【课件】2.2群落的演替课件高二上学期生物人教版选择性必修2

群落水平上研究的问题研究群落的核心问题群落的范围和边界如何？群落中有多少种群？哪些种群占优势？群落中各个种群分别占据什么位置？群落中各个种群之间的相互关系是怎样的？群落的演替情况是怎样的？群落具有怎样的空间结构？群落的演替物种组成、丰富度、优势种种间关系群落的空间结构生态位范围和边界种群的相互关系及其发展边缘效应第2节群落的演替“地球要是有知，一定盼着人类尽早灭亡”，也好轻松会儿，自身恢复遍体的创伤。-------最近有本书叫《人类之后的地球》，说的就是这事。还有一个专家捷米·杰克森也专门研究发现，在哈马逊热带雨林都在开始恶化的时候，全球植被恢复最好的地区是所有人都没有想到的曾经战火纷飞的“三八线”。“三八线”自然恢复之快令人称奇，停战57年，正因为没人敢闯入,长250公里、宽4公里的狭长山区目前已经成为地球上少有的一片净土。在战前，这里曾是稻谷飘香的农家乐园。如今，早已见不到乡村的丁点痕迹，取而代之的是漫漫沼泽和美丽的鹤鸟，呈现出一派原始的安详与生机。

57年前朝鲜战争停战时，为使南北军队分隔开来，朝鲜半岛“三八线”上出现了东西长248公里、南北宽4公里的非武装地区。半个世纪以来，在南北军事对峙的情况下，这里严禁人员入内，逐渐成为动植物大量繁殖的生态地区。迄今为止，韩国方面已经对这里进行过多次学术调查，结果发现有许多兽类（如松鼠、水獭和獐等）、禽鸟（如丹顶鹤等）、淡水鱼和珍稀植物在此繁衍生息。特别是这里成了往返于西伯利亚和太平洋的候鸟的中转站，有多种禽鸟出没，深受全世界鸟类观察家的瞩目。这个非武装地区的东部是山区，有一些海拔1000米以上的高山，存在着珍稀的“高山湿地”生态系统。前南非总统曼德拉访问韩国时向前总统金大中建议把非武装地区建成“世界和平公园”，该提议得到了广泛关注。一些跟韩国有渊源的人士还在纽约举行了盛大集会支持上述提议。韩国也有人呼吁，把这里作为联合国的世界遗产或世界和平公园永久保存下去，为保护珍贵的生态系统不能再容许战争出现。不过，申请成为“世界和平公园”也好，联合国教科文组织的“世界遗产”也好，只要这里有军事设施存在便不可能。这里必须首先实现名副其实地“非武装化”。问题探讨1983年8月7日，印度尼西亚喀拉喀火山爆发，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种动物在这片新的土地上生活。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。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，群落因此而发生了变化，一般不能恢复原来的群落结构。

这段锈迹斑斑的铁轨透着几分荒凉，但它们依然记忆着曾经的辉煌。时过境迁，废弃的轨道逐渐被杂草掩没，残破的枕木逐渐被苔薛覆盖，曾经川流不息的铁路线逐渐被生机勃勃的生物群落所占据（如图)。自然界的任何事物都不是静止不变的，生物群落也处在发展变化之中，这是一个群落演替的过程。群落演替是如何发生的？环境如何影响群落的演替过程？

