内容正文:
第2章 群落(知识清单)
学习导航站
知识主脉络:可视化思维导图,建立知识框架
核心知识库:重难考点总结,梳理必背知识、陷阱规避
第1节 不同种群组成群落(3个考点)
考点1丰富度调查反映群落的物种组成 ★★☆☆☆
考点2 优势种决定群落的结构和内部环境的形成★★☆☆☆
考点3 物种在群落中占据一定的生态位★★★☆☆
第2节 群落具有垂直、水平和时间结构(3个考点+1个易错辨析)
考点1 群落分层形成垂直结构 ★★★☆☆
考点2 群落水平方向上的配置形成水平结构 ★★☆☆☆
考点3 群落的组成和外貌可随时间改变而形成时间结构★★☆☆☆
第3节 地球上分布着不同类型的群落(4个考点)
考点1 森林群落是地球上最重要的陆地群落 ★★☆☆☆
考点2 草原群落中草本植物占优势★★☆☆☆
考点3 水分蒸发量大于降雨量的地区形成植被稀疏的荒漠群落★★☆☆☆
考点4 气候严寒、降雨量少的地区形成苔原群落★★☆☆☆
第4节 群落随时间变化而有序地演替
考点1 一个群落可以被另一个群落替代★★☆☆☆
考点2 群落演替包括初生演替和次生演替两种类型★★★☆☆
考点3 演替的终点是顶极群落★★★☆☆
(星级越高,重要程度越高)
素养加油站:跨学科内容与热点问题分析、聚焦考点预测
方法储备库:高频考点,方法归纳
第1节 不同种群组成群落
考点1 丰富度调查反映群落的物种组成 ★★★☆☆
1.物种丰富度是指群落中不同物种的总数,反映了群落的物种组成。研究物种丰富度的最简单方法是识别组成群落中的各种生物,并统计它们的个体数量。
2.活动:不同群落中土壤动物类群丰富度研究
(1)实验步骤
选择两个不同群落作为样地,每个样地随机选取3~5个样方,记录其地理位置、植被特征、土壤
类型等
在每个样地选取3~5个样点,将土壤取样器插入0~25 cm深的
表层土壤中取样。
用镊子拣出体形较大的动物;体形较小的动物使用干漏斗分离法进行分离。
用肉眼观察、识别体形较大的动物;用放大镜或体视显微镜观察、
识别体形较小的动物。
土样采集择
土壤动物的分离
土壤动物的鉴定
样地选择
3.我国典型的森林群落亚热带常绿阔叶林、温带落叶阔叶林和寒温带针叶林的物种丰富度依次逐渐减小。
考点2 优势种决定群落的结构和内部环境的形成★★☆☆☆
1.优势种概念:对群落的结构和内部环境的形成有明显决定作用的物种。不同的群落往往有不同的优势种。
2.优势种特点:
(1)往往具有高度的生态适应性,并且在环境条件相对稳定的群落中,这种竞争优势常常是持久不变的。
(2)优势种通常是群落中个体数量多、生活力较强的物种。
(3)优势种能够凭借自己的数量和生活力对群落的结构和内部环境起决定性的作用,并在很大程度上影响其他物种的生存和生长。若把优势种去除,必然会导致群落的结构和内部环境发生变化。因此,对群落的保护,不仅要保护珍稀濒危物种,也要保护其优势物种。
考点3 物种在种群中占据一定的生态位★★☆☆☆
1.生态位概念:是指群落中某个物种在时间和空间上的位置及其与其他相关物种之间的功能关系,它表示物种在群落中所处的地位、作用和重要性。
(2)一个物种的生态位不仅取决于栖息场所,而且取决于它与食物、天敌和其他生物的关系,包括它吃什么和被什么动物所吃,以及与其他物种之间的关系等。
(3)群落中的不同物种往往占据不同的生态位。乔木、灌木、草本和苔藓等植物在形态结构和生活方式上各不相同,因此它们占据着不同的生态位,利用着不同强度的阳光,从而使得整个群落能够更加合理、高效地利用光照。
2.竞争排斥原理
(1)概念:同一群落中,两个物种的生态位不可能是完全重叠的。当两个物种的生态位重叠时会发生竞争,且生态位重叠越多,竞争就越激烈,以致竞争优势较大的物种有可能把另一物种完全排除掉,这就是竞争排斥原理。
(2)举例:将生态位很相近的大草履虫和双小核草履虫分别单独培养在试管中,给以细菌作为食物,不久两种草履虫都出现了典型的逻辑斯缔增长。当把相等数目的大草履虫和双小核草履虫混合培养在同一试管中,也以细菌作为食物,开始时两种草履虫都有所增长,随后双小核草履虫比大草履虫的繁殖速度快、竞争力强,在食物、空间等因素的限制下,双小核草履虫将竞争力弱的大草履虫排除。
3.生态位分化。
(1)概念:当两个物种的生态位有重叠时,往往通过自然选择作用使各自的生态位发生变化,从而减少或排除竞争,使得它们共同生存下来。
(2)动物在生态位上的分化方式主要有: 改变食物的种类,形成不同食性;
划分分布区域和活动范围;
错开活动时间等
某群落中有甲、乙两个物种,甲物种主要以a为食,乙物种主要以b为食,这两个物种又共同以c为食。甲乙物种间为了共同食物c发生生态位重叠而进行竞争,结果使两者的一部分个体被淘汰。长期的自然选择,使得甲、乙两个物种会向着吃不同食物的方向发展,即生态位不断分化,从而降低两个物种的竞争强度而达到共存。
