叶阔叶林、疏林灌丛草原、温带草原等。然而,现在的黄土高原上,森林和草原的覆盖率比历史上大幅度下降,很多黄土丘陵呈光秃状态除了气候变化的因素,人类活动是导致这一地区出现濯濯童山的主要原因:自秦代以来,由于移民屯田和大量砍伐森林,黄土高原的农业发展很快,环境却年复一年地遭到破坏,导致大片森林和草原消失。
资料2:自20世纪60年代起,长江中游某湖泊进行了大规模的围湖造田,湖水面积缩减50%.对该湖泊多种生物的调查表明,水生植物、鱼类的物种丰富度下降,占优势的物种发生变化(下表)
三、人类活动对群落演替的影响
1.上述资料中,人类活动使群落演替向什么方向进行?
2.人类活动对上述群落的演替速度有什么影响?
3.如果去除人类活动,这些群落又会向什么方向演替?
结论:人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
三、人类活动对群落演替的影响
砍伐森林可以在短期内改变森林群落中的物种组成和物种丰富度,进而改变群落的演替方向。
过度放牧则可能很快导致土地荒漠化,使草原生物群落演替为荒漠生物群落。
未经处理的污水直接排入河流,可能给水生生物带来灭顶之灾。
结论:人类活动对群落演替的影响——消极影响。
思考:人类活动对群落演替的影响都是不良的吗?
三、人类活动对群落演替的影响
封山育林、治理沙漠、管理草原,甚至建立人工群落等,人类活动也可以使群落朝着物种增多、结构复杂的方向演替。
人类活动对群落演替的影响——积极影响
三、人类活动对群落演替的影响
四、退耕还林、还草、还湖
《退耕还林条例》,自2003年1月20日起施行。
截至2019年,全国共有25个省(自治区、直辖市)参与这项工程,累计完成退耕还林3.43×107 hm2。这项浩大的工程堪称世界上规模最大的生态工程。
群落是一个动态的系统,群落演替是生物与生物之间、生物与非生物之间协同进进化的结果,人类活动应顺应自然界的规律,走可持续发展之路。
三、人类活动对群落演替的影响
▲即时应用
2.下列有关人类活动对群落演替影响的叙述中,正确的是(
A.人类活动对群落演替的影响要远远超过其他所有自然因素的影响
B.人类活动对群落演替的影响都是破坏性的
C.人类活动往往使群落演替按照不同于白然演替的方向和速度进行
D.人类活动可以任意对生物与环境的相互关系加以控制
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