内容正文:
第2章 群落及其演替
种群水平
群落水平
基础
研究问题的差异
(1)群落的概念:
同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合。
一、 群落的结构
(2)种群水平和群落水平的研究差异:
年龄组成
性别比例
出生率、死亡率
迁入率、迁出率
种群密度
种群数量变化
物种的组成、优势种群
群落中的种间关系
群落的空间结构
群落的范围和边界
群落的演替
各种群占的位置
1.群落的概念及研究问题
一、 群落的结构
2.群落的物种组成
(1)研究意义:
群落的 是区别不同群落的重要特征。
物种组成
(2)衡量指标:
物种丰富度,即 。
一个群落中的物种数目
①不同群落 不同,一般越靠近热带地区,单位面积内的物种越 。
②不同物种在群落中的 不同。数量多,且对群落中其他物种的影响很大的物种称为 。
③群落中的物种组成不是 的,而是会随 的变化而变化。
丰富度
丰富
地位
优势种
固定不变
时间和环境
(3)规律:
[易错提醒] 物种丰富度是针对群落而言,不要认为是种群内个体数量的多少。
原始合作
两种生物生活在一起时, 对双方都有利,两者分开以后都能够独立生活。
捕食 一种生物以另一种生物为食
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。例如,豆科植物与根瘤菌之间:植物向根瘤菌提供有机养料,根瘤菌则将空气中的氮气转变为含氮的养料,供植物利用。
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。例如,马蛔虫与马。
种间竞争
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想象。例如,同一草原上生活的非洲狮和斑鬣狗。
一、 群落的结构
3.种间关系
A
B
生物数量
时间
竞争实力相当
竞争实力悬殊
A
B
生物数量
时间
例:将大草履虫(A)与双小核草履虫(B)一起饲养一段时间(食物一致、空间有限),大草履虫被排除。
两种或多种生物共同利用有限的资源和空间时,产生的相互排斥的现象。
种间竞争
一、 群落的结构
3.种间关系
生物数量
时间
A
B
A和B谁是捕食者,谁是被捕食者呢?
二者数量变化有何特点?
一种生物以另一种生物为食的现象。
捕食
B:捕食者
A:被捕食者
一、 群落的结构
3.种间关系
数量坐标图
时间
个体数
0
被捕食者先增先减
捕食者
A
B
营养关系图
数量峰值高
低
螳螂:母吃公是捕食关系吗?
波峰出现先后
A和B谁是捕食者,谁是被捕食者呢?
二者数量变化有何特点?
一种生物以另一种生物为食的现象。
捕食
A
B
一、 群落的结构
3.种间关系
7
互利共生:两种生物共同生活在一起,相互依存,彼此有利。
“你好我好大家都好”
一、 群落的结构
3.种间关系
下列坐标图分别对应那种种间关系?
互利共生
被捕食者
捕食
竞争
寄主
寄生
一、 群落的结构
3.种间关系
下列坐标图分别对应哪种种间关系?
捕食
竞争
寄生
被捕食者
寄主
竞争
(你死我活)
(能力相当)
一、 群落的结构
3.种间关系
下列能量或物质关系图对应哪种种间关系?
捕食
竞争
寄生
互利共生
一、 群落的结构
3.种间关系
原始合作(共栖)
互利共生
种内关系和种间关系
种内互助
种内关系
同类相食
争夺配偶
争夺生活场所
种间关系
种间互助
种间斗争
寄生
竞争
捕食:植食、肉食、拟寄生
种内竞争
蜂、蚂蚁等
母鸡保护小鸡
生物之间的关系
4.群落的空间结构
一、 群落的结构
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
(1)概念:
表现
(2)类型:
空间结构
影响因素
分层现象
表现
影响因素
镶嵌分布
地形的变化、士壤湿度和盐碱度得差异、光照强度的不同、生物自身生长特点及人与动物的影响
植物:
动物:
地上:光照强度、温度等
栖息空间和食物条件
垂直
结构
水平
结构
地下:水分、无机盐等
4.群落的空间结构
一、 群落的结构
(2)类型:
垂直结构
水平结构
①形成原因:在长期____________基础上形成的对环境的适应。
②意义:有利于群落整体对____________的充分利用。
自然选择
自然资源
(3)群落结构的形成原因与意义:
注意:
1.垂直结构和水平结构都是指不同种生物的分布差异。
2.同种生物的不同不能构成垂直结构或水平结构。
垂直结构
垂直结构
水平结构
不属于群落
垂直结构(其中每一层群落中各有其垂直结构)
主主要受光照强度的影响
要受光照强度的影响
主要受光照强度的影响
受光质(光的波长)的影响
b处桦树高低错落有致,存在垂直结构。
