1、第二、三节生物群落的构成生物群落的演替一、群落的概念及物种丰富度1.概念同一时间内、_的相互之间有_的各种生物种群的集合。2.物种丰富度(1)概念：一个群落或生态系统中_。生态学上常用_来表示。(2)常用的计算公式：S：_，A：_，D：物种丰富度指数。占据一定空间直接或间接联系物种数目的多少物种丰富度指数物种数目样地面积二、生物群落中的种间关系1判断下列物种之间的关系(1)狼与兔：_。(2)根瘤菌与大豆：_。(3)草原上的牛与羊：_。(4)T2噬菌体与大肠杆菌：_。捕食互利共生竞争寄生2根据上述判断完善以下有关概念(1)捕食：一种生物取食_的种间关系。(2)竞争：生活在同一区域的两种或两种以上
2、生物争夺_而产生的相互妨碍作用的现象。(3)寄生：一种生物以另一种生物的_为营养并对宿主造成危害的现象。(4)互利共生：两个种群生活在一起，相互依赖，_。另一种生物同一资源体液、组织或已消化利用的物质相互得益三、群落结构1.类型(1)写出图中群落空间结构的类型：A图：_，B图：_。(2)根据上图分析决定群落空间结构的主要因素：A图：植物分层：_。动物分层：_。B图：地形、_、_、人与动物的影响等。垂直结构水平结构栖息空间和食物光照湿度阳光2.生态位(1)概念：一个种群在自然生态系统中，在_及其与_之间的功能关系与作用。(2)特点：物种在生物群落或生态系统中都会占据_。生态位_越大，生物之间的_
3、越激烈。(3)意义：生态位的多样性是群落结构相对稳定的基础。3.群落结构的形成原因及意义(1)形成原因：是_的结果。(2)意义：提高了生物_的能力。时间、空间上所占据的位置相关种群一定的生态位重叠程度竞争自然选择利用环境资源【点拨】(1)种群和群落的关系：种群和群落都是强调一定自然区域中的生物成分，其关系可表示为：一定区域内同种生物之和=种群，一定区域内各种生物种群之和=群落。(2)群落的实质：以种群为单位，且各个种群相互依存、相互制约，在共同的无机环境中通过长期的自然选择与进化形成的生命系统。四、群落的演替1.概念在生物群落发展变化的过程中，_的演变现象。2.类型(1)原生演替(初生演替)：
4、概念：在_或虽有过生物生长但_上发生的生物演替。主要阶段：_地衣、苔藓阶段_灌木阶段_。一个群落代替另一个群落从未有过生物生长已被彻底消灭了的原生裸地裸地阶段草本植物阶段森林阶段(2)次生演替：概念：当某个群落受到_、_或_等因素的干扰，该群落中的植被遭受严重破坏时所形成的裸地，称为_。在次生裸地上开始的生物演替，称为_。外界因素：有火灾、洪水、病虫害、严寒等_和_，其中_是主要因素。洪水火灾人类活动次生裸地次生演替自然因素人类活动人类活动3.群落演替的影响因素(1)内因：动力：_。催化剂：_和_的动态变化。(2)外因：外界环境条件的变化，包括_以及_而引起的环境变化。_对群落演替的影响远远超
5、过其他所有的自然因子，甚至会使群落演替按照不同于自然演替的_进行。【点拨】群落是一个动态系统，它是不断发展变化的。在群落演替的过程中，物种的取代是一种优势取代，而不是完全取代。群落内部环境的变化种内关系种间关系外界因子的变化群落本身人类活动方向和速度对环境作用【思维判断】1.研究个体是研究群落的基础。()【分析】群落是在种群的基础上建立的，因此研究种群是研究群落的基础。2.池塘中的全部鱼、植物和微生物构成群落。()【分析】群落强调各种生物种群的集合，其中包括各种动物、植物和微生物。3.捕食关系对维持种群的稳定有重要作用。()【分析】物种间通过捕食关系制约捕食者与被捕食者的数量，从而维持着各种群
