2017_2018学年高中生物第三章生物群落的演替(素材教案)(打包10套)苏教版必修3

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名称 2017_2018学年高中生物第三章生物群落的演替(素材教案)(打包10套)苏教版必修3
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资源类型 教案
版本资源 苏教版
科目 生物学
更新时间 2017-09-25 17:09:13

文档简介

第1节
生物群落的基本单位——种群
——种群的特征描述
种群密度
  种群密度是指在单位面积或体积中的个体数,“种群密度”与“密度”不同,前者是个体的“数目”,后者是比例,种群密度是种群最基本的数量特征。农林害虫的预报、渔业上捕捞强度的确定等,都需要对种群密度进行调查。自然状态下一个种群的种群密度往往有着很大的起伏,但不是无限制的变化。出生率、死亡率、迁入与迁出率对种群密度都有影响。种群的大小有上限和下限。种群密度的上限由种群所处生态系统的能量流动决定,下限不好确定,生态系统的稳态调节可以使优势生物的种群密度保持在一个有限的范围内。
 种群密度的统计与估算方法
  种群密度在生产生活中有重要作用,以下介绍两种常用的统计与估算方法,估算时“等可能”最为关键,不能掺入人为因素。
常见的取样方法
①样方法
  样方法适合调查植物,以及活动能力不强的动物,例如,跳蝻、蜗牛等。其操作过程是:在被调查范围内,随机选取若干个完全相等的样方,统计每个样方的个体数,并求出每个样方的种群密度,再求出所有样方种群密度的均值,以此值作为被调查种群之种群密度的估算值。
  常见的取样方法有“等距取样法”、“五点取样法”、“Z字取样法”等。
  ②
标志重捕法
  标志重捕法适用于活动能力较强的动物,例如,田鼠、鸟类、鱼类等。其操作过程是:在被调查种群的活动范围内,捕获部分个体,作上标记,再放回原来的环境中,经过一段时间后在同一地点进行重捕,估算公式:
  种群密度/标记个体数=重捕个数/重捕中标记个体数
  此估算方法得出的估算值倾向于偏大,因为很多动物在被捕获一次后会更加难以捕获,导致“重捕中标记个体数”偏小。标记时也需要注意,所用标志要小而轻,不能影响生物行动;也不能用过于醒目的颜色(比如红色),否则会使生物更加容易被天敌捕食,影响估算精确度。
出生率与死亡率
出生率指在一特定时间内,一种群新诞生个体占种群现存个体总数的比例;死亡率则是在一特定时间内,一种群死亡个体数占现存个体总数的比例。自然状态下,出生率与死亡率决定种群密度的变化。出生率大于死亡率,种群密度增长,其他情况同理。
迁入率与迁出率
  许多生物种群存在着迁入、迁出的现象,大量个体的迁入或迁出会对种群密度产生显著影响。对于一个确定的种群,单位时间内迁入或迁出种群的个体数占种群个体总数的比例,分别成为种群的迁入率和(immigration
rate)迁出率(emigration
rate)。迁入与迁出率在现代生态学对城市人口的研究中占有重要地位。
  
性别比例
  性别比例是指种群中雌雄个体的数目比,自然界中,不同种群的正常性别比例有很大差异,性别比例对种群数量有一定影响,例如用性诱剂大量诱杀害虫的雄性个体,会使许多雌性害虫无法完成交配,导致种群密度下降。
  
年龄结构
  种群的年龄结构是指一个一个种群幼年个体(生殖前期)、成年个体(生殖时期)、老年个体(生殖后期)的个体数目,分析一个种群的年龄结构可以间接判定出该种群的发展趋势。
年龄结构,增长型(A)、稳定型(B)
增长型
  在增长型种群中,老年个体数目少,年幼个体数目多,在图像上呈金字塔型,今后种群密度将不断增长,种内个体越来越多。
  稳定型
  现阶段大部分种群是稳定型种群,稳定型种群中各年龄结构适中,在一定时间内新出生个体与死亡个体数量相当,种群密度保持相对稳定。
  衰老型
  衰老型种群多见于濒危物种,此类种群幼年个体数目少,老年个体数目多,死亡率大于出生率,这种情况往往导致恶性循环,种群最终灭绝,但也不排除生存环境突然好转、大量新个体迁入或人工繁殖等一些根本扭转发展趋势的情况。
  
空间格局
  组成种群的个体在其空间中的位置状态或布局,称为种群空间格局。种群的空间格局大致可分为3类:
  均匀型(uniform)
  均匀型分布,指种群在空间按一定间距均匀分布产生的空间格局。根本原因是在种内斗争与最大限度利用资源间的平衡。很多种群的均匀型分布是人为所致,例如,在农田生态系统中,水稻的均匀分布。自然界中亦有均匀型分布,例如,森林中某些乔木的均匀分布。
  随机型(random)
  随机型分布,是指中每一个体在种群领域中各个点上出现的机会是相等的,并且某一个体的存在不影响其他个体的分布。随机分布比较少见,因为在环境资源分布均匀,种群内个体间没有彼此吸引或排斥的情况下,才易产生随机分布。例如,森林地被层中的一些蜘蛛,面粉中的黄粉虫等。
  成群型(clumped)
  成群分布是最常见的内分布型。成群分布形成的原因是:
  ⑴环境资源分布不均匀富饶与贫乏相嵌;
  ⑵植物传播种子方式使其以母株为扩散中心;
  ⑶动物的社会行为使其结合成群。
成群分布又可进一步按群本身的分布状况划分为均匀群、随机群和成群群,后者具有两级的成群分布。
动态变化
数学模型
  种群中一些简单的、具有典型性的动态变化可以用数学模型衡量,常见的有两种
  指数增长(J型曲线)
  指数增长模型的提出者是著名人口学家托马斯·马尔萨斯(T.Maithus),他认为种群数量的增长不是简单的相加关系,而是成倍地增长;后来,生物学家查尔斯·罗伯特·达尔文(C.R.Darwin)通过对大象种群的研究再次确认了这一增长模式。这种客观存在的增长模式表明,所有种群都有爆炸式增长的能力。
  指数增长的函数式是指数方程,变量为时间t,常数为种群密度增长的倍数。这一增长模式没有上限,完全的指数增长只存在于没有天敌、食物与空间绝对充足(以至于没有种内斗争)的理想情况,实际生活中,培养皿中刚接种的细菌、入侵生物(例如凤眼莲)、蓝藻爆发时,种群会在相当一段时间内进行指数增长,随后则趋于稳定或大量死亡。
  逻辑斯蒂增长(S型曲线)
  主条目:逻辑斯蒂增长模型
  指数增长是一种过于理想的情况,许多生物在指数增长一段时间后,数量会维持稳定,这可以用另一个数学模型进行描述。
试验结果
实例:俄罗斯生态学家G.W.高斯(G.W.Gause)曾进行试验,在0.5ml培养液中放入5个大草履虫,每24h统计一次该种群的种群密度,结果见右图,由图可知,大草履虫在进行了快速的增长后,稳定在75只(K值)这个数量上。
  逻辑斯蒂增长模型能更好地指导人为的种群调节。
  环境容量(carrying
capacity)
  进行逻辑斯蒂增长的种群在数量上,存在一个上限,这个上限就被称为环境容量,简记“K值”,代表在环境对该种群最大承载量,或该种群在该环境的最大数量。一个种群在种群密度为K/2时,增长率最快,这可以指导经济生物的采集,让种群密度始终控制在K/2的范围内,“多余”的进行采集,可以让经济生物保持最快的增长。
  
