内容正文:
第2章 群落及其演替
群落及其演替
从内部结构看群落
从生物的适应性看群落
从动态变化看群落
第一节:群落的结构
第二节:群落的主要类型
第三节:群落的演替
物种组成
空间结构
季节性
生态位
物种丰富度、种间关系
垂直结构、水平结构
演替的类型
人类活动对演替的影响
初生演替、次生演替
影响演替的方向和速度
退耕还林、还草、还湖
荒漠生物群落
草原生物群落
森林生物群落
生物对环境的适应性特征
始终处于动态变化中
第2章 群落及其演替
第1节 群落的结构
2
教学目标
01
02
03
通过分析种间关系的模式图,培养运用逻辑思维解决问题的能力。
(科学思维)
从结构与功能及进化与适应的角度分析群落的空间结构。(生命观念)
通过“土壤中小动物类群丰富度的研究”的实验,掌握科学研究计划的制订与实施能力。(社会责任)
3
【问题探讨】稻田中生活着多种底栖动物。在稻田中饲养中华绒螯蟹(俗称“河蟹”),由于河蟹喜食底栖动物和杂草,底栖动物和杂草都会减少。同时,河蟹的爬行能起到松动田泥的作用,因而有利于水稻的生长。
1、河蟹与底栖动物(如螺类)的关系是怎样的?
河蟹捕食底栖动物,它们之间存在捕食关系;河蟹和某些底栖动物可能还会捕食水中的浮游生物,因此它们可能还包括种间竞争。
2、提高河蟹的种群密度,稻田中其他动物种群会怎样的变化?
稻田养殖中华绒螯蟹(视频)
河蟹的种群密度增大,会使很多生物种群的数量发生变化。河蟹会吃掉更多的底栖动物和杂草,导致底栖动物等的数量减少;河蟹的爬行活动对田泥有松动作用,可以改善田泥的土壤肥力而有利于水稻的生长,可能会引起以水稻为食物的其他动物的数量增加。
探究:从生命系统的结构层次上来分析,像这样在相同时间聚集在一定地域中各种生物的集合称为什么?
一、群落
探究:请自主学习课本P22-23页,小组合作完成以下问题。
1.什么是群落?某池塘里的全部的动物和植物是一个群落吗?
2.种群研究的核心问题具体包括哪些内容?在群落水平上研究哪些问题?与在种群水平上研究的问题有什么不同?
3.研究群落的物种组成有什么意义?
4.什么是物种丰富度?我国从北方到南方群落的物种丰富度是怎样变化的?
5.什么是优势种?群落的物种组成是固定不变的吗?请举例说明。
6.草原放牧过程中,我们要如何维持草原稳定实现可持续发展?
(1)概念:在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合,叫生物群落,简称群落。
随着时间的迁移,群落内种群的种类和数量会发生改变。
群落有一定的分布范围
包括这个地域内的各种植物、动物和微生物
群落不是生物的简单随机聚集,而是通过生物之间的相互影响、相互制约而形成的有机整体
一、群落
以下描述是否属于生物群落:
1.一个池塘里的全部的鱼 ( )
2.一片草原上的全部植食性动物( )
3.一片森林里的全部生物 ( )
4.被污染的培养基上长出的各种菌落。
5.菜市场的鸡鸭鱼蘑菇等所有生物。
×
√
×
√
×
探究:种群研究的核心问题具体包括哪些内容?在群落水平上研究哪些问题?与在种群水平上研究的问题有什么不同呢?
视角决定问题——以群落和种群研究为例
其他特征
最基本特征
数量特征
年龄结构
性别比例
出生率
死亡率
迁入率
迁出率
影响
直接 影响
研究种群的核心问题
种群的数量特征及其变化规律
种群密度
“J”形增长
“S”形增长
波动
下降
数量
变化
生物因素
非生物因素
影响因素
一、群落
8
研究群落的核心问题
种群的相互关系及其发展
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?
群落具有怎样的时空结构?
群落的演替情况是怎样的?