b处野草丛比较矮小,只存在水平结构。
×
×
4.群落的空间结构
一、 群落的结构
水平结构
4.群落的空间结构
一、 群落的结构
五、群落的季节性与生态位
1.群落的季节性
群落的季节性实例
外貌和结构
栖息地
种群密度
高度
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,称为这个物种的生态位。
2)研究内容
群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,这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。
3) 意义
五、群落的季节性与生态位
1.影响荷塘中“鸥鹭”等鸟类分布的主要因素是光照和人类活动(2020·江苏卷)( )
2.土壤中小动物类群的丰富度高,则该类群含有的物种数目多(2020·全国Ⅰ卷)( )
3.由互花米草占优势转变为本地植物占优势的过程不属于群落演替(2020·山东卷)( 4.挺水的莲,浮水的睡莲及沉水的水草体现出群落的垂直结构(2020·江苏卷)( )
5.豆科植物与根瘤菌的种间关系为互利共生(2019·天津卷)( )
6.习性相似物种的生活区域重叠得越多,对资源的利用越充分(2019·江苏卷)( )
7.群落的外貌和结构会随季节发生有规律的变化( )
8.群落中每个物种都有自己的地位或作用,每个物种的生态位都相对稳定( )
×√ ×√√×√√
5.群落的季节性
由于阳光、温度和水分等随季节而变化,群落的 和 也会随之发生有规律的变化
外貌
(1)概念:
(2)举例:
①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:
②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
结构
一、 群落的结构
一、 群落的结构
一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的 、
、的情况,以及与 、的关系等
空间位置
占用资源
其他物种
6.生态位
(1)概念:
(2)特点:
(3)原因:
(4)意义:
群落中每种生物都占据着 的生态位
群落中物种之间以及生物与环境间 的结果
有利于不同生物 环境资源
相对稳定
协同进化
充分利用
动物生态位研究内容:
栖息地、食物、天敌、与其他物种的关系
植物生态位研究内容:
出现频率、种群密度、植株高度
与其他物种的关系
生态位示意图说明
下图为3个共存物种对资源利用曲线。图A和图B中3个物种的资源利用状况不同。
图A中3个物种生态位狭窄,种内竞争激烈
图B中3个物种生态位重叠程度大,种间竞争激烈
大兴安岭•针叶林
呼伦贝尔草原
莫高窟•鸣沙山•月牙泉
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。
群落外貌:
物种组成:
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。
包括丰富度和优势物种
森林
草原
荒漠
二、 群落的划分区域
沙漠中的更格卢鼠
1.环境条件
荒漠分布在极度干旱区,年降水量稀少且分布不均匀。
2.群落特点
荒漠里物种少、群落结构非常简单。
3.生物特征
①主要植物:荒漠中的植物具有耐旱的特性,如仙人掌属植物、骆驼刺属植物等。仙人掌具有肥厚的肉质茎,叶呈针状,气孔在夜晚才开放。骆驼刺植物才几厘米高,但根可长达 15 米。
②主要动物:爬行类、啮齿目、鸟类和蝗虫等。
蜥蜴和蛇的表皮外有角质鳞片,利于减少水分蒸发;蛋壳坚硬,能保护胚胎;变温动物,早晨接受阳光,太热退到阴凉处;某些爬行动物以固态尿酸盐的形式排泄含氮废物
(一)荒漠生物群落
梭梭
二、 群落的划分区域
(三)草原生物群落
1.环境条件
草原主要分布在半干旱地区、不同年份或季节雨量不均匀的地区。
2.群落特点
草原上的动植物种类较少,群落结构相对简单。
3.生物特征
①主要植物:各种耐寒的旱生多年生草本植物占优势,少量的灌木丛,乔木少见。往往叶片狭窄,表面有茸毛或蜡质层,能抵抗干旱
②主要动物:大都具有挖洞或快速奔跑的特点,两栖类和水生动物非常少见,动物主要以斑马、长颈鹿和狮子为主。
二、 群落的划分区域
(四)森林生物群落
1.环境条件
森林分布在湿润或较湿润的地区
2.群落特点
群落结构非常复杂且相对稳定。
3. 生物特征
① 主要植物:乔木、灌木、草本和藤本植物。阳生植物多居上层,能吸收比较强的阳光。三七、人参、黄连、半夏,贝母以及某些蕨类、苔藓等阴生植物生活在林下,阴生植物的茎细长,叶薄,细胞壁薄,机械组织不发达,叶绿体颗粒大,呈深绿色。