自然增长与下降
  自然界中,一个种群的数量变化并不是只增不减,也未必完全符合上述数学模型,其数量变化有一些基本特性
  周期性变化
  ①季节性变化
  一般具有季节性生殖的种类,种群密度的最大值常落在一年中最后一次繁殖之后,以后繁殖停止,种群因只有死亡而无生殖,故种群密度下降,这种下降一直持续到下一年繁殖季节的开始,这时是种群数量最低的时期,由此出现季节性的变化。
  实例:在欧亚大陆寒带地区,许多小型鸟兽,通常由于冬季停止繁殖,到春季开始繁殖前,其种群数量最低。到春季开始繁殖后数量一直上升,到秋季因寒冷而停止繁殖以前,其种群数量达到一年的最高峰。体型较大,一年只繁殖一次的动物,如狗獾,旱獭等,其繁殖期在春季,产仔后数量达到高峰,以后由于死亡,数量逐渐降低。
  对种群密度有季节性变化的种群做调查时,通常要进行两次。
  ②年变化
  在环境相对稳定的条件下,种子植物及大型脊椎动物的种群密度在较长的时间跨度内呈现周期性变化。例如:常见的乔木如杨、柳每年开花结果一次,其种子数量相对稳定;又如大型有蹄类动物,一般每年产仔1~2个,其种群数量相对稳定。加拿大盘羊36年的种群数量变动,其最高与最低量的比率仅为4.5倍。而美洲赤鹿在20余年冬季数量统计中,其最高量与最低量之比只有1.8倍。
  不规则波动
  动物中还有一些数量波动很剧烈,但不呈周期性的种类,人们最熟知的是小家鼠。它生活在住宅、农田和打谷场中,据中国科学院的16年统计资料,其年均捕获率波动于0.10~17.57之间,即最高—最低比率为几百倍。又如布氏田鼠也具有不规律的数量变动。其数量最低的年代,平均每公顷只有1.3只鼠,而在数量最高的年份,每公顷可达786只鼠,两者竟差600多倍种群中有出生和死亡,其成员在不断更新之中,但是这种变动都往往围绕着一个平均密度。即种群受某种干扰而发生数量的上升或下降,有重新回到原水平的倾向。这种情况就是动态平衡。
  种群的暴发
  具不规则或周期性波动的生物都可能出现种群的暴发,赤潮便是此类情况的实例生物群落的演替
【例1】下列因素中哪一项对群落演替的影响是最大的(  )
A.群落中植物繁殖体的迁移
B.气候的变化
C.人类活动
D.大规模的地壳运动
解析:影响群落的主要因素有三类:第一类是群落内部因素,A选项即是。第二类是外界环境因素,B、D选项即是。第三类是人类活动。因为人类活动通常是有意识、有目的地进行的,因此人类对群落演替的影响远远要超过其他所有的生态因子。
答案:C
点评:本题考查影响演替的主要因素这一知识点。四个选项都是其中的主要因素,但要求学生要学会对比各因素的主次关系。在平时的学习过程中要加强挖掘课本,以本为本,以不变应万变。
【例2】弃耕的农田上进行的演替属于(  )
A.初生演替
B.先是初生演替后为次生演替
C.次生演替
D.先是次生演替后为初生演替
解析:演替分为两个类型:初生演替和次生演替。初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是在原来存在过植被,但被彻底消灭了的地方发生的演替。次生演替是指在原有植被虽已不存在,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发生的演替。弃耕的农田里植被虽然已不存在,但土壤条件没有被彻底毁灭,甚至土壤里还保留有农作物的种子或其他的繁殖体。故而属于次生演替。
答案:C
点评:对于课本上的概念,不要只停留在表面的叙述上,我们要在不超出范围的基础上,通过互联网、图书馆等渠道,认真领会此概念,要敢于大胆扩展,勇于创新。
合作与讨论
1.如何理解群落中的种间关系?
我的思路:根据种间关系的性质,可以分为互利共生、竞争、捕食和寄生等类型。互利共生:相互依赖,彼此有利;如果彼此分开,则双方或者一方不能独立生存。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。寄生:对寄主有害,对寄生生物有利,如果分开,则寄生生物难以单独生存,而寄主会生活得更好。竞争:数量呈现出“你死我活”的“同步性变化”,两种生物生存能力不同。捕食:一种生物以另一种生物为食,两种生物既相互影响,又相互制约,数量上呈现出“先增加者先减少,后增加者后减少”的不同步性变化。
2.如何正确理解生物群落的演替
我的思路:生物群落不是一成不变的,它是一个随着时间的推移而发展变化的动态系统。在群落的发展变化过程中,一些物种的种群消失了,另一些物种的种群随之而兴起,最后,这个群落会达到一个稳定阶段。像这样随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程,就叫做演替。
群落的演替包括两种类型。在一个起初没有生命的地方开始发生的演替,叫做初生演替。在原来有生物群落存在,后来由于各种原因使原有群落消亡或受到严重破坏的地方开始的演替,叫做次生演替。
群落的演替是一个长期的过程。下面以一片弃耕的农田为例,来说明群落的演替过程。一片农田被弃耕以后,很快就会长满一年生的杂草。有了一年生杂草的覆盖,土壤的条件会得到初步的改善,一些多年生的杂草会接踵而至,这样经过几年的时间,一些小灌木就会出现。起初,灌木只是一簇簇地分散地长在草地上,由于灌木年年结实,灌木丛逐渐扩大,一些小的乔木开始出现,草地就随之消失了。再经过一段时间,乔木越来越多,遮盖了灌木,使灌木减少,乔木便巍然成林了。从被废弃的农田到形成树林,要经过数十年的时间。当然,这样的演替过程是在气候条件适宜的情况下发生的,如果是在干旱的荒漠地区,群落的演替就只能够发展到草本群落或稀疏灌丛阶段。
在自然界中,群落的演替是普遍现象,而且是有一定规律的。人们掌握了这种规律,就能根据现有的情况来预测群落的未来,从而正确地掌握群落的动向,使之朝着有利于人类的方向发展。例如,在草原地区,应该科学地分析牧场的载畜量,做到合理放牧。如果载畜量过大,就会造成牧草的过度消耗,引起群落的演替——优质牧草逐渐减少,甚至消耗殆尽,杂草就会取而代之。因此,应该采取措施防止出现这种有害的群落演替趋势。
思考过程
该节讲述的内容是群落的动态,分为两个问题:群落的演替和群落的稳定性。其中群落的演替是本节课的一个重点和难点,因为该部分联系着群落的基本特征、结构和群落动态的知识,且属于新课改里面新加的内容,尤其应该引起我们的重视。对于该部分的学习,我们首先要理解演替的概念:某一地段上一种生物群落被另一生物群落所代替的过程。在自然状态下,演替应是其根本性质发生了变化的过程,演替现象一直存在着,它贯穿着整个群落发展的始终。对于演替,我们可以把它分成两种:初生演替和次生演替。
【例1】有人根据生物群落的概念说“只有群落的结构受到干扰或破坏,才会出现群落的演替”,你认为他的这种说法正确吗?
思路:根据群落演替的概念,演替应是其根本性质发生了变化的过程,大火、洪水、火山爆发等自然灾害会在短时间内改变一个群落,即使没有这些灾难,群落也是会发生演替的,演替现象一直存在着,它贯穿着整个群落发展的始终。在自然状态下,演替的总趋势是物种多样性的增加和种群稳定性的提高。
答案:这种说法是错误的,生物群落的演替贯穿整个群落发展的始终。
【例2】群落的初生演替和次生演替的区别表现在什么地方?
思路:在一个起初没有生命的地方开始发生的演替,叫做初生演替,在原来有生物群落存在,后来由于各种原因使原有群落消亡或受到严重破坏的地方开始的演替,叫做次生演替。
显然,从它们的定义可以看出:两者的区别,就在于两者的起点不同。如在从来没有生长过任何植物的裸地、裸岩或沙丘上开始的演替,就是初生演替。在发生火灾后或过量砍伐的林地上、弃耕的农田上开始的演替,就是次生演替。
答案:初生演替和次生演替的区别主要表现在起始条件不同。
知识总结
本节讲述群落的动态,该部分是新加的内容,而且较为抽象,应该引起足够的重视。本部分,要求大家正确地理解群落的演替,理解一种群落被另一种群落取代的两种情况:初级演替和次级演替(在合作讨论中已有叙述)。以云杉林群落的演替为例,正确理解演替的长期性和连续性,控制演替的三类主要因素,特别是人类活动对其影响的深远性。对于群落的稳定性,要求大家正确认识群落的稳定性和群落演替的区别和联系,理清群落对干扰的抵抗能力和恢复能力两方面的含义及相互关系。并且通过对这两部分的学习,加深认识生态位的概念。第2节
生物群落的演替
引入
在草原上,人们放牧的牛羊是否牛肥马壮,在一定程度上取决于鹰的数量。原因是:鹰爱吃田鼠,田鼠爱吃蜜蜂窝中的幼虫和蜜,蜜蜂是三叶草传粉时比不可少的媒介,三叶草是牛马的主要食物。你知道这些生物之间存在什么关系吗?
教学过程
⊙基本知识
一、种间关系:是指不同种生物之间的关系,包括互利共生、寄生、竞争、捕食等。
1.互利共生:是指两个种群共同生活在一起,相互依赖,相互得益的关系。如豆科植物与根瘤菌之间有密切的互利共生关系,植物体供给根瘤菌有机养料,根瘤菌则将空气中游离的氮元素转变为含氮的养料,供植物体利用。此外还有人体中某些细菌与人、地衣中的真菌与藻类、白蚁与鞭毛虫地都是共生关系。
2.竞争:两种或两种以上生物生活在一起,争夺同一资源的现象。竞争的资源可以是食物、水分、空间、阳光、无机盐等。一般地说,生态位互相重叠的生物种群之间竞争激烈,如同一生活型的植物之间、食性相同的动物之间的生态位完全重叠,竞争尤为激烈。例如水稻和稻田中的杂草之间争夺阳光、养料和水分,小家鼠和褐家鼠争夺居住空间,牛与羊争夺食物等等。
3.捕食:是指一种生物取食另一种生物的种间关系。例如植食性动物中的兔以某些植物为食物,肉食性动物中的狼又以兔为食物,等等。捕食者和被捕食者的种群个体数量关系变动是相关的。
4.寄生:是指一种生物以另一种生物的体液、组织或已消化的物质为营养并对寄主造成危害的现象。生物界寄生的现象非常普遍,一种生物寄生在另一种生物体内或体表,从那里吸取营养物质来维持生活。如蛔虫、猪肉绦虫和血吸虫寄生在人和其他动物体内,虱和蚤寄生在其他动物体表,小麦线虫寄生在小麦粒中,菟丝子寄生在豆科植物中,噬菌体寄生在细菌内部等等。
二、知识梳理
概念:两个种群生活在一起,
相互依赖,相互得益
种间互助:互利共生
举例:根瘤菌与豆科植物共生;
大肠杆菌某此细菌与人体,等等。
生物群落中种间关系
概念:两种或两种以上生物争夺
同一资源现象
竞争
种间斗争
举例:生态位互相重叠的生物种群之间竞争激烈,如牛和羊;水稻和稗草等等。
概念:一种生物捕食另一种生物
捕食
举例:狼吃羊,羊吃草等等。
概念:一种生物以另一种生物体液,组织成已消化的物质
寄生
为营养并对
造成危害。
举例:寄生在生物体内绦虫,寄生在细菌体内的噬菌体。
⊙要点解析
一.互利共生、寄生、竞争、捕食的区别:
1.互利共生是指两种生物共同生活在一起,互惠互利或对一方有利、对他方无害。互利共生生物之间数量上呈现出同步性变化即“同生共死”,可用数量坐标图①表示。
2.竞争是具有竞争关系的双方,因争夺“第三者”(食物、水分、阳光、空间等生存条件)而发生斗争的现象,并不直接起因于双方的内部。如动物一般是争夺食物和栖息场所,植物双方则是争夺水、肥、光源等。竞争双方的数量关系一般用图⑤表示,从图⑤可看出开始时,A、B两种生物同时增加;但增加到一定程度时,由于空间、食物的有限,两种生物呈现出“你死我活”的同步性变化,竞争往往对一方有利,生存能力较强(物种A)的在竞争中发展,而生存能力弱的生物(物种B)则逐渐被淘汰。
3.寄生是指一种生物寄居在另一种生物的体内或体表,从那里吸取营养物质来维持生活。营寄生生活的生物叫寄生生物,被侵害的生物叫寄主或宿主。寄生者需要从寄主那里获得持续的营养供应,因而一般不置寄主于死地——因为“皮之不存,毛将焉附”。如果寄生关系的两者分开,寄生生物很难单独生存,而寄主可健康成长,可用数量坐标图③表示。
4.捕食关系则是指一种生物以另一种生物为食。一捕食者构成了被食者的天敌。捕食者为获取食物与能量不惜将被捕者“置于死地”———捕而食之。捕食关系一般用图⑧表示。从图⑧中可看出,A,B两种生物呈现出“先增加者先减少.后增加者后减少”的不同步性变化,先增先减的是被捕食者、后增后减的是捕食者,即B捕食A。




