内容正文:
第45讲 群落的结构
考点一 群落的结构
考点二 研究土壤中小动物类群的丰富度
从教材走向高考
课程标准解读 知识网络概览
【课标要求】
1.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。
2.了解研究群落需要研究哪些问题。
3.了解群落的季节性和生态位。
4.活动:调查土壤中小动物类群的丰富度。
【能力要求】
1.理解能力:通过具体实例,理解群落的空间结构及复杂的种间关系。
2.实验探究能力:研究土壤中小动物类群的丰富度。
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考点一 群落的结构
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精梳 攻教材
1.群落的概念与物种组成:
(1)群落的概念:
群落是指在_________聚集在_________中各种生物_____的集合。
(2)群落水平上研究的问题:
相同时间
一定地域
种群
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(3)群落的物种组成:
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【名师点睛】
物种丰富度
(1)物种丰富度强调的是生物的种类而非某种生物的数量。
(2)不同群落的物种丰富度不同,物种丰富度是群落的首要特征。
(3)影响物种丰富度的因素有光照、温度、水、无机盐等,在某些条件下通常一种因素起主导作用。
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2.种间关系:
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3.群落的空间结构:
项目 垂直结构 水平结构
现象 分层现象 _____分布
决定
因素 植物分层:_____、温度、水分和无机盐
动物分层:栖息空间和_____ 地形变化、_________的不同、土
壤湿度、盐碱度的差异、生物自身生长特点不同,以及人与动物的影响等
意义 显著提高了_____利用阳光等环境资源
的能力 在长期_________基础上形成的对
环境的适应,有利于群落整体对自然资源的充分利用
镶嵌
光照
食物
光照强度
群落
自然选择
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【名师点睛】
群落的空间结构易错提醒
(1)“竹林中的竹子高低错落有致”不属于群落的垂直结构,竹林中的竹子是一个种群,不具有群落的空间结构。
(2)高山上植物的分布主要取决于温度,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。
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4.群落的季节性与生态位:
(1)群落的季节性:
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(2)生态位:
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【名师点睛】
生态位
(1)生态位不只是具体的栖息地,还表示物种在群落中的地位、作用。
(2)群落中生态位相似的物种要通过竞争相互夺取生态位。生态位越近似的物种,竞争越激烈,选择压力越大。
(3)一个稳定的群落中,由于各种群在群落中具有各自的生态位,种群间能避免直接的竞争而趋向于互相补充,从而保证了群落的稳定。
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【自测强化】
1.辨易错
(1)与马尾松林相比,马尾松、青冈栎混交林乔木层的植物种间竞争减弱。( )
分析:种间竞争增强。
(2)“螟蛉有子,蜾蠃负之”,二者之间存在捕食关系。( )
(3)洪泽湖近岸区和湖心区不完全相同的生物分布,构成群落的水平结构。( )
(4)大鱼吃小鱼体现的是捕食关系。( )
分析:若大鱼和小鱼为同种生物,则不是捕食关系;若大鱼和小鱼不是同一物种,则是捕食关系。
(5)群落的季节性表现在群落的外貌和结构随季节变化而发生规律性变化。( )
×
√
√
×
√
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2.练表达
(1)(选择性必修2 P29 “概念检测”T1拓展分析)从山麓到山顶依次出现不同的森
林类型,不属于群落的垂直结构,原因是____________________________________
______________________________________________。
(2)(选择性必修2 P29 “拓展应用”T3)群落中存在捕食者的生态意义是_________
____________________________________________________________________
____________________________________________。
不同山坡上的植物属于不同的生物群落,
不属于垂直结构的分层现象,属于植物的地带性分布
捕食者有
利于保持群落内的物种丰富度,并使多个生物种群的数量维持在一定范围内;促
进种群发展;捕食者和被捕食者还表现出协同进化
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精练 提能力
1.(2024·安徽高考)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( )
项目 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
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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
