内容正文:
第2章 群落及其演替
第2节 群落的主要类型
如何确定群落的类型?
群落外貌:群落的外部形态,是群落中生物与生物、生物与环境相互作用的综合反映。
物种组成: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。
(1)丰富度:群落中的物种数量。
(2)占优势的物种:不仅在群落中数量多,更重要的是对群落的影响大。
生物群落分类
生物群落
自然生物群落
人工生物群落
陆地生物群落
水生生物群落
森林生物群落
草原生物群落
荒漠生物群落
淡水生物群落
海洋生物群落
任务1:不同生物群落中每种生物的形态结构和生理特征是如何
与环境相适应的?
城市生物群落
农田/果园生物群落
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荒漠生物群落
生物种类 形态结构或生理特征
植物 仙人掌 肥厚的肉质茎,叶呈针状,气孔在夜晚才开放。
骆驼刺 植株几厘米高,但根系非常发达。
动物 爬行类 蜥蜴和蛇的表皮外有角质鳞片;蛋壳坚硬;变温;某些动物以固态尿酸盐的形式排泄含氮废物,而不是尿素。
啮齿类 有些是夜行性动物。
仙人掌
骆驼刺
分布:极度干旱区;
气候特点:年降水量稀少且分布不均匀;
群落特点:物种少,群落结构非常简单
骆驼刺根系
(长达15m)
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荒漠中有些植物,气孔白天关闭,夜晚开放,从而减少蒸腾作用,保持水分;这又如何进行光合作用呢?
植物的两种碳固定模式
(景天科植物)
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荒漠生物群落
生物种类 形态结构或生理特征
植物 仙人掌 肥厚的肉质茎,叶呈针状,气孔在夜晚才开放。
骆驼刺 植株几厘米高,但根系非常发达。
动物 爬行类 蜥蜴和蛇表皮外有角质鳞片;蛋壳坚硬;变温;某些动物以固态尿酸盐的形式排泄含氮废物,而不是尿素。
啮齿类 有些是夜行性动物。
分布:极度干旱区;
气候特点:年降水量稀少且分布不均匀
群落特点:物种少,群落结构非常简单
功能
减少蒸腾作用
利于吸收土壤中的水分
蜥蜴和蛇的表皮外有角质鳞片;蛋壳坚硬;变温;某些动物以固态尿酸盐的形式排泄含氮废物,而不是尿素。
有些是夜行性动物。
荒漠蜥蜴
荒漠长耳跳鼠
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荒漠生物群落
生物种类 形态结构或生理特征
植物 仙人掌 肥厚的肉质茎,叶呈针状,气孔在夜晚才开放。
骆驼刺 植株几厘米高,但根系非常发达。
动物 爬行类 蜥蜴和蛇表皮外有角质鳞片;蛋壳坚硬;变温;某些动物以固态尿酸盐的形式排泄含氮废物,而不是尿素。
啮齿类 有些是夜行性动物。
功能
减少蒸腾作用
利于吸收土壤中的水分
减少水分蒸发;
保护胚胎;
减少水分丢失
保持水分
共同特性
耐旱
分布:极度干旱区;
气候特点:年降水量稀少且分布不均匀
群落特点:物种少,群落结构非常简单
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草原生物群落
生物种类 形态结构或生理特征
植物 旱生多年生草本植物占优势 叶片狭窄,
表面有茸毛或蜡质层。
动物 斑马、羚羊;鼠等,旱獭等
两栖类和水生动物非常少见。 大都能够挖洞或快速奔跑。
分布:半干旱区;
气候特点:降水量不均匀;
群落特点:动植物种类较少,群落结构相对简单
功能
