内容正文:
第二章 群落及其演替
第1节 群落的结构
考点1:群落的概念与物种组成
1.概念:在相同时间内聚集在一定地域中所有生物的集合,包括全部的植物、动物、微生物。
2.物种组成
(1)意义: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。
(2)衡量指标:物种丰富度,即一个群落中的物种数目。
(3)规律:不同群落物种丰富度不同,一般越靠近热带地区,单位面积内的物种越丰富。
(4)优势种:对群落产生重大影响的一些物种。
①优势种具有高度的生态适应性,一般数量多、体积大或生产力高;
②通常占有竞争优势,并能通过竞争取得资源的优先占有地位;
③由于气候类型等的不同,不同群落的优势种往往不同;
④群落不同发展时期的优势种是不断变化的。
(5)特点:群落中的物种组成不是固定不变的,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。
考点2:种间关系
1.原始合作(互惠):两种生物共同生活在一起时双方都收益,但是分开后各自也能独立生活。
鳄鱼和牙签鸟
营养结构图
海葵和寄居蟹
2.互利共生:两种生物长期共同生活在一起,相互依存,彼此有利。分开之后无法独立生活。
豆科植物与根瘤菌
藻类植物与真菌(地衣)
营养关系图
数量坐标图
特点:数量上呈现出“同生共死”的同步性变化。
3. 捕食:一种生物以另一种生物为食的现象。
蜥蜴捕食蝗虫
翠鸟捕食鱼
营养关系图
数量坐标图
【规律特征】
(1)由图可得,生物A为被捕食者先增加先减少;一般情况下数量峰值高;
(2)生物B为捕食者后增加后减少;一般情况下数量峰值低;
4.种间竞争:
(1)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)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。
5.寄生
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。
【注意】对宿主有害,对寄生生物有利;如果分开,则寄生生物难以独立生存,而宿主会生活得更好。
(1)体内寄生
(2)体表寄生
(3) 宿主的个体数有可能减少,有可能不变;一般情况下,宿主的个体数不会变为零。
考点3:群落的空间结构
1.垂直结构
(1)概念:是指群落在垂直方向上具有明显的分层现象。它是群落中各植物间及植物与环境间相互关系的一种特殊形式。
①引起植物分层分布的主要原因是?
【答案】光照强度
②引起动物分层分布的主要原因是
【答案】食物、栖息场所等
③群落的垂直结构出现分层现象的意义是什么?
【答案】使生物群落在单位面积上能容纳更多的生物种类和数量,提高了环境资源(如阳光、空间、营养物质等)的利用率。
2.水平结构:水平方向上呈镶嵌分布
导致镶嵌分布的原因:地形的变化、土壤湿度和盐碱度、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同、人和动物的影响等因素。
3.群落结构的形成原因与意义
(1)形成原因:在长期自然选择的基础上形成的对环境的适应。
(2)意义:利于群落整体对自然资源的充分利用。
考点4:群落的季节性和生态位
1.群落的季节性
(1)概念: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。
(2)原因:①植物的萌发、生长、开花、死亡等生命周期不同;②动物的季节性迁移、冬眠和夏眠等。
2.生态位
(1)概念:一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等。
(2)研究范畴
①动物:栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。
②植物:在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征,以及它与其他物种的关系等。
3.意义:有利于不同生物充分利用环境资源,是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果。
考点5:研究土壤中小动物类群的丰富度
1.土壤中常见小动物的种类、特点及功能
(1)种类: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;
(2)特点:身体微小,有较强的活动能力。
(3)功能: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:群落中的物种数;物种在群落中的相对数量。
3.调查方法:取样器取样法
4.统计物种相对数量的方法:
(1)记名计算法:在一定面积的样地中,直接数出各种群的个体数目,这一般用于个体较大,种群数量有限的群落。
(2)目测估计法:按预先确定的多度等级来估计单位面积上个体数量的多少。等级的划分和表示方法有:“非常多、多、较多、较少、少、很少”等等。
5.实验步骤
6.诱虫器和吸虫器:体型较小的用吸虫器采集
第二节 群落的类型
考点1:群落的主要类型
1.群落的分类依据
(1)群落外貌:群落的外部形态,是群落中生物与生物、生物与环境相互作用的综合反映。
(2)物种组成: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丰富度:群落中的物种数量。
②占优势的物种:不仅在群落中数量多,更重要的是对群落的影响大。
2.群落的分类
(1)荒漠生物群落
①分布:极度干旱区,年降水量稀少且分布不均匀。
②群落外貌:沙砾裸露,植被极度稀疏。
③物种组成:物种少,群落结构非常简单。
④群落中植物形态结构或生理特征:肥厚的肉质茎;叶呈针状,不发达;气孔在夜晚才开放;植株矮小;根系发达。
⑤群落中动物形态结构或生理特征:表皮外有角质鳞片;蛋壳坚硬;每天到阳光充足的地方,让身体暖和起来,待天热时退到地下等阴凉处;大多数动物是夜行性的,白天炎热时不活动;以固态尿酸盐的形式排泄含氮废物。
(2)草原/森林生物群落
比较二者和荒漠生物群落在分布、群落外貌、物种组成、生物的形态结构和生理特征等方面的差异。
群落类型
分布
群落外貌
物种组成
荒漠生物群落
干旱区
沙砾裸露,植被极度稀疏
物种少,群落结构非常简单
草原生物群落
半干旱区
草本植物像地毯般铺向天边
动植物种类较少群落结构相对简单
森林生物群落
湿润区
树木繁茂,树冠遮天蔽日
群落结构非常复杂且相对稳定。
群落类型
生物种类
形态结构或生理特征
共同特点
荒漠生物群落
植物
气孔在夜晚才开放、根系发达等
荒漠生物具有耐旱的特性
动物
蜥蜴和蛇的表皮外有角质鳞片等
草原生物群落
植物
旱生多年生草本植物占优势;叶片狭窄,表面有茸毛或蜡质层
草原生物具有一定的耐旱的特性
动物
大都能够挖洞或快速奔跑
森林生物群落
植物
有乔木、灌木、草本和藤本植物,垂直结构明显
森林生物具有适应湿润的特性
动物
树栖和攀缘动物特别多
第三节 群落的演替
考点1:群落演替的类型
1.演替的概念及类型
(1)概念:随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程。
【注意】演替并不是“取而代之”,是一些种群取代了另一些种群,是一种“优势取代”。
(2)类型:初生演替,次生演替
2.群落演替的类型比较
类型
初生演替
次生演替
起点
从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方
原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方
过程
裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→乔木阶段
弃耕农田→一年生杂草→多年生杂草→灌木阶段→乔木阶段
时间
经历的时间比较长
经历的时间比较短
趋势
形成新群落
恢复原来的群落
实例
沙丘、火山岩、冰川泥地
火灾过后的草原、弃耕农田
相同点
①从结构简单的群落发展为结构复杂的群落
②群落中的物种数量和群落层次增多,土壤、光能得到充分的利用
3.演替的影响因素
(1)外部因素:群落的外界环境的变化以及人类的活动等。
(2)内部因素:群落内部种群相互关系的发展变化,生物的繁殖、迁入和迁出等。
