第31讲群落的结构与演替
考点一群落的结构
1.群落的概念和特征
(1)概念
同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合。
(2)特征
物种丰富度、种间关系、空间结构、群落演替等。
2.群落的物种组成
(1)意义:区别不同群落的重要特征。
(2)衡量指标:丰富度。
①丰富度概念:群落中物种数目的多少。
②常用统计法:记名计算法和目测估计法。
3.种间关系
(1)常见种间关系及实例(连线)
提示:A—d—③B—c—④C—b—②D—a—①
(2)常见种间关系曲线
本图中①②③④分别代表竞争、捕食、互利共生、竞争。
4.群落的空间结构
(1)写出图中群落空间结构的类型
图甲:垂直结构,图乙:水平结构。
(2)根据上图分析,决定群落空间结构的主要因素
图甲:①植物分层:阳光。
②动物分层:栖息空间和食物条件。
图乙:地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同,以及人与动物的影响等。
(3)图甲植被表现分层现象的意义:显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。
[纠误诊断]
(1)一个池塘中的各种鱼和植物构成了一个群落。( ×)
提示:一个池塘中的所有生物构成一个群落。
(2)洪泽湖近岸区和湖心区不完全相同的生物分布,构成群落的垂直结构。( ×)
提示:洪泽湖近岸区和湖心区不完全相同的生物分布,构成群落的水平结构。
(3)互利共生、捕食和竞争等种间关系可以出现在森林群落中。( √)
(4)谚语“苗多欺草,草多欺苗”反映的种间关系是共生。( ×)
提示:谚语“苗多欺草,草多欺苗”反映的种间关系是竞争。
(5)某校园有一片草坪和一片树林,草坪中的动物没有分层现象,而树林中的动物具有分层现象。( ×)
提示:这两个群落中动物都具有分层现象。
1.如图所示的现象是不是一个群落中的垂直结构?请说明理由。
提示:不是。高山植被的垂直分布是由于海拔高度升高,温度下降明显,从而导致不同海拔高度植被分布不同,依次为阔叶林→针叶林→高原草甸→苔原。这种状况与地球南(北)半球随纬度升高植被分布的原理相同,属于植物的地带性分布,不是群落垂直结构中的分层现象。
2.如图纵向表示海洋不同深度中鱼类的食物分布状况,曲线甲、乙、丙分别表示三种鱼的数量变化。
(1)尝试分析上图中体现出哪几种种间关系。
提示:捕食和竞争。由图可知,丙主要以浮游生物为食,乙主要以底栖生物为食,甲主要以潜底生物为食,说明存在捕食关系。另外,从食物来源看它们之间存在竞争关系。
(2)此海洋中的鱼类具有垂直分层现象,主要原因是什么?
提示:这些鱼类的主要食物来源不同。
题型一群落结构的相关分析
1.下列关于群落结构的叙述,正确的是( B )
A.沙漠里的灌木由于彼此竞争营养和水分呈集群分布或表现为斑块状镶嵌
B.动物在群落中的垂直分层与植物的分层有关
C.马尾松高低错落有致,体现了群落的垂直结构
D.水生群落的分层现象仅仅是由光照决定的
解析:沙漠里的灌木由于彼此竞争营养和水分倾向于均匀分布;垂直结构上的分层是群落的结构,林场中的马尾松属于种群;水生群落的分层现象与光照、温度、食物、含氧量等有关。2.如图为生物群落的结构图,则下列说法正确的是( C )
A.草被层中不同的杂草有高、矮之分,体现了分层现象
B.该生物群落中有明显的垂直结构,没有水平结构
C.图中植物为动物提供了栖息场所和食物,植物分层决定了动物分层
D.植物的分层现象有利于植物对光能、水和无机盐的吸收和利用
解析:草被层中不同的杂草有高、矮之分,属于几个种群的特征,不是群落的分层现象;该生物群落中有明显的垂直结构,也有水平结构;植物为动物提供了栖息场所和食物,植物分层决定了动物分层;植物的分层现象有利于植物对光能的利用。
题型二种间关系及特点
3.(2019·河南天一大联考)某生态系统中,昆虫甲常常伴随植物乙出现,且甲的数量总是随着乙的数量变化而变化;在主要以甲为食的昆虫丙迁入该生态系统后,昆虫甲的数量出现明显下降,植物乙的数量小幅度增加,叶片完整程度显著提高。下列有关叙述正确的是( D )
