内容正文:
第2章 群落及其演替
第1节
群落的结构
1
描述群落的空间结构和季节性(重、难点)。
2
通过分析自然群落中某种生物的生态位,说出生态位的概念及生态位分化的意义(难点)。
1.群落的空间结构
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.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
乔木层
灌木层
草本层
森林群落(陆生)
1.1 垂直结构
从林冠到林下植物出现了什么现象?体现了群落的什么空间结构?
影响森林中植物分层的环境因素主要是什么?
垂直结构
分层现象
垂直结构
指群落垂直方向上有明显的
分层现象
植物的分层与对光的利用有关:
不同植物适于在不同的光照强度下生长。
影响森林中地下植物分层的环境因素主要是什么?
水分、无机盐
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1.1 垂直结构
挺水层
浮水层
沉水层
湖泊群落(水生)
浮水植物
凤眼蓝、浮萍
挺水植物
芦苇、莲、茭白
沉水植物
水车前、小眼子菜、竹叶眼子菜、黑藻等
水生植物的这种分层现象的主要原因是什么呢?
显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。
植物群落的垂直结构有什么意义?
光照强度,光的波长(植物水中分层)
1.1 垂直结构
鲢鱼(以浮游植物为食)
鳙鱼(主要以浮游动物为食)
草鱼(以水草为食)
青鱼(以水底的螺、蚌及水生昆虫为食)
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)
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;群落中植物的分层现象决定了动物的分层现象。
动物群落的这种分层现象的主要原因是什么呢?
1.1 垂直结构
荷叶有的挺水有的浮水,错落有致,这种现象属不属于群落的垂直结构?成年竹和竹笋属不属于群落的垂直结构?
不属于,种群不具有垂直结构。
草原群落有垂直分层现象吗?
有,例如地面上奔跑的动物和地下挖洞生活的动物。
1.2 水平结构
在水平方向上,不同地段往往分布着不同的种群,同一地段上种群密度也有差别。
镶嵌分布
1.概念:
3.特点:
2.影响因素:
①地形的变化;
②土壤湿度和盐碱度的差异;
③光照强度的不同;
④生物自身生长特点的不同;
⑤人与动物的影响等。
判断:下列现象属于群落的哪种空间结构
①森林的林冠层、中层和林下层栖息着不同的鸟类。
②湖泊中有挺水植物、浮水植物和沉水植物。
③池塘的中央底部和临近河岸的底部分布有不同的鱼。
④某竹林中的箭竹高低错落有致。
⑤从山麓到山顶依次出现不同的森林类型。
垂直结构
垂直结构
水平结构
不属于群落的空间结构
群落空间结构的形成原因与意义
(1)形成原因: 在长期 基础上形成的对环境的适应。
(2)意义: 利于群落整体对 的充分利用。
自然选择
环境资源
不属于群落的空间结构
不同的森林类型属于不同的群落
从山麓到山顶依次出现不同的森林类型。不属于群落的空间结构解析:不管是垂直结构还是水平结构,都是对【一个群落】而言的。 这里的关键词是"不同的森林类型",已经涉及到了不同的群落,
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1.群落的空间结构
如图代表在-200 m~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。回答下列问题:
1.a处不同高度的山坡上分布着不同的植物类群,这属于植被的垂直地带性分布,影响它们分布的主要因素是 。这 (填“是”或“不是”)群落的垂直结构。
温度
不是
3.c处不同水层分布着不同的藻类,影响它们分布的主要环境因素是____________。这 (填“是”或“不是”)群落的垂直结构。
1.群落的空间结构
2.b处的植物在垂直方向上都具有明显的分层现象,影响它们分布的主要因素是 。这 (填“是”或“不是”)群落的垂直结构。
光照强度
是
光质(光波长)
是
群落垂直地带性(群落间)≠垂直结构(群落内部)
群落水平地带性(群落间)≠水平结构(群落内部)
2.群落的季节性
由于阳光、温度和水分等随季节而变化,群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化。
2.群落的季节性
迎春花
桃花
(1)植物的季节性对群落的影响
(2)动物的季节性对群落的影响
2.群落的季节性
冬眠
夏眠
旱獭
仓鼠
北极地松鼠
旱獭、仓鼠等啮齿类动物在冬季会冬眠
非洲肺鱼
箭猪
蜗牛
夏眠也称之为“夏蛰”,是某些动物在夏季时,炎热或干旱的季节中适应环境变化现象。
非洲肺鱼是最有名的夏眠生物。雨水充沛的春季,肺鱼尽享生活的美好,雨季逐渐消退后,沼泽地变成一片干涸,肺鱼就躲在烂泥堆里睡觉,它能在泥洞里不吃不喝地夏眠几个月,等雨季回来再出来结束夏眠。
3.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
研究动物的生态位:
通常要研究它的 、 、 以及 等。
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
3.生态位
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
1.分析这4种鸟选择觅食生境的策略:
(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______和______,并以
_____为主,不选择______。
(2)绿头鸭主要选择 。
