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第2章 群落及其演替
第1节 群落的结构
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。
讨论：1.河蟹与底栖动物(如螺类)的关系是怎样的
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。
【问题探讨】 P22
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
①河蟹会吃掉更多的底栖动物和杂草，导致底栖动物数量减少；
②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
稻田中全部生物属于什么生命系统哪一结构层次？
群落：相同时间聚集在　 　　　中　 　　　种群的　 　。
一定区域
各种生物
集合
回顾：群落的概念
判断：下列描述属于群落的是（ ）
A. 一个池塘中的所有鱼类
B. 一片森林中的各种植物
C. 城北一个水产品市场上待卖的活鸡、活鱼，各种蔬菜以及它们上面所附着的微生物
D. 一座山上的各种植物、动物、真菌等全部生物
有一定的时间和空间
生物间有一定的关系。各种生物相互作用相互影响，彼此之间以物质和能量为纽带紧密地联系在一起。
包括全部的生物，即植物、动物、微生物。
D
视角决定问题——以群落和种群研究为例
研究种群的核心问题
种群的数量特征及其变化规律
数量特征
最基本
特征
种群密度
其他
特征
年龄结构
性别比例
出生率
出生率
迁入率
迁出率
影 响
直接 影响
“J” 形增长
“S”形增长
波动
下降
数量变化
科学方法
研究种群是研究群落的基础
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？
物种组成
优势种
生态位
种间关系
群落演替
空间结构
一.群落的物种组成
（1）作用：是______________的重要特征，也是决定___________最重要的因素。
（2）衡量指标： ，即群落中__________的多少。
区别不同群落
物种丰富度
物种数目
群落性质
这两个群落的不同主要是靠什么来区别的呢？
物种组成
（3）一般规律
①越靠近热带地区，单位面积内的物种越_____
丰富
热带雨林
亚热带常绿阔叶林
温带落叶阔叶林
寒带针叶林
北极冻原
我国从北方到南方群落的变化
②随着海拔的增加，物种的丰富度
减小
③随着水深度的增加，物种的丰富度
减小
在群落中，有些物种不仅_________，它们对群落中其他物种的___________，往往 ；例如武夷山常绿阔叶林中的米槠、甜槠、木荷等；
（4）优势种和常见种
a、优势种
数量很多
影响也很大
占据优势
b、常见种
一些物种虽然在群落中比较______，但对其他物种的____________，它们就__________；例如武夷山常绿阔叶林中的狗脊、芒萁。
常见
影响不大
不占优势
甜槠
甜槠花絮
狗脊
芒萁
群落中的物种组成不是固定不变的。
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
给畜牧业生产的启示：
材料分析：我国东北部的草原群落中优势种随放牧强度的变化
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，甚至从群落中消失。
糙隐子草
碱蓬
羊草
放牧强度加大
过度放牧
蜈蚣
鼠妇
马陆
蚯蚓
土壤小动物的种类及功能
它们对动植物遗体的分解起着重要的辅助作用。
探究土壤中的小动物类群的丰富度 P30
探究·实践
2、调查方法：
即用一定规格的捕捉器(采集罐、吸虫器)进行取样，通过调查样本中小动物的种类和数量来推测某一区域内土壤动物的丰富度。
取样器取样法
统计土壤中群落的物种数以及物种在群落中的数量
1、调查内容：
探究土壤中的小动物类群的丰富度
探究·实践
3、丰富度的统计方法：
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。等级的划分和表示方法有：“非常多、多、较多、较少、少、很少”等。
记名
计算法
在一定面积（体积）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。
目测
估计法
(1)准备
①制作取样器 ②记录调查地点的地形和环境情况。
(2)取样
选择取样地点，将表层土上的落叶轻轻拨开，用手来回旋转罐子，将其按入土中，按压到罐底与地表几乎齐平，用铲子将罐内的土连同罐子一起挖出。将罐子中的土壤倒入塑料袋中。注意: 塑料袋上应标明取样的地点和时间等。
4、实验步骤
①诱虫器采集法