A.甲与乙、乙与丙之间都是捕食关系
B.甲的数量与乙叶片完整程度之间呈现正相关
C.甲、乙、丙三者之间的数量关系为乙>甲>丙
D.乙和丙都会影响昆虫甲的种群数量
解析:由题意可知,昆虫甲和植物乙之间为捕食关系,昆虫甲、昆虫丙之间为捕食关系,题干信息不能表明乙、丙之间存在捕食关系;昆虫甲的数量下降时,植物乙叶片的完整程度提高,说明二者呈现负相关;甲、乙、丙三者之间的数量关系不能根据捕食关系判定,在某些食物链中,捕食者的数量也可能多于被捕食者的数量;昆虫甲的食物乙和昆虫甲的天敌丙都会影响昆虫甲的种群数量,当植物乙增多时甲增多,当昆虫丙增多时甲减少。
4.如图甲、乙、丙分别表示在有限空间内培养(或饲养)两种生物的实验结果,下列相关的叙述错误的是( C )
A.它们分别呈互利共生(甲)、捕食(乙)、竞争(丙)关系
B.豆科植物和根瘤菌种群数量的消长关系如甲图所示
C.噬菌体与细菌的种群数量变化关系如图乙所示
D.丙实验过程中,两种生物之间的竞争强度由弱到强再到弱
解析:据图可知,甲、乙、丙分别表示的种间关系为互利共生、捕食、竞争;豆科植物和根瘤菌的种间关系是互利共生,与图甲相符;噬菌体与细菌的种间关系为寄生,不是捕食关系;丙实验初期,由于食物和空间充足,两种生物的数量又比较少,竞争强度较弱,后来X在的种群密度增大,竞争中占优势,另一种生物逐渐被淘汰,则竞争强度又变弱。
捕食关系中捕食与被捕食者的判断技巧
(1)若两种生物的最大数量有明显差异,一种数量多的为被捕食者,如图1中A为被捕食者。
(2)若两种生物数量相当,则从变化趋势看,先到达波峰的为被捕食者,后到达波峰的为捕食者。即被捕食者变化在先,捕食者变化在后,如图2中A为捕食者,B为被捕食者。
考点二群落的演替
1.群落演替的概念
随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程。
2.过程(以裸岩上的演替为例)
3.演替的类型
类型初生演替次生演替
起
点
从来没有被植物覆盖的地面,或原
来存在过植被,但被彻底消灭了的
地方
原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,
甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方时间经历的时间长经历的时间短
速度缓慢较快
影响
自然因素人类活动较为关键
因素
实例裸岩、沙丘上的演替弃耕农田上和火灾过后的草原上发生的演替 [纠误诊断]
(1)苔藓会比地衣更早地出现在火山岩上。( ×)
提示:地衣会比苔藓更早地出现在火山岩上。
(2)在退化林地上经过20年形成自然恢复林属于初生演替。( ×)
提示:自然恢复林的形成属于次生演替。
(3)次生演替可发生在从来没有植被分布的地带。( ×)
提示:初生演替可发生在从来没有植被分布的地带。
(4)次生演替的速度比初生演替的速度慢。( ×)
提示:次生演替的速度比初生演替的速度快。
(5)海岛旅游可能使岛上的群落演替按照不同于自然演替的速度进行。( √)
(6)动物群落的演替与光照无关。( ×)
提示:决定群落演替的根本原因存在于群落内部,但群落之外的环境条件的不断变化,也常成为群落演替的重要因素。
1.群落演替至森林阶段,其中还能找到苔藓植物、草本植物及灌木吗?说出你的理由。
提示:能。群落演替是指群落中占优势的一些种群被另一种更占优势的种群取代,而不是完全消亡,即群落演替是优势取代,而不是“取而代之”。
2.一个废弃鱼塘的演替过程如图1所示,图2表示两种群落在演替过程中物种多样性的变化曲线。
(1)图1中演替过程的正确排序为丁→甲→丙→乙。
(2)图1所示演替与火山喷发所在地的演替是否属于同种类型?请具体说明。
提示:不属于。该演替过程为次生演替,它不同于火山喷发处的初生演替(两者的初始植被条件不同)。
(3)图2中甲、乙分别属于哪种演替类型?你的判断依据是什么?
