内容正文:
第二章
第1节 群落的结构
学习目标
1.说出群落水平研究的问题,认同探究视角的重要性,尝试从不同视角提出新问题。
2.分析群落内的物种组成、种间关系和空间结构
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1
问题探讨
稻田中生活着多种底栖动物,如大脐圆扁螺、中国圆田螺、苏氏尾鳃蚓、羽摇蚊的幼虫等。在稻田中饲养中华绒螯蟹(俗称“河蟹”),由于河蟹喜食底栖动物和杂草,底栖动物和杂草都会减少。同时,河蟹的爬行能起到松动田泥的作用,因而有利于水稻的生长。
1、河蟹与底栖动物(如螺类)的关系是怎样的?
河蟹捕食底栖动物,它们之间存在捕食关系;
河蟹和某些底栖动物可能还会捕食水中的浮游生物;
因此河蟹与底栖动物的种间关系可能还包括种间竞争。
2、提高河蟹的种群密度,稻田中其他动物种群会发生怎样的变化?
河蟹的种群密度增大,会吃掉更多的底栖动物和杂草,导致底栖动物等的数量减少;河蟹的爬行活动对田泥有松动作用,有利于水稻的生长,可能会引起以水稻为食物的其他动物的数量增加。
3、从生命系统的结构层次上来分析,像这样在相同时间聚集在一定地域中各种生物的集合称为什么?
群落
一、群落的概念
1.概念:
一定区域
各种生物
集合
生物间有一定的关系。各种生物是相互作用相互影响,彼此之间以物质和能量为纽带紧密地联系在一起。
必需包括全部的生物。即必需有植物、动物、微生物三大功能类群
有一定的时间
和空间
相同时间聚集在 中 种群的 。
判断下列实例是否属于群落:
(1)白天泰山上有很多人,凌晨两点,这些人还属于泰山群落的一部分吗?
(2)两个池塘中的所有生物?
(3)一块水田里的全部水稻、水草、鱼、虾及其它生物
(4)某菜市场上出售的鸡、鸭、鱼、蘑菇和蔬菜等所有生物是一个群落吗?
不符合 相同时间
不符合 一定地域
属于群落
不符合 集合(有机整体,生物间有一定关系)
二、科学方法:视角决定问题——以群落和种群研究为例
1.种群水平上研究的问题:
数量特征
最基本特征
其他特征
年龄结构
性别比例
出生率
死亡率
迁入率
迁出率
影响
直接 影响
波动
下降
数量变化
包括
研究种群的核心问题
种群的数量
特征及其
变化规律
种群密度
影响
非生物因素
生物因素
影 因 响 素
一、群落的概念
2.群落水平上研究的问题:
研究群落的核心问题
种群的相互关系及其发展
群落的范围和边界如何?
群落中有多少种群?哪些种群占优势?
群落中各个种群分别占据什么位置?
群落中各个种群之间的相互关系是怎样的?
群落具有怎样的空间结构?
群落的演替情况是怎样的?
边缘效应
物种组成
优势种
生态位
种间关系
空间结构
群落演替
研究种群是研究群落的 。
基础
【检测】生物群落的特征主要包括( )
①年龄组成 ②营养结构 ③种群密度 ④垂直结构 ⑤水平结构 ⑥物种多样性 ⑦优势种 ⑧相对丰富度 ⑨性别比例 ⑩出生率和死亡率
A. ①②④⑤⑥⑧ B. ②③④⑤⑦⑧ C. ②④⑤⑥⑦⑧ D. ④⑤⑥⑦⑧⑨
C
二、群落的物种组成
如何区分不同的群落呢?衡量指标是什么?
自主阅读教材P23,完成以下问题。
1.要认识一个群落,为什么首先要分析该群落的物种组成?
2.什么是物种丰富度?我国从北方到南方群落的物种丰富度怎样变化的?
3.什么是优势种?如何进行辨别?一个群落中的物种组成是固定不变的吗?
4.草原放牧过程中,我们要如何维持草原稳定实现可持续发展?
