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1、第2章 群落及其演替第1节 群落的结构问题探讨讨论1:河蟹与底栖动物(如螺类)的关系是怎样的?河蟹捕食底栖动物,它们之间存在捕食关系;河蟹和某些底栖动物可能还会捕食水中的浮游生物;因此河蟹与底栖动物的种间关系可能还包括种间竞争。稻田中生活着多种底栖动物,如大脐圆扁螺、中国圆田螺、苏氏尾鳃蚓、羽摇蚊的幼虫等。在稻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。问题探讨讨论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?河蟹会吃掉更多的底栖动物和杂草,导致底栖动物等的数量减少;河蟹的爬行
2、活动对田泥有松动作用,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。稻田中生活着多种底栖动物,如大脐圆扁螺、中国圆田螺、苏氏尾鳃蚓、羽摇蚊的幼虫等。在稻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。一.群落的概念及研究的问题在相同时间相同时间聚集在一定地域一定地域中各种生物种群各种生物种群的集合集合,叫作生物群落。有有一定的时间一定的时间和空间和空间必需包括全部的生物必需包括全部的生物。即必需有植物即必需有植物、动物动物、微生物三大功能类群微生物三大功能
3、类群生物间有一定的关系生物间有一定的关系。各种生各种生物是相互作用相互影响物是相互作用相互影响,彼此彼此之间以物质和能量为纽带紧密之间以物质和能量为纽带紧密地联系在一起地联系在一起。【实战演练实战演练1】下列描述属于群落的是()A.一个池塘中的鱼类B.一片森林中的各种植物C.城北一个水产品市场上待卖的活鸡、活鱼,各种蔬菜以及它们上面所附着的微生物D.一座山上的各种植物、动物、真菌等全部生物D1.群落的概念: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
4、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(P22)2.群落水平上研究的问题二、群落的物种组成二、群落的物种组成1.研究物种组成的意义: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。新疆北部针叶林福建武夷山常绿阔叶林部分物种名录新疆五针松、新疆冷杉、新疆云杉部分物种名录
5、米槠、甜槠、木荷、狗脊、芒萁二、群落的物种组成物种丰富度低高物种丰富度与物种的种类数目有关,与生物个体数量无关。2.丰富度:一个群落的物种数目,称为物种丰富度。常绿针叶林北极冻原热带雨林常绿阔叶林落叶阔叶林 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。越靠近热带地区,单位面积内的物种越丰富。随纬度的增加,物种丰富度逐渐降低;随海拔的升高,物种丰富度逐渐降低;随水深的增加,物种丰富度逐渐降低。物种组成的规律:物种丰富度的变化规律:3.优势种、常见种:(1)优势种:在群落中,有些物种不仅仅数量很多,它们对群落中其他物种的影响也很大,往往占据优势。武夷山常绿阔
6、叶林米槠甜槠木荷二、群落的物种组成 3.优势种、常见种:(2)常见种:一些物种虽然在群落中比较常见,但对其他物种的影响不大,它们就不占优势。武夷山常绿阔叶林狗脊芒萁二、群落的物种组成4.物种组成的特点: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。二、群落的物种组成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14.1
7、1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.哪种强度的放牧更有利于增加草原的物种丰富度?2.这给畜牧业生产有什么启示?轻度放牧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。二、群落的物种组成 三、种间关系(1)概念: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。(2)实例:海葵与寄居蟹三、种间关系海葵1.原始合作(互惠)1.原始合作(互惠)三、种间关系鳄鱼在吃完食物后,会张开嘴巴,让牙签鸟进入自己的口腔,帮助自己清理口腔中的食物残渣以及寄生虫,牙签鸟还是一种比较警惕的鸟类,当鳄鱼放松时,牙签鸟一旦发现敌情,就会
8、发出声音,以便给鳄鱼警告,从而帮助鳄鱼逃生。鳄鱼与牙签鸟时间个体数0AABB生物A生物B数量关系图营养关系图1.原始合作(互惠)三、种间关系(3)数量关系和营养关系同时增加同时增加,同时减少同时减少。“在一起比分开好在一起比分开好”2.互利共生豆科植物和根瘤菌地衣(藻类真菌共生体)三、种间关系(1)概念:两种生物长期共同生活在一起,相互依存,彼此有利。(2)举例:豆科植物与根瘤菌、地衣中的藻类和真菌2.互利共生三、种间关系(3)特点:如果彼此分开,至少一方不能独立生存。豆科植物为根瘤菌提供 ;根瘤菌为豆科植物提供 。有机养料含N养料地衣 =藻类 +真菌有机物水分、无机盐2.互利共生三、种间关系
9、(4)数量关系和营养关系:数量上两种生物同时增加,同时减少,呈现出“同生共死”的同步性变化。时间个体数0生物A生物B数量关系图AB营养关系图三、种间关系3.捕食(2)举例:翠鸟捕鱼、羊吃草等(1)概念:一种生物以另一种生物为食的现象。(3)数量关系和营养关系:“此消彼长”的不同步性波动变化,先增加者先减少,是被捕食者;后增加后减少,是捕食者。一般来说,被捕食者的数量较捕食者数量多。3.捕食时间个体数0被捕食者A捕食者B数量关系图AB捕食者被捕食者营养关系图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)的是被捕食者二看峰值:峰值高的为被捕食
