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人教版选择性必修二 第二章 第1节
群落的结构
2
通过分析实例,阐明群落的物种组成及种间关系,阐明群落是物种间不断变化的复杂关系形成的有机整体。
科学思维
科学探究
通过分析实例,阐明群落的物种组成及种间关系,阐明群落是物种间不断变化的复杂关系形成的有机整体
生命观念
举例说明群落的空间结构、群落的季节性及其影响因素,认同生物的生态位是生物进化和适应的结果,会随各种因素的变化而变化。
社会责任
运用所学知识给当地生态恢复、生态农业等提出建议。
学习目标
一起做生物课件
3
稻田中生活着多种底栖动物,如大脐圆扇螺、中国圆田螺、苏氏尾鳃蚓、羽摇蚊的幼虫等,在稲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?
①河蟹捕食底栖动物,它们之间存在捕食关系。
②河蟹和某些底栖动物可能会捕食水中浮游生物,因此河蟹与底栖动物的种间关系可能还包括种间竞争。
问题探讨
一起做生物课件
4
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,会使很多生物种群的数量发生变化。
②河蟹的爬行活动对田泥有一定松动作用,可以改善田泥的土壤肥力而有利于水稻的生长,可能会引起以水稻为食物的其他动物的数量增加。
①河蟹会吃掉更多底栖动物和杂草,导致底栖动物等的数量减少。
问题探讨
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?
3
群落
一起做生物课件
5
在 聚集在 中 的 。
一定区域
各种生物种群
集合
群落不是生物的简单集合,而是通过复杂的种间关系,形成一个有机的整体。
包括全部(植物、动物、微生物)生物
有一定的时间和空间
相同时间
以下描述是否属于生物群落:
1.一个池塘中的各种鱼和植物构成了一个生物群落。( )
2.一片草原上的全部植食性动物( )
3.一片森林里的全部生物 ( )
4.同一时间一家饭店笼子中的鸡、厨房的蔬菜等各种生物( )
×
×
√
1.概念:
×
【重点突破一】群落
科学方法: 视角决定问题——以群落和种群研究为例(P22)
种群密度
出生率
死亡率
迁入率
迁出率
直接 决定
“J” 形增长
“S”形增长
波动
下降
年龄结构
性别比例
数量
特征
最基本特征
生物因素
非生物因素
数量
变化
影响因素
种群研究的中心问题
种群的数量特征及其变化规律
2. 群落水平上研究的问题
【重点突破一】群落
科学方法
视角决定问题
从群落的视角出发,将群落作为一个整体来研究,需要研究哪些问题?
【重点突破一】群落
研究群落
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?
群落的演替情况是怎样的?
群落具有怎样的空间结构?
群落的演替
物种组成、优势种群
种间关系
群落的空间结构
生态位
范围和边界
科学方法 视角决定问题——以群落和种群研究为例
2. 群落水平上研究的问题
【重点突破一】群落
研究种群是研究群落的基础!
请同学们自主阅读教材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?
【重点突破二】群落的物种组成
自学指导1
1.研究物种组成的意义:
部分物种名录
水稻、河蟹、底栖动物
稻田
新疆 北部 针叶林
部分物种名录
新疆五针松、新疆冷杉、新疆云杉
福建 武夷山 常绿阔叶林
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
衡量不同群落指标是什么?
【重点突破二】群落的物种组成
2.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
热带雨林
常绿阔叶林
落叶阔叶林
物种丰富度
低
高
与物种的种类数目有关,与生物个体数量无关。
越靠近热带地区,单位面积内的物种越_______.
丰富
【重点突破二】群落的物种组成
四川省四姑娘山
物种丰富度的变化规律:
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
高
低
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。
【重点突破二】群落的物种组成
3.优势种:
4.常见种:
在同一个群落中的各物种的个体数都一样吗?
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
米槠
甜槠
木荷
狗脊
芒萁
优势种
常见种
【重点突破二】群落的物种组成
5.特点:
某草原上有羊草、羽茅、糙隐子草、麻花头等,为了研究放牧强度与草原植物多样性的关系,研究将草原划分为不同区域进行研究,两年后的结果如表所示:
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
1.分析资料,一个群落的优势种和物种丰富度是固定不变的吗?
2.哪种强度的放牧更有利于增加草原的物种丰富度?
不是
轻度放牧
群落中的物种组成不是固定不变的。
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。
【重点突破二】群落的物种组成
给畜牧业生产有什么启示?
