2.3 群落的演替（优质精讲课）-【大单元教学】高二生物同步备课系列（人教版2019选择性必修2）

人教版高中生物选择性必修2 第2章 群落及其演替 【本节聚焦】 1.群落演替有哪些类型? 2.演替的大致过程是怎样的? 3.怎样看待人类活动对群落演替的影响? 第3节 群落的演替 学习目标、重难点 核心素养 1.通过分析裸岩上的演替和弃耕农田上的演替，阐明群落演替的概念、类型和过程 2.通过分析人类活动与演替的关系，说明人类活动对群落演替的影响 3.认同我国实行退耕还林、还草、还湖的政策。 1.科学思维：利用比较与分析、归纳与概括的方法，理解初生演替和次生演替的异同 2.社会责任：结合实例理解群落演替的影响因素，特别是人类活动对群落演替的影响。 1.教学重点：生成演替的概念，区分演替的类型。 2.教学难点：阐明演替机制与初生演替过程。 2 上世纪六十年代初的塞罕坝 二十一世纪的塞罕坝 问题探讨 思考：塞罕坝的生物群落在生态修复前后属于同种类型吗?这两者在物种组成、种间关系、空间结构等方面有哪些不同? 不是，较森林，荒漠物种相对较少，主要由耐旱植物和适应干旱环境的动物组成；种间关系简单和直接，物间竞争激烈；荒漠缺乏明显垂直结构，水平结构受水源和避难所位置影响，形成的镶嵌分布。 由于开垦伐木，塞罕坝曾是一片的荒漠，进过半个多世纪三代人的努力，塞罕坝已成为世界上面积最大的人工林。林场面积达112万亩。 1962年，有369名来自全国18个省区市，平均年龄不到24岁的林业工人，肩负使命，豪迈上坝，在短短两年时间里，种下了6400亩落叶松，尽管成活率不足8%，但他们毫不气馁，不懈努力，经过10年的努力，培育60多万亩树木，让荒山变了模样。直到现在三代人，万顷森林 群落 群落 随着时间的推移， 一个 另一个 代替的过程。 被 ——群落演替 问题探讨 ①群落演替有哪些类型？ ②在自然条件下群落的演替是怎样发生的呢？ ③一个群落如何被另外一个群落代替呢？它的具体过程是怎么样的呢？ 一、裸岩上的演替过程 思考：裸岩上的演替过程植物群落演替依次经历哪些阶段呢？ 裸岩阶段 无任何生物,无土壤条件 任务1 阅读教材P38-39图2-11思考： 1.每个阶段的优势物种分别是什么？原因？变化？ 2.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？ 3.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？ 4.在森林阶段，群落中还能找到地衣、苔藓、草本植物和灌木吗？ 5.在演替过程中土壤的形成变化、生物种类的变化和生物间的相互关系、生物与环境之间的关系都是怎样变化的？ 一、裸岩上的演替过程 没有植物及植物繁殖体，或者是原来存在植被但被彻底消灭。 裸岩阶段 裸岩VS土壤： 裸岩的主要成分是岩石和石砾，不具备提供生命体生长的能力。 土壤是由各种颗粒状矿物质、有机物质、水分、空气以及微生物等组成的，能够为生命体提供养分和生长的条件。 在裸岩阶段可不可直接种植植物呢？ 植物不能生长，不具备土壤等条件 思考讨论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？ 一、裸岩上的演替过程 引导学生看图，以其与土壤的相似性引出其与土壤的不同。得出裸岩不能直接种植植物的原因——没有土壤条件。进而引出地衣是土壤形成的前提与关键。集体回答 8 一、裸岩上的演替过程 变化：地衣侵入→定居→分泌有机酸→加速岩石风化形成土壤→土壤颗粒和有机物增多。 地衣阶段 地衣 = 藻类 + 真菌 有机物 水分、无机盐 地衣是蓝细菌或藻类与真菌共生的复合体。 提问：前面提到裸岩上植物不能直接生长，那大家觉得地衣会是一种植物么？