2.3群落的演替课件-2024-2025学年高二上学期生物人教版选择性必修2

第2章 群落及其演替 生活在同一区域的不同种群不是孤立的，而是直接或间接地联系着，共同构成了有序的整体——群落。 在华北地区植树造林的实践中，人们发现，在人工林群落中，容易发生鼠害。随着人工林的成长，鼠类剥食落叶松、樟子松的树皮，啃食幼苗，危害林木的生长和存活，而鼠的种群数量会大增。防治后过一段时期，鼠害还会反复。然而，在气候条件相似或优势树种相同的天然林中，鼠害的威胁却小得多。 为什么人工林容易受到鼠害的威胁呢？能不能通过经常投放鼠药的方式来防治人工林的鼠害？在优势树种相同的人工林和天然林中，物种的组成及相互关系是否相同呢？ 第3节 群落的演替 认同我国实行退耕还林、还草、还湖的政策。 通过分析裸岩上的演替和弃耕农田上的演替，阐明演替的概念、类型和过程。 目标 01 02 03 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。 学习目标 3 1883年8月，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。 喀拉喀托火山 1、生物是如何一步步地定居在新土地上的？ 地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→乔木阶段 问题探讨 讨论： 4 1883年8月，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。 喀拉喀托火山 2、这一地区有可能恢复原来群落的结构吗？ 问题探讨 讨论： 火山爆发后环境条件发生了变化。在火山爆发中，有些物种可能会消失； 在恢复过程中，外来新物种可能会进入。群落结构因此而发生了变化，一般 不能恢复原来的群落结构。 5 像这样，随着时间的推移，有些物种可能会消失，使原有的群落 发生改变，在恢复过程中，外来新物种可能会进入，形成新的群落， 这种现象称为什么呢？ 爆发结束后的喀拉喀托火山 若干年后的喀拉喀托火山 随着时间的推移，一个群落被另一个群落 的过程， 叫作群落演替。 演替： 演替有哪些类型呢？光裸的岩石上是怎样长出森林的呢？ 一、演替的概念 代替 一 请同学们阅读教材P38-40，思考完成以下问题。 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？ 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？ 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？ 二、演替的类型 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 实例1：裸岩上的演替过程 二、演替的类型 9 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 实例1：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 乔木阶段 裸岩上不适合生物生存，那么裸岩是怎么变得逐渐适宜生物生存的呢？ 二、演替的类型 (2)地衣阶段 实例1：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 乔木阶段 地衣是藻类和真菌的共生体。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。 二、演替的类型 (3)苔藓阶段 实例1：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 乔木阶段 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，更适应这里的环境，于是就逐渐扩展。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。 二、演替的类型 (4)草本植物阶段 实例1：裸岩上的演替过程 在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。 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 二、演替的类型 (5)灌木阶段 实例1：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 乔木阶段 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，于是成为很多鸟类的栖息地。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。 二、演替的类型 (6)乔木阶段 实例1：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 乔木阶段 在灌木群落所形成的湿润土壤上，各种乔木的种子萌发出来，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的更加丰富多样，于是，群落演替到了相对稳定的森林阶段。 二、演替的类型 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？ 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。 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？ (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。 思考·讨论 分析群落的演替 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。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。 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？ 2.这两种演替有哪些共同点？ 3.演替都会发展为森林吗？一个群落最 终演替到什么阶段，主要受哪些因素 影响？ 请同学们阅读教材P40-41，思考完成以下问题。 