抵抗干旱
抵抗干旱;
利于逃避敌害
共同特性
一定的 耐旱特性
针茅草
藏羚羊
旱獭
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森林生物群落
生物种类 形态结构或生理特征
植物 乔木、灌木、草本和藤本植物 上层:阳生植物
林下:阴生植物
(茎细长,叶薄,细胞壁薄,机械组织不发达,叶绿体大、呈深绿色)
动物 种类繁多 多数适于树栖和攀援生活
分布和气候特点:湿润或较湿润地区;
群落特点:物种繁多,群落结构非常复杂且相对稳定
功能
——利于吸收更多的光;
——适应在弱光条件下生存
利于获得食物和栖息场所
共同特性
适应湿润
海南热带雨林
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湿地生物群落
生物种类 形态结构或生理特征
植物 陆:芦苇、香蒲、黑藻、金鱼藻;海:浮游植物、海带、裙带菜等。 获取氧气的结构,耐盐的结构。
动物 陆:鱼类、两栖类、鸟类;
海:种类繁多的海洋动物。 又有利于游泳的结构、海洋动物有耐盐的结构和生理机制。
分布和气候特点:分布于江河湖泊以及浅海区;
群落特点:动植物种类水分丰富,群落结构复杂且稳定
功能
适应水中生活
共同特性
适应水中生活
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热带雨林:
高温、湿润;
物种丰富,常绿;
垂直结构复杂;
林下植物叶片巨大;
虫媒花多;
……
落叶阔叶林:
夏暖冬寒;
雨量比较丰富;
夏荣冬枯;
林下常见速生植物;
风媒花多;
……
海南蝴蝶兰
红毛丹
毛白杨的花
元宝槭的翅果
不同森林群落中植物对环境的适应特点相同吗?
不同群落在群落外貌、物种组成和群落结构上都有着不同特点;不同群落中的生物也都有适应其环境的特征。
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资料1:长白山峰顶属于高山苔原带,具有强紫外辐射、低气压、霜冻、干旱的严酷生存环境。牛皮杜鹃能在海拔 1,600~2,300 m 的高山苔原地带傲雪怒放,是长白山生态系统的主要建群种与优势种之一。牛皮杜鹃由于长期生长在寒冷地区,在适应性进化过程中,已形成相应的抗寒机制,牛皮杜鹃可以作为探究植物抗寒机制的绝佳植物材料。
任务2:根据下列资料,分析长白山高海拔地区稀有种——牛皮杜鹃的生物适应性
资料2: 牛皮杜鹃叶片革质常绿,具较厚的角质层和蜡质,栅海比大于 1,SR 值小,植物抗寒耐旱性强。(栅海厚度比 = 栅栏组织厚度 /海绵组织厚度;叶片组织疏松度 SR= 海绵组织厚度 /叶片厚度 × 100%)
牛皮杜鹃叶片栅栏组织通常多层且发达,能减弱日光在叶肉中的通量,避免强光对叶肉的灼伤,保证正常的光合作用,这是对强光生境的适应性。
牛皮杜鹃叶片下表皮气孔密度介于 500 ~ 1 000 个 /mm2。高山上空气稀薄,生育期短,植物要完成生活史,需要保持较高的光合速率。而叶片单位面积上较高的气孔数目及较高的气孔导度补偿了 CO2浓度低这一缺陷。同时牛皮杜鹃具有含晶细胞,细胞内含有草酸钙结晶,结晶积累可造成细胞解体,导致气道( 通气组织) 的形成和扩大,从而适应高山上空气稀薄的环境。
牛皮杜鹃适应高山环境的适应性特征有哪些?
长白山不同海拔高度牛皮杜鹃叶片结构及其对环境适应性分析
资料3:不同海拔高度下牛皮杜鹃叶片内可溶蛋白质含量变化
不同海拔生长的牛皮杜鹃叶片内蛋白质含量变化有什么规律?
上述规律与当地的环境有什么关系?是否有助于其生长?