提示:由于甲曲线群落演替起点的物种多样性为零,因此甲应属于初生演替,乙曲线存在起始物种,故应属于次生演替。
题型一演替类型及过程分析
1.(2018·江苏卷)下图是某处沙丘发生自然演替过程中的三个阶段,下列叙述正确的是
( D )
A.从形成沙丘开始发生的演替是次生演替
B.阶段Ⅰ的沙丘上草本植物占优势,群落尚未形成垂直结构
C.阶段Ⅰ与阶段Ⅱ的沙丘上生长的植物种类完全不同
D.阶段Ⅲ沙丘上的群落对外界干扰的抵抗力稳定性最强
解析:在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替属于初生演替;在垂直方向上,群落具有明显的分层现象,称为群落的垂直结构,阶段Ⅰ的沙丘上草本植物占优势,此时群落已具备垂直结构;群落演替是指优势取代而非取而代之,所以阶段Ⅰ与Ⅱ的沙丘上的植物种类并非完全不同;阶段Ⅲ沙丘上的群落生物种类最多,营养结构最复杂,自我调节能力最强,所以对外界干扰的抵抗力稳定性最强。
2.图1是裸露岩石上开始的群落演替过程,图2表示群落演替过程中植物的种数、植物的个体数及岩石体积的变化。下列叙述正确的是( C )
A.图1中最初的优势种苔藓在群落演替过程中逐渐消失
B.群落演替到最终阶段后,群落在水平方向上表现出垂直结构
C.演替过程中植物种类、植物个体数发生了变化并趋向稳态
D.演替过程中植物的种数增加导致岩石体积下降
解析:图1中最初的优势种苔藓在群落演替过程中逐渐被取代,但没有消失;群落演替到最终阶段后,群落在垂直方向上有分层现象,表现出垂直结构;题图显示,演替过程中植物的种数增加时,岩石的体积增大。
“二看法”区分初生演替和次生演替
题型二群落演替的趋势及规律分析
3.在建设“森林城市”时,欲通过人工造林使荒坡逐渐演替为森林。下列对演替过程图中曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的生物学含义的描述都正确的是( C )
A.Ⅰ为土壤中的有机物量,Ⅱ为生态系统物种的多样性程度
B.Ⅰ为土壤中的微生物数量,Ⅱ为生态系统的结构稳定性
C.Ⅰ为生态系统的恢复力稳定性,Ⅱ为群落垂直结构的层次性
D.Ⅰ为群落呼吸消耗的有机物量,Ⅱ为生态系统的抵抗力稳定性
解析:土壤中的有机物量不断增加,生态系统物种的多样性不断增加;土壤中的微生物数量增加,生态系统的结构稳定性增强;群落垂直结构的层次性不断增加,其恢复力稳定性不断减弱;群落呼吸消耗的有机物量不断增加,抵抗力稳定性不断增强。
考点三实验:土壤中小动物类群丰富度的研究
1.实验原理
(1)许多土壤动物身体微小且有较强的活动能力,可用取样器取样的方法进行采集、调查。
(2)丰富度的统计方法通常有两种:记名计算法和目测估计法。
2.实验步骤
确定问题
制订计划
3.实验结果和结论
组成不同群落的优势种是不同的,不同群落的物种丰富度是不同的。一般来说,环境条件越优越,群落发育的时间越长,物种越多,群落结构也越复杂。
取样器取样法误差归纳
(1)未能给予最适“诱捕”条件,即未能充分利用土壤动物“趋湿”“避光”“避热”特性,如未打开电灯可导致诱捕到的动物个体减少。
(2)未做到土壤类型、取样时间、土层深度保持一致而导致计数误差。
