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1、第第12讲讲 群落的结构和演替群落的结构和演替同一时间同一时间内聚集在内聚集在一定区域一定区域中各种生物中各种生物种群的集合种群的集合全部生物水草、水藻等水生水草、水藻等水生水草、水藻等水生水草、水藻等水生植物植物植物植物鱼，虾，螺等水生鱼，虾，螺等水生鱼，虾，螺等水生鱼，虾，螺等水生动物动物动物动物多种多样的多种多样的多种多样的多种多样的微生物微生物微生物微生物群落：群落：如果我们要研究上面的池塘生物群落，我们将从哪些方面着手研究？种群水平种群水平的研究集中于种群数量动态，包括？的研究集中于种群数量动态，包括？出生率、死亡率、年龄组成、性别比例等。_是研究群落的基础。是研究群落的基础。多少种
2、群?哪些占优势？种群间相互关系？群落演替情况？群落空间结构？种群占据位置？范围边界？研究池塘群落研究种群研究种群一一群落水平上研究的问题群落水平上研究的问题_是区别不同群落的重要特征是区别不同群落的重要特征新疆北部常绿针叶林新疆北部常绿针叶林福建武夷山常绿阔叶林福建武夷山常绿阔叶林不同群落的不同群落的_有区别有区别丰富度丰富度群落中物种数目的多少称为群落中物种数目的多少称为_二群落的物种组成物种数目物种数目群落的物种组成群落的物种组成一个群落中一个群落中一个群落中一个群落中_和每个种群的和每个种群的和每个种群的和每个种群的_，是是是是群落群落群落群落多样性多样性多样性多样性的基础的基础的基础的
3、基础.物种的多少物种的多少物种的多少物种的多少个体数量个体数量个体数量个体数量影响因素：降雨量、温度等降雨量、温度等从赤道到两极生物种数目（丰富度）如何变化？从赤道到两极生物种数目（丰富度）如何变化？越靠近热带地区，群落中物种越丰富丰富度随海拔高度的丰富度随海拔高度的增加而减少增加而减少随着海拔的增加，物种的丰富度怎么变化？随着海拔的增加，物种的丰富度怎么变化？丰富度随水深度的增加而减少丰富度随水深度的增加而减少随着水深度的增加，物种的丰富度怎么变化？随着水深度的增加，物种的丰富度怎么变化？三种间关系任何一个群落中的物种不论多少，都不是随机地聚集在一起的，而是通过复杂的_，形成一个_的整体。种
4、间关系有机捕食：捕食：一种生物以另一种生物作为食物一种生物以另一种生物作为食物结果：结果：例：例：曲线图：曲线图：两个种群相互抑制，数量相对稳定草草兔兔兔兔狼狼蝇蝇捕蝇草捕蝇草时间BA个体数被捕食者（数量多，波动在先）被捕食者（数量多，波动在先）捕食者（数量少，波动在后）捕食者（数量少，波动在后）AB能量流动图：能量流动图：结果结果2：结果结果1：两种或两种以上两种或两种以上生物相互争夺生物相互争夺资源资源和和空间空间等等 表现为相互抑制（两种群数量相对稳定）一方处于优势，另一方处于劣势（甚至最终灭亡）例例2：例例1：大草履虫和双小核草履虫大草履虫和双小核草履虫青蛙和蟾蜍青蛙和蟾蜍牛和羊牛和羊
5、水稻与杂草水稻与杂草个体数时间AB竞争：竞争：时间个体数实力相当实力相当实力悬殊实力悬殊CAB能量流动图：能量流动图：曲线图：曲线图：曲线图：曲线图：一种生物（寄生者）寄生于另一种生物一种生物（寄生者）寄生于另一种生物（寄主）的（寄主）的体内体内或或体表体表，摄取寄主的养分，摄取寄主的养分结果：结果：例：例：曲线图：曲线图：对寄主对寄主不利不利，对寄生者，对寄生者有利有利两者维持有限两者维持有限平衡平衡，一般不会灭亡一般不会灭亡（植）菟丝子与大豆（植）菟丝子与大豆（微生物）噬菌体与细菌（微生物）噬菌体与细菌（动）蛔虫与人（动）蛔虫与人寄生：寄生：A A 宿主（寄主）宿主（寄主）B 寄生虫寄生虫
