2.1 群落的结构课件-2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修2

第1节 群落的结构 第2章 群落及其演替 在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合，叫作生物群落，简称群落。 一. 群落的概念: 判断：下列描述属于群落的是（ ） A. 一个池塘中的所有鱼类 B. 一片森林中的各种植物 C. 一座山上的各种植物、动物、真菌等全部生物 C 视角决定问题——以群落和种群研究为例 研究种群的核心问题 种群的数量特征及其变化规律 数量特征 最基本 特征 其他 特征 “J” 形增长 “S”形增长 波动 下降 数量变化 种群密度 出生率和死亡率 迁入率和迁出率 年龄结构 性别比例 3 群落的范围和边界如何 群落中有多少种群？哪些种群占优势？ 群落中各个种群分别占据什么位置？ 群落中各个种群之间的相互关系是怎样的？ 群落具有怎样的空间结构 群落的演替情况是怎样的？ 研究 群落的 核心问题 物种组成 优势种 种间关系 生态位 群落：在相同时间聚集在　 　　　中　 　　 　 的　 　。 一定地域 各种生物种群 集合 研究种群是研究群落的基础 (一) 群落的物种组成 新疆北部的针叶林 福建武夷山的常绿阔叶林 部分物种名录 新疆五针松、新疆冷杉、新疆云杉 部分物种名录 米槠、甜槠、木荷、狗脊、芒萁 云杉 五针松 冷杉 芒萁 狗脊 木荷 甜槠 米槠 (一) 群落的物种组成 物种组成是区别不同群落的重要特征，也是决定群落性质最重要的因素。 1.研究物种组成的意义: 新疆北部的针叶林 福建武夷山的常绿阔叶林 部分物种名录 新疆五针松、新疆冷杉、新疆云杉 部分物种名录 米槠、甜槠、木荷、狗脊、芒萁 2.物种组成的衡量指标: 一个群落的物种数目，称为物种丰富度。 群落 A B C D 物种1 30 40 0 0 物种2 20 0 0 2 物种3 0 20 35 8 物种4 3 0 21 25 物种5 0 0 5 12 A、B、C、D生物群落中含每个物种的数目如表所示。其中物种丰富度最大的群落是（ ） D 物种丰富度=物种数目≠个体数目 我国从东北到海南的森林群落，越靠近热带地区，单位面积内的物种越丰富。 常绿针叶林 苔原 热带雨林 常绿阔叶林 落叶阔叶林 3.特点： ①不同群落的物种丰富度不同。 一般情况下，环境条件越适宜，物种丰富度越高。 （光照、温度、水、无机盐等） 特点：②群落物种组成中有优势种和常见种之分 优势种: 例如: 武夷山常绿阔叶林中的米槠、甜槠、木荷等。 常见种: 例如: 武夷山常绿阔叶林中的狗脊、芒萁。 甜槠花絮 狗脊 在群落中，有些物种不仅_________，它们对群落中其他物种的_______________，往往_________。 影响也很大 占据优势 数量很多 一些物种虽然在群落中比较______，但对其他物种的____________，它们就__________。 常见 影响不大 不占优势 随着时间和环境的变化，原来不占优势的物种可能逐渐变得有优势；原来占优势的物种也可能逐渐失去优势，甚至从群落中消失。 糙隐子草 碱蓬 东北部草原群落:羊草占优势 特点：③群落中的物种组成不是固定不变的。 放牧强度加大 过度放牧 糙隐子草属多年生密丛小型草本植物，是典型的草原早生种。 11 原始合作（互惠） 种间关系 捕食 种间竞争 寄生 互利共生 (二)种间关系 一个群落中的物种不论多少，都不是随机的简单集合，而是通过复杂的种间关系，形成一个有机的整体。 请阅读书本P24 思考下列实例中生物的种间关系分别是什么？ 资料1：每当鳄鱼饱餐之后，懒洋洋地俯身在河滩上晒太阳时，成群的牙签鸟就在它身上啄食小虫，还会钻进鳄鱼的大嘴里，啄食鳄鱼牙缝里的残渣剩食和寄生虫，好像人们用牙签剔牙一样，使鳄鱼感到非常舒服。这样，鳄鱼得到了一位十分尽职的义务保健员，而牙签鸟则在鳄鱼的牙缝里填饱了肚子。 原始合作（互惠） 1. 原始合作（互惠） (1)概念: 两种生物共同生活在一起时，双方都受益，但是分开后，各自也能独立生活； (2)举例: 鳄鱼与牙签鸟 海葵与寄居蟹 海葵固着于寄居蟹的螺壳上,寄居蟹的活动,可以使海葵更有效地捕食;海葵则用有毒的刺细胞为寄居蟹提供保护。 