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2.1 群落的结构
（第1课时）
本节聚焦
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？
01
群落的空间结构是怎样的？
02
生态位分化对于群落和物种有什么意义？
03
稻田中生活着多种底栖动物，如大脐圆扁螺、中国圆田螺、苏氏尾鳃蚓、羽摇蚊的幼虫等。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
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
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？
河蟹种群密度增大，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。
一、群落的概念
人工林
稻田
池塘
在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合，叫作生物群落（biological community）,简称群落。
种群1
种群2
种群3
群落
组成
视角决定问题——以群落和种群研究为例
在群落水平上研究的问题与在种群水平上研究的有什么不同？
种群
数量动态
种群密度
出生率与死亡率
年龄结构
性别比例
视角决定问题——以群落和种群研究为例
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？
群落具有怎样的空间结构？
群落的演替情况是怎样的？
分析上图可以看出，同时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。
一、群落的物种组成
要认识一个群落，首先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。
新疆北部针叶林
部分物种名录
新疆五针松、新疆冷杉、新疆云杉
福建武夷山的常绿阔叶林
部分物种名录
米槠、甜槠、木荷、狗脊、芒萁
一、群落的物种组成
1. 丰富度
一个群落中物种数目，称为物种丰富度（species richness）
常绿针叶林
落叶阔叶林
常绿阔叶林
热带雨林
越靠近热带地区，单位面积内的物种越丰富。
一、群落的物种组成
1. 丰富度
一个群落中物种数目，称为物种丰富度（species richness）
海拔
丰富度
深度
丰富度
一、群落的物种组成
2. 优势种
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。
个体数量多
生物量高
生活能力强
武夷山的常绿阔叶林
米槠
甜槠
木荷
狗脊
芒萁
优势种
伴生种
一、群落的物种组成
3. 优势种的动态变化
群落中的物种组成不是固定不变的，随着时间和环境的变化，原来不占优势的物种可能变得有优势；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。
羊草
(优势种)
放牧强度加大
糙隐子草
(优势种)
原来的罕见种增多
过度放牧
碱蓬
(优势种)
一些原有种消失
草原生产力降低
二、种间关系
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。
种间关系
原始合作
寄生
竞争
捕食
互利共生
二、种间关系
1. 原始合作
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 实例
海葵
寄居蟹
提供保护
固着场所
蚂蚁
蚜虫
提供蜜露
驱赶天敌
二、种间关系
② 作用曲线
A
B
时间
种群数量
同步变化
A
B
③ 能量关系
二、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：植物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。
地衣（藻类和真菌的共生体）
藻类光合作用制造有机物提供给真菌，真菌吸收水分无机盐提供给藻类。
二、种间关系
区分原始合作与互利共生
原始合作没有发展到彼此相依为命的程度，如果解除这种关系，双方都能独立生存。
互利共生是两个物种之间不能分开，双方如果分开，则双方或一方不能良好的生存。
二、种间关系
3. 捕食
一种生物以另一种生物为食的现象。
① 实例
翠鸟捕鱼
蝗虫吃草
猎豹与斑马
雪兔与猞猁
二、种间关系
② 作用曲线
A
B
③ 能量关系
先后变化
A
B
时间
种群数量
先变化的（A）为被捕食者，后变化的（B）为捕食者
二、种间关系
4. 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。
① 实例
马蛔虫与马
噬菌体与大肠杆菌
菟丝子与豆科植物
二、种间关系
4. 寄生
② 作用曲线
③ 能量关系
A
B
时间
种群数量
强弱变化
A
B
体内寄生
B
A
体表寄生
A：寄生物
B：宿主
二、种间关系
区分捕食与竞争
捕食是指捕食者撕咬、吞食被捕食者的身体整体或部分，会导致被捕食者身体残缺。
寄生是指寄生者从宿主身上获取养分，但宿主的身体结构是完整的，如蚜虫吸取植物叶片上吸取汁液。
二、种间关系
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。
① 实例
同一草原生活的非洲狮和斑鬣狗
生活习性越近的两个物种，竞争越激烈，在自然生态系统中，竞争的结果是，尽量减少资源和空间的重叠，避免竞争，从而增加物种多样性。
二、种间关系