6、生物数量时间时间时间时间体表寄生体表寄生B BA体内寄生体内寄生B BA能量流动图：能量流动图：两者生活在一起，两者生活在一起，相互依赖，彼此有利相互依赖，彼此有利结果：结果：例：例：曲线图：曲线图：豆科植物豆科植物 根瘤菌根瘤菌地衣（藻类地衣（藻类 真菌）真菌）个体数时间对两个种群彼此有利，曲线波动近似平行互利共生：互利共生：AB有机物有机物含氮养料含氮养料无机盐无机盐有机物有机物益生益生菌菌 人体人体有机物有机物VB12，VKABAB能量流动图：能量流动图：寄生者在寄主那里寄生者在寄主那里吸取的营养物质一般是寄吸取的营养物质一般是寄主体内的汁液、血液或寄主从外界环境中摄取的主体内的汁液、血
7、液或寄主从外界环境中摄取的营养物质营养物质，如果是，如果是吃掉整个吃掉整个“寄主寄主”或或“寄主寄主”的某一部分，则是的某一部分，则是捕食关系捕食关系。如：蚊子与人为寄。如：蚊子与人为寄生关系，蝗虫与青草为捕食关系。生关系，蝗虫与青草为捕食关系。捕食关系中，捕食关系中，捕食者一般不会导致被捕食者捕食者一般不会导致被捕食者灭绝灭绝；寄生关系中，；寄生关系中，寄生生物一般不会导致寄主寄生生物一般不会导致寄主死亡死亡。这都与长期的自然选择有关，在相互选择。这都与长期的自然选择有关，在相互选择的作用下，捕食者与被捕食者、寄生者与寄主长的作用下，捕食者与被捕食者、寄生者与寄主长期共存。期共存。寄生与捕食
8、关系的辨析寄生与捕食关系的辨析分析下列实例中的种间关系：分析下列实例中的种间关系：1.豆科植物和根瘤菌（）2.以油菜叶为食的菜粉蝶幼虫（）3.蚜虫在植物嫩枝上吸食汁液（）4.人体肠道内有很多益生菌（)5.某培养瓶中生活的两种绿藻，一种数量增加，一种数量减少()互利共生互利共生捕食捕食互利共生互利共生竞争竞争6.蚊子吸食人的血（）寄生寄生寄生寄生蜜蜂、蚂蚁种群内部分工合作蜜蜂、蚂蚁种群内部分工合作同种生物之间由于争夺食物、空间、同种生物之间由于争夺食物、空间、水分、养料等也会发生斗争。水分、养料等也会发生斗争。种内互助：种内互助：种内斗争种内斗争：种内关系种内关系 在群落中，不同生物种群分别占据
9、不同在群落中，不同生物种群分别占据不同的空间，形成一定的空间组成，包括的空间，形成一定的空间组成，包括垂直结垂直结构构和和水平结构水平结构。三群落的空间结构垂直结构垂直结构在垂直方向上，生物群落具有明显的分层现象。在垂直方向上，生物群落具有明显的分层现象。植物植物的分层与对的分层与对_的利用有关的利用有关提高群落提高群落利用利用阳光等阳光等环境资源环境资源的能力。的能力。特点：特点：成因：成因：意义：意义：光光森林中鸟类分层现象示意图森林中鸟类分层现象示意图动物分层：动物分层：栖息空间、食物。栖息空间、食物。植物分层：植物分层：光光决定决定垂直结构垂直结构池塘生物群落中，荷花、芦池塘生物群落中
10、，荷花、芦苇等将茎叶高高地等将茎叶高高地挺出水面挺出水面；睡；睡莲、满江江红、浮萍等、浮萍等浮于水面浮于水面；金；金鱼藻等藻等则生生长于于水底水底。鲢鱼在水体浅在水体浅层、草、草鱼在中在中层、青青鱼、虾、蚌等在水底，泥、蚌等在水底，泥鳅、鳝鱼等等则在水底淤在水底淤泥中生活。泥中生活。垂直结构垂直结构想一想想一想竹竹林林中中竹竹子子高高低低错错落落有有致致，是是群群落落在在垂垂直直结结构上的分层现象吗？构上的分层现象吗？【提示】竹林中的所有竹子为同一物种，由于生长的阶段不同而高低不同，所属范围为种群而非群落，不是垂直结构上的分层现象。不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群的密度也有差别，它