五大连池风景区(TheWudalianchiScenicArea)，位于黑龙江省黑河市五大连池市，距五大连池市区18公里，地处小兴安岭山地向松嫩平原的过渡地带。现为国家AAAAA级旅游景区、世界地质公园、世界人与生物圈保护区、国际绿色名录、国家重点风景名胜区、国家级自然保护区、国家森林公园、国家自然遗产、中国矿泉水之乡、中国著名火山之乡、圣水节(药泉会)国家非物质文化遗产。五大连池风景区总面积为1060平方公里，其中林地32.1万亩、草原5.73万亩，湿地15万亩。1719年-1721年间，火山喷发，熔岩阻塞白河河道，形成五个相互连接的湖泊，因而得名五大连池。五大连池风景区由五大连池湖区:莲花湖、燕山湖、白龙湖、鹤鸣湖、如意湖组成串珠状的湖群，以及周边火山群地质景观、相关人文景观、植被、水景等组成。植物618种，野生动物397种，与同纬度地区相比，动植物种类十分丰富，成为生态演变过程的主要见证，展示了大自然顽强的生命力，是世界上研究物种适应和生物群落演化的最佳地区。

随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，叫作群落演替。一、群落演替的类型（一）、群落演替的实例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漫长而艰难的过程1、光裸的岩地上的群落演替（1）、裸岩阶段

裸岩的表层为岩石或石砾，其上面没有任何生物。（2）、地衣阶段

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。土壤颗粒和有机物逐渐增多。地衣：植物界的开路先锋

地衣=

藻类

+

真菌有机物水分、无机盐真菌菌丝藻类繁殖单位真菌的子实体藻类细胞真菌菌丝

地衣是真菌和藻类的共生体。藻类能进行光合作用，为真菌提供有机物；真菌的菌丝能吸收水分和无机盐，为藻类进行光合作用提供原料。例如，裸岩表面无土壤、干燥、光照强、温度变化大，在这样恶劣的环境条件下，最先出现的生物是地衣。地衣能分泌一种有机酸腐蚀岩石表面，加之自然的风化作用，使坚硬的岩石表面慢慢地出现一些小颗粒。在地衣残体的作用下，这些细小颗粒含有了有机的成分。久而久之，在裸岩的表面便形成了非常微薄的土壤层，这为苔藓等植物创造了生存条件。（3）、苔藓阶段

在地衣开征的基础上，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，土壤加厚，有机物增多，土壤中微生物的种类也越来越丰富。（4）、草本植物阶段

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。（5）、灌木阶段

灌木和小乔木开始生长。灌木比草本植物更为高大，“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，于是成为许多鸟类的栖息地。物种的多样性使群落的结构较为稳定，抵御环境变化的能力增强。（6）、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心变得更加丰富多样，于是群落演替到了相对稳定的森林阶段。2、弃耕农田的群落演替

农田被弃耕以后，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"。

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。

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。

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。

弃耕农田一定会演替成树林吗？

在干旱的荒漠上很难形成树林，或许只能发展到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。尚玉昌，普通生态学（第三版），359页，一个弃耕农田的演替和植物种数的变化植物类型演替年数14152540草本3127263034灌木034719乔木0001423弃耕农田据下表推测发生在弃耕农田上的演替依次经历哪些阶段？

种植过大片草莓的农田，闲置多年后被木本植物覆盖，成片的草莓不见了。请解释其中的原因。为什么草莓不能和木本植物共同繁盛呢？

这是群落演替的结果，因为木本植物较为高大，能占据更多空间，获得更多的阳光，与草莓相比，它们处于优势地位，所以能繁盛起来，而草莓得不到生长所需的阳光，难以成片生长。裸底阶段。在一般的淡水湖泊中，水深超过5~7m时，湖底是原生裸地，湖泊中生活着浮萍等自由漂浮生物。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。沉水植物阶段。在水深5～7m处，湖底原生裸地上最先出现的是轮藻属植物。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2～4m时，金鱼藻、黑藻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。浮叶根生植物阶段。随着湖底的日益变浅，莲、睡莲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，沉水植物逐渐被浮叶根生植物所替代。挺水植物和沼泽植物阶段。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，莎草科和禾本科等喜湿生的沼泽植物开始生长。若此地带气候干旱，旱生草类将随着生境中水分的大量丧失而很快替代湿生草本植物。森林群落阶段。灌木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。3、湖泊开始的演替4、废弃池塘的群落演替