资料2：白蚁以木材为食，但是它本身不能消化纤维素，必须要依靠肠内鞭毛虫分泌的消化纤维素的酶，才能将纤维素分解，分解后的产物供双方利用，而白蚁又为蚁肠内鞭毛虫提供了生活场所。如果白蚁和鞭毛虫分离，白蚁就无法分解木头，两者都会失去营养成分，所以都是不能很好生存的。 2.互利共生 (1)概念: 两种生物长期共同生活在一起，相互依存，彼此有利； (2)举例: (一般不能独立生存) 豆科植物和根瘤菌 地衣(藻类与真菌共生体) 白蚁与鞭毛虫 豆科植物和根瘤菌： 植物向根瘤菌提供有机养料，根瘤菌则将氮气转变为含氮的养料，供植物利用。 寄居蟹常在壳上携带一个或多个海葵，海葵的刺丝胞能为寄居蟹提供某些程度的保护；而海葵可在壳上获得栖息的硬基质、在寄居蟹觅食时还能获得碎屑。 3.捕食 (1)概念: 一种生物以另一种生物为食的现象； (2)举例: 翠鸟捕鱼、蜥蜴吃蝗虫 4.种间竞争 (1)概念: 两种或更多种生物共同利用同样的有限资源和空间而产生的相互排斥的现象； (2)举例: 大草履虫和双小核草履虫 同一草原上生活的非洲狮和斑鬣狗 （实力悬殊，你死我活） （实力相当，此消彼长） 也许是因为狮子比较挑剔，对惯于吃腐尸的鬣狗有点恶心，或者狮子平常吃的都是食草动物的肉，对鬣狗的肉不习惯。也可能是狮子对于鬣狗已经恨到骨头上了，只想杀死它而不屑于吃它的肉，就像人打死一只苍蝇或者蚊子之后而不会去吃它们一样道理。 5.寄生 (1)概念: 一种生物从另一种生物(宿主）的体液、组织或已消化的物质 中获取营养并通常对宿主产生危害的现象； (2)举例: 噬菌体和细菌、马蛔虫和马、菟丝子和大豆 ①体内寄生 ②体表寄生 蜱寄生在脊椎动物的体表 噬菌体侵染细菌 【现学现用】说出以下图形中分别对应的A与B种间关系 种间竞争 (体表)寄生 捕食 (体内)寄生 互利共生 原始合作 【现学现用】说出以下图形分别对应的种间关系 种间竞争 (实力悬殊） 种间竞争 (实力相当） 捕食 互利共生或原始合作 “先增先减”为被捕食者 被捕食者 捕食者 【思考】大鲈鱼以小鲈鱼为食，是不是捕食关系？为什么？ 不是捕食 大、小鲈鱼为同一物种，是发生在同种生物个体之间的种内竞争。 注意： ★同种生物的成体以幼体为食，不是捕食关系，而是种内竞争。 （1）形成原因 在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间，形成一定的空间结构； （2）分类 群落的空间结构包括___________和_________ 垂直结构 水平结构 （三）群落的空间结构 森林植物的分层现象 三江平原的水平结构 1.垂直结构 (1)①在陆生群落中（如森林）决定植物分层现象的因素: ① 决定植物地上分层的环境因素: 。 ② 决定植物地下分层的环境因素: 。 光照、温度等 水分、无机盐等 在垂直方向上，大多数群落都具有明显分层现象。 植物垂直分层的意义: 提高了群落利用阳光等环境资源能力。 鹰、杜鹃、黄鹂等总是成群地在森林的上层的活动，吃高大乔木的种子。 山雀、莺、啄木鸟等鸟类总是森林的中层营巢。 血雉、画眉等则是典型的森林底层鸟类，吃地面上的苔鲜和昆虫。 引起动物分层分布的主要原因是 。 栖息空间和食物条件 群落中植物的分层现象决定了动物的分层现象。 ②陆生群落中动物也存在垂直分层现象 (2) 在水生群落中影响植物分层现象的因素: 光照、 不同植物适于在不同的光照强度下生长 挺水层 浮水层 沉水层 湖泊群落 荷花、芦苇等将茎叶高高地挺出水面(即挺水层)； 睡莲、满江红、浮萍等浮于水面(即浮水层)； 金鱼藻等则生长于水底(即沉水层)。 温度等 与食物和溶解氧、温度等因素有关。 鳙鱼 草鱼 青鱼 鲢鱼 (3) 在水生群落中（如湖泊）决定动物分层现象的因素: 【思考1】竹林中竹子高低错落有致，是群落在垂直结构上的分层现象吗? 一片竹林中的全部竹子是一个种群，种群不具有垂直结构 不是 2.水平结构 在水平方向上，不同地段往往分布着不同的种群， 同一地段上种群密度也有差别，它们常呈镶嵌分布。 决定群落水平结构的因素 ①地形的变化； ②土壤湿度和盐碱度的差异 ③光照强度的不同 ④植物自身生长特点的不同 ⑤人与动物的影响 例1：在森林中，在乔木的基部和其他被树冠遮住的地方，光线较暗，适于苔藓植物生存，而树冠下的间隙或其他光照较充足的地方，则有较多的灌木和草丛。 