1、第第 2 节节 群落的相对稳定群落的相对稳定 第第 1 课时课时 群落的结构和生物在群落中的生态位群落的结构和生物在群落中的生态位 目标导读 1.结合教材 P7879实验， 学会测定群落中物种多样性的计算方法。 2.结合教材 P80 图 317，理解群落的垂直结构和水平结构，分析其影响因素。3.结合教材 P8182调查、P82 阅读与分析、P83图 319 阐述生态位概念，掌握生态位的重叠、竞争和分化。 重难点击 群落的空间结构、生态位的分化。 一 群落中的物种多样性 自然界中，生活在同一地区的生物种群之间都有着或远或近的相互关系，它们构成了群落。 群落的基本特征是其物种的组成。结合教材内容分
2、析： 1群落的概念如图，池塘中的水面、水中、水底生活着多种生物，请分析以下问题： (1)已知肉食性鱼以一些小型鱼为食，小型鱼以浮游动物和浮游植物以及其他一些水生植物为 食，植食性鱼类以浮游植物和水生植物为食，那么当肉食性鱼大量减少时，其他种群的数量 如何变化？ 答案 池塘中的肉食性鱼大量减少， 小型鱼因天敌减少， 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。随着时间的推移，植食性鱼类等生物也因 食物来源减少而数量减少。 (2)由(1)可知，生活在该池塘的各个种群不是独立存在的，它们相互制约，又相互依存。它们 构成的这个有机体就是群落，其含义为：占有一定空间的
3、所有生物种群的集合体。 (3)请判断下列描述是不是群落(“”表示不是，“”表示是)： 一片草原上的全部蒲公英( ) 一片草原上的全部动植物( ) 某菜市场上出售的鸡、鸭、鱼、蘑菇、木耳和蔬菜等所有生物( ) 一片果园中的草本植物、小灌木、果树、动物、微生物等所有生物( ) (4)由上述分析，请思考理解群落的概念需要抓住哪些关键点，其内涵是什么？ 答案 2群落中物种多样性的测定 群落的结构是以群落中生物的种类组成为基础的。试结合教材，探索群落中物种多样性的测 定方法。 (1)实验原理：物种多样性是代表群落组织水平和功能的基本特征。辛普森指数是测定群落组 织水平的指标之一，辛普森指数大，表示物种多
4、样性程度高。 (2)方法步骤 选取样方：选择一块野草地和一块种植区，划出同样面积的样方。生物密度低的样方要大一 些，生物密度高的样方可小一些。 统计记录：统计样方内的动、植物种类数和每一种的个体数(对不认识的生物要进行检索，查 出生物的名称)，将有关数据记录在表格中。 群落物种多样性记录表 种类编号 1 2 3 4 5 6 个体数量 物种多样性指数计算 辛普森指数的计算公式：D 1 i1 S ni N 2 说明：D表示物种多样性指数；N表示所有种的个体总数；ni表示第i种的个体数；S表示 种数。 举例：一个群落中有 6 个物种，个体数分别是 2、3、5、7、8、9，则辛普森指数为 D 1 i1
5、 S ni N 2 1 2 34 23 34 25 34 27 34 28 34 29 34 24.983。 (3)结果分析：群落中只有一个物种时，辛普森指数1，数值最小；群落中物种越多， 辛普森指数越大。 3下面是玉米田群落和杂草地群落的照片，据图分析： (1)二者相比，杂草地群落的辛普森指数高。 (2)玉米田群落中，玉米数量最多，生产量大，在群落中起主要作用，称之为优势种。 (3)若二者都受到某种喜食单子叶植物的昆虫的侵害，玉米田群落更易被破坏。 归纳提炼 群落中的物种多样性 群落的概念 物种多样性的测定辛普森指数 物种多样性越高，辛普森指数越大 优势种的概念 活学活用 1判断正误 (1)
6、种群是构成群落的单位( ) (2)微山湖中的全部鱼、植物和微生物构成群落( ) (3)在一定时间，生活在一定区域内的生物，同种个体形成种群，不同种群形成群落( ) (4)群落一般都是由植物和动物两类生物形成的种群构成( ) (5)群落是比种群更高层次的系统，主要研究性别比、种间关系以及群落的空间结构等问题 ( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) 解析 种群是指生活在一定区域中的同种生物个体的总和，群落是指同一时间内聚集在一定 区域中各种生物种群的集合。群落以种群为基本单位，是各个种群的集合体，依靠种间关系 使各种群在长期自然选择与进化中形成稳定的彼此适应的有机体。群落包括该地域的
