2.4 群落随时间变化有序地演替课件-2025-2026学年高二上学期生物浙科版选择性必修2

第4节 群落随时间变化有序地演替 1.能阐明群落演替的过程。 2.能举例说明初生演替与次生演替的不同 3.能概述顶级群落的概念及特点，并分析人类活动对群落演替的影响 【学习目标】 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，所到之地生物全部死亡，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，植株逐渐繁茂起来，形成了小树林。 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？ 问题探讨 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，土壤颗粒和有机酸逐渐增多。 阅读P45小资料：植物界的开路先锋——地衣 新知探究 随着___________，一个群落被另一个群落_________的过程，叫做______________； 时间推移 代替 群落演替 一个群落会被另一个群落替代 新知探究 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 新知探究 阅读教材小资料，通过角色扮演的形式讲述裸岩上长出森林的六个阶段，并思考以下问题： 裸岩 苔藓 地衣 土壤 灌木 森林 小鸟 小草 昆虫 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？为什么苔藓能够取代地衣？两者有怎样的种间关系？ 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？ 新知探究 表层为岩石或石砾， 裸岩上没有任何生物 地衣定居 分泌有机酸 加速岩石风化 土壤颗粒和有机物增多 真菌 藻类 有机物 水、无机盐和CO2 裸岩阶段 地衣阶段 新知探究 表层为岩石或石砾， 裸岩上没有任何生物 地衣定居 分泌有机酸 加速岩石风化 土壤颗粒和有机物增多 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株，而是地衣？ 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。 裸岩阶段 地衣阶段 新知探究 裸岩阶段 地衣阶段 苔藓阶段 问题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？地衣和苔藓有怎样的种间关系？ 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 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，结果逐渐取代了地衣。 关系：种间竞争 新知探究 裸岩阶段 地衣阶段 苔藓阶段 草本植物阶段 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 新知探究 裸岩阶段 地衣阶段 苔藓阶段 草本植物阶段 灌木阶段 灌木、小乔木侵入并定居 →剥夺了草本植物的阳光 →取代部分草本植物 →鸟类栖息 →物种多样化 →群落结构较稳定 →抵御环境变化的能力增强 思考：灌木逐渐取代了部分草本植物的原因是什么？ 新知探究 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 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；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，但在森林中各种类型的植物都是存在的。 乔木在竞争中占优势 →与灌木竞争阳光 →优势取代 →物种进一步多样化，环境进一步改善 →生物与环境的关系更丰富多彩 →相对稳定的森林阶段 新知探究 阶段 优势植物 成因 无机环境变化 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 森林 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 资源利用率越来越大 物种丰富度 、食物网 、群落结构越来越大、越来越丰富 土壤有机物越来越丰富 群落演替与无机环境变化的联系 新知探究 岩石 → 岩石颗粒 → 土壤 低等植物 → 高等植物 实质：群落演替是不同种群与环境变化相互作用而发生的优势取代的过程。 土壤的形成与植物种类的变化是相互作用的： 原有优势种的发展，往往使群落内部环境变得越来越不适于自身发展，而为其他种群的出现创造有利条件 特点：自然情况下，群落的演替是非常缓慢的 意义：可更充分利用自然条件，尤其是利用一切可利用的能量 新知探究 2.从湖底的原生裸地到森林群落的演替一般需要经历五个演替阶段 新知探究 浮萍 轮藻属 金鱼藻、黑藻 ↓ ↓ 新知探究 莲、睡莲 沉水植物 ↓ 新知探究 ↓ 莎草科和禾本科 旱生草类 新知探究 灌木 新知探究 （1）概念：指在被毁灭群落基质上所进行的演替。如：伐林地、火烧地、放牧地、弃耕地上发生的演替。 （2）基质：含有大量有机质的土壤，有生存力的孢子、种子等繁殖体。 （有）少→多 初生演替 从完全没有植被，并且也没有任何植物繁殖体存在的裸地上开始的演替。如：裸岩和裸底开始的演替 无→有 次生演替 群落演替包括初生演替和次生演替两种类型 新知探究 弃耕农田的演替过程 一年生草本 多年生草本 灌木阶段 乔木阶段 思考：弃耕的农田一定会演替成树林吗？ 不一定； 在气候条件适宜的情况下，从弃耕的农田演替出树林，需要数十年的时间。 如果在干旱的荒漠地区，群落的演替就很难形成树林，或许只能发展到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。 新知探究 如在_____、______、_______上进行的演替。 沙丘 火山岩 冰川泥 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 ——初生演替 ——次生演替 新知探究 初生演替 次生演替 不同点 起点 实例 经历时间 速度 发展趋势 经历阶段 共同点 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、冰川泥等 火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田等 长 短 慢 快 趋向形成新群落 趋向于恢复原来的群落 多 少 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 新知探究 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； 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。 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。 新知探究 1.概念：演替达到与当地气候和土壤条件处于平衡状态时的群落。 2.特点： 群落结构最复杂、最稳定； 无外力干扰条件下将永远保持原状； 现存群落大多处于顶极状态。 3.决定因素：平均温度和年降雨量 群落演替的终点是顶级群落 新知探究 思考：所有的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； 干扰因子有自然的和人为的 自然因子：森林中的树倒下后通常会对周围环境造成干扰，倒木能创造新生境，倒木根部留下的深坑灌满水后会成为蛙类、蝾螈和大量昆虫的产卵场所。 人为因子：对森林群落的计划火烧，对草原群落的适当放牧等，都是人类科学地对群落演替的控制。 群落演替体现了事物的客观规律——发展和变化 新知探究 轻度放牧 人类可以使群落演替不同于自然的方向进行 草甸、高山草原 针茅草原 不放牧 隐子草 狐草、针茅 中度放牧 重度放牧 蒿、大戟、苔草、早熟禾 极度放牧 蒿、星毛委陵菜 继续践踏 次生裸地 人类活动能影响群落的演替 新知探究 群落的演替 类型 概念 顶级群落 次生演替： 初生演替： 群落的一些物种替代另一些物种、一个群落替代另一个群落的自然演变过程。 人类活动对演替的影响 如裸岩上演替 如弃耕农田上的演替 课堂小结 3．从湖泊到森林群落的演替 裸底阶段—在一般的淡水湖泊中，水深超过5～7 m时，湖底是原生裸地，湖泊中生活着______等自由漂浮生物。这些动、植物残体以及雨水冲刷湖岸带来的矿物质微粒的沉降逐渐垫高了湖底 —在水深5～7 m处，湖底原生裸地上最先出现的是________植物。轮藻属植物的残体使湖底有机质积累加快，导致垫高湖底的作用加快。当水深为2～4 m时，__________________等水生植物大量出现。这些植物生长繁殖能力更强，其残体垫高湖底的作用也就更强了 —随着湖底的日益变浅，____________等浮叶根生植物开始出现。这些植物的残枝、败叶对进一步抬高湖底起很大作用，同时由于浮叶根生植物密集地漂浮在水面，使得水下光照很弱，不利于沉水植物的生长，____________逐渐被浮叶根生植物所替代 —浮叶根生植物使湖底大大变浅，芦苇、香蒲和泽泻等挺水植物开始取代浮叶根生植物。此时，原来被水淹没的土地开始露出水面与大气接触。在富含有机质和水分的土壤上，__________________等喜湿生的沼泽植物开始生长。若此地带气候干旱，____________将随着生境中水分的大量丧失而很快替代湿生草本植物 —______将在草本植物中出现，而后随着乔木的侵入，便逐渐形成了森林。湖泊演替成森林群落的过程中，实际上就是湖泊被慢慢填平的过程 $