二、群落的物种组成
1.研究物种组成的意义:
新疆北部针叶林
福建武夷山常绿阔叶林
部分物种名录
新疆五针松、新疆冷杉、新疆云杉
部分物种名录
米槠、木荷、狗脊、芒萁
是______________的重要特征,也是决定___________最重要的因素。
区别不同群落
群落性质
二、群落的物种组成
2.物种组成的衡量指标:
____________,即群落中__________的多少。
物种丰富度
物种数目
常绿针叶林
苔原
热带雨林
常绿阔叶林
落叶阔叶林
物种丰富度
低
高
① 随纬度升高,物种丰富度逐渐 ;
② 随海拔升高,物种丰富度逐渐 ;
③ 随水深的增加,物种丰富度逐渐 。
降低
降低
降低
物种丰富度与物种的种类数目有关,与生物个体数量无关,如人工林。
一般来说,环境条件愈优越,群落发育的时间愈长,生物种的数目愈多,群落的结构也愈复杂。
当堂训练
【检测】下列关于丰富度的叙述不正确的是( )
A.群落中生物数目的多少称为丰富度
B.不同群落生物的丰富度不同
C.从赤道到北极,群落的丰富度逐渐减少
D.丰富度越大的群落,其结构越复杂
A
二、群落的物种组成
3.优势种:
在同一个群落中的各物种的个体数都一样吗?
4.常见种:
米槠
甜槠
木荷
狗脊
芒萁
优势种
常见种
在群落中,不仅数量很多,对群落中其他物种的影响也很大,
往往占据优势
在群落中,比较常见,但对其他物种的影响不大,不占据优势。
武夷山的常绿阔叶林
二、群落的物种组成
4.特点:
一个群落的优势种和物种丰富度是固定不变的吗?
【材料分析】我国东北部的草原群落中优势种随放牧强度的变化
放牧强度 物种丰富度相对值 优势种
无放牧区 14.11 羊草
轻度放牧区 16.50 羊草、糙隐子草
中度放牧区 15.63 糙隐子草
重度放牧区 13.90 碱蓬
随着时间和环境的变化,原来不占优势的物种可能逐渐变得有优势;原来占优势的物种也可能逐渐失去优势,甚至从群落中消失。
群落中的物种组成不是固定不变的。
控制放牧强度对于维持草原群落稳定、实现可持续发展非常重要。
对畜牧业生产有什么启示?
思考
三、种间关系
思考:一个群落中的各种生物是孤立存在的吗?
一个群落中的物种不论多少,都不是随机的简单集合在一起,而是通过复杂的种间关系,形成一个有机的整体。
三、种间关系
1.原始合作(互惠):
(1)定义:两种生物 ________ 在一起时,双方都______,但分开后,各自
也能__________。
(2)特点:
(3)实例:
共同生活
受益
独立生活
双方都受益,分开也能独立生活。
海葵与寄居蟹
鳄鱼与牙签鸟
斑马和鸵鸟
这种关系没有发展到“相互依存”
三、种间关系
1.原始合作(互惠):
(4)数量坐标图和营养关系图:
营养关系图
数量坐标图
时间
个体数
0
A
A
B
B
生物A
生物B
三、种间关系
2.互利共生:
(1)概念:
相互依存,彼此有利,同时增加、同时减少,一般不能独立生存。
(2)特点:
(3)实例:
两种生物长期_________________,____________,_____________。
共同生活在一起
相互依存
彼此有利
豆科植物
提供有机养料
提供含氮的养料
根瘤菌
地衣 = 藻类 真菌
有机物
水分、无机盐
真菌菌丝
藻类
豆科植物和根瘤菌
地衣(藻类与真菌共生体)
相互关系非常紧密
三、种间关系
(4)数量坐标图和营养关系图:
数量坐标图
时间
个体数
0
生物A
生物B
A
B
营养关系图
★数量上呈现出“同生共死”的同步性变化
2.互利共生:
三、种间关系
3. 捕食:
(1)概念:
一种生物以另一种生物为食
(2)特点:
先增加者先减少,是被捕食者,后增加后减少,是捕食者。
(3)实例:
(4)数量坐标图和营养关系图:
被捕食者
捕食者
A 先增加先减少者,一般情况下数量峰值_____
B 后增加后减少者,一般情况下数量峰值_____
高
低
思考:交配完后,母螳螂吃公螳螂是捕食关系吗?
