第3、4節(jié)群落的結構和演替Z

(2009年廣東生物)下列敘述中，不屬于種群空間特征描述的是 A．斑馬在草原上成群活動B．每毫升河水中有9個大腸桿菌C．稗草在稻田中隨機分布D．木棉樹在路旁每隔5米種植解析：種群的空間特征指組成種群的個體，在其生活空間中的位置狀態(tài)或布局。答案：B(2009年臨沂質(zhì)檢)某研究所對一條河流生態(tài)系統(tǒng)進行了幾年的跟蹤調(diào)查，發(fā)現(xiàn)某種魚進入此生態(tài)系統(tǒng)后的種群數(shù)量增長率隨時間的變化呈現(xiàn)如下圖所示曲線。則在t1時該種群的年齡組成類型、能反映該種群數(shù)量變化的曲線分別是 解析：種群增長率在t1時最大，此時種群的年齡組成為增長型；根據(jù)種群增長率的曲線可知，種群數(shù)量變化的曲線對應②圖。答案：BA．衰退型和① B．增長型和②C．衰退型和③ D．增長型和④（2010年高考?浙江卷3）某生態(tài)系統(tǒng)中生活著多種植食性動物，其中某一植食性動物種群個體數(shù)量的變化如圖所示。若不考慮該系統(tǒng)內(nèi)生物個體的遷入與遷出，下列關于該種群個體數(shù)量變化的敘述，錯誤的是A.若a點時環(huán)境因素發(fā)生變化，但食物量不變，則a點以后個體數(shù)量變化不符合邏輯斯諦增長B.若該種群出生率提高，個體數(shù)量的增加也不會大幅超過b點C.天敵的大量捕食會導致該種群個體數(shù)量下降，下降趨勢與b-c段相似D.年齡結構變動會導致該種群個體數(shù)量發(fā)生波動，波動趨勢與c-d段相似A個體、種群、群落的關系群落：同一時間內(nèi)聚集在一定區(qū)域中的各種生物種群的結合1.物種組成——區(qū)別不同群落的重要特征(1)特點：不同群落的物種數(shù)目不同。(2)豐富度：群落中物種數(shù)目的多少。土壤中小動物類群豐富度的研究步驟實施提出問題如土壤中有哪些小動物？它們的種群密度是多少？制訂計劃包括三個操作環(huán)節(jié)：取樣、觀察和分類、統(tǒng)計和分析實施計劃準備及取樣用取樣器取樣(如采集罐、吸蟲器等進行取樣)的方法進行采集、調(diào)查觀察和分類①誘蟲器取樣②簡易采集法：用放大鏡觀察，同時用解剖針尋找采集小動物采集到的小動物可放入酒精中，也可將活著的小動物放入試管中步驟實施統(tǒng)計和分析豐富度的統(tǒng)計方法：記名計算法和目測估計法。記名計算法是指在一定面積的樣地中，直接數(shù)出各種群的個體數(shù)目，這一般用于個體較大，種群數(shù)量有限的群落。目測估計法是按預先確定的多度等級來估計單位面積上個體數(shù)量的多少，這一般用于個體較小，種群數(shù)量很大的群落。等級的劃分和表示方法有：“非常多、多、較多、較少、少、很少”等實驗結論不同群落的物種豐富度是不同的，組成不同群落的優(yōu)勢種是不同的。一般來說，環(huán)境條件越優(yōu)越，群落發(fā)育的時間越長，物種越多，群落結構也越復雜感悟拓展1．在土壤動物的物種豐富度的研究實驗中，從不同營養(yǎng)環(huán)境中采集的土壤樣本要分別統(tǒng)計。從同樣營養(yǎng)環(huán)境土壤中采集的樣本，可以多組進行統(tǒng)計比較。2．盡可能多收集小動物。收集小動物時，根據(jù)土壤中生物的避光性和趨濕性來收集。3．如果要調(diào)查水中小動物類群的豐富度，則需要對取樣和采集方法進行改進。根據(jù)調(diào)查水中小動物種類的不同，取樣設備也不同，例如用網(wǎng)兜、瓶子等。取樣和采集時要考慮定點、定量等因素。定點就是要選取有代表性的地點取樣；定量就是每次取樣的數(shù)量(例如一瓶、一網(wǎng)等)要相同。2．種間關系關系名稱數(shù)量坐標圖物質(zhì)能量關系圖特點舉例互利共生數(shù)量上兩種生物同時增加，同時減少，呈現(xiàn)出“同生共死”的同步性變化大豆與根瘤菌關系名稱數(shù)量坐標圖物質(zhì)能量關系圖特點舉例寄生如果分開，則寄生生物難以單獨生存，而寄主會生活得更好蛔蟲與人；菟絲子與大豆；噬菌體與被侵染的細菌關系名稱數(shù)量坐標圖物質(zhì)能量關系圖特點舉例競爭數(shù)量上呈現(xiàn)出“你死我活”的“同步性變化”，兩種生物生存能力不同，如圖a；生存能力相同，則如圖b牛與羊；農(nóng)作物與雜草；大草履蟲與小草履蟲關系名稱數(shù)量坐標圖物質(zhì)能量關系圖特點舉例捕食數(shù)量上呈現(xiàn)出“先增加者先減少，后增加者后減少”的不同步性變化。羊和草；狼與兔；青蛙與昆蟲1.兩種生物之間可能有多種種間關系。2.同一物種之間大魚吃小魚是什么關系？不叫捕食，應叫種內(nèi)斗爭。3.蚊子與人是什么關系？捕食是一種弱肉強食現(xiàn)象，廣義捕食主要指大型肉食動物捕食小型動物的食肉行為以及草食動物的食草行為。寄生是弱者依附于強者的現(xiàn)象，寄生物(寄生者)主要從宿主(被寄生者，也叫寄主)的體表或體內(nèi)吸取體液營養(yǎng)，寄生物一般能給宿主造成慢性傷害，但不能立即殺死宿主。4.互利共生與寄生的共同點？[思維拓展]

