《群落隨時(shí)間改變》講義

《群落隨時(shí)間改變》講義生物群落的結(jié)構(gòu)：群落隨時(shí)間改變同學(xué)們好，咱們現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是高中蘇教版（2019）選擇性必修2生物與環(huán)境的第二章群落里的第一節(jié)生物群落的結(jié)構(gòu)中的群落隨時(shí)間改變這個(gè)部分。這部分內(nèi)容可有趣啦，就像看一部生物世界的紀(jì)錄片一樣。一、什么是生物群落咱們先來(lái)說(shuō)說(shuō)啥是生物群落。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，生物群落就是在一定的區(qū)域里，各種生物種群相互依存、相互作用而形成的一個(gè)有規(guī)律的組合。比如說(shuō)，咱們學(xué)校旁邊那個(gè)小池塘，那里面有魚、有青蛙、有水草，還有各種小蟲子，這些生物共同構(gòu)成了池塘這個(gè)小區(qū)域的生物群落。1、生物群落的組成生物群落的組成那可豐富啦。有植物、動(dòng)物、微生物。植物就像生產(chǎn)者一樣，它們通過(guò)光合作用把陽(yáng)光轉(zhuǎn)化成能量，就像小工廠一樣。比如說(shuō)池塘里的水草，它們?cè)陉?yáng)光照耀下制造出氧氣和有機(jī)物，這可是整個(gè)群落生存的基礎(chǔ)呢。動(dòng)物呢，就像消費(fèi)者，它們依靠植物或者其他動(dòng)物來(lái)獲取能量。像池塘里的小魚吃水草，大魚又吃小魚。微生物就像是清潔工，分解動(dòng)植物的遺體和排泄物，讓營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)又回到環(huán)境里，繼續(xù)循環(huán)。就像我之前看到過(guò)的一個(gè)場(chǎng)景，在樹林里，一棵大樹倒了，慢慢地，樹干上就開始長(zhǎng)蘑菇了，這些蘑菇就是微生物的一種，它們把大樹分解，讓大樹的營(yíng)養(yǎng)重新回到土壤里，又能被其他植物吸收了。2、生物群落的特征生物群落有好多特征呢。首先是物種的多樣性。不同的生物群落，物種的種類和數(shù)量都不一樣。比如說(shuō)熱帶雨林，那里面的物種多得數(shù)都數(shù)不過(guò)來(lái)，各種各樣的植物、動(dòng)物，就像一個(gè)巨大的生物寶庫(kù)。而沙漠里的生物群落，物種就相對(duì)少多了，主要是一些耐旱的植物和動(dòng)物。其次是群落的外貌，就像咱們看一個(gè)人，有他的長(zhǎng)相特征一樣，群落也有它的外貌特征。比如草原群落，一眼看過(guò)去就是大片的草地，偶爾有一些矮小的灌木，和一群群的牛羊在吃草。再就是群落的結(jié)構(gòu)，這就包括垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)啦。二、群落隨時(shí)間的改變1、群落演替的概念現(xiàn)在咱們要進(jìn)入重點(diǎn)內(nèi)容啦，那就是群落隨時(shí)間的改變，這就是群落演替。群落演替就像是生物群落的一場(chǎng)漫長(zhǎng)的接力賽。一個(gè)生物群落隨著時(shí)間的推移，它的物種組成、群落結(jié)構(gòu)等方面會(huì)發(fā)生一系列的變化。比如說(shuō)，一塊荒地，一開始可能什么都沒(méi)有，慢慢地會(huì)長(zhǎng)出一些野草，然后會(huì)有一些小動(dòng)物來(lái)這里安家，再后來(lái)可能會(huì)長(zhǎng)出大樹，最后可能變成一片森林，這就是一個(gè)群落演替的過(guò)程。2、初生演替（1）定義初生演替就是在一個(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。就像火山噴發(fā)后，巖漿冷卻形成的新地面，一開始是光禿禿的，什么植物都沒(méi)有。（2）實(shí)例：火山巖上的演替咱們來(lái)詳細(xì)說(shuō)說(shuō)火山巖上的演替這個(gè)例子。當(dāng)火山噴發(fā)后，新形成的火山巖那可是非常貧瘠的，上面幾乎沒(méi)有任何土壤和有機(jī)物。首先來(lái)到這里的是地衣。地衣這種生物可神奇了，它是藻類和真菌的共生體。地衣可以分泌有機(jī)酸，慢慢地腐蝕火山巖，把巖石分解成小顆粒，這樣就開始有了土壤的雛形。