② 主要动物:树栖和攀援生活的动物种类特别多,如长臂猿、松鼠、蜂猴、犀鸟、避役和树蛙等。
长臂猿
松鼠
犀鸟
树蛙
二、 群落的划分区域
类型
分布环境
群落结构
生物特点
极度干旱;年降水量稀少且分布不均匀
物种少;群落结构非常简单
动植物具有耐旱特性
半干旱;不同年份
或季节雨量不均匀
动植物种类较少,群落结构相对简单
植物抵抗干旱能力强,动物善手挖洞或快速奔跑
湿润和较湿润地区
物种繁多;群落结构非常复杂且相对稳定
阳生植物多居上层,阴生植物生活在林下,动物多善于树栖和攀缘
荒漠生物群落
草原生物群落
森林生物群落
[易错提醒] 群落类型的分类依据:外貌和物种组成(区分群落的重要特征)
二、 群落的划分区域
读一读记一记
1.森林、草原、荒漠这些自然群落在陆地上的分布是有规律的,比如我国东部湿润地区往往随处可见森 林,在内陆半干旱区分布有大片的草原;再到西部干旱区则出现荒漠群落。
2.不同群落在物种组成、群落外貌和结构上都有着不同的特点,不同群落中的生物也都有适应其环境的 特征。
3.某地的群落类型,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,是因为他们都能适应所处的非生物环境。
4.群落中不同种群之间通过复杂的种间关系,相互依存、相互制约形成有机的整体,从而维持种群之间的协调和平衡。
5.每一类群落又都可以分为更具体的群落类型。比如,我国典型的森林类型可以分为寒温带针叶林、温带针阔叶林、暖温带落叶阔叶林、亚热带常绿阔叶林、热带季雨林和热带雨林等。
读一读记一记
思考:同样是森林群落,在不同的森林类型中,生物适应群落生活的特点全相同吗?
答:在不同的生物群落中,生物适应环境的方式不尽相同。换句话说,每一种生物都有自己适宜的生存环境。因此,群落是一定时空条件下不同物种的天然群聚。
1.热带雨林植物对环境的适应
① 乔木往往有板状根,分支不发达, 树顶形成树冠争夺阳光。
② 藤本植物发达,交错攀缘,甚至直达树冠。
③ 草本植物、如芭蕉、海芋长有巨大的叶片,充分利用有限阳光。
④ 林中空气流通不畅,风媒花很少,林中很多植物具有艳丽的花朵 ( 如海南蝴蝶兰 )
和鲜艳多汁的果实 ( 如红毛丹 ),以吸引动物传插花粉和种子。
⑤四季都有开花植物的芽无鳞片保护。
三、群落中生物的适应性
2.华北落叶阔叶林植物对环境的适应
因夏季凉爽、冬季较为寒冷、雨量比较手富。落叶阔叶林夏季枝叶茂密,呈绿色,冬季则树叶枯落;树冠发达,林冠往往整齐;芽具有鳞片,树皮厚,以利于度过严冬。很多树木在春季树叶没有展开前就开花,且多数是风媒花 ( 如毛白杨、蒙古栎 ),不少种类的果实有翅 ( 如元宝械 )。
元宝械的翅果
三、群落中生物的适应性
湿地生物群落——地球之肾,动植物物种十分丰富,既有水生生物也有陆生生物,常见的有芦苇、香蒲、黑藻、金鱼藻等植物,以及鱼类、两栖类、鸟类等动物。
拓展 其他生物群落:湿地生物群落和海洋生物群落
三、群落中生物的适应性
四、群落的演替
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,就叫做演替。
2.群落演替的类型比较:
比较项目 初生演替 次生演替
概念
时间
速度
影响因素
过程
实例
在一个从来没有植被覆盖的地面,或者是原来存在 过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替
在原有植被虽已不在,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(如能发芽的地下茎)的地方发生的演替
经历的时间比较长
经历的时间比较短
缓慢
较快
自然因素
人类活动较为关键
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
弃耕农田→一年生杂草→多年生杂草→
小灌木→灌木丛→乔木
裸岩、沙丘、火山岩、冰川泥
上的演替
弃耕的农田、火灾过后的草原、
过量砍伐的森林上进行的演替
3.自然群落演替的特征:
演替方向
能量
结构
稳定性
演替是群落组成向着一定方向,随时间而变化的有序过程,
因而它往往是能预见的或可预测的
一般总生产量增加,群落的有机物总量增加
一般生物种类越来越多,群落的结构越来越复杂
演替是生物和环境反复相互作用,发生在时间和空间上的
不可逆变化,一般稳定性越来越高,最终相对稳定
四、群落的演替
4. 初生演替的实例---裸岩上演替的六个阶段
A裸岩阶段
B地衣阶段
C苔藓阶段
D草本植物阶段
E灌木阶段
F森林阶段
群落演替的实质:“优势取代”,而非“取而代之”,是群落中种群(物种)丰富度的增加及优势种的变化
四、群落的演替
(1)光裸岩地上首先定居的生物为什么不是苔藓和草本植物,而是地衣?
