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第2章 第1节
人教版 选择性必修2
稻田中生活着多种底栖动物。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。
问题探讨
讨论
1.河蟹与底栖动物(如螺类)的关系是怎样的
稻田中的河蟹
捕食关系、种间竞争
稻田中生活着多种底栖动物。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。
问题探讨
讨论
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
稻田中的河蟹
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。
一、群落
1.概念
相同时间聚集在　 　　　中　 　　　种群的　 　。
一定地域
各种生物
集合
1.下列描述属于群落的是( )
A.一个池塘中的全部鱼类
B.一片森林中的各种生物以及阳光和土壤等
C.一片草地上的全部动植物
D.菜市场的各种动物和蔬菜等全部生物
E.一座山上的各种植物、动物、真菌等全部生物
随堂练习
In-class practice
E
各种生物：包括全部的生物，即所有的植物、动物、微生物。
集合：不是各种生物种群的简单聚集，而是依靠复杂的种间关系使各种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。
一、群落
2.科学方法
种群密度
直接影响
间接影响
最基本
特征
“S”形增长
迁出率
出生率
死亡率
种群的数量特征
及其变化规律
其他特征
年龄
结构
性别
比例
数量
特征
数量
变化
迁入率
“J”形增长
波动
下降
生物因素
非生物因素
影响因素
视角决定问题——以群落和种群研究为例
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？
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
不同的视角研究，问题也是不同的！
视角决定问题——以群落和种群研究为例
2.科学方法
二、物种组成
▲ 新疆北部的针叶林
▲ 福建武夷山的常绿阔叶林
下图所示的两个森林群落，请从物种组成上说出二者的主要差别
区别不同群落的重要特征，决定群落性质最重要的因素。
二、物种组成
1.丰富度
一个群落中的　 　　　，称为丰富度。
物种数目
我国从北方到南方群落的变化
北极冻原
温带落叶阔叶林
亚寒带常绿针叶林
亚热带常绿阔叶林
热带雨林
注意：越靠近热带地区，单位面积内的物种越_______。
丰富
2.优势种
二、物种组成
在群落中，有些物种不仅数量很多，它们对群落中其他物种的影响也很大，往往占据优势。
森林群落中的枫树
3.常见种：
芒箕
群落中比较常见，但对其他物种的影响不大
某草原上有羊草、羽茅、糙隐子草、麻花头等，为了研究放牧强度与草原植物多样性的关系，研究将草原划分为不同区域进行研究，两年后的结果如表所示：
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
1.分析资料，一个群落的优势种和物种丰富度是固定不变的吗？
『思考 讨论』
不是，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。
某草原上有羊草、羽茅、糙隐子草、麻花头等，为了研究放牧强度与草原植物多样性的关系，研究将草原划分为不同区域进行研究，两年后的结果如表所示：
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
2.哪种强度的放牧更有利于增加草原的物种丰富度？为什么？
『思考 讨论』
轻度放牧强度下，物种丰富度最高。适度放牧可避免一种或少数几种牧草在草原生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的成长腾出空间。
某草原上有羊草、羽茅、糙隐子草、麻花头等，为了研究放牧强度与草原植物多样性的关系，研究将草原划分为不同区域进行研究，两年后的结果如表所示：
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
3.这给畜牧业生产有什么启示？
『思考 讨论』
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。
一个群落中的物种不论多少，都不是随机的简单集合，
而是通过复杂的种间关系，形成一个有机的整体。
二
种间关系
还记得它们之间的关系吗？
种间竞争
捕食
二
种间关系
三、种间关系
1.原始合作（互惠）
稻田为河蟹提供遮蔽活动空间和丰富的天然饵料，河蟹为稻田中耕松土、除虫、除草，且它们在田间的活动能促进水稻充分吸收养料。
两种生物共同生活在一起，双方都 ，但分开后各自 。
受益
也能独立生活
三、种间关系
2.互利共生
两种生物长期共同生活在一起，相互依存，彼此有利。
豆科植物与根瘤菌之间：豆科植物可以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。
