2.3群落的演替-青藏高原的植被从先锋到顶级“生态蜕变”（情境课件）生物人教版选择性必修2

你知道吗？在青藏高原的拉姆湿地，一场持续数年的群落演替正在进行。边坡之辈正经历着从幸福到顶级的最初，这里只是每一个人之中率先。在场面下，他们适应了极端环境，为后续的掩体打下了基础。随着时间的推移，草本植物和灌木逐渐形多样性，群落也变得更加稳定。这些植物通过代谢活动不断改变找条件，为新物种入侵创造了机会。在这个过程中，环境也在不断完善，植物根系固定的土壤减少了水土流失，叶片遮挡了阳光降低了点。这些变化进一步促进了影片的进行。这里形成了稳定基础，桥面拔地而起，与周围环境形成了完美的协，这是也是有一个奇迹。 人教版选择性必修2 青藏高原植被从先锋到顶级的“生态蜕变” 第2章 群落及演替 第3节 群落的演替 目录 生命观念 1.通过分析群落演替的动态过程，理解生命系统的开放性和稳态性，认同“生物群落与环境相互作用、协同进化”的观点，建立生物与环境相统一的生态观。 科学思维 1.运用比较与归纳的方法，区分初生演替（如火山岩、冰川泥）与次生演替（如火灾后林地、弃耕农田）的本质差异；通过分析演替阶段中物种组成、种间关系的变化，培养逻辑推理和模型建构能力。 2.基于喀拉喀托火山爆发后群落重建、青藏高原的 “生态蜕变”等案例，设计模拟实验或数据分析活动，学会观察演替中的关键指标（如先锋物种出现顺序、土壤有机质变化），提升科学观察与实证分析能力。 社会责任 1.结合退耕还林、湿地修复等实例，认识人类活动对群落演替方向和速度的影响，认同生态保护政策的必要性，树立“人与自然和谐共生”的可持续发展意识。 素 养 目 标 情境导入 青藏高原的植被从先锋到顶级 “生态蜕变” 情境启思 青藏高原的植被从先锋到顶级 “生态蜕变” 从裸岩到湿地，青藏高原用千万年的时间，完成了一场惊心动魄的生态蜕变。这片土地上的生物群落，是如何一步步演变而来的？” 从裸岩到拉鲁湿地，你观察到哪些生物类群的变化？ 这些变化是偶然的吗？背后蕴含着怎样的规律？ 今天我们就来探究群落的这种动态变化过程 —— 群落演替。 情境串讲 一、演替的概念及原因 随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。 群落是一个动态系统，是不断发展变化的。 1.演替概念： 2.演替原因： 情境串讲 二、演替的类型 1.裸岩到拉鲁湿地的演替经历了哪些阶段？ 2.光裸的岩石上首先定居的生物为什么是地衣，不是苔藓和草本植物？ 3.地衣阶段又为苔藓的生长提供了怎样的基础？苔藓和地衣有怎样的种间关系?哪种生物占优势? 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？这个事实说明什么呢？ 5.就裸岩上的整个演替过程而言，土壤条件发生了什么样的变化? 6.在演替过程中群落结构和物种丰富度发生了怎样的变化？ 请同学们自主阅读教材P38-40，回答下列问题。 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 1.裸岩上的演替过程 情境串讲 二、演替的类型 7 情境串讲 二、演替的类型 1.裸岩上的演替过程 （1）裸岩阶段 表层为岩石或石砾，没有植物及植物繁殖体，或者是原来存在过植被但被彻底消灭。 （2）地衣阶段 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。 情境串讲 二、演替的类型 1.裸岩上的演替过程 （3）苔藓阶段 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。 情境串讲 二、演替的类型 （4）草本植物阶段 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。 情境串讲 二、演替的类型 1.裸岩上的演替过程 （5）灌木阶段 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。 情境串讲 二、演替的类型 （6）乔木阶段 1.裸岩上的演替过程 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。 情境串讲 二、演替的类型 思考•讨论 分析群落的演替 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？ 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。 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。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； 情境串讲 二、演替的类型 思考•讨论 分析群落的演替 这里的取代指的是优势取代，即优势种的更迭，地衣不一定消失； 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？ 情境串讲 二、演替的类型 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。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”。 裸岩 地衣 苔藓 草本 灌木 乔木 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，群落的结构也越来越复杂。 情境串讲 二、演替的类型 情境串讲 二、演替的类型 在弃耕农田上也会发生群落的演替，这种演替过程与裸岩上的演替一样吗？ 阅读教材P40-41及图2-12，小组合作思考讨论完成问题。 1.用文字和箭头的形式在草稿本上写出弃耕农田上群落演替经历的过程？每个阶段各有什么特点？ 2.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？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？ 2.