边缘效应
丰富度
优势种
生态位
种间关系
空间结构
群落演替
视角决定问题——以群落和种群研究为例
一、群落
研究种群是研究群落的基础。
9
是_____________的重要特征,也是决定_________最重要的因素。
区别不同群落
群落性质
新疆北部针叶林
福建武夷山常绿阔叶林
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、木荷、狗脊、芒萁
1.研究物种组成的意义:
二、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。
10
丰富度
物种数目
________,即群落中__________的多少。
常绿针叶林
苔原
热带雨林
常绿阔叶林
落叶阔叶林
2.衡量指标:
物种丰富度
低
高
物种丰富度与物种的种类数目有关,与生物个体数量无关。
探究: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,那么在同一个群落中的各物种的个体数都一样吗?
二、群落的物种组成
11
1
2
3
1
2
3
木荷
米槠
甜槠
优势种和常见种
(1)优势种:
3.特点:
在群落中,有些物种不仅 ,它们对群落中其他物种的 ,往往 。
数量很多
影响也很大
占据优势
武夷山常绿阔叶林
二、群落的物种组成
1
2
1
2
狗脊
芒萁
优势种和常见种
(2)常见种:
3.特点:
武夷山常绿阔叶林
1
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
二、群落的物种组成
群落中的物种组成不是固定不变的。
3.特点:
二、群落的物种组成
一般来说,环境条件愈优越,群落发育的时间愈长,生物种的数目愈多,群落的结构也愈复杂。
①随纬度的增加,物种丰富度逐渐降低;
②随海拔的升高,物种丰富度逐渐降低;
③随水深的增加,物种丰富度逐渐降低。
物种组成的规律:
物种丰富度的变化规律:
优势种的变化:
竞争优势,群落演替过程中发生优势替代
正常放牧时
放牧强度加大时
过度放牧时
群落中的物种组成不是固定不变的。
3.特点:
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。
探究:给畜牧业生产有什么启示?
控制放牧强度对于维持草原群落稳定、实现可持续发展非常重要。
羊草
糙隐子草
碱蓬
二、群落的物种组成
探究:请自主学习课本P24页,小组合作完成以下问题。
1.群落中生物之间的关系有哪些?请列举说明。
2.各种间关系的概念、特点、实例、随着时间改变各种间关系对应的数量变化曲线图、营养关系图是怎样的?
种间关系
1.原始合作(互惠)
2.互利共生
3.种间竞争
5.寄生
4.捕食
三 、种间关系
两种生物共同生活在一起时,双方都受益,但分开后,各自也能独立生活。
1.原始合作(互惠):
——这种关系没有发展到“相互依存”
海葵和寄居蟹
(1)概念:
(2)特点:
(3)实例:
双方都受益,分开也能独立生活
三 、种间关系
鳄鱼与牙签鸟
营养关系图
数量坐标图
时间
个体数
0
A
A
B
B
生物A
生物B
1.原始合作(互惠):
三 、种间关系
(4)数量坐标图和营养关系图:
18
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
相互依存,彼此有利,如果彼此分开,那么一般双方或者一方不能独立生存。数量上同时增加、同时减少,“同生共死”的同步性变化,
(2)特点:
(3)实例:
②豆科植物和根瘤菌
①地衣(藻类与真菌共生体)
探究:大家是否知道互利共生的生物如何体现互利关系的呢?