豆科植物
根瘤菌
提供有机养料
提供含氮有机物
三、种间关系
2.互利共生
两种生物长期共同生活在一起，相互依存，彼此有利。
地衣是真菌和藻类的共生体，通常也是发生在裸地上的演替最早出现的先锋生物；同时地衣对环境污染特别敏感，可以作为环境污染指示剂。
真菌
藻类
提供水、CO2、无机盐
通过光合作用提供有机养料
海葵和寄居蟹
豆科植物和根瘤菌
原始合作 互利共生
不同点
相同点 共同生活在一起时，双方都收益
各自能独立生活
一般不能独立生存
3.捕食
一种生物以另一种生物为食的现象。
螳螂：母吃公是捕食关系吗？
乌鱼吃掉部分子代，保证优势存活
3.捕食
一种生物以另一种生物为食的现象。
四、种间关系
4.寄生
一种生物从另一种生物(宿主）的________、_______或________________中___________并通常对宿主_________的现象。
体液
组织
已消化的物质
获取营养
产生危害
寄主受害，寄生者受益，分开对寄生者不利。
①概念
②特点
菟丝子与豆科植物
噬菌体与细菌
蛔虫与人体
蚊子与人体
③类型
体内寄生
1
体表寄生
2
5.种间竞争
两种或更多种生物共同利用同样的有限资源和空间而产生的相互排斥的现象。
竞争能力相当
竞争能力弱的出现死亡
大草履虫
带状草履虫
双小核草履虫
竞争能力相当型
竞争能力悬殊
若用箭头、圆圈(直径越大表示数目和能量越多)和字母表示不同物种之间的营养关系(即物种之间的物质和能量流动)。则原始合作，互利共生关系中的营养关系可以如何表示？
种间竞争
(体表)寄生
捕食
(体内)寄生
互利共生
原始合作
时间
个体数
生物A
生物B
时间
个体数
生物A
生物B
个体数
生物A
生物B
时间
时间
个体数
生物A
生物B
个体数
生物A
生物B
时间
种间竞争
（你死我活型）
种间竞争（此消彼长型）
捕食
互利共生或原始合作
寄生
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。
资料1： 红尾鸲和鹟都捕食飞虫，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，那么无论是红尾鸲还是鹟，它们觅食生境的范围都比共存时更大。
讨论1：红尾鸲和鹟的种间竞争对两个种群的分布有什么影响？
思考 讨论：分析种间关系对群落的影响
鹟
蓝额红尾鸲
资料2：某地海边潮间带分布着海星、藤壶、贻贝、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16m2的实验样地中，人为去除该样地中的所有海星，几个月后，藤壶在该样地中占据优势，数量最多；再经过一段时间，贻贝成为最终占优势的物种。
讨论2：资料2说明捕食、种间竞争在群落中是怎样相互联系的？
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
思考 讨论：分析种间关系对群落的影响
思考 讨论：分析种间关系对群落的影响
讨论3：除了种间关系，还有哪些影响群落的因素呢？
影响群落的因素
自然因素
人为因素
生物因素：种间关系、种内竞争
非生物因素：光照、温度、水、无机盐等
4.甲、乙、丙是食性相同、不同种的蝌蚪，三者之间无捕食关系。某研究小组在4个条件相同的人工池塘中各放入1200只蝌蚪（甲、乙、丙各400只）和数量不等的同种捕食者，一段时间后，各池塘中3种蝌蚪的存活率如下表所示。下列推测不合理的是（ ）
随堂练习
In-class practice
池塘编号 捕食者数量/只 蝌蚪存活率/% 甲 乙 丙
1 0 87 7 40
2 2 58 30 25
3 4 42 32 11
4 8 32 37 10
A.捕食者主要捕食甲和丙
B.蝌蚪的种间竞争结果可能受捕食者影响
C.无捕食者时蝌蚪的种间竞争可能导致乙消失
D.随着捕食者数量增加，乙可获得的资源减少
D
四、群落的空间结构
群落的空间结构包括垂直结构和水平结构等。
1.垂直结构
“不同物种”在垂直方向上呈现“分层现象”。
植物形成垂直分层的原因：
地上部分：光照（主）、温度等；
地下部分：水分、无机盐等
意义：
提高了群落对各种环境资源（尤其是光）的利用率。
四、群落的空间结构
1.垂直结构
“不同物种”在垂直方向上呈现“分层现象”。
动物形成垂直分层的原因：
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，体现的是同种生物高度的不一致。种群不具有垂直结构。
不是。
2.如图a、b、c分别代表的是-200~3800m的海拔高度内，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。据此判断下列选项正确的是( )
A.在-200~3800范围内，不同区域内植物的种类出现了很大的差异，温度是影响分布的生态因素
B.a处不同高度的山坡上分布着不同的植物类群，这说明群落具有垂直结构
C.b、c两处的植物在垂直方向上都具有明显的分层现象，这说明群落具有垂直结构
D.影响b处植物出现明显分层现象的主要因素是水分
C
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。
