第2章群落及其演替萬千種群在這里繁衍，或許已歷經滄海桑田。捕食、寄生、競爭、共生，相生相克，相依相伴！人造林天然林【問題探討】1883年8月7日，印度尼西亞喀拉喀托火山爆發，巖漿滾滾而出，所到之地生物全部死亡，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，植株逐漸繁茂起來，形成了小樹林。討論1.生物是如何一步步地定居在新土地上的？地衣階段→苔蘚階段→草本植物階段→灌木階段→喬木階段討論2.這一地區有可能恢復原來群落的結構嗎？火山爆發后環境條件發生了變化，在火山爆發中，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，群落因此而發生了變化，一般不能恢復原來的群落結構。新形成的群落與原來的群落不同。喀拉喀托火山爆發的情景喀拉喀托火山的群落隨著時間的推移，一個群落被另一個群落代替的過程。群落演替蜘蛛202種動物621種動物880種動物小草小樹林幾年1909年1919年1934年1883年火山爆發第3節群落的演替01演替的類型目錄/CONTENTS一.群落演替(一)初生演替的實例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---裸巖上演替的六個階段群落演替的實質：“優勢取代”，而非“取而代之”即群落中物種豐富度和優勢種的變化閱讀教材P38-39，回答P40思考討論中的有關問題分析群落的演替【思考·討論】因為苔蘚和草本植物無法直接從裸巖中獲取養分，而地衣可以通過分泌有機酸而從裸巖中獲取養分。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。1.光裸的巖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？2.地衣階段為苔蘚的生長提供了怎樣的基礎？地衣被苔蘚取代了嗎？而苔蘚生長后，由于其植株高于地衣能獲得更多的陽光，處于優勢地位，結果逐漸取代了地衣。一.群落演替(一)初生演替的實例---裸巖上演替的六個階段注意：這里的取代指的是優勢取代，即優勢種的更迭，地衣不一定消失。3.在森林階段，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“優勢取代”，而不是“取而代之”。形成森林后，喬木占據了優勢，取代了灌木的優勢，但在森林中各種類型的植物都是存在的。在演替的過程中，土壤中的有機物越來越豐富，群落中物種豐富度逐漸加大，食物網越來越復雜，群落的結構也越來越復雜。小結：發生在裸巖上的演替各階段及特點演替階段優勢植物成因非生物環境變化裸巖階段無無任何生物繁殖體裸地，無土壤條件地衣階段地衣苔蘚階段苔蘚草本植物階段草本植物灌木階段灌木喬木階段喬木與地衣爭奪陽光的競爭中處于優勢土層加厚，有機物增多較高，更利于爭奪陽光土壤有機物越來越豐富，通氣性越來越好更為高大，“剝奪”了草本植物的陽光遮陰、避風，土壤利于灌木生長具有更強的獲得陽光的能力土壤濕潤，生物與環境之間的關系更加復雜，相對穩定。分泌有機酸從巖石中獲取養分土壤顆粒和有機物逐漸增多1.演替的類型一在一個從來沒有被植物覆蓋的地面或者原來存在過植被，但被徹底消滅了的地方發生的演替。初生演替實例：沙丘、火山巖、冰川泥上進行的演替一年生雜草多年生雜草、小灌木灌木叢喬木林實例2、棄耕農田上會發生怎樣的演替的呢？與裸巖上的演替過程完全相同嗎？農田被棄耕以后，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。再經過一段時間，喬木開始出現。高大的喬木占據了更多的空間，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田演替出樹林需要數十年時間。棄耕農田上的演替如果是在干旱的荒漠地區，群落的演替就很難形成樹林，或許只能發展到草本植物階段或稀疏的灌木階段。棄耕農田上的演替一年生雜草多年生雜草小灌木灌木叢喬木草本植物階段灌木階段森林階段棄耕農田【思考】棄耕農田一定會演替成樹林嗎？不一定在氣候條件適宜的情況下從棄耕的農田演替出樹林需要數十年時間。2.演替的類型二次生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它繁殖體的地方發生的演替。實例：火災過后的草原、過量砍伐的森林、棄耕農田的演替等。【思考·討論】比較發生在裸巖上的演替和棄耕農田上的演替討論1.從演替的起點來看，發生在裸巖上的演替和棄耕農田上的演替有什么不同？這兩種演替還有哪些差異？裸巖上的演替速度慢，經歷的階段相對較多；棄耕農田上的演替速度快，經歷的階段相對較少等等。①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生的演替。②其他差異還有:討論2.這兩種演替有哪些共同點？①從結構簡單的群落發展為結構復雜的群落；討論3.演替都會發展為森林嗎？一個群落最終演替到什么程度，主要受哪些因素的影響？不一定②群落中物種數量和群落層次增多；③土壤、光能得到更充分的利用；④群落穩定性越來越強，最終都會達到一個與群落所處環境相適應的相對穩定的狀態。主要受當地氣候條件，地形和土壤環境，生物的繁殖、遷入和遷出，群落內部種群的相互關系，人類活動等因素的影響。初生演替次生演替起點實例經歷時間速度趨向形成。恢復