(3)意义:生态位分化是生物对环境的长期适应以及自然选择的结果。
第2节 群落具有垂直、水平和时间结构
考点1 群落分层形成垂直结构 ★★☆☆☆
1.群落具有空间结构(垂直结构、水平结构)和时间结构。
2.陆生植物的生长型:依据植物的外貌和形态结构的不同,一般把陆生植物分成下面六种生长型:
乔木:3m以上的木本植物。
灌木:3m以下的木本植物。
藤本植物:木本攀援植物。
草本植物:没有多年生的木质茎,包括禾叶草本、阔叶草本和蕨类植物。
附生植物:完全依附在其他植物体上的植物。
地表植物:地衣、苔藓等植物。
3. 植物的生长型可以反映植物生活的环境条件。在相似的环境条件下,不同种类的植物通过自然选择往往具有相似的生长型以适应环境。
4.垂直结构:落中乔木、灌木和草本等不同生长型的植物,分别配置在群落的不同高度上,形成了群落的垂直结构。群落的垂直结构主要指群落的分层现象。
5.陆地群落中,温带落叶阔叶林群落的垂直结构最为明显,从树冠到地面可以分为树冠层、下木层、灌木层、草本层和地表层。
6.意义:陆地群落的分层主要与植物对光的利用有关,其中树冠层对群落影响最大。如果树冠层比较稀疏,就会有更多的阳光照射到森林群落的下层,因此灌木层和草本层就会发育得更好。成层结构是物种自然选择的结果。它不仅缓解了植物之间争夺阳光、空间、水分和矿质营养的矛盾,而且植物在空间上的成层排列,扩大了植物利用环境的范围,提高了植物的光能利用率。
7.热带雨林群落的垂直结构最为复杂,其下木层和灌木层还可再分为2—3个层次。寒温带针叶林群落的结构比较简单,下木层和灌木层一般都只有一个。
8.群落中动物的分层现象也很普遍。群落中动物的分层现象主要与食物有关,与栖息空间也有关系。
易错辨析
1.高山植被从低到高分布不同是由于海拔高度升高,温度下降导致的,这属于植被的垂直地带性分布,不是群落垂直结构中的分层现象。
2.水稻高矮错落、不均匀分布不体现垂直结构和水平结构,因为水稻构成种群,不是群落。
考点2 群落水平方向上的配置形成水平结构 ★★☆☆☆
1.群落水平方向上的种群配置形成水平结构,大多数群落中的各个物种在水平方向上的分布往往呈不均匀性,表现为斑块状和镶嵌性。
2.导致群落具有水平结构的原因:
(1)不同生物繁殖体的扩散能力有差异,例如依靠风、水和动物传播种子的植物可能分布范围较大,而种子较重或进行无性繁殖的植物往往集中分布在母株周围。
(2)生物种间相互作用的影响。例如植食性动物明显地依赖于它取食的植物的分布。
(3)群落内部环境的不同。例如群落水平方向上光照、风、土壤湿度和盐渍化程度有差异。
(4)动物活动以及人类活动也会影响群落的内部环境。
考点3 群落的组成和外貌可随时间改变而形成时间结构 ★★☆☆☆
1.概念:群落的组成和外貌可随时间改变而发生有规律的变化,这就是群落的时间结构。
2.形成原因:在某一时期,某些物种在群落中相对重要,而在另一时期,则是另一些物种在群落中相对重要,从而形成了群落的时间结构。
3.群落的季节性变化非常明显,即群落的季相。在温带地区,草原和森林群落的外貌在春、夏、秋、冬有很大差异。草原群落中动物的季节性变化也十分明显。
第3节 地球上分布着不同类型的群落
1.地球各地因气候、地形和其他环境条件的不同而分布着不同类型的群落。群落包括水域群落和陆地群落。陆地群落主要包括:森林、草原、荒漠、苔原。
考点1 森林群落是地球上最重要的陆地群落 ★★☆☆☆
1.森林群落是地球上最重要的陆地群落。
2.森林群落的分布与经度、纬度及海拔密切相关。北半球自南向北依次分布着热带雨林、温带落叶阔叶林和北方针叶林等森林群落。
3.热带雨林
(1)环境特点:热带雨林群落分布在赤道及其两侧的湿润区域,约占地球上现存森林面积的一半。其分布区终年高温多雨,年平均温度约25℃,年降雨量在2500—4500mm。生物种类极为丰富,是地球上最丰富的“生物基因库”。
(2)植物特点:高等植物达45000种以上,且绝大部分是木本,藤本植物及附生植物也发达。乔木树干高大,常生有支柱根和板状根;叶多大型,常绿,革质坚硬。灌木层植物一般很少分枝;叶往往大而薄,气孔常开放,具泌水组织,有的叶还具有滴水叶尖。
(3)动物特点:以树栖攀缘生活的种类占优势。代表动物有树懒、树袋鼠、松鼠等兽类,鹦鹉、蜂鸟等鸟类,树蛙、飞蛙等两栖类,避役、飞蜥等爬行类。
(4)对人类的价值:热带雨林群落为人类提供了极为丰富的生物资源。例如,三叶橡胶和可可等是珍贵的经济植物;超过四分之一的现代药物是从热带雨林植物中提炼的,所以热带雨林群落被称为“世界上最大的药房”。以上属于生物多样性的直接价值。热带雨林群落,植物的光合作用强,对大气中氧气和二氧化碳平衡的维持具有重大意义。这属于生物多样性的生态价值。
4.温带落叶阔叶林
(1)环境特点:群落具有明显的季相变化。其分布区四季分明,夏季炎热多雨,冬季寒冷干燥,年降雨量在500-1000mm.
