内容正文:
第2章 群落及其演替
第1节 群落的结构
学习目标
素养要求
描述群落具有垂直结构和水平结构等特征,并可随时间而改变。
1.举例说明不同类型群落的结构、特征。(生命观念)
2.研究土壤中动物类群的丰富度。(科学探究)
3.尝试分析当地自然群落中某种生物的生态位。(科学探究)
一、群落及群落水平上研究的问题
1.群落的概念
群落是指在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合。
2.群落水平上研究的问题
二、群落的物种组成
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——丰富度。
(1)概念:一个群落中的物种数目。
(2)规律:不同群落的丰富度不同,一般情况下,越靠近热带地区,单位面积内的物种越丰富。
3.特点
(1)组成不同群落的优势物种是不同的。
(2)群落中的物种组成不是固定不变的。
三、种间关系(连线)
四、群落的空间结构
1.写出图中群落空间结构的类型
A图:垂直结构;B图:水平结构。
2.根据上图分析决定群落空间结构的主要因素
(1)A图:
①植物分层:阳光。
②动物分层:栖息空间和食物条件。
(2)B图:地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同以及人与动物的影响等。
五、群落的季节性
由于阳光、温度和水分等随季节变化,群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化。
六、生态位
1.概念:是指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.研究对象:研究某种动物的生态位,通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。研究某种植物的生态位,通常要研究它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
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。
七、研究土壤中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栖息场所。
(2)取样方法:许多土壤动物身体微小且有较强的活动能力,常用取样器取样的方法进行采集、调查。
(3)统计方法:记名计算法和目测估计法。
2.实验步骤
环境考察→制作取样器→取样→采集小动物→观察和分类→统计和分析。
[自学效果诊断]
1.判正误
(1)鄂尔多斯草原上所有的动物和植物构成群落( × )
(2)群落中某一种群数量下降说明该群落丰富度下降( × )
(3)“苗多欺草,草多欺苗”反映的种间关系是竞争( √ )
(4)草坪中的动物没有分层现象,而树林中的动物具有分层现象( × )
(5)调查土壤中小动物的物种丰富度常用标记重捕法( × )
2.微思考
(1)草原上为什么要控制放牧强度?
[提示] 对于维持草原群落稳定、实现可持续发展非常重要。
(2)为什么每个物种都有自己的生态位?
[提示] 在群落中,不同的物种各自生活在一定的空间范围内,利用特定的资源,甚至只在特殊的时间段出现,它们在群落中所起的作用以及与其他物种的关系也有差别。
新知探究一 通过模型分析生物的种间关系
1.种间关系类型的判断
“蝉吮吸树的汁液,羊咀嚼树的枝叶。”以上描述体现的种间关系有哪些?试说明原因。
[提示] 寄生关系和捕食关系。蝉吮吸的是树的汁液,体现的是寄生关系;羊咀嚼树的枝叶是以树为食,体现的是捕食关系。
2.种间关系曲线图分析
(1)捕食关系。
①判断下面捕食曲线中的捕食者和被捕食者。
[提示] A:被捕食者B:捕食者
②总结判断坐标曲线中的捕食者和被捕食者的方法。
[提示] 捕食曲线中先增加先减少者为被捕食者,后增加后减少者为捕食者,即“捕食者曲线滞后于被捕食者”。
(2)竞争关系。
①上图竞争关系中哪种生物在竞争中处于优势?