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【解析】选B。本题考查群落的空间结构、生态位及影响生态位的因素。通过分析表格可知,在不同植被类型和不同气候条件下,白马鸡和血雉对栖息地的选择具有相对明显的差异,A正确;群落的垂直结构是指在群落中各个生物种群在垂直方向上具有明显的分层现象,而白马鸡和血雉两物种在三种植被类型中的分布差异并不能体现群落的垂直结构,B错误;在不同的降水条件下,白马鸡和血雉对三种植被类型的选择不同,降雨对血雉的影响更大,C正确;通过对比两物种日活动节律曲线图看出,两物种在白天相对密度较大而夜晚相对密度较小,均在白天出现活动高峰,但在白天不同时间段两物种相对密度有差异,所以两物种在日活动节律上存在生态位分化,D正确。
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2.(2025·安庆模拟)运用模型可对认识对象作简化的概括性描述。图1和图2均表示捕食者与被捕食者在一个猎物周期内的种群数量变化。下列各时期的对应关系正确的是( )
A.①-Ⅱ B.②-Ⅲ C.③-Ⅳ D.④-Ⅰ
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【解析】选B。图1中两条曲线的变化存在一定的周期性和滞后性,即呈现先增先减变化的为被捕食者种群数量随时间的变化曲线,后增后减的为捕食者种群数量随时间的变化曲线。将图1中一个猎物周期的变化规律与图2的相对应,可知
①-Ⅳ,②-Ⅲ,③-Ⅰ,④-Ⅱ,B正确。
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借题发挥|知识总结
五种种间关系比较
种间关系 数量坐标图 营养关系图 说明
原始合作 若彼此分开,各自也能独立生活。区别于互利共生
互利共生 若彼此分开,则双方或者一方不能独立生活,数量上呈现“同生共死”的同步性变化
寄生 寄生生物会对宿主造成一定的伤害;若分开,寄生生物难以独立生存,而宿主能生活得更好
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种间关系 数量坐标图 营养关系图 说明
种间竞争 两种竞争力不同的生物,会出现“强者更强,弱者更弱”的变化趋势,如图丁;若竞争力相当,或生存能力随季节发生周期性变化,会呈现“此消彼长”的同步性变化,如图戊
捕食 在坐标图中,被捕食者的起点和最高点往往高于捕食者,曲线呈现出“先增加后减少”的非同步性变化(被捕食者变化在先,捕食者变化在后)
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【加固训练】
不同群落中生物种群的数量变化关系如图所示,下列分析错误的是( )
A.图甲曲线不能表示豆科植物与根瘤菌的种间关系
B.图乙可以表示大草履虫和双小核草履虫的种间关系
C.甲、乙两图表示的生物种间关系可能相同
D.自然条件下图丙的①和③种群之间不可能是捕食关系
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【解析】选D。群落中生物的种间关系主要有原始合作、种间竞争、捕食、寄生和互利共生。图甲表示“势均力敌”型的竞争,豆科植物与根瘤菌的种间关系为互利共生,故图甲曲线不能表示豆科植物与根瘤菌的种间关系,A正确;图乙表示“你死我活”型的竞争,可以表示大草履虫和双小核草履虫的种间关系,B正确;根据A、B选项的解析可知,甲、乙两图表示的生物种间关系均为竞争,C正确;图丙表示捕食,①先增先降,②和③依次随①的变化而变化(后增后降),自然条件下,①和②,①和③,②和③之间均有可能是捕食关系,D错误。
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3.(2024·贵州高考)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_________(填“较强”或“较弱”),原因是____________________________________
__________________________________________________________________。
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【解析】本题考查种群、群落和生态系统综合知识。
(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,能预测种群数量的变化趋势,性别比例影响出生率,进而影响种群密度。故在一个生态系统中,影响种群密度的直接因素有出生率和死亡率、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;此外,种间关系、空间结构、物种数目、生态位等也有差别。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。
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(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,原因是交错区物种丰富、数量多,但生存空间、食物资源等有限。
答案:(1)温度 出生率和死亡率、迁入率和迁出率
(2)物种组成、种间关系(空间结构等) 水平
(3)较强 两种生态系统的交错区物种丰富、数量多,但生存空间、食物资源等有限
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考点二 研究土壤中小动物类群的
丰富度
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精梳 攻教材
1.实验原理:
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