7、所有生 物，除了植物和动物外，还包括该地域的所有微生物。性别比是种群层次上研究的问题。 二 群落的结构 群落中各种生物所占有的空间各不相同，因而各种群落都有一定的结构。阅读教材结合下述 材料，探讨群落结构的有关内容。 1观察下图，分析群落的垂直结构 (1)森林群落的分层现象 (2)森林群落地上分层分布是与森林中光强度自上而下递减相适应的。 (3)群落中动物有没有分层现象？如果有，和植物的分层相比有什么不同？ 答案 动物具有分层现象。 和植物的分层现象不同之处在于， 每一个层次上活动的动物种类， 在一天的不同时间和一年的不同季节是有变化的。 (4)群落分层的意义：群落的分层使单位面积上可容纳的生
8、物数目增多，使这些生物充分利用 环境条件，大大减弱它们之间的竞争，从而使群落保持相对稳定。 (5)在农业生产上如何充分利用这一现象？ 答案 在农业生产上可以利用此原理合理搭配种植的品种，进行套种、立体养殖。 小贴士 影响植物分层的环境因素主要是光强度，动物的分层现象取决于植物垂直结构所创 造的栖息空间和食物条件。 2观察下图，分析群落的水平结构 (1)群落水平结构的含义：群落中各物种在水平方向上的分布表现为不均匀性。群落中的生物 以斑块出现，不同斑块上生物的种类、数量等都有不同。由于植物群落水平上的结构差异， 也造成动物群落分布的不均匀。 小贴士 生物群落的不均匀性，使群落的稳定性增高。 (2
9、)水平结构形成的主要原因：地形变化、土壤湿度、盐碱度、光强度不同以及人和动物的影 响等。 归纳提炼 群落的垂直结构和水平结构 (1)群落的垂直结构和水平结构都与环境中的生态因素 有关， 垂直结构和水平结构的具体表现都是在长期的自然选择基础上形成的对环境的适应性。 (2)生物在垂直方向及水平方向上的位置关系，有利于提高生物群落整体对自然资源的充分利 用。 (3)垂直结构为群落的空间结构，种群内部无垂直结构，如一片玉米地中植株高矮不齐，不能 称之为垂直结构。 活学活用 2请判断关于群落的空间结构描述的正误： (1)竹林中竹子高低错落有致，其在垂直结构上有分层现象( ) (2)动物在群落中垂直分布与
10、植物的分层现象密切相关( ) (3)淡水鱼占据不同的水层，出现的分层现象与各种鱼的食性有关( ) (4)不同地段生物种类有差别，在水平方向上呈镶嵌分布( ) (5)森林群落中只存在垂直结构，而草原群落中只存在水平结构( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) 解析 垂直结构和水平结构都是指不同种生物的分布差异。同种生物的不同不能构成垂直结 构或水平结构，也不因同种生物的一致而影响垂直或水平结构的存在。森林群落也有水平结 构，如在森林中，林下阴暗的地方有一些植物种类形成小型组合，而在林下较明亮的地方是 另外一些植物种类形成的组合。草原群落中同样也存在垂直结构，也常明显的分为地下层、 地
11、被层和草本层。 三 生物在群落中的生态位 群落中各种生物种群能在群落中共存，是因为它们在生态位上有着不同的分化，结合下列材 料探究生态位的相关知识： 1观察下列两幅图，理解生态位的概念 (1)三种鸟类生活在同一棵树上，占有的空间位置不同(相同、不同)，推测它们的生活方式应 该不同(相同、不同)。 (2)鬣狗和秃鹰都吃斑马的尸体，但往往是鬣狗先吃掉肉和内脏，秃鹰再吃剩下的部分。 由以上的情景归纳：生物种群在群落中的生活方式和它们在时间和空间上占有的地位，称为 生态位。 (3)生态位的种类 分类 基础生态位：生物群落中，能够被生物利用的 最大资源空间 现实生态位：物种实际占有的生态位 关系：基础生
12、态位 理论分析 竞争现实生态位 实际状态 2生态位的重叠与竞争 将有尾草履虫和双小核草履虫分别培养在培养皿中，各给以细菌作为食物，不久两种草履虫 分裂繁殖并与细菌达到此起彼落的平衡。但是，如果把两种草履虫放在同一培养皿中，给以 细菌，十几天后有尾草履虫均消失，只有双小核草履虫继续存活其中。其种群数量的变化曲 线如图： (1)观察单独培养的数量变化曲线可看出：单独培养时二者均能正常增殖。 (2)观察混合培养的数量变化曲线图思考： 两种草履虫具有相似的生活习性， 也就是生态位重叠， 当它们被放在同一培养皿中培养时， 起初阶段(第 4 天以前)为两种草履虫的种群数量均增加，其原因是起初两种草履虫的数
13、量较 少，而食物(细菌)数量较多，竞争较弱。 随后的第 416 天期间，二者的数量变化特点是有尾草履虫处于劣势，双小核草履虫处于 优势，第 16 天以后，只有双小核草履虫存活，两种草履虫没有分泌杀死对方的物质，其原因 可能是双小核草履虫繁殖速度快，在竞争中占优势。 (3)由此可见，生态位重叠就可能发生竞争，重叠越多的物种间，竞争越激烈，激烈竞争的结 果可能使其中一个物种趋于灭绝。 (4)竞争的结果一定是一种生物被灭绝吗？ 答案 不是。 两种生物的生态位可能发生改变， 从而减少或排除竞争， 使两种生物共存下来。 3生态位的分化 材料 有两个种群 A 和 B，A 种群主要以 a 为食，B 种群主要