如图1为某池塘群落的演替历程，图2为演替过程中物种丰富度的变化情况，据图回答:(1)图1中正确的演替进程是什么?其演替类型与火山喷发处所发生的演替的主要区别是什么?(2)图2中甲、乙分别属于哪类演替类型?其中演替速度更快、历时更短的是甲还是乙？丁→甲→丙→乙。该演替过程属于次生演替，它与火山喷发处所发生的演替的区别在于起始条件不同。甲属于初生演替，乙属于次生演替群落演替的终点是顶极群落

影响群落演替的因素：有群落外界环境的变化，生物的迁入、迁出，群落内部种群相互关系的发展变化，以及人类的活动，等等。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。

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。决定顶极群落类型的两大气候因素

地球上现存的群落大都处于顶极状态。顶极群落类型主要是由平均温度和年降雨量决定。当群落演替到生物群落内部、以及生物群落与外界环境（气候和土壤）处于平衡状态时，演替不再进行。此时的群落称为顶级群落，结构最复杂最稳定，遇到干扰后的自动调节能力强。1、初生演替

指在一个从来没被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替，如沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。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。（二）、群落演替的类型----初生演替和次生演替2、次生演替

指在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繁殖体（如能发芽的地下茎）的地方发生的演替。如在火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。废弃农田杂草乔木林灌木林小灌木裸岩、农田、湖泊发生的群落演替的比较（1）裸岩阶段（2）地衣阶段（3）苔藓阶段（4）草本植物阶段（5）灌木阶段（6）乔木阶段（1）一年生杂草（2）多年生杂草（3）小灌木（4）乔木（5）乔木（1）裸底阶段（2）沉水植物阶段（4）浮叶根生植物阶段（5）挺水植物和沼泽植物阶段（6）森林群落阶段初生演替次生演替有机物越来越丰富，物种丰富度逐渐加大，食物网越来越复杂，群落的结构越来越复杂。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。共同点：

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。分析群落的演替仔细分析图2--11，思考并讨论以下问题：讨论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？

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。

藻类

+

真菌有机物水分无机盐真菌菌丝藻类繁殖单位真菌的子实体藻类细胞真菌菌丝=

地衣

加速岩石风化成土壤积累起有机物为苔藓的生长提供条件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”。是优势种的更迭，地衣不一定消失。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。4.灌木逐渐取代了部分草本植物的原因是什么？灌木比草本植物更加高大，“剥夺”草本植物的阳光，逐渐取代了部分草本植物。比较发生在裸岩上的演替和弃耕农田上的演替讨论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？①从演替的起点看：

裸岩上的演替是从一个从来没有被植物覆盖的地面，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，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。②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。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。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，群落内部种群的相互关系，人类活动等因素。资料1我国的黄土高原历史上曾郁郁葱葱，从东南到西北，依次分布着湿带落叶阔叶林、疏林灌丛草原、湿带草原等。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下降，很多黄土丘陵呈现光秃状态。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。资料2自20世纪60年代起，长江中游某湖泊进行了大规模的围湖造田，湖水面积缩减近50%。对该湖泊多种生物的调查表明，水生植物、鱼类的物种丰富度下降，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、金鱼藻、黑藻鱼类种类74种54种占优势的物种鲤鱼、鲫鱼、鳊鱼鲫鱼、黄颡鱼、红鳍鲌某湖泊20世纪60年代和80年代水生植物和鱼类的调查统计表分析人类活动影响群落演替的实例讨论1.上述资料中，人类活动使群落演替向什么方向进行？2.人类活动对上述群落的演替进度有什么影响？3.如果去除人类活动，这些群落又会向什么方向演替？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。人类活动加快了这种演替的速度。

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。世界上本没有路,走的人多了也变成了路。二、人类活动对群落演替的影响

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。人类活动对群落演替的消极影响

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。被砍伐的森林过度放牧的草原污水排入河流（1）砍伐森林可以在短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。（2）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。（3）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。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。过度放牧导致草原退化过度砍伐导致森林破坏围湖造田人类活动对群落演替的积极影响