弃耕农田上的演替过程 弃耕农田 杂草 一年生杂草生长 → 土壤条件改善 → 多年生杂草接踵而至 灌木 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 乔木出现 → 逐渐取代灌木，成为优势种 森林 气候适宜的条件下，逐渐演替出树林 情境串讲 二、演替的类型 2.弃耕农田上的演替过程 考点一 实 例 裸岩 弃耕地 起始条件 演替阶段 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，甚至有植物繁殖体 慢 快 裸岩→地衣→苔藓→草本→灌木→乔木 弃耕地→草本→灌木→乔木 趋向形成新群落 趋向于恢复原来的群落 丰富 加大 复杂 复杂 比较发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替 情境串讲 二、演替的类型 思考•讨论 比较发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替 情境串讲 二、演替的类型 思考•讨论 3.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？ 不一定 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，群落内种群间的相互关系，人类活动等因素的影响。 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。 我们把像裸岩上的演替、弃耕农田上的演替称为什么？你还能举出相应的实例吗？ 比较发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替 概念： 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 实例： 如在______、_____________ 、________上进行的演替。 沙丘 火山岩（裸岩） 冰川泥 从0开始 无→有→多 情境串讲 二、演替的类型 3.演替的类型 （1）初生演替 概念： 实例： 从1开始 是指在 ，但 基本保留，甚至还保留了 或 。 原有植被虽已不在 土壤条件 植物的种子 其他繁殖体 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 （有）少→多 情境串讲 二、演替的类型 3.演替的类型 （2）次生演替 情境串讲 二、演替的类型 课本41页旁栏思考：有人说，稳定是相对的、暂时的，而变化是永恒的。请结合群落的演替，谈谈你对这句话的看法。 当群落演替发展到群落内的生物与生物之间以及生物与非生物环境之间都相适应时，群落处于比较稳定的状态，但是此时群落内的生物种群仍然进行着繁殖和变化，同时外界环境也会改变，这些因素又会使群落发生改变。因此，群落始终处于动态的变化中，并趋向于形成新的相对稳定的状态。 无论是初生演替还次生演替，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； 演替类型 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 较多 较少 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。 归纳总结 初生演替和次生演替 群落的结构不一定越来越复杂,群落结构也可能从复杂到简单，如从草原演变为沙漠。 归纳总结 演替的结果 即学即练 演替的类型 1．研究人员在调查某沙地的植物群落演替时，发现其自然演替顺序为：一年生草本→多年生草本→多年生亚灌木→多年生灌木。下列有关叙述正确的是(　　) A．在多年生亚灌木群落中不存在一年生草本植物 B．该沙地群落演替的类型与弃耕农田上发生的演替类型不同 C．如果时间允许，该地一定能够形成森林群落 D．该沙地主要植被是多年生灌木，与其根系发达、抗风和吸水能力较强有关 优势物种取代 都是初生演替 不一定，与环境条件有关 D 2.斗转星移间，沧海变桑田，地球的外貌总是在不断地发生着变化，如图表示发生在某裸岩地区的群落演替的不同阶段。下列说法错误的是（ ） A.由题图可知，群落演替实质上为群落更替的过程 B.这种演替速度相对较慢，主要原因是起点没有土壤条件及繁殖体 C.Ⅱ阶段草本植物占据优势地位，此时群落还未形成垂直结构 D.Ⅰ～Ⅴ阶段，群落对空间和资源的利用率逐渐加大 已经形成垂直结构 C 即学即练 演替的类型 情境串讲 三、人类活动对群落结构演替的影响 思考•讨论 分析分析人类活动影响群落演替的实例 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。 情境串讲 三、人类活动对群落结构演替的影响 思考•讨论 分析分析人类活动影响群落演替的实例 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） 情境串讲 三、人类活动对群落结构演替的影响 思考•讨论 分析分析人类活动影响群落演替的实例 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？ 被砍伐的森林 过度放牧的草原 污水排入河流 人类活动加快了这种演替的速度。 情境串讲 三、人类活动对群落结构演替的影响 思考•讨论 分析分析人类活动影响群落演替的实例 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。 封山育林、治理沙漠、管理草原、建立人工群落等。 4.综上分析人类活动对群落的演替有什么影响？ 人类活动往往使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。 小结： 1.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.人类活动加快了这种演替的速度 3.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______会使群落演替按照__________________的______和______进行 不同于自然演替 速度 方向 往往 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； 归纳总结 人类活动对群落结构演替的影响 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 现学现用 人类活动对群落结构演替的影响 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 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。 