6、的稳定。4.群落中植物的分层现象决定了动物的分层现象。()【分析】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，植物为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件。5.群落演替的根本原因在于群落内部，不受外界因素的影响。()【分析】影响初生演替的主要外界因素是自然环境，影响次生演替的主要外界因素是人类的活动。群落的空间结构1.群落的空间结构类型(1)垂直结构：植物群落的垂直结构表现了群落垂直方向上的分层性。植物的分层现象主要与光照强度有关，群落中的光照强度随高度的下降而逐渐减弱(如图所示)。对应高度高低环境因素强弱光照强度生态因素海水浅深环境因素对应长短波长生态因素森林中植
7、物的垂直分布乔木层灌木层草本层海洋中藻类植物的分层现象群落中植物的垂直结构又为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件，因此，动物也有类似的分层现象。(2)水平结构：在水平方向上由于光照强度、地形的变化、土壤湿度和盐碱度、生物自身生长特点的不同，以及人与动物的影响等因素，不同地段上分布着不同的种群。(3)生态位：生态位重叠程度越大，种间竞争越激烈。2.群落结构形成的原因及意义(1)原因：群落结构与环境中生态因素有关，群落结构的具体表现都是在长期自然选择基础上形成的对环境的适应。(2)意义：生物在垂直方向及水平方向上的位置配置关系有利于提高生物群落整体对自然资源的利用。【高考警示钟】水域中水生动物
8、的分层现象(1)示例：水域中，某些水生动物也有分层现象，比如湖泊、海洋中的浮游动物即表现出明显的垂直分层现象。(2)影响因素：影响浮游动物垂直分布的原因主要取决于阳光、温度、食物和含氧量等；此外，在不同季节也会因光照条件的不同而引起垂直分布的变化。【典例训练1】(2011江苏高考)我国西南横断山区被公认为全球生物多样性的关键地区，不同海拔区域蝶类物种多样性研究结果见下表。下列有关叙述，正确的是()垂直带海拔(m)1 000100020002 0002 5002 5003 0003 0003 5003 500植被类型热带季雨林常绿阔叶林常绿落叶混交林针阔混交林针叶林高寒灌丛草甸蝶类种数34945
9、2201136125100A.不同垂直带的植被类型差异是群落演替的结果B.不同垂直带的植被类型差异反映了群落的空间结构特征C.蝶类物种多样性与各垂直带植被类型无关D.蝶类物种多样性与各垂直带气候特征有关【解题指南】1.考查实质：本题考查群落的空间结构特征，同时考查学生从表格中获取信息的能力，以及分析判断能力。2.解题关键：对比不同海拔下植被类型和蝶类种数，分析其差异产生的原因。【解析】选D。A项，不同垂直带的植被类型差异是长期自然选择的结果。B项，不同垂直带的植被类型只是反映了群落的垂直结构特征。C项，蝶类物种多样性与各垂直带植被类型有关。D项，蝶类物种多样性与各垂直带气候特征(如光照、温度)
10、有关。类型内容原生演替次生演替起点速度原先从没有过植被，或虽存在过植被、但被彻底消灭了的环境虽失去了原有植被，但仍保留了原有土壤条件甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的环境缓慢较快群落的演替1.演替类型比较类型内容原生演替次生演替影响因素实例自然因素裸岩上的演替人类活动较为关键弃耕农田上的演替2.群落演替的原因(1)环境不断变化，为群落中某些物种提供有利的繁殖条件，而对另一些物种生存产生不利影响。(2)生物本身不断进行繁殖、迁徙。(3)群落内部由于生命活动造成内部环境改变。(4)种内和种间关系不断发生变化。(5)人类活动的干扰。3.群落演替的结果(1)演替方向：演替是群落组成向着一定方向、具有
