生物群落的演替課件

第五節(jié)群落演替美國(guó)黃石公園

黃石公園是美國(guó)也是全世界第一個(gè)國(guó)家公園，它是世界上最壯觀的國(guó)家公園。1988年黃石公園發(fā)生了一場(chǎng)大火。這場(chǎng)大火竟然在沒(méi)有樹(shù)林的地面蔓延，跳躍式將樹(shù)木點(diǎn)燃，在風(fēng)勢(shì)加劇和干旱的作用下失去了控制，最終形成了一場(chǎng)大火災(zāi)，足足燃燒了幾個(gè)月。部分受害嚴(yán)重區(qū)域更呈現(xiàn)一片焦土，里面所有沒(méi)有及時(shí)逃出的動(dòng)物被大火活活燒死。公園大部分區(qū)域幾近荒蕪

。自遭受這次火災(zāi)后，秀麗多姿的銀杉和云杉很快就被趕出了山火肆虐的區(qū)域，被趕到了更高的山上。但扭葉松卻成為這次生態(tài)戰(zhàn)爭(zhēng)的最后勝利者。盡管它們也一樣被山火燒死，然而它卻做好了死亡和重生的準(zhǔn)備，它堅(jiān)實(shí)的松果可將種子儲(chǔ)藏3-9年，一旦濃煙散盡，山火熄滅，松果就會(huì)崩裂開(kāi)來(lái)，將種子盡情撒播在廣闊的被清除干凈了的地面上，于是，新的一代立即從灰燼中萌生。因此，扭葉松不僅能堅(jiān)守自己的領(lǐng)地，而且每一場(chǎng)山火過(guò)后，又能將領(lǐng)地向外拓展。它現(xiàn)在幾乎占領(lǐng)了整個(gè)公園，不屈不撓地展示著自己精彩的生命。討論：1.火燒前后，黃石公園中生物的種類、數(shù)量、分布是否發(fā)生了變化？是的。

2.黃石公園中的各種樹(shù)木能組成一個(gè)群落嗎？為什么？不能。因?yàn)槿郝涫侵冈谕粫r(shí)間內(nèi)，占據(jù)一定空間的相互之間具有直接或間接關(guān)系的各種生物種群的總和。3.這個(gè)公園是否能完全恢復(fù)原來(lái)的群落結(jié)構(gòu)？為什么？不能。在火燒中，有些物種可能會(huì)絕滅，有些物種或者它們的繁殖體可能能保留下來(lái)。在恢復(fù)過(guò)程中，這些保留下來(lái)的生物會(huì)優(yōu)先得到發(fā)展壯大，除此而外，有些外來(lái)新物種也可能會(huì)進(jìn)入。群落結(jié)構(gòu)因此而發(fā)生了變化，一般不能恢復(fù)到原來(lái)的群落結(jié)構(gòu)。由此看來(lái)，隨著時(shí)間的推移，一個(gè)群落能被另一個(gè)群落代替，我們將這個(gè)過(guò)程叫做演替。

隨著時(shí)間的推移，一個(gè)群落被另一個(gè)群落代替的過(guò)程，就叫做演替。

一·演替的概念:

在演替中，群落的結(jié)構(gòu)不斷發(fā)生著變化，所以，群落是一個(gè)動(dòng)態(tài)的開(kāi)放的生命系統(tǒng)。

不同群落演替過(guò)程相同嗎？思考1.裸

巖

上

的

演

替地衣階段苔蘚階段草本植物階段灌木階段思考與討論1.1.光裸的巖地上首先定居的生物是什么？為什么它能在巖石上生存？地衣。因?yàn)榈匾驴梢酝ㄟ^(guò)分泌有機(jī)酸而從裸巖中獲取養(yǎng)分。