二.互利共生、寄生、竞争、捕食的联系:
互利共生、寄生、竞争、捕食都属于种间关系,生物的各种种间关系均有显著区别但又互相交叉。生存于自然界中的生物,本来就有各种适应能力,能使它们维持一种奇妙的平衡状态。生物之间的寄生、竞争、捕食也是某些生物之间彼此相互适应的一种关系,无所谓好坏,不能以人的价值观来衡量。
典型例题
例1
将A、B两种单细胞生物分别放在两个容器中培养,得到图a所示结果。将这两种生物放在一个容器中混合培养,得到图b所示结果。从实验结果可知,这两种生物的种间关系是


A、竞争
B、捕食
C、共生
D、寄生
析与解:本题中,首先比较一下共生、寄生、竞争及捕食这四种种间关系的不同点,再仔细分析图a就可以判断选项C和D都不是正确答案。不论这两种生物之间是竞争关系还是捕食关系,都有可能出现图a所示结果,因此还必须分析图b。图b显示,将这两种生物放在一个容器中培养时,A种生物的个体数明显持续增加,B种生物的个体数经过短暂的增长后就逐渐下降,最终消亡。如果A种生物和B种生物之间是捕食关系(从图上看应当是B种生物被A种生物捕食),当B种生物的数量不断下降乃至消亡时,A种生物的数量应当随着食物(B种生物)的缺乏而不断下降;但是,图b显示的结果正好相反,A种生物的数量一直在持续增长,并没有因为食物的缺乏而下降,这就说明供选答案B是错误选项。因此,A种生物和B种生物是竞争关系。
答案:A第1节
生物群落的基本单位——种群
合作与讨论
1.生活在一片草地上的全部的蛇是一个种群吗?
我的思路:不是。种群是指生活在同一地点的同种生物个体的总和,生活在一片草地上的蛇并非是同一个物种。如果改为全部的眼镜蛇,就是一个种群了。
2.实际研究中,不可能逐一数某一个种群的个体总数,如何测定某物种的种群密度呢?
我的思路:在一般情况下,生物的总数量调查比较困难,因而研究者常常采用取样调查法,而标志重捕法就是一种常用的取样调查法。通过探究活动《标志重捕法调查种群密度的模拟实验》分析可知:种群数量N=M×n/m(M为标志数量、n为重捕个体数、m为重捕中的标记数、N为估算的“栖息地”内个体总数)。
3.年龄结构通常以不同宽度的横柱从上到下配置而成的年龄锥体图来表示,按锥体形状的特点,年龄锥体可划分为哪三种类型?分别有哪些特点?
我的思路:年龄锥体类型可分为:增长型、稳定型、衰退型。增长型:种群中繁殖前期个体多,繁殖后期个体很少,这样的种群正处于发展时期,种群的密度越来越大;稳定型:种群中各年龄组中的个体比例适中,这样的种群处于稳定时期,种群密度在一定时间内会保持稳定;衰退型:种群中繁殖前期的个体较少,而繁殖后期的个体较多,这样的种群正处于衰退的时期,种群密度会越来越小。
4.生物数量的增长曲线呈现“J”型,那么出现“J”型曲线需要什么条件?又有什么规律?
我的思路:生物生活在食物或养料充足、空间条件充裕、气候适宜、没有天敌等的条件之下,生物数量的增长曲线就呈现“J”型,因为生活中没有这样的条件,所以只有在理想的条件之下才会出现“J”型曲线。在理想条件下,如果某种生物的寿命只有一年,每年只生殖一次,起始数量为N0,年增长率为λ,t年后该种群的数量为Nt=N0λt,坐标图呈现“J”型曲线。
5.种群迁入一个新环境后,在一定时期内种群的增长大致符合“J”型曲线,达到一定程度就呈“S”型。那么“S”型曲线具有哪些特点呢?
我的思路:由于受环境条件限制,种群不可能按照“J”型曲线无限增长,种群达到环境条件允许的最大值(K)后,数量就会停止增长,呈现“S”型曲线。“S”型曲线具有以下特点:开始时经过一个适应环境的停滞期后,即进入指数增长时期,种群密度增加,然后增长速度变慢,最后增量和减量相等,种群不再增长而达到最高密度的稳定期,这时种群的数量达到一个最大值。
思考过程
1.正确理解“种群”。
种群是在一定空间中的同种个体的集群,作为一个种群,不仅占有一定的空间,而且具有一定的结构,同一种群内的个体间具有交换基因的能力。种群虽然是由同种个体组成,但不等于个体数量的简单相加,从个体层次到种群层次是一个质的飞跃,因为种群具有个体所没有的一些“群体特征”,如出生率、死亡率、平均寿命等。生物物种的生存、发展和进化都是以种群为单位进行的,因此个体与种群的关系是部分与整体的关系。
种群的概念既是具体的,又是抽象的。在涉及到一个具体的生物种群时,它是具体的。如一个池塘中的全部鲤鱼是一个种群,这是一个具体的概念。在研究种群的数量变动时建立的数学模型,这是一个抽象的概念。当种群作为一个具体的概念时,要注意分析种群的具体对象,要分清同一个物种和日常用语中同一类动物的区别,如日常生活用语中的“鱼、老鼠、蛇、牛、羊、鸟等”都是指一类动物,而不是一种动物,不能看作是一个种群。
2.影响种群数量变动的因素。
种群数量的增长速率是由出生率、死亡率、迁入和迁出决定的,所以凡是影响到出生率、死亡率、迁入和迁出的因素都可影响种群数量的变化,如气候、食物、被捕食、传染病等。
密度制约因素。影响种群数量的因素很多,有些因素的作用是随种群密度而变化的,这种因素称为密度制约因素。如传染病在密度大的种群中更容易传播,因而对种群数量的影响就很大。又如,种内斗争在密度大的种群中更加剧烈,对种群数量的影响也就更大。密度制约因素对种群数量变化的影响是通过反馈调节而实现的。当种群数量超过环境容纳量时,密度制约因素的作用增强,使出生率下降,死亡率增加,从而使种群的增长受到抑制;当种群数量降低到环境容纳以下时,密度制约因素的作用减弱,从而使种群增长加快。
非密度制约因素。有些因素对种群数量起有限作用,但是作用的强度与种群密度无关,这些影响种群数量变化的因素称为非密度制约因素。如风、雨、雪、气温等都会对种群数量的变化产生影响,但是影响的大小是与种群密度无关的。
3.种群数量增长的数学曲线。
种群的数量在不同条件(或不同环境)下表现不同的增长曲线。
(1)种群增长的“J”型曲线。①环境条件:没有任何限制因素,如食物永远充裕、空间足够大、气候适宜、没有天敌、无疾病等,这种条件下,影响种群数目变动的因素只是自然出生率和死亡率,由于环境能提供足够充裕的生活条件,种群内不同个体的生理寿命很长,因而出生率远大于死亡率。这种条件的环境在自然界中几乎不存在,所以我们称之为理想条件或理想环境,这种环境中的种群数量是连续增长而没有下降(即无K值)的。
②种群数量增长公式:设N0为种群起始数量,每年增长率不变,且第二年种群数量是第一年的λ倍,则第t年种群的数量Nt=N0λt。这一增长方式在数学上称为指数式增长,它的数学曲线“J”型增长曲线。第t年的种群数量取决于两个因素:N0(即起始数量);λ(λ值取决于每年的自然出生率与死亡率)。
③“J”型数量增长的两种情形:实验室条件下;当一个种群刚迁入一个新的适宜环境时。
(2)种群增长的“S”型曲线。①环境条件:有限的生存环境、有限的空间和食物种内斗争加剧捕食者数量增加出生率下降、死亡率增加种群数量达到最大值K种群数量停止增长。
②种群数量增长的“S”型曲线能反映或体现达尔文自然选择中的生存斗争。
生物群落的基本单位--种群
通过本节我们主要学习了种群、种群的特征、影响种群数量变动的因素和种群数量增长的两种曲线(即“J”型曲线和“S”型曲线),本节的重点内容在于通过探究活动建立种群增长模型。对于“种群”这一概念,要明确“种群”内的个体必须是同种个体,但同种个体未必一定能构成种群,这就应注意种群具有一定的空间和时间范围,再者要看其是否具备种群的特征,并看其是否是自然组合。对于种群的特征,我们要把握三点:①会用标志重捕法推算种群的密度;②掌握年龄锥体可划分的三种类型:增长型、稳定型、衰退型及其特征;③掌握种群的性别比例对种群数量的影响。教材通过探究活动“建立种群增长模型”使学生真正认识一个种群,加深对种群数量变化知识的理解,让学生初步学会用数学模型来解释种群数量的变化。对于两种增长曲线需要掌握这两种曲线形成的条件和基本规律。
例题解析
【例1】下列生物属于种群的是(  )
A.一块水田里的全部水稻、水草、鱼、虾及其他生物
B.一个池塘中的全部鱼
C.一块朽木上的全部真菌
D.一块棉田中的全部幼蚜、有翅和无翅的成熟蚜
解析:解答此题,要求全面理解种群的概念。种群强调的是一个区域、一个物种、一个群体,是指“同种”生物的总和,是同种生物中许多个体的集合体。A项明显不符,它包含了多种生物;B项中的一个池塘中的全部鱼,一般不会由一种鱼组成;C项中一块朽木上的全部真菌也不会是单一的真菌;D项中指的是全部的棉蚜。故答案选D。
答案:D
点评:本题主要考查学生对“种群”这一概念的理解,属于应用的层次。种群强调两点:①同一地点或同一范围;②同种生物的集合。学生一般对第二点把握不准,容易出错。
【例2】下图为A、B两个地区的人口年龄组成示意图。设A地区的人口增长率为a,B地区的人口增加率为b,那么a与b的数量关系是(  )
A.a>b     
B.aC.a=b
D.a≈b