1.種間關系都有利于種群的進化，兩種生物之間可能有多種種間關系。2.關于捕食坐標曲線中捕食者與被捕食者的判定：①從最高點判斷，捕食者數(shù)量少，被捕食者數(shù)量多；②從變化趨勢看，先到波峰的為被捕食者，后達到波峰的為捕食者，即被捕食者變化在先，捕食者變化在后。3.同一物種之間大魚吃小魚不叫捕食，應叫種內(nèi)斗爭，因為捕食必須是兩物種之間的關系。4.捕食是一種弱肉強食現(xiàn)象，廣義捕食主要指大型肉食動物捕食小型動物的食肉行為以及草食動物的食草行為。而寄生是弱者依附于強者的現(xiàn)象，寄生物(寄生者)主要從宿主(被寄生者，也叫寄主)的體表或體內(nèi)吸取體液營養(yǎng)，寄生物一般能給宿主造成慢性傷害，但不能立即殺死宿主。5.互利共生與寄生都是種間關系，且共同生活在一起，但互利共生是雙方互利共生，寄生是對一方有利對另一方有害。5.種內(nèi)斗爭為種內(nèi)關系，競爭(不同種生物爭奪同種食物或生活空間的現(xiàn)象)為種間關系，種間斗爭包含競爭，而生存斗爭是達爾文自然選擇學說的中心論點之一。很明顯，生存斗爭內(nèi)容更豐富，既包括生物與生物之間的斗爭，又包括生物與無機環(huán)境之間的斗爭，圖示如下：A代表生存斗爭、B代表種內(nèi)斗爭、C代表種間斗爭、D代表競爭。競爭、種內(nèi)斗爭、種間斗爭、生存斗爭(2010屆佛山質(zhì)檢)生活在一個生物群落中的兩個種群(a、b)的數(shù)量變化如下圖所示，下列判斷正確的是A．a(chǎn)種群與b種群為競爭關系，競爭強度由強→弱B．a(chǎn)為“S”型增長，其增長受本身密度制約C．a(chǎn)種群與b種群為捕食關系，隨a的增加b迅速減少D．b為“J”型增長，始終受到a種群的制約解析：據(jù)圖可知，a曲線為典型的種群增長的“S”型曲線，種群增長率受本身密度制約，隨種群密度的增加而下降。答案：B群落中不同種群分別占據(jù)了不同的空間，使群落形成一定的空間結構，包括垂直結構和水平結構等方面。(1)群落的垂直結構生物群落在垂直方向上具有明顯的分層現(xiàn)象。①植物的垂直分層現(xiàn)象：植物的分層分布與“光照強度”有關。群落中的光照強度總是隨著高度的下降而逐漸減弱。森林群落中植物的垂直分層現(xiàn)象如下：喬木層接受到全光照灌木層接受到全光照的10%草本層僅接受到全部光照的1%～5%苔蘚地衣層僅接受到微弱的光照3.群落的空間結構②動物的垂直分層現(xiàn)象：動物的分層與其

