(共31张PPT)
2.1 课时2 群落的空间结构、季节性和生态位
1.举例说明群落的空间结构和季节性及其影响因素。
2.通过分析自然群落中某种生物的生态位,说出生态位的概念及生态位分化的意义。
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?
群落具有怎样的空间结构?
群落的演替情况是怎样的?
边缘效应
丰富度
优势种
生态位
种间关系
空间结构
群落演替
1.垂直结构
(1)概念:是指群落在垂直方向上具有明显的分层现象。
乔木层
灌木层
草本层
森林群落(陆生)
挺水层
浮水层
沉水层
湖泊群落(水生)
一、群落的空间结构
1.垂直结构
③群落的垂直结构出现分层现象的意义是什么?
②引起动物分层分布的主要原因是
食物、栖息场所等
使生物群落在单位面积上能容纳更多的生物种类和数量,提高了环境资源(如阳光、空间、营养物质等)的利用率。
想一想
①引起植物分层分布的主要原因是
光照强度
竹林中,竹子有高有矮,是否说明竹子具有垂直结构?为什么?
草原生态系统有无垂直结构?
有
无
2.水平结构:
水平方向上呈镶嵌分布
导致镶嵌分布的原因:地形的变化、土壤湿度和盐碱度、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。
说明影响水平结构的因素是__________。
土壤湿度
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。
西双版纳-现代冰川博物馆
说明影响高山上群落的水平结构的因素是__________。
温度
公路(夏季)两侧植物分布类型图
说明影响该处群落的水平结构的因素是________________。
人的影响因素
如图a、b、c分别代表在-200 m~3 800 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。
根据资料,回答下列问题:
Q1. 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?
不是
温度
这是群落的垂直结构吗?
Q2. b处植物的地下部分、c处植物在垂直方向上都有明显的分层现象,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?
光质(光的波长)
是
绿藻
褐藻
红藻
浅层
中层
深层
水分、无机盐等
a.植物地上分层 ;
c.植物水中分层 .
b.植物地下分层 ;
光照、温度
水分、无机盐
光照强度、光的波长
Q3.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?
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。矮小的野草丛也有垂直结构和水平结构的存在。
不对。
二、群落的季节性
春
夏
秋
冬
由于阳光、温度和水分等随季节而变化,群落的外貌结构也会随之发生有规律的变化。
迁徙
冬眠
夏眠
一个物种在群落中的地位或作用。
包括该物种所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等。
三、生态位
1.生态位:
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:
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
青角鹬 1517 29 28 43 0 0 33.3 33.3 0 33.3 0.1
资料: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、在不同觅食生境出现的概率、主要的食物种类等,结果如下表所示。
分析当地自然群落中某种生物的生态位
思考·讨论
生境1为低潮盐沼一光滩带,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为海堤内鱼塘一芦苇区,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
青角鹬 1517 29 28 43 0 0 33.3 33.3 0 33.3 0.1
讨论1.这4种鸟选择觅食生境的策略有哪些异同?哪一种鸟的觅食生境的范围更宽?
青角鹬的觅食生境范围更广泛
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。
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
青角鹬 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。因为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。
意义:群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,这有利于不同生物充分利用环境资源,是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果。(教材P28)
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
青角鹬 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?
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。
绿翅鸭以小坚果为主要食物,还吃茎类、螺类、贝类等,绿头鸭也如此,二者存在明显的种间竞争关系;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,绿翅鸭和鹤鹬都吃贝类。
青脚鹬
觅食生境:低潮盐沼—光滩带、海三棱藨草带、海堤内鱼塘—芦苇区
食物:草屑、螺类、甲壳类
种间关系:与鹤鹬明显种间竞争、与绿翅鸭、绿头鸭存在种间竞争
3. 生态位重叠:
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。
相对稳定
协同进化
群落中每种生物都占据着 的生态位
群落中物种之间及生物与环境之间 的结果
有利于不同生物充分利用环境资源
与社会的联系
四大家鱼在不同水层的分布—混合养殖(教材P28)
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
4. 生态位的应用:
板栗-茶树结构
理论依据:
①合理利用不同层次土壤内的水分和无机盐。
板栗→深根性树种,
茶树→根系较浅的小灌木
②茶树地上部分截留降水,
降低水土流失,减少地表蒸发
③高矮结合,充分利用不同层次的光照。
板栗喜光,茶树耐阴。
立体农业
稻-鱼-蛙结构
理论依据:
①鱼和蛙的粪便为水稻供肥
②鱼和蛙呼吸释放的二氧化碳可供水稻
进行光合作用
③稻田害虫、其他浮游动物、田间杂草数量
大大下降。
思维训练
溯因推理
某湖泊中生活着鲈鱼和短吻鳄,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?
提示 四种解释都有一定的道理。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,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。
你认为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 作出推测后,应深入调查该湖泊中物种组成及其相互关系,尤其是短吻鳄、鲈鱼存在紧密联系的物种,看看他们的种群数量发生了哪些变化,从而作出进一步的判断。要判断A、B、D的解释是否合理,也需要做更多的调查。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有哪些影响,人类对鲈鱼的捕捞情况是怎样的,等等。
思维训练
溯因推理
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.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