内容正文:
第29讲 群落及其演替
考点一 群落的结构
1.群落的概念与特征
2.群落的物种组成
(1)群落的 物种组成 是区别不同群落的重要特征。
(2)物种丰富度
①概念:一个群落中 物种数目 的多少。
②常用统计方法:记名计算法和 目测估计 法。
3.种间关系
(1)捕食:一种生物把另一种生物作为 食物 。
(2)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 的现象。
(3)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。
(4)原始合作: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。
(5)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 。
4.群落的空间结构
(1)概念: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)类型
5.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)意义: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。
[学以致用]
诊断常考语句,澄清易错易混
1.(选择性必修2 P23)物种组成是区别不同群落的重要特征。( √ )
2.(选择性必修2 P23)科学家研究了我国从东北到海南的森林群落,发现越靠近热带地区,单位面积内的物种越丰富。( √ )
3.(选择性必修2 P23)群落中的物种组成是固定不变的。( × )
4.(选择性必修2 P24)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,这两种生物之间为互利共生。( × )
5.(选择性必修2 P26)群落的分层现象显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。( √ )
6.(选择性必修2 P27)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。( √ )
7.(选择性必修2 P30)可以通过标记重捕法来研究土壤中小动物类群的丰富度。( × )
8.(选择性必修2 P33)根据群落的外貌和物种组成等方面的差异,可以将陆地的群落大致分为荒漠、草原、森林等类型。( √ )
9.(选择性必修2 P38)随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程叫作群落演替。( √ )
10.(选择性必修2 P38)地衣分泌的有机酸可加速岩石风化形成土壤的过程。( √ )
11.(选择性必修2 P41)在沙丘、火山岩、火灾过后的草原、弃耕的农田上进行的演替属于初生演替。( × )
12.(选择性必修2 P42)人类的许多活动正在影响着群落的演替,往往使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。( √ )
阐述基本原理,突破长句表达
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,请据图分析:
(1)a处不同高度的山坡上分布着不同的植物类群, 不是 (填“是”或“不是”)群落的垂直结构,原因是 a处不同高度的山坡上的植物属于不同的生物群落,不属于群落的垂直结构,属于植物的地带性分布 。
(2)b处动物在群落中也有垂直分层现象,这种分布与植物的分层有何关系?
提示:群落中植物的垂直分层为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件 。
(3)有人说:“b处桦树高低错落有致,只存在垂直结构,而野草丛比较矮小,只存在水平结构”,你认为这种说法对吗?为什么?
提示:不对。垂直结构和水平结构都是指群落中不同种生物的分层或分布关系。同种生物如桦树的不同分布属于种群层次,不能构成垂直结构。矮小的野草丛有垂直结构和水平结构的存在 。
1.生物的种间关系
关系
名称
数量
坐标图
能量
关系图
特点
举例
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。如果彼此分开,则双方或者一方不能独立生存。数量上呈现出“同生共死”的同步性变化
豆科植
物与根
瘤菌
寄
生
对寄主有害,对寄生生物有利。如果分开,则寄生生物难以单独生存,而寄主会生活得更好
蛔虫与
人,噬
菌体与
被侵染
的细菌
种间竞争
两种生物生存能力不同,如图a;生存能力相同,如图b数量上呈现出“你死我活”的“同步性变化”
牛与羊,
农作物
与杂草
捕
食
一种生物以另一种生物为食,数量上呈现出“先增加者先减少,后增加者后减少”的不同步性变化
狼与兔,
青蛙与
昆虫
2.对群落结构的深度认识
(1)“竹林中的箭竹高低错落有致”不属于群落的垂直结构,竹林中的箭竹是种群,不具有群落的空间结构。
(2)水体中植物的垂直分布主要是由光照引起的分层现象,属于群落的垂直结构。
(3)高山上植物的分布取决于温度,从山顶到山脚下,分布着不同的植物类群,属于植被的垂直地带性分布,不属于群落的垂直结构。
3.对群落中生态位的认识
(1)生态位的含义:群落中的每种生物部占有各自的空间,具有各自的功能和营养位置。
(2)生态位的影响因素:一个种群能够占据的生态位往往受到竞争、捕食和气候等因素的影响。多数情况下,不同种群的生态位会发生部分重叠,即一部分资源是被共同利用的,而其他部分则被各自占据。
(3)生态位的变化:随着环境的改变,原来的适应者可能会发生生态位移动或改变,也可能因不适应新环境而被淘汰,新的适应者将取代其生态位,与其他种群共同维持群落的和谐与稳定。
[真题真练]
(2024·广东卷)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( B )
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
解析: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;自然保护区物种丰富度高,空间结构复杂,每种生物可活动的空间范围、食物种类、天敌种类都十分繁杂,空间生态位更宽,种间竞争不大。而农田生态系统的优势物种单一,物种丰富度低,空间结构简单,故鸟类的空间生态位狭窄,食物种类有限,竞争更激烈,B错误,C正确;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。
考点二 实验:研究土壤中小动物类群的丰富度
1.实验原理
(1)许多土壤动物有较强的活动能力,而且身体 微小 ,因此不适于用样方法或标记重捕法进行调查,常用 取样器取样法 进行采集、调查。
(2)丰富度的统计方法
①记名计算法:在一定面积的样地中,直接数出各个种群的个体数目。一般用于个体 较大 、种群数量 有限 的物种。
