高中生物備課課件（新教材人教版2019）選擇性必修二 2-3 群落的演替

§2-3群落的演替群落及其演替問題探討討論

1883年8月，印度尼西亞喀拉喀托火山爆發(fā)，巖漿滾滾而出，所到之處生物全部死亡，成了一片裸地。幾年后，地面上長出了小草，出現(xiàn)了一種蜘蛛。到1909年，有202種動物在這塊新的土地上生活。1919年動物增加到621種，1934年增加到880種。在此期間，植物逐漸繁茂起來，形成了小樹林。1.生物是如何一步步地定居在新土地上的？提示：這一問題在本節(jié)起始階段學生可能無法系統(tǒng)、全面地作答，學生猜測性的答案基本符合科學性即可。在學完裸巖上的演替后，可讓學生結(jié)合裸巖上的演替過程“地衣階段——苔蘚階段——草本植物階段——灌木階段——喬木階段”，進一步說明生物是如何一步步地定居在新土地上的?？ν谢鹕奖l(fā)的情景問題探討討論

1883年8月，印度尼西亞喀拉喀托火山爆發(fā)，巖漿滾滾而出，所到之處生物全部死亡，成了一片裸地。幾年后，地面上長出了小草，出現(xiàn)了一種蜘蛛。到1909年，有202種動物在這塊新的土地上生活。1919年動物增加到621種，1934年增加到880種。在此期間，植物逐漸繁茂起來，形成了小樹林。2.這一地區(qū)有可能恢復原來群落的結(jié)構(gòu)嗎？提示：火山爆發(fā)后環(huán)境條件發(fā)生了變化。在火山爆發(fā)中，有些物種可能會消失；在恢復過程中外來新物種可能會進入。群落結(jié)構(gòu)因此而發(fā)生了變化，一般不能恢復原來的群落結(jié)構(gòu)?？ν谢鹕奖l(fā)的情景群落的演替巖漿覆蓋的區(qū)域，幾年后長出了小草，小動物逐漸來這里定居，后來這里又長出了樹木，形成了樹林。這里的生物群落悄然變化、不斷發(fā)展。隨著時間的推移，一個群落被另一個群落代替的過程，叫作群落演替。定義群落的演替思考Thinking光裸的巖地上是怎樣長出森林的呢？這是一個漫長而艱難的演替過程裸巖上的演替裸巖階段地衣階段地衣首先在裸巖上定居。地衣分泌的有機酸可加速巖石風化形成土壤的過程。于是，土壤顆粒和有機物逐漸增多。苔蘚階段在地衣開拓的基礎(chǔ)上，苔蘚生長起來。苔蘚比地衣長得高，更適應(yīng)這里的環(huán)境，于是就逐漸擴展。苔蘚的生長會進一步使巖石分解，土層加厚，有機物增多，土壤中微生物的種類也越來越豐富。草本植物階段在土壤能保持一定水分時，草本植物的種子萌發(fā)生長。競爭的結(jié)果是較高的草本植物逐漸占據(jù)了優(yōu)勢。各種昆蟲和其他小動物開始進入這個地區(qū)。在動植物的共同作用下，土壤中的有機物越來越豐富，土壤的通氣性越來越好。灌木階段灌木和小喬木開始生長。灌木比草本植物更為高大，“剝奪”了草本植物的陽光，逐漸取代部分草本植物。灌木的生長起到了遮陰、避風等作用，同時提供了更為豐富的食物，于是成為許多鳥類的棲息地。物種的多樣化使群落的結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，抵御環(huán)境變化的能力增強。喬木階段在灌木群落所形成的濕潤土壤上，各種喬木的種子萌發(fā)出來。喬木比灌木具有更強的獲得陽光的能力，因而最終占據(jù)了優(yōu)勢，成為茂盛的樹林。