资源简介

(共30张PPT)
第1节 群落的结构
第一节
群落的结构
问题探讨
稻田中生活着多种底栖动物，如大脐圆扇螺、中国圆田螺、苏氏尾鳃蚓、羽摇蚊的幼虫等，在稲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。
讨论
1. 河蟹与底栖动物（如螺类）的关系是怎样的？
【答案】河蟹捕食底栖动物，它们之间存在捕食关系；河蟹和某些底栖动物可能还会捕食水中的浮游生物，因此河蟹与底栖动物的种间关系可能还包括种间竞争。
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？
【提示】本题有一定开放性。河蟹的种群密度增大，会使很多生物种群的数量发生变化。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。
有研究表明,养蟹稻田底栖动物的种类数、密度和多样性均低于常规稻田，且放蟹密度越大，降低得越明显。为保护底栖动物的多样性，可以在稻田中增加河蟹饵料的投喂量。
过渡：稻田中所有生物构成一个群落。
第一节
群落的结构
科学方法
视角决定问题——以群落和种群研究为例
在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合，叫做生物群落，简称群落
群落水平上研究的问题与种群有所区别
种群密度
死亡率
出生率
年龄结构
性别比例
迁入率
迁出率
决定
决定
决定
决定
预测
影响
影响
影响
第一节
群落的结构
科学方法
视角决定问题——以群落和种群研究为例
种群水平的研究重点在于种群的数量动态，包括种群密度、出生率、死亡率、年龄结构、性别比例等。在群落水平研究的是另外一些问题。
第一节
群落的结构
科学方法
视角决定问题——以群落和种群研究为例
分析上图可以看出，同样是对生物群体的研究，种群和群落是不同水平的研究对象，也可以作为研究者的不同视角。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来研究，又会发现新的问题，获得新的认识。
研究群落
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？
群落中不同种群之间的关系是怎样的？
群落具有怎样的空间结构？
群落的演替情况是怎样的？
一 群落的物种组成
第一节
群落的结构
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
物种丰富度和优势种都属于群落物种组成研究的范畴
一个群落中的物种数目，称为物种丰富度
群落中有些物种数量很多，对群落中其他物种的影响很大，往往占据优势，称作优势种
如武夷山常绿阔叶林中米槠、甜槠、木荷等
武夷山
天山
二 种间关系
第一节
群落的结构
组成群落的各种群通过复杂的种间关系形成一个有机的整体
种间关系主要有原始合作（互惠）、互利共生、捕食、寄生和种间竞争等
二 种间关系
第一节
群落的结构
互利共生：两种生物生活在一起，相互依存，彼此有利
原始合作：两种生物共同生活时，双方受益，但分开后，各自也能独立生活
说明：
原始合作和互利共生区别在于：对于原始合作而言，相互合作对每一个种群都有利，但合作并不是必须的；互利共生对两个种群的生长和存活都有利，在自然条件下不能离开而独立存活，两者的合作是必须的（即活着时两者在自然状态下不会分开，除非其中一方死去）。
二 种间关系
第一节
群落的结构
地衣是真菌和绿藻（或蓝藻）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。珊瑚通常也是多种生物的共生体，且对环境变化敏感。
二 种间关系
第一节
群落的结构
寄生：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
捕食：一种生物以另一种生物为食的现象
说明：
你可能认为：寄生一般不会杀死宿主，只是降低宿主的适合度；而捕食通常会导致被捕食者死亡。实际上植食性动物一般并不会杀死植物。
寄生生物通常从宿主那里直接获取营养物质，这些营养物质常常是可以直接吸收的，如蝉（刺吸式口器）。捕食者也需要从被捕食者获得营养物质，但是这些营养物质必须经过消化后才能被吸收，如天牛（咀嚼式口器）。
二 种间关系
第一节
群落的结构
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现象
问题：
狮子和斑鬣狗之间除了竞争，还存在其他类型的种间关系吗？
植食性鱼类会因为水体中浮游植物和水草大量繁殖而死亡，植食性鱼类和浮游植物或水草之间存在怎样的种间关系？
如果线粒体是好氧细菌内共生而来，那么好氧细菌和地球演化早期吞噬它的细胞之间经历了怎样的种间关系变化才变成细胞内的线粒体？
第一节
群落的结构
思考.讨论
—分析种间关系对群落的影响
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。
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16
m2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。
讨论：
红尾鸲和鹟的种间竞争对两个种群的分布有什么影响？
资料2说明捕食、种间竞争在群落中是怎样相互联系的？
除了种间关系，还有哪些影响群落的因素呢？