10、者3.捕食捕食者与被捕食者之间相互影响,共同进化。它们之间的相互作用是一种负反馈作用,使两者的种群数量趋于稳定3.捕食生物数量时间捕食者被捕食者数量关系曲线思考:捕食者和被捕食者的K值分别多少?M2 N2思考:螳螂:母吃公是捕食关系吗?大鲈鱼以小鲈鱼为食,是不是捕食关系?为什么?(4)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,亦是捕食关系。捕食不包括一种生物以非生物为食。(即不包括分解者及绿色植物从土壤吸取营养)3.捕食(1)概念:一种生物(寄生者)从另一种生物(宿主)的体液、组织或已消化的物质中摄取的养分,并通常对宿主产生危害的现象。(2)
11、举例:马蛔虫和马、菟丝子和植物、噬菌体和细菌蛔虫菟丝子和植物噬菌体和细菌三、种间关系4.寄生(3)类型:体内寄生、体表寄生(4)特点:对宿主有害,对寄生生物有利;如果分开,则寄生生物难以独立生存,而宿主会生活得更好。体内寄生:蛔虫、血吸虫等寄生在其它动物的体内,如噬菌体和细菌。体表寄生:虱和蚤寄生在其它动物的体表;菟丝子寄生在豆科植物上;蚊子和人等。4.寄生菟丝子与大豆 蚊子与人 噬菌体和细菌(5)数量关系和营养关系:4.寄生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;数量坐标图时间个体数0寄生生物寄生生物B宿主宿主(寄主寄主)A体体内内寄寄生生数量坐标图时间个体数
12、0寄生生物寄生生物B宿主宿主(寄主寄主)A体体表表寄寄生生BAAB营养关系图营养关系图5.种间竞争(2)举例:同一草原上生活的非洲狮和斑鬣狗。三、种间关系(1)概念: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。(3)特点:生活环境、生活习性越相近的物种间斗争越激烈。(4)数量关系和营养关系:竞争能力不同时,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。竞争能力相同时,相互抑制,呈现“此消彼长”的变化。5.种间竞争数量关系图时间个体数0生物A生物BA、B生存能力不同“你死我活”型数量关系图时间个体数0生物A生物B“势均力敌”型A、B生存能力相当ABC营养关系
13、图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。2.人吃玉米子粒,而牛吃玉米秸秆,是否为种间竞争?1.两只猎狗为抢夺一块肉而展开斗争,是是否为种间竞争?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5.种间竞争:判断下列曲线或者营养图反应的种间关系:时间数量00时间数量时间数量0捕食竞争互利共生或原始合作0时间数量竞争AB捕食实战训练实战训练BAABABC种间竞争互利共生寄生1.在图1中,属于捕食关系的是 ,属于竞争关系的是 ,属于互利共生关系的是 (填序号)。2.若甲:地衣中的藻类和真菌;乙:大、小草履虫;丙:兔与狐;丁:细菌和噬菌体。则甲丁对应图
14、2中哪种能量关系图(填图中序号)。甲:;乙:;丙:;丁:。练习右图中的A、B代表两种生物,C代表生物的生活条件,图2箭头表示能量流动的方向,则:acb d种间竞争捕食互利共生或原始合作种间竞争互利共生捕食种间竞争寄生思考 讨论 分析种间关系对群落的影响(P25)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?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,甚至错开。资料1:红尾鸲和鹟都捕食飞虫,也常常从树叶及树冠末梢上啄食昆虫。在两种鸟共同生活的地区,红尾鸲喜欢在疏林和缓坡处活动,而鹟更喜欢选择密林和陡坡。如果只有一种鸟存在,那么无论红尾鸲还是鹟,它们觅食的范围都比共存时
15、更大。三、种间关系三、种间关系讨论2:说明捕食、种间竞争在群落中是怎样相互联系的?海星与四种动物存在捕食关系;但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。所以,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。资料2:某地海边潮间带分布着海星、藤壶、贻贝、帽贝、石鳖等动物,海星可以捕食该群落中的其他四种动物,其它四种动物之间无捕食关系。在一个16m2的实验样地中,人为去除该样地的所有海星,几个月后,藤壶在该地实验样地中占据优势,数量最多;再过一段时间,贻贝成为最终占优势的物种。思考 讨论 分析种间关系对群落的影响
16、(P25)三、种间关系资料2:某地海边潮间带分布着海星、藤壶、贻贝、帽贝、石鳖等动物,海星可以捕食该群落中的其他四种动物,其它四种动物之间无捕食关系。在一个16m2的实验样地中,人为去除该样地的所有海星,几个月后,藤壶在该地实验样地中占据优势,数量最多;再过一段时间,贻贝成为最终占优势的物种。讨论3:除了种间关系,还有哪些影响群落的因素呢?人为因素自然因素生物因素非生物因素:种间关系种内竞争思考 讨论 分析种间关系对群落的影响(P25)光照、O2、温度、水等四、群落的空间结构四、群落的空间结构1.概念:在群落中,各个生物种群分别占据了不同的空间,形成一定的空间结构。2.分类:群落的空间结构包括