(2)植物特点:优势植物有山毛榉、栎、栗、杨、柳等落叶乔木;灌木和阔叶草本植物发育良好,种类也很丰富;啄木鸟、杜鹃和黄鹂等鸟类;蝮蛇等爬行类;大蟾蜍和林蛙等两栖类。动物生活节律有明显季节变化,夏季较冬季种类多。有些动物随季节而换毛(或换羽),有些动物以冬眠越冬,有些鸟类以迁徙越冬,全年活动的动物则大都有储食习性。
5.北方针叶林
(1)环境特点:分布在北半球高纬度地区,约覆盖整个地球表面的11%,仅次于热带雨林群落。其分布区年降雨量在400-500mm,夏季温凉,冬季严寒,植物生长期较短。
(2)植物特点:种类较少,优势种主要有红松、云杉和冷杉等;附生植物、藤本植物及灌木稀少。植物的叶呈针状,表面有增厚的角质膜和内陷的气孔,以减少蒸腾并有助于在夏季干旱期和冬季结冰期保持水分。
(3)动物特点:种类较少,代表动物有驼鹿、雪兔、黑熊、雷鸟、灰鼠、松鸡和榛鸡等。多数动物营定居生活,有的动物通过储食来过冬,有的动物通过冬眠来过冬,有的动物通过冬眠和储食相结合的方式来过冬。少数动物通过迁移来度过漫长的冬季和食物短缺的春季。
考点2 草原群落中草本植物占优势★★☆☆☆
1. 环境特点:占地球陆地表面积的12%,年降雨量在250-800mm。
2.植物特点:以草本植物占优势,几乎完全由禾本科植物、豆科植物和菊科植物组成。植物的叶面积缩小、叶片边缘内卷、气孔下陷等以适应干旱环境。草本植物的生长期很短,从春季到秋季便会完成一个世代。
3.动物特点:动物种类贫乏。兽类中以营洞穴和集群生活的啮齿类为主,如黄鼠、鼠兔等;也有能迅速奔跑的有蹄类,如野驴、黄羊、野牛等。鸟类大多为夏侯鸟。两栖类和爬行类很贫乏,但昆虫种类和数量非常多。
考点3 水分蒸发量大于降雨量的地区形成植被稀疏的荒漠群落★★☆☆☆
1.环境特点:分布在亚热带干旱区,约占地球陆地表面积的26%,年降雨量不足200mm,有些地区年降雨量还不到50mm,甚至终年无雨,而水分蒸发量则是降雨量的7-50倍。因此,荒漠群落植被极度稀疏,有的地段大面积裸露。
2.植物特点:植物主要是灌木和半灌木,如蒿属植物和藜属植物,往往具有发达的根系、小而厚的叶片;还有仙人掌科植物和百合科植物,往往具有肉质茎或肉质叶。植物只在有水时才发芽、开花和结果,如果不下雨植物就不生长。
3.动物特点:种类比较稀少,以小型啮齿类和爬行类占优势。例如,袋鼠、蜥蜴、蛇、蝎子等。也生活着骆驼和野驴等大型动物。荒漠群落中的动物穴居和善跑的习性比草原群落中的更突出。大多数动物昼伏夜出,少数昼行性动物则善于逃避高温,能躲进洞穴或把身体埋进沙里。昆虫、爬行类、鸟类和啮齿类等有夏眠的习性。有些兽类汗腺不发育、大便干结、小便很少;多数爬行类以尿酸盐的形式排尿,使水分损失最小。
考点4 气候严寒、降雨量少的地区形成苔原群落★★☆☆☆
1. 环境特点:气候严寒、降雨量少的地区。主要分布在欧亚大陆北部和北美洲北部,形成一个大致连续的地带。其分布区气候严寒,年平均温度在0℃以下;年降雨量少,在亚洲东北部约为100mm。
2.植物特点:种类稀少,优势种有苔藓、地衣、灌木和少数种类的草本植物,如矮石榴、羊胡子草和极柳等。植被高度一般只有几厘米,植物多为矮生,甚至紧贴地面匍匐生长。植物通常是常绿、多年生的,生长季节短且生长缓慢,几乎完全依靠营养繁殖。
3.动物特点:动物种类贫乏。代表动物有驯鹿、旅鼠、猞猁和北极狐等兽类,还有雷鸟和雁等少量鸟类。昆虫种类少但数量多,几乎没有。爬行类和两栖类动物。多数动物体毛长且绒密,皮下脂肪厚。严冬季节,绝大多数鸟类迁往温暖的南方过冬,驯鹿迁往针叶林群落过冬。开阔的冻原环境使得动物缺少天然隐蔽条件,且土壤永冻层厚,难以挖掘土穴,所以留居种类如旅鼠、北极狐等不冬眠,也不储藏食物,而是积极活动觅食。
第5节 群落随时间变化而有序地演替
考点1 一个群落可以被另一个群落替代
1. 群落演替的概念:指群落中一些物种替代另一些物种、一个群落替代另一个群落的自然演变过程。
2.群落演替的过程
(1)从裸露的岩石到森林群落的演替一般需要经历五个演替阶段。裸岩阶段——地衣阶段——苔藓阶段——草本阶段——灌木阶段——森林阶段。
(2)从湖泊演替为森林要经历裸底阶段→沉水植物阶段→浮叶根生植物阶段→挺水植物和沼泽植物阶段→森林群落五个阶段。
(3)弃耕农田的演替过程:草本植物→灌木→演替中的森林→成熟森林
3.群落演替的特征
(1)演替方向:一般朝着物种多样化、群落结构复杂化、生态功能完善化的方向发展。最终演替结果主要由演替地所处气候条件决定。
(2)演替时能量变化:总生产量增加,群落的有机物总量增加。
(3)群落结构:生物种类越来越多,群落的结构越来越复杂。
易错辨析
形成森林后,乔木占据了优势,从而取代了灌木的优势,但在森林中各种类型的植物还是存在的。
考点2 群落演替包括初生演替和次生演替两种类型
1.群落演替类型:初生演替(慢)和次生演替(快)(区别:有无繁殖体:孢子、种子)
2.群落演替的影响因素
①繁殖体(孢子、种子)的迁移散布(先决条件)
②气候、地貌、土壤、火等外界环境的改变
③群落中优势种的改变
④群落中物种间的相互作用,通过竞争出现生态位的改变
⑤人类活动:人类活动可以影响演替的速度和方向
易错辨析:
思考:任何群落都能演替到乔木林或森林阶段吗?X
3.群落演替的意义:
①群落演替是不同种群与环境变化相互作用而发生的优势种取代的过程,也是群落中各种群与无机环境相适应的过程。