的群落經歷階段

共同點群落結構由

到

，物種數量和群落層次

，土壤、光能得到更充分的利用。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的地方沙丘、火山巖、冰川泥等火災過后的草原、過量砍伐的森林、棄耕的農田等長短慢快較少簡單復雜增多新群落較多原來【檢測】如上圖所示:(1)甲是_____演替，乙是_____演替；(2)判斷依據是____________________________________________________________________________(3)①②兩處的物種組成一樣嗎？_________(4)一般來說，若要演替到相對穩定的森林階段，上述兩個演替中次生演替所需的時間短，分析其主要原因____________________________________________________________________________________次生初生

甲演替的起點物種豐富度不為零，而乙演替的起點物種豐富度為零不一定因為次生演替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例：4.影響演替的因素（1）外部因素：（2）內部因素：（3）人類的活動等群落的外界環境的變化生物的遷入、遷出，群落內部種群相互關系的發展變化如種內關系、種間關系（演替的催化劑），生物入侵等。如火災、洪水、病蟲害、嚴寒等決定因素5.演替的結果（1）影響演替的這些因素常常處于變化的過程中，適應變化的種群數量增長或得以維持，不適應的數量減少甚至被淘汰，因此，群落就不斷地演替。（2）無論是初生演替還是次生演替，最終都會達到一個與群落所處環境相適應的相對穩定的狀態。動態變化之中【深度思考】有人說，穩定是相對的、暫時的，而變化是永恒的。請結合群落的演替，談談你對這句話的看法。當群落演替發展到群落內的生物與生物之間以及生物與非生物環境之間都相適應時，群落處于比較穩定的狀態，但是此時群落內的生物種群仍然進行著繁殖和變化，同時外界環境也會改變，這些因素又會使群落發生改變。因此，群落始終處于動態的變化中，并趨向于形成新的相對穩定的狀態。01演替的類型目錄/CONTENTS在某一地區，群落演替的結果往往是由環境和群落內部的生物共同作用決定的，但人類活動對群落演替的影響有時超過其他因素的影響。【思考·討論】分析人類活動影響群落演替的實例【資料1】我國的黃土高原歷史上曾郁郁蔥蔥，從東南到西北，依次分布著溫帶落葉闊葉林、疏林灌叢草原、溫帶草原等。然而，現在的黃土高原上，森林和草原的覆蓋率比歷史上大幅度下降，很多黃土丘陵呈光禿狀態。除了氣候變化的因素，人類活動是導致這一地區出現濯（zhuó）濯童山的主要原因。自秦代以來，由于移民屯墾和大量砍伐森林，黃土高原的農業發展很快，環境卻年復一年地遭到破壞，導致大片森林和草原消失。【資料2】自20世紀60年代起，長江中下游某湖泊進行了大規模的圍湖造田，湖水面積減近50%。對該湖泊多種生物的調查表明，水生植物、魚類和物種豐富度下降，占優勢的物種發生變化（下表）。生物類群20世紀60年代20世紀80年代水生植物種類92種68種占優勢的物種菱、竹葉眼子菜、苦草、黑藻微齒眼子菜、菰（ɡū）、金魚藻、黑藻魚類種類74種54種占優勢的物種鯉魚、鯽魚、鳊（biān）魚鯽魚、黃顙（sǎnɡ）魚、紅鰭鲌（bó）某湖泊20世紀60年代和80年代水生植物和魚類的調查統計表討論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、結構簡單的方向進行。討論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的速度。討論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之前的狀態進行演替，趨向于恢復原來的群落，物種豐富度會增加，結構會變得復雜。1.人類活動對群落演替影響的后果人類活動往往會使群落演替按照