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
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。
有些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；
覆盆子
樱桃
桃
李
另一些种类的植物则在夏季达到生命活动的高峰,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。
桑葚
西瓜
猕猴桃
芒果
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冬眠
有些动物如非洲肺鱼、箭猪等动物则在炎热的夏季进入夏眠。
迁徙
旱獭冬眠
非洲肺鱼夏眠
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。
生态位
研究动物的生态位：该动物的栖息地、食物、天敌、与其他物种的关系等。
研究植物的生态位：该植物在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征、与其他物种的关系等。
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
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。
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。
鹤鹬
绿头鸭
绿翅鸭
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，②绿头鸭主要选择生境1；
青脚鹬的觅食生境范围更宽。
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。
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。
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
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。
思考·讨论
分析当地自然群落中某种生物的生态位
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
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：与鹤鹬存在明显的种间竞争、与绿翅鸭、绿头鸭存在种间竞争
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。（P28）
(二）生态位
3.与社会的联系
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。
①鱼类的混合培养(P28)
上层水：鲢鱼（浮游植物）
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。
中上层：鳙鱼（浮游动物和浮游植物）
中下层：草鱼（水草）
中下层：青鱼（水底的螺、蚌以及水生昆虫）
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？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？
五、研究土壤中小动物类群的丰富度
蜈蚣
鼠妇
马陆
蚯蚓
许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小。因此不适于用样方法和标记重捕法调查。
大部分土壤小动物营腐生生活，对动植物遗体的分解起着重要的辅助作用。并且具趋湿、避光、避高温的习性。
1.土壤小动物的种类及功能
2.调查方法
五、研究土壤中小动物类群的丰富度
（取样器取样法）
即用捕捉器(采集罐、吸虫器)进行取样，通过调查样本中小动物种类和数量来推测某一区域内土壤动物的丰富度。
3.实验步骤
五、研究土壤中小动物类群的丰富度
准备
采集小动物
取样
制备取样器
记录调查地点情况
诱虫器采集法
简易采集法
户外
取样器取样
【采集方法】
五、研究土壤中小动物类群的丰富度
诱虫器采集法
利用土壤小动物避光(趋暗)、避高温和趋湿的特点。
将土壤动物杀死固定，防止腐烂。
酒精
土壤
为了使空气流通，土壤与花盆壁之间要留一定的空隙。
思考1.如果需保证小动物生活状态应将酒精换成什么？
湿棉花
【采集方法】
五、研究土壤中小动物类群的丰富度
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。
纱布
防止将土壤小动物吸走，将其收集在试管中。
3.实验步骤
五、研究土壤中小动物类群的丰富度
准备
采集小动物
取样
观察分类
统计分析
制备取样器
记录调查地点情况
诱虫器采集法
简易采集法
记名计算法
目测估计法
户外
实验室
放大镜
体视显微镜
