“觀察撂荒地的演替”的探究活動設(shè)計

沈初見

(浙江省紹興市第一中學(xué) 312000)

1 活動目標(biāo)

①運用實地考察的方法了解撂荒地的植被狀況，學(xué)會實地考察的一般方法；②觀察不同年齡的撂荒地，驗證生物群落演替的規(guī)律，闡明群落的演替過程；③體驗生物與環(huán)境的相互影響，關(guān)注身邊的環(huán)境，關(guān)注周圍生物的生存狀況；④舉例說出人類活動對群落演替的影響。

2 背景資料

2.1 撂荒地演替大致過程 一塊農(nóng)田棄耕休閑后，一二年內(nèi)出現(xiàn)大量的一年生和二年生的田間雜草，隨后多年生植物開始侵入并逐漸定居下來，田間雜草的生長和繁殖開始受到抑制。隨著時間的推移，多年生植物取得優(yōu)勢地位，一個具備特定結(jié)構(gòu)和功能的植物群落形成了，適應(yīng)于這個植物群落的動物區(qū)系和微生物區(qū)系也逐漸確定下來，整個生物群落仍在向前發(fā)展。當(dāng)它達(dá)到與當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境條件特別是氣候和土壤條件都比較適應(yīng)的時候，即成為穩(wěn)定的群落。在草原地帶，這個群落將恢復(fù)到原生草原群落；若處于森林地帶，它將進(jìn)一步發(fā)展成為森林群落。

2.2 演替過程的常見分類 從一個未被生物占領(lǐng)過的原始裸地(如火山島)開始的演替稱為初級演替；在原來已經(jīng)存在的生態(tài)系統(tǒng)被破壞后重新發(fā)生演替的過程稱為次級演替。次級演替一般都比初級演替進(jìn)行得快，這是因為原來群落中的一些生物遺體和有機質(zhì)遺留下來，環(huán)境條件較好的緣故。在各種類型的演替中，撂荒地的演替歷時最短，恢復(fù)原有群落最快。因此，只要選取幾塊不同年齡的撂荒地進(jìn)行對比觀察，就可以在短時間內(nèi)完成演替現(xiàn)象的觀察。

3 操作指南

3.1 材料用具 卷尺、細(xì)繩、工具書、記錄本、鉛筆、數(shù)碼相機等。

3.2 難點突破 學(xué)生對群落演替的現(xiàn)象并不陌生，但尚未建立起概念與現(xiàn)象之間的聯(lián)系。因此，宜采用實地考察法，讓學(xué)生在自然條件下，直接觀察客觀對象，獲得群落演替各個階段的第一手資料。時間可選擇在植物生長茂盛的夏秋季節(jié)，便于辨認(rèn)。

通過對不同年齡撂荒地的對比觀察來驗證生物群落演替的規(guī)律，體驗生物與環(huán)境是相互影響、相互作用的，是本課題的主要目的。實驗結(jié)束后，引導(dǎo)學(xué)生分析生物之間、生物與環(huán)境之間的聯(lián)系與相互作用，以動態(tài)發(fā)展觀引發(fā)學(xué)生對演替的本質(zhì)進(jìn)行思考。

學(xué)會用考察的方法去收集信息并進(jìn)行分析是本課題的重點。活動結(jié)束后應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生回顧考察過程，總結(jié)經(jīng)驗。值得注意的是，學(xué)生在對撂荒地的考察過程中，對所見景象常頗多感觸，教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生正確看待人類對群落演替的影響，思考人類生存和發(fā)展與群落演替的良性發(fā)展之間的關(guān)系；最后，還可引導(dǎo)有興趣的學(xué)生對撂荒地帶來的環(huán)境問題進(jìn)行進(jìn)一步探索。

3.3 提出問題 一個生物群落的存在，表面看很穩(wěn)定，那么，它能一直維持這種穩(wěn)定狀態(tài)嗎？怎樣才能看到它的持續(xù)發(fā)展？這種發(fā)展有一定的順序和規(guī)律嗎？群落的演替常常要延續(xù)多年，有什么辦法可以在短期內(nèi)推測某個群落的發(fā)展順序？

確定探究題目：觀察撂荒地的演替。

思考：由群落的演替現(xiàn)象，針對本課題，你還能提出其他替代的研究方法嗎？

3.4 探究準(zhǔn)備 部分學(xué)生預(yù)先探察，確定3處樣地作為對比，實際撂荒時間分別為一二年、五六年及十年以上，最好相距不遠(yuǎn)。

思考：同一地區(qū)相同類型的撂荒地(如棄耕農(nóng)田)，植被類型的差異可說明什么問題？為什么要選擇同一類型的撂荒地作為樣地？

3.5 設(shè)計方案 全班分為3個大組，分別考察3處樣地；每大組再各分4～5個小組，分別考察樣地中的一個樣方。

提示學(xué)生注意：制定考察計劃和方案時，應(yīng)明確考察的目的、對象和范圍。學(xué)生能根據(jù)自己的特長和能力分工。尋找植物分類學(xué)資料，設(shè)計考察記錄表。(記錄表內(nèi)容應(yīng)包括調(diào)查人、調(diào)查地點、調(diào)查時間、調(diào)查結(jié)果、天氣狀況、生物名稱和數(shù)量等)。

實地考察時：各小組先觀察本樣地的實際情況，在樣地中隨機選取1m2正方形區(qū)域作為本組樣方。

思考：為什么要選擇樣方？樣方該怎么選？位置？大小？數(shù)量？如果觀察的是十年以上的撂荒地又該怎樣做呢？

觀察和記錄并作好實地札記：將觀察到的每一種植物情況都及時記錄在表格上。包括估計樣方內(nèi)裸地面積，然后分類(一二年生草本、多年生草本、灌木和喬木)記錄植物種類和數(shù)量。

3.6 實施探究 讓學(xué)生按照設(shè)計方案進(jìn)入考察現(xiàn)場實地考察，記錄下當(dāng)日的溫度、天氣等情況。實驗過程中要仔細(xì)觀察認(rèn)真記錄(表1)，適當(dāng)拍照，保留圖片記錄。

表1 3塊樣方統(tǒng)計記錄表

3.7 初步結(jié)論 ①對本組數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計和整理，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性，匯總?cè)繑?shù)據(jù)，填入班級的統(tǒng)計總表；②計算每類植物所占百分比，并計算各小組數(shù)據(jù)的平均值。得出結(jié)論。

思考：本組各樣方的數(shù)據(jù)差異大嗎？有哪些原因可能導(dǎo)致差異較大？

檢查每個小組記錄的體驗和思考，討論是否有值得注意和進(jìn)一步分析的細(xì)節(jié)。

3.8 表達(dá)交流 匯總?cè)喔鹘M的地面狀況統(tǒng)計結(jié)果，分組畫出撂荒地植物群落演替示意圖。

思考：各樣地的植物群落分別有什么特征？有何差異？與預(yù)計的結(jié)果一樣嗎？為什么會這樣？你有什么想法？根據(jù)調(diào)查結(jié)果，你能用示意圖的方式來體現(xiàn)群落的演替過程嗎？

分析群落與環(huán)境之間、群落內(nèi)各種植物之間的相互關(guān)系，結(jié)合退耕還林(還草)提出建議，提出適合當(dāng)?shù)丨h(huán)境的具體措施。

思考：你有哪些收獲？你能說說我國水土流失造成的嚴(yán)重后果嗎？你了解政府在實施“退耕還林、還草”時的主要政策嗎？