1.2.地衣階段為苔蘚的生長(zhǎng)提供了怎樣的基礎(chǔ)？為什么苔蘚能夠取代地衣？通過(guò)地衣分泌有機(jī)酸加速巖石風(fēng)化形成土壤，并積累起了有機(jī)物，這為苔蘚的生長(zhǎng)提供了條件。而苔蘚生長(zhǎng)后，由于其植株高于地衣能獲得更多的陽(yáng)光，處于優(yōu)勢(shì)地位，其結(jié)果是逐漸取代了地衣。1.3.在森林階段，群落中還能找到地衣、苔蘚、草本植物和灌木嗎？裸巖階段森林階段能找到這些植物。在群落演替過(guò)程中，一些種群取代另一些種群是指優(yōu)勢(shì)取代，而不是“取而代之”。形成森林后，喬木占據(jù)了優(yōu)勢(shì)，取代了灌木的優(yōu)勢(shì)，但在森林中各種類型的植物都是存在的。所有棄耕的農(nóng)田都能演替成樹(shù)林嗎？①一年生雜草②多年生雜草③小灌木④灌木叢⑤喬木（森林）在干旱的荒漠上很難形成2.棄耕農(nóng)田上群落的演替發(fā)生在裸巖上的演替和棄耕農(nóng)田上的演替有何不同??思考與討論一年生雜草多年生雜草灌木叢森林裸巖上的演替棄耕農(nóng)田上的演替起始不同

基質(zhì)不同經(jīng)歷時(shí)間

起始于從來(lái)沒(méi)有被植物覆蓋的地面，或者是原來(lái)存在過(guò)植被、但被徹底消滅了的地方起始于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）的地方裸巖上的演替和棄耕農(nóng)田上的演替的比較在巖石上在廢棄的耕田上（土壤上）需要漫長(zhǎng)時(shí)間需要較短時(shí)間

是指在一個(gè)從來(lái)沒(méi)有被植物覆蓋的地面，或者是原來(lái)存在過(guò)植被、但被徹底消滅了的地方發(fā)生的演替。原生演替在水體環(huán)境和陸地都可能發(fā)生。指在原有植被已不存在，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。引起群落發(fā)生次生演替的外界因素有火災(zāi)、洪水、病蟲(chóng)害、嚴(yán)寒等自然因素和人為因素。其中人類活動(dòng)是主要因素。二、演替的類型1、原生演替：2、次生演替：旱生演替系列①地衣植物階段②苔蘚植物階段③草本植物階段④灌木植物階段⑤喬木植物階段水生演替系列①自由漂浮植物階段②沉水植物群落階段③浮葉根生植物群落階段④挺水植物群落階段⑤濕生草本植物階段⑥木本植物階段

裸底階段沉水植物階段（金魚(yú)藻、狐尾藻）浮葉根生植物階段（蓮、水鱉等）挺水植物和沼澤植物階段（蘆葦、香蒲等）

森林群落湖泊演替為森林水生演替：

水生演替屬于哪種演替呢？水生演替實(shí)際上是從積水環(huán)境發(fā)生的原生演替，是湖泊被填平的過(guò)程。每一階段的群落都以抬高湖底而為下一個(gè)階段的群落出現(xiàn)創(chuàng)造條件。在湖泊周圍可同時(shí)看到這些不同的階段。群落演替過(guò)程中，起先決條件的是什么？植物的入侵和定居是演替中最大的功臣。它們是群落形成的首要條件以及群落演替的主要基礎(chǔ)。

什么是植物的入侵和定居呢？

入侵：植物繁殖體的傳播，稱入侵。定居：植物體在新環(huán)境中開(kāi)始發(fā)芽、生長(zhǎng)和繁殖的過(guò)程稱為定居。

思考：.演替能否一直延續(xù)下去？不能當(dāng)群落演替與當(dāng)?shù)氐臍夂蚝屯寥赖葪l件處于平衡狀態(tài)，演替就不再進(jìn)行，達(dá)到平衡點(diǎn)。3、頂極群落就是群落演替的最終平衡狀態(tài)階段，是最復(fù)雜也是最穩(wěn)定的群落階段。如果沒(méi)有外力干擾，它將永遠(yuǎn)基本保持原狀（動(dòng)態(tài)平衡）。因此，自然演替具用一定的方向性。思考：內(nèi)部環(huán)境變化：植物繁殖體的遷移、散布和動(dòng)物的活動(dòng)性種內(nèi)、種間關(guān)系的改變內(nèi)部因素人類活動(dòng)：外部因素外部環(huán)境變化：如氣候、地貌、土壤和火山爆發(fā)等放牧、砍伐、開(kāi)墾土地、放火燒山等自身代謝的產(chǎn)物、優(yōu)勢(shì)種的發(fā)育引起的環(huán)境變化等。三、群落演替的影響因素先決條件催化劑誘因重要的影響因素動(dòng)力這些因素在群落演替中分別起什么作用呢？

