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第2章 群落及其演替
第1节 群落的结构
问题探讨
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。
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。
河蟹的种群密度增大,会使很多生物种群的数量发生变化。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。
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
一、群落的概念
在__________聚集在__________中_______________的集合,叫做__________,简称群落。
相同时间
一定区域
各种生物种群
生物群落
*注意:
①一个群落必须包括全部的生物,只要未体现全部生物,就不能算一个群落;如某池塘中全部的动物和植物,就不是一个群落;
②群落不是生物的简单集合,而是通过相互之间的各种联系建立起来的有机整体。
判断:下列描述属于群落的是( )
A. 一个池塘中的所有鱼类 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
D
视角决定问题——以群落和种群研究为例
数量特征
最基本特征
其他特征
年龄结构
性别比例
出生率
死亡率
迁入率
迁出率
影响
直接 影响
波动
下降
数量变化
研究种群的核心问题
种群的数量特征及其变化规律
种群密度
增长
稳定
“J”形增长
“S”形增长
研究群落的核心问题
种群的相互关系及其发展
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?
群落具有怎样的时空结构?
群落的演替情况是怎样的?
范围和边界
物种组成
优势种
生态位
种间关系
空间结构
群落演替
不同的视角研究,问题也是不同的!
研究种群是研究群落的基础;从群落的视角出发,将群落作为一个整体来研究,又会发现新的问题,获得新的认识。
视角决定问题——以群落和种群研究为例
二、群落的物种组成
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
米槠、木荷、狗脊、芒萁
1.物种组成的研究意义
物种组成是区别 的重要特征,也是决定 最重要的因素。
群落性质
不同群落
不同群落的物种组成不同,物种的数目也有差别。
2.物种组成的衡量指标---- .
物种丰富度
一个群落中的___________,称为物种丰富度;
物种数目
(1)概念:
常绿针叶林
苔原
热带雨林
常绿阔叶林
落叶阔叶林
我国从东北到海南的森林群落,越靠近热带地区,单位面积内的物种越丰富。
物种丰富度与物种的种类数目有关,与生物个体数量无关。
二、群落的物种组成
在群落中,有些物种不仅______________,它们对群落中其他物种的_______________,往往_______________。
(1)优势种和常见种
数量很多
影响也很大
占据优势
3.群落物种组成的特点
①优势种:
例如: 武夷山常绿阔叶林中的米槠、甜槠、木荷等。
一些物种虽然在群落中比较________,但对其他物种的____________,它们就____________。
常见
影响不大
不占优势
②常见种:
例如: 武夷山常绿阔叶林中的狗脊、芒萁。
木荷
狗脊
二、群落的物种组成
(2)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。
糙隐子草
碱蓬
草原中放牧强度加大:羊草
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。
3.群落物种组成的特点
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
二、群落的物种组成
三、种间关系
一个群落中的物种不论多少,都不是随机地简单集合,而是通过复杂的的种间关系,形成一个有机的整体,所以研究群落的的结构,不仅需要研究物种的组成,还需要研究不同物种之间的关系。
种间关系主要有原始合作、互利共生、捕食、寄生和种间竞争等。
两种生物共同生活在一起时,双方_________,但是分开后,各自_______________;
双方都受益,分开也能独立生活
(1)概念:
都受益
也能独立生活
海葵与寄居蟹、鳄鱼与牙签鸟
(3)举例:
(2)特点:
—这种关系没有发展到“相互依存”
1.原始合作
(4)数量坐标图和营养关系图
三、种间关系
两种生物长期_________________,__________,__________;
共同生活在一起
相互依存
彼此有利
相互依存,彼此有利(一般不能独立生存)
2.互利共生
(1)概念:
(3)举例:
(2)特点:
豆科植物和根瘤菌、地衣(藻类真菌共生体)
——相互关系非常紧密
植物向根瘤菌提供有机养料,根瘤菌则将空气中的氮气转变为含氮的养料,供植物利用。
真菌
藻类
通过菌丝提供水、CO2、无机盐
通过光合作用提供有机养料
地衣
(真菌和藻类植物的共生体)
(4)数量坐标图和营养关系图
A
B
双方互利;若分开,双方或一方不能独立生存。
数量同时增加,同时减少“同生共死”
三、种间关系
时间
生
物
数
量
_________________________________的现象。
一种生物以另一种生物为食
数量上呈现“先增加者先减少,后增加者后减少”的不同步性变化
(1)概念:
(2)特点:
3.捕食
(3)数量坐标图和营养关系图
由图可得:
生物A为__________,____增加____减少;一般情况下数量峰值____;
生物B为__________,____增加____减少;一般情况下数量峰值_____.