11、们常呈镶嵌分布。地形的变化土壤湿度盐碱度的差异光照强度的不同生物自身生长特点的不同人与动物的影响等因素，2、水平结构、水平结构如图如图a、b、c分别代表的是在分别代表的是在2003800 m的的海拔高度内，山坡海拔高度内，山坡a、森林、森林b、海洋、海洋c三个不同的三个不同的自然区域内植物的分布状况。自然区域内植物的分布状况。水水平平结结构构垂直结构垂直结构垂垂直直结结构构辨辨别别1 1、采集、调查方法：、采集、调查方法：许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小，因此不适用于用样方法或标志重捕法进行小，因此不适用于用样方法或标志重捕法进行调查，常采用调
12、查，常采用取样器取样法取样器取样法进行采集、调查。进行采集、调查。2 2、丰富度的统计方法、丰富度的统计方法 记名计算法：记名计算法：直接数出各种群的个体数目直接数出各种群的个体数目 目测估计法：目测估计法：按预先确定的多度等级来估计单位按预先确定的多度等级来估计单位面积上个体数量的多少面积上个体数量的多少 等级的划分和表示方法：等级的划分和表示方法：非常多、多、较多、较少、少、很少等非常多、多、较多、较少、少、很少等一、方法一、方法：土壤中小动物类群丰富度的研究探究1 1、提出问题、提出问题:2 2、制定探究计划、制定探究计划调查某处土壤中小动物类群丰富度调查某处土壤中小动物类群丰富度通过调
13、查来比较不同土壤通过调查来比较不同土壤中小动物中小动物类群丰富度类群丰富度不同时间或不同深度土层中不同时间或不同深度土层中动物类动物类群丰富度群丰富度包括时间地点、材料用具、人员分工等包括时间地点、材料用具、人员分工等二、步骤二、步骤：3 3、实施计划、实施计划（1）准备）准备制作取样器制作取样器记录调查地点的地形和环境的主要情况记录调查地点的地形和环境的主要情况（2）取样）取样（3）采集小动物）采集小动物（4）观察和分类）观察和分类（5）统计和分析）统计和分析统计方法统计方法记名计算法记名计算法目测估计法目测估计法诱虫器采集法诱虫器采集法简易采集法简易采集法体型较大的用镊子取出体型较大的用镊
14、子取出体型较小的用吸虫器采集体型较小的用吸虫器采集蜘蛛蜘蛛202种动物种动物621种动物种动物880种动物种动物小草小草小树林小树林几几 年年 后后1909年年1919年年1934年年1883年年印度尼西亚火山爆发印度尼西亚火山爆发群落群落群落群落随着时间的推移，随着时间的推移，一个一个另一个另一个代替的过程。代替的过程。被被群落是动态变化的群落是动态变化的群落的演替群落的演替 演替：演替：1、初生演替、初生演替E是指在一个是指在一个从来没有从来没有被植物覆被植物覆 盖的地面，或者是原来存在过盖的地面，或者是原来存在过 植被、但植被、但被彻底消灭被彻底消灭了的地方了的地方 发生的演替。发生的演
15、替。例子：例子：沙丘、火山岩、冰川泥沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替上进行的演替二、演替的类型二、演替的类型发生在裸岩上的演替发生在裸岩上的演替从光裸的岩地上长出森林需要哪几个阶段？从光裸的岩地上长出森林需要哪几个阶段？从光裸的岩地上长出森林需要哪几个阶段？从光裸的岩地上长出森林需要哪几个阶段？裸岩阶段裸岩阶段地衣阶段地衣阶段苔藓阶段苔藓阶段草本植物阶段草本植物阶段灌木阶段灌木阶段森林阶段森林阶段发生在裸岩上的演替发生在裸岩上的演替 裸岩阶段地衣阶段地衣是地衣是藻类藻类和和真菌真菌共同生活而成的共同生活而成的共生体共生体。藻类进行光合作用，制造养料供给真菌。真菌吸收外界水分、藻类进行光合作用，