②目测估计法: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。等级的划分和表示方法有:非常多、多、较多、较少、少、很少,等等。
2.实验流程
3.采集土壤小动物的方法
(1) 简易采集法 :用解剖针拨找小动物,同时用放大镜观察,发现小动物后进行采集。
(2) 诱虫器采集 :诱虫器中的电灯是发挥作用的主要装置,诱虫器利用土壤小动物具有趋暗、 趋湿 、避高温、避光的习性,使土壤小动物远离 光源 、热源。
(3)吸虫器采集:吸虫器中纱布的作用是防止将土壤小动物吸走,便于将其收集在试管中。
说明:采集的小动物可放入体积分数为70%的酒精溶液中,也可放入试管中。
4.注意事项
(1)从不同营养环境中采集的土壤样本要分别统计。
(2)尽可能多地收集小动物。收集小动物时,根据土壤中生物的避光性和趋湿性来收集。
(3)从同样营养土壤中采集多组样本,进行统计比较。
(4)识别命名要准确,并进行分类。
(5)注意安全,远离危险地带;不要破坏当地环境。
[真题真练]
(2024·江西卷)(多选)“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( ABC )
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
解析:a越小,表明大豆个体间对该养分的竞争越激烈,A错误;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;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;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。
考点三 群落的主要类型和演替
1.群落的主要类型
(1)荒漠生物群落
①群落特点:沙砾裸露,植被极度稀疏。分布在 极度干旱区 ,年降水量 稀少且分布不均匀 ,荒漠里物种 少 , 群落结构 非常简单。
②生物特性: 耐旱 。
(2)草原生物群落
①群落特征:主要是 草本 植物,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,动植物种类 较少 , 群落结构 相对简单。
②生物特性及类型:植物能抵抗 干旱 ;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。
(3)森林生物群落
①群落特点:树木繁茂、树冠遮天蔽日。分布在 湿润或较湿润的地区 , 群落结构 非常复杂且相对稳定。
②生物特性和类型:植物主要有乔木、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。 阴生 植物的茎细长、叶薄,细胞壁薄,机械组织不发达,但叶绿体 颗粒大 ,呈 深绿色 ,适应在 弱光 条件下生存。动物种类繁多, 树栖和攀缘 生活的动物种类特别多,如长臂猿、避役等。
(4)群落的分布特点
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,在我国由 东部向西部 依次分布。
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。
③某地的群落类型,受 水分、温度 等因素的影响很大。
2.群落的演替
(1)演替的概念:随着时间的推移,一个群落被另一个群落 代替 的过程。
(2)演替的类型
类型
内容
初生演替
次生演替
起点
①从来没有过 植被 ;②原来存在过植被,但被 彻底消灭了
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
过程
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
一年生草本植物→ 多年生草本植物 →小灌木→灌木丛→ 乔木
实例
在沙丘、 火山岩 、冰川泥土进行的演替
火灾过后的草原、 过量砍伐 的森林、 弃耕 的农田上进行的演替
(3)人类活动对群落演替的影响: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。
[学以致用]
诊断常考语句,澄清易错易错
1.草本阶段的群落中不会有地衣和苔藓( × )
2.某岛屿由海底火山喷发形成,现已成为旅游胜地,岛上植被茂盛,风景优美。该岛屿形成后最初进行的群落演替属于次生演替( × )
3.群落演替中的森林阶段对太阳光的利用比灌木阶段更充分( √ )
4.人类干预对群落的演替总是不利的( × )
5.演替达到相对稳定的阶段后,群落内物种组成不再变化( × )
6.自然群落往往是向物种丰富度越来越高的方向演替,而且种间关系越来越复杂( √ )
7.不同群落中的生物因生态位的不同而达到相对平衡的状态,和谐共存( √ )
阐述基本原理,突破长句表达
1.选择性必修2 P35“思考·讨论” 节选:假如将森林中攀缘生活的动物种群与草原上善于奔跑的动物种群对调,对这些种群来说有什么影响?
提示:对调的种群因为不能适应新的环境,可能会迅速衰退,并最终消失 。
2.选择性必修2 P40“思考·讨论” 节选:光裸的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?
提示:因为苔藓和草本植物无法直接从裸岩中获取养分,地衣可以通过分泌有机酸从中获取养分 。
3.选择性必修2 P42“思考·讨论” 节选:如果去除人类活动,这些群落又会向什么方向演替?
提示:去除人类活动,这些群落一般会朝着人类活动出现之前的状态进行演替,趋向于恢复原来的群落,物种丰富度会增加,结构会变得复杂 。
1.初生演替与次生演替的区别
2.演替的方向和结果
方向
演替是群落组成向着一定方向、具有一定规律,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
能量
总生产量增加,群落的有机物总量增加
结构
生物种类越来越多,群落的结构越来越复杂
稳定性
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,一般地,演替过程中群落抵抗力稳定性越来越高。
[真题真练]
(2024·江西卷)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( D )
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
解析: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;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;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;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。
学科网(北京)股份有限公司
$$