4.演替的结果
(1)这些因素常常处于变化的过程中,适应变化的种群数量增长或得以维持,不适应的数量减少甚至被淘汰因此,群落就不断地演替。
(2)无论是初生演替还是次生演替,最终都会达到一个与群落所处环境相适应的相对稳定的状态。
考点2:人类活动对群落演替的影响
1
2.人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
①人类活动可以使群落演替的速度在原来的基础上加快或者减慢;
②人类活动往往会使演替偏离其自然演替的方向,有时也会和自然演替的方向一致;
③人类活动不一定同时改变速度和方向;
疑难点1:群落
1.关键词:相同时间、一定地域、各种生物种群的集合。
2.群落具有一定的地域范围,可大可小。
3.群落不是一定空间内各种生物的简单集合,而是通过相互之间的各种联系建立起来的有机整体。如农贸市场上有新鲜的白菜、活的鸡、鱼以及附着在上面的细菌、真菌等生物,但它们不能构成群落。
疑难点2:群落物种组成中的优势种和常见种
1.优势种:在群落中,有些物种不仅数量很多,它们对群落中其他物种的影响也很大,往往占据优势。若把优势种去除,必然会导致群落的结构和内部环境发生变化。
2.常见种:在群落中,有些物种比较常见,但对其他物种的影响不大,它们不占优势。也叫伴生种。
疑难点3:种群关系的多角度判断
1.种间竞争与捕食
种间竞争是因争夺资源、空间等生活条件而发生的斗争;捕食则是一种生物以另一种生物为食,目的是获得食物以维持自身生存。
2.捕食与寄生
捕食是获取对方正常组织,造成器官、组织结构不完整,导致对方死亡;寄生是生活在一起的生物,一方获利并对另一方造成损害,但一般并不把对方杀死。
3.互利共生与原始合作(互惠)
原始合作的两种个体分开后各自能独立生活;互利共生的两种个体分开后至少对一方不利。
疑难点4:生态位与种间竞争
1.生态位重叠
生态位重叠是描述一个物种生态位以及物种间关系的重要指标之一,可以理解为两个物种在生态位上相似性的量度。
2.竞争排斥原理
生态位相似的两种生物不能在同一地方永久共存。如果它们能够在同一地方生活,那么,其生态位相似性必定是有限的,它们肯定在食性、栖息地或活动时间等某些方面有所不同,这就是竞争排斥原理。物种之间的生态位越接近,相互之间的种间竞争就越剧烈。具有相似生态位的两物种分布在同一区域,会由种间竞争而逐渐导致其生态位的分离。
3.生态位分化
(1)概念: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。
(2)分化方式
①划分分布区域和活动范围。
②错开活动时间。
③改变食物的种类,形成不同的食性。
(3)意义:提高不同生物利用环境资源的能力。
4.生态位理论的应用
指导农林业生产、推行混交套种。通过时间序列、空间配置、结构搭配,相继将林木与农作物进行套种,以提高土地利用效率、保护生物多样性,实现生态效益和经济效益同步发展。
疑难点5:样方法、标记重捕法、抽样检测法和取样器取样法的区别
(1)样方法主要用于研究种群密度,是在种群水平上研究生物,一般针对植物和活动能力不强、体型较小的动物。
(2)标志重捕法也用于研究种群密度,一般针对活动能力强、活动范围大、体型较大的动物。
(3)抽样检测法针对单独的细胞或微生物。
(4)取样器取样法用于调查物种丰富度,是在群落水平上研究物种数目,一般针对土壤中的小动物。
疑难点6:群落中生物的适应性
(1)生物对非生物环境的适应
群落类型受水分、温度等因素的影响很大;生活在这一地区的物种能够形成群落,是因为它们都能适应所处的非生物环境。
(2)生物对生物环境的适应
群落中不同种群之间通过复杂的种间关系相互依存、相互制约形成有机整体,从而维持种群之间的协调和平衡。
在不同的群落中,生物适应环境的方式不尽相同,每一种生物都有自己适宜的生存环境,所以说群落是一定时空条件下不同物种的天然群聚。
疑难点7:群落演替的方向及变化分析
实例
大多数自然群落
受污染或破坏的群落
方向
简单→复杂→稳定
复杂→简单→稳定
能量变化
增加并趋向于稳定
减少并趋向于稳定
物质变化
群落的结构:该考点主要内容包括群落的概念与物种组成、群落中生物的种间关系、群落的空间结构等;分清种群和群落的不同研究内容,加强数学模型的构建和分析,注重专有名词的内涵并进行对比归纳。
群落的演替:该考点主要包括初生演替和次生演替的概念,特点及区别。
【真题在再现】
一、单选题
1.(2024·贵州·高考真题)在公路边坡修复过程中,常选用“豆科-禾本科”植物进行搭配种植。下列叙述错误的是( )
A.边坡修复优先筛选本地植物是因为其适应性强
B.“豆科-禾本科”搭配种植可减少氮肥的施用
C.人类对边坡的修复加快了群落演替的速度
D.与豆科植物共生的根瘤菌属于分解者
【答案】D
【分析】1、群落演替是指随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程。
2、生态系统的成分包括生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量。
【详解】A、边坡修复优先筛选本地植物是因为其适应性强,同时避免外来物种带来了生态危害,A正确;
B、根瘤菌和豆科植物共生可以固氮生成氮肥,所以“豆科-禾本科”搭配种植可减少氮肥的施用,B正确;
C、人类活动可以改变群落演替的速度和方向,对边坡的修复加快了群落演替的速度,C正确;
D、根瘤菌利用豆科植物光合作用产生的营养物质,与豆科植物共生的根瘤菌属于消费者,D错误。
故选D。
2.(2024·江西·高考真题)实施退耕还林还草工程是我国践行生态文明思想的重要举措。下列关于某干旱地区退耕农田群落演替的叙述,错误的是( )
A.上述演替与沙丘上发生的演替不是同一种类型
B.可用样方法调查该退耕农田中植物的种群密度
C.可在该退耕农田引进优势物种改变演替的速度
D.上述退耕农田群落演替的最终阶段是森林阶段
【答案】D
【分析】群落会发生演替,随着时间的推移,生物群落中一些物种侵入,另一些物种消失,群落组成和环境向一定方向产生有顺序的发展变化,称为演替。演替可以分为初生演替和次生演替。
初生演替:是指在一个从来没有被植物覆盖的地面 或者原来存在过植被但被彻底消灭了的地方发生的演替。
次生演替:是指在原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保存甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。
【详解】A、退耕农田群落演替属于次生演替,沙丘上发生的演替为初生演替,A正确;
B、可用样方法调查该退耕农田中植物的种群密度,调查过程中注意随机取样,避免人为因素的干扰,B正确;
C、可在该退耕农田引进优势物种改变演替的速度,说明人类活动可以改变演替的速度,C正确;
D、上述退耕农田群落演替的最终阶段未必是森林阶段,因为还会受到当地温度、水分等条件的制约,D错误。
故选D。
3.(2024·浙江·高考真题)在自然界中,群落演替是普遍现象。下列现象不属于群落演替的是( )
A.裸岩上出现了地衣 B.草本群落中出现成片灌木
C.灌木群落中长出大量乔木 D.常绿阔叶林中樟树明显长高
【答案】D
【分析】1、群落演替:随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程。主要类型:初生演替和次生演替。
2、初生演替的一般过程是裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。
3、人类可以砍伐树木,填湖造地、捕杀动物,也可以封山育林、治理沙漠、管理草原,甚至可以建立人工群落。人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
【详解】A、裸岩上发生的演替属于初生演替,即裸岩上出现了地衣属于演替现象,不符合题意,A错误;
B、草本群落中出现成片灌木这属于演替过程,即处于优势地位的灌木逐渐把草本植物替代,不符合题意,B错误;
C、灌木群落中长出大量乔木,为群落演替过程,表现为乔木作为优势种取代灌木,不符合题意,C错误;
D、常绿阔叶林中樟树明显长高属于生长现象,不属于演替,符合题意,D正确。
故选D。
4.(2024·安徽·高考真题)物种的生态位研究对生物多样性保护具有重要意义。研究人员对我国某自然保护区白马鸡与血雉在三种植被类型中的分布和日活动节律进行了调查,结果见下表。下列叙述错误的是( )
