(共45张PPT)
第2章 群落及其演替
第1节 群落的结构
(第二课时)
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
一、群落的空间结构
森林植物的分层现象
三江平原的水平结构
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
黄鹂
啄木鸟
画眉
乔木层
灌木层
草本层
思考:在垂直方向上,大多数群落都具有明显分层现象,分层的主要原因是什么呢?
森林群落的分层现象
植物分层
主要是光照强度
动物分层
主要是食物和栖息空间
决定
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。
植物群落具有垂直结构的意义:
黄鹂
啄木鸟
画眉
乔木层
灌木层
草本层
森林群落的分层现象
显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。
群落不仅地上分层,地下根系的分布也是分层的。
群落地下分层和地上分层一般是相应的;
乔木根系伸入土壤的最深层,
灌木根系分布较浅,
草本植物根系则多集中土壤的表层,
藓类的假根则直接分布在地表。
分层原因:水分、无机盐
植物群落地下分层现象
湖泊群落(水生植物)的分层现象
挺水层:如芦苇、莲、茭白
浮水层:如凤眼蓝、浮萍
沉水层:如水车前、小眼子菜、竹叶眼子菜、黑藻等。
分层原因:光照强度
绿藻
褐藻
红藻
浅层
中层
深层
分层原因:光的波长
水中植物的分层现象
分层原因:食物、溶解氧、温度等(水生动物分层)
底栖动物
草食性鱼类
肉食性鱼类
滤食性鱼类
鲢鱼
鳙鱼
草鱼(皖)
青鱼
水生动物群落
决定因素
垂直结构
意义:这种分层现象显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力
植物的分层与___________有关:不同植物适于在不同的光照强度下生长。
对光的利用
①决定植物地上分层的环境因素: 。
光照、温度等
②决定植物地下分层的环境因素: 。
水分、无机盐等
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。
【思考1】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,种群不具有垂直结构
不是
特点
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。
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。
概念:
决定因素:
②水平结构
高山上植物的分布属于群落的水平结构
高山上植物的分布属于群落的垂直结构吗?
不属于,这是不同的生物群落,因而不是群落的垂直结构,属于群落的垂直地带性分布 。
影响高山上群落的水平结构的因素是温度
二、群落的季节性
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规律性的变化。
1.概念:
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(迎春花),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(美人蕉),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。
迎春花
美人蕉
3.动物的季节性对群落的影响
高鼻羚羊
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。
大雁
旱獭、仓鼠等啮齿类动物在冬季会休眠。
冬眠中的黑熊
旱獭一年可以冬眠8个月
有些动物在炎热的夏季进入夏眠。
非洲肺鱼是最有名的夏眠生物。雨水充沛的春季,肺鱼尽享生活的美好,雨季逐渐消退后,沼泽地变成一片干涸,肺鱼就躲在烂泥堆里睡觉,它能在泥洞里不吃不喝地夏眠几个月,等雨季回来再出来结束夏眠。
三、生态位
一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位。
1.概念:
若研究动物或植物的生态位可以分别研究哪些内容?
2.生态位研究的内容:
(1)研究动物的生态位
通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等;
(2)研究植物的生态位
通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征,以及它与其他物种的关系等。
思考·讨论 分析当地自然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
鹌鹑 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
讨论
1.这四种鸟选择觅食生境的策略有哪些异同?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 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
鹌鹑 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
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。
思考·讨论 分析当地自然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
鹌鹑 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
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。
思考·讨论 分析当地自然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
鹌鹑 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
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。
【4提示】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。
思考·讨论 分析当地自然群落中某种生物的生态位
?
