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1、第四章 种群与群落,第3节 群落的结构,群落的概念,群落的概念,同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合,叫做群落,问题探讨 1.提示:本讨论题关注池塘中的生物组成及其有序性,要引导学生讨论池塘中的种群组成(群落结构),具体有多少个种群并不重要。可以从肉食性鱼、植食性鱼、浮游动物、浮游植物、微生物等方面举例。 2.提示:本讨论题关注池塘中生物之间的相互关系。池塘中的肉食性鱼大量减少,一些小鱼等小型水生动物因天敌减少,数量会大量增加,池塘中浮游动物、浮游植物以及其他一些水生植物数量会大量减少。随时间推移,植食性鱼类等生物也因食物来源减少而数量减少,一、群落水平上研究的问题,研究池塘群落,种群
2、种类、优势种群,种间关系,种群位置,群落的空间结构,群落演替,池塘的范围和边界,二、群落的物种组成,常绿阔叶林,常绿针叶林,二、群落的物种组成,一般来说,环境条件愈优越,群落发育的时间愈长,生物种的数目愈多,群落的结构也愈复杂。例如在美洲大陆上,从热带到极地生物种数逐渐减少,营巢鸟 高等植物 哥伦比亚 1395种 佛罗里达 2500种 巴拿马 1100种 马萨诸塞 1650种 佛罗里达 143种 拉布拉多 390种 纽芬兰 118种 巴芬岛 218种 格陵兰 56种,二、群落的物种组成,平原的生物种类一般比山地的少,草地比林地的少,远离大陆的岛屿比靠近大陆的岛屿生物种类少。 但在两个或多个群落
3、间过渡地带,即群落交错区,如海陆交界的潮间带、河口湾,森林与草地或农田交界的地带,生物的种类和数量常比相邻群落中多,这种现象称为边缘效应,二、群落的物种组成,1)物种组成是区别不同群落的重要特征。例如,我国北方的森林,主要是由常针叶树种组成,而南方许多森林的主要树种是阔叶乔木 (2)不同群落间种群数量和种群中个体数量差别很大。例如,在热带森林的生物群落中,植物种群数以万计,无脊椎动物以10万计,脊椎动物种群以千计;但在冻原和荒漠的生物种群中,种群数量要少得多。 (3)丰富度:群落中物种树木的多少。在生态学上,用丰富来描述一个群落中种群数量的多少,资料分析 1.提示:在合适的条件下,大草履虫和双
4、小核草履虫均能正常生长繁殖。由于这两种草履虫具有相似的生活习性(尤其是能以同一种杆菌为食),当它们被放在同一个容器中培养时,起初两种草履虫的数量较少,而食物(杆菌)数量较多,因此表现为两种草履虫的种群数量均增加。但是,随着两种草履虫数量的增加,相互之间对食物的争夺表现为大草履虫处于劣势,双小核草履虫处于优势。随着双小核草履虫数量的增加,争夺食物的优势越来越大,最终大草履虫失去了食物来源而灭亡。两种草履虫没有分泌杀死对方的物质,进一步证明了该实验结果缘于两种草履虫争夺资源,这就是竞争。 2.提示:90多年的调查研究表明,猞猁和雪兔种群数量之间存在相关性。例如,从1845年到1855年间,猞猁数量
5、的增加导致雪兔减少;而雪兔的减少,又会造成猞猁减少,之后雪兔又大量增加。从多年的调查看,雪兔和猞猁相互制约,使它们的种群数量保持在一定范围内波动,3.提示:雪兔是以植物为食,猞猁是以雪兔为食。猞猁的存在不仅制约雪兔的种群数量,使得植物雪兔猞猁之间保持相对稳定,而且由于植物资源比较稳定,进而使得另一些以植物为生的动物数量及其食物链相对稳定,因而整个群落可以处在相对稳定的状态。 4.提示:资料1中两个种群之间是通过食物间接地发生作用(竞争);资料2中两个种群是通过捕食与被捕食直接地发生作用(捕食)。资料1相互作用的结果是一方处于优势,另一方处于劣势,最终灭亡。资料2相互作用的结果是两个种群数量相对