生物群落的演替是群落內(nèi)部關(guān)系（包括種內(nèi)和種間關(guān)系）與外界環(huán)境中各種生態(tài)因子綜合作用的結(jié)果。其中，人類活動(dòng)是影響群落演替的重要的因素，它可以對(duì)自然環(huán)境中的生態(tài)關(guān)系起著促進(jìn)、抑制、改造、和重建的作用。

四、人類活動(dòng)對(duì)群落演替的影響1、解釋小路周圍雜草的分布與人類活動(dòng)的關(guān)系？2、如小路廢棄后，會(huì)出現(xiàn)“遠(yuǎn)芳侵古道，晴翠接荒城”的景象嗎？人類活動(dòng)對(duì)群落演替的影響思考與討論

★至少有兩種因素在小路周圍的雜草分布中起作用：一是人的踐踏，從耐踐踏而言，車前草最強(qiáng)，狼尾草次之，狗尾草最弱；二是植物之間的競(jìng)爭(zhēng)，在遠(yuǎn)離人踐踏的地方，莖稈較高的狗尾草優(yōu)先獲得陽(yáng)光，車前草等處于劣勢(shì)。

★如果小路被廢棄后，人的踐踏活動(dòng)停止了，在路周圍會(huì)慢慢長(zhǎng)出莖稈較高的植物，逐漸成為優(yōu)勢(shì)植物。于是，就會(huì)出現(xiàn)“遠(yuǎn)芳侵古道，晴翠接荒城”的景象。四、人類活動(dòng)對(duì)群落演替的影響1、人類活動(dòng)往往是有目的、有意識(shí)地進(jìn)行的，可以對(duì)生物之間、人類與其他生物之間以及生物與環(huán)境之間的相互關(guān)系加以控制，甚至可以改造或重建起新的關(guān)系；2、人類可以砍伐森林、填湖造地、捕殺動(dòng)物，也可以封山育林、治理沙漠、管理草原。人類活動(dòng)往往會(huì)使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向進(jìn)行。五、退耕還林、還草、還湖

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展史，實(shí)際上是一部邊際土地開(kāi)墾史。20世紀(jì)50年代以來(lái)，先后在黑龍江三江平原、新疆和華南地區(qū)有計(jì)劃地組織大規(guī)模墾荒，在其他江河、荒原、沼澤和丘陵地區(qū)也開(kāi)展了規(guī)模不等的墾殖活動(dòng)。1952～1990年，全國(guó)累計(jì)開(kāi)墾荒地3.58×107hm2，其中80%是1970年以前開(kāi)墾的。大量開(kāi)墾直接導(dǎo)致農(nóng)牧漁業(yè)生產(chǎn)能力和環(huán)境質(zhì)量下降。開(kāi)墾的結(jié)果是：水土流失，江河蓄洪能力下降，以及土地嚴(yán)重退化。這些問(wèn)題已引起各方面廣泛關(guān)注。