被捕食者
先
先
高
捕食者
后
后
低
数量上呈现不同步性变化
生物数量
时间
被捕食者
捕食者
A
B
三、种间关系
3.捕食
思考:“大鱼吃小鱼”属于捕食吗?
大鱼吃小鱼
同一物种:
种内竞争,例如-大鲈鱼以小鲈鱼为食。
不同物种:
捕食
三、种间关系
______或__________生物共同利用______的___________和_______而产生的____________的现象。
两种
更多种
同样
有限资源
空间
相互排斥
(1)概念:
(3)举例:
(2)特点:
同一草原上生活的非洲狮和斑鬣狗、大草履虫和双小核草履虫
①生存能力不同时,呈现“你死我活”的变化;
②生存能力相当时,呈现“此消彼长”的变化。
4.种间竞争
注:两种生物以同一植物为食,但取食部位不同,不构成竞争关系。
eg.以叶为食的菜粉蝶幼虫与蜜蜂在同一株油菜上觅食。
三、种间关系
(4)数量坐标图和营养关系图
4.种间竞争
生存能力不同
生存能力相同
占优势
劣势甚至灭亡
在数量上呈现的同步性变化
相互抑制
两个物种在数量上呈现“你死我活”或 “此消彼长”的同步性变化.
注意: 竞争激烈程度取决于空间, 食物重叠的范围。
三、种间关系
一种生物从另一种生物(______)的_______、______或_____________
中___________并通常对宿主___________的现象。
宿主
体液
组织
已消化的物质
获取营养
产生危害
蚊子与人、马蛔虫和马、菟丝子和植物、噬菌体和细菌
(1)概念:
(2)举例:
(3)特点:
寄主受害,寄生者受益,分开对寄生者不利。
5.寄生
【思考】寄生与捕食的主要区别是什么?
捕食中的被捕食者将被杀死或造成身体器官的明显残缺,寄生中的寄主不会出现这些变化。(捕食致伤致残甚至致死,寄生只致病)
三、种间关系
5.寄生
(4)数量坐标图和营养关系图
体表寄生
体内寄生
生物数量
时间
宿主(寄主)
寄生生物
*宿主的个体数有可能减少,有可能不变;一般情况下,宿主的个体数不会变为零。
三、种间关系
【现学现用】说出以下图形分别对应的种间关系
种间竞争
(体表)寄生
捕食
(体内)寄生
互利共生
原始合作
三、种间关系
种间竞争
种间竞争
捕食
互利共生或原始合作
寄生
寄生
【现学现用】说出以下图形分别对应的种间关系
三、种间关系
思考 · 讨论
分析种间关系对群落的影响
【资料1】红尾鸲(qú)和鹟(wēng)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,它们觅食生境的范围都比共存时的更大。
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。
三、种间关系
红尾鸲
鹟
【资料2】某地海边潮间带分布着海星、藤壶、贻(yí)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,其他四种动物之间无捕食关系。在一个16m 的实验样地中,人为去除该样地中的所有海星,几个月后,藤壶在该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
海星与藤壶、贻贝、帽贝和石鳖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;自然状态下,这五种生物可以共存,但在人为去除捕食者——海星之后, 藤壶、贻贝、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。
2. 资料2说明捕食、种间竞争在群落中是怎样相互联系的
三、种间关系
影响群落的因素有自然因素和人为因素,自然因素有生物因素和非生物因素。除种间关系外,生物因素还有种内竞争等;非生物因素主要有光照、温度、水、无机盐等。
3. 除了种间关系,还有哪些影响群落的因素呢
三、种间关系
思考 · 讨论
分析种间关系对群落的影响
四、群落的空间结构
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 。群落的空间结构包括 和 。
垂直结构
水平结构
空间结构
1.垂直结构
(1)概念:
在 方向上,大多数群落都______________________。
具有明显的分层现象
(2)实例:
垂直
鹰、杜鹃、黄鹂等总是成群地在林冠层活动,吃高大乔木的种子。
山雀、莺、啄木鸟等鸟类总是在森林的中层营巢。
血雉、画眉等则是典型的森林底层鸟类,吃地面上的苔鲜和昆虫。
1.垂直结构
(1)在陆生群落中决定植物分层现象的因素:
与______________有关:____________________________________________。
对光的利用
不同植物适于在不同的光照强度下生长
决定植物地上分层的环境因素:
等。
决定植物地下分层的环境因素:
等。
光照、温度
水分、无机盐
植物地下部分的分层现象
四、群落的空间结构
荷花、芦苇等将茎叶高高地挺出水面(即挺水层);
睡莲、满江红、浮萍等浮于水面(即浮水层);
金鱼藻等则生长于水底(即沉水层)。
与食物和溶解氧、阳光、温度等因素有关。
注意: 决定水生动物的分层因素:
除光照强度外,植物的垂直分布也跟光的波长(光质)有关。
(2)在水生群落中决定植物分层现象的因素:
挺水层
浮水层
沉水层
1.垂直结构
显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。
(3)植物垂直分层的意义:
四、群落的空间结构
(4)动物垂直分层现象主要原因:
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。
显著提高了群落利用栖息空间和食物条件等环境资源的能力。
(5)动物垂直分层的意义:
1.垂直结构
思考: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
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?