白马鸡的分布占比(%)
血雉的分布占比(%)
旱季
雨季
旱季
雨季
针阔叶混交林
56.05
76.67
47.94
78.67
针叶林
40.13
17.78
42.06
9.17
灌丛
3.82
5.55
10.00
12.16
日活动节律
A.生境的复杂程度会明显影响白马鸡和血雉对栖息地的选择
B.两物种在三种植被类型中的分布差异体现了群落的垂直结构
C.季节交替影响两物种对植被类型的选择,降雨对血雉的影响更大
D.两物种在白天均出现活动高峰,但在日活动节律上存在生态位分化
【答案】B
【分析】生态位是指一个物种在群落中的地位和作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等。
【详解】A、从灌丛到针叶林,再到针阔叶混交林,生境越来越复杂,由表格数据可知,其白马鸡和血雉分布占比会发生改变,说明生境的复杂程度会明显影响白马鸡和血雉对栖息地的选择,A正确;
B、垂直结构是指群落在垂直方向上的分层现象,两物种在三种植被类型中的分布属于不同地域的分布,不在同一个生态系统,其分布差异不是群落的垂直结构,B错误;
C、由表格数据可知,季节交替(旱季和雨季)影响两物种对植被类型的选择,如旱季时,针阔叶混交林白马鸡的分布占比高,而血雉的分布占比更低。三种植被类型中,旱季与雨季血雉的分布占比差值大于白马鸡的分布占比差值,说明降雨对血雉的影响更大,C正确;
D、由图可知,两物种在8:00左右相对密度最大,说明两物种在白天均出现活动高峰,一天的时间内,其相对密度会很大的波动,说明在日活动节律上两物种存在生态位分化,D正确。
故选B。
5.(2024·广东·高考真题)为探究人类活动对鸟类食性及物种多样性的影响,研究者调查了某地的自然保护区、农田和城区3种生境中雀形目鸟类的物种数量(取样的方法和条件一致),结果见图。下列分析错误的是( )
A.自然保护区的植被群落类型多样,鸟类物种丰富度高
B.农田的鸟类比自然保护区鸟类的种间竞争更小
C.自然保护区鸟类比其他生境的鸟类有更宽的空间生态位
D.人类活动产生的空白生态位有利于杂食性鸟类迁入
【答案】B
【分析】生态位:
1、概念:一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置、占用资源的情况以及与其他物种的关系等。
2、研究内容:①动物:栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等;②植物:在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度以及与其他物种的关系等。
3、特点:群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位。
4、原因:群落中物种之间以及生物与环境间协同进化的结果。
5、意义:有利于不同生物充分利用环境资源。
【详解】A、由图可知,自然保护区的物种数量最大,其次是城区和农田,故说明自然保护区的植被群落类型多样,鸟类物种丰富度高,A正确;
B、据图仅可了解到农田和自然保护区的雀形目鸟类的物种数量,不知道农田和自然保护区可提供的资源及鸟类个体的数量等,故无法比较两生境中鸟类种间竞争的大小,B错误;
C、自然保护区鸟类物种数量明显高于农田和城区,鸟类物种丰富度高,推测原因为自然保护区的植被群落类型多样,群落的空间结构更加复杂,可为鸟类提供更多的栖息空间和食物条件,因此自然保护区鸟类比其他生境的鸟类有更宽的空间生态位,C正确;
D、农田和城市人类活动频繁,杂食性鸟类占比明显大于自然保护区,故说明人类活动产生的空白生态位有利于杂食性鸟类迁入,D正确。
故选B。
6.(2024·河北·高考真题)下列关于群落的叙述,正确的是( )
A.过度放牧会改变草原群落物种组成,但群落中占优势的物种不会改变
B.多种生物只要能各自适应某一空间的非生物环境,即可组成群落
C.森林群落中林下喜阴植物的种群密度与林冠层的郁闭度无关
D.在四季分明的温带地区,森林群落和草原群落的季节性变化明显
【答案】D
【分析】1、群落的季节性是指由于阳光、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。例如,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达到生命活动的高峰,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。
2、影响种群数量变化的因素可以概括为非生物因素(阳光、温度、水等)和生物因素(群内部生物因素和种群外部生物因素)两大类。
3、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。
【详解】A、过度放牧,牛、羊等牲畜会大量取食禾本科植物,有利于一二年生的低矮草本获得更多的光照等资源而成为占优势的植物,所以过度放牧会改变草原群落物种组成,也会改变优势的物种,A错误。
B、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,各自适应某一空间的非生物环境,但彼此没有一定的种间关系就不能构成群落,B错误;
C、林下植物的种群密度取决于林冠层郁闭度,但不一定是郁闭度越大,种群密度越小的,对于喜阴植物(惧怕强光)来说,在一定范围内(林冠层郁闭度较小,光照强度比较高的范围内),有可能林冠层郁闭度越大、光照强度越低,其种群密度反而越大,C错误;
D、在夏季,温带落叶阔叶林枝繁叶茂,而在冬季叶片全落,只剩光秃的枝干,所以在温带地区,草原和森林的外貌在春、夏、秋、冬有很大不同,森林群落和草原群落的季节性变化明显,D正确。
故选D。
7.(2024·吉林·高考真题)下列关于森林群落演替的叙述,正确的是( )
A.土壤的理化性质不会影响森林群落演替
B.植物种群数量的改变不会影响森林群落演替
C.森林由乔木林变为灌木林属于群落演替
D.砍伐树木对森林群落演替的影响总是负面的
【答案】C
【分析】人类对生物群落演替的影响远远超过其他某些自然因素,因为人类生产活动通常是有意识、有目的地进行的,可以对自然环境中的生态关系起着促进、抑制、改造和重建的作用。但人类的活动对群落的演替也不是只具有破坏性的,也可以是通过建立新的人工群落实现受损生态系统的恢复。
【详解】A、土壤的理化性质会影响森林群落演替,A错误;
B、植物种群数量的改变会影响森林群落演替,B错误;
C、群落演替是指随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程,森林由乔木林变为灌木林也属于群落演替,C正确;
D、人类活动往往会改变群落演替的方向,但不一定总是负面的,适度的砍伐对森林群落的演替是有意义的,D错误。
故选C。
8.(2024·全国·高考真题)采用稻田养蟹的生态农业模式既可提高水稻产量又可收获螃蟹。下列叙述错误的是( )
A.该模式中水稻属于第一营养级
B.该模式中水稻和螃蟹处于相同生态位
C.该模式可促进水稻对二氧化碳的吸收
D.该模式中碳循环在无机环境和生物间进行
【答案】B
【分析】稻田养蟹的模式中蟹能清除稻田杂草,吃掉部分害虫,其排泄物还能改善稻田土壤状况,促进水稻生长,提高水稻的品质;水稻则为蟹生长提供了丰富的天然饵料和良好的栖息环境。“稻蟹共生”为充分利用人工新建的农田生态系统。
【详解】A、在稻田养蟹的生态农业模式中,水稻属于生产者,属于第一营养级,A正确;
B、这个模式中,水稻和螃蟹处于不同的生态位,因为它们消耗不同的资源。水稻是水生植物,吸收水分和矿物质,而螃蟹是水生动物,以植物残渣和小型水生动物为食,B错误;
C、该模式下增加了稻田中的消费者,消费者能加快生态系统的物质循环,有利于水稻吸收二氧化碳,C正确;
D、碳循环在稻田生态系统中包括无机环境和生物两个部分。水稻通过光合作用将无机碳(二氧化碳)转化为有机物,螃蟹则通过呼吸作用将有机物中的碳以二氧化碳的形式释放回大气中,从而完成了碳在生态系统中的循环,D正确。
故选B。
二、多选题
9.(2024·江西·高考真题)“种豆南山下,草盛豆苗稀”描绘了诗人的田耕生活。下图是大豆和杂草R在某种养分生态位维度上的分布曲线。下列叙述错误的是( )