三 、种间关系
2.互利共生:
(3)实例:
②豆科植物和根瘤菌
①地衣(藻类与真菌共生体)
藻类
光合作用
给真菌提供有机物
真菌
吸收水和无机盐
供给藻类
豆科植物为根瘤菌提供 ;
根瘤菌为豆科植物提供 。
有机养料
含N养料
探究:仿照原始合作的数量坐标图和营养关系图,请大家绘制出互利共生的数量坐标图和营养关系图。
三 、种间关系
(4)数量坐标图和营养关系图:
2.互利共生:
数量坐标图
时间
个体数
0
生物A
生物B
A
B
营养关系图
★数量上呈现出“同生共死”的同步性变化
三 、种间关系
合作是必须的(即:活着时两者在自然状态下不会分开)
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3.种间竞争:
(1)概念:
(2)特点:
(3)实例:
_____或________生物共同利用______的_________和_____而产生的__________的现象。
两种
更多种
同样
有限资源
空间
相互排斥
①生存能力不同,一方占优势,另一方处于劣势甚至灭亡即呈现“你死我活”的变化。
②能力相当,“势均力敌”相互抑制,呈现“此消彼长”的同步性变化。
同一草原上生活的非洲狮和斑鬣狗
三 、种间关系
(4)数量坐标图和营养关系图:
3.种间竞争:
数量坐标图
时间
个体数
0
生物A
生物B
数量坐标图
时间
个体数
0
A、B生存能力不同
生物A
生物B
“你死我活”型
“势均力敌”型
A、B生存能力相当
A
B
C
营养关系图
三 、种间关系
(5)特点:
生活环境、生活习性越相近的物种间斗争越激烈;
注意: 竞争激烈程度取决于空间, 食物重叠的范围。
23
4.捕食:
(1)概念:
(2)特点:
(3)实例:
_______________________的现象。
一种生物以另一种生物为食
先增加者先减少(是被捕食者),后增加者后减少(是捕食者)的不同步性变化;且捕食者数量高峰变动滞后于被捕食者。
翠鸟捕鱼、蜥蜴吃蝗虫、牛吃草
三 、种间关系
数量坐标图
时间
个体数
0
被捕食者A
捕食者B
A
B
营养关系图
数量峰值高
低
(4)数量坐标图和营养关系图:
4.捕食:
三 、种间关系
被捕食者:
捕食者:
数量多者
数量少者
或先增先减者。
或后增后减者。
1.《诗经•小雅•小宛》写道:“螟蛉有子,蜾蠃负之。”古人以为蜾蠃不产子,因此捕捉“螟蛉” 当作“义子”来养育。南北朝时期,医学家陶弘景发现,蜾蠃把螟蛉衔回窝中,用尾上的毒针刺入螟蛉体内,并在其身上产卵。所以, 他认为螟蛉不是“义子”,而是蜾蠃幼虫的食物。这两种生物存在怎样的种间关系?
4.捕食:
捕食
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。
★捕食不只是动物之间肉食,动物以草为食植食,和拟寄生(如寄生蜂)。
★捕食不包括一种生物以非生物为食。
(即不包括分解者及绿色植物从土壤吸取营养)
三 、种间关系
二、拓展应用P29
【思考】大鲈鱼以小鲈鱼为食,是不是捕食关系?螳螂:母吃公是捕食关系吗?为什么?
白蛾周氏啮小蜂是美国白蛾的寄生性天敌昆虫(寄生在白蛾蛹内),将人工繁育的白蛾周氏啮小蜂释放到林间,对美国白蛾等食叶害虫起到了良好的控制作用。
螟蛉
蜾蠃
二、拓展应用P29
3. 捕食者在猎杀猎物时,场面比较血腥,这往往会让人认为捕食者很残忍。有的地方曾经为了保护某些食草动物而人为消灭捕食者,但结果却事与愿违。请从群落中物种之间的相互关系, 以及这种关系是如何形成的等角度,分析群落中存在捕食者的生态意义。
【提示】捕食者往往捕食个体数量多的物种,这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面,为其他物种的生存腾出空间,因此,捕食者有利于保持群落内物种的丰富度,并使多个生物种群的数量维持在一定范围内。
同时,捕食者吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体,客观上起到促进被捕食者种群发展的作用;捕食者与被捕食者还表现出协同进化。
5.寄生:
(1)概念:
(2)特点:
(3)实例:
一种生物从另一种生物(宿主)的_____、_____或____________中_________并通常对宿主 的现象。
体液
组织
已消化的物质
获取营养
产生危害
寄主受害,寄生者受益,分开对寄生者不利。
蚊子与人、噬菌体和细菌、马蛔虫和马
三 、种间关系
(4)数量坐标图和营养关系图:
5.寄生:
数量坐标图
时间
个体数
0
寄生生物B
宿主(寄主)A
体内寄生
数量坐标图
时间
个体数
0
寄生生物B
宿主(寄主)A
体表寄生
B
A
A
B
营养关系图
营养关系图
三 、种间关系
(注意: 体内寄生真核生物细胞内没线粒体)
*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;
【思考】寄生与捕食的主要区别是什么?