14、以 b 为食，它们又共同以 c 为 食。自然选择对以 c 为食的个体有更大的压力，因而两个种群中以 c 为食的个体数会逐渐减 少。结果两个种群的生态位发生了变化，都生存了下来。结果如图： (1)材料中展示的现象就称为生态位的分化。其概念可概括为生态位有重叠的物种，通过自然 选择作用，生态位发生变化，从而减少或排除竞争，使它们共同生存下来的现象。 (2)动物在生态位上的分化，基本上有 3 种适应方式：划分分布区域和活动范围；错开活 动的时间；改变食物的种类，形成不同的食性。 (3)生态位的分化是生物对环境的长期适应以及自然选择的结果。 归纳提炼 生态位 概念及种类 概念：种群在群落中的生活方式和
15、它们在 时间和空间上占有的地位 种类 基础生态位 现实生态位 生态位的重叠和竞争生态位相同或相似时发生的现象 生态位的分化 方式 划分分布区域和活动范围 错开活动时间 改变食物种类，形成不同食性 原因：自然选择和对环境的长期适应 活学活用 3角马、牛、羊如果单独出现时，都会吃草的茎部。如果同时出现在一个区域时，就会一个 吃草的茎、一个吃草的根、一个吃其他植物，这说明( ) A生物的生态位发生了变化 B各种生物之间没有竞争了 C各生物的竞争更加激烈了 D生物的生态位是固定不变的 答案 A 解析 各种生物生活在同一区域时，由于竞争导致生态位发生变化，从而竞争减弱，使各种 生物能够生存下来。 群落的
16、结构 概念 群落中物种多样性的测定辛普森指数 分类 垂直结构 水平结构 生物在群落中的生态位 定义 重叠与竞争 分化现象 当堂检测 1下列实例中，不能构成群落的是( ) A西双版纳的热带雨林生物 B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大型真菌 C海南岛清澜港保护区的红树林中的各种生物 D大兴安岭的全部红松以及其他生物 答案 B 解析 西双版纳热带雨林中的生物构成一个群落，A 正确；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大型真菌不是所有的生物，不包含原核生物等，不能构 成一个群落，B 错误；海南岛清澜港保护区的红树林中的各种生物构成一个群落，C 正
17、确； 大兴安岭的全部红松以及其他生物为所有的生物，构成一个群落，D 正确。 2下图为植物群落生长的分层现象，对此现象的解释，不正确的是( ) A分层现象是植物群落与环境条件相互联系的一种形式 B决定这种现象的环境因素除光照外，还有温度和湿度等 C种植玉米时，因植物群落分层现象的存在，所以要合理密植 D在农业生产上，可以充分利用这一现象，合理搭配种植的品种，进行间播套种 答案 C 解析 同一生物构成种群无分层现象，只有群落才具有分层现象。 3大多数生物群落在空间上有垂直分层现象，称为群落的垂直结构。引起森林群落中植物和 动物垂直分层现象的主要因素分别是( ) A温度、食物 B温度、光照 C温度、
18、湿度 D光照、食物 答案 D 4下面是分布在某栎树林中的几种鸟类调查资料，调查数据表示各种鸟类分布的相对密度。 请根据调查数据(百分比)完成下列问题。 生物种类 林冠层 乔木层 灌木层 草本层 地被层 林鸽 97.7 1.4 0.9 茶腹 49.0 39.0 2.0 青山雀 23.4 41.3 30.6 3.7 1.0 煤山雀 18.0 43.1 31.0 7.8 大山雀 6.2 18.5 49.1 25.9 0.3 戴胜 3.4 16.9 55.9 23.8 乌鸫 1.2 4.1 14.7 52.4 27.6 红胸鸲 16.3 40.0 23.7 鹪鹩 12.5 75.0 12.5 (1)该地区栎树林中，_主要分布在林冠层，_主要分布在乔木层，_主要分 布在灌木层，_主要分布在草本层(填序号)。 (2)栎树林中鸟类的分布主要取决于_，这种分布有利于减少鸟类之间的 _。 (3)鸟类分布的上述特点表明，群落的结构具有_的特征。 答案 (1) (2)食物和栖息环境 竞争 (3)垂直分层 解析 本题主要考查群落中物种之间的关系和群落的结构。在一个群落中，动物也有类似于 垂直结构的分层现象，这是由于食物和栖息环境等不同而造成的。