17、 和 。垂直结构水平结构(1)垂直结构:在垂直方向上,大多数群落都具有明显的分层现象。四、群落的空间结构乔木层接受全光照灌木层约利用全光照的10%草本层仅利用微弱的光照乔木层灌木层草本层决定植物地上分层的主要环境因素是_:不同植物适于在不同的光照强度下生长,还与温度等环境因素等条件有关。光照强度决定植物地下分层的环境因素:。水分、无机盐等(1)垂直结构:在垂直方向上,大多数群落都具有明显的分层现象。四、群落的空间结构水生群落(植物)分层现象挺水层植物菰(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)垂直结构水生群落(动物)的分层现象鲢鱼鳙鱼草鱼青鱼在水域的上层,以硅藻、绿藻等浮
18、游植物为食。栖息在水域的中上层,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。(1)垂直结构决定水生植物分层环境因素:与光照(光照强度、光质光的波长)、溶解氧、温度等。(1)垂直结构四、群落的空间结构决定水生动物分层环境因素:食物、溶解氧、光照、温度等。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。(1)垂直结构四、群落的空间结构麻雀黄鹂啄木鸟煤山雀橙红翁黄腰柳莺血雉棕尾红画眉思考:思考:荷叶有的挺水有的浮水,错落有致,这种现象属不属于群落的垂直结构
19、?成年竹和竹笋属不属于群落的垂直结构?不属于,种群不具有垂直结构。地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同、人和动物的影响等因素。决定因素:(2)水平结构: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,它们常呈镶嵌分布。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 。光照强度四、群落的空间结构(2)水平结构例如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
20、 。土壤湿度四、群落的空间结构(2)水平结构例如3:说明影响高山上群落的水平结构的因素是 。温度四、群落的空间结构(2)水平结构高山上植物的分布地形高低的差异同三公路-哈尔滨段(夏季)两侧植物分布类型图例如4:说明影响该处群落的水平结构的因素是 。人的影响因素(2)水平结构四、群落的空间结构3.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。自然选择环境资源四、群落的空间结构(1)a处不同高度的山坡上分布着不同的植物类群,影响它们分布的主要环境因素是什么?这是群落的垂直结构吗?如图a、b、c分别代表在200 m3 800 m
21、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:温度(2)b、c处的植物在垂直方向上都具有明显的分层现象,影响它们分布的主要环境因素是什么?这是群落的垂直结构吗?b处森林中植物的垂直分层现象主要是受光照强度影响形成的;c处藻类植物的分层现象是受光质(光的波长)影响形成的。这是群落的垂直结构。这不是群落的垂直结构。巩固练习巩固练习由于海拔升高,温度明显下降,不同海拔高度植被不同,这种分布特点属于植被的地带性分布。如图a、b、c分别代表在200 m3 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:(3)b处动物在群落中
22、也有垂直分层现象,这种分布与植物的分层有何关系?群落中植物的垂直分层为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件。(4)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。巩固练习巩固练习判断:下列现象属于群落的哪种空间结构 森林的林冠层、中层和林下层栖息着不同的鸟类。湖泊中有挺水植物、浮水植物和沉水植物。池塘的中央底部和临近河岸的底部分布有不同的鱼。某竹林中的箭竹高低错落有致。
23、从山麓到山顶依次出现不同的森林类型垂直结构垂直结构水平结构不属于群落的空间结构水平结构五、群落的季节性五、群落的季节性 由于_、_和_等随季节而变化,群落的_和_也会随之发生_的变化。阳光温度水分外貌结构有规律 有些种类的植物在早春(迎春花、桃花)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。桃花(1)植物的季节性对群落的影响迎春花五、群落的季节性 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。鸟类迁徙(2)动物的季节性对群落的影响非洲
24、草原角马迁徙五、群落的季节性五、群落的季节性(2)动物的季节性对群落的影响啮齿类动物在冬季会休眠;非洲肺鱼是最有名的夏眠生物。旱獭有些动物冬眠仓鼠 有些动物夏眠箭猪非洲肺鱼冬眠中的黑熊六、生态位六、生态位1.概念: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研究某种动物的生态位研究某种植物的生态位栖息地食物天敌与其他物种的关系出现频率种群密度植株高度与其他物种的关系2.研究内容:六、生态位思考 讨论 分析当地自然群落中某种生物的生态位资料1:崇明东滩鸟类国家级自然保护区位于长江入海口,是重要的水鸟越冬区,每年有数万只水