正常放牧时
放牧强度加大时
过度放牧时
羊草
糙隐子草
碱蓬
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。
【重点突破二】群落的物种组成
5.特点:
群落中的物种组成不是固定不变的。
研究土壤中小动物类群丰富度
阅读教材P30~P31内容,解决以下问题:(4min)
1.常见的土壤小动物有哪些?它们起着怎样的作用?
2.此研究活动为什么不适于用样方法?需用什么方法进行采集、调查?
3.该研究需要调查的内容是?
4.统计物种相对数量的方法有哪些?适用范围分别是?
5.梳理实验步骤,采集小动物的方法有哪些?诱虫器的装置是怎样的?其采集小动物利用了土壤小动物的哪些特性?酒精的浓度及作用?
6.吸虫器中纱布的作用?
【重点突破二】群落的物种组成
它们对动植物遗体的分解起着重要的辅助作用。
1.土壤小动物种类:
土壤是无数动物的家园,大部分土壤小动物营腐生生活。
蜈蚣
鼠妇
马陆
蚯蚓
2.功能:
3.调查内容:
物种在群落中的相对数量
群落中的物种数
研究土壤中小动物类群丰富度
【重点突破二】群落的物种组成
实验原理
4.特点:
身体微小,有较强的活动能力。
不适宜用样方法或标记重捕法。。
5.调查方法:
通过取样器取样的方法研究土壤小动物类群的丰富度。
6.统计方法:
按预先确定的多度等级来估计单位面积(体积)中种群数量。
调查分布范围较大,个体较小的种群。等级的划分和表示方法有:“非常多、多、较多、较少、少、很少”等等。
记名
计算法
在一定面积的样地中,直接数出各种群的个体数目,这一般用于个体较大,种群数量有限的物种。
目测
估计法
研究土壤中小动物类群丰富度
【重点突破二】群落的物种组成
(1)准备:
(2)取样:
①制作取样器;
②记录调查地点的地形和环境情况。
③提出安全注意事项
容积约为100mL
制定
调查计划
实施
调查计划
去除表层落叶,取一定的土壤样品,标明
取样时间、地点。
研究土壤中小动物类群丰富度
【重点突破二】群落的物种组成
实验步骤
随机取样,所取地段不同,调查结果差异可能较大。
(1)准备:
(2)取样:
(3)采集小动物
①诱虫器采集法
原理:利用土壤小动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性。
去除表层落叶,取一定的土壤样品,标明取样时间、地点。
研究土壤中小动物类群丰富度
【重点突破二】群落的物种组成
实验步骤
①制作取样器;
②记录调查地点的地形和环境情况。
③提出安全注意事项
问题1:土壤与花盆之间要留一定的空隙的原因?
问题2:70%酒精起什么作用?
问题3:如果需保证小动物生活状态应将酒精换成什么?
为了使空气流通
湿棉花(保存活体)
脱水杀死土壤小动物并固定土壤小动物的形态,防止腐烂。
①诱虫器采集法
研究土壤中小动物类群丰富度
【重点突破二】群落的物种组成
实验步骤
(1)准备:
(2)取样:
②简易采集法
体型较大的小动物,用包着纱布的镊子取出来;
体型较小的则可以用吸虫器采集。
将取到的土壤样品放在瓷盆内(要注意防止小动物逃走),用解剖针拨找小动物,同时用放大镜观察:
(3)采集小动物
诱虫器
吸气
纱布
土壤中的小动物
①诱虫器采集法
防止将土壤小动物吸走,将其收集在试管中。
研究土壤中小动物类群丰富度
【重点突破二】群落的物种组成
去除表层落叶,取一定的土壤样品,标明取样时间、地点。
①制作取样器;
②记录调查地点的地形和环境情况。
③提出安全注意事项
(1)准备:
(2)取样:
(3)采集小动物
(4)观察和分类
(5)统计和分析
借助放大镜、体视显微镜进行观察
借助有关的动物图鉴查清小动物的名称,并进行分类
注意:无法知道小动物名称的,可记为“待鉴定××”,并记录特征。
记名计算法
目测估计法
①制作取样器;
②记录调查地点的地形和环境情况。
③提出安全注意事项
去除表层落叶,取一定的土壤样品,标明取样时间、地点。
②简易采集法
①诱虫器采集法
研究土壤中小动物类群丰富度
【重点突破二】群落的物种组成
统计分析
动物
名称 ××土壤小动物个体数 ××土壤小动物个体数 备注
样本1 样本2 样本3 样本1 样本2 样本3 时间
地点
地形
温度
湿度
×××
×××
×××
待鉴定×××
待鉴定×××
土壤中小动物类群的丰富度调查记录表
研究土壤中小动物类群丰富度
【重点突破二】群落的物种组成
实验步骤
研究土壤中小动物类群丰富度
【重点突破二】群落的物种组成
(1)组成不同群落的优势种是不同的,不同群落的物种丰富度是不同的。
(2)一般来说,环境条件越优越,群落发育的时间越长,物种越多,
群落结构也越复杂。
①取样时应注意随机取样,以免结果偏差较大。
②小动物类群因取样地段不同,可能差异较大。从不同的环境中采集的土壤样本要分开统计,并尽可能多地收集小动物。
③在装样品的塑料袋上要标明取样的地点和时间。