解析:种群的年龄组成是指一个种群中各年龄段个体数目的比例。大致可分为增长型、稳定型和衰退型三种类型。种群密度的变化,意味着种群增长率的变化。种群的密度越来越大,意味着种群增长率为正值;种群密度越来越小,则意味着种群增长率是负值。一个国家或一个地区的人口可看作是一个种群,将两地的人口年龄组成示意图进行比较,分析各年龄段人口所占比例,就可以对这两个地区的人口增长率的高低进行判断。
对于本题首先应清楚种群的年龄组成与种群增长率之间的关系;其次应知道,图A和图B中人口大致都分为年幼者、青壮年和中老年3部分。图A所示人口中,各年龄段人口比例适中,人口增长处于稳定时期;图B所示人口中,年幼者和青壮年人数都大大超过中老年数,其年龄结构组成属于增长型,人口密度会越来越大,人口增长率会高于图A所示的人口增长率。
答案:B
点评:本题考查种群的年龄组成与种群增长率的关系以及学生处理信息并进行判断和推理的能力,属理解层次。
【例3】在什么条件下种群数量才会呈指数增长(  )
A.当只有食物受到限制时
B.在物种适宜的环境中食物开始出现不足,但不至于影响到该物种在这里生存
C.只是没有捕食者
D.只有在实验室内的实验条件下
解析:因为种群的指数增长只有在空间无限、资源无限和不存在任何天敌的条件下才有可能,而这样理想的条件只有在实验室内才能存在。A不对,因为食物有限影响种群数量增长,在食物不能充分供应的情况下,种群不可能呈指数增长。B不对,因为在一个适宜的环境中食物已开始出现不足,这虽然并未影响到物种在这里生存,但不可能会使种群的数量出现指数增长,因为指数增长的先决条件是资源无限。C也不对,因为仅仅失去捕食者的控制作用,种群仍不能实现指数增长,限制种群数量的种种其他因素都还在起作用,如食物不足,空间狭小等。
答案:D
点评:本题主要考查种群的增长曲线,属于理解层次。“J”型曲线的条件和特点是比较重要的知识点,在考试中出现的频率较高,应该引起重视。第1节
生物群落的基本单位——种群
一、教学对象分析:
本节课学生在前面两章学习个体这一层次的生命系统内部的调节机制以及与环境的关系的基础上,转换视角,从宏观、群体水平来认识生命活动的规律与本质,即从种群、群落、生态系统等各个层次来研究生命,不断丰富对自然界生命系统的多层次性的认识。种群也是群体水平上研究生物的基本单位,围绕种群这一关键词,着重讲述了种群的概念、种群的基本特征、种群数量的增长规律。本节课首先列举了种群的4大基本特征,即种群密度、年龄组成、性别比例、出生率和死亡率,着重讲述了种群密度的统计方法和种群年龄结构的3种类型,阐明了种群的基本特征对预测种群数量变化的意义。通过本节的学习,对种群的概念、特征具有明确的认识,群落、生态系统及人类与环境等生态学知识的学习奠定基础。
二、教学目标:
知识目标:
1、列举种群的特征
2、联系实例说明估算种群密度的常用方法
能力目标:
3、尝试用样方法调查周边地区植物的种群密度并根据所得数据进行准确计算,作出合理的分析和判断
情感态度价值观:
4、体验、领悟科学研究的方法,培养不断创新的精神
三、教学重点:
种群的密度特征
调查种群密度的方法
四、教学难点:
运用样方法和标记重捕法来估算种群的密度
五、教具准备:
多媒体课件
六、课时:
1课时
七、教学过程
教学过程
学生活动
教学意图
生:观察池塘生态系统的图片并思考图中能找到哪些生物?同种生物的集合叫什么?师:生物界的生物都不是以单个个体的形式存在的,通常都会构成群体,什么样的群体叫做种群。是不是任何一个群体都构成种群?(课件展示种群的概念)生态学上把在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体称为种群。
生:找出种群概念中的关键词:同一地点同种生物所有个体师:能否尝试举出一些种群的例子师:种群于人类称为人口,人口中有总数、年龄分布、男女性别比例、文化程度比重、行业人口分布等等属性,这些方面对单个的你、我、他有吗?问:种群到底有哪些特征呢?
板书:一、种群的特征种群的特征主要表现为数量上的变化,所以认识和把握种群的数量特征很重要。板书:1、种群密度概念:单位面积或体积中的个体数称为种群密度,这是种群最基本的特征。师:怎样控制害虫数量,以防止虫灾发生?
牧民在承包的草场上该放养多少头羊,既能保护草原,又能取得最好经济效益?对于某水体中的鱼,何时捕?捕捞多少?才能既不会使资源枯竭,又使资源得到充分利用?这就需要把这些种群的数量做一个统计,研究它们的种群密度,如何进行种群的数量统计呢?学生活动:调查学校操场草坪上的蒲公英的数量。投影上有1个10cm
10cm绿色的正方形,代表一块面积为100m2的学校操场的草地。图中黑圆点代表一株蒲公英。请同学们估算一下我们学校操场草地上蒲公英的数量,得出其种群密度。教师巡视请几位同学(或上台)报告他估算的结果,并说明他是如何进行估算的。教师点评并激疑:1都不是逐个统计?为什么?2几位同学采用的方法的共同之处是“划分若干等份,计数其中1份或几份(取平均值),以此密度作为总体的密度”。好,聪明,巧妙地使用了调查中常用的“抽样调查法”。但是,方法相同,可是结果差别很大,什么原因?教师点评,再引导:3既然不是全面统计,其结果只能是估算。估算的结果有差别,是正常现象,主要是抽取的样方的不同。那么,什么样的方法来进行取样,可以缩小误差,最大限度地保证得到的结果符合客观事实?教师:调查植物常用的方法是样方法板书:(1)、用样方法调查植物的种群密度样方法①含义:在被调查种群的分布范围内,随机选取若干个样方,通过计数每个样方内的个体数,求得每个样方的种群密度,以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值样方1,样方2,样方3,样方4……样方n
N1
N2
N3
N4
Nn
种群密度=(N1+N2+N3+N4+…+Nn)/n②使用范围:多用于植物师:动物的调查能用样方法?(对于活动能力强,活动范围大的动物来讲,用另外的一种方法-标志重捕法来调查它们的种群密度。)板书:(2)、标志重捕法调查动物种群密度设某种群的总数为N
,第一次捕获标记的个体为M,第二次重捕的个体数为n,其中已标记的为m,则M:N=m:nN=M×n/m(M:样地中标记个体总数,n为重捕个体数,m为重捕中标志个体数)问:为什么可以用N=M×n/m(M:样地中标记个体总数,n为重捕个体数,m为重捕中标志个体数)来估算 需要有一个什么样的假设 (重捕取样中的标记比例与样地总数中的标记比例相等)板书:2、出生率和死亡率概念:在单位时间内新产生(或死亡)的个体数目所占全部个体的比率。问:出生率和死亡率与种群密度有无关系?答:当某一个种群生活的空间保持不变时出生率>死亡率——种群密度增加出生率=死亡率——种群密度不变出生率<死亡率——种群密度减小师:由此可见,出生率和死亡率是决定种群大小和种群密度的最直接的因素,此外个体的迁入或迁出也会导致种群数量发生变化。师:出生率和死亡率是对于种群而言,并非种群中的个体,如我国控制人口的增长,关键是控制人口的出生率,即计划生育政策。板书:3、年龄结构师:按年龄来分,可将种群中的所有个体分为:幼年、成年和老年,根据这三部分所占的比例不同,可把种群的年龄结构分为增长型、稳定性和衰退型。①增长型:幼年个体数量多,老年个体数量少,出生率大于死亡率,种群密度越来越大。
②稳定性:各个年龄期的个体比例适中,出生率等于死亡率,种群密度相对稳定。③衰退型:幼年个体数量少,老年个体数量多,出生率小于死亡率,种群密度越来越小。师:通过研究种群的年龄结构,可以预测种群密度变化的方向。板书:4、性别比例概念:种群中雌雄性别的比例类型有三种:(1)雌雄相当:多见于高等动物,如猩猩、人等。(2)雌多于雄:多见于人工控制的种群,如鸡、鸭、羊等。(3)雄多于雌:多见于营社会性生活的昆虫,如蚂蚁等。问:如果性别不合理,会导致什么后果?生:会导致出生率变化,从而会对种群密度造成影响。分析、讨论:种群密度、出生率死亡率、年龄结构、性别比例四者之间的关系。总结:种群的研究核心问题是种群数量的变化。种群密度是种群的重要数量特征,其中出生率和死亡率,迁入和迁出率是决定种群数量变化的主要因素,年龄结构和性别比例是预测种群数量变化的主要依据。
观察、思考问题把握关于种群的要点思考回答问题认识研究种群数量、种群密度的意义学生估算表达与展示费时费力不现实学生思考讨论。学生思考讨论。思考问题认识样方法和标志重捕法学生思考问题分析出生率和死亡率与种群密度的关系认识年龄结构的三种类型分析年龄结构与种群密度的关系认识性别比例的三种类型思考问题分析、讨论四者间的关系总结
引入种群的概念让学生明确种群概念中的关键词明确:种群不是个体的部分叠加。引起学生探求知识兴趣培养学生的观察和科学思维能力引发思考,积极探究领悟、体验科学研究的方法引发思考,积极探究让学生明确两者的关系,更好的把握种群的特征阐明种群的基本特征对预测种群数量变化的意义从整体水平上来把握种群的这四个特征及他们的关系
八、课堂作业:
填表:
选择题:
1、下列因素能引起种群密度增大的有(