在去底花盆中放一个金属网，将取到的土壤样品放置在金属网上。
杀死、保存小动物
(3)采集小动物
如果需保证小动物生活状态应将酒精换成什么？
湿棉花
小动物具有趋暗、趋湿、避高温的特性，我们应选择（ ）的诱虫器？
A
②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。
采集的小动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中，也可以放入试管中。
①观察
用肉眼观察；借助放大镜、体视显微镜观察（最好）、普通光学显微镜（4倍物镜和5倍目镜）。
②分类
借助有关图鉴查清小动物的名称，并进行分类；
无法知道小动物名称的，可记为“待鉴定××”，并记录特征。
（4）观察和分类
（5）统计和分析
(1)用于调查种群密度的方法有 。
(2)用于调查群落丰富度的方法有 。
(3)用于统计群落丰富度的方法有 。
拓展：调查方法比较
①②④
③
⑤⑥
①样方法　②抽样检测法　③取样器取样法　
④标记重捕法　⑤记名计算法 ⑥目测估计法
【检测】下列关于实验“研究土壤中小动物类群的丰富度”的说法中，正确的是( )
A. 对于无法知道名称的小动物，可忽略，不必记录下它们的特征
B. 丰富度的统计方法有两种:一是取样器取样法;二是目测估计法
C. 为了调查不同时间土壤中小动物的丰富度，可分别在白天和晚上取同一地块的土样进行调查
D. 许多土壤小动物有较强的活动能力，可采用标志重捕法调查土壤中小动物类群的丰富度
C
二、种间关系
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。
1. 原始合作（互惠）
蚂蚁喜欢吃蚜虫分泌的蜜露，并把蜜露带回蚁穴喂养幼蚁。同时，蚂蚁精心保护蚜虫，驱赶并杀死蚜虫的天敌，越冬时还会把蚜虫的卵带回蚁穴加以保护。
蚜虫和蚂蚁
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；海葵则用有毒地刺细胞为寄居蟹提供保护。
2. 互利共生
大豆根部
豆科植物与根瘤菌
两种生物长期共同生活在一起，相互依存，彼此有利。两个物种一般不能独立生存。
营养关系图和曲线图
地衣
（藻类和真菌的共生体）
被捕食者
捕食者
3. 捕食
营养关系图：
曲线图：
被捕食者
捕食者
一种生物以另一种生物为食的现象。
翠鸟捕鱼
牛吃草
数量多者或先增先减者
数量少者或后增后减者
4. 寄生
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。
特点：宿主受害，寄生者受益
营养关系图：
菟丝子与大豆
马蛔虫和马
B
A
宿主
寄生者
体表寄生
A
B
体内寄生
曲线图：
寄生者
宿主
*宿主的个体数有可能减少，有可能不变；
一般情况下，宿主的个体数不会变为零。
特点：
生存能力：A=B
5. 种间竞争
营养关系图：
曲线图：
生存能力：A>B
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。
牛和羊
生活环境、生活习性越相近的物种间竞争越激烈
“势均力敌”型
“你死我活”型
【思考】大鲈鱼以小鲈鱼为食，是不是捕食关系？为什么？
不是。大、小鲈鱼为同一物种，是发生在同种生物个体之间的种内竞争。
群落的空间结构包括___________和_________
垂直结构
水平结构
三、群落的空间结构
（一）垂直结构
在垂直方向上，大多数群落都具有明显的分层现象。
1、植物垂直分层现象
乔木层
灌木层
草本层
地表层
3 m以上的木本植物。
3 m以下的木本植物。
没有多年生的木质茎，包括禾叶草本、阔叶草本和蕨类植物。
地衣、苔藓等植物。
垂直方向分层
植物的分层与 有关
对光的利用
不同植物适于在不同的光照强度下生长
决定植物地上分层的环境因素：
决定植物地下分层的环境因素：
光照、温度等。
水分、无机盐等。
（1）在陆生群落中：
决定湖泊中植物的垂直分层的因素：
与溶解氧、阳光、温度等因素有关。
挺水层
浮水层
沉水层
芦苇、莲、茭白
凤眼蓝、浮萍、睡莲
水车前、小眼子菜、竹叶眼子菜、黑藻
（2）在水生群落中（湖泊）：
（3）植物分层现象的意义：
显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力
鹰、杜鹃、黄鹂等总是成群地在林冠层活动，吃高大乔木的种子
山雀、鹟、莺、啄木鸟等鸟类总是在森林的中层营巢
画眉、八色鸫等则是典型的森林底层鸟类，吃地面上的苔鲜和昆虫
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。
动物垂直分层的原因：
2、动物垂直分层现象
思考：荷叶有的挺水有的浮水,错落有致,这种现象属不属于群落的垂直结构？成年竹和竹笋属不属于群落的垂直结构？