A.a越大,表明大豆个体间对该养分的竞争越激烈
B.b越小,表明大豆与杂草R对该养分的竞争越小
C.b的大小会随着环境的变化而变化,但a和d不会
D.当c为0时,表明大豆和杂草R的该养分生态位发生了分化
【答案】ABC
【分析】生态位是指群落中的某个物种在时间和空间上的位置及其与其他相关物种之间的功能关系,自然群落中,生态位有重叠的物种会发生生态位分化。
【详解】A、a越小,表明大豆个体间对该养分的竞争越激烈,A错误;
B、b越小,说明生态位重叠大,表明大豆与杂草R对该养分的竞争越大,B错误;
C、环境发生改变,大豆、杂草R生态位会发生改变,从而使得a、b、d都发生改变,C错误;
D、当c为0时,表明大豆和杂草R对该养分没有竞争,表明生态位发生了分化,D正确。
故选ABC。
三、非选择题
10.(2024·贵州·高考真题)贵州地势西高东低,地形复杂、地貌多样,孕育着森林、湿地、高山草甸等多种多样的生态系统。回答下列问题。
(1)若随海拔的升高,生态系统的类型发生相应改变,导致这种改变的非生物因素主要是 。在一个生态系统中,影响种群密度的直接因素有 。
(2)除了非生物环境外,不同生态系统的差别是群落的 不同(答出2点即可)。在不同的群落中,由于地形变化、土壤湿度的差异等,不同种群呈镶嵌分布,这属于群落的 结构。
(3)一般情况下,与非交错区相比,两种生态系统交错区物种之间的竞争 (选填“较强”或“较弱”),原因是 。
【答案】(1) 温度 出生率、死亡率、迁入率和迁出率
(2) 物种组成不同、种间关系、空间结构、季节性 水平
(3) 较强 在生态系统交错区不同物种之间的竞争不仅体现在对资源的争夺上,还体现在生态位和生存空间的竞争上
【分析】1、生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量,生产者、消费者和分解者。
2、在自然界,种群的数量变化受到阳光、温度、水等非 生物因素的影响。
3、种群密度是种群最基本的数量特征。种群的 其他数量特征是影响种群密度的重要因素,其中出生率和死 亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度,年龄结构影响出 生率和死亡率,性别比例影响出生率,进而影响种群密度。
【详解】(1)在自然界,种群的数量变化受到阳光、温度、水等非生物因素的影响;若随海拔的升高,生态系统的类型发生相应改变,导致这种改变的非生物因素主要是温度。种群密度是种群最基本的数量特征。种群的 其他数量特征是影响种群密度的重要因素,其中出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度,年龄结构影响出生率和死亡率,性别比例影响出生率,进而影响种群密度;在一个生态系统中,影响种群密度的直接因素有出生率、死亡率、迁入率和迁出率。
(2)要认识一个群落,首先要分析该群落的物种组成。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;不同群落的物种组成不同,种间关系、空间结构、季节性也有不同。群落的结构包括垂直结构和水平结构,在不同的群落中,由于地形变化、土壤湿度的差异等,不同种群呈镶嵌分布,这属于群落的水平结构。
(3)群落交错区是指两个或多个群落之间的过渡区域;在群落交错区,由于多个生物群落的共存和相互影响,物种之间的竞争尤为激烈。这种竞争不仅体现在对资源的争夺上,还体现在生态位和生存空间的竞争上。这种竞争对于群落交错区的物种组成和生态系统结构具有重要影响。可见一般情况下,与非交错区相比,两种生态系统交错区物种之间的竞争较强,原因是,在生态系统交错区不同物种之间的竞争不仅体现在对资源的争夺上,还体现在生态位和生存空间的竞争上。
11.(2024·浙江·高考真题)内蒙古草原是我国重要的天然牧场,在畜牧业生产中占有重要的地位。回答下列问题:
(1)调查发现某草原群落中贝加尔针茅生活力强、个体数量多和生物量 ,据此判定贝加尔针茅是该群落中占优势的物种,影响其他物种的生存和繁殖,对群落的 和功能起决定性的作用。
(2)为探究草原放牧强度和氮素施加量对草原群落的影响,进行了相应实验。
①思路:设置不同水平的氮素添加组,每个氮素水平都设置 处理,一段时间后对群落的物种丰富度、功能特征等指标进行检测。其中植物物种丰富度的调查常采用 法。
②结果:植物的物种丰富度结果如图所示。
③分析:结果表明,不同水平的氮素添加组之间植物的物种丰富度 。过度放牧会导致植物的物种丰富度 ,引起这种变化的原因是过度放牧使适口性好的植物先被家畜采食,使其与适口性 的植物竞争资源时容易处于劣势。
(3)秉承可持续发展理念,既要保护草场资源,又要肉、奶高产,保证牧民经济效益,根据逻辑斯谛增长(“S”形增长)原理,牧民应将家畜种群数量维持在 水平。
【答案】(1) 大 结构
(2) 不同程度的放牧强度 样方 基本相同 减小 差
(3)接近且不超过K值
【分析】1、物种丰富度是指群落中不同物种的总数。
2、优势种是指对群落的结构和内部环境的形成有明显决定作用的物种。优势种通常是群落中个体数量多,生活力较强的物种。
【详解】(1)优势种是指对群落的结构和内部环境的形成有明显决定作用的物种。贝加尔针茅作为优势种,应该具有生活力强、个体数量多和生物量大,对群落的结构和功能起决定性的作用。
(2)本实验的实验目的是探究草原放牧强度和氮素施加量对草原群落的影响,自变量是放牧强度和氮素施加量,检测指标是丰富度相对量。据图所示,设置不同水平的氮素添加组,每个氮素水平都设置不同程度的放牧强度处理。
植物物种丰富度的调查常采用样方法。
图示结果表明,不同水平的氮素添加组之间植物的物种丰富度基本相同。据图所示,高放牧强度下物种丰富度相对量远小于不放牧对照,说明过度放牧会导致植物的物种丰富度减小。由于过度放牧使适口性好的植物先被家畜采食,使其与适口性差的植物竞争资源时容易处于劣势。
(3)既要保护草场资源,又要肉、奶高产,肉、蛋、奶的高产不等于家畜数量的高产,应将家畜种群数量维持在接近且不超过K值水平。
12.(2024·甘肃·高考真题)生态位可以定量测度一个物种在群落中的地位或作用。生态位重叠指的是两个或两个以上物种在同一空间分享或竞争资源的情况。某研究小组调查了某山区部分野生哺乳动物的种群特征,并计算出它们之间的时间生态位重叠指数,如下表。
回答下列问题。
物种
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S1
1
S2
0.36
1
S3
0.40
0.02
1
S4
0.37
0.00
0.93
1
S5
0.73
0.39
0.38
0.36
1
S6
0.70
0.47
0.48
0.46
0.71
1
(1)物种的生态位包括该物种所处的空间位置、占用资源的情况以及 等。长时间调查生活在隐蔽、复杂环境中的猛兽数量,使用 (填工具)对动物干扰少。
(2)具有捕食关系的两个物种之间的时间生态位重叠指数一般相对较 (填“大”或“小”)。那么,物种S1的猎物有可能是物种 和物种 。
(3)物种S3和物种S4可能是同一属的动物,上表中支持此观点的证据是 。
(4)已知物种S2是夜行性动物,那么最有可能属于昼行性动物的是物种 和物种 ,判断依据是 。
【答案】(1) 与其他物种的关系 红外相机
(2) 大 S5 S6
(3)物种S3和物种S4重叠指数最大,说明这两种生物利用同一资源或共同占有某一资源因素(食物、营养成分、空间等)的可能性较大
(4) S3 S4 S2与S3、S4重叠指数最小,说明它们占用相同资源较少
【分析】生态位:一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置、占用资源的情况、以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位。生态位是生态学中的一个重要概念,指物种在生物群落或生态系统中的地位和角色。对于某一生物种群来说,其只能生活在一定环境条件范围内,并利用特定的资源,甚至只能在特殊时间里在该环境出现。这些因子的交叉情况描述了生态位。生态位主要是指在自然生态系统中的一个种群在时间、空间的位置及其与相关种群之间的功能关系。
【详解】(1)物种的生态位包括该物种所处的空间位置、占用资源的情况以及与其他物种的关系等。长时间调查生活在隐蔽、复杂环境中的猛兽数量,使用红外相机对动物干扰少;
