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1、第第4 4章章 种群和群落种群和群落第第4节节 群落的演替群落的演替对群落的对群落的“动态发展观动态发展观”1883年8月7日 喀拉喀托火山爆发:爆炸声是有史以来最响亮的声音 问题探讨问题探讨2.提示：火山爆发后环境条件发生了变化。在提示：火山爆发后环境条件发生了变化。在火山爆发中，有些物种可能会绝灭；在恢复过程火山爆发中，有些物种可能会绝灭；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。了变化，一般不能恢复原来的群落结构。对群落的对群落的“动态发展观动态发展观”群落也是一个动态的开放的生命系统。由于气候变迁、
2、洪水、火烧、山崩、动物的活动和植物繁殖体的迁移散布，以及因群落本身的活动改变了内部环境等自然原因，或者由于人类活动的结果，使群落发生根本性质的变化的现象也是普遍存在的。随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，就叫做演替。的过程，就叫做演替。一一、演演替替的的类类型型思考与讨论思考与讨论1提示：提示：1.因为苔藓和草本植物无法直接从裸岩中获取养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，而地衣可以通过分泌有机酸而从裸岩中获取养分。2.通过地衣分泌有机酸加速岩石风化形成土壤，并积累通过地衣分泌有机酸加速
3、岩石风化形成土壤，并积累起了有机物，这为苔藓的生长提供了条件。而苔藓生长后，起了有机物，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，由于其植株高于地衣能获得更多的阳光，处于优势地位，其结果是逐渐取代了地衣。其结果是逐渐取代了地衣。3.能找到这些植物。在群落演替过程中，一些种群取代能找到这些植物。在群落演替过程中，一些种群取代另一些种群是指另一些种群是指优势取代优势取代，而不是，而不是“取而代之取而代之”。形成森。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。各种类
4、型的植物都是存在的。旱生演替系列旱生演替系列旱生演替系列旱生演替系列地衣植物阶段地衣植物阶段苔藓植物阶段苔藓植物阶段草本植物阶段草本植物阶段灌木植物阶段灌木植物阶段乔木植物阶段乔木植物阶段水生演替系列水生演替系列水生演替系列水生演替系列自由漂浮植物阶段自由漂浮植物阶段沉水植物群落阶段沉水植物群落阶段浮叶根生植物群落阶段浮叶根生植物群落阶段挺水植物群落阶段挺水植物群落阶段湿生草本植物阶段湿生草本植物阶段木本植物阶段木本植物阶段弃弃农农耕耕田田上上的的演演替替弃弃农农耕耕田田上上的的演演替替弃弃农农耕耕田田上上的的演演替替弃弃农农耕耕田田上上的的演演替替弃耕农田上的群落演替弃耕农田上的群落演替弃耕
5、农田上的群落演替弃耕农田上的群落演替一年生杂草一年生杂草多年生杂草多年生杂草小灌木小灌木灌木丛灌木丛乔木乔木树林树林在干旱的荒漠上很难形成在干旱的荒漠上很难形成（1 1）初生演替初生演替初生演替初生演替（primaryprimarysuccessionsuccession）概念：开始于原生裸地或原生芜原（完全没有植被并且也概念：开始于原生裸地或原生芜原（完全没有植被并且也概念：开始于原生裸地或原生芜原（完全没有植被并且也概念：开始于原生裸地或原生芜原（完全没有植被并且也没有任何植物繁殖体存在的裸露地段）上的群落演替。没有任何植物繁殖体存在的裸露地段）上的群落演替。没有任何植物繁殖体存在的裸露地
6、段）上的群落演替。没有任何植物繁殖体存在的裸露地段）上的群落演替。过程：裸岩过程：裸岩过程：裸岩过程：裸岩地衣地衣地衣地衣苔藓苔藓苔藓苔藓草本草本草本草本灌木灌木灌木灌木乔木乔木乔木乔木森林森林森林森林例子：沙丘、火山岩、冰川泥等例子：沙丘、火山岩、冰川泥等例子：沙丘、火山岩、冰川泥等例子：沙丘、火山岩、冰川泥等（2 2）次生演替次生演替次生演替次生演替（secondary successionsecondary succession）概念：开始于次生裸地或次生芜原（不存在植被，但在土概念：开始于次生裸地或次生芜原（不存在植被，但在土概念：开始于次生裸地或次生芜原（不存在植被，但在土概念：开始