經(jīng)過(guò)地衣長(zhǎng)時(shí)間的努力，土壤里的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)越來(lái)越多，這時(shí)候苔蘚就可以生長(zhǎng)了。苔蘚比地衣長(zhǎng)得快，它會(huì)把更多的陽(yáng)光擋住，慢慢地地衣就競(jìng)爭(zhēng)不過(guò)苔蘚了。隨著苔蘚的生長(zhǎng)，土壤進(jìn)一步改良，然后草本植物就開始生長(zhǎng)了。草本植物的根系比苔蘚發(fā)達(dá)，它們可以把土壤抓得更牢，同時(shí)也帶來(lái)了更多的有機(jī)物。草本植物生長(zhǎng)一段時(shí)間后，灌木就開始出現(xiàn)了。灌木比草本植物高大，它會(huì)遮擋草本植物的陽(yáng)光，草本植物的生長(zhǎng)就受到了限制。最后，喬木開始生長(zhǎng)，喬木長(zhǎng)得最高大，它的樹冠會(huì)把陽(yáng)光都搶走，灌木和草本植物在喬木的陰影下，只能在縫隙里生存。最后就形成了一片森林。我有一次去一個(gè)曾經(jīng)火山噴發(fā)過(guò)的地方旅游，就看到了這樣的景象。在一片比較新的火山巖區(qū)域，只有星星點(diǎn)點(diǎn)的地衣和苔蘚，而在稍微遠(yuǎn)一點(diǎn)，時(shí)間久一點(diǎn)的地方，就有了草本植物，再遠(yuǎn)一點(diǎn)就是灌木和一些小喬木了，那種從荒蕪到有生機(jī)的變化，真的很讓人感嘆大自然的神奇。3、次生演替（1）定義次生演替就是在原來(lái)有植被覆蓋，但是植被因?yàn)橐恍┰虮黄茐牧耍热缁馂?zāi)、砍伐等，然后在這個(gè)基礎(chǔ)上開始的演替。（2）實(shí)例：森林火災(zāi)后的演替就拿森林火災(zāi)后的演替來(lái)說(shuō)吧。一場(chǎng)大火過(guò)后，原來(lái)的森林一片焦土，很多樹木都被燒死了。但是土壤里還保留著原來(lái)植物的種子、根等。火災(zāi)過(guò)后不久，一些一年生的草本植物就會(huì)先長(zhǎng)出來(lái)。這些草本植物生長(zhǎng)速度快，它們利用土壤里殘留的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)快速生長(zhǎng)。隨著草本植物的生長(zhǎng)，土壤變得更加肥沃，因?yàn)椴荼局参锏目葜β淙~又給土壤補(bǔ)充了營(yíng)養(yǎng)。然后，灌木就開始生長(zhǎng)了。灌木的根系可以深入到更深的土壤里，吸收更多的水分和營(yíng)養(yǎng)。灌木長(zhǎng)大后，就會(huì)給森林里的動(dòng)物提供棲息地，一些鳥類就會(huì)來(lái)這里筑巢。最后，喬木又開始慢慢生長(zhǎng)起來(lái)，逐漸恢復(fù)到原來(lái)森林的模樣。我曾經(jīng)在新聞上看到一個(gè)森林火災(zāi)后的地方，消防員們?cè)跍缁鸷筮€會(huì)關(guān)注那里的生態(tài)恢復(fù)情況。一開始就是一片黑乎乎的，只有一些小草冒出來(lái)，過(guò)了幾年，再看的時(shí)候，就有很多小灌木了，估計(jì)再過(guò)一些年，就會(huì)重新變成一片森林了。4、群落演替的影響因素（1）內(nèi)部因素群落演替的內(nèi)部因素主要是生物本身的因素。比如說(shuō)植物的繁殖體，像種子、根莖等。如果一個(gè)地方有很多植物的種子，而且這些種子能夠適應(yīng)環(huán)境，那這個(gè)地方的植被就容易恢復(fù)和演替。還有生物之間的相互關(guān)系，像競(jìng)爭(zhēng)、捕食等。比如在草原上，羊和狼之間的捕食關(guān)系。如果狼太多了，羊就會(huì)減少，那么羊吃的草就會(huì)增多，這樣就會(huì)影響到草原植物群落的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響整個(gè)群落的演替。（2）外部因素外部因素就更多啦。首先是氣候因素，溫度、降水這些對(duì)群落演替影響很大。比如說(shuō)在干旱的地區(qū)，很難演替出森林群落，因?yàn)樗植粔?。而在濕?rùn)的地區(qū)，就比較容易形成森林群落。其次是土壤因素，土壤的肥力、酸堿度等都會(huì)影響植物的生長(zhǎng)，從而影響群落演替。還有人類活動(dòng)，這可是一個(gè)非常重要的外部因素。人類的砍伐森林、開墾荒地、修建建筑物等活動(dòng)都會(huì)破壞生物群落，改變?nèi)郝溲萏娴姆较蚝退俣?。