2.3 群落的演替-【省心备课】2024-2025学年高二生物同步教学精优课件（人教版2019选择性必修2）

2.3 群落的演替 贺老师 第2章 群落及其演替 1 蜘蛛 202种动物 621种动物 880种动物 小草 小树林 几 年 后 1909年 1919年 1934年 1883年 喀拉喀托火山爆发，岩浆所到之处全部生物死亡，成了一片裸地。 群落1 群落2 群落3 群落4 随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。 问题探讨 喀拉喀托火山的群落 1 群落演替的概念 1883年8月27日，印尼喀拉喀托火山爆发，岩浆滚滚而出，所到之处生物全部死亡，成为了一片火山灰覆盖的裸地。几年后，地面上长出了小草，出现了一种蜘蛛。到1909年，有202种动物在这块新的土地上生活。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。注意:“代替”是优势种地位的取代，而不是群落中原有种群的消尖 2 任务1：从裸岩上开始的群落演替分析 PPT模板 http:///moban/ 植物类型 植被总盖度 群落内的 优势种 群落内的 伴生种 与火山口距离 地衣＋苔藓 65%~70% 葫芦藓 细叶金发藓 近 远 地衣＋草类＋矮灌木 55%~60% 万年蒿 星星草 草类＋疏林 65%~68% 小青杨 珍珠梅 针阔混交林 69%~75% 白桦 土三七 针叶林 70%~90% 落叶松 万年蒿 问题1：据表中信息，初步判断裸岩上植物群落演替依次经历哪些阶段? 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 生物是如何一步步地定居在新土地上的？ 生物是如何一步步地定居在新土地上的？火山爆发后植物群落演替依次经历哪些阶段呢？ 3 裸岩上的演替过程 裸岩表面无土壤、光照强、干燥、温度变化大，在这样的恶劣环境条件下，最先出现的生物是什么？需要具备哪些特点？ 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。 裸岩阶段 4 裸岩上的演替过程 裸岩阶段 地衣阶段 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 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 同学们有没有将什么生物能长在岩石表面？地衣通过真菌部分分泌的有机酸来腐蚀岩石并获取养分。这一过程不仅加速了岩石的风化过程，还促进了土壤的形成和生态系统的多样性发展。 地衣首先在裸岩上定居，地衣分泌的有机酸可加速岩石风化形成土壤的过程，于是，土壤颗粒和有机物逐渐增多。苔藓和草本植物无法直接从裸岩中获取养分，地衣可以通过分泌有机酸而从裸岩中获取养分。 5 裸岩上的演替过程 裸岩阶段 地衣阶段 苔藓阶段 苔藓 地衣 葫芦藓 ①优势类群： 苔藓 ②形成原因： a.地衣开拓出适应苔藓的生存环境 b.苔藓比地衣高，更适应环境。 岩石进一步分解，土层加厚，有机物增多，微生物群落丰富。 ③变化： 长出苔藓的条件？太闲那车各位优势种的原因？ 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？通过地衣分泌有机酸加速岩石风化形成土壤，并积累起了有机物，这为苔藓的生长提供了条件。 6 裸岩上的演替过程 裸岩阶段 地衣阶段 苔藓阶段 草本植物阶段 ①优势类群： 草本植物 ②形成原因： a.土壤能保持一定的水分 b.与苔藓相比，草本植物能获得更多的阳光，处于优势地位。 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。 ③变化： 7 裸岩上的演替过程 裸岩阶段 地衣阶段 苔藓阶段 草本植物阶段 灌木阶段 ①优势类群： 灌木 ②形成原因： 起遮阴避风等作用，提供丰富的食物，成为鸟类栖息地，物种多样化。 ③变化： a.土壤有机物增多，通气性增加 b.比草本植物高大，能获得更多的阳光。 8 裸岩上的演替过程 ①优势类群： 乔木 ②形成原因： 乔木比灌木具有更强的获得阳光的能力。 进一步改善生物了生物生存环境，物种进一步多样化，生物与环境的关系变得更加丰富多样。 ③变化： 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 9 因为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。 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？ 分析群落的演替 苔藓 地衣 2.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”。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。 3.在整个演替过程中，土壤条件发生了什么样的变化？ 物种丰富度和群落的结构发生了怎样的变化？ 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，群落的结构也越来越复杂。 10 在弃耕的农田上，群落演替会经历哪些阶段呢？这种演替和发生在裸岩上的演替过程完全相同吗？ 11 杂草 灌木 乔木 弃耕农田 任务2 据表推测发生在弃耕农田上的演替依次经历哪些阶段？ 植物类型 演替年数 1 4 15 25 40 草本 31 27 26 30 34 灌木 0 3 4 7 19 乔木 0 0 0 14 23 12 一年生杂草生长→土壤条件改善→多年生杂草接踵而至 土壤有机物增多，土壤保水能力增强→小灌木生长→形成灌木丛 乔木出现 → 逐渐取代灌木，成为优势种 气候适宜的条件下，逐渐演替出树林 杂草 弃耕农田 灌木 乔木 弃耕农田上的演替过程 如果一块农田弃耕了，演替会如何进行？请归纳、比较裸岩与弃耕地上发生演替的异同。 13 1.从演替的起点来看，发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替有什么不同？这两种演替还有哪些差异？ （1）从演替的起点看： 裸岩上的演替是从一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、后来植被彻底消失了的地方开始的演替。 弃耕农田上的演替是在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的地方发生的演替。 （2）其他差异： 裸岩上的演替速度慢，经历的阶段相对较多。 弃耕农田上的演替速度快，经历的阶段相对较少等。 