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第4部分 生物与环境
专题18 群落及其演替
考点1 群落的结构
一、群落的物种组成和种间关系
1.群落的物种组成
群落的定义 在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合
群落的 物种组成 (1)物种丰富度:一个群落中的物种数目。可采用样方法调查某区域内植物的物种丰富度;可采用取样器取样法调查土壤中小动物类群的物种丰富度。
(2)规律:不同群落的物种丰富度往往不同,一般越靠近热带地区,森林群落单位面积内的物种越丰富。
(3)优势种:对群落的结构和形成有明显控制作用的物种,优势种的依次取代过程也属于群落演替。
(4)特点:群落中的物种组成不是固定不变的,会随着时间和环境的变化而改变。
(5)意义:群落的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
2.种间关系
原始合作 互利共生 寄生 种间竞争 捕食
特点 两种生物共同生活时双方受益,分开后各自也能独立生活 两种生物长期共生、相互依存、彼此有利 通常对宿主有害,对寄生生物有利,分开后寄生生物难以单独生存,而宿主会生活得更好 种间争夺资源和空间,数量上会呈现出“你死我活”的同步性变化。若两种生物的生存能力不同,如图A;若生存能力相当,如图B 一种生物以另一种生物为食,数量上呈现出“先增加者先减少,后增加者后减少”的变化
数量 坐标图 —
实例 海葵与寄居蟹 豆科植物与根
瘤菌、地衣(藻
类和真菌的共
同体) 菟丝子与大豆、马蛔虫与马 同一草原上生活的非洲狮和斑鬣狗、双小核草履虫和大草履虫 翠鸟和鱼、猞猁和雪兔
易混易错 一个群落中两种生物之间的关系可能不只是一种,如湖泊中的植食性鱼类
和杂食性鱼类既存在捕食关系,也可能存在种间竞争关系。
3.研究土壤中小动物类群的丰富度
取样方法 通常采用取样器取样
统计物种 相对数量 的方法 记名 计算法 指在一定面积(体积)的样地中,直接数出各个种群的个体数目,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)中的种群数量。等级的划分和表示方法有:非常多、多、较多、较少、少、很少,等等
采集土壤 小动物的方法
(1)诱虫器采集法:利用土壤小动物具有趋湿、避光、避热的习性。
(2)简易采集法:用解剖针拨找小动物,借助放大镜观察,体型较大的小动物用包着纱布的镊子采集,体型较小的用吸虫器采集。
注:采集的小动物可放入体积分数为70%的酒精溶液中 (目的是对小动物进行固定和防腐),也可放入试管中
二、群落的空间结构、季节性及生态位
群落的 空间结构 垂直 结构 定义 群落在垂直方向上的明显的分层现象
影响 因素 (1)陆生植物的垂直分层:地上部分主要是阳光、温度等;地下部分主要是水分、无机盐等;
(2)动物的垂直分层:栖息空间和食物条件
意义 群落中植物的垂直分层显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力,也为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件
实例 (1)森林群落的分层现象:乔木层、灌木层、草本层;
(2)湖泊群落的分层现象:挺水层、浮水层、沉水层
水平 结构 定义 群落在水平方向上的镶嵌分布
影响 因素 (1)环境因素:地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同;
(2)生物因素:生物自身生长特点的不同以及人和动物的影响等
群落的季节性 指由于阳光、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 生态位 概念 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
形成原因 物种之间及生物与环境间协同进化的结果
意义 有利于不同生物充分利用环境资源
主要研究 内容 (1)动物:栖息地、食物、天敌、与其他物种的关系等;
(2)植物:在研究区域内出现的频率、种群密度、植株高度、与其他物种的关系等
易混易错 (1)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,体现
了群落的水平结构。
(2)竹林中竹子高低错落有致不是群落的垂直结构。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,不能将同一物种的高矮差异视作垂直结构。
知识拓展 群落的垂直分层使得单位面积上能容纳更多的生物,能充分利用空间和营
养物质,产生更多物质。农业生产中的间作、套种等就是模拟了天然植物群落的垂直
结构。
小表达 [2022全国甲,31(4)改编]结合不同生物的生态位分析,在生态系统中,植物对