7、于次生裸地或次生芜原（不存在植被，但在土壤或基质中保留有植物繁殖体的裸地）上的群落演替。壤或基质中保留有植物繁殖体的裸地）上的群落演替。壤或基质中保留有植物繁殖体的裸地）上的群落演替。壤或基质中保留有植物繁殖体的裸地）上的群落演替。过程：一年生杂草过程：一年生杂草过程：一年生杂草过程：一年生杂草多年生杂草多年生杂草多年生杂草多年生杂草灌木灌木灌木灌木乔木林乔木林乔木林乔木林例子：火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田等例子：火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田等例子：火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田等例子：火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田等二、人类活动对群落演替的
8、影响二、人类活动对群落演替的影响思考与讨论思考与讨论思考与讨论思考与讨论2 2提示：提示：提示：提示：1.1.至少有两种因素在小路周围的杂草分布中起作用：至少有两种因素在小路周围的杂草分布中起作用：至少有两种因素在小路周围的杂草分布中起作用：至少有两种因素在小路周围的杂草分布中起作用：一是人的践踏，从耐践踏而言，车前草最强，狼尾草次之，一是人的践踏，从耐践踏而言，车前草最强，狼尾草次之，一是人的践踏，从耐践踏而言，车前草最强，狼尾草次之，一是人的践踏，从耐践踏而言，车前草最强，狼尾草次之，狗尾草最弱；二是植物之间的竞争，在远离人践踏的地方，狗尾草最弱；二是植物之间的竞争，在远离人践踏的地方，狗
9、尾草最弱；二是植物之间的竞争，在远离人践踏的地方，狗尾草最弱；二是植物之间的竞争，在远离人践踏的地方，茎秆较高的狗尾草优先获得阳光，车前草等处于劣势。茎秆较高的狗尾草优先获得阳光，车前草等处于劣势。茎秆较高的狗尾草优先获得阳光，车前草等处于劣势。茎秆较高的狗尾草优先获得阳光，车前草等处于劣势。2.2.如果小路被废弃后，人的践踏活动停止了，在路周围会慢如果小路被废弃后，人的践踏活动停止了，在路周围会慢如果小路被废弃后，人的践踏活动停止了，在路周围会慢如果小路被废弃后，人的践踏活动停止了，在路周围会慢慢长出茎秆较高的植物，逐渐成为优势植物。于是，就会出慢长出茎秆较高的植物，逐渐成为优势植物。于是，
10、就会出慢长出茎秆较高的植物，逐渐成为优势植物。于是，就会出慢长出茎秆较高的植物，逐渐成为优势植物。于是，就会出现现现现“远芳侵古道，晴翠接荒城远芳侵古道，晴翠接荒城远芳侵古道，晴翠接荒城远芳侵古道，晴翠接荒城”的景象。的景象。的景象。的景象。二、人类活动对群落演替的影响二、人类活动对群落演替的影响人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行（1）人类活动往往是有目的、有意识地进行的，可以对）人类活动往往是有目的、有意识地进行的，可以对生物之间、人类与其他生物之间以及生物与环境之间的相生物之间、人类与其他生物之间以及生物与环
11、境之间的相互关系加以控制，甚至可以改造或重建起新的关系；互关系加以控制，甚至可以改造或重建起新的关系；（2）人类可以砍伐森林、填湖造地、捕杀动物，也可以）人类可以砍伐森林、填湖造地、捕杀动物，也可以封山育林、治理沙漠、管理草原。人类活动往往会使群落封山育林、治理沙漠、管理草原。人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。三、退耕还林、还草、还湖 长期以来，我国农业发展史，实际上是一部边际土地开垦史。长期以来，我国农业发展史，实际上是一部边际土地开垦史。20世纪世纪50年代以来，先后在黑龙江三江平原、新疆和华南地区有计划地年代以来，先后在黑