25、鸟于10月至次年2月在崇明东滩越冬。某研究团队以4种占优势的水鸟为研究对象,调查了它们的种群数量、在不同觅食生境出现的概率、主要的食物种类等,结果如下表所示。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21206703352.816.7012.013.005.5绿头鸭1513981178.30.807.15.61.17.1鹤鹬1678640360050.025.025.000青脚鹬15172928430033.333.3033.30.1动物在寻找食物的过程中所依赖的环境条件。讨论1:这四种鸟选择觅食生境的策略有哪些异
26、同?哪一种鸟觅食生境的范围更宽?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;绿头鸭主要选择生境1;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;青脚鹬在3种觅食生境中的出现率都较高,说明其觅食生境的范围更宽。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21206703352.816.7012.013.005.5绿头鸭1513981178.30.807.15.61.17.1鹤鹬1678640360050.025.025.000青脚鹬15172928430033.33
27、3.3033.30.1六、生态位思考 讨论 分析当地自然群落中某种生物的生态位讨论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;判断二者生态位是否一样不仅要看它们的栖息地,还要看它们主要的食物种类等;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的差异,占用的资源以及与其他物种的关系也不一样。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21206703352.816.7012.013.005.5绿头鸭1513981178.30.807.15.61.17.1鹤鹬1678640360050.025.025.0
28、00青脚鹬15172928430033.333.3033.30.1六、生态位思考 讨论 分析当地自然群落中某种生物的生态位讨论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?以绿头鸭为例,绿头鸭主要生活在崇明东滩低潮盐沼一光滩带,主要以小坚果为食,也食用部分螺类、贝类等,与当地的绿翅鸭、鹤鹬、青脚鹬等鸟类有竞争关系。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21206703352.816.7012.013.005.5绿头鸭1513981178.30.807.15.61.17.1鹤鹬167864036
29、0050.025.025.000青脚鹬15172928430033.333.3033.30.1六、生态位思考 讨论 分析当地自然群落中某种生物的生态位讨论4:任选一种鸟,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。描述鸟类的生态位,通常需要考虑它们的觅食生境、栖息地、食物及与其他物种的种间关系等。以青脚鹬为例,它们的觅食生境包括低潮盐沼一光滩带、海三棱藨草带及海堤内鱼塘一芦苇区;以草屑、螺类、甲壳类为食;青脚鹬与鹤鹬存在明显的种间竞争,因为它们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,因为它们都捕食螺类,青脚鹬和绿头鸭还捕食甲壳类。物种观察数量觅食生境出现率/
30、%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21206703352.816.7012.013.005.5绿头鸭1513981178.30.807.15.61.17.1鹤鹬1678640360050.025.025.000青脚鹬15172928430033.333.3033.30.1六、生态位思考 讨论 分析当地自然群落中某种生物的生态位六、生态位协同进化3.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。4.原因:群落中物种之间及生物与环境之间 的结果。5.意义:有利于不同生物充分利用环境资源。6.生态位重叠:群落中
31、生态位相似的物种要发生竞争,夺取生态位。生态位越相似(重叠越大)的物种,竞争越激烈,通过自然选择,生态位发生了分化,从而减少或排除了它们的竞争。最终,达到各个物种占据着相对稳定的生态位,达到平衡的状态。六、生态位例如:两个生态上很接近的物种向着占有不同的空间(栖息地分化)、吃不同食物(食性上的分化)、不同的活动时间(生活习性分化)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)两个生态位有重叠的物种(图A)经过自然选择生态位发生分化,重叠部分c缩小,两个物种相安无事(图B)。6.生态位重叠(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
32、不足,就会产生种间竞争,如果竞争激烈,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。6.生态位重叠注意: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。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