是什么生物呢？ 9 变化：苔藓侵入→ 定居、拓展 → （苔藓分泌更多的有机酸）进一步使岩石分解 →土层加厚，有机物增多 → 微生物种类更丰富。 苔藓阶段 思考讨论2：地衣阶段为苔藓的生长提供了怎样的基础？谁占优势？地衣被苔藓取代了吗？ （1）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。 （2）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，结果逐渐取代了地衣。 一、裸岩上的演替过程 在地衣作用初步形成土壤的基础上，低等植物苔藓能够适应这简单的土壤条件，定居拓展，并进一步使岩石分解，形成更多的土壤，从而为后续高等植物的定居生长繁殖提供条件 10 优势类群： 竞争：草本植物占优势，获得更多的阳光，处于优势地位 思考讨论3：地衣、苔藓阶段为草本植物生长提供了什么？ 在地衣作用初步形成土壤的基础上，苔藓进一步使岩石分解，形成更多的土壤，从而为后续高等植物的定居生长繁殖提供条件。 草本植物 昆虫和其他小动物进入，土壤有机物越来越丰富，通气性越来越好 形成原因： 变化： 一、裸岩上的演替过程 思考讨论4：灌木、乔木阶段的生物群落又有什么变化？ 灌木、小乔木浸入并定居 → 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。 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。 一、裸岩上的演替过程 在地衣作用初步形成土壤的基础上，低等植物苔藓能够适应这简单的土壤条件，定居拓展，并进一步使岩石分解，形成更多的土壤，从而为后续高等植物的定居生长繁殖提供条件 12 思考讨论5：在森林阶段，群落中还能找到地衣、苔藓、草本植物和灌木吗？ 思考：演替过程中的取代是“优势取代”还是“取而代之”？ 能找到这些植物。形成森林后，乔木占据了优势，取代了灌木的优势，但在森林中各种类型的植物都是存在的。 一、裸岩上的演替过程 初生演替：在从未有过植物生长或虽有过植物生长但已被彻底毁灭了的裸地（如沙丘、火山岩、冰川泥）上发生的演替。 无→有，无→多 阶段 优势植物 成因 土壤环境变化 裸岩 无 无任何生物繁殖体 裸地，无土壤条件 地衣 地衣 分泌有机酸从岩石中获取养分 土壤颗粒和有机物逐渐增多 苔藓 苔藓 与地衣争夺阳光的竞争中处于优势 土层加厚，有机物增多 草本 草本 较高，更利于争夺阳光 土壤有机物越来越丰富，通气性越来越好 灌木 灌木 更为高大，“剥夺”了草本植物的阳光 遮阴、避风，土壤利于灌木生长 乔木 乔木 具有更强的获得阳光的能力 土壤湿润，生物与环境之 间的关系更加丰富多样 土壤有机物越来越丰富 物种丰富度 、食物网 、群落结构越来越大、越来越复杂。 资源利用率越来越大 思考讨论6：.在演替过程中土壤的形成变化、生物种类的变化和生物间的相互关系如何变化？请据图描述。 是不是群落的演替只能发生在裸地？ 有没有其他的可能？演替过程是否相同？ 一、裸岩上的演替过程 任务2：阅读课本P40及P41图文，并回答下列问题： 1.在弃耕农田上首先定居的会是什么植物?原因是什么? 2.弃耕农田上的演替的过程中土壤条件是如何变化的? 3.随着演替的进行，群落结构和物种丰富度发生了怎样的变化? 二、弃耕的农田上的演替过程 思考：如果弃耕一块农田，上的群落演替会经历哪些阶段呢？ 单独回答 15 杂草 弃耕农田 灌木 乔木 森林 二、弃耕的农田上的演替过程 讨论1：在弃耕农田上首先定居的会是什么植物?原因是什么?其次呢？ 一年生杂草具有生长周期短、繁殖能力强、适应性强等特点，这使它们能够在新的环境中迅速占据优势地位。 