  A.种群中幼年个体增多  B.种群性别比例改变  
  C.环境中水热条件适宜  D.种群中幼年个体减少
  E.环境中天敌增多
F.环境中阳光不足 G.寄生生物
  增多  H.寄生生物减少
2、下列各项属于种群的有(

  
A、一亩农田中的全部水稻 
B、一片森林中的全部蕨类  
C、一口池塘中全部鲫鱼  
D、一个果园里的五棵苹果  
E、一片森林中的全部蛇
3、某种群中年轻的个体非常多,年老的个体很少,这样的种群密度会(

A.越来越大
B.相对稳定
C.越来越小
D.绝对不变
4、在种群的下列特征中,对种群个体数量的变动起决定作用的是(

A.种群密度
B.年龄组成
C.性别比例
D.出生率和死亡率
5.按一对夫妇一两个孩子计算,人口学家统计和预测,墨西哥等发展中国家的人口翻一番,大约20—40年,美国需要40—80年,瑞典人口将会相对稳定,德国人口将减少。预测人口的这种增减动态主要决定于(

A.种群数量和密度
B.种群年龄结构
C.种群性别比例
D.出生率和死亡率
九、课后反思:
整节课教学效果较好,教学目的达成,尤其是讲述样方法时,结合调查学校蒲公英的种群密度来学习,较有新意,但如有时间还可以再深入地讲解如何取样。
十、教学流程图:
导入
种群的特征
种群密度、出生率和死亡率、年龄结构、性别比例四者之间的关系
性别比例
年龄结构
出生率和死亡率
种群密度
小结
巩固练习第1节
生物群落的基本单位——种群
★飞天杖达尔文曾计算了一对繁殖速度极慢的大象,在生活条件充足,没有其他生物危害的情况下,仅在750年后,就可以繁殖成1.9X107头大象的巨大种群。细菌以二分裂方式繁殖,如果在适宜的条件下,20分钟就可以繁殖一代,如果这样计算,一昼夜可以产生272(约4.7
X
1021)个个体,重达4722吨。但实际却很难发生这样爆发性增长的情况,你知道这是什么原因吗?★精华地⊙基本知识一、
种群增长的“J”型曲线:在食物(养料)和生存空间充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下,种群的数量往往会连续增长。假设该种群的增长率不变,将该种群的连续增长情况在坐标系中表示出来,就会呈现“J”型曲线,称为种群增长的“J
型曲线。假设该种群的起始数量为No,每代的增长率均相同,即第二代的种群数量是第一代的λ倍,那么,该种群的t代以后的数量可用Nt表示为:Nt=
N0λt上述公式就是种群J型增长方式的数学模型。二、种群增长的“S”型曲线:在自然界中,环境条件是有限的,种群不可能无限增长。当种群在一个有限的环境中增长时,随着种群密度的上升,个体间对有限的空间、食物和其他生活条件的种内竞争必将加剧,以该种群生物为食的捕食者的数量也会增加,这就会使这个种群的出生率降低,死亡率增高,从而使种群数量的增长率下降。当种群数量达到环境条件所允许的最大值(即K值)时,种群个体数量将停止增加。种群的这种增长方式在坐标图上呈现“S”型,称为种群增长的“S”型曲线。三、知识梳理
类型:增长、波动、稳定和下降
条件:理想条件下
“J”型曲线
数量计算公式:Nt=N0λt增长曲线
常见种群:刚迁入新环境的种群
条件:自然或通常条件下
“S”型曲线
K值、增长度及实践应用
常见种群
:在有限的环境条件条件下
影响种群
自然因素:如气候、食物、被捕食、传染病
数量变化
种植业和养殖业发展,使人工控制的种群数的因素
人工因素
量不断增长
砍代森林、猎捕动物和环境污染,使野生动植物种群数量急剧减少研究种群数量变化的意义⊙要点解析
1.“J”型曲线是在食物(养料)和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害、没有疾病的理想条件下形成的,种群增长率保持稳定不变,种群数量连续增长(无K值)。“J”型数量增长的两种情形:a.实验室条件下;b.当一个种群刚迁入一个新的适宜环境书时。
2.种群增长的“S”型曲线:虽然物种具有巨大的增长潜力,但在自然界中,种群却不能无限制地增长。因为随着种群数量的增长,环境的制约因素的作用也在增大,环境中制约种群增长的因素称为环境阻力(见下图)。它包括同种个体之间对食物和空间的竞争加剧、疾病蔓延、捕食者因捕食对象的增多而增多等,从而导致死亡率增长、出生率降低,最终趋向平衡。因此,在自然环境中,种群的增长曲线是一个“S”形曲线。种群达到环境所能负担的最大值,称为环境的满载量或负载能力,用K
表示。
3.两种增长曲线比较如下表:
“s”型曲线
“J”型曲线前提条件
环境资源有限
环境资源无限种群增长率随种群密度上升而下降
保持稳定有无K值
有K值无K值,持续增加4.
种群数量变化规律的意义在于为人类合理开发利用生物资源提供理论依据。其应用:a.种群数量变化的规律在鱼类的捕捞、放养中的应用。如在湖泊中放养鱼虾,如果一次性放养的幼苗过多或延迟捕捞,由于环境的负载能力限制,都不能达到增产的目的;相反,如果大肆捕捞,使鱼虾数量大大减少,降到K/2值以下时,其种群往往要经过相当长的延滞期才能进人指数增长期,对生产极为不利。b.在害虫、害兽防治方面的应用。★破斧吧例1自然界中生物种群增长常表现为“S”型增长曲线。下列有关种群“S”型增长的正确说法是
A、“S”型增长曲线表示了种群数量和食物的关系B、
种群增长率在各个阶段是不同的C、“S”型增长曲线种群数量与时间无关D、种群增长不受种群密度制约析与解
当种群在一个有限的环境中增长时,随着种群密度的上升,个体间对有限的空间、食物和其他生活条件的种内竞争加剧,以该种群生物为食物的捕食者的数量也会增加,这就会使这个种群的出生率降低,死亡率增加,从而使种群数量的增长率下降,当种群数量达到环境条件所允许的最大时,种群数量将停止增长而保持相对稳定。可见,种群增长率在各个阶段是不相同的。答案:B例2:下图为w、x、Y、z四种条件下细菌种群的生长曲线,这四种条件是:
W——不断提供食物、水、氧气、除去废物
X——随时间延续食物耗尽,有害废物积累
Y——随时间延续食物耗尽,无害物质积累
Z——随时间延续食物耗尽,由于突变的原因出现了新的菌株,它们能代谢原有菌种产生的有害废物。
以上四种生长条件w、x、Y、z和四种生长曲线l、2、3、4的对应关系是下列的(
).。
A.W一1
X一2
Y一3
Z一4
B.X一1
Y—2
Z一3
W一4
C.Y一1
Z一2
W一3
X一4
D.X一1
Y一2
W一3
Z一4
析与解:本题主要考察种群数量变化规律的知识。经分析四种生长条件和四种生长曲线可知,W:由于不断提供食物、水、氧气并除去废物,种群的数量会不受限制地连续增长,形成“J”型曲线,即曲线3;X:随着时间的延续食物逐渐耗尽,细菌繁殖率下降。又由于有害物质的积累,大量细菌死亡,因此当种群增长到一定数量后会逐渐下降,形成曲线4;
Y:当种群繁殖到一定数量后,食物逐渐耗尽,细菌繁殖率下降,但由于未产生有害物质,所以种群数量会保持相对稳定,形成“S”型曲线,即曲线
l;z:虽然食物耗尽,也产生有害废物,但由于出现了突变的新菌株,可利用除菌种产生的代谢废物维持生活,因而种群数量在一段时间的稳定之后会呈上升趋势,即形成曲线2。注意:既使食物耗尽,细菌也不会被“饿死”,而是以休眠状态的芽孢形式存在。
答案:C★魔法石1.在下列情况下种群数量会出现“J”型增长的是DA.只要有充足的食物B.在物种适宜的环境中食物开始出现不足,但还不至于影响到该物种在这里生存C.只要没有捕食者D.只有在实验室内的理想实验条件下2.在下列图中,能表示种群数量变化的曲线是
A.①②
B.②③
C.①④
D.①②④3.15为了保护鱼类资源不受破坏,并能持续地获得最大捕鱼量,根据种群增长的S型曲线,应该使被捕鱼群的种群数量保持在K/2水平,这是因为在这个水平上
A.种群数量稳定
B.种群增长量最大C.种群数量最大
D.环境条件所允许的种群数量最大4.不同物种种群之间的竞争在什么情况下最激烈?(
)A.一个种群的数量大大多于另一个种群
B。两个物种的亲缘关系最近C.两物种的生活环境和食物都相同
D。两物种的生殖方式相同5.如果一个种群的增长率为0,以下哪种情况会出现?
A
种群增加,并出现激烈的食物和栖息地的竞争B
种群增加,寄生和捕食的情况增加C
种群会因有毒废物的积累而减少D
种群接近其载荷能力6.(多选)一个新的物种进入某地后,其种群数量变化,下列表述正确的是
A.种群数量达到K值以后会保持稳定B.K值是环境条件允许的种群数量最大值C.先呈“S”型增长,后呈“J”型增长D.先呈“J”型增长,后呈“S”型增长7.20世纪30年代,人们将环颈雉引入美国的一个岛屿。环颈雉引入该岛屿后的增长曲线如下图,请据图回答:(1)环颈雉引入该岛屿后的增长曲线为——,环颈雉种群数量的K值是一——,在1937~1942年,环颈雉的增长曲线相当于————
。(2)若开发利用环颈雉这一野生动物资源,应在种群数量为——以上时进行捕捉利用。原因是——————————————————————————
沉思阁:在自然条件下种群会出现“J”型数量增长吗 3/4站台(2004年上海高考题)某海滩黄泥螺种群现存量约3000吨。正常状况下,每年该种群最多可增加300吨,为充分利用黄泥螺资源,又不影响可持续发展,理论上每年最多捕捞黄泥螺的量为

