内容正文:
第44课时 群落的结构
1
群落:同一时间内聚集在一定的自然区域中,各种生物种群的集合
群落的结构
01
注意:群落并非是各种生物的简单集合,而是通过相互之间的各种联系建立起来的有机整体。
2
1.群落的物种组成
新疆 北部 针叶林
福建 武夷山 常绿阔叶林
物种组成是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
不同群落的物种组成不同,物种的数目也有差别
优势种:对群落结构和内部环境有决定作用的物种,优势种很大程度上能影响其它物种的生存和生长(数量多、占优势)
常见种
群落的结构
01
一个群落的物种数目,称为物种丰富度。
3
1.群落的物种组成
正常放牧
过度放牧
群落的物种组成不是固定不变
群落的结构
01
随时间和环境的变化, 优势种会发生改变
4
2.种间关系
01
原始合作
两种生物共同生活在一起时,双方都受益,但分开后,各自也能独立生活。
海葵固着于寄居蟹的螺壳上,寄居蟹的活动使海葵更有效地捕食;海葵则用有毒的刺细胞为寄居蟹提供保护。
互利共生
两种生物长期共同生活在一起,相互依存,彼此有利。
(如果彼此分开,则双方或者一方不能独立生存)
豆科植物和根瘤菌,植物为根瘤菌提供有机养料,根瘤菌将空气中的氮气转变为含氮养料,供植物利用。
蜜蜂和油菜
5
2.种间关系
01
捕食
一种生物以另一种生物为食的现象。
翠鸟捕鱼、
寄生
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。
菟丝子寄生在其他植物上
区分捕食与寄生:捕食者以被捕食者的整体或某一部分(器官、肢体等)为食,捕食后其依附部位不复存在;寄生者仅从寄主的体液、组织或已消化的物质中获取营养,其直接获取的是物质而非某一部分或整个个体。
捕食双方数量变化非同步,被捕食者数量变化在前,捕食者数量变化在后,一般被捕食者数量多于捕食者,但也有例外,比如一棵树上的昆虫,昆虫的数量多于树的数量。
(螟蛉有子,蜾蠃负之)
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2.种间关系
01
种间竞争
两种或更多种生物共同利用同样的有限资源和空间而产生的相互排斥的现象。
草原上放牧的牛和羊
当两种生物以同一植物为食,若取食部位不同并不构成种间竞争关系。
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3. 除了种间关系,还有哪些影响群落的因素呢?
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
选择性必修2 P29“练习与应用”3:试分析群落中存在捕食者的生态学意义:________________________________________________
。
既有利于维持物种丰富度,又能促进被捕食者种群的
发展
3.群落的空间结构
★引起动物分层分布的主要原因是
食物、栖息场所等
①垂直结构:是指群落在垂直方向上具有明显的分层现象。它是群落中各植物间及植物与环境间相互关系的一种特殊形式。
群落的结构
01
从山麓到山顶依次出现不同的森林类型是不是群落的垂直结构?(P29 概念检测(2))
植物分层的原因?植物分层的意义?
②导致水平结构的原因:地形的变化、土壤湿度和盐碱度、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同、人和动物的影响等因素。(常呈镶嵌分布)
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提醒:
(1)垂直结构是指群落中“不同物种”在垂直方向上呈现的“分层”现象,切不可将“同一物种”的高矮差异视作垂直结构。比如,“竹林中的箭竹高低错落有致”不属于群落的垂直结构。高山植被的垂直分布指随海拔升高,温度下降明显,导致不同海拔植被(群落)分布不同,比如,高山从低到高植被分布依次为阔叶林、针叶林、高原草甸、苔原,这属于四个不同群落的垂直分布,不是群落垂直结构中的分层现象。
(2)农田生物群落中即使农作物长得很整齐,但是该群落仍然有垂直结构。在垂直方向上仍然有苔藓、小草和农作物等分层现象。
(3)不同潮间带,其所处区域的条件(如光照、海水浸入程度、植物或动物分布等)差异较大,不同地段分布的物种类型不同,这应属于群落的水平结构而不属于垂直结构。
(4)近岸区和湖心区生物分布的差异构成群落的水平结构。
提醒
4.群落的季节性
春
夏
秋
冬
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。
迁徙
冬眠
夏眠
群落的结构
01
群落的季节性是什么?举例说明群落的季节性。群落的季节性体现在哪些方面?
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5.生态位:
一个物种在群落中的地位或作用。
包括该物种所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等。
研究动物的生态位:该动物的栖息地、食物、天敌、与其他物种的关系等。
研究植物的生态位:该植物在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征、与其他物种的关系等。
01
讨论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。因为①和③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。
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01
大草履虫
带状草履虫
双小核草履虫
相互抑制
优势&劣势
▲竞争排斥原理:生态位高度相似的不同种生物存在激烈竞争,无法共存。
思考: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?