不属于；
因为荷叶有的挺水有的浮水，体现的是同种生物高度的不一致，是在种群水平上讨论的，种群不具有垂直结构。
同理，成年竹和竹笋也是属于一个种群。
（二）水平结构：
群落内的生物在水平方向上的镶嵌分布现象
决定群落水平结构的因素
①地形的变化
②土壤湿度和盐碱度的差异
③光照强度的不同
④植物自身生长特点的不同
⑤人与动物的影响
由于_____、______和______等随季节而变化，群落的_____和_____也会随之发生_______的变化。
阳光
温度
水分
外貌
结构
有规律
1、概念
四、群落的季节性
实例1 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到达生命活动的高峰，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。
夏枯草
荷
实例2 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休眠，有些动物在炎热的夏季进入夏眠。
旱獭
仓鼠
高鼻羚羊
一个物种在群落中的___________，包括所处的_________，_________的情况，以及与其他物种的_____等，称为这个物种的生态位（niche)。
地位或作用
1.概念：
空间位置
占用资源
关系
某种动物的生态位
栖息空间
天敌
食物
其他种间关系
五、生态位
2.研究内容：
（1）研究动物的生态位
通常要研究它的_______、____、____以及 等；
（2）研究植物的生态位
通常要研究它在研究区域内的________、________、_________等特征，以及它__________________等
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
分析当地自然群落中某种生物的生态位
某研究团队在崇明东滩鸟类国家级自然保护区以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：生境1为低潮盐沼—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—芦苇区，芦苇在植物群中占优势。
思考·讨论
P28
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，不选择生境2；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。青脚鹬的觅食生境范围更宽。
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的差异，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？
3.以绿翅鸭为例，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？
绿翅鸭以小坚果为主要食物，还吃茎类、螺类、贝类等，与绿头鸭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。
绿头鸭主要生活在崇明东滩低潮盐沼一光滩带，主要以小坚果为食，也食用部分螺类、贝类等，与当地的绿翅鸭、鹤鹬、青脚鹬等鸟类有竞争关系。
4.以绿头鸭为例，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。
群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位；群落中物种之间及生物与环境之间协同进化的结果；有利于不同生物充分利用环境资源。
3.研究生态位的意义：
4. 生态位与种间关系:
①若两个物种的生态位完全分开，就不会有种间竞争，但可能会有未被利用的资源；
②一般来说，生态位重叠越大，意味着物种间可能存在的竞争就越强。
如图，有A和B两个种群，A种群主要以a为食，B种群主要以b为食，它们又共同以c为食。
A
B
a
b
c
与社会的联系
意义：对动物生态位影响最大的是动物的栖息环境和食物条件(种间关系)。将生态位不同的四种鱼混养，既降低了竞争的激烈程度，又充分利用了空间和资源。
1. 鱼类的混合培养
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
2.立体农业
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的生产模式。
稻-鱼-蛙
板栗--茶树

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