研究土壤中小动物类群丰富度
【重点突破二】群落的物种组成
实验结论
注意事项
(1)样方法:
取样的方法:
(2)标记重捕法:
(3)黑光灯诱捕法:
(4)抽样检测法(血细胞计数板计数法):
(5)调查土壤小动物丰富度的方法:
统计物种相对数量的方法:
植物;活动范围小、活动能力弱的动物,(如昆虫卵、蚜虫、跳蝻)
活动范围大、活动能力强的动物
有趋光性的昆虫
酵母菌等微生物
取样器取样法
目测估计法和记名计算法
五点取样法和等距取样法
样方法、标记重捕法、抽样检测法和取样器取样法的区别
【重点突破二】群落的物种组成
活动能力较强,身体微小的动物
知识小结
28
一个群落中的物种不论多少,都不是随机的简单集合,而是通过复杂的种间关系,形成一个有机的整体。
群落中不同物种之间的关系包括 (互惠)、_________、__________、_____和________等类型。
原始合作
互利共生
种间竞争
捕食
寄生
类别 概念 特点 实例 数量坐标图 营养关系图
原始合作
互利共生
种间竞争
捕食
寄生
任务:自主阅读,完成下表:
【重点突破三】种间关系
1.原始合作(互惠)
(1)概念: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
【重点突破三】种间关系
(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
合作不是必须的
【重点突破三】种间关系
1.原始合作(互惠)
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)
【重点突破三】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
【重点突破三】种间关系
3.捕食
(1)概念:
(2)特点:
(3)实例:
一种生物以另一种生物为食
先增加者先减少,是被捕食者,后增加后减少,是捕食者。
翠鸟捕鱼
蝗虫吃草
猎豹与斑马
雪兔与猞猁
猪笼草捕食动物
【重点突破三】种间关系
(4)数量坐标图和营养关系图:
A
B
生物数量
时间
A
被捕食者
B
捕食者
t1
t2
A 先增加先减少者
B 后增加后减少者
被捕食者
捕食者
思考: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,是发生在同种生物个体之间的种内竞争。
一般来说,被捕食者的数量较捕食者数量______。
多
营养关系图
数量坐标图
3.捕食
【重点突破三】种间关系
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
3.捕食
【重点突破三】种间关系
讨论:大鲈鱼以小鲈鱼为食,是不是捕食关系?为什么?
不是捕食关系,大鲈鱼和小鲈鱼为同一物种,属于种内竞争。
注意:
★同种生物的成体以幼体为食,不是捕食关系,而是种内竞争。
★捕食不只是动物之间,动物以草为食等,也是捕食关系。
★捕食不包括一种生物以非生物为食。
(即不包括分解者、绿色植物从土壤吸取营养)
(如猪笼草、捕蝇草捕食苍蝇)
3.捕食
【重点突破三】种间关系
拟寄生:也可看作广义的捕食
总是导致寄主死亡!
3.捕食
【重点突破三】种间关系
拓展延伸
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。
菟丝子和植物
蚊子与人
噬菌体和大肠杆菌
【重点突破三】种间关系
蛔虫和人
(4)数量坐标图和营养关系图:
时间
个体数
0
寄生生物B
宿主(寄主)A
体内寄生
时间
个体数
0
寄生生物B
宿主(寄主)A
体表寄生
B
A
A
B
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。
营养关系图
数量坐标图
营养关系图
数量坐标图
4.寄生
【重点突破三】种间关系
拓展延伸
——冬虫夏草
真菌孢子侵入蝙蝠蛾幼虫体内。靠吸收幼虫的营养进行繁殖。当菌丝慢慢生长时,幼虫也随之长大钻出地面。直到菌丝繁殖至充满虫体,幼虫就会死亡,此时正好是冬天,就是所谓的冬虫。
当气温回升后,菌丝体会从冬虫的头部慢慢萌发,长出像草一般的真菌子座,称为夏草。
4.寄生
【重点突破三】种间关系
巢寄生
杜鹃雏鸟一旦孵出,即将其他的鸟蛋全部推出巢外。
如此,它可以独享义亲提供的所有食物。
拓展延伸
——鸠占鹊巢
4.寄生
【重点突破三】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
【重点突破三】种间关系
(4)数量坐标图和营养关系图:
5.种间竞争
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。
【重点突破三】种间关系
[讨论1]两只猎狗为抢夺一块肉而展开斗争,是否为种间竞争?