取样器取样
五、研究土壤中小动物类群的丰富度
【统计方法】
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。
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：“非常多、多、较多、较少、少、很少”等等。
记名计算法
目测计算法
立体农业P32（重点）
1、原理：充分利用群落的空间结构和季节性；
2、实例：
（1）板栗——茶树结构
（2）稻-鱼-蛙结构
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课题名称 2.1 群落的结构（2课时） 课堂类型： 新课 □复习课 □习题课 □实验课 □试卷讲评课 □其他：
学习者 分析 本节课的授课对象为次重班高二（6）班的学生，学生在前面已经学习了种群层面的的知识点，本节内容是进入群落层面的第一节，也是引导学生从种群向更高层次过度的一节内容，因此教师要着重引导学生分析不同问题的视角，培养思维能力。关于群落的结构知识点较多，结合图片和学生的生活经验可更好地达到教学效果。
教学目标 说出群落水平研究的问题，认同探究视角的重要性，尝试从不同视角提出新问题； 分析群落内的物种组成、种间关系和空间结构等，说明群落是物种通过复杂的种间关系形成的有机整体； 通过分析当地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； 尝试运用取样调查的方法研究土壤中小动物类群的丰富度。
教学重点 群落的物种组成和种间关系； 群落的空间结构。 落实教学重点的方法： 板书、图片和生活经验激发学生学习兴趣
教学难点 群落的结构特征和生态位； 实施土壤中小动物类群的丰富度的研究活动。 突破教学难点的方法： 板书、具体数据分析、播放视频
教学资源 选择 教师用书、教材、题单、天天练 技术手段的使用： 电子白板、板书、多媒体
课时： 2
核心问题 不同群落在物种组成上有哪些差别？群落为什么能形成有机整体？ 群落的空间结构是怎样的？ 生态位分化对于群落和物种有什么意义？
教学过程设计
问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图
回顾旧知，导入新课 通过前面的学习我们学习了种群及其动态变化，主要从种群的数量特征这一角度进行剖析种群，但是生活在同一区域的不可能只有一个种群，不同种群之间也不会是孤立的，而是间接或直接地联系着，共同构成比种群更高的系统，即群落。 我们以问题探讨中的例子进行分析，稻田中生活着多种底栖动物，比如大脐圆扁螺、中国圆田螺、苏氏尾鳃蚓、羽瑶蚊的幼虫等。在稻田中饲养中华绒螯蟹，也就是我们常说的河蟹，由于河蟹喜食底栖动物和杂草，底栖动物和杂草的数量都会减少，同时，河蟹的爬行能松动田泥的作用，因而有利于水稻的生长。在这个实例中： Q1：河蟹与底栖动物的关系是怎样的？——捕食，也有种间竞争（杂草） Q2：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？——底栖动物减少，以水稻为食的其他动物增加。 如果我们把稻田中的全部生物作为一个生命系统来研究，那么这个稻田中的每个种群都属于系统的组分。我们把这样的整体称为群落： 群落指的是：在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合，称为生物群落，简称群落。 回顾旧知，将前面所学知识点与本章内容进行联系。 思考并回答问题探讨部分的问题，引导学生主动思考不同种群之间的相互联系和作用。
问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图
群落水平上研究的问题与种群水平上研究的问题有什么不同？ 前面我们学习种群的时候，研究重点在于种群的数量动态，包括种群的数量特征，如种群密度、出生率死亡率、迁入率迁出率、年龄结构和性别比例等，还学习了种群数量的变化以及影响种群数量变化的因素。在群落水平上我们可以研究些什么呢？ Q1：怎么样才算一个群落呢？群落的边界和范围是什么？ Q2：这个群落是由该区域所有种群构成的，那有多少种群呢？这些种群中肯定有生活得最好的，也就是哪些种群占优势呢？ Q3：既然一个群落中的种群有的占优势有的占劣势，那就说明每个种群在群落里占据的位置是不一样的？ Q4：比如刚刚稻田中，河蟹和底栖动物就属于不同的种群，但是它们之间是有相互作用的，因此我们还可以研究群落中各个种群之间的相互关系是怎样的？ Q5：在这个群落中，各个种群分布的位置不一样，每个种群都占据了一定的空间，所以我们还可以群落具有怎样的空间结构？ Q6：一个群落不一定永远保持这个样子，比如退耕的农田有可能变成草原或长出乔木等，这就涉及到群落的演替。 由此可看出，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进行研究，我们又会发现新的问题，获得新的认识。 通过回顾种群水平研究的问题迁移到群落水平，培养学生发现问题分析研究对象实质的视野。
问题情境 教学活动设计 （学习活动设计） 设计意图
