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第37讲 群落的结构、群落的演替
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1.概述群落中的种间关系及群落的空间结构。 2.简述生态位的概念、内容、形成原因及其意义。 3.阐明一个群落代替另一个群落的过程，包括初生演替和次生演替两种类型。 4.分析不同群落中的生物具有与该群落环境相适应的形态结构、生理特征和分布特点。 1.群落的结构特征Ⅰ 2.群落的演替Ⅰ 3.实验：土壤中动物类群丰富的研究 1.生命观念——结构与功能观：群落属于生命系统，具有物种组成、种间关系、空间结构、季节性、生态位等特征，群落可以发生演替
2.科学思维——比较与分类：比较各种种间关系的不同特点，并用数学模型表示
3.科学探究——制定并实施方案：用取样器取样阀调查土壤中动物类群丰富度
情景1：可可西里是我国野生动物资源最为丰富的自然保护区之一，但可可西里植物相对简单，且植株低矮，大致分为两层，草本层和灌木层。常见的植物有美丽风毛菊、弱小火绒草、唐古特红景天、藏菠萝花和雪莲花等。
可可西里所有的野生动植物构成群落吗？ 如何区分它与热带雨林群落，尝试用概念图表示(联系教材22页科学方法)？
可可西里植物的分层主要取决于？动物是否有分层现象？他们之间有何关联？
考点一 群落的结构
在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合
1.群落的概念
下列属于生物群落的是（ ）
A.一个湖泊中的各种鱼类
B.一片草地上的各种杂草、昆虫
C.一座高山上各种动物、植物和微生物
D.一片森林中的各种生物以及阳光和土壤等
E.浅海中的鱼类、节肢动物、海藻等生活在一起
F.一片草地上的各种杂草等植物和兔、鼠、昆虫等动物以及各种蘑菇等全部生物
G.一根枯木上的植物、细菌、真菌、腐生动物等全部生物
C F G
群落水平上研究的问题
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
物种组成
考点一 群落的结构
3.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。
不同群落丰富度不同，一般越靠近热带地区，单位面积内的物种越丰富。
不同物种在群落中的地位不同。数量多，且对群落中其他物种的影响很大的物种称为优势种。
群落中的物种组成不是固定不变的，而是会随时间和环境的变化而变化。
物种丰富度，即一个群落中的物种数目。
不同群落丰富度不同，一般越靠近热带地区，单位面积内的物种越丰富。
不同物种在群落中的地位不同。数量多，且对群落中其他物种的影响很大的物种称为优势种。
群落中的物种组成不是固定不变的，而是会随时间和环境的变化而变化。
种内互助、种内竞争
种内关系
种间关系
生物间的关系
原始合作
互利共生
捕食
种间竞争
寄生
4.种间关系
两种生物生活在一起时, 对双方都有利,两者分开以后都能够独立生活。
一种生物以另一种生物为食
两种生物长期共同生活在一起，相互依存，彼此有利。
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想象。
一种生物从另一种生物（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。
4.群落的空间结构
群落中，各个生物种群分别占据不同的空间，使群落形成一定的空间结构。
使生物群落充分利用自然资源
群
落
的
空
间
结
构
类型
意义
垂直结构
水平结构
分层现象
镶嵌分布
影响因素：
植物：阳光
动物：栖息空间和食物条件
地形、土壤湿度和盐碱度、光照强度、植物自身生长特点、人和动物的影响
6.群落的季节性与生态位
由于阳光、温度和水分等随季节而变化，群落的外貌和结构会之发生有规律的变化。
群落的季节性实例
实例：群落在春季和夏季的物种组成和空间结构会发生改变，迁徙，冬眠，夏眠等
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
内容
意义
动物
植物
栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系