[讨论2]人吃玉米子粒,而牛吃玉米秸秆,是否为种间竞争?
种间竞争为不同物种之间的关系,同一物种为抢夺资源或配偶而展开斗争为种内竞争。
两种生物以同一植物为食,但取食的部位不同并不构成种间竞争关系。
【重点突破三】种间关系
【思考】寄生与捕食的主要区别是什么?
捕食:被捕食者将被杀死或造成身体器官的明显残缺
(被捕食者的结构已经不完整,甚至死亡)
寄生:寄主结构完整,且寄生者一般不把寄主杀死
【思考】寄生与腐生的主要区别是什么?
寄生是从活的生物体获得营养物质;
腐生是从死的生物体获得营养物质
【思考】寄生与互利共生的主要区别是什么?
寄生:对寄生者有利,对宿主有害;
互利共生:两者相互依存、彼此有利
【重点突破三】种间关系
讨论1: 红尾鸲和鹟的种间竞争对两个种群的分布有什么影响?
提示:红尾鸲和鹟的食性比较相似,种间竞争导致两个种群的分布范围缩小,甚至相互错开。形成一定的空间结构,提高了对资源和空间的利用。
讨论2:资料2说明捕食、种间竞争在群落中是怎样相互联系的?
分析种间关系对群落的影响
海星与后四种动物存在捕食关系;后四种动物以水中的浮游生物、腐殖质等为食,彼此存在种间竞争关系。
但在人为去除捕食者海星之后,藤壶、始贝、帽贝和石鳖之间主要是种间竞争。且占优势的物种随时间推移而发生变化。由此可见,捕食会影响自然群落中不同物种之间种间竞争的强弱,进而调节物种的种群密度。
【重点突破三】种间关系
讨论3. 除了种间关系,还有哪些影响群落的因素呢?
影响群落的因素
自然因素
人为因素
生物因素
非生物因素
种间关系
种内竞争
光照、温度、水、无机盐等
原始合作(互惠)
互利共生
种间竞争
捕食
寄生等
分析种间关系对群落的影响
【重点突破三】种间关系
A
B
个体数
时间
A
B
⑦水稻与稗草
③菟丝子与大豆
①地衣中的藻类与真菌
②豆科植物与根瘤菌
⑤狼与兔
④牛与羊
⑥蛔虫与人
⑧海葵和寄居蟹
互利共生
互利共生
寄生
种间竞争
捕食
寄生
种间竞争
原始合作
互利共生
原始合作
捕食
种间竞争
种间竞争
寄生
原始合作
互利共生
捕食
寄生
种间竞争
⑨
⑩
⑪
⑫
⑬
⑭
⑮
⑯
⑰
⑱
请判断以下各序号代表的中间关系是什么?
【重点突破三】种间关系
49
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
【重点突破四】群落的空间结构
50
问题1:森林中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?
问题2:影响森林中植物地上分层的环境因素主要是什么?
垂直结构
分层现象
乔木层
灌木层
草本层
表层根系
中层根系
深层根系
问题3:影响植物地下分层的环境因素主要是什么?
水分、无机盐
思考:
3.垂直结构:
①陆生植物分层现象的原因:
(1)陆生植物群落
在垂直方向上,大多数群落都具有明显的 现象。
分层
接受全光照
约利用全光照的10%
仅利用微弱的光照
光照强度
【重点突破四】群落的空间结构
51
3.垂直结构:
乔木层
灌木层
草本层
①陆生植物分层现象的原因:
决定植物地上分层的环境因素: 。
光照、温度等
决定植物地下分层的环境因素: 。
水分、无机盐等
(1)陆生植物群落
表层根系
中层根系
深层根系
①显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。
②植物分层现象的意义:
②为动物创造多种多样的栖息空间和食物条件。
【重点突破四】群落的空间结构
52
(2)水生植物群落
挺水层植物菰(茭白)
浮水层植物凤眼莲
沉水层植物水车前
挺水层
浮水层
沉水层
①水生植物分层的原因:
3.垂直结构:
海洋植物
湖泊植物
绿藻
褐藻
红藻
浅层
中层
深层
石莼(绿藻)
海带(褐藻)
石花菜(红藻)
决定植物水中分层的环境因素:
。
光照强度、光质——光的波长、溶解氧、温度等
【重点突破四】群落的空间结构
53
藻类植物分布
(1) 绿藻的分布:绿藻约有6000余种, 约90%分布于淡水, 10%分布于海洋, 石莼目和管藻目的种类以海生为主, 主要分布于潮间带及10米以上浅水中的岩石上.