不属于;一片竹林中的全部竹子是一个种群,种群不具有垂直结构。
同理,荷叶有的挺水有的浮水,体现的是同种生物高度的不一致,属于一个种群。
四、群落的空间结构
(1)高山植被的垂直分布是由于随海拔高度升高,温度下降明显,从而导致不同海拔高度植被分布不同,从低到高依次为阔叶林→针叶林→高原草甸→苔原。
(2)高山植被分布不属于群落垂直结构,因为在每一个自然区域地段,均具有自然群落,而每一个群落都有各自的垂直结构与水平结构。
注意:区分“高山植被分布”与“群落垂直结构”
四、群落的空间结构
2.水平结构
(1)特点:
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。常呈_____________。
镶嵌分布
(2)决定因素:
地形的变化、
土壤湿度和盐碱度的差异、
光照强度的不同、
植物自身生长特点的不同、
人与动物的影响
四、群落的空间结构
(3)水平结构实例
2.水平结构
芦苇等水生植物只能长在浅水或水边,红树、柳树等只能长在水源附近,松、杉、柏树等能长在比较干旱处;由以上描述体现出的影响水平结构的因素为_________。
森林中,在乔木的基部和其他被树冠遮住的地方,光线较暗,适于苔藓植物生存,而树冠下的间隙或其他光照较充足的地方,则有较多的灌木和草丛,由以上描述体现出的影响水平结构的因素为_________。
土壤湿度
光照强度
四、群落的空间结构
五、群落的季节性
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。
阳光
温度
水分
有规律
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。
夏枯草
荷
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。
旱獭、仓鼠等啮齿类动物在冬季会休眠。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。
五、群落的季节性
六、生态位
一个物种在群落中的_____________,包括所处的_____________,__________的情况,以及与其他物种的_______等,称为这个物种的生态位。
地位或作用
1.概念:
空间位置
占用资源
关系
2.研究内容:
(1)研究动物的生态位:
通常要研究它的________、_____、______以及_____________________等;
(2)研究植物的生态位:
通常要研究它在研究区域内的__________、__________、_________等特征,以及它______________________等
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
思考 · 讨论
分析当地自然群落中某种生物的生态位
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、在不同觉食生境出现的概率、主要的食物种类等,结果如下表所示。生境1为低潮盐沼—光滩带,宽度为2000m左右;生境2为海三棱藨(biao)草带,宽度为400m左右;生境3为海堤内鱼塘—芦苇区,芦苇在植物群落中占优势。
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
六、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
思考 · 讨论
分析当地自然群落中某种生物的生态位
1. 这4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?
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;
青脚鹬的觅食生境范围更宽。
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。
六、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
思考 · 讨论
分析当地自然群落中某种生物的生态位
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。
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。
六、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
思考 · 讨论
分析当地自然群落中某种生物的生态位
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, 绿头鸭也是,二者存在明显的种间竞争关系;
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?