随着海拔升高,牛皮杜鹃体内可溶性蛋白质显著升高。
植物细胞中可溶性蛋白含量的增加而直接导致细胞原生质浓度提高,可以降低冰点,抗寒能力增强。这是牛皮杜鹃对长期生长在长白山山顶低温环境的适应。
资料:在长白山地区,在海拔1350米以上很少有红松的出现,原因是低温限制了松鼠的生存和活动。松鼠是红松种子的主要散布者。
植物需要动物传播花粉和种子,动物需要植物提供食物和庇护。
分析群落内不同种群之间关系
群落中不同种群之间通过复杂的种间关系,相互依存、相互制约形成有机整体,生物与生物协同进化。
由该资料分析群落内不同种群之间关系如何?
群落在陆地上的分布有何规律?
资料1.我国陆地群落分布:
东部地区:森林生物群落
内陆地区:草原生物群落
西部地区:荒漠生物群落
同纬度地区,从东向西,由湿润趋向干旱。
我国同纬度地区,出现不同群落类型的原因是什么?说明哪些非生物因素影响群落的分布?
我国东西群落水平结构的差异主要受水分的影响。
任务3:分析群落内不同种群之间关系
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资料2:从南向北,由热带到寒温带,森林分布由热带雨林到寒带针叶林。
热带雨林
常绿阔叶林
落叶阔叶林
针叶林
我国从南到北的森林生物群落有什么规律?哪些非生物因素在影响森林生物群落产生差异?
我国南北群落水平结构的差异主要受温度的影响
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资料:长白山北坡从山麓到山顶,依次分布有落叶松林、阔叶林、针阔混交林、针叶林、岳桦林、草原、高山冻原、水体等群落,植被垂直带带状分布规律明显。
海拔高度
坡向
长白山植被垂直带出现什么样的规律?哪些非生物因素影响了植物群落?
结论:群落的分布受温度、水分、地形等环境因素的影响,不同的环境孕育出不同的群落,而群落中的生物又总是与环境相适应。
统计了长白山南坡与北坡年降水量、年均温、地形因子如下表,综合表格可以看出,
在北坡上,优势种是针阔混交林、落叶松林和阔叶林、其数量相对于南坡来说占有非常大的优势,这三种植被所处的降水范围在北坡更加充沛,年均温上北坡温度范围比南坡更温暖,更加适合植被生长。在气候因子上,降水量和温度的结合作用导致某些植被类型的生长情况更加良好。
南坡上优势种是岳桦林和针叶林和风倒区,岳桦林和针叶林在数量上是北坡的一倍之多,结合上述表格究其原因可以看出,岳桦林在南玻上的降水要比北坡充沛许多,对于植物的生长提供了非常好的环境条件。针叶林方面,针叶林在南坡的年降水范围要比北坡大,并且温度要比北坡低,结合针叶林生长所适合的环境,在降水量上充沛,适合在低温下生长,两者结合使得其生长更加有优势。
每种植被类型在各自在一定范围的高程上占优势,每种植被类型都有其适宜生长的高程范围,这体现了植被类型在高程上分布的规律性。表明植被按照海拔梯度具有谱的特性。海拔和植被类型具有相互对应的相关关系。
长白山顶属于高原荒漠群落,能否在这里植树造林呢?
年降水量是决定群落是森林还是草原的决定性因素,在年降水量低的半干旱地区,如果因为过度放牧导致草原退化,应该退牧还草,不应该植树造林。
温度也是影响森林群落形成的重要原因,长白山顶温度低,木本植物(和很多草本植物)难以存活。
群落的形成是有客观规律的,人类活动应顺应自然界的客观规律。
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农田中的生物形成人工生物群落:
为什么说它是群落?
它与森林、草原等自然生物群落有哪些不同?
如果没有人工干预,农田生物群落能长期保持农田的特征吗?
农田中生活着多个生物种群,彼此不是孤立的,直接或间接地联系着,共同构成了有序的整体,即农田生物群落。
农田生物群落属于人工生物群落,和森林、草原等自然生物群落相比物种丰富度较低、群落结构简单,易受外界影响。
……
拓展应用
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