致病
致死、致伤、致残
蝉吸食树的汁液,蝗虫啃食植物叶片都属于捕食关系( )
×
判断下列曲线或者能量图反应的种间关系:
时间
数量
0
0
时间
数量
时间
数量
0
捕食
竞争
互利共生或原始合作
0
时间
数量
竞争
实战训练
种间竞争
(体表)寄生
捕食
(体内)寄生
互利共生
原始合作
31
资料1: 红尾鸲和鹟都捕食飞虫,也常常从树叶及树冠末梢上啄食昆虫。在两种鸟共同生活的地区,红尾鸲喜欢在疏林和缓坡处活动,而鹟更喜欢选择密林和陡坡。如果只有一种鸟存在,那么无论红尾鸲还是鹟,它们觅食的范围都比共存时更大。
1:红尾鸲和鹟的种间竞争对两个种群的分布有什么影响?这样的竞争有什么好处?
红尾鸲和鹟的食性比较相似,种间竞争导致两个种群的分布范围缩小,甚至错开。以尽量减少竞争,增加对资源的利用率。
三 、种间关系
分析种间关系对群落的影响
思考.讨论
资料2:某地海边潮间带分布着海星、藤壶、贻贝、帽贝、石鳖等动物,海星可以捕食该群落中的其他四种动物,其它四种动物之间无捕食关系。在一个16m2的实验样地中,人为去除该样地的所有海星,几个月后,藤壶在该地实验样地中占据优势,数量最多;再过一段时间,贻贝成为最终占优势的物种。
分析种间关系对群落的影响
思考.讨论
2:资料2说明捕食、种间竞争在群落中是怎样相互联系的?
开始几种动物间存在捕食关系;但在人为去除捕食者海星之后,藤壶、始贝、帽贝和石鳖之间主要是种间竞争。且占优势的物种随时间推移而发生变化。由此可见,捕食会影响自然群落中不同物种之间种间竞争的强弱,进而调节物种的种群密度。
三 、种间关系
分析种间关系对群落的影响
思考.讨论
3:除了种间关系,还有哪些影响群落的因素呢?
三 、种间关系
自然因素
人为因素
生物因素
非生物因素
种间关系
种内竞争
光照、温度、水、无机盐
四、群落的空间结构
探究:请同学们自主阅读教材P25-26,小组合作思考讨论完成问题。
1.群落的空间结构形成原因?有哪些类型?
2.植物分层现象的主要原因?
3.在陆生群落中决定植物地上分层、地下分层现象的因素分别是?4.在水生群落中决定植物分层现象的因素?
5.决定水生动物的分层因素?植物垂直分层的意义?
6.动物具有垂直分层现象的主要原因?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?
7.影响群落水平方向分布的因素有哪些?
在群落中,各个 分别占据了不同的空间,使群落形成一定的空间结构。
生物种群
四、群落的空间结构
1.形成原因:
2.类型:
群落的空间结构包括__________和_________。
垂直结构
水平结构
探究:在垂直方向上,大多数群落都具有明显分层现象,分层的主要原因是什么呢?
四、群落的空间结构
3.垂直结构:
乔木层
灌木层
草本层
(1)植物分层现象的原因:
植物的分层与______________________有关:不同植物适于在不同的光照强度下生长。
对光的利用(即光照强度)
高山草甸
针叶林
落叶阔叶林
常绿阔叶林
热带雨林
海拔
高
低
温度
低
高
高山
①决定植物地上分层的环境因素: 。
光照、温度等
②决定植物地下分层的环境因素: 。
水分、无机盐等
陆生植物群落
四、群落的空间结构
3.垂直结构:
水生植物群落
挺水层植物菰(茭白)
浮水层植物凤眼莲
沉水层植物水车前
挺水层
浮水层
沉水层
除光照外,植物的垂直分布也与光的波长(光质)有关。
(2)水生植物分层的原因:
显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力,使生物群落在单位面积上能容纳更多的生物种类和数量,产生更多的生物物质。
(3)植物群落具有垂直结构的意义:
【思考】 a处不同高度的山坡上分布着不同的植物类群,影响它们分布的主要环境因素是什么?这是群落的垂直结构吗?
温度。这不是群落的垂直结构。
图中b、c是群落的垂直结构,a不是群落的垂直结构
【思考】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?