(2)存在捕食关系的两个物种生态位有重叠,当两个物种利用同一资源或共同占有某一资源因素(食物、营养成分、空间等)时,就会出现生态位重叠现象。所以具有捕食关系的两个物种之间的时间生态位重叠指数一般相对较大;因此由表格可以看出,S1与S5、S6的重叠指数最大,因此物种S1的猎物有可能是物种S5和物种S6;
(3)由表格信息可知,物种S3和物种S4重叠指数最大,说明这两种生物利用同一资源或共同占有某一资源因素(食物、营养成分、空间等)的可能性较大,因此二者可能属于同一属的动物;
(4)由表格信息可知,S2与S3、S4重叠指数最小,说明它们占用相同资源较少,因此最有可能属于昼行性动物的是物种S3和物种S4。
13.(2024·安徽·高考真题)大气中二氧化碳浓度升高会导致全球气候变化。研究人员探究了390 μL·L(p1当前空气中的浓度)和1000 μL·L(p2)两个 CO2浓度下,盐生杜氏藻(甲)和米氏凯伦藻(乙)在单独培养及混合培养下的细胞密度变化,实验中确保养分充足,结果如图1。
回答下列问题。
(1)实验中发现,培养液的pH值会随着藻细胞密度的增加而升高,原因可能是 。(答出1点即可)。
(2)与单独培养相比,两种藻混合培养的结果说明 。推行绿色低碳生活更有利于减缓 填“甲”或“乙”)的种群增长。
(3)为进一步探究混合培养下两种藻生长出现差异的原因,研究人员利用培养过一种藻的过滤液去培养另一种藻,其他培养条件相同且适宜,结果如图2。综合图1和图2,分析混合培养引起甲、乙种群数量变化的原因分别是① ;② 。
(4)一定条件下,藻类等多种微型生物容易在近海水域短期内急剧增殖,引发赤潮,主要原因是 。
【答案】(1)藻细胞密度增加,光合作用强度增大吸收培养液中的 CO2增多,从而导致培养液的 pH 升高
(2) 混合培养时,两种藻类之间存在种间竞争,并且甲在竞争中处于劣势,最终两种藻类的K值都下降 乙
(3) 甲生长受到抑制主要是由于乙释放的抑制物所致 乙代谢产生的物质明显抑制甲的生长混合培养时资源、空间有限,导致乙的种群数量下降,乙的种群数量下降与甲代谢产生的物质无关
(4)受人类活动等的影响,近海水域中的 N、P 等矿质元素增多、CO2浓度较高,藻类大量增殖
【分析】分析题图:图1随着培养时间延长,盐生杜氏藻的细胞密度都增多,加了乙滤液(米氏凯伦藻)的实验组的细胞密度低于同等条件下的在盐生杜氏藻的细胞密度;图2随着培养时间延长,米氏凯伦藻的细胞密度都增多,且加了甲滤液(盐生杜氏藻)的实验组细胞密度与同等条件下的在米氏凯伦藻的细胞密度接近。
【详解】(1)由于藻类能进行光合作用,因此藻细胞密度增加,光合作用强度增大吸收培养液中的 CO2增多,从而导致培养液的 pH 升高。
(2)根据图示,图1随着培养时间延长,盐生杜氏藻的细胞密度都增多,加了乙滤液(米氏凯伦藻)的实验组的细胞密度低于同等条件下的在盐生杜氏藻的细胞密度;图2随着培养时间延长,米氏凯伦藻的细胞密度都增多,且加了甲滤液(盐生杜氏藻)的实验组细胞密度与同等条件下的在米氏凯伦藻的细胞密度接近,因此可知,加了滤液相当于两种藻类混合培养,而混合培养对藻类的密度有影响,因此两种藻类之间存在种间竞争,并且甲在竞争中处于劣势,最终两种藻类的K值都下降。推行绿色低碳生活使得大气中二氧化碳的浓度下降,而在低浓度的二氧化碳下,甲的生长受影响不大,乙的生长受影响较大,细胞密度更低,因此推行绿色低碳生活更有利于减缓乙种群的增长。
(3)根据图示,图1随着培养时间延长,甲的细胞密度增多,但加了乙滤液的实验组的细胞密度远远低于同等条件下的细胞密度,可能是乙代谢产生的物质明显抑制甲的生长;图2随着培养时间延长,乙细胞密度都增多,且加了甲滤液实验组细胞密度与同等条件下的乙的细胞密度差距不大,因此,乙的种群数量下降与甲代谢产生的物质无关,但随着培养时间的增长,混合培养时资源、空间有限,导致乙的种群数量下降。
(4)藻类的生长需要N、P 等矿质元素,此外还需要进行光合作用,因此,一定条件下,藻类等多种微型生物容易在近海水域短期内急剧增殖,引发赤潮,主要原因是受人类活动等的影响,近海水域中的 N、P 等矿质元素增多、CO2浓度较高,藻类大量增殖。
14.(2024·广东·高考真题)某湖泊曾处于重度富营养化状态,水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段,成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物(①金鱼藻、②黑藻、③苦草,答题时植物名称可用对应序号表示)在不同光照强度下光合速率及水质净化能力见图。
回答下列问题:
(1)湖水富营养化时,浮游藻类大量繁殖,水体透明度低,湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于 的有机物,最终衰退和消亡。
(2)生态恢复后,该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构,从湖底到水面依次是 ,其原因是 。
(3)为了达到湖水净化的目的,选择引种上述3种草本沉水植物的理由是 ,三者配合能实现综合治理效果。
(4)上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径(浓缩CO2形成高浓度C4后,再分解成CO2传递给C5)使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用,在水生植物群落中竞争力较强。根据图a设计一个简单的实验方案,验证黑藻的碳浓缩优势,完成下列表格。
实验设计方案
实验材料
对照组: 实验组:黑藻
实验条件
控制光照强度为 μmol·m-2·s-1
营养及环境条件相同且适宜,培养时间相同
控制条件
测量指标
(5)目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良,此外,大量沉水植物叶片凋落,需及时打捞,增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施 。
【答案】(1)呼吸作用消耗
(2) ③②① 最大光合速率对应光强度依次升高
(3)①(金鱼藻)除藻率高,②(黑藻)除氮率高,③(苦草)除磷高
(4) 金鱼藻 500 二氧化碳浓度较低且相同 氧气释放量
(5)合理引入浮水植物,减弱沉水植物的光照强度;合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物
【分析】图a分析,一定范围内光照强度增大,三种植物的光合速率加快,光照强度超过一定范围,三种植物的光合速率均减小。图b分析,金鱼藻、黑藻和苦草都能在一定程度上去除氮和磷、藻。
【详解】(1)由于湖底光照不足,导致原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于细胞呼吸消耗的有机物,生物量在减少,不足以维持生长,最终衰退和消亡。
(2)据图分析,最大光合速率对应光强度依次升高,因此生态恢复后,该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构,从湖底到水面依次是③②①。
(3)据图b分析,金鱼藻除藻率高,黑藻除氮率高,苦草除磷率高,三者配合能高效的去除氮、磷和藻,能实现综合治理效果。
(4)根据图a,在相同光照强度下,①金鱼藻与②黑藻的光合作用强度高度接近,尤其在光照强度为500时,两者光合作用强度完全相同,有利于控制无关变量一致,而③苦草的光照强度与②黑藻相差较大。根据题干“上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径”可知①、③均无C4途径,而除了上述3种草本沉水植物外的其他植物是否有C4途径不确定,所以不能从①、③外的其他植物为②选对照组。
验证黑藻的碳浓缩优势,因此控制条件为低二氧化碳浓度。因变量是光合速率的快慢,因此检测指标是单位时间释放氧气的量。
(5)目前的两个实际问题是湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良,大量沉水植物叶片凋落,需及时打捞,增加维护成本,因此可以合理引入浮水植物,减弱沉水植物的光照强度;合理引入以沉水植物凋落叶片为食物的生物。