自然演替的

和

進行。速度方向不同于【注意】①人類活動可以使群落演替的速度在原來的基礎上加快或者減慢；②人類活動往往會使演替偏離其自然演替的方向，有時也會和自然演替的方向一致；③人類活動不一定同時改變速度和方向。2.人類活動對群落演替影響的方式被砍伐的森林過度放牧的草原污水排入河流①砍伐森林可以在短期內改變森林群落中的物種組成和物種豐富度，進而改變群落的演替方向。②過度放牧則可能很快導致土地荒漠化，使草原生物群落演替為荒漠生物群落。③未經處理的污水直接排入河流，可能給水生生物帶來滅頂之災。（1）破壞性行為沙化土地面積年均縮減1980km2人類活動對群落演替的影響都是不良的嗎？封山育林、治理沙漠、管理草原，甚至建立人工群落等，人類活動也可以使群落朝著物種增多、結構復雜的方向演替。（2）保護性行為[現學現用]據調查，近5萬年以來，某地區由于氣候越來越干燥，森林逐漸被灌木叢取代，這也是自然界存在的一種演替類型。近50年來，由于人類過度開墾，導致局部灌木叢出現了荒漠化，該現象表明：①與該地區具有的自然演替相比，人類的開墾活動使得該地區群落的演替速度_____（填“未發生改變”、“變慢”或“變快”）②演替的方向__________（填“發生改變”或“未發生改變”）變快未發生改變01演替的類型目錄/CONTENTS1.退耕還林、還草、還湖的原因毀林開荒、圍湖造田等以犧牲環境為代價的墾殖活動，導致了嚴重的

，并且成為

頻繁發生的重要原因。水土流失洪澇災害陜西省延安市吳起縣退耕后（2017年）陜西省延安市吳起縣退耕前（1984年）2.解決方案①為處理好經濟發展同人口、資源、環境的關系，走可持續發展道路，我國明確提出退耕還林、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。②2014年啟動了新一輪退耕還林還草工程；③2015年將這項工程列為生態文明體制改革的組成部分；④2018年，我國啟動了大規模國土綠化行動。截至2019年，全國共有25個省(自治區、直轄市)參與這項工程，累計完成退耕還林3.43×107hm2。這項浩大的工程堪稱世界上規模最大的生態工程。綠水青山就是金山銀山！群落是一個動態的系統，群落演替是生物與生物之間、生物與非生物之間協同進進化的結果，人類活動應順應自然界的規律，走可持續發展之路。練習與應用一、概念檢測1.在群落演替的過程中，物種的組成和數量會發生變化。判斷下列相關表述是否正確。（1）群落演替就是群落內原有物種逐漸恢復到原有狀態。（）（2）演替早期的種群可能在新形成的群落里出現。（）2.演替過程中喬木逐漸取代了灌木的優勢地位，其主要原因是（