不是。一片竹林中的全部竹子是一个种群,体现的是同种生物高度的不一致。种群不具有垂直结构。
四、群落的空间结构
3.垂直结构:
动物群落
乔木层
黄鹂(吃高大乔木的种子)
灌木层
啄木鸟(营巢)
草本层
画眉(吃地面上的苔鲜和昆虫)
陆生动物群落
群落中植物的垂直分层为动物创造了多种多样的 和
;群落中植物的分层现象决定了动物的分层现象。
栖息空间
食物条件
水生动物群落
四、群落的空间结构
3.垂直结构:
动物群落
与食物和溶解氧、阳光、温度等因素有关。
注意: 决定水生动物的分层因素:
鲢鱼
鳙鱼
草鱼
青鱼
四、群落的空间结构
4.水平结构:
特点:镶嵌分布。
决定群落水平结构的因素
①地形的变化;(主要因素,原因是不同高度的温度不同)
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
植物个体在水平方向上的分布不均匀造成的,从而形成了许多小群落。
例如:受水制约,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。
实战训练
1.下列有关群落结构的叙述,错误的是( )
A. 不同地段的植被在水平方向上呈镶嵌分布,这体现了群落的水平结构
B. 群落的垂直结构有利于对资源的充分利用
C. 淡水鱼占据不同的水层而出现分层现象,与各种鱼的食性有关
D. 山顶生草甸、山腰长松林、山脚种作物,这体现了群落的垂直结构
实战训练
2.下列有关群落结构的叙述,错误的是( )
A. 山顶生草甸、山腰长松林、山脚种作物,这体现了群落的垂直结构
B. 群落的垂直结构有利于对资源的充分利用
C. 淡水鱼占据不同的水层而出现分层现象,与各种鱼的食性有关
D. 不同地段的植被在水平方向上呈镶嵌分布,这体现了群落的水平结构
实战训练
3.关于群落的结构,以下理解不正确的是( )
A.竹林中箭竹高低错落有致,其在垂直结构上有分层现象
B.动物在群落中的垂直分布与植物的分层现象密切相关
C.淡水鱼占据不同的水层,出现的分层现象与各种鱼的食性有关
D.不同地段生物种类有差别,在水平方向上呈镶嵌分布
探究:由于阳光、温度和水分等环境因素的不同,不同群落在垂直方向和水平方向分布存在差异,那么随着季节而变化,群落的外貌结构也会随之发生变化吗?这种变化有规律吗?
五、群落的季节性
探究:请同学们自主阅读教材P27-28,小组合作思考讨论完成问题。
1.什么是群落的季节性?举例说明?
2.季节变化对群落产生哪些方面的影响?为什么会有这些影响?
3.什么是生态位?若研究动物或植物的生态位可以分别研究哪些内容?
4.生态位的特点、意义及形成原因?
5.P28与社会的联系:四大家鱼混养利用的原理是?四大家鱼混养的主要意义?从这一实例分析生态位重叠越少是不是对资源的利用越充分?
由于阳光、温度和水分随着季节而变化,群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化
物种组成和丰富度、种间关系、空间结构等
五、群落的季节性
1.概念:
五、群落的季节性
2.举例:
有些种类的植物在早春来临时开始萌发(迎春花),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(荷),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。
迎春花
植物的季节性对群落的影响
荷
48
五、群落的季节性
2.举例:
动物的季节性对群落的影响
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。旱獭(一年可以冬眠8个月)、仓鼠等啮齿类动物在冬季会休眠,有些动物在炎热的夏季进入夏眠。
高鼻羚羊
非洲肺鱼
冬眠中的黑熊
49
实战训练
4.下列有关群落季节性的叙述,错误的是( )
A. 群落的季节性往往随阳光、温度、水分的季节性变化而变化
B. 群落的季节性表现在外貌和结构随季节变化而发生规律性变化
C. 不同季节里,有些群落的物种丰富度变化明显,有些群落的物种丰富度变化较小
D. 草原上动物的迁徙、海洋中鱼类的洄游等活动与群落的季节性变化无关
六、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,称为这个物种的生态位。
地位或作用
空间位置
占用资源
其他物种的关系
探究:若研究动物或植物的生态位可以分别研究哪些内容?