【1答案】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。【2提示】海星与藤壶、贻贝、帽贝和石鳖四种动物存在捕食关系，后四种动物以水中的浮游生物、腐殖质等为食，彼此存在种间竞争关系；自然状态下，这五种生物可以共存，但在人为去除捕食者一一海星之后，藤壶、始贝、帽贝和石鳖之间主要是种间竞争。且占优势的物种随时间推移而发生变化。由此可见，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。【3答案】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。
三 生态位
第一节
群落的结构
一个物种在群落中的地位或作用，包括它所处的空间位置，占用资源的情况，以及其他物种的关系等，称为这个物种的生态位
动物的生态位：栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等
植物的生态位：出现频率、种群密度、植株高度等，以及与其他物种的关系
第一节
群落的结构
阅读材料
—竞争与生态位差异化
用含细菌和酵母菌的培养液培养草履虫，实验结果如右图：
大草履虫和双小核草履虫混合培养时，两者均以培养液上层的细菌为食，生态位高度重叠，最终只剩下双小核草履虫。
大草履虫和绿草履虫混合培养时，大草履虫以培养液上层的细菌为食，而绿草履虫以培养液下层的酵母菌为食，两者因生态位出现差异化可以共存。
大草履虫
双小核草履虫
绿草履虫
0
4
8
12
16
20
24
50
0
100
150
200
种群数量/个
时间/d
50
0
100
150
200
种群数量/个
0
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时间/d
时间/d
时间/d
0
4
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0
4
8
12
16
20
24
时间/d
25
0
50
75
种群数量/个
三 生态位
第一节
群落的结构
生态位完全相同的不同种生物存在激烈竞争，无法共存
经过协同进化，最终每种生物都占据相对稳定的、差异化的生态位，这有利于不同生物充分利用环境资源
红尾鸲和鹟（单独存在时）的生态位相似，两者共存时生态位出现了差异化
海星的存在使藤壶、贻贝、帽贝、石鳖具有不同的生态位，可以调节种间竞争的强度
红尾鸲
鹟
四 群落的空间结构
第一节
群落的结构
在群落中，（共存的不同生物占据不同的生态位，因此）各个不同生物种群占据不同的空间，形成一定的空间结构
四 群落的空间结构
第一节
群落的结构
竞争共存的植物之间存在生态位差异。不同植物适于在不同的光照强度下生长，这是导致森林中自上而下分为乔木层、灌木层和草本层的主要原因
决定陆生群落中植物地上分层的环境因素还有温度（如树冠层温度较高、林下温度较低）等条件
决定植物地下分层（如根系）的环境因素主要是水分、无机盐等
四 群落的空间结构
第一节
群落的结构
垂直结构
群落中的植物具有分层现象，缓解了植物之间对光、空间、水分和无机盐的竞争，提高了群落对各种环境资源（尤其是光）的利用率
群落中植物的垂直分层为动物创造了多种多样的栖息地和食物条件，因此动物也有分层现象
四 群落的空间结构
第一节
群落的结构
四 群落的空间结构
第一节
群落的结构
水平结构
某地草原上不同植物占据差异化的生态位（地形、土壤湿度、盐碱度的差异、光照强度的不同以及人类与动物活动的影响差异等因素），不同地段分布不同的种群，同一地段上种群密度也有差别，常呈镶嵌分布
第一节
群落的结构
无法回避的模拟题：
模拟题喜欢考察水平结构和垂直结构的判断。谈谈你对图示的理解，这有助于你在模拟题中做出判断。
海拔跨度较大的高山，从山顶到山脚会出现不同的生物
类型。按照群落的整体论概念（即群落是一个有机统一整体，教材倾向于这种观点），山顶至山脚分布着不同生物类群属于不同
的群落类型（因为存在显著的物种组成差异）；按照群落的个体论概念，
高山上的所有生物视作一个群落，山顶到山脚分布不同种群体现了群落的水平结构。对于海拔跨度小的小山包，从山顶到山脚分布不同种群体现了群落的水平结构。
水平结构
水平结构
垂直结构
垂直结构
五 群落的季节性
第一节
群落的结构
群落结构在时间上的变化属于群落的时间结构。由于阳光、温度和水分等（决定群落外貌和结构的关键环境因素）随季节而变化，群落的外貌和结构也随之有规律的变化，因此群落的时间结构通常表现为季节性的规律变化
春
夏
秋
冬
六 人类活动对群落结构的影响
第一节
群落的结构
羊草占优势
碱蓬占优势
糙隐子草等占优势
放牧强度加大
过度放牧
人类活动会改变群落结构，包括改变群落的物种组成、种间关系、生态位、空间结构和时间结构等
围湖造田
砍伐森林
第一节
群落的结构
思考.讨论
—分析当地自然群落中某种生物的生态位
选择当地某处森林、草原、湖泊、河流等，分析群落中常见物种所处的生态位。
确定某种生物的生态位要以调查为基础。如果条件允许，最好能开展调查研究。如果条件不足，可以查阅资料或
或利用下面的资料进行分析。
资料 研究团队以崇明岛鸟类保护区中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：
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
鹌鹑 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