12、龙江三江平原、新疆和华南地区有计划地组织大规模垦荒，在其他江河、荒原、沼泽和丘陵地区也开展了规模组织大规模垦荒，在其他江河、荒原、沼泽和丘陵地区也开展了规模不等的垦殖活动。不等的垦殖活动。19521990年，全国累计开垦荒地年，全国累计开垦荒地3.58107 hm2，其中，其中80%是是1970年以前开垦的。年以前开垦的。大量开垦直接导致农牧渔业生产能力和环境质量下降。开垦的结大量开垦直接导致农牧渔业生产能力和环境质量下降。开垦的结果是：水土流失，江河蓄洪能力下降，以及土地严重退化。这些问题果是：水土流失，江河蓄洪能力下降，以及土地严重退化。这些问题已引起各方面广泛关注。已引起各方面广泛关注。
13、走可持续发展道路走可持续发展道路走可持续发展道路走可持续发展道路 我国已实施大规模退耕还林、退田还湖、退牧还草等重要政策，并我国已实施大规模退耕还林、退田还湖、退牧还草等重要政策，并从从2003年年1月月20日起开始实施日起开始实施退耕还林条例退耕还林条例。退耕还林、还草、还湖后，调节气候和洪水流量的功能将大大增退耕还林、还草、还湖后，调节气候和洪水流量的功能将大大增强了强了 四、生物入侵的种类第一批外来入侵物种名单第一批外来入侵物种名单1.紫茎泽兰紫茎泽兰 2.薇甘菊薇甘菊 3.空心莲子草空心莲子草 4.豚草豚草5.毒麦毒麦 6.互花米草互花米草 7.飞机草飞机草 8.凤眼莲凤眼莲9.假高梁
14、假高梁 10.蔗扁蛾蔗扁蛾 11.湿地松粉蚧湿地松粉蚧 12.强大小蠹强大小蠹13.美国白蛾美国白蛾 14.非洲大蜗牛非洲大蜗牛 15.福寿螺福寿螺 16.牛蛙牛蛙学名褐云玛瑙螺，也就是人们常说和常食用的东风螺、菜螺、花螺、法国螺。学名褐云玛瑙螺，也就是人们常说和常食用的东风螺、菜螺、花螺、法国螺。水葫芦（凤眼莲）水葫芦（凤眼莲）五、生物入侵的危害五、生物入侵的危害 （1 1）破坏景观的自然性和完整性）破坏景观的自然性和完整性）破坏景观的自然性和完整性）破坏景观的自然性和完整性 外来物种入侵后，就会乘机扎根、繁殖，不断扩张，外来物种入侵后，就会乘机扎根、繁殖，不断扩张，逐渐形成优势种，使得原有
15、的天然植被景观遭到破坏，并逐渐形成优势种，使得原有的天然植被景观遭到破坏，并阻碍植被的自然恢复。例如，凤眼莲原产南美，阻碍植被的自然恢复。例如，凤眼莲原产南美，1901年年作为花卉引入中国，作为花卉引入中国，20世纪五六十年代曾作为猪饲料推世纪五六十年代曾作为猪饲料推广，此后大量逸生。在昆明滇池内，广，此后大量逸生。在昆明滇池内，1994年该种的覆盖年该种的覆盖面积约达面积约达10 km2，不但破坏当地的水生植被，堵塞水上，不但破坏当地的水生植被，堵塞水上交通，给当地的渔业和旅游业造成很大损失，还严重损害交通，给当地的渔业和旅游业造成很大损失，还严重损害当地水生生态系统。当地水生生态系统。（2
16、）摧毁生态系统）摧毁生态系统 由于外来入侵物种杀死或排挤当地植物，由于外来入侵物种杀死或排挤当地植物，因而依靠当地植物生存的动物也就紧跟着大因而依靠当地植物生存的动物也就紧跟着大量减少，引起生态系统中物种的单一化，从量减少，引起生态系统中物种的单一化，从而导致很多相应的生态问题，包括水土流失、而导致很多相应的生态问题，包括水土流失、火灾、虫灾以及当地特有生物资源丧失等，火灾、虫灾以及当地特有生物资源丧失等，最终导致生态系统的崩溃。最终导致生态系统的崩溃。（3 3）危害生物多样性）危害生物多样性）危害生物多样性）危害生物多样性 入侵种中的一些恶性杂草，例如，紫茎泽兰、飞机草、入侵种中的一些恶性杂
17、草，例如，紫茎泽兰、飞机草、小花假泽兰（薇甘菊）、豚草、小白酒草、反枝苋等种可小花假泽兰（薇甘菊）、豚草、小白酒草、反枝苋等种可分泌某些化合物抑制其他植物发芽和生长，排挤本土植物分泌某些化合物抑制其他植物发芽和生长，排挤本土植物并阻碍植被的自然恢复。外域病虫害的入侵会导致严重灾并阻碍植被的自然恢复。外域病虫害的入侵会导致严重灾害。原产日本的松突圆蚧于害。原产日本的松突圆蚧于20世纪世纪80年代初入侵我国南年代初入侵我国南部，到部，到1990年底，已有年底，已有1.3105 hm2以上的马尾松林因以上的马尾松林因受松突圆蚧的危害而枯死，松突圆蚧还侵害一些狭域分布受松突圆蚧的危害而枯死，松突圆蚧还