6、稳定,三、群落中种间的关系,三、群落中种间的关系,1.捕食:一种生物以另一种生物作为食物 2.竞争:两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等。竞争的结果常表现为相互抑制,一时表现为一方占优势,另一方处于劣势甚至灭亡。 3.寄生:一种生物(寄生者)寄居于另一种生物(寄主)的体内或体表,摄取寄主的养分以维持生活。 4.互利共生:两种生物共同生活在一起,相互依存,彼此有利,种间关系中的共生互利共生,互利共生:两物种相互有利的共居关系,彼此间有直接的营养物质的交流,相互依赖、相互储存、双方获利。 菌根、根瘤,种间关系中的共生互利共生,地衣(真菌和藻类植物的共生体,种间关系中的共生互利共生,地衣(真菌和藻
7、类植物的共生体,种间关系中的共生互利共生,传粉、传播种子动物与植物的互利共生 种植和饲养的互利共生:切叶蚁与真菌,时间,数量,0,时间,数量,0,时间,数量,0,捕食,竞争,共生,四、群落的空间结构()垂直结构,1.垂直结构的概念:是指群落在空间上的垂直分化或成层现象。它是群落中各植物间及植物与环境间相互关系的一种特殊形式,2.成层性,乔木层、灌木层、草木层以及地被层,草本植物群落的垂直结构 , 也具有成层性,根系、根茎等在地下也是按深度分层分布的,群落的成层性,是自然选择的结果,是植物与环境相互矛盾统一的反映,一)群落的空间结构垂直结构,栎林中鸟类在不同层次中的相对密度,注:数字下划线表示某
8、种鸟最喜好栖息的层次,一)群落的空间结构垂直结构,一)群落的空间结构垂直结构,3. 成层现象的意义: (1)它不仅缓解了植物之间争夺阳光、空间、水分和矿质营养等的矛盾,而且由于植物在空间上的成层排列,扩大了植物利用环境的范围,提高了同化功能的强度和效率。成层现象愈复杂,即群落结构愈复杂,植物对环境利用愈充分,提供的有机物质也就愈多,2) 生物群落中动物的分层现象也很普遍。动物之所以有分层现象,主要与食物有关,其次还与不同层次的微气候条件有关,3)水域中,某些水生动物也有分层现象。比如湖泊和海洋的浮游动物即表现出明显的垂直分层现象。影响浮游动物垂直分布的原因主要决定与阳光、温度、食物和含氧量等,
9、群落中植物的分层现象决定了动物的分层现象,二)群落的空间结构水平结构,1.水平结构的特点:植物群落水平结构的主要特征就是它的镶嵌性。 2.导致镶嵌性出现的原因:植物个体在水平方向上的分布不均匀造成的,从而形成了许多小群落。 3.分布不均匀的原因:地形、土壤湿度和盐碱度、光照强度、生物自身生长特点、人和动物的影响等,练习P77 基础题 1.B。 2.提示:屏障撤掉后,很可能出现以下情况:由于种群A捕食种群B,种群B的数量减少,而种群A的数量增加。但随着种群B的数量减少,种群A因食物来源减少而出现数量减少,种群B的数量又会出现一定的增加。这样,假设水族箱中资源和其他条件较稳定,种群A和种群B将出现此消彼长的相对稳定情况。 拓展题 1.提示:大致步骤:(1)选择的植物(一般用草本植物)应能适应同一环境,植株大小基本一致。最好查阅有关资料搞清楚植物名称与生活习性等;(2)实验前要做必要的观察记录,如植株的(尤其是根)生长情况;(3)设立对照组(单独种植、同种植株种植在一起)、实验组(不同种植株种植在一起),并给予相同的环境条件,也可进一步从不同的植株间距来设计实验;(4)通过比较分析根系的长势,论证自己的假设是否成立;(5)解释实验结果。 2.蜾蠃捕食螟蛉幼虫