(1)研究动物的生态位:
通常要研究它的 、 、
以及 等。
(2)研究植物的生态位:
通常要研究它在研究区域内的
、 、 等
特征,以及它 等。
栖息地
食物
天敌
与其他物种的关系
出现频率
种群密度
植株高度
与其他物种的关系
六、生态位
2.生态位研究的内容:
52
六、生态位
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:
群落中物种之间及生物与环境之间协同进化的结果。
5.意义:
有利于不同生物充分利用环境资源。
六、生态位
分析当地自然群落中某种生物的生态位
思考.讨论
资料:崇明东滩鸟类国家级自然保护区位于长江入海口,是重要的水鸟越冬区,每年有数万只水鸟于10月至次年2月在崇明东滩越冬。某研究团队以4种占优势的水鸟为研究对象,调查了它们的种群数量、在不同觅食生境出现的概率、主要的食物种类等,结果如下表所示。
物种 观察数量 觅食生境出现率/% 鸟胃中主要的食物种类/%
生境1 生境2 生境3 小坚果 茎类 草屑 螺类 贝壳
沙砾 甲壳类 其他
绿翅鸭 2120 67 0 33 52.8 16.7 0 12.0 13.0 0 5.5
绿头鸭 1513 98 1 1 78.3 0.8 0 7.1 5.6 1.1 7.1
鹤鹬 1678 64 0 36 0 0 50.0 25.0 25.0 0 0
青脚鹬 1517 29 28 43 0 0 33.3 33.3 0 33.3 0.1
生境1-为低潮盐沼一光滩带,宽度为2000m左右;
生境2-为海三棱藨(biao)草带,宽度为400m左右;
生境3-为海堤内鱼塘一芦苇区,芦苇在植物群落中占优势。
三、生态位
分析当地自然群落中某种生物的生态位
思考.讨论
物种 观察数量 觅食生境出现率/% 鸟胃中主要的食物种类/%
生境1 生境2 生境3 小坚果 茎类 草屑 螺类 贝壳
沙砾 甲壳类 其他
绿翅鸭 2120 67 0 33 52.8 16.7 0 12.0 13.0 0 5.5
绿头鸭 1513 98 1 1 78.3 0.8 0 7.1 5.6 1.1 7.1
鹤鹬 1678 64 0 36 0 0 50.0 25.0 25.0 0 0
青脚鹬 1517 29 28 43 0 0 33.3 33.3 0 33.3 0.1
探究:这4种鸟选择觅食生境的策略有哪些异同?哪一种鸟觅食生境的范围更宽?
①绿翅鸭和鹤鹬选择觅食生境的策略基本相同,两者均选择生境1和生境3,并以生境1为主,
②绿头鸭主要选择生境1;
③青脚鹬在3个生境中都出现,在生境3出现的概率高于前两处。
三、生态位
分析当地自然群落中某种生物的生态位
思考.讨论
物种 观察数量 觅食生境出现率/% 鸟胃中主要的食物种类/%
生境1 生境2 生境3 小坚果 茎类 草屑 螺类 贝壳
沙砾 甲壳类 其他
绿翅鸭 2120 67 0 33 52.8 16.7 0 12.0 13.0 0 5.5
绿头鸭 1513 98 1 1 78.3 0.8 0 7.1 5.6 1.1 7.1
鹤鹬 1678 64 0 36 0 0 50.0 25.0 25.0 0 0
青脚鹬 1517 29 28 43 0 0 33.3 33.3 0 33.3 0.1
合作探究八:如果两种鸟的觅食生境一样,生态位就完全一样吗?
不一定。绿翅鸭和鹤鹬选择的觅食生境基本相同,但是食物种类有较大差异,占用的资源以及与其他物种的关系也不一样。
三、生态位
分析当地自然群落中某种生物的生态位
思考.讨论
物种 观察数量 觅食生境出现率/% 鸟胃中主要的食物种类/%
生境1 生境2 生境3 小坚果 茎类 草屑 螺类 贝壳
沙砾 甲壳类 其他
绿翅鸭 2120 67 0 33 52.8 16.7 0 12.0 13.0 0 5.5
绿头鸭 1513 98 1 1 78.3 0.8 0 7.1 5.6 1.1 7.1
鹤鹬 1678 64 0 36 0 0 50.0 25.0 25.0 0 0
青脚鹬 1517 29 28 43 0 0 33.3 33.3 0 33.3 0.1
合作探究九:任选一种鸟,分析它的食性。从觅食的角度,与它有竞争关系的鸟类有哪些?