——走可持續(xù)發(fā)展道路我國(guó)已實(shí)施大規(guī)模退耕還林、退田還湖、退牧還草等重要政策，并從2003年1月20日起開(kāi)始實(shí)施《退耕還林條例》。退耕還林、還草、還湖后，調(diào)節(jié)氣候和洪水流量的功能將大大增強(qiáng)了六、生物入侵的種類第一批外來(lái)入侵物種名單1.紫莖澤蘭2.薇甘菊3.空心蓮子草4.豚草5.毒麥6.互花米草7.飛機(jī)草8.鳳眼蓮9.假高梁10.蔗扁蛾11.濕地松粉蚧12.強(qiáng)大小蠹13.美國(guó)白蛾14.非洲大蝸牛15.福壽螺16.牛蛙六、生物入侵的種類美國(guó)白蛾學(xué)名褐云瑪瑙螺，也就是人們常說(shuō)和常食用的東風(fēng)螺、菜螺、花螺、法國(guó)螺。水葫蘆（鳳眼蓮）七、生物入侵的危害（1）破壞景觀的自然性和完整性外來(lái)物種入侵后，就會(huì)乘機(jī)扎根、繁殖，不斷擴(kuò)張，逐漸形成優(yōu)勢(shì)種，使得原有的天然植被景觀遭到破壞，并阻礙植被的自然恢復(fù)。例如，鳳眼蓮原產(chǎn)南美，1901年作為花卉引入中國(guó)，20世紀(jì)五六十年代曾作為豬飼料推廣，此后大量逸生。在昆明滇池內(nèi)，1994年該種的覆蓋面積約達(dá)10km2，不但破壞當(dāng)?shù)氐乃脖?，堵塞水上交通，給當(dāng)?shù)氐臐O業(yè)和旅游業(yè)造成很大損失，還嚴(yán)重?fù)p害當(dāng)?shù)厮鷳B(tài)系統(tǒng)。（2）摧毀生態(tài)系統(tǒng)由于外來(lái)入侵物種殺死或排擠當(dāng)?shù)刂参?，因而依靠?dāng)?shù)刂参锷娴膭?dòng)物也就緊跟著大量減少，引起生態(tài)系統(tǒng)中物種的單一化，從而導(dǎo)致很多相應(yīng)的生態(tài)問(wèn)題，包括水土流失、火災(zāi)、蟲(chóng)災(zāi)以及當(dāng)?shù)靥赜猩镔Y源喪失等，最終導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的崩潰。（3）危害生物多樣性入侵種中的一些惡性雜草，例如，紫莖澤蘭、飛機(jī)草、小花假澤蘭（薇甘菊）、豚草、小白酒草、反枝莧等種可分泌某些化合物抑制其他植物發(fā)芽和生長(zhǎng)，排擠本土植物并阻礙植被的自然恢復(fù)。外域病蟲(chóng)害的入侵會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重災(zāi)害。原產(chǎn)日本的松突圓蚧于20世紀(jì)80年代初入侵我國(guó)南部，到1990年底，已有1.3×105hm2以上的馬尾松林因受松突圓蚧的危害而枯死，松突圓蚧還侵害一些狹域分布的松屬植物，如南亞松。原產(chǎn)北美的美國(guó)白蛾1979年侵入我國(guó)，僅遼寧省的蟲(chóng)害發(fā)生區(qū)就有100多種本地植物受到危害。（4）影響遺傳多樣性隨著生境片段化，殘存的次生植被常被入侵種分割、包圍和滲透，使本土生物種群進(jìn)一步破碎化，還可以造成一些物種的近親繁殖和遺傳漂變。有些入侵種可與同屬近緣種，甚至不同屬的種雜交，例如，加拿大一枝黃花可與假蓍紫菀雜交。入侵種與本地種的基因交流可能導(dǎo)致后者的遺傳侵蝕。在植被恢復(fù)中將外來(lái)種與近緣本地種混植，例如，在華北和東北國(guó)產(chǎn)落葉松產(chǎn)區(qū)種植日本落葉松，以及在海南國(guó)產(chǎn)海桑屬產(chǎn)區(qū)栽培從孟加拉國(guó)引進(jìn)的無(wú)瓣海桑，都存在相關(guān)問(wèn)題，已有一些這些屬間、種間雜交的報(bào)道。1、以下四種群落類型中，哪些是以一年生植物占優(yōu)勢(shì)的群落類型（）A．極地苔原B．溫帶草原C．熱帶雨林D．常綠闊葉林2、屬于初生演替的是（）A．從湖底開(kāi)始的水生演替B．草原的放牧演替C．農(nóng)田棄耕后的恢復(fù)演替D．砍伐森林的恢復(fù)演替3、在無(wú)人為因素的干擾下，群落演替的總趨勢(shì)是()A．物種