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。种间竟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。
▲生态位分化:经过协同进化,最终每种生物都占据相对稳定的、差异化的生态位,这有利于不同生物充分利用环境资源
生态位分化一般有三种方式: 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)
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生态位的研究意义
核心归纳
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,种间竞争越激烈,选择压力越强。
(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。
【立体农业】
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。
农作物的间作套种
间作的两种或多种植物有明显的植株高度差异;间作的植物中高的为阳生植物,矮的为阴生植物。
玉米大豆间作套种
“又种薤十根……至五月瓜熟,薤可拔卖之,与瓜相避。又可种小豆子瓜中,亩四五升,其藿可卖。此法宜平地,瓜收亩万钱”
如何选择间作套种的作物才能提高光能利用率?
同一生长期内,在同一块农田间隔种植几种作物叫间作。
几种作物不同时期播种的叫套种。
主要是增加了光合面积
主要是延长了光合时间
【立体农业】
①根系深浅搭配,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
板栗-茶树结构
③茶树地上部分截留降水,降低水土流失,减少地表蒸发
②高矮结合,充分利用不同层次的光照
板栗高,茶树矮;板栗喜光,茶树耐阴
④板栗增加了茶园内的枯枝落叶,使得茶园的小气候条件、土壤条件均朝有利于茶树生长的方向发展
【立体农业】
①鱼和蛙的粪便为水稻供肥
②鱼和蛙呼吸释放的二氧化碳可供水稻进行光合作用
③稻田害虫、其他浮游动物、田间杂草数量也因鱼、蛙大大下降
④收获的鱼、蛙有经济效益
稻-鱼-蛙结构
★探究土壤中的小动物类群的丰富度
取样器取样法
注意:土壤小动物活动能力强,不适用样方法调查丰富度,应用取样器取样法
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简易采集法:
体型较小的用吸虫器采集
体型大的用包纱布的镊子
土壤当中小动物一般具有避光性
70%
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在一定面积(体积)的样地中, 直接数出各种群的个体数目, 适用于个体较大、种群数量有限的群落
记名计算法
按预先确定的多度等级来估计单位面积(体积)中种群数量的多少。等级的划分和表示方法:“非常多、多、较多、较少、少、很少等
目测估计法
统计土壤中小动物类群丰富度既要统计物种丰富度也要统计不同物种在群落中的相对数量。常用的统计方法:
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考向一 群落的组成及空间结构
1.(2024·河北,12)天然林可分为单种乔木的纯林和包含多种乔木的混交林。人工林通常是在栽培某树种后,经多年持续去除自然长出的其他树木进行抚育,形成单种乔木的森林。下列叙述错误的是
A.混交林的多种乔木可为群落中的其他物种创造复杂的生物环境
B.人工林经过抚育,环境中的能量和物质更高效地流向栽培树种
C.天然生长的纯林和人工林都只有单一的乔木树种,群落结构相同
D.与人工林相比,混交林生态系统物种组成更复杂
√
迁移应用
评价
2.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
√
考向二 种间关系
3.Janzen-Connel假说(詹曾-康奈尔假说)认为,某些植物母株周围会积累对自身有害的病原菌、昆虫等,从而抑制母株附近自身种子的萌发和幼苗的生长。下列现象中,不能用该假说合理解释的是
A.亚热带常绿阔叶林中楠木幼苗距离母株越远,其密度越大
B.鸟巢兰种子远离母株萌发时,缺少土壤共生菌,幼苗死亡
C.中药材三七连续原地栽种,会暴发病虫害导致产量降低
D.我国农业实践中采用的水旱轮作,可减少农药的使用量
√
4.某种螺可以捕食多种藻类,但捕食喜好不同。L、M两玻璃缸中均加入相等数量的甲、乙、丙三种藻,L中不放螺,M中放入100只螺。一段时间后,将M中的螺全部移入L中,并开始统计L、M中的藻类数量,结果如图所示。实验期间螺数量不变,下列说法正确的是
A.螺捕食藻类的喜好为
甲藻>乙藻>丙藻
B.三种藻的竞争能力为
乙藻>甲藻>丙藻
C.图示L中使乙藻数量在峰值后下降的主要种间关系是种间竞争
D.甲、乙、丙藻和螺构成一个微型的生态系统
√
考向三 生态位
5.种豆南山下,草盛豆苗稀”描绘了诗人的田耕生活。如图是大豆和杂草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
√
物种 S1 S2 S3 S4 S5 S6
S1 1
S2 0.36 1
S3 0.40 0.02 1
S4 0.37 0.00 0.93 1
S5 0.73 0.39 0.38 0.36 1
S6 0.70 0.47 0.48 0.46 0.71 1
