資源簡介

2.3 群落的演替
教案
一、教學(xué)目標(biāo)
1.通過分析裸巖上的演替和棄耕農(nóng)田上的演替，闡明演替的概念、類型和過程。
2.通過分析人類活動與演替的關(guān)系，說明人類活動對群落演替的影響。
3.認(rèn)同我國實行退耕還林、還草、還湖的政策。
二、教學(xué)重難點
1.教學(xué)重點
群落的演替過程。
2.教學(xué)難點
群落的演替過程。
三、教學(xué)過程
【本節(jié)聚焦】
群落演替有哪些類型？
演替的大致過程是怎樣的？
怎樣看待人類活動對群落演替的影響？
【導(dǎo)入】問題探討：1883年8月7日，印度尼西亞喀拉喀托火山爆發(fā)，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(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，植株逐漸繁茂起來，形成了小樹林。
討論：
生物是如何一步步地定居在新土地上的？
答：地衣階段→苔蘚階段→草本植物階段→灌木階段→喬木階段
2.這一地區(qū)有可能恢復(fù)原來群落的結(jié)構(gòu)嗎？
答：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(fù)過程中，外來新物種可能會進(jìn)入，群落因此而發(fā)生了變化，一般不能恢復(fù)原來的群落結(jié)構(gòu)。
情境再現(xiàn)：（圖見課件）這段銹跡斑斑的鐵軌透著幾分荒涼，但它們依然記憶著曾經(jīng)的輝煌。時過境遷，廢棄的軌道逐漸被雜草掩沒，殘破的枕木逐漸被苔薛覆蓋，曾經(jīng)川流不息的鐵路線逐漸被生機(jī)勃勃的生物群落所占據(jù)（如圖)。自然界的任何事物都不是靜止不變的，生物群落也處在發(fā)展變化之中，這是一個群落演替的過程。群落演替是如何發(fā)生的？環(huán)境如何影響群落的演替過程？
群落演替：隨著時間的推移，一個群落被另一個群落代替的過程。
【一、演替的類型】
1.裸巖上的演替
①裸巖階段：表層為巖石或石礫，裸巖上沒有任何生物。
②地衣階段：地衣首先在裸巖上定居，地衣分泌的有機(jī)酸可加速巖石風(fēng)化形成土壤的過程，于是，土壤顆粒和有機(jī)酸逐漸增多。
③苔蘚階段：在地衣開拓的基礎(chǔ)上，苔蘚便能生長起來。苔蘚比地衣長得高，更適應(yīng)這里的環(huán)境，于是就逐漸擴(kuò)展。苔蘚的生長會進(jìn)一步使巖石分解，土層加厚，有機(jī)物增多，土壤中微生物的種類也越來越多。
④草本植物階段：在土壤能保持一定水分時，草本植物的種子就能夠萌發(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。這時，各種昆蟲和其他小動物開始進(jìn)入這個地區(qū)。在動植物的共同作用下，土壤中的有機(jī)物越來越豐富，土壤的通氣性越來越好。
⑤灌木階段：灌木和小喬木開始生長。灌木比草本更為高大，剝奪了草本植物的陽光，逐漸取代了草本植物。灌木的生長起到了遮陰、避風(fēng)等作用，同時提供了更為豐富的食物，于是成為很多鳥類的棲息地。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(qiáng)。
⑥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(qiáng)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(jìn)一步改善了生物生存的環(huán)境，物種進(jìn)一步多樣化，生物與環(huán)境之間的關(guān)系變的更加豐富多樣，于是，群落演替到了相對穩(wěn)定的森林階段。
思考討論：分析群落的演替
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？
答：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(jī)酸而從裸巖中獲取養(yǎng)分。
2.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？
答：地衣分泌的有機(jī)酸可加速巖石風(fēng)化形成土壤，并積累起有機(jī)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。
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？
答：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。
總結(jié)：初生演替是指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，如在沙丘、火山巖、冰川泥上進(jìn)行的演替。
在演替的過程中，土壤中的有機(jī)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(fù)雜，群落的結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜。
2.棄耕農(nóng)田上的演替
①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"。
②土壤表層的有機(jī)物逐漸增多，土壤的保水能力也逐漸增強(qiáng)，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。
③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。
④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。
總結(jié)：次生演替是指原有的植被雖已不存在，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的繁殖體（如能發(fā)芽的地下莖）的地方發(fā)生的演替。如火災(zāi)過后的草原、過量砍伐的森林、
棄耕的農(nóng)田上進(jìn)行的演替。
思考：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？
答：不一定；主要受當(dāng)?shù)貧夂驐l件（溫度、年降雨量），地形和土壤環(huán)境，生物的繁殖、遷入和遷出，群落內(nèi)部種群的相互關(guān)系，人類活動等因素。這些因素常常處于變化的過程中，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。
【二、人類活動對群落演替的影響】
在某一地區(qū)，群落演替的結(jié)果往往是由環(huán)境和群落內(nèi)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(xiàn)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(tài)除了氣候變化的因素，人類活動是導(dǎo)致這一地區(qū)出現(xiàn)濯濯童山的主要原因：自秦代以來，由于移民屯田和大量砍伐森林，黃土高原的農(nóng)業(yè)發(fā)展很快，環(huán)境卻年復(fù)一年地遭到破壞，導(dǎo)致大片森林和草原消失。
資料2 自20世紀(jì)60年代起，長江中游某湖泊進(jìn)行了大規(guī)模的圍湖造田，湖水面積縮減50％.對該湖泊多種生物的調(diào)查表明，水生植物、魚類的物種豐富度下降，占優(yōu)勢的物種發(fā)生變化（下表）（表見教材）
1.上述資料中，人類活動使群落演替向什么方向進(jìn)行？
答：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(jìn)行。
2.人類活動對上述群落的演替速度有什么影響？
答：人類活動加快了這種演替的速度。
3.如果去除人類活動，這些群落又會向什么方向演替？
答：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(jìn)行演替，趨向于恢復(fù)原來的群落，物種豐富度會增加，結(jié)構(gòu)會變得復(fù)雜。
總結(jié)：人類活動往往會使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度進(jìn)行。
人類活動對群落演替的影響——消極影響
（1）砍伐森林可以在短期內(nèi)改變森林群落中的物種組成和物種豐富度，進(jìn)而改變?nèi)郝涞难萏娣较颉?br/>（2）過度放牧則可能很快導(dǎo)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(jīng)處理的污水直接排入河流，可能給水生生物帶來滅頂之災(zāi)。
人類活動對群落演替的影響——積極影響
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(jié)構(gòu)復(fù)雜的方向演替。
【三、退耕還林、還草、還湖】
《退耕還林條例》，自2003年1月20日起施行。
截至2013年，全國共有25個省(自治區(qū)、直轄市)參與這項工程,累計完成退耕還林4.47億畝。這項浩大的工程堪稱世界上規(guī)模最大的生態(tài)工程。
2014年啟動了新一輪退耕還林還草工程;
2015年將這項工程列為生態(tài)文明體制改革的組成部分;
2018年，我國啟動了大規(guī)模國土綠化行動。
總結(jié)：群落是一個動態(tài)的系統(tǒng)，群落演替是生物與生物之間、生物與非生物之間協(xié)同進(jìn)進(jìn)化的結(jié)果，人類活動應(yīng)順應(yīng)自然界的規(guī)律，走可持續(xù)發(fā)展之路。

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