①以绿翅鸭为例,绿翅鸭以小坚果为主要食物,还吃茎类、螺类、贝类等,与绿头鸭也是,二者存在明显的种间竞争关系;
②绿翅鸭与鹤鹬、青脚鹬也有种间竞争关系,因为它们都捕食螺类,绿翅鸭与鹤鹬都吃贝类。
六、生态位
6.生态位重叠:
当两个或更多的物种共同利用某些资源时,即出现了生态位重叠,如果资源供应不足,就会产生种间竞争,如果竞争激烈,种群对资源的利用就会发生改变,可能出现(a)生态位移动或(b)一个物种绝灭。
与社会的联系
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鱼类的混合培养;②农作物的间作
三、生态位
与社会的联系
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。
例1:四大家鱼在不同水层的分布—混合养殖
对动物生态位影响最大的是动物的栖息环境和食物条件(种间关系)。四大家鱼的混养利用的是它们在池塘中占据着不同的生态位。
上层水
中上层
中下层
下层水
鲢鱼---以浮游植物等为食
鳙鱼---以浮游动物+浮游植物等为食
草鱼---以水草等为食
青鱼---以水底的螺、蚌以及水生昆虫等为食
(2)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。
间作模式 实例分析
玉米与大豆 ①玉米植株高,大豆植株矮;②大豆可利用与其共生的根瘤菌固氮,从而增加土壤肥力
苹果与绿豆 ①果树高大,绿豆植株矮小,可充分利用相邻果树间的空间;②果树适当遮阴可缓解作物的光合“午休”现象
例2.农作物的间作
在农业中,应该从水平、垂直、时间、营养及物种、数量等多方位进行系统组分的合理组配,以充分利用和拓展系统生态位,提高整个农业生态系统的生产力。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占据着不同的生态位。
三、生态位
溯因推理
某湖泊中生活着鲈鱼和短吻鳄,短吻鳄会捕食鲈鱼,而鲈鱼又是人们喜爱的美味。当地居民为了提高鲈鱼的产量而大量捕杀短吻鳄。在短吻鳄被捕杀几乎绝迹之后,鲈鱼的产量却没有增加。调查表明湖中鲈鱼的种群数量竟然比原来还下降了。追溯原因,有人提出了以下可能:
A.气候变化造成鲈鱼的食物短缺;
B.短吻鳄捕食的另一种鱼以鲈鱼为食;
C.捕杀短吻鳄前鲈鱼的种群已经衰退;
D.人类主要捕捞鲈鱼幼龄鱼造成种群衰退。
以上四种解释都有道理吗?你认为哪种是最可能的原因?作出推测后,应该怎样进一步判别?
提出的四种解释都有一定道理,B说法是最可能的。
作出推测后,应深入调查,从而作出进一步的判别。
溯因推理
湖泊中一般生活有多种生物、各个种群之间存在复杂的种间关系和相互作用,短吻鳄是顶级捕食者,捕食多种鱼类和其他动物,鲈鱼则以小鱼、虾、贝类浮游动物等为食。当短吻鳄几近消失时,被它捕食的动物数量可能会增长,进而影响原本比较稳定的群落结构,最终影响鲈鱼的种群数量。
作出推测后,应深人调查该湖泊中的物种组成及其相互关系。尤其是与短吻鳄、鲈鱼存在紧密联系的物种,看看它们的种群数量发生了哪些变化,从而作出进一步的判别。要判断A、B、D的解释是否合理,也需要做更多调查。例如,调查湖泊所在地是否发生了气候变化,气候变化对湖泊中的生物带来了哪些影响,人类对鲈鱼的捕捞情况是怎样的,等等。
62
实战训练
5.生态位是指生物在生态系统中所占据的位置及与相关种群、栖息地等因素之间的关系与作用。下列说法错误的是( )
A.不同物种的生态位可能会出现重叠现象
B. 同一环境中的两个生态位相同的物种,常常会由于食物或生活资源而发生竞争
C. 生态位属于种群的空间特征
D. 如果环境发生重大变化,某种生物的生态位可能会随之改变
实战训练
6.下列有关生态位的叙述错误的是( )
A.食性不同的鸟类占有不同的生态位
B.如果两种鸟类的生态位相同,可能发生激烈的竞争
C.以昆虫为食的不同种鸟类生态位都是相同的
D.在树上空间位置不同的鸟类占有不同的生态位
研究土壤中小动物类群丰富度
实验.探究
探究:请同学们自主阅读教材P30-31,小组合作思考讨论完成问题。
1.土壤小动物的种类及功能?