(2)红藻的与分布:红藻约有3700余种, 绝大多数种类为海产, 只有约50种生于淡水。红藻的分布与海洋表面温度密切相关, 约34%生于北半球温带海洋, 44%生于南半球温带海洋, 22%生于热带海洋,红藻垂直分布明显, 可生在低潮线以下30-60米, 甚至能生在200米深的海底, 这与红藻所含藻红素能吸收蓝光有关.
(3)褐藻的分布:褐藻约有1500种, 极少数种类生活在淡水中, 绝大多数生活在海水中,主要分布在冷水区, 是北极和南极海中占优势的植物, 网地藻与马尾藻为暖水性种类。 褐藻是附着生活植物, 可分布在潮间带到低潮线下约30米, 是构成海底森林的主要类群, 如世界上最大的藻类植物-巨藻单株长度可达80余米, 重量可达 180余千克, 由于藻体上有大量的气囊, 可使其漂浮于海水中而不下沉.
【重点突破四】群落的空间结构
拓展延伸
54
为什么海水中由浅到深依次是绿藻、褐藻和红藻?
藻类本身的颜色是反射出来的光所形成的,即红藻反射出红光,绿藻反射出绿光,褐藻反射出黄光。
光在海水中的穿透性有浅到深越来越弱,最浅处光最强,有红光也有蓝紫光,绿藻吸收红光和蓝紫光,对绿光吸收较少,反射较多,所以是绿藻。
往下一些红光波长较长,穿透性较弱,会被海水吸收,能利用起来进行光合作用的只剩蓝紫光,褐藻吸收蓝紫光,反射黄光,所以是褐藻;
再往下,蓝紫光部分被海水吸收,吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。
【重点突破四】群落的空间结构
拓展延伸
55
【思考】1.荷叶有的挺水有的浮水,错落有致;竹林中竹子高低错落有致,是群落在垂直结构上的分层现象吗?
一片竹林中的全部竹子是一个种群,体现的是同种生物高度的不一致。种群不具有垂直结构。
不是。
【重点突破四】群落的空间结构
56
草本层
灌木层
乔木层
b
阔叶林
针叶林
高寒草甸
苔原
绿藻
褐藻
红藻
a
c
光照强度
光质
(光波长)
-200~3800m的海拔高度内,三个不同的自然区域内植物的分布状况。
海拔
高
低
温度
低
高
2.a处不同高度的山坡上分布着不同的植物群落,属于群落的垂直结构吗?
提示:不属于,这是不同的生物群落,而不是群落的垂直结构,属于群落垂直地带性分布。
如图a、b、c分别代表在-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:
【思考】
【重点突破四】群落的空间结构
3.b、c两处植株的分布情况分别属于哪种结构?
4.b、c处的现象是由何种因素造成的?
都是垂直结构
b光照强度,c光质(光的波长)
如图a、b、c分别代表在-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:
【思考】
5.有人说:“b处桦树高低错落有致,只存在垂直结构,而野草丛比较矮小,只存在水平结构”,你认为这种说法对吗?为什么?