11、一定规律、随时间而变化的有序过程，因而它往往是能预见的或可测的，一般都可以演替到森林阶段这一最高阶段。(2)能量：总生产量增加，群落的有机物总量增加。(3)结构：生物种类越来越多，群落的结构越来越复杂。(4)稳定性：演替是生物和环境反复相互作用，发生在时间和空间上的不可逆变化，稳定性越来越高。【高考警示钟】1.演替不是一个无休止的过程任何环境下的演替都要最终达到一个成熟阶段，这时候群落和周围环境处于相对平衡的稳定状态。此时物种与环境之间高度协调，能量和物质的利用率高，生态系统抵抗力稳定性也高。2.演替并不是“取而代之”演替过程中一些种群取代另一些种群，是一种“优势取代”而非“取而代之”，如形成
12、森林后，乔木占据优势地位，但森林中仍有灌木、草本植物、苔藓等。【典例训练2】(2011安徽高考)某岛屿由海底火山喷发形成，现已成为旅游胜地，岛上植被茂盛，风景优美。下列叙述不正确的是()A.该岛屿不同地段物种组成上的差异是群落水平结构的体现B.该岛屿形成后最初进行的群落演替属于次生演替C.旅游可能使岛上的群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行D.该岛屿一定发生过漫长的群落演替过程【解题指南】1.考查实质：本题考查群落的有关知识，主要涉及群落演替的类型、方向和过程特点。2.解题思路：从演替的起点(由海底火山喷发形成)入手，区分群落演替的类型及影响因素。【解析】选B。群落的水平结构表现在不同地
13、段往往分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差别，因此A项正确；火山岩上进行的演替属于原生演替，因此B项错误；人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行，因此C项正确；从光裸的火山岩上长出茂盛的植被是一个漫长的演替过程，因此D项正确。关系名称数量坐标图物质与能量关系图特点举例互利共生数量上两种生物同时增加,同时减少,呈现出“同生共死”的同步性变化大豆与根瘤菌群落的种间关系关系名称数量坐标图物质与能量关系图特点举例捕食数量上呈现出“先增加者先减少,后增加者后减少”的不同步性变化羊和草；狼与兔；青蛙与昆虫关系名称数量坐标图物质与能量关系图特点举例竞争数量上呈现出“你死我活”的“同
14、步性变化”。两种生物生存能力不同,如图a;生存能力相同,则如图b牛与羊；农作物与杂草；大草履虫与小草履虫CAB关系名称数量坐标图物质与能量关系图特点举例寄生如果分开,则寄生生物难以单独生存,而宿主会生活得更好蛔虫与人；菟丝子与大豆；噬菌体与被侵染的细菌【技巧点拨台】几种曲线的区分方法(1)互利共生曲线同步变化(同生共死)；(2)捕食曲线不同步变化，表现为一种生物数量的增减随另一种生物的增减而变化；(3)竞争曲线看最终结果，一种生物数量增加，另一种生物数量下降甚至降为0；只要曲线中提示两种生物有共同的空间或食物，则必为竞争，竞争激烈程度取决于空间、食物的重叠范围。寒带针叶林中两个动物种群(N1、
15、N2)的数量变化如图所示，据图判断这两个种群的关系是()A.捕食关系，N1为捕食者，N2为被捕食者B.捕食关系，N2为捕食者，N1为被捕食者C.竞争关系，N1为竞争中的胜利者，N2为失败者D.互利共生关系，N1、N2彼此依赖，相互有利【解题指南】1.考查实质：种间关系的判断。2.解题关键：从两种群的数量及其变化规律入手，通过分析生态系统中两物种的关系来解答。【解析】选B。从曲线可以看出，两曲线发生周期性变化；分析曲线的每一个周期，发现总是N1种群数量增长以后，N2种群数量随之增长，说明N2以N1为食物。两个种群若存在竞争关系，一个种群的增长可导致另一个种群的减少。两种群若存在互利共生关系，则两
16、曲线呈平行关系。分析坐标曲线的含义种群增长曲线【案例】(2010重庆高考)为探究食物相同的三种水生动物的种群增长规律及种间关系，某小组进行了下列3组实验(各组实验中，每种动物初始数量相等，饲养条件相同)：组1：甲种与乙种分别于两个容器中饲养，甲种数量变化如图曲线A所示。组2：甲种与乙种于同一容器中饲养，乙种数量变化如曲线F所示。组3：乙种与丙种于同一容器中饲养，形成上、下层分离分布，一段时间后每种动物的数量均较组1少。(1)组1中，甲种动物的种群数量主要由_和_决定；若容器内饲养液体积为20 mL，则第40天时乙种的种群密度为_。(2)在某些生态系统中，存在与本实验类似的种间关系。在同一段河流