群落中有多少种群？哪些种群占优势？ 教师展示两幅森林群落的图片，提问有何不同？ 很明显能够看出两个群落的物种组成不一样，因此我们在认识一个群落的时候，首先就是要分析该群落的物种组成。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。 这两个森林群落的物种组成不同，物种的数目也不一样。我们把一个群落中的物种数目，称为物种丰富度。科学家研究了我国从东北到海南的森林群落，发现越靠近热带地区，单位面积内的物种越丰富。 在群落中，有些物种不仅数量很多，它们对群落中其他物种的影响也很大，往往占据优势，我们将其称为优势种，比如森林群落中的枫树；但是在森林群落中芒箕也有大量分布，但是它对于其他物种没什么影响，我们把这种数量较多，但是影响不大的称为常见种。 在我国东北部的某草原上有羊草、羽茅、糙隐子草、麻花头等，为了研究放牧强度与草原植物多样性的关系，研究将草原划分为不同区域进行研究，两年后的结果如表所示： 1.分析资料，一个群落的优势种和物种丰富度是固定不变的吗？——不是，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。 2.哪种强度的放牧更有利于增加草原的物种丰富度？为什么？——轻度放牧强度下，物种丰富度最高。适度放牧可避免一种或少数几种牧草在草原生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的成长腾出空间。 3.这给畜牧业生产有什么启示？——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。 图片、生活经验激发学生的学习兴趣。
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群落中各个种群之间的相互关系是怎样的？ 一个群落不管它的丰富度高还是低，都不是随机的简单集合，而是通过复杂的种间关系，形成一个有机的整体。教师展示双核小草履虫和大草履虫以及猞猁雪兔的图片，提问你还记得它们之间的关系吗？——种间竞争和捕食。 这些不同种群之间的相互关系我们称为种间关系，种间关系除了种间竞争和捕食以外，还有原始合作（互惠）、互利共生、寄生等。我们一一进行学习。 （一）原始合作 稻田为河蟹提供遮蔽活动空间和丰富的天然饵料，河蟹为稻田中耕松土、除虫、除草，且它们在田间的活动能促进水稻充分吸收养料。像水稻和河蟹之间这种关系我们称为原始合作，也称为互惠。 原始合作指的是两种生物共同生活在一起时，双方都受益，但分开后，各自也能独立生活。这种关系没有发展到“相互依存”。 除此以外，比如海葵和寄居蟹也属于原始合作的关系，海葵固着于寄居蟹的螺壳上，寄居蟹的活动，可以使海葵更有效地捕食；海葵则用有毒的刺细胞为寄居蟹提供保护。 互利共生 豆科植物与根瘤菌之间：豆科植物可以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。 由此可看出豆科植物和根瘤菌之间是一种相互依存的关系，我们把这种关系称为互利共生，指的是：两种生物长期共同生活在一起，相互依存，彼此有利。 除此以外，地衣也是互利共生的实例，它是真菌和藻类的共生体，通常也是发生在裸地上的演替最早出现的先锋生物；同时地衣对环境污染特别敏感，可以作为环境污染指示剂。真菌可以为藻类提供提供水、CO2、无机盐，而藻类可以通过光合作用为真菌提供有机养料。 捕食 捕食指的是一种生物以另一种生物为食的现象。比如狮子捕食斑马、羊吃草等，一般来说，螳螂在交配完以后，母螳螂会由于体力不支吃掉公螳螂，这属于捕食关系吗？——不满足不同物种的概念特点，这是同一物种之间的关系。 寄生 寄生指的是一种生物从另一种（宿主）的体液、组织或已消化的物质中获取营养并通常对宿主产生危害的现象。寄主受害，寄生者受益，分开对寄生者不利。寄生包括体内寄生和体表寄生。 （五）种间竞争 指的是两种或更多种生物共同利用同样的有限资源和空间而产生的相互排斥的现象。 高斯在用双小核草履虫、大草履虫的基础上，还研究了带状草履虫，发现单独培养时三者都是呈S型增长，其中双小核草履虫和大草履虫混合培养出现双小核草履虫死亡的现象，而双小核草履虫和带状草履虫混合培养时二者能够共存，只不过数量上和单独培养时有差异。因此，种间竞争也分竞争能力相当和竞争能力悬殊两种不同的情况。比较形象的比喻就是你死我活型。 原始合作：表示A物种和B物种存在着物质和能量流动上的关系，而且A可以给B提供，B也可以给A提供，A和B都可以单独生存，因此表示原始合作。 B向A提供能量和物质，那就要么是捕食或者寄生了，再看一下后面的几幅图就可以看出应该表示体内寄生。 如果横坐标用时间表示，纵坐标用种群的个体数量来表示，我们来分析一下不同种间关系的曲线图是怎样的？ 【寄生一般不会导致宿主死亡】 结合刚刚所学的内容我们可以更好地回答思考讨论部分的问题： 『资料1』红尾鸲和鹟都捕食飞虫，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。 『资料2』某地海边潮间带分布着海星、藤壶、贻贝、帽贝、石鳖等动物，海星可以捕食该种群中的其他四种动物，其他四种动物之间无捕食关系。在一个16m2的实验样地中，人为去除该地区的所有海星，几个月后，藤壶在该实验样地中占据优势，数量最多；再多一段时间，贻贝成为最终占优势的物种。 2.资料2说明捕食、种间竞争在群落中是怎样相互联系的？——捕食会影响自然群落中不同物种之间的种间竞争的强弱，进而调节物种的种群密度。 3.除了种间关系，还有哪些影响群落的因素呢？——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。 不管是细胞层面还是系统层面，生命系统的各层次都是各种成分相互联系相互作用的，从该角度分析群落中的成分学生便可思考各成分之间的相互作用即种间关系。 呈现考试中对种间关系常见的考查形式，达到讲练结合，促进吸收。 结合教材中思考讨论给出的材料和问题可以加深学生对各种间关系的理解。