一年生杂草→多年生杂草→灌木→乔木→森林→顶极群落。 思考：如果弃耕一块农田，上的群落演替会经历哪些阶段呢？ 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。如在火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。 有（少）→多 杂草 弃耕农田 灌木 乔木 森林 二、弃耕的农田上的演替过程 讨论2.弃耕农田上的演替的过程中土壤条件是如何变化的? 思考：如果弃耕一块农田，上的群落演替会经历哪些阶段呢？ 土壤表层的有机物逐渐增多，土壤的保水能力也逐渐增强。 有土壤条件，保留植物的种子或其他繁殖体 杂草 弃耕农田 灌木 乔木 森林 二、弃耕的农田上的演替过程 讨论3.随着演替的进行，群落结构和物种丰富度发生怎样的变化? 思考：如果弃耕一块农田，上的群落演替会经历哪些阶段呢？ 物种丰富度 、食物网 、群落结构越来越大、越来越复杂。 初生演替 次生演替 实例 起始条件 演替阶段 裸岩→地衣→苔藓→草本→灌木→乔木 弃耕地→草本→灌木→乔木 速度 发展趋势 共同点 有机物越来越 ， 物种丰富度逐渐 ， 食物网越来越 ， 群落的结构越来越 。 最终群落发展成一个与所处环境相适应的相对稳定的状态。 裸地，无任何植物繁殖体 有土壤条件，有植物繁殖体 慢 快 丰富 加大 复杂 复杂 趋向形成新群落 趋向于恢复原来的群落 沙丘、火山岩、冰川泥上 火灾过后的草原、弃耕的农田、过量砍伐的森林 二、弃耕的农田上的演替过程 趁热打铁 1．气候条件不同的甲、乙二地，甲地发生森林火灾，原有植被消失，乙地发生火山喷发，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．若没有外力干扰且环境适宜，甲地可能重现森林 C．甲地的演替速度通常比乙地快 D．甲、乙两地最终一定会形成相同的群落类型 D 思考1：群落演替的结果一定是群落的结构越来越复杂吗？ 二、弃耕的农田上的演替过程 注：“五个量”指的是物种丰富度、群落结构复杂程度、种间关系复杂程度、有机物总量、固定的能量。 思考1：演替都会发展为森林吗？ 不一定 三、影响群落演替的因素 思考2：一个群落主要受哪些因素的影响,最终演替到什么程度？ ④群落内部种群相互关系的发展变化 ②人类的活动 外因 内因 ①群落外界环境的变化 ③生物的迁入迁出 气候适宜才可，在干旱的荒漠上很难形成树林 这些因素常常处于变化的过程中，适应变化的种群数量增长或得以维持，不适应的数量减少甚至被淘汰,因此，群落就不断地演替。 思考3：群落演替是一个无休止的过程吗？ 群落演替到与群落所处环境相适应的相对稳定的状态，演替就不再进行了。此时的群落称为这个环境下的顶级群落。 顶级群落主要由当地的年平均温度和年平均降雨量决定。 三、影响群落演替的因素 群落演替结果往往是由环境和群落内的生物共同决定的，但人类的活动对群落演替的影响有时超过其他因素的影响。 ①群落外界环境的变化 三、影响群落演替的因素 群落演替过程 演替 类型 根据起始有无“土壤条件”判断演替类型 根据演替类型比照教材典例进行过程分析 影响 因素 ④群落内部种群相互关系的发展变化 ②人类的活动 外因 内因 ③生物的迁入迁出 总体 趋势 演替是一个"适者生存、不适者减少甚至被淘汰”动态过程 无论是初生演替还是次生演替，是群落复杂化还是群落退化，当影响因素不再发生变化时，最终都会达到一个与群落所处环境相适应的相对稳定的状态——顶级群落 顶级群落主要由当地的年平均温度和年平均降雨量决定 演替小结 思考：人类活动对群落演替有什么影响？ 气候变化 人类活动 ①物种丰富度 ，结构越来越 。 ② 了群落演替的速度。 【资料1 】 【资料2 】自20世纪60年代起，长江中下游某湖泊进行了大规模的围湖造田，湖水面积减近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。 改变群落演替的方向 改变群落演替的速度 下降 简单 加快 四、人类活动对群落演替的影响 26 被砍伐的森林 过度放牧的草原 污水排入河流 导致草原退化 导致森林破坏 破坏水域生物群落 人类活动使群落演替朝着物种丰富度降低、结构简单的方向进行。 1.消极影响 —— 使群落的物种丰富度下降 四、人类活动对群落演替的影响 人类活动对群落演替的影响都是不良的吗？ 封山育林 治理沙漠 管理草原 建立人工群落 四、人类活动对群落演替的影响 2.积极影响 —— 使群落的物种丰富度上升 60年前毛乌素沙漠 现在的毛乌素沙漠 人类活动也可使群落朝着物种增多、结构复杂的方向演替。 掌握自然演替的规律和群落的动向，使之朝着对人类有益的方向发展。 四、人类活动对群落演替的影响 思考1：人类活动对上述群落演替速度有什么影响？ 人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行 注意： ①人类活动往往会使演替偏离其自然演替的方向，有时也会和自然演替的方向一致。 ②人类活动可以使群落演替的速度在原来的基础上加快或者减慢。 ③人类活动不一定同时改变速度和方向。 想一想：如果去除人类活动，这些群落又会向什么方向演替？ 去除人类活动，这些群落一般会朝着人类活动出现之前的状态进行演替，趋向于恢复原来的群落，物种丰富度会增加，结构会变得复杂。 人类活动往往使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。 （2014新课标I卷30节选）请回答关于群落演替的问题： （3）据调查，近5万年以来，某地区由于气候越来越干燥，森林逐渐被灌丛取代，这也是自然界存在的一种演替类型。近50年来，由于人类过度开垦，导致局部灌丛出现了荒漠化，该现象表明：与该地区具有的自然演替相比，人类的开垦活动使得该地区群落的演替速度________（填“未发生改变”、“变慢”或“变快”），演替的方向_____________（填“发生改变”或“未发生改变”）。 变快 未发生改变 四、人类活动对群落演替的影响 人类活动不一定改变群落演替的方向。例如某地草原由于气候越来越干燥，群落朝着荒漠化方向演替，这是自然演替的方向。近些年，由于人类过度开垦，局部灌木丛出现了荒漠化，与该地区具有的自然演替相比，人类的开垦活动使得该地区群落的演替速度变快，演替的方向未发生改变，仍然朝着荒漠化方向演替。 2.据调查，某地区由于气候越来越干燥，森林逐渐被灌丛取代，这也是自然界存在的一种演替类型。近年来，由于人类过度开垦，导致局部灌丛出现荒漠化，该现象表明，与该地区具有的自然演替相比，人类的开垦活动使该地区群落的(　　) A．演替速度变快，演替的方向未变 B．演替速度变慢，演替的方向未变 C．演替速度未变，演替的方向改变 D．演替速度未变，演替的方向未变 趁热打铁 A 为扩大耕地面积，不惜毁林开荒、围湖造田，以牺牲环境为代价的垦殖活动，造成严重的水土流失，并成为洪涝灾害频繁发生的重要原因。 1.原因： 2.目的： 为处理好经济发展同人口、资源、环境的关系，走可持续发展道路。 五、退耕还林、还草、还湖 3.措施： 退耕还林、还草、还湖和退牧还草。 2014年启动了新一轮退耕还林还草工程； 2015年将这项工程列为生态文明体制改革的组成部分； 2018年，我国启动了大规模国土绿化行动。 2003年1月20日起施行《退耕还林条例》。 1984年 2017年 五、退耕还林、还草、还湖 4.