区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征，以及与其他物种的关系
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，称为这个物种的生态位。
6.群落的季节性与生态位
群落的特征
群落的结构要点聚焦
1.什么是群落？群落主要研究那些内容？
2.不同群落在物种组成上有哪些差别？什么是丰富度？什么是优势种？
3.不同物种之间的种间关系有哪些？有什么特点？
4.群落的空间结构是怎样的？分别有什么特点？有什么意义？
5.群落的季节性有哪些例子？
6.什么是生态位？动物动植物的生态位分别研究什么？生态位的分化对于群落和物种有什么意义？
【例4】(2022.广东卷)荔枝是广东特色农产品，其产量和品质一直是果农关注的问题。荔枝园A采用常规管理，果农使用化肥、杀虫剂和除草剂等进行管理，林下几乎没有植被，荔枝产量高；荔枝园B与荔枝园A面积相近，但不进行人工管理，林下植被丰富，荔枝产量低。研究者调查了这两个荔枝园中的节肢动物种类、个体数量及其中害虫、天敌的比例，结果见下表。
(1)除了样方法，研究者还利用一些昆虫有__________性，采用了灯光诱捕法进行取样。
(2)与荔枝园A相比，荔枝园B的节肢动物物种丰富度__________，可能的原因是林下丰富的植被为节肢动物提供了________________，有利于其生存。
(3)与荔枝园B相比，荔枝园A的害虫和天敌的数量_______，根据其管理方式分析，主要原因可能是 。
(4)使用除草剂清除荔枝园A的杂草是为了避免杂草竞争土壤养分，但形成了单层群落结构，使节肢动物物种多样性降低。试根据群落结构及种间关系原理，设计一个生态荔枝园简单种植方案（要求：不用氮肥和除草剂、少用杀虫剂，具有复层群落结构），并简要说明设计依据 。
趋光/向光
较高/较大
食物条件和栖息空间
较少
杀虫剂杀死了害虫，杀虫剂杀死了天敌
林下种植（1分）豆科草本植物（1分）
依据（3分）：豆科植物能够固氮（1分），不用氮肥；豆科植物覆盖，竞争排除杂草（1分），不用除草剂；豆科植物为节肢动物提供生存条件，增加天敌比例（1分），少用杀虫剂。
1.潮间带常见的滨螺是捕食者，捕食多种藻类，尤其喜食小型绿藻，如潮间带的优势种——浒苔。下图表示藻类种数与滨螺密度的关系，下列叙述错误的是
A.海洋群落的丰富度就是指海洋中藻类的种类数
B.滨螺密度在225个/m2左右时藻类的种数最大
C.图中显示滨螺的适度捕食提高了藻类的物种多
　样性
D.藻类种数增加可能与滨螺控制优势种浒苔数量
　有关
A
源于选择性必修2 P29“练习与应用”：试分析群落中存在捕食者的生态意义：
捕食者往往捕食个体数量较多的物种，可以为其他物种腾出生存空间，有利于维持物种丰富度，同时，捕食者吃掉的大多数是被捕食者中老弱病残的个体，客观上促进了被捕食者种群的发展
种间竞争导致两个种群的分布范围缩小，甚至错开。
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。
源于选择性必修2 P25“思考与讨论”：分析种间关系对群落的影响
1.(2021·山东，10)某种螺可以捕食多种藻类，但捕食喜好不同。L、M两玻璃缸中均加入相等数量的甲、乙、丙三种藻，L中不放螺，M中放入100只螺。一段时间后，将M中的螺全部移入L中，并开始统计L、M中的藻类数量，结果如图所示。实验期间螺数量不变，下列说法正确的是
A.螺捕食藻类的喜好为甲藻>乙藻>丙藻
B.三种藻的竞争能力为乙藻>甲藻>丙藻
C.图示L中使乙藻数量在峰值后下降的
　主要种间关系是种间竞争
D.甲、乙、丙藻和螺构成一个微型的生态系统
A
考向一　种间关系的判断及相关曲线分析
1.如图甲、乙、丙分别表示在有限空间内培养(或饲养)两种生物的实验结果，下列相关叙述错误的是
A.豆科植物与根瘤菌的种群数量变
　化关系如图甲所示
B.噬菌体与细菌的种群数量变化关系如图乙所示
C.甲、乙、丙分别表示的是互利共生、捕食、种间竞争关系
D.图丙中实验初期，种内互助与种间竞争并存，后期X的种内竞争加剧
B