第一节
群落的结构
思考.讨论
—分析当地自然群落中某种生物的生态位
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？
如果两种鸟的觅食生境一样，生态位就完全一样吗？
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？
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。
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
鹌鹑 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
生境1为低潮盐沼-光滩带，宽度2000m左右；生境2为海三楞藨草带，宽度为400m左右；生境3为海堤内鱼塘-芦苇区，芦苇在植物群落中占优势。
【1答案】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。青脚鹬的觅食生境范围更宽。【2答案】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提示】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；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。【4提示】描述鸟类的生态位，通常需要考虑它们的觅食生境、栖息地、食物及与其他物种的种间关系等。以青脚鹬为例，它们的觅食生境包括低潮盐沼一光滩带、海三棱藨草带及海堤内鱼塘一芦苇区；以草屑、螺类、甲壳类为食；青脚鹬与鹤鹬存在明显的种间竞争，因为它们都以草屑和螺类为主要食物，青脚鹬与绿翅鸭、绿头鸭也存在种间竞争，因为它们都捕食螺类，青脚鹬和绿头鸭还捕食甲壳类。
第一节
群落的结构
探究.实验
—研究土壤中小动物类群丰富度
土壤动物对于动植物遗传的分解起着重要的辅助作用，我们可以用取样调查的方法研究土壤中小动物类群的丰富度。常用一定规格的捕捉器进行取样，通过对样本的调查来推测某一地区土壤动物的丰富度
说明：个人认为样方法本质上属于抽样调查的一种具体方法。但教材强调样方法不适合于土壤小动物的调查（因为许多土壤小动物具有较强的活动能力强，且身体微小），需要采用“取样调查法”。从统计学角度看，“取样”即“抽样”，取样调查法应为抽样调查法。但模拟题考察中大概率只认可“取样调查法”。
第一节
群落的结构
探究.实验
—研究土壤中小动物类群丰富度
统计土壤中小动物类群丰富度既要统计物种丰富度也要统计不同物种在群落中的数量。常用的统计方法有两种：
记名计算法：在一定面积样地中，直接数出各种群个体数。用于________，种群数量_______的群落；
目测估计法：分为非常多、多、较多、较少、少、很少等级
原尾虫
土蜂
金龟子
蟋蟀
个体较大
有限
第一节
群落的结构
探究.实验
—研究土壤中小动物类群丰富度
制定调查计划
实施调查计划
制作取样器
取样
采集小动物
观察分类
统计分析
准备
记录调查地点
酒精
问题：简述诱虫器和吸虫器的原理。
练习与应用
一、概念检测
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 （ ）
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
3.河蟹是杂食性动物，以鱼、虾、螺、蚌、 水生昆虫和水草等为食，它们喜欢潜伏在水草或底泥中。在生产实践中，人们不会将河蟹与食性和它相似的青鱼混养。为什么？
【提示】青鱼与河蟹的食性相似，生态位有所重叠，如果放在一起混养，在食物和空间资源有限的情况下，二者的种间竞争关系强烈，不利于各自种群数量的增加。
×
×
√
C
第一节
群落的结构
练习与应用
二、拓展应用
1. 《诗经 小雅 小宛》写道：“螟蛉有子，蜾蠃负之。”古人以为蜾蠃不产子，因此捕捉“螟蛉” 当作“义子”来养育。南北朝时期，医学家陶弘景发现，蜾蠃把螟蛉衔回窝中，用尾上的毒针刺入螟蛉体内，并在其身上产卵。所以， 他认为螟蛉不是“义子”，而是蜾蠃幼虫的食物。这两种生物存在怎样的种间关系？
【答案】捕食。提示 广义的捕食包括植食、肉食、拟寄生等。拟寄生的特点为总是导致寄主死亡，这与寄生有本质区别。
2.在群落形成的过程中，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？
【提示】本题具有一定开放性。两个物种发展的结果可能有多种，只要符合逻辑和科学性即可。
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。
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。
【提示】捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的生存腾出空间，因此,捕食者有利于保持群落内物种的丰富度，并使多个生物种群的数量维持在一定范围内。
同时，捕食者吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到促进被捕食者种群发展的作用；捕食者与被捕食者还表现出协同进化。
第一节
群落的结构

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