不是,公螳螂、母螳螂为同一物种,发生在同种生物个体之间是种内竞争。
三、种间关系
3. 捕食:
捕食关系中捕食者与被捕食者的判断技巧
三看上升与下降:
先上升或下降的为被捕食者
一看起点:
起点高(数量多)是被捕食者
二看峰值:峰值高的为被捕食者
三、种间关系
4.寄生:
(1)概念:
(2)特点:
(3)实例:
宿主受害,寄生者受益,分开对寄生者不利。
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。
①体内寄生
蛔虫寄生
在动物的体内
跳蚤寄生
在动物的体表
T2噬菌体寄生
在大肠杆菌内
②体表寄生
③细胞内寄生
菟丝子寄生
在豆科植物上
三、种间关系
(4)数量坐标图和营养关系图:
4.寄生:
宿主的个体数可能减少,也有可能不变;
一般情况下,宿主的个体数不会变为零。
数量坐标图
时间
个体数
0
寄生生物B
宿主(寄主)A
体内寄生
数量坐标图
时间
个体数
0
寄生生物B
宿主(寄主)A
体表寄生
B
A
A
B
营养关系图
营养关系图
三、种间关系
5.种间竞争:
(1)概念:
(2)特点:
(3)实例:
_____或________生物共同利用同样的_______资源和空间而产生的__________的现象。
两种
更多种
有限
相互排斥
①一方占优势,另一方处于劣势,甚至灭亡即呈现“你死我活”的变化。
②相互抑制,呈现“此消彼长”的变化。
同一草原上生活的非洲狮和斑鬣狗
同一个容器中的双小核草履虫和大草履虫
三、种间关系
5.种间竞争:
(4)数量坐标图和营养关系图:
数量坐标图
时间
个体数
0
生物A
生物B
数量坐标图
时间
个体数
0
生物A
生物B
“实力悬殊”型
“势均力敌”型
A
B
C
营养关系图
生活环境、生活习性越相近的物种间竞争越激烈。
即竞争激烈程度取决于空间,食物重叠的范围。
当堂训练
种间竞争
种间竞争
捕食
互利共生或原始合作
说出以下图中A和B分别对应的种间关系:
寄生
当堂训练
(体表)寄生
捕食
(体内)寄生
互利共生
说出以下图中对应的种间关系:
种间竞争
四、群落的空间结构
群落是物种通过复杂的种间关系形成的有机整体。
1.图中生活的各种生物种群分布是随机的还是各自占据了特定的空间?
2.从垂直和水平方向看,各生物种群具有怎样的分布特点?
四、群落的空间结构
1.形成原因:
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
2.类型:
群落的空间结构包括___________和__________。
垂直结构
水平结构
3.垂直结构:
四、群落的空间结构
乔木层
灌木层
草本层
地表层
3 m以上的木本植物。
3 m以下的木本植物。
没有多年生的木质茎,包括禾叶草本、阔叶草本和蕨类植物。
地衣、苔藓等植物。
:在垂直方向上,大多数群落都具有明显的分层现象。
① 决定植物地上分层的环境因素: 。
光照、温度等
② 决定植物地下分层的环境因素: 。
水分、无机盐等
3.垂直结构:
四、群落的空间结构
(2)决定植物水中分层的环境因素:
(3)植物垂直分层的意义:
显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力,使生物群落在单位面积上能容纳更多的生物种类和数量,产生更多的生物物质。
挺水层
浮水层
沉水层
湖泊群落的垂直结构
表层
浮水植物
凤眼蓝、浮萍
浅层
挺水植物
芦苇、莲、茭白
深层
沉水植物
水车前、小眼子菜、竹叶眼子菜、黑藻等
光照强度、光质——光的波长、溶解氧、温度等
在垂直方向上,植物群落存在分层现象,动物群落是否也存在类似的分层现象呢?
3.垂直结构:
四、群落的空间结构
陆生群落--动物群落
林冠层:栖息着麻雀、黄鹂、杜鹃等;
吃高大乔木的种子
中层:栖息着山雀、啄木鸟、鹟、莺等;
营巢
林下层:栖息着画眉、血雉等。
吃地面上的苔鲜和昆虫
①群落中植物的垂直分层为动物创造了的 和____________
栖息空间
食物条件
植物的分层 动物的分层
决定
思考:动物群落的这种分层现象的主要原因是什么呢?