17、中食物相同的两种鱼，分别分布在河流中央底部和邻近河岸底部，其种间关系与图中曲线_代表的类似，其分布体现生物群落的_结构。在玻璃温室中放养食物相同的两种传粉昆虫后，一种数量增加，另一种减少，其种间关系与图中曲线_代表的类似。【命题人透析】(1)种群增长曲线的判断：根据组1，甲种与乙种分别置于两个容器中饲养，甲种数量变化曲线为A，则C为乙种数量变化曲线(均为“S”型增长，且该判断应结合组3来进行)；根据组2，甲种、乙种存在竞争关系，因此F表示乙种数量变化，则B表示甲种数量变化；根据组3，乙种、丙种在容器中形成上、下层分离分布，不构成竞争关系，但一段时间后每种动物的数量均较组1少，则乙种和丙种对应曲
18、线应为D或E。(2)判断种间关系寻找对应曲线：同一段河流中食物相同的两种鱼，分别分布在河流中央底部和邻近河岸底部，由于分布在不同的区域，不构成竞争关系，其关系类似图中的D和E。由于两者是同一地域中地形等因素引起的分布不同，因此两者体现的是群落的水平结构。根据“一种数量增加，另一种减少”判断两者构成竞争关系，类似组2情况，即与曲线B和F类似。【标准答案】(1)出生率死亡率(两答案位置可互换)30只/mL(2)D和E 水平 B和F【阅卷人点评】得分要点(1)前2个空答案固定，但位置可互换。第3空只答数值，缺少单位“只/mL”不得分。(2)两空答案均惟一。必须是“B和F”组合，其余组合不得分。失分案
19、例(1)第3空，计算方法为=30只/mL，多数因忘记书写单位而失分，也有书写数值出错的。(2)因曲线组合填写错误而失分。1.下列关于物种丰富度的叙述不正确的是()A.群落中生物数目的多少称为丰富度B.不同群落生物的丰富度是不同的C.从赤道到北极，群落的丰富度逐渐减小D.丰富度越大的群落，其结构越复杂【解析】选A。群落中物种数目的多少称为丰富度，并不是生物数目的多少；不同群落物种数目是不同的，丰富度也是不同的；从赤道到北极，群落的物种数目由于温度降低而减少，丰富度逐渐减小；丰富度越大的群落，物种越多，食物链、食物网越复杂，其结构越复杂。2.谚语“苗多欺草，草多欺苗”反映的种间关系是()A.竞争B
20、.互利共生C.寄生D.捕食【解析】选A。谚语中苗与草生活在同一区域内，相互之间为了争夺阳光、养料和生存空间等而发生竞争，属于不同物种之间的竞争。3.如图表示两种生物种群随时间推移而发生的数量变化。那么这两种生物之间的关系是()A.竞争B.捕食C.互利共生D.寄生【解析】选C。互利共生的两种生物的数量变化一致；捕食是两种生物在一定时间内一种增多(或减少)，另一种亦随之增多(或减少)，在数量上呈现“先增加者先减少，后增加者后减少”的不同步性变化；竞争是两种生物开始时都增多，一段时间后一种生物数量增多，另一种生物大量减少(或死亡)；寄生没有明显的数量变化关系。4.(2012苏州模拟)下列关于群落演替
21、的说法不正确的是()A在群落演替过程中，群落的物种构成不断地发生着改变B群落演替的根本原因在于群落内部，不受外界因素的影响C原生演替和次生演替的主要区别是演替的起始条件不同D在群落演替过程中种群总数开始时逐渐增多而后趋于稳定【解析】选B。群落演替分为原生演替和次生演替，主要的区别在于演替的起始条件不同。群落演替的根本原因在于群落内部，但是也受外界环境因素的影响。5.下列有关种群和群落的研究和分析中，不正确的是(多选)()A.田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，统计得到的种群密度比实际数值要低B.对培养液中酵母菌进行计数采用的是抽样检测法C.对小动物的种群密度进行调查时，不能采用标记重捕法，一定要采用