弃耕农田 杂草 灌木阶段 乔木阶段 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 初生演替 次生演替 14 火灾过后的草原 初生演替 次生演替 沙丘 火山岩 冰川泥 过量砍伐的森林 次生演替 初生演替 初生演替 任务三：判断以下演替的类型 弃耕的农田 次生演替 15 2.这两种演替有哪些共同点？ 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群落稳定性越来越强，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。 3.群落演替是一个无休止的过程吗？ 演替都会发展到森林吗？ 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 和 决定。 决定顶极群落类型的两大气候因素 年平均温度 年平均降雨量 群落演替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 16 4.一个群落最终演替到什么程度，主要受哪些因素的影响？ 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 影响因素 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。 17 资料1：我国的黄土高原历史上曾郁郁葱葱，而现在的黄土高原，森林和草原的覆盖率比历史上大幅下降，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变成这样的主要原因：自秦代以来，由于移民屯垦和大量砍伐森林，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。 分析人类活动影响群落演替的实例 p42 中原地区，兵家必争之地 从秦朝建立（公元前221年）至今，已经过去了2244年 18 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如下表。 生物类群 20世纪60年代 20世纪80年代 水生 植物 种类 92种 68种 占优势的物种 菱、竹叶眼子菜、苦草、黑藻 微齿眼子菜、菰、金鱼藻、黑藻 鱼类 种类 74种 54种 占优势的物种 鲤鱼、鲫鱼、鳊鱼 鲫鱼、黄颡鱼、红鳍鲌 某湖泊20世纪60年代和80年代水生植物和鱼类的调查统计表 19 讨论1：上述资料中，人类活动使群落演替向什么方向进行？ 讨论2：人类活动对上述群落的演替速度有什么影响？ 讨论3：如果去除人类活动，这些群落又会向什么方向演替？ 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。 人类活动加快了这种演替的速度。 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。 人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的 和 进行。 方向 速度 20 1.消极影响： 被砍伐的森林 过度放牧的草原 污水排入河流 （1）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。 （2）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。 （3）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。 人类活动对群落演替的影响 21 人类活动对群落演替的影响都是不良的吗？ 2.积极影响： 封山育林 治理沙漠 管理草原 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。 3.意义： 人类掌握了群落演替的规律，就能根据现有情况预测群落的未来，从而正确掌握群众的动向，使之朝着对人类有益的方向发展。 人类活动对群落演替的影响 22 以牺牲环境为代价的垦殖活动（毁林开荒、围湖造田），导致了严重的水土流失，并且成为洪涝灾害频繁发生的重要原因。 目 的 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。 原 因 退耕还林、还草、还湖 23 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》。 退耕还林、还草、还湖 24 陕西省延安市吴起县实施退耕还林前后的对比 成 效 退耕还林还草工程的实施，实现了我国从毁林毁草开荒到退耕还林还草的历史性转变，改变了过去“越垦越穷、越穷越垦”的局面。 退耕还林、还草、还湖 25 4. 对一处弃耕农田的演替过程的记录如下表所示，请据表回答下列问题。 弃耕年数 优势植物 非优势植物 0~1 马唐 — 1 飞蓬 豚草 2 紫菀 豚草 3 须芒草 豚草 5~10 短叶松 火炬松 50~100 栎 山核桃 （1）该地草本植物的演替速度 (填“快”或“慢”)，木本植物的演替速度 。 快 慢 练习与运用 p44 26 （2）一般来讲，与草原相比，针叶林中的动物分层现象较为_______（填“简单”或“复杂”)，原因是_______________________________________。 复杂 针叶林的植物分层为动物分层创造了条件 弃耕年数 优势植物 非优势植物 0~1 马唐 — 1 飞蓬 豚草 2 紫菀 豚草 3 须芒草 豚草 5~10 短叶松 火炬松 50~100 栎 山核桃 （3）如果一块弃耕农田位于半干旱地区，群落演替最可能发展到哪个阶段? 可能发展到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。 练习与运用 p44 27 实 例 裸岩 弃耕地 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 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，甚至有植物繁殖体 慢 快 丰富 加大 复杂 复杂 初生演替 次生演替 任务一：请归纳比较裸岩与弃耕地上发生演替的异同。 28 群落是不断发展的动态系统，群落演替体现的是群落内物种组成、群落结构和优势物种的更替。 演 替 每个阶段的动植物都是与当时环境条件相适应的。 演 替 动态变化 “优势取代” 29 初步判断火山爆发后植物群落演替依次经历哪些阶段呢？ 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 光裸的岩地上是怎样长出森林的呢？ 30 Lavf58.33.100 $$