[提示] A开始时由于空间和食物较充足,A和B的数量均升高,但达到一定数量后,A在竞争中处于优势,数量继续升高,而B处于劣势,数量逐渐减少。
②竞争中一定会表现上图曲线的结果,即一种生物处于优势、一种生物处于劣势且最终被淘汰吗?用图示表示。
[提示] 不一定。可能两种生物竞争力差不多,相互抑制。
如图:
(3)原始合作关系、互利共生关系与寄生关系。
①下图是A、B两种具有原始合作关系、互利共生关系的生物数量变化曲线,描述A、B数量关系的变化规律。
[提示] 数量上两种生物同时增加,同时减少,呈现“同生共死”的同步性变化。
②原始合作、互利共生和寄生都是指生活在一起的两种生物间的关系,从对双方利弊的角度分析三者的区别。
[提示] 原始合作双方之间相互依存、彼此有利,但彼此分开后,各自又都能够独立生活;互利共生双方之间相互依存、彼此有利,一旦分离,双方都不能正常地生活;寄生对寄主有害,对寄生生物有利。
[核心归纳]
群落特征的判断与分析
1.种间关系对应的能量模型
2.三种种间关系曲线的辨别技巧
(1)互利共生曲线:数量上同时增加,同时减少,呈现出“同生共死”的同步性变化。
(2)捕食关系曲线:数量上呈现“先增加者先减少,后增加者后减少”的不同步性变化。坐标曲线中捕食者与被捕食者的判定:
①从最高点判断,捕食者数量少,被捕食者数量多;
②从变化趋势看,先达到波峰的为被捕食者,后达到波峰的为捕食者,即被捕食者变化在先,捕食者变化在后。
(3)竞争关系曲线:数量上呈现出“你死我活”的同步性变化,一种生物数量增加,另一种生物数量下降,甚至降为零。
[典题应用]
1.某种植物病毒Ⅴ是通过稻飞虱吸食水稻汁液在水稻间传播的。稻田中青蛙数量的增加可减少该病毒在水稻间的传播。下列叙述正确的是( )
A.青蛙与稻飞虱是捕食关系
B.水稻与青蛙是竞争关系
C.病毒Ⅴ与青蛙是寄生关系
D.水稻和病毒Ⅴ是互利共生关系
解析:选A 本题主要考查生物种间关系的判断。稻田中青蛙数量增加抑制病毒传播,原因是青蛙捕食稻飞虱,青蛙与稻飞虱是捕食关系,A项正确。水稻和青蛙并不利用共同的资源,两者之间不是竞争关系,B项错误。病毒Ⅴ与青蛙之间没有直接关系,但和水稻之间是寄生关系,C、D项错误。
2.如图甲、图乙、图丙分别表示在有限空间内培养(或饲养)两种生物的实验结果,下列相关叙述错误的是( )
A.豆科植物与根瘤菌的种群数量变化关系如图甲所示
B.图乙中a生物对b生物的进化有害无益
C.甲、乙、丙分别表示的是互利共生、捕食、竞争关系
D.图丙中实验初期,竞争与种间互助并存,后期X的种内竞争加剧
解析:选B 图甲是互利共生的关系图,豆科植物和根瘤菌是此关系,A正确;图乙是捕食关系图,a生物与b生物起着共同进化的作用,B错误;据图分析,图甲是“同生共死”的互利共生关系,图乙表示“先增加者先减少,后增加者后减少”的非同步性变化,属于捕食关系,图丙表示“你死我活”的竞争关系,C正确;丙初期种内互助与种间竞争都会存在,后期因消失了一种,X种内竞争会加剧,D正确。
新知探究二 群落的空间结构分析
1.群落结构的类型及影响因素
(1)图甲主要表示垂直结构,图乙主要表示水平结构。
(2)图甲中影响A处和B处结构不同的主要因素相同吗?为什么?
[提示] 相同 原因分析:①影响两处植物分层的主要因素是光照,同时植物的分层又决定了动物的分层;②影响动物分布的是栖息场所和食物条件。
(3)竹林中不同竹子植株高矮不齐、错落有致,是否体现了群落具有垂直结构?
[提示] 没有。竹林中的竹子是一个种群,没有形成群落。
2.高山植物的群落分层
从山底到山顶植物的分布如下图所示,你认为该现象属于群落的垂直结构还是水平结构?