②自然情况下,群落的演替是非常缓慢的,演替的意义在于可更充分地利用自然条件,尤其是利用一切可以利用的能量。
考点3 演替的终点是顶极群落
1.群落演替所达到的一个最终平衡状态叫 顶极群落 ,它主要是由 平均温度和年降雨量 所决定的。
2.顶极群落类型:森林群落、草原群落、荒漠群落、苔原群落
3.没有外力干扰时,顶极群落将永远保持原状,地球上现存的群落大都为顶极群落
4.不同气候条件形成的顶极群落
高温高湿——热带雨林
低温高湿——北方针叶林
中温中湿——温带草原
低温低湿——苔原
极端缺水——沙漠
1.前沿科学动态
遥感与地理信息系统:提供了高分辨率的环境数据(如温度、湿度、地形、植被结构),在景观尺度上精细分析环境异质性与群落结构的关系。
利用过程模型(如基于性状的模型、系统发育模型)来揭示驱动群落构建的生态机制(如环境筛选、生物相互作用、扩散限制),并预测群落对未来变化的响应。
考点预测:
结合新技术研究群落的格局、生物多样性及生态位变化。
2. 热点问题分析
环境DNA技术:通过对水、土壤或沉积物中的DNA进行测序,可以快速、非侵入性地评估整个群落的组成,特别适用于微生物、土壤动物和水生生物。
考点预测:
结合DNA数据分析群落中的生物多样性。
1.关于“研究土壤中动物类群的丰富度”实验,下列叙述错误的是( )
A.设计统计表格时应将物种数和个体数纳入其中
B.可用采集罐采集土壤动物
C.不宜采用样方法调查活动能力强的土壤动物
D.记名计数法适用于体型小且数量极多的土壤动物
【答案】D
【分析】A、统计土壤动物类群丰富度时,需记录物种数目(类群数)和各物种的个体数量,因此表格中需包含物种数和个体数,A正确;
B、采集土壤动物常用取样器取样法,采集罐可通过趋暗、避高温等习性收集动物,B正确;
C、土壤中的小动物活动能力较强、身体微小,不适合用样方法,而采用取样器取样法,C正确;
D、记名计数法适用于个体较大、种群数量有限的物种,D错误;
故选D。
【解题方法归纳】
1.识别关键词:题干强调“土壤动物丰富度调查”。
2.回忆教材规则:土壤中的小动物活动能力较强、身体微小,不适合用样方法,而采用取样器取样法。样方法可用于调查植物的种群密度或物种丰富度。观察肉眼难识别的小动物使用放大镜;统计土壤动物丰富度的方法有:记名计算法和目测估计法;调查水中小动物类群丰富度采用取样调查。
3.排除法应用:
A、B、C选项符合调查目的和原理。
D选项错误:记名计数法适用于个体较大、种群数量有限的物种。
4.验证答案:结合解析,D选项违反记名计数法的适用范围,故为错误表述。
5易错警示
陷阱:混淆样方法和取样器取样法。
防错策略:审题时明确调查目的是调查种群密度还是群落的物种丰富度。回忆教材示例。
2.某林地去除所有植被后,耐阴性不同的树种类群在植被恢复过程中优势度的变化如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.去除林中所有植被后,该地发生的演替为初生演替
B.该地恢复的最初阶段,林冠层郁闭度低,不耐阴类群具有竞争优势
C.不耐阴类群优势度的丧失,可能是由于该地环境逐渐不适于其繁殖
D.恢复末期,中间性类群优势度下降,耐阴性类群可获得的资源增加
【答案】A
【详解】A、种去除林中所有植被后,土壤中仍然存在繁殖体,故该地发生的演替为次生演替,A错误;
B、该地恢复的最初阶段,林冠层郁闭度低,阳光充足,不耐阴类群具有竞争优势,B正确;
C、题图可知,随着时间延长,不耐阴类群优势度相对值降低,可能是由于该地环境逐渐不适于其繁殖,C正确;
D、题图可知,恢复末期,中间性类群优势度下降,耐阴性类群可获得的资源增加,优势度相对值上升,D正确。故选A【解题方法归纳】
1.识别初生演替与次生演替:初生演替是指一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被,但是被彻底消灭了的地方发生的演替。次生演替:原来有的植被虽然已经不存在,但是原来有的土壤基本保留,甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。
2、群落演替的原因:生物群落的演替是群落内部因素(包括种内关系、种间关系等)与外界环境因素综合作用的结果。
3.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( )
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
【答案】B
【详解】A、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;
B、据图仅可了解到农田和自然保护区的雀形目鸟类的物种数量,不知道农田和自然保护区可提供的资源及鸟类个体的数量等,故无法比较两生境中鸟类种间竞争的大小,B错误;
C、自然保护区鸟类物种数量明显高于农田和城区,鸟类物种丰富度高,推测原因为自然保护区的植被群落类型多样,群落的空间结构更加复杂,可为鸟类提供更多的栖息空间和食物条件,因此自然保护区鸟类比其他生境的鸟类有更宽的空间生态位,C正确;
D、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。