(3)对“不知名”的动物不予计数而导致误差(正确做法是记为“待鉴定××”,并记下其特征)。
题型一实验装置的选择
1.如图是“土壤中小动物类群丰富度的研究”实验中常用的两种装置,回答以下问题:
(1)图中A装置是,B装置是。
(2)图中A装置主要利用土壤小动物具有的习性进行采集。
(3)许多土壤小动物不适于样方法或标志重捕法进行调查的原因是。
(4)先要用B装置采集大量跳虫用于实验培养,则B装置内最好装入的是(填“干燥的棉花”“湿润的棉花”“清水”或“酒精”,下同),理由是;
如要采集大量的甲螨作为标本保存,则B装置内最好装入的是,理由是。
(5)A装置的花盆壁C和放在其中的土壤之间留一定空隙的目的是。
解析:(1)图中A、B装置分别是诱虫器和吸虫器。
(2)诱虫器营造的是温度差异、明暗差异和湿度差异的环境,所以该装置利用了土壤小动物的趋暗、避高温、趋湿的特性进行采集。
(3)部分土壤小动物活动能力强,且身体微小,所以均不适宜样方法或标志重捕法进行调查土
壤小动物的丰富度。
(4)采集大量跳虫用于实验培养时,B装置内最好装入的是湿润的棉花,因为湿润的棉花模拟了土壤湿润的环境,有利于跳虫的存活;若采集大量的甲螨作为标本保存,则B装置内最好装入的是酒精,因为酒精可将收集的甲螨及时固定,防止腐烂。
(5)为了使空气流通,应将土壤与花盆之间保留一定的空隙。
答案:(1)诱虫器吸虫器
(2)趋暗、避高温、趋湿
(3)许多土壤小动物有较强的活动能力,而且身体微小
(4)湿润的棉花湿润的棉花模拟了土壤湿润的环境,利于跳虫存活酒精酒精可将收集的甲螨及时固定,防止腐烂
(5)为了使空气流通
题型二实验结果分析等
2.土壤动物是土壤生态系统中的重要组成部分。对某一地区3种不同类型的土地的地下土壤动物群落进行了调查,结果如表。由表中数据分析可知( D )
类群数个体数样地
第1层第2层第3层第1层第2层第3层人工广
14 8 3 182 74 22
场绿地
某植物园13 7 4 190 92 18 农用地11 8 4 92 113 21 注:第1层为距地表0～5 cm;第2层为距地表5～10 cm;第3层为距地表10～15 cm
A.用标志重捕法调查各样地中土壤动物的类群数
B.相同土层土壤中动物类群丰富度有明显的差异
C.不同土层土壤中各动物类群密度没有明显差异
D.人类活动对地下土壤动物的数量和分布有影响
解析:调查各样地中土壤动物的类群数应采用取样器取样法;相同土层土壤中动物类群丰富度无明显的差异;不同土层土壤中各动物类群密度有明显差异。
[构建知识网络]
[强化思维表达]
1.群落:指一定空间内所有的生物,包括动物、植物和微生物。
2.群落的结构
(1)群落的结构包括垂直结构和水平结构。
(2)垂直结构为群落的空间结构,种群内部无垂直结构。
(3)水平结构的特点是斑块性和镶嵌性。
(4)陆生群落中,阳光决定植物分层,栖息空间和食物决定动物分层。水生群落中,决定分层的因素是光、温度、氧气等。
3.种间关系:包括竞争、捕食、互利共生、寄生。
4.群落的演替
(1)群落的演替类型包括初生演替和次生演替。初生演替经历的时间长,速度缓慢;次生演替经历的时间短,速度较快。
(2)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。