[提示] 属于水平结构。它们在不同的水平面上,而且植被的不同是由于地形的起伏引起的。
[核心归纳]
1.生物的垂直结构与水平结构都是在长期自然选择的基础上形成的对环境的适应。
2.生物在垂直方向及水平方向上的位置配置关系有利于提高生物群落整体对自然资源的充分利用。
3.群落的层次性越明显,分层越多,群落中的动物种类也越多。草原的层次比较少,动物的种类也比较少;森林的层次比较多,动物的种类也比较多。
4.影响群落空间结构的因素:影响植物垂直结构的主要因素是光照;影响动物垂直结构的主要因素是栖息空间和食物条件。影响水平结构的主要因素有地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同等。
[典题应用]
3.下列关于群落的空间结构特征的生态意义的叙述,不正确的是( )
A.群落的空间结构特征是长期自然选择的结果
B.群落的空间结构有利于对资源的充分利用
C.群落的空间结构缓解了种间竞争
D.导致这种结构特征的主要非生物因素是温度和水分
解析:选D 群落的空间结构特征是长期自然选择的结果,既有利于充分利用资源,又有利于缓解种间竞争。导致这种结构特征的主要非生物因素是光照、温度和水分。
4.下列关于生态位的说法,正确的是( )
A.指利用群落各种资源的幅度
B.指该种生物与其他物种相互关系的总和
C.表示物种在群落中的地位或作用
D.生态位仅决定于生物生活的环境
解析:选C 生态位是指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。
新知探究三 研究土壤中小动物类群的丰富度
下图是“土壤中小动物类群丰富度的研究”实验中常用的两种装置,回答下列有关问题:
(1) 诱虫器(A图),诱虫器中的电灯是发挥作用的主要装置,它利用了土壤动物的什么特性?
[提示] 土壤动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性,远离光源、热源。
(2)A装置的花盆壁C和放在其中的土壤之间留一定空隙的目的是什么?
[提示] 可以增加空气流通,以保证土壤小动物能正常的进行呼吸作用。
(3)B装置对采集土壤动物的体型大小有何要求?
[提示] B装置通常用于对体型较小的土壤动物进行采集。
(4)用B装置采集的土壤小动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中,为什么?
[提示] 防止腐烂,便于计数和观察。
[核心归纳]
1.研究过程中的注意事项
(1)从不同营养环境中采集的土壤样本要分别统计,如实记录。
(2)尽可能多地收集小动物。
(3)从同种营养土壤采集的样本,需要多组同学进行统计比较。
(4)识别命名要准确。
2.实验结果分析
得出结论:组成不同群落的优势种是不同的,不同群落的物种丰富度是不同的。一般来说,环境条件越优越,群落发育的时间越长,物种越多,群落结构也越复杂。
[典题应用]
5.进行土壤中小动物类群丰富度的研究活动时,正确的操作是( )
A.利用标记重捕法估算小动物的种群密度
B.对于不知道名称的小动物,可以忽略不计
C.利用小动物的避光避热性,可采用冷光源收集样土中的小动物
D.设计统计表,以便对实验结果进行记录和分析
解析:选D 进行土壤中小动物类群丰富度调查时,采用取样器取样法进行采集和调查,A错误;对于不知道名称的小动物,也需要保存记录,否则将导致调查结果与实际情况不符,B错误;冷光源只发光不产生热量,不能采集到避热性的小动物,C错误;设计统计表,用数量表示调查结果,并进行合理分析,D正确。
6.下列有关“种群密度的调查”和“土壤小动物丰富度”的研究,说法错误的是( )
A.丰富度是指群落中物种的多少
B.标记重捕法调查得到的种群密度一般不是最精确的现实反映
C.通常采用样方法调查树木、蝗虫的幼虫、鱼类的种群密度
D.采集到的土壤小动物可放入体积分数为70%的酒精溶液中保存