动物的作用有 ,动物对植物的作
用有 。(分别答出两点)
帮助植物传粉和传播种子、为植物提供光合作用所需的CO2等
为动物提供食物条件和栖息空间、为动物提供O2
考点2 群落的主要类型和群落的演替
一、群落的主要类型
类型 分布 群落特点 生物特点
陆地生 物群落 荒漠生物群落 极度干旱区 物种少,群落结构非常简单 耐旱,以独特的生存方式适应缺水环境,如某些爬行动物以固态尿酸盐的形式排泄含氮废物
草原生物群落 主要为半干旱地区、不同年份或季节雨量不均匀的地区 动植物种类较少,群落结构相对简单 旱生多年生草本植物占优势;动物大都具有挖洞或快速奔跑的特点
森林生物群落 湿润或较湿润地区 群落结构非常复杂
且相对稳定 有乔木、灌木、草本和藤本植物;树栖和攀缘生活的动物种类特别多
水生生 物群落 湿地生物群落 分布于沼泽、河流、湖泊等地,动植物物种十分丰富 海洋生物群落 含有数量众多的微小浮游植物、大型藻类及种类繁多的动物 二、群落的演替
定义 随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程 实质 优势种的取代(被取代的优势种不会完全消亡) 演替的类 型及比较 类型 初生演替 次生演替
起点 (1)原先从没有过植被的地方; (2)虽存在过植被,但植被被彻底消灭的地方 虽失去了原有植被,但原有土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方
速度 缓慢 较快
时间 长 短
经历阶段 相对较多 相对较少
趋向 形成新群落 恢复原来的群落
实例 在裸岩、火山岩、沙丘、冰川泥上进行的演替 在火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田、休牧的草场上进行的演替
影响演替的因素
演替发生的原因 影响群落演替的因素常常处于变化的过程中,适应变化的种群数量增长或得以维持,不适应的数量减少甚至被淘汰,因此,群落就不断地演替
演替的最终结果 达到一个与群落所处环境相适应的相对稳定的状态(顶极群落)
自然群落演替的一般特征 有序的、可预见的;总生产量增加,有机物总量增加;生物种类越来越多,群落结构越来越复杂,抵抗力稳定性越来越高
研究群落演替的意义 掌握演替规律,预测群落未来,从而正确掌握群落的动向,使之朝着对人类有益的方向发展
易混易错 群落的季节性变化不属于群落演替。
小表达 (1)[2023福建,16(4)改编]假设演替过程中环境没有剧烈变化且没有人为干
扰,某地发生演替的群落 (填“一定能”或“不一定能”)演替到森林群
落,原因是
。
(2)[2022山东,24(4)改编]当群落演替到与环境相适应的相对稳定的状态时, (填
“可能”或“不可能”)继续演替,原因是
。
影响群落演替的因素常常处于变化的过
程中,适应变化的种群数量增长或得以维持,不适应的数量减少甚至被淘汰,因此群落
可能演替
不一定能
群落演替最终会达到与群落所处环境相适应的相对稳定状态,该地的环境不一定适宜形成森林群落
可能
题型 生态位重叠和分化(新考向)
1.生态位重叠:当两个物种利用同一资源(如食物、空间、时间等)时就会发生生态位
重叠。生态位重叠不一定伴随着种间竞争,只有当资源短缺时才会发生种间竞争,且
生态位重叠越大,种间竞争越激烈。(2020北京,10,2分)(2023湖南,20,11分)
2.生态位分化:当两个物种的生态位有重叠时,往往通过自然选择作用使各自的生态位
发生变化,从而减少或排除种间竞争,使得它们共同生存下来的现象。如以同一棵树
上的种子为食物的两种雀科鸟原来存在种间竞争关系,经进化后可通过分别取食大小
不同的种子或取食时间不同等而能长期共存。生态位分化不仅有助于物种共存,还提
高了生态系统的多样性和稳定性。
(2023江苏,14,2分)
典例 (2024平谷质量监控,10)竞争决定群落中哪些物种可以实现共存,优势竞争者可
以利用较低资源生存。在同一群落中,物种A和B的空间资源和食物资源相似,如图为
A和B在群落中生存所需的资源及种群增长情况,当资源低于A、B生存所需的资源时,
种群面临灭绝。有关说法错误的是 ( )
A.物种A和B的生态位重叠,是竞争关系
B.物种B生存所需资源更低,是优势竞争者
C.物种A和B竞争的结果是在群落中共存
D.B种群密度达到KB时,资源降低到A生存
所需以下
注:KA为A种群的环境容纳量,KB为B种群的环境容纳量
C
解析 生态位包括该物种占用资源的情况,物种A和B的空间资源和食物资源相似,
两个物种的生态位重叠,生态位重叠可以引起二者对相同资源的竞争,A正确;物种B生
存所需资源更低,使得该种生物在占有资源和竞争上拥有很大优势,是优势竞争者,B正
确;物种A和B的空间资源和食物资源相似,竞争的结果往往对一方不利,甚至于被消灭,
而不是在群落中共存,C错误;由图可知,B种群密度达到KB时,资源降低到A生存所需以
下,D正确。