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群落具有怎样的空间结构？ 在一个群落中，这些不同的生物种群都有各自的分布空间对吧，这就使得群落形成了一定的空间结构，群落的空间结构包括垂直结构和水平结构等。 垂直结构 垂直结构指的是在垂直方向上，大多数群落都具有明显的分层现象。比如：森林群落中从上到下分别有乔木、灌木和草本植物，这就形成了森林群落的垂直结构。湖泊群落中也存在着垂直结构，比如湖泊中我们将其分为了挺水层、浮水层和沉水层等。 决定植物地上分层的主要因素是光照，除此以外还有温度等，决定植物地下分层的环境因素则是水分、无机盐等。 群落中植物的分层也为动物分层提供了条件，比如森林中也有许多鸟类，虽然这些鸟类可以大多可以同时利用几个不同的层次，但是每一种鸟都有一个自己经常活动的层次，比如林冠层栖息黄鹂等，中层栖息着啄木鸟，林下层则栖息着画眉等，对于动物来说形成垂直结构的原因主要是食物和栖息空间的不同。 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，体现的是同种生物高度的不一致。种群不具有垂直结构。 水平结构 水平结构群落的结构特征不仅表现在垂直方向上，也表现在水平方向上。例如，某草地在水平方向上，由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同，以及人与动物的影响等因素，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。 比如： 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土壤湿度。 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光照强度。 结合图片和生活经验引导学生分析群落的空间结构。
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群落的季节性和生态位指的是什么？ 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。这就是群落的季节性。 比如：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达到生命活动的高峰，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。大多数典型的草原鸟类和高鼻羚羊等有蹄类动物，在冬季都会前往南方，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冬眠，有些动物则在炎热的夏季进入夏眠。 结合前面所学的内容，我们知道在群落中不同物种各自生活在一定的空间范围内，利用特定的资源，有的甚至只在特定时间段出现，比如蝙蝠只在夜间活动，它们在群落中所起的作用以及与其他物种的关系也有差别。由此可见，每个物种都有自己在群落中的地位或作用。 我们把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。称为生态位。 一般来说，研究动物的生态位，通常研究该动物的栖息地、食物、天敌、与其他物种的关系等。 研究植物的生态位：该植物在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征、与其他物种的关系等。 我们通过具体的资料来分析生态位的内涵： 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。 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， 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。 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，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。 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， 与绿头鸭也是，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，绿翅鸭与鹤鹬都吃贝类。 