D
)A.3000吨
B。1650吨
C。1500吨
D。不超过300吨提示:许多地区常用投药灭鼠的方法,如果在一次行动中,毒杀了约一半的老鼠,而活下来的老鼠数量正相当于其种群指数生长期的数量,老鼠数量将迅速增长,很快就恢复到原来的水平.简单的投药灭鼠效果并不好,更为有效的方法是努力降低环境对老鼠的环境负载能力,如严密封储粮食,清除生活垃圾,保护老鼠天敌等,才能从根本上限制老鼠种群的数量。提示:在无环境阻力状况下,种群的潜在增长能力得到了最大的发挥,种群的增长呈现指数增长如图中①;如考虑环境阻力,种群数量的增长呈“S”型,如图②;如果再考虑密度因子和非生物因子,
如自然灾害、气候因子、污染等。曲线还会波动,如图④
种群数量的变化第2节
生物群落的构成
1.如何正确理解个体、种群、物种和群落的关系?
我的思路:一个细菌,一棵植物,一个动物等指的是一个生物个体,生物在个体水平上具有一系列特征,如具有一定的形态特征、生理特性,能够进行新陈代谢,实现自我更新,在新陈代谢的基础上,表现出生长、发育、衰老、死亡等等。
种群是生活在同一地点的同种生物的一群个体,种群中的个体并不是机械地集合在一起的,而是彼此可以交配,并通过繁殖将各自的基因传递给后代。因此,种群是繁殖的基本单位;生物在代代相传的过程中由于存在基因突变、基因重组和自然选择等因素,使种群的基因频率总是在不断地变化,因此,种群又是生物进化的基本单位。
物种是指分布在一定的自然区域,具有一定的形态结构和生理功能,而且在自然状态下,能够相互交配和繁殖,并能够产生出可育后代的一群生物个体。不同物种之间一般是不能交配的,即使交配成功,也不能产生出可育后代。
群落是指在一定时间内,生活在一定区域内的各个生物种群相互联系、相互影响而形成的有规律的集合体,称为生物群落,简称群落。它包含了生态系统内的所有生命成分,如生活在同一池塘中的所有动物、植物及微生物,共同构成了池塘生物群落。
由个体到种群,不只是量的积累,而且是质的飞跃,具有个体所不具备的一系列特征,如种群密度、出生率、性别比例、年龄组成等。
同一物种因时间、空间的不同,可包含若干个种群,种群是物种存在的基本单位。如西湖的鲤鱼与洞庭湖的鲤鱼属于同一物种,有交配成功、繁殖后代的可能性,但两者不是同一种群,由于地理的隔离,在自然情况下,没有交配的机会。因此,自然状态下,同一种群内的个体才具有传粉、交配和繁殖的机会,种群是繁殖的基本单位。
群落以种群为单位,是各个种群的集合体,在一个群落中,不论其大小均生活着许多种群,这些种群间相互依存、相互制约,既有种内关系,又有种间关系,依靠这种关系使生物在长期自然选择与进化中形成了稳定的、彼此适应的有机整体,从而把各种群连接为复杂的生命之网,进而决定着群落与生态系统的稳定性。群落是生活于同一区域内所有种群的集合体,这些种群并非随意地、偶然地堆砌在一起,而是有严格的、合理的空间配置,是物种在长期进化过程中逐渐形成的彼此相互适应的有机整体。只有具备合理的空间配置,才能长期共处与合作,或者达到有效牵制,从而使群落长期维持下去,也只有具备合理的空间配置,才能更合理、更有效地利用空间及资源,进而使生态系统内的各生物物种能彼此和平共处,以维持生态系统的稳定性。
2.如何理解生物群落的生态位
我的思路:生态位(ecological
niche)指的是生物种群在群落中的生活方式和它们在时间和空间上占有的地位。生态位不只是具体的栖息地,它除了说明栖息地以外,还说明这一物种在这一群落中的营养地位,所需的物理和生物条件,如温度、湿度、pH、压力(如在深水中)等,以及在时间和季节变化时它们有什么节律性的行为变化,它们要求什么食物,它们与其他生物有什么关系等,也就是说,这一物种在群落中处于什么地位和起什么作用。所以生态位远比栖息地复杂。打一个比喻,栖息地不过是种群的“住址”,生态位才是种群赖以生存的“职业”。一个群落中各不同物种在形态结构和生活方式上都是不同的,因此它们各有自己的不同的生态位。
群落中生态位相似的物种是要发生竞争的,夺取生态位。生态位越近似的物种,竞争越激烈,选择压也越强。激烈竞争的结果,可能使其中一个物种趋于灭绝,例如,我们前面所讲两种草履虫在同一环境中的竞争。但是,这种现象是较少发生的,只有在外力(如人力)介入或新物种进入的情况下才可能发生。更多的一种情况是,生态位相似的物种,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,使它们共存下来(见下图)。
两个生态位有重叠的物种
(A)经过自然选择生态位分化,重叠部分(c);缩小或消失,两种群相安无事(B)
具体地说,如果两个种群的生态位有重叠之处,例如一个种群主要以a为食,另一种群主要以b为食,它们所吃食物有些是共同的,即见图中的c。自然选择对于以c为食的个体有更大的压力,因而两个种群中以c为食的个体就日趋没落。结果,两种群的生态位发生了变化,各就各位,都生存下来。
3.生物群落的空间结构指群落结构中最重要的部分,你如何理解生物群落的空间结构?
我的思路:生物群落的结构特征包括垂直结构和水平结构,在群落内的各种生物之间存在着各种各样的错综复杂的联系,有直接的,有间接的,群落内的各种生物通过复杂的中间关系有机地结合在一起,群落内部的每一种生物都处在一个对它来说最适合的位置上,这个位置称为生态位,在这个生态位上,外界因素对它的影响最小。不同的生物占有不同的生态位,这就构成了群落的空间结构特征,这是长期自然选择的结果。
在群落内部,各种生物处在不同的生态位上,在不同的生态位上拥有不同的生态资源,换句话讲,处在不同生态位上的生物利用的生态资源是不同的,如森林中的乔木利用的是太阳的直射光(即强光),而林下的灌木和草本利用的是散射光(即弱光),这种群落结构特点提高了对光资源的利用率。所以,群落的空间结构特征越是复杂,对资源的利用率就越高。
在群落中的各种生物之间存在着复杂的种间关系,有竞争、捕食、寄生、共生等。对竞争而言,两种生物的生态需求越是一致,竞争就越是激烈。群落内部复杂的空间结构,使得不同的生物都能找到最适宜于它生存的生态位,生态需求较为一致的生物之间生态位也较为接近,但在群落复杂的空间结构中一般不会完全重叠,这样就缓和了种间竞争。在群落内部的各种生物共同维护着群落内部的生态环境,群落内部的生物种类越多,生态条件越优越,环境也越稳定,这是种间互助的具体表现。
维持群落内部结构特征的主要生态因素是阳光,温度和水分是从属于阳光的。以森林生态系统为例,从上到下依次是:乔木、灌木、草本、地被植物。这种结构是由阳光引起的。由于在不同的层次上植被类型不同,栖息的动物也就不同。第3节
生物群落的演替
种群生态学
  种群生态学
population
ecology
系研究种群的生态学,即从某种意义对一个种的地区群体作为研究对象。但过去往往只强调它是动物个体数量的科学,因而把重点放在栖息数量及其变化的记载和寻找变化的原因上。例如动物社会学等明显地是属于种群生态学的范围,但一般是被分开的。又对个体数的变动机制进行研究时,特别是在实验种群中是把2个乃至3个种看作一个体系:这样,在内容上尽管属于群落生态学的范围,但作法上则可列入种群生态学中。
  种群生态学是研究种群数量动态与环境相互作用关系的科学。
  种群生态学起源于人口统计学、应用昆虫学和水产资源学。Lotka-Volterra(1925,1926)的模型是理论生态的一个里程碑,并由此进入了黄金时代。20世纪上半叶由一门以描述为主的学科发展成为一门实验性的、定量的、理论性的学科。1957年冷泉港的国际会议有关种群调节理论的讨论,标志着种群生态学已成为生态学的主流。此后,随着生态系统生态学的发展并成为主流,种群生态学在理论上、方法上仍是生态学中最为发展、最为活跃的一个领域。种群作为一个系统,它与物理环境相互作用,其时空动态规律和调节机理,其遗传组成和进化、行为适应等的深入研究是了解群落和生态系统的结构、功能、动态和调控的基础。
  植物种群生态学自Harper(1977)提出的以植物生活史为纲的植物种群动态模型,标志植物种群生态学的出现,继后Solbring(1979)、Mortimer(1981)
和Silvertown(1982)和Hedrick(1984)的有关植物种群生态学著作相继问世,使这门新兴学科迅速发展。
  现代种群生态学研究的内容包括种群的时空动态、种群之间的相互作用过程和种群的调节机理,仍然是生态学研究的核心和基础。
群落生态学
  生态学的一个分支,不是以一种生物作为对象,而是把群落作为研究对象。日语中亦有译作群生态学的,是相对于个体生态学而言。群落生态学是由斯科罗特和克尔茨纳(C.Schroter.&
O.Kirchner,1902)提出的。以前,如果以多数个体作为对象,即使是同种生物,也认为是属于这个范畴,但从原意和实际情况来看远是不正确的,现在已不再这样使用。
  生态学的一个基础分支学科。其任务是研究群落的结构、演替、形成机理、分类和分布的规律。群落结构大致分为物理的和生物的两方面。前者如群落的外貌或生长型、空间结构、时间结构、群落的边界和交错区。后者有群落的物种组成、物种—多度关系、多样性。对群落性质的认识有两派不同观点:一派认为群落是彼此相互作用的物种有组织的集体,是实体,该派称机体论者,其极端者认为群落是超有机体。另一派认为群落不是实体,而是由连续变化着的植被随机地搜集而来的(为着便于分类的)一组生物。在两派争论中发展了数量植物群落学,运用了相似性、聚类、排序等数量分类方法。群类演替描述群落的建立和发展过程,对顶极期的性质有单顶极说与多顶极说之争。近年深入研究演替机制,提出促进型、抑制型和耐受型三类模型。如把演替内容扩大到包括能量流、物质流和生物生产力上去,就与生态系统生态学具有同样含义了。至于群落的分类和分布研究,更与生态系统生态学相一致。许多学者认为,群落和生态系统虽是两个不同概念,但就对生物研究由微观到宏观的等级而言,群落生态学与生态系统生态学应属同一层次。