3.特点:群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位4.原因:群落中物种之间及生物与环境之间协同进化的结果5.意义:有利于不同生物充分利用环境资源6.生态位的应用:
(1)四大家鱼的混养利用的是它们在池塘中____________________。
(2)我国劳动人民将生态位不同的四种鱼混养,既____________________,
又_______________________,增加鱼的产量。
占据着不同的生态位
降低了竞争的激烈程度
充分利用了空间和资源
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
(3) 立体农业:农作物的间作
(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 ①玉米植株高,大豆植株矮;
②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 ①果树高大,绿豆植株矮小,可充分利用相邻果树间的空间;②果树适当遮阴可缓解作物的光合“午休”现象
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。
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 ①玉米植株高,大豆植株矮;
②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 ①果树高大,绿豆植株矮小,可充分利用相邻果树间的空间;
②果树适当遮阴可缓解作物的光合“午休”现象
(3) 立体农业:农作物的间作
【探究·实践】
研究土壤中小动物类群的丰富度
蜈蚣
鼠妇
马陆
蚯蚓
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。
土壤小动物的作用
1.实验原理
(1)调查方法:
许多土壤动物(如蜘蛛、鼠妇、蜈蚣、马陆、蚯蚓、各种昆虫)有较强的活动能力,而且身体微小,因此不适于用样方法或标记重捕法进行调查。
即用一定规格的捕捉器(采集罐、吸虫器)进行取样,通过调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。
取样器取样法
不适合采用“样方法”和“标记重捕法”的原因
探究 实践:研究土壤中小动物类群的丰富度
(2)丰富度统计方法
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。
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,种群数量有限的群落。
目测
估计法
1.实验原理
1.实验原理
(2)研究内容
①统计群落中的物种数
②统计物种在群落中的相对数量
仅仅统计群落中的物种数,不足以全面了解群落的结构。因此,在统计群落中物种数目的同时,还可统计物种在群落中的相对数量。
(3)统计方法
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。
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,种群数量有限的群落。
目测
估计法
①不同土壤中小动物类群丰富度是否有差异
(1)提出问题:
②同一土壤中不同时间或不同深度小动物类群丰富度是否有差异
2.实验流程
(2)准备
①制作取样器
选择直径为5cm的硬质金属饮料罐,在距离顶端5cm处剪断。这样的取样器容积约为100mL。
②记录调查地点的地形和环境情况,提出安全注意事项
5cm
3.实施计划
(3)取样
选择取样地点,将表层土上的落叶轻轻拨开,用手来回旋转罐子,将其按入土中,按压到罐底与地表几乎齐平,用铲子将罐内的土连同罐子一起挖出。将罐子中的土壤倒入塑料袋中。
注意: 塑料袋上应标明取样的地点和时间等
5cm
(4)采集小动物
①诱虫器采集法
在去底花盆中放一个金属网,将取到的土壤样品放置在金属网上。为了使空气流通,土壤与花盆之间要留一定的空隙。然后,将花盆放在诱虫器上,打开电灯。
注意: 利用土壤小动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性
将土壤动物杀死固定,防止腐烂
如果需保证小动物生活状态应将酒精换成什么?
湿棉花
②简易采集法
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,发现体型较大的小动物,可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;
采集的小动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中,也可以放入试管中;
【思考1】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)采集小动物
(4)观察和分类
①观察
用肉眼观察;
借助放大镜、体视显微镜观察(最好);
普通光学显微镜(4倍物镜和5倍目镜)
②分类
借助有关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。
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
(4)观察和分类
(5)统计与分析:
①组成不同群落的优势种是不同的,不同群落的 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 ,群落结构也 。
物种丰富度
越多
越复杂
1.如果要采集大量跳虫用于实验室培养,最好选择吸虫器___,理由是_____________________________________________;
2.如果要采集大量甲螨作为标本来保存,最好选择吸虫器___,理由是______________________________________________;
B
该吸虫器的湿棉花模拟了土壤湿润环境,利于跳虫存活
D
该吸虫器中的酒精可将收集的甲螨及时固定,防止腐烂
学以致用
样方法、标志重捕法、抽样检测法和取样器取样法的区别
研究土壤中小动物类群丰富度
实验.探究
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
如果要调查水中的小动物类群的丰富度,应该如何研究?
主要是取样方式、取样对象、取样设备等要进行改进。取样时要考虑定点、定量等因素。定点就是要选取有代表性的地点取样;定量就是每次取样的数量(如一瓶、一网等)要相同。根据调查的水中小动物种类的不同,选取的取样设备也不同,如用网兜、瓶子等。
1.下图为群落中的四种种间关系相关图示,图1为四种种间关系的数量关系曲线图,图2为营养关系模式图。图中的A、B代表两种生物,C代表生物的生活条件,箭头表示营养流动的方向。则:属于捕食关系的是 ,属于种间竞争关系的是 ,属于互利共生关系的是 。细菌和噬菌体的营养关系属于图2中 。
②和b
①④和c
③和a
d
2.如图表示一片草原上的兔和狼达到相对稳定状态后一段时间内相对数量变化的趋势,判定坐标曲线中捕食者与被捕食者的方法有:从最高点判断, 的数量少, 的数量多;从变化趋势看,先达到波峰的为 ,后达到波峰的为 。
捕食者(狼)
被捕食者(兔)
被捕食者(兔)
捕食者(狼)