樹林的形成進一步改善了生物生存的環(huán)境，物種進一步多樣化，生物與環(huán)境之間的關(guān)系變得更加豐富多樣，于是群落演替到了相對穩(wěn)定的森林階段?！舅伎肌び懻摗糠治鋈郝涞难萏嬗懻摴饴愕膸r地上首先定居的生物為什么不是苔蘚和草本植物，而是地衣？因為苔蘚和草本植物無法直接從裸巖中獲取養(yǎng)分，而地衣可以通過分泌有機酸而從裸巖中獲取養(yǎng)分。仔細分析圖2-11，思考并討論以下問題。地衣階段為苔蘚的生長提供了怎樣的基礎(chǔ)？地衣被苔蘚取代了嗎？地衣分泌的有機酸可加速巖石風化形成土壤，并積累起有機物，這為苔蘚的生長提供了條件。而苔蘚生長后，由于其植株高于地衣能獲得更多的陽光，處于優(yōu)勢地位，結(jié)果逐漸取代了地衣?！舅伎肌び懻摗糠治鋈郝涞难萏嬗懻撛谏蛛A段，群落中還能找到地衣、苔蘚、草本植物和灌木嗎？能找到這些植物。在群落演替過程中，一些種群取代另一些種群是指“優(yōu)勢取代”，而不是“取而代之”。形成森林后，喬木占據(jù)了優(yōu)勢，取代了灌木的優(yōu)勢，但在森林中各種類型的植物都是存在的。仔細分析圖2-11，思考并討論以下問題。裸巖上的演替土壤中的有機物越來越豐富，群落中物種豐富度逐漸加大，食物網(wǎng)越來越復雜，群落的結(jié)構(gòu)也越來越復雜。結(jié)果棄耕農(nóng)田上的演替農(nóng)田被棄耕以后，很快就會長滿一年生的雜草。在雜草的覆蓋下，土壤條件會得到改善，一些多年生的雜草會“接踵而至”。土壤表層的有機物逐漸增多，土壤的保水能力也逐漸增強，這將更有利于植物的生長。幾年后，一些小灌木便會生長起來，并成為灌木叢。

再經(jīng)過一段時間，喬木開始出現(xiàn)。高大的喬木占據(jù)了更多的空間，灌木逐漸減少，喬木逐漸蔚然成林。在氣候條件適宜的情況下，從棄耕的農(nóng)田演替出樹林，需要數(shù)十年時間。如果是在干旱的荒漠地區(qū)，群落的演替就很難形成樹林，或許只能發(fā)展到草本植物階段或稀疏的灌木階段。【思考·討論】比較發(fā)生在裸巖上的演替和棄耕農(nóng)田上的演替討論從演替的起點來看，發(fā)生在裸巖上的演替和棄耕農(nóng)田上的演替有什么不同？這兩種演替還有哪些差異？從演替的起點看，裸巖上的演替是從一個從來沒有被植物覆蓋的地面，或者是原來存在過植被、后來植被徹底消失了的地方開始的演替。棄耕農(nóng)田上的演替是在原有土壤條件基本保留，甚至還保留了植物的種子或其他繁殖體的地方發(fā)生的演替。其他差異還有：裸巖上的演替速度慢，經(jīng)歷的階段相對較多；棄耕農(nóng)田上的演替速度快，經(jīng)歷的階段相對較少；等等。【思考·討論】比較發(fā)生在裸巖上的演替和棄耕農(nóng)田上的演替討論2.這兩種演替有哪些共同點？共同點：從結(jié)構(gòu)簡單發(fā)展為結(jié)構(gòu)復雜，群落中的物種數(shù)量和群落層次增多，土壤、光能得到更充分的利用，最終群落會發(fā)展達到一個與所處環(huán)境相適應(yīng)的相對穩(wěn)定的狀態(tài)，等等。演替都會發(fā)展為森林嗎？一個群落最終演替到什么階段，主要受哪些因素的影響？不一定。主要受當?shù)貧夂驐l件，地形和土壤環(huán)境，生物的繁殖、遷入和遷出，群落內(nèi)種群間的相互關(guān)系，人類活動等因素的影響。