4.“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。下列叙述正确的是( )
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
【答案】D
【详解】A、a越小,表明大豆个体间对该养分的竞争越激烈,A错误;
B、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;
C、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;
D、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D。【解题方法归纳】【分析】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。自然群落中,生态位有重叠的物种会发生生态位分化。
2、研究内容:①动物:栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等;②植物:在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度以及与其他物种的关系等。
3、特点:群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位。
4、原因:群落中物种之间以及生物与环境间协同进化的结果。
5、意义:有利于不同生物充分利用环境资源。
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第2章 群落(知识清单)
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第1节 不同种群组成群落(3个考点)
考点1丰富度调查反映群落的物种组成 ★★☆☆☆
考点2 优势种决定群落的结构和内部环境的形成★★☆☆☆
考点3 物种在群落中占据一定的生态位★★★☆☆
第2节 群落具有垂直、水平和时间结构(3个考点+1个易错辨析)
考点1 群落分层形成垂直结构 ★★★☆☆
考点2 群落水平方向上的配置形成水平结构 ★★☆☆☆
考点3 群落的组成和外貌可随时间改变而形成时间结构★★☆☆☆
第3节 地球上分布着不同类型的群落(4个考点)
考点1 森林群落是地球上最重要的陆地群落 ★★☆☆☆
考点2 草原群落中草本植物占优势★★☆☆☆
考点3 水分蒸发量大于降雨量的地区形成植被稀疏的荒漠群落★★☆☆☆
考点4 气候严寒、降雨量少的地区形成苔原群落★★☆☆☆
第4节 群落随时间变化而有序地演替
考点1 一个群落可以被另一个群落替代★★☆☆☆
考点2 群落演替包括初生演替和次生演替两种类型★★★☆☆
考点3 演替的终点是顶极群落★★★☆☆
(星级越高,重要程度越高)
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第1节 不同种群组成群落
考点1 丰富度调查反映群落的物种组成 ★★★☆☆
1.物种丰富度是指群落中 ,反映了群落的 。研究物种丰富度的最简单方法是识别组成群落中的各种生物,并统计它们的 。
2.活动:不同群落中土壤动物类群丰富度研究
(1)实验步骤
选择两个 群落作为样地,每个样地 选取3~5个样方,记录其地理位置、植被特征、土壤
类型等
在每个样地选取3~5个样点,将 插入0~25 cm深的
表层土壤中取样。
用镊子拣出体形较大的动物;体形较小的动物使用 进行分离。
用 观察、识别体形较大的动物;用 显微镜观察、
识别体形较小的动物。
土样采集择
土壤动物的分离
土壤动物的鉴定
样地选择
3.我国典型的森林群落亚热带常绿阔叶林、温带落叶阔叶林和寒温带针叶林的物种丰富度依次逐渐减小。
考点2 优势种决定群落的结构和内部环境的形成★★☆☆☆
1.优势种概念:对群落的 有明显决定作用的物种。不同的群落往往有不同的优势种。
2.优势种特点:
(1)往往具有高度的 ,并且在环境条件相对稳定的群落中,这种竞争优势常常是持久不变的。
(2)优势种通常是 的物种。
(3)优势种能够凭借自己的 对群落的结构和内部环境起决定性的作用,并在很大程度上影响其他物种的生存和生长。若把优势种去除,必然会导致群落的结构和内部环境发生变化。因此,对群落的保护,不仅要保护 ,也要保护其 。
考点3 物种在种群中占据一定的生态位★★☆☆☆
1.生态位概念:是指群落中某个物种在 上的位置及其与其他相关物种之间的功能关系,它表示物种在群落中所处的 。
(2)一个物种的生态位不仅取决于 ,而且取决于它与 ,包括它吃什么和被什么动物所吃,以及与其他物种之间的关系等。
(3)群落中的不同物种往往占据 的生态位。乔木、灌木、草本和苔藓等植物在形态结构和生活方式上各不相同,因此它们占据着不同的生态位,利用着不同强度的阳光,从而使得整个群落能够更加合理、高效地利用光照。
2.竞争排斥原理
(1)概念:同一群落中,两个物种的生态位 是完全重叠的。当两个物种的生态位重叠时会发生 ,且生态位重叠越多,竞争就越激烈,以致竞争优势较大的物种有可能把另一物种 ,这就是 原理。
(2)举例:将生态位很相近的大草履虫和双小核草履虫分别单独培养在试管中,给以细菌作为食物,不久两种草履虫都出现了典型的 增长。当把相等数目的大草履虫和双小核草履虫 在同一试管中,也以细菌作为食物,开始时两种草履虫都有所增长,随后双小核草履虫比大草履虫的 速度快、竞争力强,在 等因素的限制下,双小核草履虫将竞争力弱的大草履虫排除。