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。治理前的毛乌素沙漠治理后的毛乌素沙漠60年前毛乌素沙漠现在的毛乌素沙漠中国治理最好的三大沙漠：库布齐沙漠、毛乌素沙漠、天漠沙化土地面积年均缩减1980km2蚂蚁森林掌握自然演替的规律，和群落的动向，使之朝着对人类有益的方向发展。封山育林治理沙漠管理草原建立人工群落三、退耕还林、还草、还湖截至2013年，全国共有25个省(自治区、直辖市)参与这项工程,累计完成退耕还林4.47亿亩。这项浩大的工程堪称世界上规模最大的生态工程。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;

为处理好经济发展同人口、资源、环境的关系，走可持续发展的道路，我国政府明确提出退耕还林、还草、还湖、退牧还草，颁布《退耕还林条例》，2003年1月20日起实施．湖南某地退耕还林前后对比图绿水青山就是金山银山！2018年，我国启动了大规模国土绿化行动。

人类也可以封山育林，治理沙漠，管理草原，甚至建立人工群落。人类活动也可以使群落演替朝着物种增多，结果复杂的方向演替群落的结构群落的主要类型群落的演替群落及其演替从内部结构看群落从生物的适应性看群落从动态变化看群落视角决定问题物种组成空间结构季节性生态位物种丰富度种间关系垂直结构水平结构原始合作互利共生捕食寄生种间竞争荒漠生物群落草原生物群落森林生物群落生物对环境的适应性特征初生演替次生演替演替的类型影响演替的方向和速度退耕还林、还草、还湖始终处于动态变化中人类活动对演替的影响群落是一个动态的系统，群落演替是生物与生物之间、生物与非生物之间协同进进化的结果，人类活动应顺应自然界的规律，走可持续发展之路。“群落及其演替”概念图（1）群落演替过程并不都是群落结构由简单到复杂的过程，如黄土高原的形成，草原向沙漠转变的过程。（2）并非所有的演替都能形成乔木。一般来说，在气候适宜的环境中，无论是初生演替还是次生演替都可以形成森林，但在干旱的草原和荒漠地区，由于受到水分的限制，群落的演替就很难发展到森林阶段，只能发展到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。（3）群落演替是一个漫长但并非永无休止的过程。当群落演替到与环境处于平衡的状态时，就以相对稳定的群落为发展的顶点。小结：1.生物群落的空间结构受多种因素影响。下列叙述错误的是A.植物群落的垂直分层现象与光照有关B.动物群落的垂直分层现象与植物有关C.植物群落的水平分布现象与地形有关D.动物群落的水平分布一般都是均匀的2.甲地发生森林火灾导致原有植被消失,乙地因火山喷发被火山岩全部覆盖,之后两地均发生了群落演替。关于甲、乙两地群落演替的叙述,错误的是A.甲地和乙地发生的演替类型相同B.若没有外力干扰,甲地可重现森林C.地衣会比苔藓更早地出现在乙地火山岩上D.甲、乙两地随着时间延长,物种丰富度逐渐增加

AD课堂练习3.某植被严重破坏的陡坡在封山育林后若干年内，经历了一年生草本、多年生草本和灌木三个阶段，其典型三个植物物种的种群密度变化如图所示．下列说法不正确的是（）A．整个过程就是一个群落的次生演替过程B．物种①由盛到衰主要受环境中土壤条件的影响C．图中b→c阶段，物种②比物种①更能耐受弱光环境D．在各个阶段群落中都存在明显的分层现象B4.据调查，近五万年前，某地区由于气候越来越干燥，森林逐渐被被灌木取代，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，导致局部灌丛出现了荒漠化，这表明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的群落的演替速度（

），演替的方向（

）变快未发生改变5.下图是某处沙丘发生自然演替过程中的