3.垂直结构:
四、群落的空间结构
上层水
中上层
中下层
下层水
鲢鱼---以浮游植物等为食
鳙鱼---以浮游动物+浮游植物等为食
草鱼---以水草等为食
青鱼---以水底的螺、蚌以及水生昆虫等为食
优点:
水生群落--动物群落 p28
①降低了竞争的激烈程度,
②充分利用了空间和资源,获得更大价值。
与食物和溶解氧、阳光、温度等因素有关。
群落的形成是不同物种 的结果。
协同进化
四、群落的空间结构
1、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,挺水和浮水的荷叶属于同一种群。种群不具有垂直结构。
2、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。
每个群落都有垂直结构和水平结构。
一片竹林中,不同高度的竹子_________(体现/未体现)群落的垂直结构。
一片竹林中,高低不同的各种植物______(体现/未体现)群落的垂直结构。
未体现
体现
4.水平结构:
四、群落的空间结构
(1)概念:
(3)形成原因:
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。
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。
常呈镶嵌分布。
(2)特点:
【思考】导致镶嵌分布出现的原因?
植物个体在水平方向上的分布不均匀造成的,从而形成了许多小群落。
例如:受水制约,芦苇等水生植物只能长在浅水或水边;红树、柳树等只能长在水源附近;松、杉、柏树等能长在比较干旱处。
当堂训练
如图a、b、c分别代表山坡、森林、海洋三个不同的自然区域内植物的分布状况。回答下列问题:
2. 影响b、c处的植物分布的主要环境因素是什么?这是群落的垂直结构吗?
b:光照强度
属于群落的垂直结构。
c:光质(光的波长)
1.a处不同高度的山坡上分布着不同的植物类群,影响它们分布的主要环境因素是什么?这是群落的垂直结构吗?
海拔、温度。
不是,群落的垂直结构是指一个群落中不同种群在垂直方向上的分层现象。
a处是由海拔高度变化引起的温度变化导致的植被地带性分布,属于不同的群落。
当堂训练
1.分层现象是群落研究的重要内容。下列关于森林群落分层现象的叙述,正确的是( )
①森林群落的分层现象提高了生物对环境资源的利用能力
②森林植物从上到下可分为不同层次,最上层为灌木层
③垂直方向上森林中植物分层现象与对光的利用有关
④森林群落中动物的分层现象与食物有关
⑤森林群落中植物的分层现象是自然选择的结果
⑥群落中植物垂直分层现象的形成是由动物种类决定的
A.①③④⑤ B.②④⑤⑥ C.①②③⑥ D.③④⑤⑥
A
当堂训练
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
不属于群落的空间结构
不同的森林类型属于不同的群落
四、群落的空间结构
5.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
由于阳光、温度和水分等环境因素的不同,不同群落在垂直方向和水平方向分布存在差异,那么随着季节而变化,群落的外貌结构也会随之发生变化吗?这种变化有规律吗?
群落的结构
物种组成
物种丰富度
种间关系
捕食
种间竞争
寄生
互利共生
原始合作
课堂总结
空间结构
垂直结构(分层)
水平结构(镶嵌)
植物分层的原因
动物分层的原因
光照和温度
栖息空间
食物条件
水生群落分层的原因
食物
温度
无机盐
溶解氧
影响因素
地形、土壤湿度和盐碱度、光照强度等
当堂训练
1.下图中甲、乙、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.甲、乙、丙分别表示的是
互利共生、捕食、种间竞争关系
C.图乙中Ⅱ生物对Ⅰ生物的进化有害无益
D.图丙中实验初期,种内互助与种间竞争并存,
后期Ⅲ的种内竞争加剧
C
当堂训练
2.(2024·北京模拟)下图中甲、乙、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.甲、乙、丙分别表示的是互利共生、捕食、种间竞争关系
C.图乙中Ⅱ生物对Ⅰ生物的进化有害无益
D.图丙中实验初期,种内互助与种间竞争并存,
后期Ⅲ的种内竞争加剧
C
当堂训练
3.(2025·广东广州模拟)紫花苜蓿被誉为“牧草之王”,研究发现苜蓿切叶蜂采集花粉的同时还能够打开苜蓿的花器,促进其完成异花授粉过程,此过程可以明显提高苜蓿种子的产量和品质。则紫花苜蓿和苜蓿切叶蜂的种间关系为( )
A.原始合作
B.互利共生
C.捕食
D.寄生
A
Thank You
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