不对。垂直结构和水平结构都是指群落中不同种生物的分层或分布关系。同种生物,如桦树的不同分布属于种群层次,不能构成垂直结构。
矮小的野草丛有垂直结构和水平结构的存在。
【重点突破四】群落的空间结构
乔木层
吃高大乔木的种子
灌木层
营巢
草本层
吃地面上的苔鲜和昆虫
决定陆地动物分层环境因素:栖息空间、食物条件。
麻雀
黄鹂
啄木鸟
煤山雀
橙红鹟
黄腰柳莺
血雉
棕尾红
画眉
(3)陆生动物
3.垂直结构:
【重点突破四】群落的空间结构
鲢鱼
鳙鱼
草鱼
青鱼
在水域的上层,主要以硅藻、绿藻等浮游植物为食。
栖息在水域的中上层,主要以水蚤等浮游动物为食。
栖息在水域中下层,主要以螺狮、蚌和小河蚌等底栖动物为食。
栖息在水域的中下层和水草多的岸边,主要水草、芦苇等为食。
决定动物水中分层的环境因素: 。
食物、溶解氧、光照、温度等
(4)水生动物
3.垂直结构:
【重点突破四】群落的空间结构
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。
(1)特点:
它们常呈镶嵌分布。
4.水平结构:
(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。
【重点突破四】群落的空间结构
例如1:森林中,在被树冠遮住的地方,光线较暗,适于苔藓植物生存,而在其他光照较充足的地方,则有较多的灌木和草丛。
树冠下的苔藓
树冠下的植物
说明影响水平结构的因素是 。
光照强度
(2)影响因素:
4.水平结构:
【重点突破四】群落的空间结构
例如2:芦苇等水生植物只能长在浅水或水边;松、杉、柏树等能长在比较干旱处。
说明影响水平结构的因素是 。
土壤湿度
(2)影响因素:
4.水平结构:
【重点突破四】群落的空间结构
例如3:下图我国不同纬度上、高山上不同海拔上分布的植物类群。
温度
说明影响水平结构的因素是 。
地形的变化、
四川省四姑娘山
【重点突破四】群落的空间结构
例如4:下图是某路段两侧植物分布类型图
人的影响因素
说明影响该处群落的水平结构的因素是 。
【重点突破四】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
板栗—茶树结构
稻-萍-鱼模式
P32 与生活的联系--立体农业
【重点突破四】群落的空间结构
66
群落的空间结构
植物分层的原因
动物分层的原因
影响因素
特点
特点
垂直结构
水平结构
分层分布
镶嵌分布
光照和温度
栖息空间
食物条件
地形、土壤湿度和盐碱度、光照强度等
水生群落分层的原因
光照
水分
无机盐
溶解氧
【重点突破四】群落的空间结构
知识小结
视频来源于网络
【重点突破五】群落的季节性
一起做生物课件
68
由于______、_____和______等随季节而变化,群落的外貌和结构也会随之发生
_______的变化。
1.概念:
春
夏
秋
冬
阳光
温度
水分
有规律
物种组成、种间关系、空间结构等
【重点突破五】群落的季节性
2.植物的季节性对群落的影响
有些种类的植物在早春来临时开始萌发,并迅速开花和结实,到了夏季其生活周期结束;
另一些种类的植物则在夏季到达生命活动的高峰,
从而导致群落在春季和夏季的物种组成和空间结构发生改变。
樱桃
油菜
西瓜
梨
柠檬
【重点突破五】群落的季节性
3.动物的季节性对群落的影响
大多数典型的草原鸟类和高鼻羚羊等有蹄类动物,在冬季都向南方迁移,到雪被较少、食物充足的地区生活。
高鼻羚羊
鸟
非洲草原角马迁徙
【重点突破五】群落的季节性
旱獭、仓鼠等啮齿类动物在冬季会冬眠
有些动物如非洲肺鱼、箭猪等动物则在炎热的夏季进入夏眠
冬眠中的黑熊
旱獭冬眠
北极地松鼠
仓鼠
非洲肺鱼
箭猪
蜗牛
3.动物的季节性对群落的影响
【重点突破五】群落的季节性
研究某种动物
的生态位:
栖息地
食物
天敌
与其他物种的关系
研究某种植物
的生态位:
出现频率
种群密度
植株高度
与其他物种的关系
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
当两个或更多的物种共同利用某些资源时,他们的生态位会出现什么现象?
1.概念
2.研究内容:
【重点突破六】生态位
思考·讨论:分析群落中某种生物的生态位
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. 这4种鸟选择觅食生境的策略有哪些异同?
①绿翅鸭和鹤鹬选择觅食生境的策略基本相同,两者均选择生境1和生境3,并以生境1为主,不选择生境2;②绿头鸭主要选择生境1;③青脚鹬在3个生境中都出现,在生境3出现的概率高于前两处。
哪一种鸟觅食生境的范围更宽?哪一种鸟的取食种类更广?
青脚鹬
绿头鸭
【重点突破六】生态位
74
思考·讨论:分析群落中某种生物的生态位
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.如果两种鸟的觅食生境一样,生态位就完全一样吗?