  生态学的一个基础分支学科。其任务是研究群落的结构、演替、形成机理、分类和分布的规律。群落结构大致分为物理的和生物的两方面。前者如群落的外貌或生长型、空间结构、时间结构、群落的边界和交错区。后者有群落的物种组成、物种—多度关系、多样性。对群落性质的认识有两派不同观点:一派认为群落是彼此相互作用的物种有组织的集体,是实体,该派称机体论者,其极端者认为群落是超有机体。另一派认为群落不是实体,而是由连续变化着的植被随机地搜集而来的(为着便于分类的)一组生物。在两派争论中发展了数量植物群落学,运用了相似性、聚类、排序等数量分类方法。群类演替描述群落的建立和发展过程,对顶极期的性质有单顶极说与多顶极说之争。近年深入研究演替机制,提出促进型、抑制型和耐受型三类模型。如把演替内容扩大到包括能量流、物质流和生物生产力上去,就与生态系统生态学具有同样含义了。至于群落的分类和分布研究,更与生态系统生态学相一致。许多学者认为,群落和生态系统虽是两个不同概念,但就对生物研究由微观到宏观的等级而言,群落生态学与生态系统生态学应属同一层次。
群落演替
  群落演替:指群落的这种随着时间的推移而发生的有规律的变化。
  一片山坡上的丛林可因山崩全部毁坏,暴露出岩石面。但又可经地衣、苔藓、草类、灌木和乔木等阶段逐步再发育出一片森林,包括重新孕育出土壤。当一个群落的总初级生产力大于总群落呼吸量,而净初级生产力大于动物摄食、微生物分解以及人类采伐量时,有机物质便要积累。于是,群落便要增长直达到一个成熟阶段而积累停止、生产与呼吸消耗平衡为止。这整个过程称为演替(succession),而其最後的成熟阶段称为顶极(climax)。顶极群落生产力并不最大,但生物量达到极值而净生态系生产量很低或甚至达到零;物种多样性可能最後又有降低,但群落结构最复杂而稳定性趋于最大。不同于个体发育,群落没有个体那样的基因调节和神经体液的整合作用,演替道路完全决定于物种间的交互作用以及物流、能流的平衡。因此顶极群落的特征一方面取决于环境条件的限制,一方面依赖于所含物种。
群落演替一般可分为两种:
次生演替(secondary
succession)
  次生演替即原来的植物群落由于火灾、洪水、崖崩、火山爆发,风灾、人类活动等原因大部消失后所发生的演替。由其他地方进入或残存的根系、种子等重新生长而发生的。可认为它是原生演替系列发展途中而出现的。这种逐渐发生的演替系列称为后成演替系列(subsere)。
  简单的说,原生演替就是从没有生命体的一片空地上植被类群的演替,而次生演替是在具有一定植物体的空地上进行的植被演替。
初生演替
   初生演替即(1)概念:在一个没有植物覆盖的地面上或原来存在植被,但后来被彻底消灭了的地方发生的演替。如裸岩、沙丘、火山岩上发生的演替(2)过程:裸岩上发生的演替过程为裸岩→地衣→苔藓→草本植物→灌木→森林。第三章
生物群落的演替
第三节
生物群落的演替
一、教学目标
1.阐明群落的演替过程。
2.说明人类活动对群落演替的影响。
3.关注我国实行退耕还林、还草、还湖,退牧还草的政策。
二、教学重点和难点
群落的演替过程。
三、板书设计:
一、演替
㈠初生演替
㈡次生演替
二、人类活动对群落演替的影响
三、退耕还林、还草、还湖
四、教学过程:
〖引入〗“野火烧不尽,春风吹又生”,你知道其中的原因吗?
2.火山爆发后环境条件发生了变化。在火山爆发中,有些物种可能会绝灭;在恢复过程中外来新物种可能会进入。群落结构因此而发生了变化,一般不能恢复原来的群落结构。
〖板书〗演替:随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程,就叫做演替。
〖问题〗以“本节聚焦”的问题再次引起学生的思考。
〖板书〗一、演替的类型
〖学生活动〗学生带着“思考与讨论1”,阅读P79~P80,并完成“思考与讨论”。
〖提示〗1.因为苔藓和草本植物无法直接从裸岩中获取养分,而地衣可以通过分泌有机酸而从裸岩中获取养分。
2.通过地衣分泌有机酸加速岩石风化形成土壤,并积累起了有机物,这为苔藓的生长提供了条件。而苔藓生长后,由于其植株高于地衣能获得更多的阳光,处于优势地位,其结果是逐渐取代了地衣。
3.能找到这些植物。在群落演替过程中,一些种群取代另一些种群是指优势取代,而不是“取而代之”。形成森林后,乔木占据了优势,取代了灌木的优势,但在森林中各种类型的植物都是存在的。
〖板书〗㈠初生演替:指在一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被、但彻底消灭了的地方的演替。
㈡次生演替:指在原有植被虽已不存在,但土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体(如能发芽的地下茎)的地方发生的演替。
〖讲述〗我国东北科尔沁草原地区的农田,在弃耕后开始出现恢复演替,这是一种次生演替。耕作前的原始植被为贝加尔针茅草原,开垦后种了几年玉米,后因产量下降而弃耕。弃耕后的1~2年内以黄蒿、狗尾草、猪毛菜、苦荬菜等杂草占优势;2~3年后,黄蒿占优势;3~4年后,羊草、野古草、狼尾草等根茎禾草入侵,并逐渐占优势,进入根茎禾草阶段;7~8年后,土壤变坚实,丛生禾草开始定居,并逐渐代替了根茎禾草,恢复到贝加尔针茅群落。这一过程需要经历10~15年,根据耕作时期长短,土壤侵蚀程度,以及周围原始物种的远近而有所不同。
〖板书〗二、人类活动对群落演替的影响
〖学生活动〗学生带着“思考与讨论2”,阅读P81,并完成“思考与讨论”。
〖提示〗1.至少有两种因素在小路周围的杂草分布中起作用:一是人的践踏,从耐践踏而言,车前草最强,狼尾草次之,狗尾草最弱;二是植物之间的竞争,在远离人践踏的地方,茎秆较高的狗尾草优先获得阳光,车前草等处于劣势。
2.如果小路被废弃后,人的践踏活动停止了,在路周围会慢慢长出茎秆较高的植物,逐渐成为优势植物。于是,就会出现“远芳侵古道,晴翠接荒城”的景象。
〖板书〗三、退耕还林、还草、还湖
〖讲述〗长期以来,我国农业发展史,实际上是一部边际土地开垦史。20世纪50年代以来,先后在黑龙江三江平原、新疆和华南地区有计划地组织大规模垦荒,在其他江河、荒原、沼泽和丘陵地区也开展了规模不等的垦殖活动。1952~1990年,全国累计开垦荒地3.58×107
hm2,其中80%是1970年以前开垦的。大量开垦直接导致农牧渔业生产能力和环境质量下降。开垦的结果是:水土流失,江河蓄洪能力下降,以及土地严重退化。这些问题已引起各方面广泛关注。我国已实施大规模退耕还林、退田还湖、退牧还草等重要政策,并从2003年1月起开始实施《退耕还林条例》。
退耕还林。1999年开始在四川、陕西、甘肃三省试点,2002年全面实施,已累计完成退耕还林3.18×106
hm2,荒山造林3.25×106
hm2,中央累计投入达232亿元。规划在2010年前退耕还林1.47×107
hm2,宜林荒山荒地造林1.73×107
hm2。工程建成后,工程区将增加林草覆盖率5个百分点,水土流失控制面积8.67×107
hm2,防风固沙控制面积1.03×108
hm2。这是50多年来我国涉及范围最广、任务量最大、农民参与度最高的生态建设工程。
退田还湖。1998年以来,为治理长江水患,国家实施了“平垸行洪、退田还湖、移民建镇”的方针。5年来的“退田还湖”,已使第一大淡水湖──鄱阳湖面积由3
950
km2“长”到了5
100
km2,第二大淡水湖──洞庭湖面积增长了35%,恢复到60年前的4
350
km2。两大湖区为此搬迁的移民相当于三峡移民的1.4倍。两大湖泊的扩容,改善了长江流域的生态。目前,长江干流水面恢复了1
400多km2,增加蓄洪容积1.3×1010
m3。这是历史上自唐宋以来第一次从围湖造田转变为大规模的退田还湖。
退牧还草。从2003年起,用5年时间,在蒙甘宁西部荒漠草原、内蒙古东部退化草原、新疆北部退化草原和青藏高原东部江河源草原,先期集中治理6.67×107
hm2,约占西部地区严重退化草原的40%。“退牧还草”将采取禁牧、休牧和划区轮牧3种形式进行,实行草场围栏封育,适当建设人工草地和饲草料基地,大力推行舍饲圈养。力争5年内,使工程区内退化的草原得到基本恢复,天然草场得到休养生息,变过牧超载为以草定畜,达到草畜平衡,实现草原资源的永续利用,建立起与畜牧业可持续发展相适应的草原生态系统。
⊙要点解析
1.
群落的演替是一个群落取代另一个群落的过程,这个过程直到出现一个顶极群落才会中止。群落这种依次取代现象就叫演替。如:一块农田,如果人们不去耕耘和种植,任其自然发展,不用多久,就会长满各种野草。多年以后,农田又会发生变化,草本植物减少,各种灌木又繁茂地生长起来。再过若干年,一些高大的乔木也在这里生长起来,灌木又处于次要地位。经过漫长的时间,最终这块农田演变为一片森林。在不受外力的干扰情况下,它将成为一个非常稳定的森林群落,而不会被别的群落所取代,成为顶极群落。
2.群落的形成总是从没有生物生长的地段开始的,这种没有生物生长的地段称为裸地。裸地可分为原生裸地和次生裸地。前者指从来没有生物生长或虽曾有过植物生长,但被彻底消灭了,没有留下任何植物的传播体及原有植被影响下的土壤。后者指原来有植物生长,因植被遭受破坏后形成的裸地。这种裸地虽然没有植物生长,但原有的土壤条件没有被破坏或破坏不够严重,在土壤中还保留了植物的繁殖体,如种子、根、茎等。原有的植物繁殖体和残存的土壤条件在群落形成过程中将起一定的作用,故次生裸地上群落形成的速度比原生裸地快。次生演替过程的长短,主要决定于群落受干扰的强度和所持续的时间。例如,森林的次生演替取决于森林的利用方式,砍伐方式(择伐、皆伐)及其对林内优势树种的苗木、幼树和地被的破坏程度都为群落的演替造成了不同的条件,影响群落的复生和变化过程。在森林群落的演替过程中,动物群落的演替也是十分明显的。
3.群落内部环境的变化是由群落本身的生命活动造成的,与外界环境条件的改变没有直接的关系;有些情况下,是群落内物种生命活动的结果,为自己创造了不良的居住环境,使原来的群落解体,为其他植物的生存提供了有利条件,从而诱发演替。
4.外界环境条件如气候决定着群落的外貌和群落的分布,也影响到群落的结构和生产力。气候的变化,无论是长期的还是暂时的,都会成为演替的诱发因素。地表形态(地貌)的改变会使水分、热量等生态因子重新分配,转过来又影响到群落本身。土壤的理化特性对于置身于其中的植物、土壤动物和微生物的生活有密切的关系。火也是一个重要的诱发演替的因子。影响演替的外部环境条件并不限于上述几种,凡是与群落发育有关的直接或间接的生态因子都可成为演替的外部因素。