16、制造养料供给真菌。真菌吸收外界水分、无机盐和二氧化碳供给藻类，相互间形成无机盐和二氧化碳供给藻类，相互间形成互利共生互利共生的关系。的关系。地衣能分泌地衣能分泌有机酸有机酸从裸岩中获取养分，并且有机酸从裸岩中获取养分，并且有机酸可加速岩石风化形成土壤的过程。于是，土壤颗粒可加速岩石风化形成土壤的过程。于是，土壤颗粒和有机物逐渐增多。和有机物逐渐增多。苔藓阶段在地衣开拓的基础上，苔藓慢慢长了起来。在地衣开拓的基础上，苔藓慢慢长了起来。苔藓比地衣苔藓比地衣长得高长得高，在与地衣争夺阳光的竞争中处于优势，苔藓就，在与地衣争夺阳光的竞争中处于优势，苔藓就能逐渐扩展。能逐渐扩展。苔藓的生长能进一步使岩石
17、分解，土层加苔藓的生长能进一步使岩石分解，土层加厚，有机物增多，土壤中的厚，有机物增多，土壤中的 微生物的群落也越来越丰富。微生物的群落也越来越丰富。1 1、光裸的岩地上首先定居的生物为什么不是苔藓、光裸的岩地上首先定居的生物为什么不是苔藓和草本植物，而和草本植物，而是是地衣？地衣？因为苔藓和草本植物无法直接从裸岩中获取养分，而地衣因为苔藓和草本植物无法直接从裸岩中获取养分，而地衣可以通过分泌可以通过分泌有机酸有机酸而从裸岩中获取养分。而从裸岩中获取养分。2 2、地衣阶段为苔藓的生长提供了怎样的基础？为、地衣阶段为苔藓的生长提供了怎样的基础？为什么苔藓能够取代地衣？什么苔藓能够取代地衣？通过地
18、衣分泌有机酸加速岩石风化形成通过地衣分泌有机酸加速岩石风化形成土壤土壤，并，并积累起了积累起了有机有机物物，这为苔藓的生长提供了条件。，这为苔藓的生长提供了条件。苔藓植株高于地衣能获得更多的阳光，处于优势地位，苔藓植株高于地衣能获得更多的阳光，处于优势地位，其结果是逐渐取代了地衣。其结果是逐渐取代了地衣。草本植物阶段在土壤能保持一定的水分，草本植物的种子就能萌发在土壤能保持一定的水分，草本植物的种子就能萌发生长了。草本植物比苔藓更高，竞争中更占优势。这生长了。草本植物比苔藓更高，竞争中更占优势。这时时各种昆虫和其他小动物开始进入到这个地区。各种昆虫和其他小动物开始进入到这个地区。在动在动植物的
19、共同作用下，土壤中的有机物越丰富，土壤的植物的共同作用下，土壤中的有机物越丰富，土壤的通气性越来越好。通气性越来越好。灌木阶段灌木和小树开始生长，灌木和小树开始生长，灌木比草本植物更高大灌木比草本植物更高大，“剥夺剥夺”了草本植物的阳光，逐渐取代了部分草本植物。灌木了草本植物的阳光，逐渐取代了部分草本植物。灌木的生长起到遮阴、避风等的作用，同时还能提供更为丰的生长起到遮阴、避风等的作用，同时还能提供更为丰富的食物，于是富的食物，于是成为许多鸟类的栖息地成为许多鸟类的栖息地。物种的多样化。物种的多样化使群落的结构较为稳定，抵御环境变化的能力增强。使群落的结构较为稳定，抵御环境变化的能力增强。森林
20、阶段在灌木群落形成的湿润土壤上，各种乔木种子萌发出来在灌木群落形成的湿润土壤上，各种乔木种子萌发出来了。了。乔木有比灌木具有更强的获得阳光的能力乔木有比灌木具有更强的获得阳光的能力，因而最，因而最终占据了优势，成为茂盛的树林。树林的形成进一步改终占据了优势，成为茂盛的树林。树林的形成进一步改善了生物生存的环境，物种进一步多样化，生物与环境善了生物生存的环境，物种进一步多样化，生物与环境之间的关系变得更加丰富多样，于是之间的关系变得更加丰富多样，于是群落演替到相对稳群落演替到相对稳定的森林阶段定的森林阶段。3、在森林阶段，群落中还能找到地衣、在森林阶段，群落中还能找到地衣、苔藓、苔藓、草本植物和