5. 种间竞争
② 作用曲线
③ 能量关系
A
B
C
A
B
时间
种群数量
“你死我活”型
A
B
时间
种群数量
“势均力敌”型
二、种间关系
区分种间竞争与种内竞争
种内竞争是同种生物之间为争夺空间和资源发生的斗争；种间竞争是不同种生物之间为争夺空间和资源发生的斗争。
01
同种生物的成体以幼体为食，不是捕食关系，而是种内竞争。如大鲈鱼以小鲈鱼为食属于种内竞争。
02
一种生物以非生物为食，不属于捕食，如牛饮水。
03
二、种间关系
思考·讨论：分析种间关系对群落的影响
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。在这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更大。
资料1
棕脸鹟
雄北红尾鸲
二、种间关系
思考·讨论：分析种间关系对群落的影响
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，藤壶在该实验样地中占据优势，数量最多；再过一段时间，贻贝成为最终占优势的物种。
资料2
二、种间关系
思考·讨论：分析种间关系对群落的影响
1. 红尾鸲和鹟的种间竞争对两个种群的分布有什么影响？
讨论
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。
二、种间关系
思考·讨论：分析种间关系对群落的影响
2. 资料2说明捕食、种间竞争在群落中是怎样相互联系的？
讨论
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，但在认为去除捕食者——海星之后，藤壶、贻贝、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，捕食者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。
二、种间关系
思考·讨论：分析种间关系对群落的影响
3. 除了种间关系，还有哪些影响群落的因素呢？
讨论
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；非生物因素主要光照、温度、水、无机盐等。
研究土壤中小动物类群的丰富度
1. 土壤小动物
土壤是无数动物的家园，常见的动物有蜘蛛、鼠妇、蜈蚣、马陆以及多种多样的昆虫等等。以及一些小的土壤动物。
它们对动植物遗体的分解起着重要的辅助作用。
一、实验原理
研究土壤中小动物类群的丰富度
通过取样调查的方法来研究土壤中小动物类群的丰富度。
常用取样器取样的方法进行采集、调查，即用一定规格的捕捉器（如采集罐、吸虫器等）进行取样。
2. 调查方法
研究土壤中小动物类群的丰富度
3. 物种相对数量的统计方法
① 记名计算法
在一定面积（体积）的样地中，直接数出各个种群的个体数目，一般用于个体较大、种群数量有限的物种。
② 目测估计法
按预先确定的多度等级来估计单位面积（体积）中的种群数量。
非常多、多较、多、较少、少、很少等
研究土壤中小动物类群的丰富度
二、探究过程
1
2
3
提出问题
制定计划
方法步骤
受人类活动影响程度不同的土壤中小动物类群丰富度的比较研究；
调查和比较不同时间或不同空间的土壤中小动物类群的丰富度。
步骤 时间 地点 内容 方法 备注
第1步 ×年×月×日 ××× 环境考察 观察与测量 带温度计、干湿计、
记录本
第2步
······
研究土壤中小动物类群的丰富度
二、探究过程
3. 方法步骤
准备
取样
采集
观察分类
统计分析
研究土壤中小动物类群的丰富度
准备
① 制作取样器
选择直径为5cm的硬质金属饮料罐，在距离顶端5cm处剪断。这样的取样器容积约为100mL。
5cm
② 记录
记录调查地点的地形和环境的主要情况。
提出安全注意事项。
取样
研究土壤中小动物类群的丰富度
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，将其按入图中，按压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。
塑料袋上应标明取样地点和时间等。
采集
小动物
研究土壤中小动物类群的丰富度
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。为了使空气流通，土壤与花盆壁之间要留一定的空隙。然后，将花盆放置在诱虫器上，打开电灯。
采集
小动物
研究土壤中小动物类群的丰富度
诱虫器的原理
利用土壤小动物避光（趋暗）、避热和趋湿的特点。
使土壤小动物下移落入盛有酒精试管中。
采集
小动物
研究土壤中小动物类群的丰富度
简易采集法：
采集的小动物放入体积分数为70%的酒精溶液中。
防止小动物体色发黑、体质变硬，给后续的物种鉴定带来困难。
观察分类
研究土壤中小动物类群的丰富度
可借助有关的动物图鉴查清楚小动物的名称，并进行分类。
有些小动物用肉眼难以识别，可以用镊子或者吸管吸出，放于载玻片上，借助放大镜、体视显微镜进行观察。应一遍观察一遍做好记录。
采集
小动物
研究土壤中小动物类群的丰富度
统计分析
统计分析
根据前面介绍的丰富度统计方法，设计一个数据统计表，分析所记录的数据，完成一份研究报告。
讨论
如果要调查水中小动物类群的丰富度，应如何研究？
主要是取样方式、取样对象、取样设备等要进行改进。取样时要考虑定点、定量等因素。定点就是要选取有代表性的地点取样；定量就是每次取样的数量（如一瓶、一网等）要相同。根据调查的水中小动物种类的不同，选取的取样设备也不同，如用网兜、瓶子等。

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