等有關?？梢哉f，群落中植物的分層現(xiàn)象決定了動物的分層現(xiàn)象。除此之外，水域生態(tài)系統(tǒng)中也會因水體的物理條件(光照、溫度、鹽度、溶氧量等)及生物條件(天敵、食物等)的差異呈現(xiàn)明顯的垂直分層現(xiàn)象，如植物由淺層到深層可有浮游植物、綠藻、裸藻、紅藻等。而動物由淺層到深層也具有浮游動物、各水層魚類、底層軟體動物等垂直分層分布?！笆澄铩奔啊皸鏊彼郝湟灿蟹謱蝇F(xiàn)象，其層次性主要是由光的穿透性、溫度和氧氣的垂直分布決定的。一個湖泊自上而下可以分為四層：表水層是浮游生物活動的主要場所；斜溫層的湖水溫度變化比較大；靜水層水的密度最大，水溫大約是4°C；而動、植物殘體的腐敗和分解過程主要發(fā)生在底泥層。

圖為

一個北溫帶湖泊的垂直結構示意圖

(2)群落的水平結構在水平方向上，由于光照強度、地形、土壤濕度、鹽堿度和生物自身生長特點不同，以及人與動物的影響等因素，不同地段分布著不同的生物種群。我國由東到西的群落分布主要受

制約，由南到北的群落分布主要受

制約。群落的水平結構主要表現(xiàn)特征是“鑲嵌性”。鑲嵌性表明植物種類在水平方向上的不均勻分布，它使群落在外形上表現(xiàn)為斑塊相間的現(xiàn)象?！八帧薄皽囟取?．群落具一定空間結構的重要意義不同種群的生物，在垂直方向及水平方向上的合理空間分布，有利于提高群落整體對陽光等環(huán)境資源的利用能力，對種間關系協(xié)調(diào)發(fā)展與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性具有重要意義。【例】甲表示A、B兩種生物生活在同一環(huán)境中的數(shù)量變化。圖乙表示加入了一種細管狀物體后A、B兩種生物的數(shù)量變化。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)判斷，下列說法正確的是

A．加入的物體對于A的生活沒有影響B(tài)．兩種生物中B比A更高等C．A、B兩種生物之間有互利共生關系D．A、B兩種生物之間有競爭關系解析：由圖甲可知A、B兩生物之間的關系為競爭關系。由圖乙知：加入管狀物體后，A、B兩生物都迅速增長，說明B進入管狀物體后，與A失去了競爭關系，二者在各自的環(huán)境中生長繁殖。所以A、B、C都是錯誤的。答案：D?變式：關于群落的結構，以下理解不正確的是A．竹林中竹子高低錯落有致，其在垂直結構上有分層現(xiàn)象B．動物在群落中垂直分布與植物的分層現(xiàn)象密切相關C．淡水魚占據(jù)不同的水層，出現(xiàn)的分層現(xiàn)象與各種魚的食性有關D．不同地段生物種類有差別，在水平方向上呈鑲嵌分布解析：竹林中的所有竹子為同一物種，由于生長的階段不同而高低不同，所屬范圍為種群而非群落。動物在群落中垂直分布主要與食性有關，如森林中的鳥類：林冠層棲息著鷹、杜鵑；中層棲息著山雀、啄木鳥等。淡水魚的分層與陸地動物的分層的因素是一樣的，也是與食性有關。不同地段的土壤性質(zhì)、水分、溫度、光照不同從而導致生物種類有差異，同一地段上種群密度也有差別，常呈鑲嵌分布。答案：A高山植被的垂直分布與群落的處置結構1．概念：隨著時間的推移，一個群落被另一個群落代替的過程。在群落演替過程中，一些種群取代另一些種群是指“優(yōu)勢取代”，而非“取而代之”。如形成森林后，喬木占據(jù)了優(yōu)勢，取代了灌木的優(yōu)勢，但森林中仍會有灌木、草本、苔蘚及地衣。2．群落演替的原因(1)環(huán)境不斷變化，為群落中某些物種提供有利的繁殖條件，而對另一些物種的生存產(chǎn)生不利的影響；(2)生物本身不斷進行繁殖，遷徙；(3)群落內(nèi)部由于生命活動造成內(nèi)部環(huán)境改變；(4)種內(nèi)和種間關系不斷發(fā)生變化；(5)人類活動的干擾。2．群落演替的過程(1)侵入定居階段(先鋒群落階段)——一些物種侵入裸地成功定居并改良了環(huán)境，為以后侵入的同種或異種物種創(chuàng)造了有利條件。(2)競爭平衡階段——通過種間競爭，優(yōu)勢物種定居并繁殖后代，劣勢物種被排斥，相互競爭過程中共存下來的物種，在利用資源上達到相對平衡。(3)相對穩(wěn)定階段——物種通過競爭，資源利用更為充分有效，群落結構更加完善，有比較固定的物種組成和數(shù)量比例，群落結構復雜，層次更多。3．群落演替類型的比較