取样方法 许多土壤动物身体微小且有_____的活动能力,常用___________的方法进行采集、调查
统计方法 ___________ 指在一定面积(体积)的样地中,直接数出各种群的个体
数目。一般用于个体_____,种群数量_____的物种
___________ 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
较强
取样器取样
记名计算法
较大
有限
目测估计法
多度等级
非常多、
多、较多、较少、少、很少
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2.实验过程:
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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,该装置利用土壤中小动
物具有趋暗、趋湿、避高温的习性,使土壤动物远离光源、热源。
(2)_______(B图):该装置中纱布的作用是防止将土壤小动物吸走。
诱虫器
吸虫器
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【名师点睛】
实验关键问题分析
(1)取样时,应随机取样,避免造成结果偏差较大。
(2)体积分数70%的酒精是用来杀死并保存标本的,若要存活体,通常用带有湿棉花的试管收集。
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【自测强化】
1.辨易错
(1)土壤动物群落不存在分层现象。( )
分析:不同深度和不同位置的土壤中,土壤动物的种类和数量不同。
(2)调查土壤中小动物类群的丰富度时,记名计算法常用于个体较小、种群数量较多的群落。( )
分析:调查土壤中小动物类群的丰富度时,记名计算法常用于个体较大、种群数量有限的物种。
(3)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。( )
(4)用取样器取样法调查土壤小动物类群的丰富度的原因是土壤小动物的活动能力弱。( )
分析:用取样器取样法调查土壤小动物类群的丰富度的原因是土壤小动物的活动能力强,身体微小。
×
×
√
×
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2.练表达
(选择性必修2 P30“探究·实践”拓展)研究土壤小动物的物种丰富度,不能用样方法,原因是____________________________________________。
许多土壤小动物有较强的活动能力,而且身体微小
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精练 提能力
1.(2025·连云港模拟)下列有关“研究土壤中小动物类群的丰富度”实验的叙述,正确的是( )
A.利用土壤小动物的趋光性可采用诱虫器对其进行采集
B.为提高采集速率,倒入花盆的土壤需铺满花盆底部
C.对于个体较大、种群数量有限的物种可用目测估计法调查
D.采集的土壤小动物可放入体积分数为70%的酒精溶液中
【解析】选D。诱虫器利用土壤动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性,使土壤动物远离光源、热源,进入诱虫器,A错误;诱虫器的花盆壁和土壤之间要留有一定缝隙,便于空气流通,B错误;记名计算法适用于个体较大、种群数量有限的物种,C错误。
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2.(2025·西安五校联考)某生物兴趣小组对校园花坛土壤中小动物的丰富度进行了调查。下列有关叙述错误的是( )
A.可用样方法调查土壤小动物类群丰富度
B.可采用目测估计法或记名计算法统计物种相对数量
C.可根据土壤小动物的避光性特点用诱虫器进行采集
D.吸虫器通常用于对体型较小的土壤动物进行采集
【解析】选A。由于许多土壤小动物活动能力较强,且身体微小,因此不适于用样方法调查丰富度,应用取样器取样法,A错误。
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3.进行生态研究时,经常需要通过调查的方式获得重要数据。下列叙述正确的是( )
A.调查农田生态系统的能量流动过程时,需要分析农民对作物秸秆的处理
B.土壤小动物具有趋湿、趋暗、避高温的习性,所以用取样器取样的方法进行调查
C.样方法可用于调查群落丰富度,黑光灯诱捕法只能调查种群密度
D.观察土壤中的小动物时最好用普通光学显微镜,并用目测估计法统计小动物的种类数
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【解析】选A。调查农田生态系统的能量流动过程时,需要分析农民对作物秸秆的处理,如焚烧、喂牛、喂羊、喂猪等,A正确;土壤小动物具有较强的活动能力,而且身体微小,不适于用样方法,所以用取样器取样的方法进行采集、调查,B错误;样方法可用于调查种群密度,黑光灯诱捕法可用于调查趋光性昆虫的种群密度,C错误;观察土壤中的小动物时最好用放大镜、体视显微镜,并用目测估计法统计小动物的种类数,D错误。
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【加固训练】
(2024·保定模拟)土壤是无数动物的家园,它们对动植物遗体的分解起着重要的辅助作用。下列有关土壤中小动物类群丰富度的调查的说法,错误的是( )
A.常采用取样器取样的方法调查土壤中小动物类群丰富度
B.统计群落物种数目时,如果个体较大、种群数量有限,可采用记名计算法
C.土壤中小动物均属于分解者,能够参与生态系统的碳循环
D.如果无法知道小动物的名称可记为待鉴定××,并记录它们的特征