5.人类的活动对生物群落演替的影响远远超过其他所有的自然因子,因为人类社会活动通常是有意识、有目的地进行的,可以对自然环境中的生态关系起促进、抑制、改造和建设的作用。放火烧山、砍伐森林、开垦土地等,都可以使生物群落改变面貌。人还可以经营、抚育森林,管理草原,治理沙漠,使群落演替按照不司于自然发展的道路进行。人甚至还可以建立人工群落,将演替的方向和速度置于人为控制之下。
五、教后感:人类活动往往是有目的、有意识地进行的,可以对生物之间、人类与其他生物之间以及生物与环境之间的相互关系加以控制,甚至可以改造或重建起新的关系;人类可以砍伐森林、填湖造地、捕杀动物,也可以封山育林、治理沙漠、管理草原。人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。教育学生要尊重自然,热爱自然,而不是破坏自然。第2节
生物群落的构成
拓展阅读
一、植物群落
  每一种生物都是由许多个体组成的,占据一定地区的某个种的个体群叫种群,如某块山地上的马尾松种群,所以种群是种存在的形式。植物的几个种群共同群居在同一个生态区域中,就构成植物群落。整个地球表面上全部植物群落的总和叫植被,植物群落是构成植被的一个单元。一个树林、一片草原、一块荒漠都是一个群落。
  每个植物群落都具有一定的种类组成和外貌结构,各种植物彼此之间相互影响、密切联系并对环境作出共同反应,使整个群落构成一个有内在联系和共同规律的有机整体。我们可以从以下两个方面来观察和认识群落。
  1.群落的种类组成组成群落的植物种类具有多样性,每个群落都有它一定的植物种类名单,一般从赤道到两极,多样性逐渐减小。群落内各种生物的种群之间有复杂的生态联系,各自起不同的群落学作用。群落内,种的多度、密度、覆盖度和频度是群落内部物种的数量特征。如松林中,松树的个体数目(多度)最多,树冠覆盖地表面积(覆盖度)最大,在不同地点出现的次数(频度)最多,于是松的种群是松林中占优势、起支配作用的优势种,优势种在跟环境和跟其他种类的关系中达到了生态上的高度成功,它们是决定群落主要特性的植物种。任何一个植物群落都有它们自己的生物组成和优势的种群。
  2.群落的外貌结构植物在整个群落中分布不均匀,群落的外貌(外观)主要决定于优势植物种类的生活型(有相似的生态适应特征的种群,是不同科、属、种间的趋同适应现象)。常绿或落叶的乔木和灌木、一年生或多年生的草木、苔藓植物等都是属于不同的生活型。常绿针叶松树构成针叶林的外貌,它和落叶林或草原有显著的区别。
群落内部不同生活型的植物,在垂直和水平空间中的配置叫群落的结构。森林群落中,植物在垂直方向形成的分层现象叫垂直结构,通常划分为乔木层、灌木层、草本层和地被(苔藓)层四个基本结构层次,在各个基本层中又可按同化器官在空中排列的高度划分出亚层。如在某一林中,有一批乔木的平均高度是30米,就可以把树高27~33米范围中的乔木划为一个亚层,树高平均在20米左右的划为另一亚层。阳光射入森林后,绝大部分被乔木树冠摄取,越是底层的植被,摄取的阳光越少。射到灌木层的阳光大约只有10%,到达地面的阳光在1%以下,因此最底层的植物只能在微弱的阳光下进行光合作用。林地中的植物沿着水平方向分布成不同小群落的现象叫做水平结构,即在树冠下和林窗处,或因地面起伏的不同,分布着不同的植物种群,形成不同的小群落,如松树基部大量生长苔藓;树冠间隙生长一些灌木或草本。
  由此可见,任何植物群落都有其结构特征,了解群落结构,能从中得到启示,以便能够更合理地创造人为群落,改造自然群落。
二、我国植物群落的地理分布
我国位于欧亚大陆东南部,东南濒临太平洋,西北深处亚洲腹地,西南和南亚跟次大陆接壤,全国约有960万平方千米的疆域。由于受海洋季风影响的程度不同,在我国从东到西、从湿润到干旱,变化明显,依次分成三个大的植被区域:湿润森林区域、半干旱草原区域和干旱荒漠区域,呈现出和经度变化有密切关系的经度地带性。
  1.湿润森林区在这区域内,从最南部的南沙群岛到最北部的黑龙江,占据50多个纬度。从南往北气候由热渐冷,主要分布的森林植物群落有热带雨林、亚热带常绿阔叶林、温带落叶阔叶林和寒带针叶林,呈现出和纬度变化密切相关的纬度地带性。
  热带雨林热带雨林分布在赤道南北的热带界线以内,水、热条件充沛,全年平均温度是25~30℃,全年降雨量约2000~4000毫米。我国台湾南部、海南岛以及云南南部河口、西双版纳一带都属热带雨林区。我国雨林,一般林高40米以上,主要大乔木有梧桐科、无患子科、楝科、龙脑香料、桑科和豆科等。中下层分布的植物有茜草科、番荔枝科和棕榈科植物。草本层中大多是蕨类植物。
  亚热带常绿阔叶林
常绿阔叶林分布在热带以南和以北的中纬度地区,大约占南北纬度25~40℃之间。由于季节交替,四季温差较大,年平均温度约15~18℃,暖季有丰富的降水,冬季降水少。我国长江流域以及长江以南广大的亚热带地区都属常绿阔叶林区。这类森林的上层乔木常以壳斗科的青冈栎、栲树、石栎等为优势,樟科、茶科等植物也很普遍。下层常以杜鹃科、五加科、小檗科、蔷薇科、灰木科、木犀科、芸香科为多。地表的草本层分布着多种蕨类植物。
  温带落叶阔叶林这是温带地区在湿润的海洋性气候条件下生长的植物群落。分布区域的气候特点是四季分明,夏季炎热多雨,冬季寒冷干燥。我国的华北和东北的大部分地区都是典型的落叶阔叶林分布区域。它们以栎属植物为主,椴属、槭属、桦属、杨属等树种也很丰富,林下还分布许多灌木和草本植物。
  寒带针叶林针叶林几乎都分布在北半球高纬度地区。这些地区夏季温暖、冬季严寒,年降水量集中在夏季。我国的大兴安岭属于针叶林区,林区是主要由兴安落叶松组成纯林,是重要的木材资源。
  2.半干旱草原区和干旱荒漠区这两个区域主要分布在我国的温带内陆和西藏高原,从东向西,植物的群落分为温带草原、高寒草甸草原、温带荒漠和高寒荒漠。
  (1)温带草原草原地区属大陆性气候,雨量少且集中在夏季,冬季严寒且时间长。我国温带草原面积很大,包括东北平原、黄土高原、内蒙高原的东部等。草原以针茅属植物为主,它们密集低矮,中间混生较多的双子叶植物,如蒿、甘草、胡枝子、苜蓿等。草原是发展畜牧业的良好基地。
  (2)高寒草甸草原高寒草甸草原区海拔很高。冬季寒冷,夏季凉爽,我国青藏高原的中部和南部有大面积的高寒草甸草原。草甸特点是草层低矮,外貌结构单纯,常由特殊的高山植物组成,以莎草科的苔属和蒿草属占优势,中间散生多种双子叶和单子叶植物,植株矮小,花色美丽,草甸饲草质量高于草原,适于放牧。
  (3)温带荒漠本区域的气候极干旱,冷热变化剧烈,雨量稀少,风速大,沙暴多。我国有新疆的塔克拉玛干荒漠和准葛尔盆地荒漠,青海的柴达木盆地荒漠和内蒙西部荒漠。这些地区的植物主要有沙拐枣、琐琐树、白刺、柽柳、沙蓬等,它们有根深、叶小等特点,植株间相距很远,覆盖稀疏,构成疏林、疏灌丛。
  (4)高寒荒漠本区气候严寒、空气稀薄而干燥。我国西藏北部、新疆南部、帕米尔高原都属此区。植物种类少,分布极疏。
三、淡水养鱼中的混合放养 
我国的淡水鱼有七百多种,常见的有几十种,其中有些是优良的淡水鱼养殖品种,主要有鳙鱼、鲢鱼、草鱼、青鱼、鲫鱼和鲤鱼,其中鳙鱼、鲢鱼、草鱼和青鱼通常称为“四大家鱼”。这几种鱼的栖息水层和食性各不相同。鳙鱼和鲢鱼都生活在水的上层,鳙鱼的主要食物是浮游动物,如原生动物和水蚤;鲢鱼的主要食物是浮游植物,如矽藻和绿藻。草鱼主要生活在水的中层,以水草为食物。青鱼、鲫鱼、鲤鱼生活在水的底层,青鱼主要吃螺狮、蚬等软体动物,鲫鱼和鲤鱼是杂食性的。
根据鳙鱼、鲢鱼、草鱼、青鱼、鲫鱼等栖息水层和食性的不同,将它们混合放养在一个池塘里,叫做混合放养。进行混合放养,不但可以充分利用池塘水体的立体空间,全面而又合理地利用各种天然饵料,提高人工饲料的利用率,还可以发挥不同鱼类之间的互利作用,维持有利的生态环境,提供多品种的商品鱼,并达到高产的目的。
四、落交错区与边缘效应
群落交错区又称生态交错区或生态过渡带,是两个或多个群落之间(或生态地带之间)的过渡区域。如森林和草原之间有一森林草原地带,软海底与硬海底的两个海洋群落之间也存在过渡带,两个不同森林类型之间或两个草本群落之间也都存在交错区。此外,像城乡交接带、干湿交替带、水陆交接带、农牧交错带、沙漠边缘带等也都属于生态过渡带。群落交错区的形状与大小各不相同。过渡带有的宽,有的窄;有的是逐渐过渡的,有的变化突然。群落的边缘有的是持久性的,有的在不断变化。
群落交错区是一个交叉地带或种群竞争的紧张地带,发育完好的群落交错区,可包含相邻两个群落共有的物种以及群落交错区特有的物种,在这里,群落中物种的数目及一些种群的密度往往比相邻的群落大。群落交错区种的数目及一些种的密度有增大的趋势,这种现象称为边缘效应。这是因为群落交错区的环境条件比较复杂,能为不同生态类型的植物定居提供条件,从而为更多的动物提供食物、营巢和隐蔽条件。如我国大兴安岭森林边缘,具有呈狭带状分布的林缘草甸,每平方米的植物种数达30种以上,明显高于其内侧的森林群落与外侧的草原群落。美国伊利诺斯州森林内部的鸟仅登记14种,但在林缘地带达22种。一块草甸在耕作前100英亩面积上有48对鸟,而在草甸中进行条带状耕作后增加到93对。W.J.Beecher(1942)曾用一定面积的鸟巢数来说明边缘效应。还有人利用增加群落交错区数量或边缘长度以增加边缘效应,提高野生动物产量。但值得注意的是,群落交错区物种的密度的增加并非是个普遍的规律,事实上,许多物种的出现恰恰相反,例如在森林边缘交错区,树木的密度明显地比群落里要小。
1987年1月,在巴黎召开的一次国际会议上对群落交错区的定义是:“相邻生态系统之间的过渡带,其特征是由相邻生态系统之间相互作用的空间、时间及强度所决定的”。
目前,人类活动正在大范围地改变着自然环境,形成许多交错带,如城市的发展、工矿的建设、土地的开发均使原有景观的界面发生变化。这些新的交错带可看做半渗透界面,它可以控制不同系统之间能量、物质与信息的流通。因此,有人提出要重点研究生态系统边界对生物多样性、能流、物质流及信息流的影响,生态交错带对全球性气候、土地利用、污染物的反应及敏感性,以及在变化的环境中怎样对生态交错带加以管理。联合国环境问题科学委员会甚至制订了一项专门研究生态交错带的研究计划。