(3) 的觅食生境范围更宽,在3个生境中都出现,在 出现的概率高于另外两处。
生境1
生境3
生境1
生境2
生境1
青脚鹬
生境3
青脚鹬的觅食生境范围更宽。
3.生态位
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
2.绿翅鸭和鹤鹬选择的觅食生境基本相同,但是________________________________
___________________________,所以二者的生态位不完全一样。
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
特点:
形成原因:
意义:
群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位。
群落中物种之间及生物与环境之间协同进化的结果。
有利于不同生物充分利用环境资源。
3.生态位
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
3.以绿翅鸭为例,分析其食性:绿翅鸭以 为主要食物,还吃__________________
_____等, __ 也是,二者存在明显的种间竞争关系;绿翅鸭与鹤鹬、青脚鹬也有种间竞争关系,因为它们都捕食 __ ,绿翅鸭与鹤鹬都吃 。
小坚果
茎类、螺类、贝壳
沙砾
绿头鸭
螺类
贝壳沙砾
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
4.以青脚鹬为例,从觅食生境、种间关系等多个方面综合描述这种鸟类的生态位:
(1)描述鸟类的生态位,通常需要考虑它们的_______________________________________
_____________________等。
觅食生境、栖息地、食物、天敌以及与其他物种的种间关系
3.生态位
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
(2)以青脚鹬为例,它们的觅食生境包括___________________________________________
______________;主要以 为食;青脚鹬与______存在明显的种间竞争,因为它们都以 为主要食物,青脚鹬与 也存在种间竞争,因为它们都捕食 ,青脚鹬和绿头鸭还捕食________。
低潮盐沼—光滩带、海三棱藨草带及海堤内
鱼塘—芦苇区
草屑、螺类、甲壳类
鹤鹬
草屑和螺类
绿翅鸭、绿头鸭
螺类
甲壳类
3.生态位
3.生态位
1.生态位重叠:群落中生态位相似的物种要通过种间竞争相互夺取生态位。
(1)生态位越近似的物种,
(2)举例:如图为3个共存物种对资源利用的曲线。图A和图B中3个物种的资源利用状况不同。图A中3个物种的生态位狭窄,种内竞争激烈;图B中3个物种的生态位重叠程度大,种间竞争激烈。
种间竞争越激烈,选择压力越强。
(3)生态位重叠的结果
①资源丰富时,
②资源短缺时,
a.生态位完全重叠的两个物种,种间竞争优势较大的物种会把另一物种完全排除掉,这就是生态学上的竞争排除原理。
可以共用同一种资源,不伴随种间竞争。
会发生种间竞争。
b.生态位不完全重叠的两个物种,可以实现共存,并且具有种间竞争优势的物种最终会占有那部分重叠的生态位空间。
3.生态位
3.生态位
1、食物种类错开(食性不同)
2、分布区域和活动范围错开
3、活动的时间错开
生态位分化
生态位分化的意义:
①鱼类的混合培养;②农作物的间作
提高了生物利用环境资源的能力;
生态位的多样性是群落结构相对稳定的基础。
人们根据动物或植物的生态位的不同进行混养或间作,既降低了种间竞争的激烈程度,又充分利用了空间和资源。
3.生态位
1. 鱼类的混合培养
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。
3.生态位
2.立体农业
充分利用群落的空间结构和季节性,进行立体种植、立体养殖或立体复合种养的生产模式。
稻-鱼-蛙
板栗--茶树
板栗-茶树结构
理论依据:
①合理利用不同层次土壤内的水分和无机盐。
板栗→深根性树种,
茶树→根系较浅的小灌木
②茶树地上部分截留降水,
降低水土流失,减少地表蒸发
③高矮结合,充分利用不同层次的光照。
板栗喜光,茶树耐阴。
稻-鱼-蛙结构
理论依据:
①鱼和蛙的粪便为水稻供肥
②鱼和蛙呼吸释放的二氧化碳可供水稻
进行光合作用
稻田害虫、其他浮游动物、田间杂草数量
大大下降。
3.生态位
2.立体农业
农作物的间作
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。
树-蔬菜
玉米-大豆
立体农业是充分利用群落的空间结构和季节性,进行立体种植、立体养殖或立体复合种养,从而充分利用光能、空间和时间资源,提高农作物产量。
四大家鱼的混养利用了它们在池塘中占据着不同的生态位,从而有利于不同生物充分利用资源,提高经济效益。
1.立体农业和四大家鱼的混养的生态学原理和意义是什么?
3.生态位
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。当地居民为了提高这种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?
思维训练
提出的四种解释,都有一定道理。鲈鱼种群数量下降可能是多种因素共同作用的结果,但仅根据所给信息判断,B说法是最可能的原因。这是因为,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。
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