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【解析】选C。由于土壤动物具有身体微小且活动能力强,活动范围小的特点,因此常采用取样器取样的方法调查土壤中小动物类群丰富度,A正确;记名计算法:指在一定面积的样地中,直接数出各种群的个体数目,一般用于个体较大,种群数量有限的群落;目测估计法:是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,一般用于统计个体小、种群数量大的群落,B正确; 土壤中小动物既有消费者也有分解者,能够参与生态系统的碳循环,C错误; 对于个体较大,种群数量有限的群落,统计物种丰富度的方法是记名计算法和目测估计法,如果无法知道小动物的名称可记为待鉴定××,并记录它们的特征,D正确。
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从教材走向高考
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【体验高考 链接教材】
1.(2024·甘肃高考)→(选择性必修2 P27正文深挖)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
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(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______________________________________________________
__________________________________________________________________。
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【解析】本题主要考查生态位和生态位重叠。
(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,可使用红外触发相机进行拍照统计猛兽数量,以减少对动物干扰。
(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,物种S1与物种S5、物种S6的重叠指数较大,因此物种S1的猎物有可能是物种S5和物种S6。
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(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,物种S2与物种S3、物种S4重叠指数较小,说明它们占用相同资源较少,因此物种S3和物种S4最有可能属于昼行性动物。
答案:(1)与其他物种的关系 红外触发相机
(2)大 S5 S6
(3)二者的时间生态位重叠指数较大,为0.93,说明它们的栖息地、食物、天敌等相似度高
(4)S3 S4 它们与物种S2的时间生态位重叠指数较小,分别是0.02、0.00,说明它们与物种S2在时间维度上几乎不重叠
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【深研教材 预测高考】
2.(选择性必修2 P28 “与社会的联系”改编)青鱼、草鱼、鲢鱼和鳙鱼是我国传统的四大家鱼。我国劳动人民在明代就已经将四大家鱼混养以提高效益。下图表示四大家鱼在池塘中食物的分布(浮游动物以浮游植物为食)。回答下列问题:
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(1)池塘生物群落区别于湖泊生物群落的重要特征为____________________。四大家鱼在池塘中栖息的水层不同,这种结构属于群落的_____________。
(2)调查池塘中鲢鱼的种群密度可采用___________法。第一次捕获鲢鱼96条,做上标记后放回;第二次捕获112条,其中有标记的为32条,该池塘中的鲢鱼共有_________条;若在重捕前有些鲢鱼的标记物已经脱落,这将会导致估算的结果_________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)草鱼和青鱼虽然都栖息在水体的中下层,但生态位并不完全相同,理由是_____
__________________________________________________________________。
该池塘生物群落中各种生物都占据着相对稳定的生态位,其意义是____________
__________________________________________________________________。
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【解析】(1)区别不同生物群落的重要特征为群落的物种组成。四大家鱼在池塘中栖息的水层不同,这种结构属于群落的垂直结构。
(2)调查池塘中鲢鱼的种群密度可采用标记重捕法。第一次捕获鲢鱼96条,做上标记后放回;第二次捕获112条,其中有标记的为32条,该池塘中的鲢鱼共有(112×96)/32=336条;若在重捕前有些鲢鱼的标记物已经脱落,就会导致重捕中被标记的个体数减少,这将会导致估算的结果偏大。
(3)草鱼和青鱼虽然都栖息在水体的中下层,但生态位并不完全相同,分析动物的生态位要研究它的栖息空间、食物、天敌以及与其他物种的关系,故理由是草鱼和青鱼的栖息空间相同,但食物种类不同;草鱼主要以水草为食,青鱼主要以螺、蚌及水生昆虫等为食。该池塘生物群落中各种生物都占据着相对稳定的生态位,其意义是有利于不同生物之间充分利用环境资源。
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答案:(1)群落的物种组成 垂直结构
(2)标记重捕 336 偏大
(3)草鱼和青鱼的栖息空间相同,但食物种类不同;草鱼主要以水草为食,青鱼主要以螺、蚌及水生昆虫等为食 有利于不同生物之间充分利用环境资源
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