22、样方法D.某同学决定以校园内的池塘为对象进行丰富度调查，应在同一水层取样【解析】选A、C、D。田鼠的种群数量=(第一次标记数量再次捕获数)/再次捕获个体中被标记的个体数量，因田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，导致再次捕捉的个体中被标记的个体所占的比例变小，所以统计得到的种群密度比实际数值要高；对小动物的调查常用取样器取样法；池塘的不同水层中生活的生物种类可能不同，故取样时各水层均应取样调查。6.某地实施退耕还林多年后，原有耕地变为林地。科研人员对林地植被的种群密度进行了调查，发现阳坡和阴坡植被差异明显。对阳坡的物种生态位重叠(即两个物种在同一资源状态上的相遇频率，见表中数据)变化进行分析，其结果如
23、下：种名山桃丁香油松刺槐山桃1丁香0.1241油松0.1250.8341刺槐0.1480.7610.8841(1)耕地逐渐变为林地的过程属于_。(2)在调查该林地山桃的种群密度时应采用_法。(3)据表中数据可知，阳坡群落物种中竞争最激烈的是_。造成阳坡和阴坡植被差异明显的主要非生物因素是_。【解析】(1)耕地逐渐过渡为林地的过程中，因已具备土壤等条件，故属于次生演替。(2)调查植物的种群密度常用的方法是样方法。(3)由表可知油松和刺槐在同一资源状态上的相遇频率最大，所以两者竞争最为激烈，阳坡与阴坡非生物因素的主要差异是阳光。答案：(1)群落演替(或“次生演替”)(2)样方(3)油松和刺槐阳光实
24、验方法分析调查生物种类、数量的不同方法【理论指导】对于不同种类的生物，对其数量调查采用不同的方法，如：样方法、标记重捕法、抽样检测法、取样器取样法等。方法适用范围计数方法样方法植物和活动能力较弱、活动范围较小的动物在若干样方中计数全部个体，然后将其平均数推广，来估计种群总体数量标记重捕法活动能力较强、活动范围较大的动物在被调查种群的生存环境中，捕获一部分个体，做上标记后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕中标记个体数占总捕获数的比例来估计该种群的数量方法适用范围计数方法抽样检测法生活在液体培养基中的微小生物将含待测生物的培养液滴在计数板上，用显微镜观察计数板上待测生物的数量，再以
25、此为根据，估算培养液中待测生物的数量取样器取样法个体微小不适于用样方法和标记重捕法的小动物用一定规格的捕捉器(如采集罐、吸虫器等)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小动物的丰富度【典例分析】跳虫、甲螨和线虫是土壤中的主要动物类群，对动植物的遗体分解起重要作用，某生物兴趣小组以跳虫、甲螨和线虫为实验对象，探究其在土壤中的分布情况及土壤动物的物种丰富度。【分析】对土壤动物的物种丰富度的研究，常用取样器取样法进行采集、调查。取样时应注意随机取样，避免人为因素的干扰造成实验结果偏差较大。许多土壤小动物(如蜘蛛、鼠妇、蜈蚣、马陆、蚯蚓)以及多种多样的昆虫虽有较强的活动能力，但
26、身体微小，不适于用样方法或标记重捕法进行调查。【拓展】(1)若要采集大量的跳虫用于实验室培养，最好选择图中哪种吸虫器？若要采集大量的跳虫作为标本保存，最好选择哪种吸虫器？提示：实验室培养，最好选择吸虫器B；标本保存，最好选择吸虫器D。分析：B吸虫器中的湿润的棉花模拟了土壤湿润环境，适于跳虫存活；D吸虫器中的酒精可将收集的跳虫及时固定，防止腐烂。(2)如果要调查水中动物的物种丰富度，应如何对研究方法进行改进？提示：主要是取样和采集方式要进行改进。分析：根据调查水中动物种类的不同，取样设备也不同，例如用网兜、瓶子等。取样和采集时要考虑定点、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。