15.(2024·山东·高考真题)研究群落时,不仅要调查群落的物种丰富度,还要比较不同群落的物种组成。β多样性是指某特定时间点,沿某一环境因素梯度,不同群落间物种组成的变化。它可用群落a和群落b的独有物种数之和与群落a、b各自的物种数之和的比值表示。
(1)群落甲中冷杉的数量很多,据此 (填“能”或“不能”)判断冷杉在该群落中是否占据优势。群落甲中冷杉在不同地段的种群密度不同,这体现了群落空间结构中的 。从协同进化的角度分析,冷杉在群落甲中能占据相对稳定生态位的原因是 。
(2)群落甲、乙的物种丰富度分别为70和80,两群落之间的β多样性为0.4,则两群落的共有物种数为 (填数字)。
(3)根据β多样性可以科学合理规划自然保护区以维系物种多样性。群落丙、丁的物种丰富度分别为56和98,若两群落之间的β多样性高,则应该在群落 (填“丙”“丁”或“丙和丁”)建立自然保护区,理由是 。
【答案】(1) 不能 水平结构 冷杉与其他物种在长期的自然选择过程中,相互适应、相互依存,形成了相对稳定的生态关系
(2)45
(3) 丙和丁 丙和丁特有的物种多,在群落丙和丁建立自然保护区,可以保护更多的物种,维系物种多样性
【分析】由题意可知,β多样性可用群落a和群落b的独有物种数之和与群落a、b各自的物种数之和的比值表示,则计算两群落共有物种数,可以使用以下公式:共有物种数=(群落甲物种数+群落乙物种数)×β多样性。
【详解】(1)判断冷杉是否占据优势,不能仅仅根据数量多少,还需要考虑其他因素,如冷杉在群落中的生态作用、与其他物种的关系等。群落空间结构包括水平结构和垂直结构,冷杉在不同地段的种群密度不同,体现了群落的水平结构。冷杉能在群落甲中占据相对稳定的生态位,是因为它与其他物种之间存在竞争和互利共生关系,通过协同进化,冷杉适应了群落的环境,与其他物种形成了相对稳定的生态关系。
(2)由题意可知,β多样性可用群落a和群落b的独有物种数之和与群落a、b各自的物种数之和的比值表示,则计算两群落共有物种数,可以使用以下公式:独有物种数之和=(群落甲物种数+群落乙物种数)×β多样性,将题目中的数据代入公式,得到:独有物种数之和=(70 + 80) ×0.4 = 60,因此,两群落共有物种数为[70 + 80-60]/2=45。
(3)β多样性高表示两群落之间的物种组成差异较大,丙和丁特有的物种多,在这种情况下,在群落丙和丁建立自然保护区可以保护更多的物种。这是因为自然保护区的建立可以保护物种的栖息地和生态环境,减少人类活动对物种的干扰和破坏,从而维系物种的多样性。在群落丙和丁建立自然保护区,可以将两个群落的物种都纳入保护范围,更好地保护生物多样性。
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第二章 群落及其演替
第1节 群落的结构
考点1:群落的概念与物种组成
1.概念:在相同时间内聚集在一定地域中 的集合,包括全部的 、 、 。
2.物种组成
(1)意义: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。
(2)衡量指标:物种 即一个群落中的物种数目。
(3)规律:不同群落物种丰富度不同,一般越靠近热带地区,单位面积内的物种越 。
(4)优势种:对群落产生 的一些物种。
①优势种具有高度的生态适应性,一般数量多、体积大或生产力高;
②通常占有竞争优势,并能通过竞争取得资源的优先占有地位;
③由于气候类型等的不同,不同群落的优势种往往不同;
④群落不同发展时期的优势种是不断变化的。
(5)特点:群落中的物种组成 固定不变的,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。
考点2:种间关系
1.原始合作(互惠):两种生物共同生活在一起时双方都 ,但是分开后各自也能 。
鳄鱼和牙签鸟
营养结构图
海葵和寄居蟹
2.互利共生:两种生物长期共同生活在一起, 。分开之后无法独立生活。
豆科植物与根瘤菌
藻类植物与真菌(地衣)
营养关系图
数量坐标图
特点:数量上呈现出“同生共死”的同步性变化。
3. 捕食:一种生物以另一种生物为食的现象。
蜥蜴捕食蝗虫
翠鸟捕食鱼
营养关系图
数量坐标图
【规律特征】
(1)由图可得,生物A为 先增加先减少;一般情况下数量峰值高;
(2)生物B为 后增加后减少;一般情况下数量峰值低;
4.种间竞争:
(1)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)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 的现象。
5.寄生
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。
【注意】对宿主有害,对寄生生物 ;如果分开,则寄生生物 独立生存,而宿主会生活得更好。
(1)体内寄生
(2)体表寄生
(3) 宿主的个体数有可能减少,有可能不变;一般情况下,宿主的个体数不会变为零。
考点3:群落的空间结构
1.垂直结构
(1)概念:是指群落在垂直方向上具有明显的 现象。它是群落中各植物间及植物与环境间相互关系的一种特殊形式。
①引起植物分层分布的主要原因是?
【答案】
②引起动物分层分布的主要原因是
【答案】
③群落的垂直结构出现分层现象的意义是什么?
【答案】 。
2.水平结构:水平方向上呈镶嵌分布
导致镶嵌分布的原因:地形的变化、土壤湿度和盐碱度、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同、人和动物的影响等因素。
3.群落结构的形成原因与意义
(1)形成原因:在长期 的基础上形成的对环境的适应。
(2)意义:利于群落整体对 的充分利用。
考点4:群落的季节性和生态位
1.群落的季节性
(1)概念:由于 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。
(2)原因:①植物的萌发、生长、开花、死亡等生命周期不同;②动物的季节性迁移、冬眠和夏眠等。
2.生态位
(1)概念:一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的 , ,以及
等。
(2)研究范畴
①动物: 等。
②植物: 等。
3.意义:有利于不同生物充分利用环境资源,是群落中物种之间及生物与环境间 的结果。
考点5:研究土壤中小动物类群的丰富度
1.土壤中常见小动物的种类、特点及功能
(1)种类: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;
(2)特点:身体微小,有较强的活动能力。
(3)功能: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:群落中的物种数;物种在群落中的相对数量。
3.调查方法:取样器取样法
4.统计物种相对数量的方法:
(1) :在一定面积的样地中,直接数出各种群的个体数目,这一般用于个体较大,种群数量有限的群落。
(2) :按预先确定的多度等级来估计单位面积上个体数量的多少。等级的划分和表示方法有:“非常多、多、较多、较少、少、很少”等等。
5.实验步骤
6.诱虫器和吸虫器:体型较小的用吸虫器采集
第二节 群落的类型
考点1:群落的主要类型
1.群落的分类依据
(1)群落外貌:群落的外部形态,是群落中生物与生物、生物与环境相互作用的综合反映。
(2)物种组成: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丰富度:群落中的物种数量。
②占优势的物种:不仅在群落中数量多,更重要的是对群落的影响大。
2.群落的分类
(1)荒漠生物群落
①分布:极度干旱区,年降水量稀少且分布不均匀。
②群落外貌:沙砾裸露,植被极度稀疏。
③物种组成: 。
④群落中植物形态结构或生理特征:肥厚的肉质茎;叶呈针状,不发达;气孔在夜晚才开放;植株矮小;根系发达。
⑤群落中动物形态结构或生理特征:表皮外有角质鳞片;蛋壳坚硬;每天到阳光充足的地方,让身体暖和起来,待天热时退到地下等阴凉处;大多数动物是夜行性的,白天炎热时不活动;以固态尿酸盐的形式排泄含氮废物。
(2)草原/森林生物群落
比较二者和荒漠生物群落在分布、群落外貌、物种组成、生物的形态结构和生理特征等方面的差异。
群落类型
分布
群落外貌
物种组成