群落演替的類型項目初生演替次生演替含義在一個從來沒有被植物覆蓋的地面，或者是原來存在過植被、但被徹底消滅了的地方發(fā)生的演替。在原有植被雖已不存在，但原有土壤條件基本保留，甚至還保留了植物的種子或其他繁殖體(如能發(fā)芽的地下莖)的地方發(fā)生的演替。舉例在沙丘、火山巖、冰川泥上進行的演替。在火災過后的草原、過量砍伐的森林、棄耕的農(nóng)田上進行的演替。經(jīng)歷的階段裸巖階段→地衣階段→苔蘚階段→草本植物階段→灌木階段→喬木階段以棄耕農(nóng)田為例：棄耕農(nóng)田→草本植物階段→灌木階段→喬木階段（氣候條件適宜）特點速度慢，趨向形成新群落，經(jīng)歷的階段相對較多。速度快，趨向于恢復原來的群落，經(jīng)歷的階段相對較少。相同點這兩類演替，都是從結(jié)構(gòu)簡單的群落發(fā)展為結(jié)構(gòu)復雜的群落，群落中的物種數(shù)量和群落層次增多，土壤、光能得到更充分的利用。據(jù)起始條件劃分影響群落變化的因素因素外界環(huán)境的變化生物的遷入、遷出群落內(nèi)部種群相互關(guān)系的發(fā)展變化人類的活動，等等。結(jié)果適應(yīng)變化的種群數(shù)量增長或得以維持，不適應(yīng)的數(shù)量減少甚至被淘汰，因此，群落就不斷地演替。最終都會達到一個與群落所處環(huán)境相適應(yīng)的相對穩(wěn)定的狀態(tài)。群落的演替群落的演替群落內(nèi)部的生物人類活動環(huán)境共同作用決定影響【思考·討論】分析人類活動影響群落演替的實例討論1.上述資料中，人類活動使群落演替向什么方向進行？人類活動使群落演替朝著物種豐富度降低、結(jié)構(gòu)簡單的方向進行。閱讀教材42頁【思考·討論】中的材料1和材料2相關(guān)內(nèi)容，討論回答：2.人類活動對上述群落的演替速度有什么影響？人類活動加快了這種演替速度。3.如果去除人類活動，這些群落又會向什么方向演替？去除人類活動，這些群落一般會朝著人類活動出現(xiàn)之前的狀態(tài)進行演替，趨向于恢復原來的群落，物種豐富度會增加，結(jié)構(gòu)會變得復雜。人類活動對群落演替影響使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向進行破壞行為砍伐森林短期內(nèi)改變物種組成和物種豐富度過度放牧導致土地荒漠化演替為荒漠生物群落污水排放給水生生物帶來滅頂之災保護行為使群落朝著物種增多、結(jié)構(gòu)復雜的方向演替封山育林管理草原治理沙漠建立人工群落研究意義在自然界，群落的演替是普遍現(xiàn)象，而且有一定的規(guī)律，人類掌握了這些規(guī)律就能根據(jù)現(xiàn)有情況，預測群落的未來，從而正確掌握群落的動向，使之朝著對人類有益的方向發(fā)展。研究意義退耕還林、還草、還湖原因以犧牲環(huán)境為代價的墾殖活動（毀林開荒、圍湖造田），導致了嚴重的水土流失，并且成為洪澇災害頻繁發(fā)生的重要原因。目的處理好經(jīng)濟發(fā)展同人口、資源、環(huán)境的關(guān)系，走可持續(xù)發(fā)展道路。措施我國政府明確提出退耕還林、還草、還湖和退牧還草，頒布了《退耕還林條例》，自2003年1月20日起施行。陜西省延安市吳起縣實施退耕還林前后的對比退耕還林、還草、還湖成效退耕還林還草工程的實施，