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。
六、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
思考 · 讨论
分析当地自然群落中某种生物的生态位
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。以青脚鹬为例。
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。
青脚鹬的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;以草屑、螺类、甲壳类为食;青脚鹬与鶴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。
六、生态位
3.研究生态位的意义:
群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,这__________________________________,是群落中____________________________________的结果。
有利于不同生物充分利用环境资源
物种之间及生物与环境间协同进化
六、生态位
与社会的联系
四大家鱼在不同水层的分布—混合养殖
上层水:
鲢鱼---浮游植物
中上层:
鳙鱼---浮游动物+浮游植物
中下层:
草鱼---水草
下层水:
青鱼---水底的螺、蚌以及水生昆虫
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。
(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)。最晚在明代,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。
六、生态位
与社会的联系
2.农作物的间作---P32立体农业
(1)农作物的间作模式有很多种,农作物间作利用的是它们在农田中占据着不同的生态位。
六、生态位
板栗-茶树结构:板栗是一种深根性树种,而茶树是根系较浅的小灌木。两种植物的根系深浅搭配,合理地利用了不同层次土壤内的水分和无机盐。
同时,茶树的地上部分一方面有效地截留了降水,降低了水土流失,另一方面减少了地表蒸发。
板栗一般高度为3-4m,而茶树高度为1m左右。板栗喜光,茶树耐阴,光照过强会导致茶树的光合作用效率下降、代谢机能减缓。
两种植物高矮结合,充分利用了不同层次的光能。板栗还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。
(2)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。
稻-鱼-蛙结构:鱼和蛙的粪便为水稻供肥;鱼和蛙呼吸释放的二氧化碳可供水稻进行光合作用;稻田中的害虫、其他浮游动物、田间杂草的数量也因养殖鱼、蛙而大大下降;收获的鱼和蛙还带来了经济效益。类似的立体种养模式还有稻-萍-鱼、稻-萍-蟹等。
与社会的联系
2.农作物的间作---P32立体农业
六、生态位
某湖泊中生活着鲈鱼和短吻鳄,短吻鳄会捕捉鲈鱼,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后,鲈鱼的产量却没有增加。调查表明湖中鲈鱼的种群数量比原来竟然还下降了。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?你认为哪种最有可能?
作出推断后,应该怎样进一步判断?
因为湖泊中一般生活着多种生物,各个种群之间存在着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群落结构,最终影响鲈鱼的种群数量。
思考 · 讨论
溯因推理
提出的四种解释都有一定道理。
B说法是最可能的原因。
作出推测后,应深入调查,从而作出进一步的判别。
六、生态位
探究 实践 - 研究土壤中小动物类群的丰富度
(1)调查对象及其作用:
对象: 。常见动物有蜘蛛、鼠妇、蜈蚣、马陆、蚯蚓以及昆虫等。
作用: 。
习性:土壤动物具有 的习性。
1.实验原理:
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
趋暗、趋湿、避高温
(2)调查方法:常用 的方法进行采集、调查。
思考:不适于用样方法进行调查的原因?
许多土壤动物______________________________。
(3)调查指标(内容):样本中小动物的 。
取样器取样
活动能力较强,且身体微小
种类和相对数量
采集罐、诱虫器、吸虫器等
(4)丰富度的统计方法:一是 ,二是 。
:在一定面积的样地中,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。
:按预先确定的多度等级来估计单位面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。
记名计算法
目测估计法
记名计算法
目测估计法
1.实验原理:
2. 提出问题:
3. 制定探究计划
① 调查某处土壤中小动物类群丰富度
② 通过调查来比较不同土壤中小动物类群丰富度
③ 不同时间或不同深度土层中动物类群丰富度
探究 实践 - 研究土壤中小动物类群的丰富度
4.实验步骤
探究 实践 - 研究土壤中小动物类群的丰富度
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
①诱虫器采集法
4.实验步骤
探究 实践 - 研究土壤中小动物类群的丰富度
4.实验步骤
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。
体型较小的小动物可用吸虫器采集。
防止将土壤小动物吸走,将其收集在试管中
70%的酒精或湿润的棉花
探究 实践 - 研究土壤中小动物类群的丰富度
4.实验步骤
准备
取样器和记录环境情况
取样
采集
观察分类
统计分析
取样器取样
诱虫器诱捕、简单采集
放大镜、显微镜观察
记名计算法;目测估计法
(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
5. 实验结论
探究 实践 - 研究土壤中小动物类群的丰富度
练习与应用
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。判断下列表述是否合理:
(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。( )
√
×
×
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
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。
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。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。
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会是什么结果?
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干同一个群落中;也可能为一方消失,另一方留存下来。
捕食者往往捕食个体数量多的物种,这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面,为其他物种的生存腾出空间,因此,捕食者有利于保持群落内物种的丰富度,并使多个生物种群的数量维持在一定范围内。
同时,捕食者吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体,客观上起到促进被捕食者种群发展的作用;捕食者与被捕食者还表现出协同进化。
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。
练习与应用