干旱区
沙砾裸露,植被极度稀疏
物种少,群落结构非常简单
半干旱区
草本植物像地毯般铺向天边
动植物种类较少群落结构相对简单
湿润区
树木繁茂,树冠遮天蔽日
群落结构非常复杂且相对稳定。
群落类型
生物种类
形态结构或生理特征
共同特点
荒漠生物群落
植物
气孔在夜晚才开放、根系发达等
荒漠生物具有耐旱的特性
动物
蜥蜴和蛇的表皮外有角质鳞片等
草原生物群落
植物
旱生多年生草本植物占优势;叶片狭窄,表面有茸毛或蜡质层
草原生物具有一定的耐旱的特性
动物
大都能够挖洞或快速奔跑
森林生物群落
植物
有乔木、灌木、草本和藤本植物,垂直结构明显
森林生物具有适应湿润的特性
动物
树栖和攀缘动物特别多
第三节 群落的演替
考点1:群落演替的类型
1.演替的概念及类型
(1)概念:随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程。
【注意】演替并不是“取而代之”,是一些种群取代了另一些种群,是一种“优势取代”。
(2)类型: ,
2.群落演替的类型比较
类型
起点
从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方
原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方
过程
裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→乔木阶段
弃耕农田→一年生杂草→多年生杂草→灌木阶段→乔木阶段
时间
经历的时间比较长
经历的时间比较短
趋势
形成新群落
恢复原来的群落
实例
沙丘、火山岩、冰川泥地
火灾过后的草原、弃耕农田
相同点
①从结构简单的群落发展为结构复杂的群落
②群落中的物种数量和群落层次增多,土壤、光能得到充分的利用
3.演替的影响因素
(1)外部因素: 。
(2)内部因素: 。
4.演替的结果
(1)这些因素常常处于变化的过程中,适应变化的种群数量增长或得以维持,不适应的数量减少甚至被淘汰因此,群落就不断地演替。
(2)无论是初生演替还是次生演替,最终都会达到一个与群落所处环境 。
考点2:人类活动对群落演替的影响
1
2.人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的 和 进行。
①人类活动可以使群落演替的速度在原来的基础上加快或者减慢;
②人类活动往往会使演替偏离其自然演替的方向,有时也会和自然演替的方向一致;
③人类活动不一定同时改变速度和方向;
疑难点1:群落
1.关键词:相同时间、一定地域、各种生物种群的集合。
2.群落具有一定的地域范围,可大可小。
3.群落不是一定空间内各种生物的简单集合,而是通过相互之间的各种联系建立起来的有机整体。如农贸市场上有新鲜的白菜、活的鸡、鱼以及附着在上面的细菌、真菌等生物,但它们不能构成群落。
疑难点2:群落物种组成中的优势种和常见种
1.优势种:在群落中,有些物种不仅数量很多,它们对群落中其他物种的影响也很大,往往占据优势。若把优势种去除,必然会导致群落的结构和内部环境发生变化。
2.常见种:在群落中,有些物种比较常见,但对其他物种的影响不大,它们不占优势。也叫伴生种。
疑难点3:种群关系的多角度判断
1.种间竞争与捕食
种间竞争是因争夺资源、空间等生活条件而发生的斗争;捕食则是一种生物以另一种生物为食,目的是获得食物以维持自身生存。
2.捕食与寄生
捕食是获取对方正常组织,造成器官、组织结构不完整,导致对方死亡;寄生是生活在一起的生物,一方获利并对另一方造成损害,但一般并不把对方杀死。
3.互利共生与原始合作(互惠)
原始合作的两种个体分开后各自能独立生活;互利共生的两种个体分开后至少对一方不利。
疑难点4:生态位与种间竞争
1.生态位重叠
生态位重叠是描述一个物种生态位以及物种间关系的重要指标之一,可以理解为两个物种在生态位上相似性的量度。
2.竞争排斥原理
生态位相似的两种生物不能在同一地方永久共存。如果它们能够在同一地方生活,那么,其生态位相似性必定是有限的,它们肯定在食性、栖息地或活动时间等某些方面有所不同,这就是竞争排斥原理。物种之间的生态位越接近,相互之间的种间竞争就越剧烈。具有相似生态位的两物种分布在同一区域,会由种间竞争而逐渐导致其生态位的分离。
3.生态位分化
(1)概念: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。
(2)分化方式
①划分分布区域和活动范围。
②错开活动时间。
③改变食物的种类,形成不同的食性。
(3)意义:提高不同生物利用环境资源的能力。
4.生态位理论的应用
指导农林业生产、推行混交套种。通过时间序列、空间配置、结构搭配,相继将林木与农作物进行套种,以提高土地利用效率、保护生物多样性,实现生态效益和经济效益同步发展。
疑难点5:样方法、标记重捕法、抽样检测法和取样器取样法的区别
(1)样方法主要用于研究种群密度,是在种群水平上研究生物,一般针对植物和活动能力不强、体型较小的动物。
(2)标志重捕法也用于研究种群密度,一般针对活动能力强、活动范围大、体型较大的动物。
(3)抽样检测法针对单独的细胞或微生物。
(4)取样器取样法用于调查物种丰富度,是在群落水平上研究物种数目,一般针对土壤中的小动物。
疑难点6:群落中生物的适应性
(1)生物对非生物环境的适应
群落类型受水分、温度等因素的影响很大;生活在这一地区的物种能够形成群落,是因为它们都能适应所处的非生物环境。
(2)生物对生物环境的适应
群落中不同种群之间通过复杂的种间关系相互依存、相互制约形成有机整体,从而维持种群之间的协调和平衡。
在不同的群落中,生物适应环境的方式不尽相同,每一种生物都有自己适宜的生存环境,所以说群落是一定时空条件下不同物种的天然群聚。
疑难点7:群落演替的方向及变化分析
实例
大多数自然群落
受污染或破坏的群落
方向
简单→复杂→稳定
复杂→简单→稳定
能量变化
增加并趋向于稳定
减少并趋向于稳定
物质变化
群落的结构:该考点主要内容包括群落的概念与物种组成、群落中生物的种间关系、群落的空间结构等;分清种群和群落的不同研究内容,加强数学模型的构建和分析,注重专有名词的内涵并进行对比归纳。
群落的演替:该考点主要包括初生演替和次生演替的概念,特点及区别。
【真题在再现】
一、单选题
1.(2024·贵州·高考真题)在公路边坡修复过程中,常选用“豆科-禾本科”植物进行搭配种植。下列叙述错误的是( )
A.边坡修复优先筛选本地植物是因为其适应性强
B.“豆科-禾本科”搭配种植可减少氮肥的施用
C.人类对边坡的修复加快了群落演替的速度
D.与豆科植物共生的根瘤菌属于分解者
2.(2024·江西·高考真题)实施退耕还林还草工程是我国践行生态文明思想的重要举措。下列关于某干旱地区退耕农田群落演替的叙述,错误的是( )
A.上述演替与沙丘上发生的演替不是同一种类型
B.可用样方法调查该退耕农田中植物的种群密度
C.可在该退耕农田引进优势物种改变演替的速度
D.上述退耕农田群落演替的最终阶段是森林阶段
3.(2024·浙江·高考真题)在自然界中,群落演替是普遍现象。下列现象不属于群落演替的是( )
A.裸岩上出现了地衣 B.草本群落中出现成片灌木
C.灌木群落中长出大量乔木 D.常绿阔叶林中樟树明显长高
4.(2024·安徽·高考真题)物种的生态位研究对生物多样性保护具有重要意义。研究人员对我国某自然保护区白马鸡与血雉在三种植被类型中的分布和日活动节律进行了调查,结果见下表。下列叙述错误的是( )
白马鸡的分布占比(%)
血雉的分布占比(%)
旱季
雨季
旱季
雨季
针阔叶混交林
56.05
76.67
47.94
78.67
针叶林
40.13
17.78
42.06
9.17
灌丛
3.82
5.55
10.00
12.16
日活动节律
A.生境的复杂程度会明显影响白马鸡和血雉对栖息地的选择
B.两物种在三种植被类型中的分布差异体现了群落的垂直结构
C.季节交替影响两物种对植被类型的选择,降雨对血雉的影响更大
D.两物种在白天均出现活动高峰,但在日活动节律上存在生态位分化
5.(2024·广东·高考真题)为探究人类活动对鸟类食性及物种多样性的影响,研究者调查了某地的自然保护区、农田和城区3种生境中雀形目鸟类的物种数量(取样的方法和条件一致),结果见图。下列分析错误的是( )
A.自然保护区的植被群落类型多样,鸟类物种丰富度高