3.生态位分化。
(1)概念:当两个物种的生态位有重叠时,往往通过 作用使各自的生态位发生变化,从而减少或排除竞争,使得它们共同生存下来。
(2)动物在生态位上的分化方式主要有: 改变 的种类,形成不同食性;
划分 ;
错开 等
某群落中有甲、乙两个物种,甲物种主要以a为食,乙物种主要以b为食,这两个物种又共同以c为食。甲乙物种间为了共同食物c发生生态位重叠而进行竞争,结果使两者的一部分个体被淘汰。长期的 ,使得甲、乙两个物种会向着 的方向发展,即生态位不断分化,从而降低两个物种的竞争强度而达到共存。
(3)意义:生态位分化是生物对环境的 以及 的结果。
第2节 群落具有垂直、水平和时间结构
考点1 群落分层形成垂直结构 ★★☆☆☆
1.群落具有 结构(垂直结构、水平结构)和 结构。
2.陆生植物的生长型:依据植物的 和 的不同,一般把陆生植物分成下面六种生长型:
乔木:3m以上的木本植物。
灌木:3m以下的木本植物。
藤本植物:木本攀援植物。
草本植物:没有多年生的木质茎,包括禾叶草本、阔叶草本和蕨类植物。
附生植物:完全依附在其他植物体上的植物。
地表植物: 等植物。
3. 植物的生长型可以反映植物生活的环境条件。在相似的环境条件下,不同种类的植物通过自然选择往往具有相似的 以适应环境。
4.垂直结构:落中乔木、灌木和草本等不同生长型的植物,分别配置在群落的不同高度上,形成了群落的垂直结构。群落的垂直结构主要指群落的 现象。
5.陆地群落中, 群落的垂直结构最为明显,从树冠到地面可以分为 。
6.意义:陆地群落的分层主要与植物对 的利用有关,其中 对群落影响最大。如果树冠层比较稀疏,就会有更多的阳光照射到森林群落的下层,因此灌木层和草本层就会发育得更好。成层结构是物种 的结果。它不仅缓解了植物之间争夺阳光、空间、水分和矿质营养的矛盾,而且植物在空间上的成层排列,扩大了植物利用环境的范围,提高了植物的 。
7.热带雨林群落的垂直结构最为复杂,其下木层和灌木层还可再分为2—3个层次。寒温带针叶林群落的结构比较简单,下木层和灌木层一般都只有一个。
8.群落中动物的分层现象也很普遍。群落中动物的分层现象主要与 有关,与 也有关系。
易错辨析
1.高山植被从低到高分布不同是由于海拔高度升高,温度下降导致的,这属于植被的垂直地带性分布,不是群落垂直结构中的分层现象。
2.水稻高矮错落、不均匀分布不体现垂直结构和水平结构,因为水稻构成种群,不是群落。
考点2 群落水平方向上的配置形成水平结构 ★★☆☆☆
1.群落水平方向上的种群配置形成水平结构,大多数群落中的各个物种在水平方向上的分布往往呈 ,表现为 。
2.导致群落具有水平结构的原因:
(1)不同生物 的扩散能力有差异,例如依靠风、水和动物传播种子的植物可能分布范围较大,而种子较重或进行无性繁殖的植物往往集中分布在母株周围。
(2)生物 相互作用的影响。例如植食性动物明显地依赖于它取食的植物的分布。
(3)群落 的不同。例如群落水平方向上光照、风、土壤湿度和盐渍化程度有差异。
(4)动物活动以及人类活动也会影响群落的内部环境。
考点3 群落的组成和外貌可随时间改变而形成时间结构 ★★☆☆☆
1.概念:群落的 可随时间改变而发生有规律的变化,这就是群落的时间结构。
2.形成原因:在某一时期,某些物种在群落中相对重要,而在另一时期,则是另一些物种在群落中相对重要,从而形成了群落的时间结构。
3.群落的季节性变化非常明显,即群落的 。在温带地区, 群落的外貌在春、夏、秋、冬有很大差异。草原群落中动物的季节性变化也十分明显。
第3节 地球上分布着不同类型的群落
1.地球各地因 的不同而分布着不同类型的群落。群落包括水域群落和陆地群落。陆地群落主要包括:森林、草原、荒漠、苔原。
考点1 森林群落是地球上最重要的陆地群落 ★★☆☆☆
1.森林群落是地球上最重要的陆地群落。
2.森林群落的分布与经度、纬度及海拔密切相关。北半球自南向北依次分布着 等森林群落。
3.热带雨林
(1)环境特点:热带雨林群落分布在 及其两侧的湿润区域,约占地球上现存森林面积的一半。其分布区终年高温多雨,年平均温度约25℃,年降雨量在2500—4500mm。生物种类极为丰富,是地球上最丰富的 。
(2)植物特点:高等植物达45000种以上,且绝大部分是木本,藤本植物及附生植物也发达。乔木树干高大,常生有 根和板状根;叶多大型,常绿,革质坚硬。灌木层植物一般很少分枝;叶往往大而薄,气孔常开放,具泌水组织,有的叶还具有滴水叶尖。
(3)动物特点:以 生活的种类占优势。代表动物有树懒、树袋鼠、松鼠等兽类,鹦鹉、蜂鸟等鸟类,树蛙、飞蛙等两栖类,避役、飞蜥等爬行类。
(4)对人类的价值:热带雨林群落为人类提供了极为丰富的生物资源。例如,三叶橡胶和可可等是珍贵的经济植物;超过四分之一的现代药物是从热带雨林植物中提炼的,所以热带雨林群落被称为“世界上最大的药房”。以上属于生物多样性的 价值。热带雨林群落,植物的光合作用强,对大气中氧气和二氧化碳平衡的维持具有重大意义。这属于生物多样性的 价值。
4.温带落叶阔叶林
(1)环境特点:群落具有明显的 变化。其分布区四季分明,夏季炎热多雨,冬季寒冷干燥,年降雨量在500-1000mm.