2.草履虫主要以酵母菌和细菌为食，不同草履虫对食物和空间的需求有的重合度较高，有的差异较大，草履虫甲更喜食细菌。生态学家高斯利用富含酵母菌和好氧菌的培养液在试管中培养甲、乙、丙三种草履虫，研究其数量变化，部分实验结果如图所示。下列说法正确的是
A.若将甲、乙、丙单独培养，预期其增
　长曲线均为“J”形
B.甲、乙的食物和生活空间相似度较高，
　但甲竞争能力更强
C.甲、丙的食物和生活空间可能差异较大，丙更可能生活在上层
D.不同草履虫对食物和空间需求的差异有利于草履虫充分利用生态资源
D
如图a、b、c分别代表的是在－200～3 800 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，请据图分析：
c.分层现象-垂直结构
主要影响因素：光质
b.分层现象-垂直结构
主要影响因素：光照强度
a.地带性分布-水平结构
主要影响因素：温度
5.群落的空间结构
b处动物在群落中也有垂直分层现象，这种分布与植物的分层有何关系？
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。
立体农业和四大家鱼的混养的生态学原理和意义是什么？P32
立体农业是充分利用群落的空间结构和季节性，进行立体种植、立体养殖或立体复合种养，从而充分利用光能、空间和时间资源，提高农作物产量。四大家鱼的混养利用了它们在池塘中占据着不同的生态位，从而有利于不同生物充分利用资源，提高经济效益。
考向二　群落的组成与结构的相关辨析
3.人为砍伐树木可形成林中空地即林窗，林窗面积对土壤动物的影响如下图所示。下列分析正确的是
A.利用标记重捕法可以调查土壤动物
　类群的丰富度
B.林窗面积越大其透光性越强，土壤
　动物丰富度越大
C.土壤动物的平均密度和类群数呈正
　相关
D.林窗导致生物在不同地段分布不同体现了群落的水平结构
D
4.(2022·吉林通化高三模拟)为改善某湿地的环境和功能，科研人员综合考虑海拔差异和人为干扰，从江心到防洪堤将湿地划分为A、B、C、D四个区域(如下图所示)。下列相关说法正确的是
A.图中B区的优势植物为芦苇，芦苇长势
　高低错落，属于群落的垂直结构
B.海拔高度不同的C、D两个区域分布着
　不同的种群，在空间上构成群落的水平
　结构
C.当枯水期来临后，A、B区会重新露干，恢复植被，此过程属于初生演替
D.人为干扰下该湿地环境明显提升，改善后的湿地不需要从外界获得物质补给
B
源于选择性必修2 P29“练习与应用”：在群落的形成过程中，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。种间竟争可能会使二者的生态位发生分化，结果为它们仍然共存于同一个群落中；也可能为一方消失,另一方留存下来。
4.(2021·全国乙，30)在自然界中，竞争是一个非常普遍的现象。回答下列问题：
(1)竞争排斥原理是指在一个稳定的环境中，两个或两个以上受资源限制的，但具有相同资源利用方式的物种不能长期共存在一起。为了验证竞争排斥原理，某同学选用双小核草履虫和大草履虫为材料进行实验，选择动物所遵循的原则是____________________________________________。该实验中需要将两种草履虫放在资源_______(填“有限的”或“无限的”)环境中混合培养。当实验出现________________________________
____________的结果时即可证实竞争排斥原理。
形态和习性上很接近(或具有相同的资源利用方式)
有限的
一方(双小核草履虫)存活，另一方(大
草履虫)死亡
(2)研究发现，以同一棵树上的种子为食物的两种雀科鸟原来存在竞争关系，经进化后通过分别取食大小不同的种子而能长期共存。若仅从取食的角度分析，两种鸟除了因取食的种子大小不同而共存，还可因取食的_______________________(答出1点即可)不同而共存。
位置、时间等(合理即可)
(3)根据上述实验和研究，关于生物种间竞争的结果可得出的结论是____
_______________________________________________________________。
同资源利用方式的物种竞争排斥，有不同资源利用方式的物种竞争共存
有相