解析:选C 群落中物种数目的多少是群落的丰富度,A正确;样方法和标记重捕法一般都是估算种群密度的方法,不是最精确的现实反映,B正确;鱼类的种群密度用标记重捕法,C错误;用取样器取样法调查土壤小动物的丰富度时,可使小动物放入70%的酒精溶液中固定保存,D正确。
[核心语句必背]
1.群落是指在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合。
2.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。
3.物种丰富度是指一个群落中的物种数目。
4.种间关系主要有原始合作、互利共生、捕食、寄生、种间竞争。
5.群落的空间结构包括垂直结构和水平结构。
6.研究土壤中小动物类群的丰富度常用取样器取样的方法进行,统计方法有记名计算法和目测估计法。
1.下列属于群落的是( )
A.一个水库里的全部鱼
B.一个湖泊中藻类、鱼类、蚌等全部生物
C.一片草原上的昆虫和小鸟
D.一棵枯树以及上面的苔藓、真菌等
解析:选B 群落是指同一时间内一定区域的所有生物。水库中除鱼外还有其他生物;草原上除昆虫和小鸟外还有其他生物;枯树上面除苔藓、真菌外还有一些小昆虫。
2.有关群落的叙述正确的是( )
A.群落是一定区域内同种生物个体的总和
B.种群是群落的基本组成单位
C.群落中的各种生物间无任何关系
D.森林中的全部植物可构成群落
解析:选B 群落是一定区域内所有生物的总和,不是一种也不是一部分生物,所以A和D项错误。群落中的各种生物通过种间关系联系起来,种群是群落的基本组成单位,研究种群是研究群落的基础,C项错误,B正确。
3.群落中物种数目的多少称为( )
A.种群密度
B.丰富度
C.水平结构
D.垂直结构
解析:选B 群落中物种数目的多少称为丰富度。
4.为了降低某种真菌对果树的毒害,园艺家引入一种形态结构及生理特征和原真菌相似,但毒性较低的真菌,从而使果树增产,园艺家利用的原理是( )
A.寄生 B.竞争
C.捕食 D.共生
解析:选B 引入的真菌与原真菌形态结构及生理特征相似,故新真菌与原真菌争夺资源和空间,导致原真菌数量减少,故这两种真菌之间应为竞争关系。
5.下列关于生态位的表述,不正确的是( )
A.它决定于与食物的关系
B.它决定于与天敌的关系
C.它决定于与其他生物的关系
D.它决定于同种生物的关系
答案:D
6.关于“土壤中小动物类群丰富度的研究”,有关说法错误的是( )
A.不同季节,土壤中小动物的丰富度一般不同
B.不同地点,土壤中小动物的丰富度一般不同
C.调查蚯蚓的数量可采用标记重捕法
D.应设计表格,统计不同采集样方的土壤小动物种类
解析:选C 蚯蚓活动范围较小,在调查取样时一般用样方法,而不用标记重捕法;由于季节变化和不同地点的环境不同,小动物的物种丰富度一般不同。
7.在某栎林中,植物和动物的分布如下表:
上层
中层
下层
植物
乔木
灌木
草本
动物
林鸽
长尾山雀
鹪鹩、昆虫
(1)上表体现了生物群落的__________。
(2)此栎林中,上层、中层、下层的植物种类不同,这种分布的差异主要与哪种环境因素有关?__________。
(3)栎林中动物的分布取决于植物的分布,这是因为植物能为动物的生存提供____________________________,而且动物的这种分布有利于缓解不同物种之间的__________。
解析:(1)根据题中信息,植物和动物都表现出分层现象,这体现了群落的垂直结构。(2)栎林中植物的分层主要由光照决定。(3)由于植物可以为动物提供食物条件和栖息空间,故植物的分层决定了动物的分层,同时动物的这种分层现象可以缓解不同物种之间的竞争。
答案:(1)垂直结构 (2)光照 (3)食物条件和栖息空间 竞争
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