2.为什么不适于用样方法?用什么方法进行采集、调查?
3.调查内容有哪些?
4.统计物种相对数量的方法有哪些?适用范围分别是?
5.实验步骤?采集小动物的方法有哪些?诱虫器的装置是怎样的?其采集小动物利用了土壤小动物的哪些特性?酒精的浓度及作用?
6.吸虫器中纱布的作用?
研究土壤中小动物类群丰富度
实验.探究
1.土壤小动物种类:
土壤是无数动物的家园,大部分土壤小动物营腐生生活。
蜈蚣
鼠妇
马陆
蚯蚓
它们对动植物遗体的分解起着重要的辅助作用。
2.功能:
研究土壤中小动物类群丰富度
实验.探究
3.特点:
身体微小,有较强的活动能力。
不适用样方法
4.调查方法:
通过取样器取样的方法研究土壤小动物类群的丰富度。
5.调查内容:
①群落中的物种数
②物种在群落中的相对数量
6.统计方法:
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。
调查分布范围较大,个体较小的种群。等级的划分和表示方法有:“非常多、多、较多、较少、少、很少”等等。
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。
目测
估计法
调查样本中肉眼可见的所有动物
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7.实验原理:
土壤动物具有 、 、 的习性。
避高温
趋暗
趋湿
研究土壤中小动物类群丰富度
实验.探究
8.实验步骤:
(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
8.实验步骤:
(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
①诱虫器采集法
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。
注意: 利用土壤小动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性
将土壤动物杀死固定,防止腐烂,并用于制作标本保存
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)
②简易采集法
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,发现体型较大的小动物,可用包着纱布的镊子取出来,体型较小的则可以用吸虫器采集;
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1】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体型较小的小动物可用吸虫器采集。
下列为两种吸虫器。请思考:如果将采集的小动物作为标本长时间保存应选择哪种?如果将采集的小动物用于实验室培养应选择哪种?
提示 如果将采集的小动物作为标本长时间保存应选择吸虫器A;
如果将采集的小动物用于实验室培养应选择吸虫器B。
(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。
(1)组成不同群落的优势种是不同的,不同群落的 是不同的。
(2)一般来说,环境条件越优越, 群落发育的时间越长,物种 ,群落结构也 。
物种丰富度
越多
越复杂
8. 实验结论
调查方法比较
请将下列方法进行归类(填序号):
①样方法 ②抽样检测法 ③取样器取样法 ④标记重捕法 ⑤记名计算法 ⑥目测估计法
(1)用于调查种群密度的方法有 。
(2)用于调查群落丰富度的方法有 。
(3)用于统计群落丰富度的方法有 。
①②④
③
⑤⑥
研究土壤中小动物类群丰富度
实验.探究
样方法、标志重捕法、抽样检测法和取样器取样法的区别
研究土壤中小动物类群丰富度
实验.探究
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实战训练
6.下列关于实验“研究土壤中小动物类群的丰富度”的说法中,正确的是( )
A. 对于无法知道名称的小动物,可忽略,不必记录下它们的特征
B. 丰富度的统计方法有两种:一是取样器取样法;二是目测估计法
C. 为了调查不同时间土壤中小动物的丰富度,可分别在白天和晚上取同一地块的土样进行调查
D. 许多土壤小动物有较强的活动能力,可采用标志重捕法调查土壤中小动物类群的丰富度
实战训练
7.有关探究土壤中小动物类群丰富度的活动,下列说法正确的是( )
A.该探究活动一般都采用样方法
B. 许多土壤小动物有较强的活动能力,可采用标记重捕法调查土壤中小动物类群的丰富度
C.为了调查不同时间土壤中小动物的丰富度,可分别在白天和晚上取同一地块的土样进行调查
D.若完成统计和分析后,发现小动物还存活,最好将其放入体积分数为70%的酒精溶液中
实战训练
8.下图为“研究土壤中小动物类群的丰富度”实验中常用的两种装置,下列有关叙述错误的是( )
A. 甲装置的花盆壁C与放在其中的土壤之间留一定空隙的目的是便于空气流通
B. 甲装置主要是利用土壤小动物趋光、趋热、趋湿的习性采集
C. 乙装置通常用于对体型较小的土壤小动物进行采集
D. 乙装置采集的土壤小动物可放入70%的酒精溶液中
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