不一定。绿翅鸭和鹤鹬选择的觅食生境基本相同,但是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。
【重点突破六】生态位
75
思考·讨论:分析群落中某种生物的生态位
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以绿翅鸭为例,绿翅鸭以小坚果为主要食物,还吃茎类、螺类、贝类等,与绿头鸭也是,二者存在明显的种间竞争关系;
②绿翅鸭与鹤鹬、青脚鹬也有种间竞争关系,因为它们都捕食螺类,绿翅鸭与鹤鹬都吃贝类。
3.任选一种鸟,分析它的食性。从觅食的角度,与它有竞争关系的鸟类有哪些?
【重点突破六】生态位
76
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
描述鸟类的生态位,通常需要来考虑它们的觅食生境(栖息地)、食物以及与其他物种的种间关系等。
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。
思考·讨论:分析群落中某种生物的生态位
以青脚鹬为例:
觅食生境:包括低潮盐沼—光滩带、海三棱藨草带及海堤内鱼塘芦苇区;
食物种类:以草屑、螺类、甲壳类为食;
与其他物种的种间关系:青脚鹬与鶴鹬存在明显的种间竞争,都以草屑和螺类为主要食物;
青脚鹬与绿翅鸭、绿头鸭也存在种间竞争,都捕食螺类。
【重点突破六】生态位
77
当两个或更多生态位相似的物种生活在同一空间时出现分
享或竞争共同资源的现象,即出现了生态位重叠。
甲种群主要以a为食,乙种群主要以b为食,它们又共同以c为食。
生态位重叠部分(c)越大,种间竞争越激烈。
3.生态位重叠:
甲
乙
a
b
c
甲
乙
a
b
c
自然选择
生态位分化
(1)生态位分化的方式:向着占有不同的空间、吃不同食物、不同的活动时间或其他生态习性上分化,以降低竞争的紧张度,从而使两种之间形成平衡而共存。
①分布区域和活动范围错开 ②活动的时间错开③食物种类错开(食性不同)
【重点突破六】生态位
(2)当两个或更多的物种共同利用某些资源时,即出现了生态位重叠,
如果资源供应不足,种间竞争就很激烈,种群对资源的利用就会发生改变,可
能出现(a)生态位移动或(b)一个物种绝灭。
【重点突破六】生态位
(3)当资源十分丰富(如热带雨林)时,生态位重叠的生物就可以利用同一资源而不给对方带来伤害。
【重点突破六】生态位
4.特点:
(1)群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位。
(2)没有生态位完全重叠的物种。
5.原因:
群落中物种之间及生物与环境之间协同进化的结果。
6.意义:
有利于不同生物充分利用环境资源。
【重点突破六】生态位
可以合理地设计人工生态系统,利用不同生物之间生态位的差异,充分利用环境资源,从而获得更大的价值。
与社会的联系(P28)
(2)对动物生态位影响最大的是动物的栖息环境和食物条件(种间关系)。我国劳动人民将生态位不同的四种鱼混养,既降低了竞争的激烈程度,又充分利用了空间和资源。
1. 鱼类的混合培养
(1)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。
品种 栖息水层 食性
青鱼 水体的中下层 以水底的螺、蚌及水生昆虫等为食
草鱼 水体的中下层或水草多的地方 主要以水草为食
鳙鱼 水体的中上层 主要为浮游动物为食,也食用部分浮游植物
鲢鱼 水体上层 主要以浮游植物为食
【重点突破六】生态位
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。
板栗—茶树结构
柑桔—茶树结构
充分利用根系在不同层次土壤的水分和无机盐
充分利用植株的高度及对阳光的需求
科学·技术·社会
(P32)
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。
2. 立体农业
【重点突破六】生态位
稻-鱼-蛙结构
科学·技术·社会
(P32)
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。
2. 立体农业
①鱼和蛙的粪便为水稻供肥。
②鱼和蛙呼吸释放的CO2可供水稻进行光合作用。
③稻田中的害虫、浮游动物、田间杂草的数量也因养殖鱼、蛙而大大下降。
【重点突破六】生态位
(1)物种在生物群落中都会占据一定的生态位。
(2)群落中生态位相似的物种要通过种间竞争占据一定的生态位。生态位
越相似的物种,竞争越激烈,选择压力也越大。在两个物种的生态位
完全重叠时,竞争优势较大的物种就会把另一物种完全排除掉。
(3)生态位的多样性是群落结构相对稳定的基础。
(4)群落结构的形成是 的结果。 是群落垂直结构
和水平结构的基础,提高了生物 的能力。
自然选择
生态位的分化
利用环境资源
补充:
【重点突破六】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:
提出的四种解释都有一定道理,B说法是最可能的。
思维训练 溯因推理 (P29)
?
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?