(2)植物特点:优势植物有山毛榉、栎、栗、杨、柳等落叶乔木;灌木和阔叶草本植物发育良好,种类也很丰富。
(3)动物特点:动物生活节律有 变化,夏季较冬季种类多。有些动物随季节而换毛(或换羽),有些动物以冬眠越冬,有些鸟类以迁徙越冬,全年活动的动物则大都有储食习性。
5.北方针叶林
(1)环境特点:分布在北半球高纬度地区,约覆盖整个地球表面的11%,仅次于热带雨林群落。其分布区年降雨量在400-500mm,夏季温凉,冬季严寒,植物生长期较短。
(2)植物特点:种类较少,优势种主要有红松、云杉和冷杉等;附生植物、藤本植物及灌木稀少。植物的叶呈针状,表面有增厚的 的气孔,以减少蒸腾并有助于在夏季干旱期和冬季结冰期保持水分。
(3)动物特点:种类较少,代表动物有驼鹿、雪兔、黑熊、雷鸟、灰鼠、松鸡和榛鸡等。多数动物营定居生活,有的动物通过储食来过冬,有的动物通过冬眠来过冬,有的动物通过冬眠和储食相结合的方式来过冬。少数动物通过迁移来度过漫长的冬季和食物短缺的春季。
考点2 草原群落中草本植物占优势★★☆☆☆
1. 环境特点:占地球陆地表面积的12%,年降雨量在250-800mm。
2.植物特点:以草本植物占优势,几乎完全由禾本科植物、豆科植物和菊科植物组成。植物的叶面积缩小、叶片边缘内卷、气孔下陷等以适应干旱环境。草本植物的生长期很短,从春季到秋季便会完成一个世代。
3.动物特点:动物种类贫乏。兽类中以营洞穴和集群生活的啮齿类为主,如黄鼠、鼠兔等;也有能迅速奔跑的有蹄类,如野驴、黄羊、野牛等。鸟类大多为夏侯鸟。两栖类和爬行类很贫乏,但昆虫种类和数量非常多。
考点3 水分蒸发量大于降雨量的地区形成植被稀疏的荒漠群落★★☆☆☆
1.环境特点:分布在亚热带干旱区,约占地球陆地表面积的26%,年降雨量不足200mm,有些地区年降雨量还不到50mm,甚至终年无雨,而水分蒸发量则是降雨量的7-50倍。因此,荒漠群落植被极度稀疏,有的地段大面积裸露。
2.植物特点:植物主要是灌木和半灌木,如蒿属植物和藜属植物,往往具有发达的根系、小而厚的叶片;还有仙人掌科植物和百合科植物,往往具有肉质茎或肉质叶。植物只在有水时才发芽、开花和结果,如果不下雨植物就不生长。
3.动物特点:种类比较稀少,以小型啮齿类和爬行类占优势。例如,袋鼠、蜥蜴、蛇、蝎子等。也生活着骆驼和野驴等大型动物。荒漠群落中的动物穴居和善跑的习性比草原群落中的更突出。大多数动物昼伏夜出,少数昼行性动物则善于逃避高温,能躲进洞穴或把身体埋进沙里。昆虫、爬行类、鸟类和啮齿类等有夏眠的习性。有些兽类汗腺不发育、大便干结、小便很少;多数爬行类以尿酸盐的形式排尿,使水分损失最小。
考点4 气候严寒、降雨量少的地区形成苔原群落★★☆☆☆
1. 环境特点:气候严寒、降雨量少的地区。主要分布在欧亚大陆北部和北美洲北部,形成一个大致连续的地带。其分布区气候严寒,年平均温度在0℃以下;年降雨量少,在亚洲东北部约为100mm。
2.植物特点:种类稀少,优势种有苔藓、地衣、灌木和少数种类的草本植物,如矮石榴、羊胡子草和极柳等。植被高度一般只有几厘米,植物多为矮生,甚至紧贴地面匍匐生长。植物通常是常绿、多年生的,生长季节短且生长缓慢,几乎完全依靠营养繁殖。
3.动物特点:动物种类贫乏。代表动物有驯鹿、旅鼠、猞猁和北极狐等兽类,还有雷鸟和雁等少量鸟类。昆虫种类少但数量多,几乎没有。爬行类和两栖类动物。多数动物体毛长且绒密,皮下脂肪厚。严冬季节,绝大多数鸟类迁往温暖的南方过冬,驯鹿迁往针叶林群落过冬。开阔的冻原环境使得动物缺少天然隐蔽条件,且土壤永冻层厚,难以挖掘土穴,所以留居种类如旅鼠、北极狐等不冬眠,也不储藏食物,而是积极活动觅食。
第5节 群落随时间变化而有序地演替
考点1 一个群落可以被另一个群落替代
1. 群落演替的概念:指群落中一些 替代另一些物种、一个群落替代另一个群落的自然演变过程。
2.群落演替的过程
(1)从裸露的岩石到森林群落的演替一般需要经历五个演替阶段。裸岩阶段—— ——苔藓阶段—— —— ——森林阶段。
(2)从湖泊演替为森林要经历裸底阶段→ → 植物阶段→ 植物阶段→森林群落五个阶段。
(3)弃耕农田的演替过程:草本植物→灌木→演替中的森林→成熟森林
3.群落演替的特征
(1)演替方向:一般朝着物种 、群落结构 、生态功能 的方向发展。最终演替结果主要由演替地所处 条件决定。
(2)演替时能量变化:总生产量增加,群落的 总量增加。
(3)群落结构:生物种类越来越多,群落的结构越来越复杂。
易错辨析
形成森林后,乔木占据了优势,从而取代了灌木的优势,但在森林中各种类型的植物还是存在的。
考点2 群落演替包括初生演替和次生演替两种类型
1.群落演替类型: (慢)和 (快)(区别:有无繁殖体:孢子、种子)
2.群落演替的影响因素
① (孢子、种子)的迁移散布(先决条件)
② 等外界环境的改变
③群落中 的改变
④群落中 的相互作用,通过竞争出现 的改变
⑤人类活动:人类活动可以影响演替的
易错辨析:
思考:任何群落都能演替到乔木林或森林阶段吗?