6.生态位是指物种在生物群落或生态系统中的地位和作用，表征了物种对各种资源(食物、空间等)的利用以及不同物种之间的关系。生态位的重叠和分离状况与种间竞争、种内竞争具有密切的关系(如图所示)。下列说法错误的是
A.种间竞争会促使不同物种的生态位分化
B.种内竞争的加剧会使不同物种的生态位重叠增加
C.各物种生态位的分化不利于群落稳定性与多样
　性的维持
D.如果两个物种的生态位是完全分开的，则会有
　未被利用的资源
C
阅读教材P38—43，完成下列问题：
二、群落的演替
1.什么叫演替？发生演替的原因是什么？演替的类型有哪些？
2.裸岩上的演替经历了哪些阶段？
3.光裸的岩地上首先定居的生物为什么是地衣，不是苔藓和草本植物？
4.地衣阶段又为苔藓的生长提供了怎样的基础？为什么苔藓能够取代地衣
5.各种昆虫和其它小动物进入这个地区是在什么阶段？达到哪个阶段，群落相对稳定？
6.在森林阶段，群落中还能找到地衣、苔藓、草本植物和灌木吗？
7.就裸岩上的整个演替过程而言，土壤条件发生了什么样的变化
8.在演替过程中群落结构和物种丰富度发生了怎样的变化？
9.弃耕农田上的演替依次经历哪些阶段？
10.比较两种演替类型的异同。
11.人类活动对群落演替有什么影响？
情景6：可可西里具有世界上罕见的、独特的自然资源，保存着处于不同演替阶段的群落，如：冰川、湖泊、河流、湿地、高寒草甸、高寒草原，形成了世界唯一的特殊生境。但在全球气候变暖的同时，可可西里的气温上升的速度是我国气温上升平均速度的165%，导致高寒草甸的群落生物量减少，导致草甸逐渐退化。但若在湿润地区发生气候变暖则会更有利于植被生长。
（1） 请问由原始冰川形成高寒草甸属于哪种演替？它与气候变暖后高寒草甸群落的演替属于不同类型，你可以从哪些角度来进行说明？
（2） 尝试归纳影响群落演替的因素？
1.什么叫演替？发生演替的原因是什么？演替的类型有哪些？
概念：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。
原因：群落是一个动态系统，是不断发展变化的。
类型：发生在光裸岩地的演替、发生在弃耕农田上的演替
动态变化，优势取代。
演替类型 初生演替 次生演替
不同点 起点
实例
经历时间
速度
发展趋势
经历阶段
共同点 从来没有被植物覆盖的地面或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方。
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。
沙丘、火山岩、冰川泥等
火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田等
长
短
慢
快
趋向形成新群落
趋向于恢复原来的群落
较多
较少
① 从结构简单的群落发展为结构复杂的群落；
② 群落中物种数量和群落层次增多；
③ 土壤、光能得到更充分的利用；
④ 群落稳定性越来越强，最终都会达到一个与群落所处环境相适应的相对稳定的状态。
封山育林
治理沙漠
管理草原
建立人工群落
┅┅
过度放牧
过度砍伐
污水排放
围湖造田
外来物种入侵
┅┅
推动或加速群落的发展
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。
保证退耕后能够成功还林、还草、还湖的措施：
破坏环境，干扰或阻碍群落的发展
积极影响
消极影响
2.人类活动对群落演替的影响
3、请回答关于群落演替的问题：
（1）在光裸的岩石上开始的演替和从森林被全部砍伐的地方开始的演替中，哪个属于初生演替，哪个属于次生演替？
（2）一般来说，若要演替到相对稳定的森林阶段，上述两个演替中次生演替所需的时间短，分析其主要原因。
（3）据调查，近5万年以来，某地区由于气候越来越干燥，森林逐渐被灌丛取代，这也是自然界存在的一种演替类型。近50年来，由于人类过度开垦，导致局部灌丛出现了荒漠化，该现象表明：与该地区具有的自然演替相比，人类的开垦活动使得该地区群落的演替速度___________（填“未发生改变”、“变慢”或“变快”），演替的方向 ____________（填“发生改变”或“未发生改变”）。
变快
形成森林需要一定的土壤条件，上述次生演替起始时即具备该条件，而从祼岩开始的演替要达到该条件需要漫长的时间。