被砍伐的森林 过度放牧的草原 污水排入河流 1.消极影响： 人类活动对群落演替的影响都是不良的吗？ 情境串讲 三、人类活动对群落结构演替的影响 2.积极影响： 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 在自然界，群落的演替是普遍现象，而且有一定的规律，人类掌握了这些规律就能根据现有情况，预测群落的未来，从而正确掌握群落的动向，使之朝着对人类有益的方向发展。 情境串讲 三、人类活动对群落结构演替的影响 3.某地常绿阔叶林因过度砍伐而遭到破坏，停止砍伐一段时间后，该地常绿阔叶林逐步得以恢复。该地常绿阔叶林恢复过程中的描述正确的是（ ） A.群落演替的类型为初生演替 B.每个种群的生态位保持稳定 C.不同季节的物种丰富度相同 D.群落的结构和功能趋向稳定 次生演替 D 即学即练 人类活动对群落结构演替的影响 发生改变 不同 4.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，人类过度的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 C 即学即练 人类活动对群落结构演替的影响 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） 情境串讲 四、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。 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。 情境串讲 四、退耕还林、还草、还湖 问题探讨 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。 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？ 地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→乔木阶段。 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。 喀拉喀托火山（视频） 课堂小结 群落的演替 1.“裸岩→拉鲁湿地” 的演替过程示意图？ ​2.为何最终形成湿地而非森林？ 青藏高原海拔高、气温低，水分充足，适合湿地生物群落生存，体现环境对演替的制约 情境应用 青藏高原的 “生态蜕变”& 演替 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 拉鲁湿地曾因城市扩张、过度开发导致面积缩小、生态功能退化，后通过建立自然保护区、退耕还湿等措施，湿地生态系统逐渐恢复； 人类砍伐森林、围湖造田等活动，改变了演替的方向和速度。人类应该尊重自然规律，合理干预，保护生态平衡，实现人与自然和谐共生。 课堂练习 能力提升 1．盐城的稻-蟹共生农田是一种高效的立体生态农业，河蟹能除去稻田中的害虫、杂草，还能松动田泥，稻田能为河蟹提供饵料和良好的生活环境。下列有关叙述正确的是（　　） A．河蟹的生态位包括所处的空间位置、占用资源以及与其他物种的关系等 B．稻田高矮不一的水稻提高光能的利用，体现垂直结构 C．影响稻田中植物垂直分层的环境因素包括光照、水分和栖息地 D．人为地将普通农田改造成稻-蟹共生农田不属于群落的演替 A 课堂练习 能力提升 2．弃耕农田发生了一系列的演替，形成森林，关于该过程的叙述错误的是（    ） A．群落演替使生态系统对光能的利用率提高 B．随着时间的推移，群落的垂直结构变得复杂 C．在演替过程中不断进化形成新物种，并取代原有的物种 D．退耕还林表明人类活动能使群落演替按不同于自然演替的速度和方向进行 C 3．从天山北麓的奎屯登山，从山脚到山顶，依次可见荒漠、草原、森林、草甸等群落类型。研究表明，这些群落类型千百年来基本不变，类似的群落在垂直高度上的分布，也有共同的规律。下列相关叙述正确的是（    ） A．这些群落类型千百年来基本不变，说明这些群落没有发生过演替 B．从山脚到山顶，荒漠、草原、森林、草甸等形成了群落的垂直结构 C．从山脚到山顶，分布着不同群落类型，是受水分等环境因素的影响 D．在森林中生活的动物和植物，都已经不适应在草原或者草甸中生活 课堂练习 能力提升 C 4．在某山区坡地生态环境受破坏后，当地采取了相关措施进行治理。陡坡在封山育林后的若干年内，经历了一年生草本植物、多年生草本植物和灌木三个阶段，如图表示其典型物种①②③的种群密度变化。下列叙述错误的是（    ） 课堂练习 能力提升 B A．调查山脚下土壤中小动物类群的丰寓度常用取样器取样法采集 B．该山坡在c时刻物种①消失被物种③取代，说明群落发生了初生演替 C．在b时期，物种①②③呈垂直分布 D．物种②和物种③的种间关系是竞争 5．科研人员对多年生马尾松人工林进行团状采伐，根据采伐面积的大小形成了大型林窗、中型林窗和小型林窗，以未采伐的马尾松人工纯林作为对照，测定了各个林窗中不同土层的土壤动物类群数，结果如图。下列叙述错误的是（    ） 课堂练习 能力提升 D A．林窗中的群落演替属于次生演替 B．团状采伐后影响演替速度的最主要的环境因素是光照 C．不同土层土壤动物的种类有显著的差异体现了群落的垂直结构 D．不同类型大小的林窗均能显著提高各土层土壤动物的种群密度 6.为了更好地保护环境，我国倡导退耕还林。科研人员对某地退耕还林的年限与群落中物种数目的变化进行了调查，结果如图所示。下列叙述正确的是（    ） 课堂练习 能力提升 A A．在该退耕地上发生的演替为次生演替 B．灌木和乔木的生态位相互独立，不发生重叠 C．该演替过程中草本植物的种类和数量逐渐减少 D．该地最终形成的群落类型取决于退耕还林的年限 人教版选择性必修2 感谢观看！ Lavf58.33.100 Lavf58.51.100 Lavf58.33.100 $