(2)地衣阶段为苔藓的生长提供了怎样的基础?地衣被苔藓取代了吗
(3)森林阶段还能找到地衣、苔藓、草本和灌木吗?
思考-讨论:分析裸岩上群落的演替?
地衣使岩石风化形成土壤,苔藓和草本植物才能从土壤中获取养分。苔藓植株高于地衣,能获得更多的阳光,竞争中处于优势地位,逐渐取代了地衣(优势种取代)。
能, 因为这是 “优势取代” 而不是“取而代之”
地衣通过分泌有机酸加速岩石风化形成土壤,苔藓和草本植物不能从裸岩中获取养分。
四、群落的演替
弃耕农田
一年生杂草植物
小灌木植物
乔木植物
2)次生演替特点:其演替速度较迅速,所需时间相对较短
多年生杂草植物
灌木植物
3)所有弃耕的农田都能演替成树林吗?
树林
答:在气候条件适宜的情况下,从弃耕的农田演替出树林,需要数十年时间。如果是在干旱的荒漠地区,群落的演替就很难形成树林,或许只能发展到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。
5. 次生演替的实例—弃耕农田的演替过程
1)过程
四、群落的演替
(1)有利于群落演替的人类活动:________________________(举例)等。
(2)不利于群落正常演替的活动:____________(举例)等。
(3)人类活动使群落演替按照不同于自然演替的________和________进行。
速度
方向
退耕还林、还草、还湖
填湖造地
6.影响群落演替的因素
(2)人类活动:
生物的迁入、迁出,群落内部种群____________的发展变化,适应变化的种群数量增长或得以维持,
相互关系
(1)外界环境 :
四、群落的演替
五、 研究土壤小动物类群的丰富度
1.实验原理
①土壤条件:不仅为植物提供水分和矿质元素,也是一些小动物的良好
。
②调查方法:许多土壤动物身体微小且有 的活动能力,常用________取样的方法进行采集、调查。
栖息场所
较强
取样器
③群落中物种数目的统计方法
记名计算法
指在一定面积(体积)的样地中,直接数出各个种群的个体数目。一般用于个体 ,种群数量 的物种。
较大
有限
按预先确定的 来估计单位面积(体积)中的种群数量。等级的划分和表示方法有:
等等。
多度等级
非常多、多、较多、较少、少、很少
目测估计法
五、 研究土壤小动物类群的丰富度
2.实验步骤
①准备及取样:
②采集小动物:
③观察和分类:
④统计和分析:
制作 ➜选择取样地点➜取样
Ⅰ:诱虫器采集(利用士壤 的习性,应使士壤动物远离光源热源)
Ⅱ:简易采集法:用解剖针拨找,同时用放大镜观察,发现小动物后进行采集
Ⅲ:采集到的小动物可放入 溶液中,也可将活着的小动物放入试管中
Ⅰ:可借助放大镜、 进行观察
Ⅱ:可借助有关的动物图鉴查清小动物的名称,并进行分类,
设计数据统计表,分析所记录的数据,完成一份研究报告
动物避光、趋湿、避高温
取样器
体积分数为70%的酒精
体视显微镜
五、 研究土壤小动物类群的丰富度
3.采集小动物所用到的仪器
(1)________(A图):该装置中的电灯是发挥作用的主要部件,该装置利用土壤动物具有__________________的习性,使土壤动物远离光源、热源。
(2)________(B图):该装置中的纱布作用是________将土壤小动物吸走。
诱虫器
趋暗、趋湿、避高温
吸虫器
防止
A.a处不同高度的山坡上分布着不同的植物类群,这是群落的垂直结构
B.a处的阔叶林及针叶林中均包含垂直结构与水平结构,且其中的各物种均有其独特的“生态位”
C.b处森林中植物的垂直分层现象是受光照强度影响形成的,c处藻类植物的分层现象是受光质(波长)影响形成的
D.b处不同的植物层次中分布着不同的鸟类,鸟类的这种分层主要取决于食物的分布和巢位的位置
A 解析:a处不同高度的山坡上分布不同植物类型应属群落的地带性分布,不属群落垂直结构,A错误。
5.如图a、b、c分别代表的是在-200~3 800 m的海拔内,山坡a、森林b、海洋c三个不同的自然区域内植物的分布状况,下列相关叙述不正确的是( )
$$