成就： 陕西省延安市吴起县实施退耕前后的对比 截至2021年，全国共有25个省和新疆生产建设兵团参与这项工程，累计完成退耕还林还草1.42×107hm2。 我国政府明确提出退耕还林、还草、还湖,退牧还草,自2003年1月20日起施行《退耕还林条例》。 请同学们经过讨论尝试提出2-3条人与环境和谐共处的合理化建议。 五、退耕还林、还草、还湖 课堂小结 群落的结构 群落的主要类型 群落的演替 群落及其演替 从内部结构看群落 从生物的适应性看群落 从动态变化看群落 视角决定问题 物种组成 空间结构 季节性 生态位 物种丰富度 种间关系 垂直结构 水平结构 原始合作 互利共生 捕食 寄生 种间竞争 荒漠生物群落 草原生物群落 森林生物群落 生物对环境的适应性特征 初生演替 次生演替 演替的类型 影响演替的方向和速度 退耕还林、还草、还湖 始终处于动态变化中 人类活动对演替的影响 章节小结 36 1．(2024·河北卷)下列关于群落的叙述，正确的是(　　) A．过渡放牧会改变草原群落物种组成，但群落中占优势的物种不会改变 B．多种生物只要能各自适应某一空间的非生物环境，即可组成群落 C．森林群落中林下喜阴植物的种群密度与林冠层的郁闭度无关 D．在四季分明的温带地区，森林群落和草原群落的季节性变化明显 课后训练 D 2．气候条件不同的甲、乙二地，甲地发生森林火灾，原有植被消失，乙地发生火山喷发，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．若没有外力干扰且环境适宜，甲地可能重现森林 C．甲地的演替速度通常比乙地快 D．甲、乙两地最终一定会形成相同的群落类型 课后训练 D 3．红火蚁是全球公认的百种最具危险入侵物种之一，红火蚁适应性很强，繁殖速度十分惊人，入侵某地后，往往迅速发展为优势物种，不仅将该地其他类型蚂蚁“赶尽杀绝”，还会把蜘蛛等益虫消灭；直接取食作物的种子、果实、幼芽、嫩茎、根茎等，传播植物病虫害，这些直接给当地的农业生产造成重大损失。 下列有关说法错误的是(　　) A．红火蚁入侵某地后会引起入侵地群落的演替 B．红火蚁入侵后和当地生物不构成种间关系 C．红火蚁入侵会改变群落演替的速度和方向 D．红火蚁入侵某群落后可能会迅速发展为优势物种 课后训练 B 4．科学家对某弃耕的农田进行多年的跟踪调查，研究结果如图(图中λ表示当年种群数量是上一年种群数量的倍数)。下列叙述正确的是(　　) A．草本优势种A在t2～t3时间段的年龄结构为增长型 B.灌木优势种B的兴起会造成草本优势种A的消亡 C．图中所示变化说明该弃耕农田正在发生初生演替 D．农田中发生演替的原因只是由于环境因素的影响 　 课后训练 A 5．请回答关于群落演替的问题： (1)在光裸的岩石上开始的演替和从森林被全部砍伐的地方开始的演替中，哪个属于初生演替，哪个属于次生演替？ ___________________________________________________。 (2)一般来说，若要演替到相对稳定的森林阶段，上述两个演替中次生演替所需的时间短，分析其主要原因。 ___________________________________________________。 课后训练 光裸的岩石上开始的演替为初生演替；从森林被全部砍伐的地方开始的演替为次生演替 形成森林需要一定的土壤条件，上述次生演替起始时即具备该条件，而从裸岩开始的演替要达到该条件需要漫长的时间　 Lavf58.20.100 Lavf58.51.100 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.76 Lavf58.51.100 $$