二、演替的类型 一块弃耕裸露的农田 杂草 弃耕农田 灌木 乔木 森林 二、演替的类型 弃耕农田 实例2：弃耕农田上的演替过程 杂草 弃耕农田 灌木 乔木 森林 二、演替的类型 农田被弃耕后，很快就会长满一年生的杂草。在杂草的覆盖下，土壤条件会得到改善，一些多年生的杂草会“接踵而至” 实例2：弃耕农田上的演替过程 杂草 弃耕农田 灌木 乔木 森林 土壤表层的有机物逐渐增多，土壤的保水能力也逐渐增强，这将更有利于植物的生长。几年后，一些小灌木便会生长起来，并成为灌木丛。 二、演替的类型 实例2：弃耕农田上的演替过程 杂草 弃耕农田 灌木 乔木 森林 再经过一段时间，乔木开始出现。高大的乔木占据了更多的空间，灌木逐渐减少，乔木逐渐蔚然成林。 二、演替的类型 实例2：弃耕农田上的演替过程 杂草 弃耕农田 灌木 乔木 森林 在气候条件适宜的情况下，从弃耕的农田演替出树林，需要数十年时间。如果是在干旱的荒漠地区，群落的演替就很难形成树林，或许只能发展的草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。 二、演替的类型 实例2：弃耕农田上的演替过程 思考·讨论 比较发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替 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？ 从演替的起点看: 裸岩上的演替是从一个从来没有植被覆盖的地面，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，甚至保留了植物的种子或 其他繁殖体的地方发生的演替。 思考·讨论 比较发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替 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？ 其他差异还有: 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；等等。 思考·讨论 比较发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替 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。 思考·讨论 比较发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替 3.演替都会发展为森林吗？一个群落最终演替到什么程度，主要受哪些因素的影响? 不一定。如果是在干旱的荒漠地区，群落的演替就很难形成森林， 或许只能发展到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。 主要受当地气候条件，地形和土壤环境，生物的繁殖、迁入和迁出，群落内部种群的相互关系，人类活动等因素的影响。 （一）初生演替： 1.概念： 是指在一个_________________的地面，或者是_____________、______________的地方发生的演替。 从来没有被植物覆盖 原来存在过植被 但被彻底消灭了 2.实例： 如在______、_______、________上进行的演替。 沙丘 火山岩 冰川泥 从0开始 二、演替的类型 是指在 ，但原有 基本保留，甚至还保留了 或 的地方发生的演替。 其他繁殖体 植物的种子 （二）次生演替 1.概念： 2.实例： 从1开始 原有植被虽已不存在 土壤条件 如在 、 、 上进行的演替。 火灾过后的草原 过量砍伐的森林 弃耕的农田 二、演替的类型 初生演替 次生演替 不同点 起点 实例 经历时间 演替速度 发展趋势 经历阶段 相同点 从 的群落发展为 的群落。 群落中的 和 增多， 能得到更充分的利用。 趋向于________________ 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 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的地方 沙丘、火山岩、冰川泥、 裸岩等 火灾过后的草原、过量砍伐的森林、 弃耕的农田等 较长 较短 缓慢 较快 趋向____________ 较多 较少 结构简单 结构复杂 物种数量 群落层次 土壤、光 形成新群落 恢复原来的群落 比较两种演替的异同 思考： 演替一定是结构从简单到复杂，物种丰富度从少变多吗？ 不一定； 与群落所处的环境、人类活动等影响因素有关； 因为次生演替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 现学现用： 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： ________________________________________ __ _____________________。 现学现用： 1.甲是_____演替，乙是_____演替； 2.判断依据： ________________________________________ ________________________________________ 3.①②两处的物种组成一样吗？_________ 次生 初生 甲演替的起点物种丰富度不为零，而乙演替的起点物种丰富度为零 不一定 三、影响群落演替的因素 1.内因 群落内部种群相互关系的发展变化；生物的迁入迁出等 2.外因 群落外界环境的变化；人类的活动等。 ※ 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 思考： 1、为什么群落不断地演替？ 影响群落演替的因素（群落外界环境、群落内部种群相互关系、人类的活动等）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，因此群落不断地演替。 2、那么群落演替是一个无休止的过程吗？ 不是； 任何环境下的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。 四、群落演替的结果 无论是初生演替还是次生演替，最终都会达到一个_____________________________的状态. 