就像現(xiàn)在很多城市周邊的自然群落，因?yàn)槌鞘械臄U(kuò)張，很多都被破壞了，原本可能是森林或者農(nóng)田的地方，現(xiàn)在都變成了高樓大廈。三、群落演替的意義1、對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的意義群落演替對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有很大的意義。在群落演替的過(guò)程中，生物群落的物種多樣性會(huì)逐漸增加。就像我們前面說(shuō)的初生演替和次生演替的例子，從一開始比較單一的物種，到最后形成復(fù)雜的生物群落。物種多樣性增加了，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性就提高了。因?yàn)椴煌奈锓N在生態(tài)系統(tǒng)里有不同的作用，就像一個(gè)團(tuán)隊(duì)里不同的成員有不同的分工一樣。如果一個(gè)物種受到影響，其他物種可以起到一定的彌補(bǔ)作用。比如說(shuō)在一個(gè)森林生態(tài)系統(tǒng)里，如果一種樹生病了，其他的樹和植物還可以繼續(xù)維持生態(tài)系統(tǒng)的功能，像保持水土、制造氧氣等。2、對(duì)生物多樣性的意義群落演替對(duì)生物多樣性的意義也非常明顯。隨著群落演替的進(jìn)行，越來(lái)越多的物種可以在這個(gè)區(qū)域生存。像在森林演替的過(guò)程中，從草本植物到喬木的生長(zhǎng)過(guò)程中，會(huì)吸引各種各樣的動(dòng)物來(lái)這里生活。昆蟲會(huì)來(lái)采食花蜜，鳥類會(huì)來(lái)筑巢，小型哺乳動(dòng)物會(huì)在樹林里尋找食物和棲息地。這樣就增加了整個(gè)區(qū)域的生物多樣性。生物多樣性可是地球的寶貴財(cái)富，就像一個(gè)巨大的基因庫(kù)，里面有各種各樣的基因，對(duì)生物的進(jìn)化和發(fā)展有著重要的意義。3、對(duì)人類的意義群落演替對(duì)我們?nèi)祟愐灿泻芏嘁饬x呢。首先，一個(gè)健康的生物群落可以給我們提供很多資源。比如說(shuō)森林群落可以給我們提供木材、藥材、水果等。其次，生物群落可以調(diào)節(jié)氣候、凈化空氣、保持水土等。就像城市里的公園，里面的樹木和花草可以吸收灰塵、二氧化碳，釋放氧氣，還可以減少噪音。還有，一些特殊的生物群落，像濕地，對(duì)洪水的調(diào)節(jié)有很大的作用。濕地就像一塊大海綿，在洪水來(lái)的時(shí)候可以吸收大量的水，在干旱的時(shí)候又可以釋放水。四、群落演替的研究方法1、樣方法樣方法是研究群落演替比較常用的方法。就是在要研究的生物群落里，選取一定大小的樣方。比如說(shuō)在一片草原上，我們可以用一個(gè)一平方米的正方形框架作為樣方。然后統(tǒng)計(jì)樣方里的植物種類、數(shù)量、高度等。這樣可以了解這個(gè)區(qū)域植物群落的情況。我們可以在不同的演替階段設(shè)置樣方，然后對(duì)比不同階段樣方的數(shù)據(jù)，就可以知道群落演替的過(guò)程中植物群落的變化情況。2、標(biāo)記重捕法這個(gè)方法主要是用來(lái)研究動(dòng)物群落的。比如說(shuō)我們要研究一個(gè)池塘里魚的數(shù)量變化在群落演替過(guò)程中的情況。我們先捕捉一些魚，然后給它們做上標(biāo)記，再放回池塘里。過(guò)一段時(shí)間后，我們?cè)俨蹲揭恍~，看看其中有標(biāo)記的魚占多少比例，這樣就可以估算出池塘里魚的總數(shù)了。通過(guò)在群落演替的不同階段使用標(biāo)記重捕法，我們就可以知道動(dòng)物群落數(shù)量和種類的變化情況。3、長(zhǎng)期觀測(cè)長(zhǎng)期觀測(cè)也是很重要的研究方法。就是對(duì)一個(gè)特定的生物群落進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的觀察和記錄。比如說(shuō)，我們可以在一個(gè)森林里設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，每年定期去觀察森林里的植物生長(zhǎng)情況、動(dòng)物的活動(dòng)情況、土壤的變化情況等。通過(guò)長(zhǎng)期的觀測(cè)，我們可以詳細(xì)地了解群