33、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(2)对植物生态位影响较大的是植株高度和种间关系。间作的两种或多种植物必须有很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。(1)农作物的间作模式有很多种:利用它们在农田中占据着不同的生态位。间作模式实例分析玉米与大豆玉米植株高,大豆植株矮;大豆可利用与其共生的根瘤菌固氮,从而增加土壤肥力苹果与绿豆果树高大,绿豆植株矮小,可充分利用相邻果树间的空间;果树适当遮阴可缓解作物的光合“午休”现象2.立体农业:农作物的间作与社
34、会的联系(P28)2.立体农业:农作物的间作玉米-大豆稻-鱼-蛙结构与社会的联系(P28)鱼和蛙的粪便为水稻供肥。鱼和蛙呼吸释放的CO2可供水稻进行光合作用。思维训练 溯因推理(P29)?在某湖泊中生活着短吻鳄,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: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
35、哪种是最可能的原因?作出推测后,应该怎样进一步判别?提示: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。
36、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)?【探究 实践】研究土壤中小动物类群的丰富度(P30)蜈蚣鼠妇马陆蚯蚓1.土壤小动物的作用:土壤中常见的小动物有蜘蛛、鼠妇、蜈蚣、马陆、蚯蚓以及多种多样的昆虫;它们对动植物遗体的分解起着重要的辅助作用。(1)_(2)_统计群落中的物种数目统计物种在群落中的相对数量(1)调查方法:许多土壤动物活动能力较强,且身体微小,不适用样方法,常用取样器取样的方法,即用一定规格的捕捉器(采集罐、吸虫器)进行取样,通过调
37、查样本中小动物的种类和数量来推测某一区域内土壤动物的丰富度。2.调查内容3.方法【探究 实践】研究土壤中小动物类群的丰富度(P30)【探究 实践】研究土壤中小动物类群的丰富度(P30)3.方法(2)统计方法:记名计算法:在一定面积(体积)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:按预先确定的多度等级来估计单位面积(体积)中种群数量。等级的划分和表示方法有:非常多、多、较多、较少、少、很少,等等。4.实验步骤(1)准备制作取样器;记录调查地点的地形和环境情况。(2)取样:去除表层落叶,取一定的土壤样品,标明取样时间、地点。【探究 实践】研究土壤中小动
38、物类群的丰富度(P30)(3)采集小动物原理:利用土壤小动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性。诱虫器采集法酒精电灯40-60W无底花盆土漏斗试管铁架台【探究 实践】研究土壤中小动物类群的丰富度(P30)4.实验步骤问题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)固定杀死小动物并保存,通常用于制作标本。【探究 实践】研究土壤中小动物类群的丰富度(P30)(3)采集小动物诱虫器采集法酒精电灯40-60W无底花盆土漏斗试管铁架台吸虫器 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
39、则可以用吸虫器采集。(3)采集小动物【探究 实践】研究土壤中小动物类群的丰富度(P30)4.实验步骤问题4:吸虫器中纱布的作用?防止将土壤小动物吸走,将其收集在试管中。(4)观察和分类观察用肉眼观察;借助放大镜、体视显微镜观察。分类借助有关动物图鉴查清小动物的名称,并进行分类;无法知道小动物名称的,可记为“待鉴定”,并记录特征。【探究 实践】研究土壤中小动物类群的丰富度(P30)4.实验步骤5.统计和分析:统计土壤中小动物类群丰富度,分析数据,完成研究报告。样方法、标记重捕法、抽样检测法和取样器取样法的区别归纳比较1.样方法:主要用于研究种群密度,是在种群水平上研究生物,一般针对植物和活动能力
40、不强、体型较小的动物。2.标记重捕法:也用于研究种群度,一般针对活动能力强、活动范围大、体型较大的动物。3.抽样检测法:针对单独的细胞或微生物。4.取样器取样法:用于调查物种丰富度,是在群落水平上研究物种数目,一般针对土壤中的小动物。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
41、鹃的生态位。()练习与应用(P29)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14152540乔木0001423灌木0341219草本植物2827263034总计2830305676A.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练习与应用(P29)一、概念检测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
42、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。练习与应用(P29)一、概念检测二、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(P29)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。练习与应用(P29)二、拓展应用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 捕食者练习与应用(P29)二、拓展应用本节结束!