与群落所处环境相适应的相对稳定 随堂练习 (1)在裸岩上发生演替时首先出现的生物是地衣( ) (2)在弃耕的农田上进行的演替先是初生演替后是次生演替( ) (3)初生演替趋向于形成新群落( ) (4)群落内部因素的变化不会影响群落演替( ) (5)根据群落演替的理论，所有的群落最终都会演替成森林( ) (6)群落演替的结果一定是群落的结构越来越复杂( ) √ × √ × × × 巩固训练　 在某一地区，群落演替的结果往往是由环境和群落内部的生物共同作用决定的，但人类活动对群落演替的影响有时超过其他因素的影响。 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（zhuó）濯童山的主要原因。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 思考·讨论 人类活动 环境改变 群落物种丰富度降低；种间关系、空间结构等更简单 群落演替的方向和速度改变 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、鱼类和物种丰富度下降，占优势的物种发生变化（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（ɡū）、金鱼藻、黑藻 鱼类 种类 74种 54种 占优势的物种 鲤鱼、鲫鱼、鳊（biān）鱼 鲫鱼、黄颡（sǎnɡ）鱼、红鳍鲌（bó） 分析人类活动影响群落演替的实例 思考·讨论 39 1、上述资料中，人类活动使群落演替向什么方向进行？ 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。 2、人类活动对上述群落的演替速度有什么影响？ 人类活动加快了这种演替的速度。 3、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。 思考·讨论 分析人类活动影响群落演替的实例 人类的许多活动正在影响着群落的演替， 往往使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。 1.人类活动对群落演替的影响——消极影响 砍伐森林可以在短时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； 五、人类活动对群落演替的影响 被砍伐的森林 过度放牧的草原 污水排入河流 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。 在短期内改变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.人类活动对群落演替的影响——积极影响 五、人类活动对群落演替的影响 通过封山育林、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。 60年前毛乌素沙漠 现在的毛乌素沙漠 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。 五、人类活动对群落演替的影响 人类活动， 使群落演替按照________ ____ 的______和______进行。 不同于自然演替 速度 方向 注意： ①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； ②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。 ③人类活动不一定同时改变速度和方向。 往往 现学现用： 据调查，近5万年以来，某地区由于气候越来越干燥，森林逐渐被灌木丛取代，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，导致局部灌木丛出现了荒漠化，该现象表明： ①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”） ②演替的方向 （填“发生改变”或“未发生改变”） 变快 未发生改变 1.原因： 2.目的： 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。 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。 陕西省延安市吴起县退耕前（1984年） 陕西省延安市吴起县退耕后（2017年） 六、退耕还林、还草、还湖 2003年1月20日起施行《退耕还林条例》。 截至2019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3.43×107hm2。 三 退耕还林、还草、还湖 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。 六、退耕还林、还草、还湖 课堂小结 47 练习与应用 48 课后练习 1.在群落演替的过程中，物种的组成和数量会发生变化。判断下列 相关表述是否正确。 (1)群落演替就是群落内原有物种逐渐恢复到原有状态。 （ ） (2)演替早期的种群可能在新形成的群落里出现。（ ） 一、概念检测 ✔ ✘ 课后练习 2.演替过程中乔木逐渐取代了灌木的优势地位，其主要原因是（ ） A.灌木寿命较短 B.乔木繁殖能力较强 C.灌木生长极为缓慢 D.乔木较为高大，能获得更多的阳光 D 一、概念检测 课后练习 3.我国北方某地区实施退耕还林三年后，对该地区蜘蛛类群的研究表明， 地面蜘蛛丰富度增加，但原来分布于农田的蜘蛛种类部分消失了。下 列表述错误的是（ ） A.退耕农田上发生的群落演替是次生演替 B.部分农田蜘蛛消失说明退耕还林不利于保护生物多样性 C.退耕还林后群落总体上朝着物种增多、结构复杂的方向演替 D.蜘蛛类群的变化说明群落演替过程中物种组成是动态变化的 B 一、概念检测 课后练习 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 一、概念检测 课后练习 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 一、概念检测 (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 课后练习 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 一、概念检测 (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。 谢谢聆听! 同学们辛苦啦！ 55 Lavf58.33.100 Lavf58.33.100 Lavf58.51.100 $$