树冠下的苔藓 树冠下的灌木和草丛 说明影响水平结构的因素是__________。 光照强度 2.水平结构 例2：芦苇等水生植物只能长在浅水或水边； 红树、柳树等只能长在水源附近； 松、杉、柏树等能长在比较干旱处。 说明影响水平结构的因素是__________。 土壤湿度 2.水平结构 西双版纳-现代冰川博物馆 例3：说明影响高山上群落的水平结构的因素是__________。 温度 高山上植物的分布属于群落的水平结构 2.水平结构 春 夏 秋 冬 由于阳光、温度和水分等随季节而变化，群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化。 (四)群落的季节性 33 有些种类的植物在早春来临时开始萌发，并迅速开花和结实，到了夏季其生活周期结束； 另一些种类的植物则在夏季到达生命活动的高峰， 从而导致群落在春季和夏季的物种组成和空间结构发生改变。 夏枯草 荷 （1）植物的季节性对群落的影响 高鼻羚羊 大多数典型的草原鸟类和高鼻羚羊等有蹄类动物， 在冬季都向南方迁移，到雪被较少、 食物充足的地区生活。 大雁 （2）动物的季节性对群落的影响 非洲草原角马迁徙 旱獭、仓鼠等啮齿类动物在冬季会休眠。 冬眠中的黑熊 旱獭一年可以冬眠8个月 （2）动物的季节性对群落的影响 非洲肺鱼是最有名的夏眠生物。雨水充沛的春季，肺鱼尽享生活的美好，雨季逐渐消退后，沼泽地变成一片干涸，肺鱼就躲在烂泥堆里睡觉，它能在泥洞里不吃不喝地夏眠几个月，等雨季回来再出来结束夏眠。 箭猪 （2）动物的季节性对群落的影响 1.概念： 一个物种在群落中的_________，包括所处的_________， ________的情况，以及与_____________等，称为该物种的生态位。 地位或作用 空间位置 占用资源 其他物种的关系 2.研究内容： 研究某种动物的生态位： 栖息地 食物 天敌 与其他物种的关系 研究某种植物的生态位： 出现频率 种群密度 植株高度 与其他物种的关系 (五)生态位 如图，有A和B两个种群，A种群主要以a为食，B种群主要以b为食，它们又共同以C为食。 A B a b c 生态位重叠部分(c)越大，种间竞争越激烈。 讨论：群落形成过程中，如果两个物种的生态位相似，你推测这两个物种将如何发展？ 生态位重叠 如何减少竞争？ 生态位分化 生态位重叠与生态位分化 当两个物种的生态位重叠时会发生竞争,且生态位重叠越多,竞争就越激烈,以致竞争优势较大的物种有可能把另一物种完全排除掉,这就是竞争排斥原理。 当两个物种的生态位有重叠时,往往通过自然选择使各自的生态位发生变化,从而减少或排除竞争,使得它们共同生存下来,这种现象称为生态位分化。 一般有三种方式： ①分布区域和活动范围错开 ②活动时间错开 ③食物种类错开(食性不同) (五)生态位 1.概念： 一个物种在群落中的_________，包括所处的_________， ________的情况，以及与_____________等，称为该物种的生态位。 地位或作用 空间位置 占用资源 其他物种的关系 2.研究内容： 研究某种动物的生态位： 栖息地 食物 天敌 与其他物种的关系 研究某种植物的生态位： 出现频率 种群密度 植株高度 与其他物种的关系 3.成因： 群落中物种之间及生物与环境之间协同进化的结果。 4.意义： 生态位的分化提高了群落中生物利用环境资源的能力。 （P28） (五)生态位 上层水：鲢鱼---浮游植物 中上层：鳙鱼---浮游动物+浮游植物 中下层：草鱼---水草 下层水：青鱼---水底的螺、蚌以及水生昆虫 生态位的应用 可以合理地设计人工生态系统，利用不同生物之间生态位的差异，充分利用环境资源，从而获得更大的价值。 (1)四大家鱼的混养利用的是 它们在池塘中____________________。 (2)我国劳动人民将生态位不同的四种鱼混养，既____________________， 又_______________________，增加鱼的产量。 占据着不同的生态位 降低了竞争的激烈程度 充分利用了空间和资源 1. 鱼类的混合培养 41 课后习题3： 河蟹是杂食性动物，以鱼、虾、螺、蚌、 水生昆虫和水草等为食，它们喜欢潜伏在水草或底泥中。 在生产实践中，人们不会将河蟹与食性和它相似的青鱼混养。为什么？ 