B.农田的鸟类比自然保护区鸟类的种间竞争更小
C.自然保护区鸟类比其他生境的鸟类有更宽的空间生态位
D.人类活动产生的空白生态位有利于杂食性鸟类迁入
6.(2024·河北·高考真题)下列关于群落的叙述,正确的是( )
A.过度放牧会改变草原群落物种组成,但群落中占优势的物种不会改变
B.多种生物只要能各自适应某一空间的非生物环境,即可组成群落
C.森林群落中林下喜阴植物的种群密度与林冠层的郁闭度无关
D.在四季分明的温带地区,森林群落和草原群落的季节性变化明显
7.(2024·吉林·高考真题)下列关于森林群落演替的叙述,正确的是( )
A.土壤的理化性质不会影响森林群落演替
B.植物种群数量的改变不会影响森林群落演替
C.森林由乔木林变为灌木林属于群落演替
D.砍伐树木对森林群落演替的影响总是负面的
8.(2024·全国·高考真题)采用稻田养蟹的生态农业模式既可提高水稻产量又可收获螃蟹。下列叙述错误的是( )
A.该模式中水稻属于第一营养级
B.该模式中水稻和螃蟹处于相同生态位
C.该模式可促进水稻对二氧化碳的吸收
D.该模式中碳循环在无机环境和生物间进行
二、多选题
9.(2024·江西·高考真题)“种豆南山下,草盛豆苗稀”描绘了诗人的田耕生活。下图是大豆和杂草R在某种养分生态位维度上的分布曲线。下列叙述错误的是( )
A.a越大,表明大豆个体间对该养分的竞争越激烈
B.b越小,表明大豆与杂草R对该养分的竞争越小
C.b的大小会随着环境的变化而变化,但a和d不会
D.当c为0时,表明大豆和杂草R的该养分生态位发生了分化
三、非选择题
10.(2024·贵州·高考真题)贵州地势西高东低,地形复杂、地貌多样,孕育着森林、湿地、高山草甸等多种多样的生态系统。回答下列问题。
(1)若随海拔的升高,生态系统的类型发生相应改变,导致这种改变的非生物因素主要是 。在一个生态系统中,影响种群密度的直接因素有 。
(2)除了非生物环境外,不同生态系统的差别是群落的 不同(答出2点即可)。在不同的群落中,由于地形变化、土壤湿度的差异等,不同种群呈镶嵌分布,这属于群落的 结构。
(3)一般情况下,与非交错区相比,两种生态系统交错区物种之间的竞争 (选填“较强”或“较弱”),原因是 。
11.(2024·浙江·高考真题)内蒙古草原是我国重要的天然牧场,在畜牧业生产中占有重要的地位。回答下列问题:
(1)调查发现某草原群落中贝加尔针茅生活力强、个体数量多和生物量 ,据此判定贝加尔针茅是该群落中占优势的物种,影响其他物种的生存和繁殖,对群落的 和功能起决定性的作用。
(2)为探究草原放牧强度和氮素施加量对草原群落的影响,进行了相应实验。
①思路:设置不同水平的氮素添加组,每个氮素水平都设置 处理,一段时间后对群落的物种丰富度、功能特征等指标进行检测。其中植物物种丰富度的调查常采用 法。
②结果:植物的物种丰富度结果如图所示。
③分析:结果表明,不同水平的氮素添加组之间植物的物种丰富度 。过度放牧会导致植物的物种丰富度 ,引起这种变化的原因是过度放牧使适口性好的植物先被家畜采食,使其与适口性 的植物竞争资源时容易处于劣势。
(3)秉承可持续发展理念,既要保护草场资源,又要肉、奶高产,保证牧民经济效益,根据逻辑斯谛增长(“S”形增长)原理,牧民应将家畜种群数量维持在 水平。
12.(2024·甘肃·高考真题)生态位可以定量测度一个物种在群落中的地位或作用。生态位重叠指的是两个或两个以上物种在同一空间分享或竞争资源的情况。某研究小组调查了某山区部分野生哺乳动物的种群特征,并计算出它们之间的时间生态位重叠指数,如下表。
回答下列问题。
物种
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S1
1
S2
0.36
1
S3
0.40
0.02
1
S4
0.37
0.00
0.93
1
S5
0.73
0.39
0.38
0.36
1
S6
0.70
0.47
0.48
0.46
0.71
1
(1)物种的生态位包括该物种所处的空间位置、占用资源的情况以及 等。长时间调查生活在隐蔽、复杂环境中的猛兽数量,使用 (填工具)对动物干扰少。
(2)具有捕食关系的两个物种之间的时间生态位重叠指数一般相对较 (填“大”或“小”)。那么,物种S1的猎物有可能是物种 和物种 。
(3)物种S3和物种S4可能是同一属的动物,上表中支持此观点的证据是 。
(4)已知物种S2是夜行性动物,那么最有可能属于昼行性动物的是物种 和物种 ,判断依据是 。
13.(2024·安徽·高考真题)大气中二氧化碳浓度升高会导致全球气候变化。研究人员探究了390 μL·L(p1当前空气中的浓度)和1000 μL·L(p2)两个 CO2浓度下,盐生杜氏藻(甲)和米氏凯伦藻(乙)在单独培养及混合培养下的细胞密度变化,实验中确保养分充足,结果如图1。
回答下列问题。
(1)实验中发现,培养液的pH值会随着藻细胞密度的增加而升高,原因可能是 。(答出1点即可)。
(2)与单独培养相比,两种藻混合培养的结果说明 。推行绿色低碳生活更有利于减缓 填“甲”或“乙”)的种群增长。
(3)为进一步探究混合培养下两种藻生长出现差异的原因,研究人员利用培养过一种藻的过滤液去培养另一种藻,其他培养条件相同且适宜,结果如图2。综合图1和图2,分析混合培养引起甲、乙种群数量变化的原因分别是① ;② 。
(4)一定条件下,藻类等多种微型生物容易在近海水域短期内急剧增殖,引发赤潮,主要原因是 。
14.(2024·广东·高考真题)某湖泊曾处于重度富营养化状态,水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段,成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物(①金鱼藻、②黑藻、③苦草,答题时植物名称可用对应序号表示)在不同光照强度下光合速率及水质净化能力见图。
回答下列问题:
(1)湖水富营养化时,浮游藻类大量繁殖,水体透明度低,湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于 的有机物,最终衰退和消亡。
(2)生态恢复后,该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构,从湖底到水面依次是 ,其原因是 。
(3)为了达到湖水净化的目的,选择引种上述3种草本沉水植物的理由是 ,三者配合能实现综合治理效果。
(4)上述3种草本沉水植物中只有黑藻具有C4光合作用途径(浓缩CO2形成高浓度C4后,再分解成CO2传递给C5)使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用,在水生植物群落中竞争力较强。根据图a设计一个简单的实验方案,验证黑藻的碳浓缩优势,完成下列表格。
实验设计方案
实验材料
对照组: 实验组:黑藻
实验条件
控制光照强度为 μmol·m-2·s-1
营养及环境条件相同且适宜,培养时间相同
控制条件
测量指标
(5)目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良,此外,大量沉水植物叶片凋落,需及时打捞,增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施 。
15.(2024·山东·高考真题)研究群落时,不仅要调查群落的物种丰富度,还要比较不同群落的物种组成。β多样性是指某特定时间点,沿某一环境因素梯度,不同群落间物种组成的变化。它可用群落a和群落b的独有物种数之和与群落a、b各自的物种数之和的比值表示。
(1)群落甲中冷杉的数量很多,据此 (填“能”或“不能”)判断冷杉在该群落中是否占据优势。群落甲中冷杉在不同地段的种群密度不同,这体现了群落空间结构中的 。从协同进化的角度分析,冷杉在群落甲中能占据相对稳定生态位的原因是 。
(2)群落甲、乙的物种丰富度分别为70和80,两群落之间的β多样性为0.4,则两群落的共有物种数为 (填数字)。
(3)根据β多样性可以科学合理规划自然保护区以维系物种多样性。群落丙、丁的物种丰富度分别为56和98,若两群落之间的β多样性高,则应该在群落 (填“丙”“丁”或“丙和丁”)建立自然保护区,理由是 。
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