该题提出的四种解释,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落结构,最终影响鲈鱼的种群数量。
作出推测后,应深人调查该湖泊中的物种组成及其相互关系。尤其是与短吻鳄、鲈鱼存在紧密联系的物种,看看它们的种群数量发生了哪些变化,从而作出进一步的判别。要判断A、B、D的解释是否合理,也需要做更多调查。例如,调查湖泊所在地是否发生了气候变化,气候变化对湖泊中的生物带来了哪些影响,人类对鲈鱼的捕捞情况是怎样的等等。
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、贝类和浮游动物等为食。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。
作出推测后,应深入调查该湖泊中的物种组成及其相互关系,尤其是与短吻鳄、鲈鱼存在紧密联系的物种,看看它们的种群数量发生了哪些变化,从而作出进一步的判别。要判断A、B、D的解释是否合理,也需要做更多调查。例如,调查湖泊所在地是否发生了气候变化,气候变化对湖泊中的生物带来了哪些影响,人类对鲈鱼的捕捞情况是怎样的,等等。
思维训练 溯因推理 (P29)
?
群落的结构
物种丰富度
物种组成
优势种
种间关系
空间结构
季节性
生态位
垂直结构
水平结构
研究土壤中小动物类群的丰富度
分析当地自然群落中某种生物的生态位
原始合作
互利共生
捕食
寄生
种间竞争
课堂小结
一起做生物课件
88
一、概念检测
1. 长白山北坡从山麓到山顶依次出现针阔混交林、针叶林、岳桦林和高山冻原。针阔混交林中的乔木层有红松、红皮云杉、白桦等多种植物,在林冠层生活着小杜鹃、大杜鹃、黑枕黄鹏等鸟类。判断下列表述是否正确。
(1)针阔混交林中的红松和红皮云杉存在种间竞争的关系。( )
(2)从山麓到山顶依次出现不同的森林类型,是群落的垂直结构。( )
(3)小杜鹃主要生活在林冠层,这是小杜鹃的生态位。( )
√
×
×
练习与应用
2. 某弃耕农田中的植物种类 40 年间的变化情况见下表。下列有关该地群落变化的叙述,错误的是( )
年份 1 4 15 25 40
乔木 0 0 0 14 23
灌木 0 3 4 12 19
草本植物 28 27 26 30 34
总计 28 30 30 56 76
A. 物种丰富度趋于增加 B. 群落对光能的利用能力提高
C. 物种丰富度呈现“S”形增长 D. 群落的垂直结构和水平结构发生了变化
C
一、概念检测
练习与应用
3. 河蟹是杂食性动物,以鱼、虾、螺、蚌、 水生昆虫和水草等为食,它们喜欢潜伏在水草或底泥中。
在生产实践中,人们不会将河蟹与食性和它相似的青鱼混养。为什么?
青鱼与河蟹的食性相似,生态位有所重叠,
如果放在一起混养,在食物和空间资源有限的情况下,
二者的种间竞争关系强烈,不利于各自种群数量的增加。
一、概念检测
练习与应用
二、拓展应用
1.《诗经 · 小雅 · 小宛》写道: “螟蛉有子,蜾蠃负之。”古人以为蜾蠃不产子,因此捕捉“螟蛉”当作“义子”来养育。南北朝时期,医学家陶弘景发现。蜾蠃将螟蛉衔回窝中,用尾上的毒针刺入螟蛉体内,并在其身上产卵。所以他认为螟蛉不是“义子”,而是蜾蠃幼虫的食物。这两种生物存在怎样的种间关系?
捕食。
提示:广义的捕食包括植食、肉食、拟寄生等。
拟寄生的特点为总是导致寄主死亡,这与寄生有本质区别。
螟蛉
蜾蠃
练习与应用
2. 在群落形成的过程中,如果两个物种的生态位相似,你认为这两个物种的发展将是什么结果?
生态位分化
两个物种的生态位相似,在空间和资源有限的情况下,它们必然存在种间竞争。
种间竞争可能会使二者的生态位发生分化,
结果为它们仍然共存于同一个群落中;也可能为一方消失,另一方留存下来。
二、拓展应用
练习与应用
3. 捕食者在猎杀猎物时,场面比较血腥,这往往会让人认为捕食者很残忍。有的地方曾经为了保护某些食草动物而人为消灭捕食者,但结果却事与愿违。请从群落中物种之间的相互关系,以及这种关系是如何形成的等角度,分析群落中存在捕食者的生态意义。
有利于保持群落内物种的丰富度
促进被捕食者种群发展
与被捕食者表现出协同进化
捕食者
二、拓展应用
练习与应用
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