18、侵害一些狭域分布的松属植物，如南亚松。原产北美的美国白蛾的松属植物，如南亚松。原产北美的美国白蛾1979年侵年侵入我国，仅辽宁省的虫害发生区就有入我国，仅辽宁省的虫害发生区就有100多种本地植物受多种本地植物受到危害。到危害。（4 4）影响遗传多样性）影响遗传多样性）影响遗传多样性）影响遗传多样性 随着生境片段化，残存的次生植被常被入侵种分割、随着生境片段化，残存的次生植被常被入侵种分割、包围和渗透，使本土生物种群进一步破碎化，还可以造成包围和渗透，使本土生物种群进一步破碎化，还可以造成一些物种的近亲繁殖和遗传漂变。有些入侵种可与同属近一些物种的近亲繁殖和遗传漂变。有些入侵种可与同属近缘种，甚
19、至不同属的种杂交，例如，加拿大一枝黄花可与缘种，甚至不同属的种杂交，例如，加拿大一枝黄花可与假蓍紫菀杂交。入侵种与本地种的基因交流可能导致后者假蓍紫菀杂交。入侵种与本地种的基因交流可能导致后者的遗传侵蚀。在植被恢复中将外来种与近缘本地种混植，的遗传侵蚀。在植被恢复中将外来种与近缘本地种混植，例如，在华北和东北国产落叶松产区种植日本落叶松，以例如，在华北和东北国产落叶松产区种植日本落叶松，以及在海南国产海桑属产区栽培从孟加拉国引进的无瓣海桑，及在海南国产海桑属产区栽培从孟加拉国引进的无瓣海桑，都存在相关问题，已有一些这些属间、种间杂交的报道。都存在相关问题，已有一些这些属间、种间杂交的报道。练习
20、练习P82基础题基础题1.（1）；（；（2）。2.D。3.C。4.水生演替系列实际上是湖沼池塘填平的过程，这个过程是水生演替系列实际上是湖沼池塘填平的过程，这个过程是从湖泊池塘的边沿向中央水面逐渐推进的。因此有时我们可从湖泊池塘的边沿向中央水面逐渐推进的。因此有时我们可以在离岸不同距离的地方看到处于同一演替系列中不同阶段以在离岸不同距离的地方看到处于同一演替系列中不同阶段的几个群落，这些群落都围绕着湖中心呈环状分布，并随着的几个群落，这些群落都围绕着湖中心呈环状分布，并随着时间的变化改变起始位置。每一个群落在发展的同时都在改时间的变化改变起始位置。每一个群落在发展的同时都在改变这环境条件并创造
21、着新的环境条件。一个新的群落迟早会变这环境条件并创造着新的环境条件。一个新的群落迟早会在原有群落的基础上产生出来在原有群落的基础上产生出来自我检测的答案和提示自我检测的答案和提示一、概念检测一、概念检测1.（1）；（；（2）；（；（3）；（；（4）；（；（5）。2.（1）D；（；（2）D；（；（3）C。二、知识迁移二、知识迁移 提示：提示：1.（1）从图中可知，鸽的种群密度较小易受鹰的）从图中可知，鸽的种群密度较小易受鹰的攻击，种群密度较大则鹰的攻击成功率就较低。（攻击，种群密度较大则鹰的攻击成功率就较低。（2）起）起初出现数量增加，以后可能趋于稳定。初出现数量增加，以后可能趋于稳定。2.这是
22、群落演替的结果。因为柳树较高大，占据更多的空这是群落演替的结果。因为柳树较高大，占据更多的空间和阳光。与草莓相比，它具有生长的优势，所以柳树能间和阳光。与草莓相比，它具有生长的优势，所以柳树能迅速繁殖起来，而草莓得不到生长所需的阳光，难以成片迅速繁殖起来，而草莓得不到生长所需的阳光，难以成片生长。生长。三、技能应用三、技能应用提示：最有代表性的样方应该是最接近平均数的样方，可通提示：最有代表性的样方应该是最接近平均数的样方，可通过目测直接作出判断。取多个样方时，应兼顾种群密度高、过目测直接作出判断。取多个样方时，应兼顾种群密度高、适中和低这三种情况，分别计数，然后计算出平均值。适中和低这三种情
23、况，分别计数，然后计算出平均值。四、思维拓展四、思维拓展提示：提示：1.是由于人类活动的影响，例如农药对环境造成污染，是由于人类活动的影响，例如农药对环境造成污染，人们的捕捉等。人们的捕捉等。2.害虫数量会增多，土壤生态环境破坏，土质变差；农民对害虫数量会增多，土壤生态环境破坏，土质变差；农民对化肥、农药的依赖性增强，生产成本较高，收入降低。化肥、农药的依赖性增强，生产成本较高，收入降低。3.按此趋势，按此趋势，30年后，稻田对人类活动的依赖性（尤其是化年后，稻田对人类活动的依赖性（尤其是化肥、农药等）将越来越强，稻田群落变得更为单一、脆弱。肥、农药等）将越来越强，稻田群落变得更为单一、脆弱。4.这是人类按照自然规律进行的创造，其目的是借助于自然这是人类按照自然规律进行的创造，其目的是借助于自然群落中生物之间的关系，使人类的活动在满足人类需求的同群落中生物之间的关系，使人类的活动在满足人类需求的同时，也有益于环境。时，也有益于环境。