6.生态位可以定量测度一个物种在群落中的地位或作用。生态位重叠指的是两个或两个以上物种在同一空间分享或竞争资源的情况。某研究小组调查了某山区部分野生哺乳动物的种群特征,并计算出它们之间的时间生态位重叠指数,如表。回答下列问题:
物种 S1 S2 S3 S4 S5 S6
S1 1
S2 0.36 1
S3 0.40 0.02 1
S4 0.37 0.00 0.93 1
S5 0.73 0.39 0.38 0.36 1
S6 0.70 0.47 0.48 0.46 0.71 1
(1)物种的生态位包括该物种所处的空间位置、占用资源的情况以及____
_____________等。长时间调查生活在隐蔽、复杂环境中的猛兽数量,使用______________(填工具)对动物干扰少。
他物种的关系
与其
红外触发相机
物种 S1 S2 S3 S4 S5 S6
S1 1
S2 0.36 1
S3 0.40 0.02 1
S4 0.37 0.00 0.93 1
S5 0.73 0.39 0.38 0.36 1
S6 0.70 0.47 0.48 0.46 0.71 1
(2)具有捕食关系的两个物种之间的时间生态位重叠指数一般相对较_____(填“大”或“小”)。那么,物种S1的猎物有可能是物种____和物种____。
大
S5
S6
物种 S1 S2 S3 S4 S5 S6
S1 1
S2 0.36 1
S3 0.40 0.02 1
S4 0.37 0.00 0.93 1
S5 0.73 0.39 0.38 0.36 1
S6 0.70 0.47 0.48 0.46 0.71 1
(3)物种S3和物种S4可能是同一属的动物,表中支持此观点的证据是____________________________________________________________________。
物种S3和物种S4时间生态位的重叠指数最大,说明这两种生物的相似度更高
物种 S1 S2 S3 S4 S5 S6
S1 1
S2 0.36 1
S3 0.40 0.02 1
S4 0.37 0.00 0.93 1
S5 0.73 0.39 0.38 0.36 1
S6 0.70 0.47 0.48 0.46 0.71 1
(4)已知物种S2是夜行性动物,那么最有可能属于昼行性动物的是物种______和物种______,判断依据是_________________________________
______________________________________________。
S3
S4
数最小,说明S2与S3、S4在时间维度上几乎不重叠
S2与S3、S4的时间生态位的重叠指
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考向四 研究土壤中小动物类群的丰富度
7.土壤中纤毛虫的动态变化可反映生态环境的变化。某地实施退耕还林后,10年内不同恢复阶段土壤中纤毛虫物种数
情况如图所示。下列叙述正确的是
A.统计土壤中某种纤毛虫的具体数目可采用目
测估计法
B.退耕还林期间纤毛虫多样性及各目的种类数
不断增加
C.调查期间土壤纤毛虫丰富度的变化是一种正
反馈调节
D.退耕还林提高了纤毛虫的种群密度和生态系
统的稳定性
√
迁移应用
评价
8.荔枝是广东特色农产品,其产量和品质一直是果农关注的问题。荔枝园A采用常规管理,果农使用化肥、杀虫剂和除草剂等进行管理,林下几乎没有植被,荔枝产量高;荔枝园B与荔枝园A面积相近,但不进行人工管理,林下植被丰富,荔枝产量低。研究者调查了这两个荔枝园中的节肢动物种类、个体数量及其中害虫、天敌的比例,结果见表。
荔枝园 种类/种 个体数量/头 害虫比例/% 天敌比例/%
A 523 103 278 36.67 14.10
B 568 104 118 40.86 20.40
回答下列问题:
(1)除了样方法,研究者还利用一些昆虫有_____性,采用了灯光诱捕法进行取样。
(2)与荔枝园A相比,荔枝园B的节肢动物物种丰富度______,可能的原因是林下丰富的植被为节肢动物提供了_______________,有利于其生存。
(3)与荔枝园B相比,荔枝园A的害虫和天敌的数量____,根据其管理方式分析,主要原因可能是_______________________________。
荔枝园 种类/种 个体数量/头 害虫比例/% 天敌比例/%
A 523 103 278 36.67 14.10
B 568 104 118 40.86 20.40
趋光
较高
食物和栖息空间
较少
杀虫剂杀除害虫,同时也杀伤天敌
(4)使用除草剂清除荔枝园A的杂草是为了避免杂草竞争土壤养分,但形成了单层群落结构,使节肢动物物种多样性降低。试根据群落结构及种间关系原理,设计一个生态荔枝园简单种植方案(要求:不用氮肥和除草剂、少用杀虫剂,具有复层群落结构),并简要说明设计依据:_______
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
案:荔枝林下种植豆科草本植物形成复层群落结构。设计依据:豆科植物共生的根瘤菌固氮提高土壤氮含量,可不用氮肥;豆科植物覆盖竞争排除杂草,可不用除草剂;豆科植物为节肢动物提供生存条件,天敌比例也会增加,可少用杀虫剂
种植方
荔枝园 种类/种 个体数量/头 害虫比例/% 天敌比例/%
A 523 103 278 36.67 14.10
B 568 104 118 40.86 20.40
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