21、灌木吗？草本植物和灌木吗？能，种群演替中，一些种群取代另一些种群通能，种群演替中，一些种群取代另一些种群通常是常是“优势取代优势取代”，而非，而非“取而代之取而代之”。4、这一地区有可能恢复原来群落的结构吗、这一地区有可能恢复原来群落的结构吗不可能，因为环境条件发生了改变。不可能，因为环境条件发生了改变。如果一块农田弃耕了，演替又会如何进行呢？如果一块农田弃耕了，演替又会如何进行呢？讨论讨论2、次生演替、次生演替E指在原有植被已不存在，但原有指在原有植被已不存在，但原有土土壤条件基本保留壤条件基本保留，甚至还，甚至还保留保留了植了植物的物的种子或其他繁殖体种子或其他繁殖体（如能发芽（如能发芽的
22、地下茎）的地方发生的演替。的地下茎）的地方发生的演替。例子：例子：弃耕的农田、火灾后的草原、过量砍伐的弃耕的农田、火灾后的草原、过量砍伐的森林森林上进行的演替上进行的演替二、演替的类型二、演替的类型ABCD杂草杂草 多年生杂草多年生杂草小灌木小灌木灌木林灌木林树林树林弃耕农田上的演替弃耕农田上的演替 内蒙古大草原为什么没有演替为树林？内蒙古大草原为什么没有演替为树林？思考思考在干旱的荒漠上很难形成一年生一年生两种演替两种演替类型的比型的比较初生演替初生演替次生演替次生演替起点起点主要原因主要原因时间速度速度实例例类型型内容内容原先原先从没有过植被从没有过植被或或是原来存在过植被但是原来存在过植
23、被但被彻底消灭被彻底消灭了的环境了的环境原来有群落环境，只原来有群落环境，只是失去了原有植被是失去了原有植被长长短短缓慢缓慢较快较快裸岩、沙丘、裸岩、沙丘、火山岩、冰川火山岩、冰川泥等上的演替泥等上的演替弃耕农田林上的演弃耕农田林上的演替、火烧演替、放替、火烧演替、放牧演替等牧演替等 车前草前草狼尾草狼尾草狗尾草狗尾草人人类活活动对群落演替的影响群落演替的影响图4-16 践踏对草地群落的影响1.耐践踏程度：耐践踏程度：2.获取阳光的取阳光的能力（相反）能力（相反）人类活动对群落演替的影响人类活动对群落演替的影响过度放牧过度放牧导致草原退化导致草原退化过度砍伐过度砍伐导致森林破坏导致森林破坏污水
24、排放污水排放破坏水域生物群落破坏水域生物群落人人类活活动对群落演替的影响群落演替的影响砍伐森林砍伐森林填湖造田填湖造田捕捕杀动物物我我们可以可以封山育林封山育林治理沙漠治理沙漠管理草原管理草原建立人工群落建立人工群落我我们也可以也可以or人类活动往往会使群落演替按照人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的不同于自然演替的速度和方向速度和方向进行。进行。群落演替的方向及变化群落演替的方向及变化退耕还林、退牧还草、退田还湖退耕还林、退牧还草、退田还湖我国水土流失造成的严重后果，认识到必须我国水土流失造成的严重后果，认识到必须与大自然和谐相处，绝不能以牺牲环境和浪费与大自然和谐相处，绝不能以牺牲环境和浪费为代价求得一时的发展，必须走可持续发展道为代价求得一时的发展，必须走可持续发展道路，处理路，处理好经济发展同人口、资源、环境的关好经济发展同人口、资源、环境的关系系，致力于生活环境的改善；，致力于生活环境的改善；49我国从我国从 2003 年年1月起开始政府在实施月起开始政府在实施退耕退耕还林条例还林条例“退耕还林、还草、还湖退耕还林、还草、还湖”等政策等政策