光裸的岩石上开始的演替为初生演替 ，从森林全部砍伐的地方开始的演替为次生演替。
未发生改变
例5.（2021·湖北·高考真题）北方农牧交错带是我国面积最大和空间尺度最长的一种交错带。近几十年来，该区域沙漠化加剧，生态环境恶化，成为我国生态问题最为严重的生系统类型之一。因此，开展退耕还林还草工程，已成为促进区域退化土地恢复和植被重建改善土壤环境、提高土地生产力的
回答下列问题：
(1)上述样地中，节肢动物的物种丰富度最高的是___________，产生的原因是_______。
(2)农田优势类群为4科，多于退耕还林样地，从非生物因素的角度分析，原因可能与农田中___________较高有关（答出2点即可）。
(3)该研究结果表明，退耕还草措施对地面节肢动物多样性的恢复效应比退耕还林措施___________（填“好”或“差”）。
重要生态措施之一研究人员以耕作的农田为对照，以退耕后人工种植的柠条（灌木）林地、人工杨树林地和弃耕后自然恢复草地为研究样地，调查了退耕还林与还草不同类型样地的地面节肢动物群落结构特征，调查结果如表所示。
自然恢复草地植物的种类多，可为节肢动物提供更多的食物条件和栖息空间
水、无机盐
情景7：科学家对可可西里海拔4200-5300米之间的土壤进行研究；采集土壤样品时发现其中有一些活动能力较强、身体较小的动物在活动；另外还通过实验室纯培养共分离得到细菌19株，其中某种细菌在理想条件下每20min就通过分裂繁殖一代。
（1）土壤中小动物的类群丰富度的探究，和细菌种群数量变化的探究分别采用什么调查方法？

（2）如何对细菌数进行计数？但若统计土壤小动物的物种数，常用方法有哪些？
（3）若要表示该细菌种群的数量变化，你可以采用什么方法？
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
（1）土壤动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性。
（2）调查方法：常用取样器取样的方法进行采集、调查。
（3）统计方法：一是记名计算法；二是目测估计法。
记名计算法
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
目测估计法
原因：许多土壤动物身体微小且有较强的活动能力
考点二 研究土壤小动物类群的丰富度
1.实验原理
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
考点二 研究土壤小动物类群的丰富度
2.实验步骤
体型较小的用吸虫器采集
考点二 研究土壤小动物类群的丰富度
3.诱虫器和吸虫器
白炽灯
(发光发热）
实验过程和注意事项
7.(2022·重庆万州区高三模拟)土壤是无数小动物的家园，常见的有蜘蛛、鼠妇、蜈蚣、马陆、蚯蚓，以及多种昆虫，等等。若要对某未知土壤的小动物类群丰富度进行研究，采用较多的是
A.样方法，用目测估计法统计种群的个体数
B.标记重捕法，用记名计算法统计种群的个体数
C.取样器取样法，用记名计算法或目测估计法统计种群的个体数
D.样方法，用记名计算法或目测估计法统计种群的个体数
C
8.某生物兴趣小组对校园花坛土壤中小动物的丰富度进行了调查。下列有关叙述错误的是
A.可用样方法调查土壤小动物类群丰富度
B.可采用目测估计法或记名计算法统计物种相对数量
C.可根据土壤小动物的避光性特点用诱虫器进行采集
D.吸虫器通常用于对体型较小的土壤动物进行采集
A
易错辨析
1.一个池塘中的各种鱼和植物构成了一个生物群落(　　)
2.森林群落中植物和动物均具有垂直分层现象，以提高光的利用率(　　)
3.草坪中的动物没有分层现象，而树林中的动物具有分层现象(　　)
4.乔木层的疏密程度不会影响草本层的水平结构(　　)
5.玉米田中玉米高低错落有致，其在垂直结构上有分层现象(　　)
6.洪泽湖近岸区和湖心区不完全相同的生物分布，构成群落的水平结构(　　)
7.如果两种鸟的觅食生境一样，则这两种鸟的生态位完全一样(　　)
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三分钟查落实
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