不是,取决于演替的环境条件,如土壤和气候条件。
3.群落演替的意义:
①群落演替是 相互作用而发生的 的过程,也是群落中各种群与无机环境相适应的过程。
②自然情况下,群落的演替是非常缓慢的,演替的意义在于可更 ,尤其是利用一切可以利用的 。
考点3 演替的终点是顶极群落
1.群落演替所达到的一个最终平衡状态叫 ,它主要是由 所决定的。
2.顶极群落类型:
3.没有外力干扰时,顶极群落将 ,地球上现存的群落大都为
4.不同气候条件形成的顶极群落
高温高湿——
低温高湿——北方针叶林
中温中湿——温带草原
低温低湿——
极端缺水——
1.前沿科学动态
遥感与地理信息系统:提供了高分辨率的环境数据(如温度、湿度、地形、植被结构),在景观尺度上精细分析环境异质性与群落结构的关系。
利用过程模型(如基于性状的模型、系统发育模型)来揭示驱动群落构建的生态机制(如环境筛选、生物相互作用、扩散限制),并预测群落对未来变化的响应。
考点预测:
结合新技术研究群落的格局、生物多样性及生态位变化。
2. 热点问题分析
环境DNA技术:通过对水、土壤或沉积物中的DNA进行测序,可以快速、非侵入性地评估整个群落的组成,特别适用于微生物、土壤动物和水生生物。
考点预测:
结合DNA数据分析群落中的生物多样性。
1.关于“研究土壤中动物类群的丰富度”实验,下列叙述错误的是( )
A.设计统计表格时应将物种数和个体数纳入其中
B.可用采集罐采集土壤动物
C.不宜采用样方法调查活动能力强的土壤动物
D.记名计数法适用于体型小且数量极多的土壤动物
【答案】D
【详解】土壤中的小动物活动能力较强、身体微小,不适合用样方法,而采用取样器取样法,样方法可用于调查植物的种群密度或物种丰富度。观察肉眼难识别的小动物使用放大镜;统计土壤动物丰富度的方法有:记名计算法和目测估计法;调查水中小动物类群丰富度采用取样调查。
【分析】A、统计土壤动物类群丰富度时,需记录物种数目(类群数)和各物种的个体数量,因此表格中需包含物种数和个体数,A正确;
B、采集土壤动物常用取样器取样法,采集罐可通过趋暗、避高温等习性收集动物,B正确;
C、土壤中的小动物活动能力较强、身体微小,不适合用样方法,而采用取样器取样法,C正确;
D、记名计数法适用于个体较大、种群数量有限的物种,D错误;故选D。
2.某林地去除所有植被后,耐阴性不同的树种类群在植被恢复过程中优势度的变化如图所示。下列叙述不正确的是( )【解题方法归纳】
1.识别关键词:题干强调“土壤动物丰富度调查”。
2.回忆教材规则:土壤中的小动物活动能力较强、身体微小,不适合用样方法,而采用取样器取样法。样方法可用于调查植物的种群密度或物种丰富度。观察肉眼难识别的小动物使用放大镜;统计土壤动物丰富度的方法有:记名计算法和目测估计法;调查水中小动物类群丰富度采用取样调查。
3.排除法应用:
A、B、C选项符合调查目的和原理。
D选项错误:记名计数法适用于个体较大、种群数量有限的物种。
4.验证答案:结合解析,D选项违反记名计数法的适用范围,故为错误表述。
5易错警示
陷阱:混淆样方法和取样器取样法。
防错策略:审题时明确调查目的是调查种群密度还是群落的物种丰富度。回忆教材示例。
A.去除林中所有植被后,该地发生的演替为初生演替
B.该地恢复的最初阶段,林冠层郁闭度低,不耐阴类群具有竞争优势
C.不耐阴类群优势度的丧失,可能是由于该地环境逐渐不适于其繁殖
D.恢复末期,中间性类群优势度下降,耐阴性类群可获得的资源增加
【答案】A
【分析】1、初生演替:是指一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被,但是被彻底消灭了的地方发生的演替。次生演替:原来有的植被虽然已经不存在,但是原来有的土壤基本保留,甚至还保留有植物的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。
2、群落演替的原因:生物群落的演替是群落内部因素(包括种内关系、种间关系等)与外界环境因素综合作用的结果。
3、种群:生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫作种群,如:一片树林中全部的猕猴是一个种群,一片草地上的所有蒲公英是一个种群。
【详解】A、种去除林中所有植被后,土壤中仍然存在繁殖体,故该地发生的演替为次生演替,A错误;
B、该地恢复的最初阶段,林冠层郁闭度低,阳光充足,不耐阴类群具有竞争优势,B正确;
C、题图可知,随着时间延长,不耐阴类群优势度相对值降低,可能是由于该地环境逐渐不适于其繁殖,C正确;
D、题图可知,恢复末期,中间性类群优势度下降,耐阴性类群可获得的资源增加,优势度相对值上升,D正确。故选A
3.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( )
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
【答案】B
【详解】A、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;
B、据图仅可了解到农田和自然保护区的雀形目鸟类的物种数量,不知道农田和自然保护区可提供的资源及鸟类个体的数量等,故无法比较两生境中鸟类种间竞争的大小,B错误;
C、自然保护区鸟类物种数量明显高于农田和城区,鸟类物种丰富度高,推测原因为自然保护区的植被群落类型多样,群落的空间结构更加复杂,可为鸟类提供更多的栖息空间和食物条件,因此自然保护区鸟类比其他生境的鸟类有更宽的空间生态位,C正确;
D、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。
4.“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。下列叙述正确的是( )
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
【答案】D
【分析】生态位是指群落中的某个物种在时间和空间上的位置及其与其他相关物种之间的功能关系,自然群落中,生态位有重叠的物种会发生生态位分化。
【详解】A、a越小,表明大豆个体间对该养分的竞争越激烈,A错误;
B、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;
C、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;
D、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D。
【解题方法归纳】【分析】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。自然群落中,生态位有重叠的物种会发生生态位分化。
2、研究内容:①动物:栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等;②植物:在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度以及与其他物种的关系等。
3、特点:群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位。
4、原因:群落中物种之间以及生物与环境间协同进化的结果。
5、意义:有利于不同生物充分利用环境资源。
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