青鱼与河蟹的食性相似，生态位有所重叠， 如果放在一起混养，在食物和空间资源有限的情况下， 二者的种间竞争关系强烈，不利于各自种群数量的增加。 鲢鱼 鳙鱼 草鱼 青鱼 鲤鱼 鲫鱼 (1)农作物的间作模式有很多种，农作物间作利用的是它们在农田中 。 2.立体农业 ——农作物的间作 玉米-大豆 稻-鱼-蛙 树-蔬菜 对植物生态位影响较大的是植株高度和种间关系。 ①间作的两种或多种植物必须有很明显的植株高度差异； ②间作的植物中高的为阳生植物，矮的为阴生植物。 占据着不同的生态位 【思维导图】 互利共生 种间竞争 探究土壤中的小动物类群的丰富度 探究·实践 如何了解特定群落中的物种丰富度？ 45 蜈蚣 鼠妇 马陆 蚯蚓 1.常见土壤小动物的种类及功能 土壤中常见的小动物有蜘蛛、鼠妇、蜈蚣、马陆、蚯蚓以及多种多样的昆虫；它们对动植物遗体的分解起着重要的辅助作用。 2.调查内容 _____________________________ _____________________________ ①统计群落中的物种数 ②统计物种在群落中的相对数量 仅仅统计群落中的物种数， 不足以全面了解群落的结构。 取样器取样法 3．调查（采集)方法： 为什么不用样方法或标记重捕法？ 4．统计方法： 指在一定面积的样地中，直接数出各种群的个体 数目，这一般用于_________，_______________的物种。 按预先确定的多度等级来估计单位面积（体积）中的种群数量。 许多土壤动物活动能力较强，且身体微小 记名计算法： 目测估计法： 个体较大 种群数量有限 等级的划分和表示方法有:_______、_____、______、_______、_____、_______等等 非常多 多 较多 较少 少 很少 5.方法步骤： 准备 取样 采集小动物 观察和分类 统计和分析 (1)准备 ①制作取样器 选择直径为5cm的硬质金属饮料罐，在距离 顶端5cm处剪断。这样的取样器容积约为100mL。 ②记录调查地点的地形和环境情况， 提出安全注意事项。 (2)取样 选择取样地点，将表层土上的落叶轻轻拨开， 用手来回旋转罐子，将其按入土中，按压到罐底与地表几乎齐平， 用铲子将罐内的土连同罐子一起挖出。将罐子中的土壤倒入塑料袋中。 注意: 塑料袋上应标明取样的地点和时间等 (3)采集小动物 在去底花盆中放一个金属网， 将取到的土壤样品放置在金属网上。为了使空气流通，土壤与花盆之间要留一定的空隙。 然后,将花盆放在诱虫器上,打开电灯。 利用土壤小动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性。 通常用体积分数为70%的酒精，使生物体脱水，将土壤动物杀死固定，防止腐烂 如果需保证小动物生活状态应将酒精换成什么？ 湿棉花（保存活体） ①诱虫器采集法 根据根据小动物具有趋暗、趋湿、避高温的特性，我们应选择怎样的诱虫器呢？ A 将取到的土壤样品放在瓷盆内（要注意防止小动物逃走），用解剖针拨找小动物，同时用放大镜观察， 采集的小动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中，也可以放入试管中； 【思考】吸虫器中纱布的作用: 防止将土壤小动物吸走，将其收集在试管中 ②简易采集法(镊子或吸虫器） 体型较大的用包着纱布的镊子取出 体型较小的用吸虫器采集 (4)观察和分类 ①观察 用肉眼观察； 借助放大镜、体视显微镜观察（最好）； 普通光学显微镜（4倍物镜和5倍目镜） ②分类 借助有关图鉴查清小动物的名称，并进行分类； 无法知道小动物名称的， 可记为“待鉴定××”，并记录特征。 （5）统计和分析 根据前面介绍的丰富度的统计方法，设计数据统计表，分析所记录数据，完成一份研究报告。 动物 名称 ××土壤小动物个体数 ××土壤小动物个体数 备注 样本1 样本2 样本3 样本1 样本2 样本3 时间地点 地形 温度 湿度 ××× ××× ××× 待鉴定××× 待鉴定××× 土壤中小动物类群的丰富度调查记录表 样方法 抽样检测法 取样器取样法 适用对象 生物活性 调查目的 活的死的都有 ①植物 ②活动能力不强的动物如跳蝻 单独的细胞或微生物(如酵母菌） 土壤中的小动物 活的种群 样方法VS 抽样检测法 VS 取样器取样法 种群密度 种群数量 群落物种丰富度 活的死的都有 有时也可用于调查 某个种群的数量 $$