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。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：与鹤鹬存在明显的种间竞争、与绿翅鸭、绿头鸭存在种间竞争 基于以上，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。 生态位的应用其实早在我国明代就已经开始被运用，比如书本上28页与社会的联系中的的四大家鱼混养，其实就是利用了他们在池塘中占据着不同的生态位。青鱼栖息在水体的中下层，靠近下层，以水底的螺、蚌及水生昆虫等为食；草鱼栖息在水体的中下层或水草多的地方，主要以水草为食；鳙鱼又叫胖头鱼，生活在水体的中上层，主要以浮游动物为食，也食用部分浮游植物；鲢鱼主要以浮游植物为食，生活在水体的上层。 『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。当地居民为了提高这种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。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】该题提出的四种解释，都有一定道理。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，湖泊中一般生活有多种生物、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落结构，最终影响鲈鱼的种群数量。 作出推测后，应深人调查该湖泊中的物种组成及其相互关系。尤其是与短吻鳄、鲈鱼存在紧密联系的物种，看看它们的种群数量发生了哪些变化，从而作出进一步的判别。要判断A、B、D的解释是否合理，也需要做更多调查。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带来了哪些影响，人类对鲈鱼的捕捞情况是怎样的，等等。 放大研究视角会发现群落也有一定的规律性，培养学生看待问题要放宽视角。 通过具体数据引导学生分析生态位的含义。 培养学生分析问题的思维能力，主要培养学生能够结合给出的结果和现象进行原因推理。
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研究土壤中小动物类群的丰富度 我们以调查土壤中小动物的物种丰富度为例尝试理解并掌握调查研究群落中物种丰富度的简要方法。 我们都知道土壤中有许多小动物，大部分土壤小动物营腐生生活，对动植物遗体的分解起着重要的辅助作用。并且具趋湿、避光、避高温的习性。 许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小。因此不适于用样方法和标记重捕法调查。而且本实验的研究对象和调查种群密度又不太一样，种群密度只是针对一种生物的数量进行调查对吧，而现在我们是要调查土壤中有多少种小动物，即调查小动物类群的丰富度，因此需要用另一种方法。 同样地，我们不可能把土壤全部翻出来进行调查，只能通过取样调查的方法进行。我们此时可以用取样器取样法进行调查。取样器取样法通俗来讲就是即用捕捉器(采集罐、吸虫器)进行取样，通过调查样本中小动物种类和数量来推测某一区域内土壤动物的丰富度。 我们一起来看一下具体的实验操作应该怎么做吧： 准备：制作取样器，我们一般用易拉罐切除上面一部分就是一个简单的取样器，同时记录一下调查环境的情况； 取样：取样的方法就是取样器取样法，但要注意的是在取样的时候要把土壤表层的落叶轻轻拨开，然后把易拉罐旋进土壤； 采集小动物：现在土壤样品已经取出来了对吧，那么我们要调查的土壤小动物就在这堆土壤里面，我们现在要做的就是把小动物采集出来，采集小动物有两种方法：一种是诱虫器采集法，展示诱虫器的示意图，该方法主要利用土壤小动物避光(趋暗)、避高温和趋湿的特点。在去底的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，土壤和花盆壁之间留出一定的空隙，然后将花盆放在诱虫器上，打开电灯，由于土壤小动物具有避光即趋黑暗，避高温和趋湿的特点，这些小动物全都往下面跑，就会漏到下面的酒精中，酒精的作用就是将土壤动物杀死固定，防止腐烂。 除此以外，我们还可以用简易采集法，就是直接将土壤倒出来用解剖针找到小动物给它抓出来放进酒精中，体型较小的则可以用吸虫器采集。 观察和分类：此时我们已经将所有的土壤小动物分离采集出来，由于不止一两种，那就需要观察分类便于后面的统计，有的小动物可能肉眼不好观察还需要借助放大镜或者体视显微镜。 统计和分析：最后一步就是统计有丰富度了，丰富度的统计方法有两种，一种是记名计算法，如果小动物的个体较大，种群数量有限的物种，我们可以直接一个个去数，还有一种是目测估计法，如果这种小动物体积较小，数量又比较多，我们直接目测估计即可，然后用非常多、多、较多、较少、很少等进行表示。 由于教学时间和条件的有限，通过播放视频加深学生对该实验的理解。

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