類型內(nèi)容

初生演替次生演替起點在從來沒有過植物，或者原來存在過植被，但被徹底消滅了的地方在原有植被雖已不存在，但是保留了土壤條件，甚至植物的種子或其他繁殖體的地方時間經(jīng)歷的時間長經(jīng)歷的時間短速度緩慢較快

類型內(nèi)容

初生演替次生演替影響因素自然因素人類活動較為關鍵舉例裸巖上的演替裸巖階段→地衣階段→苔蘚階段→草本植物階段→灌木階段→森林階段棄耕農(nóng)田上的演替棄耕農(nóng)田→一年生雜草→多年生雜草→灌木階段→喬木階段4.群落演替的結果：演替方向演替是群落組成向著一定方向、具有一定規(guī)律、隨時間而變化的有序過程，因而它往往是能預見的或可測的，一般都可以演替到森林這一最高階段能量總生產(chǎn)量增加，群落的有機物總量增加結構生物種類越來越多，群落的結構越來越復雜穩(wěn)定性演替是生物和環(huán)境反復相互作用，發(fā)生在時間和空間上的不可逆變化，穩(wěn)定性越來越高人類的生產(chǎn)、生活活動對群落演替的影響是十分巨大的，它可使群落按“不同于自然演替的方向和速度進行”，人類活動對群落演替的影響既有積極的一面，也有消極的一面。5.人類活動對群落演替的影響(1)導致生物群落衰退的人類活動①對自然資源的過度開發(fā)、不合理利用：如過度放牧、對森林的過度采伐，對某些野生生物的過度采獵等過度開發(fā)自然資源的行為和毀林開荒、圍湖造田等不合理利用自然資源的行為，都可能導致生物群落衰退，甚至完全荒漠化。②環(huán)境污染：生活垃圾、工業(yè)廢渣、廢水、廢氣等，都會導致生物群落衰退。③外來物種的引入：人類活動中，會有意或無意地將一個新物種引入到某一群落之中。在適宜的條件下，新物種會由于缺乏天敵而大量繁殖，迅速成為優(yōu)勢種，破壞原有群落的穩(wěn)定性，使本地物種生存空間變小，甚至影響到本地物種生存，使生物群落退化。如可以使森林群落退化為灌木群落，或使灌木群落退化為草本植物群落等。(2)人類活動對群落發(fā)展的積極性影響①封山育林、治理沙漠、管理草原等。②人類還可以建立人工群落。[思維拓展]

(1)任何環(huán)境下的演替都是最終達到一個成熟階段，這時候群落和周圍環(huán)境處于相對平衡的穩(wěn)定狀態(tài)。此時物種與環(huán)境之間高度協(xié)調(diào)，能量和物質(zhì)的利用率很高，生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性高。(2)群落演替過程中物種取代是一種優(yōu)勢取代，而不是完全取代。(3)人類活動往往會使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向進行。例如治理沙漠、建立人工群落等。(4)群落演替的總趨勢：物種多樣性的增加和群落穩(wěn)定性的提高。【例2】下列有關初生演替和次生演替的敘述中，正確的是A．沙丘、火山巖上進行的演替是初生演替，冰川泥、棄耕的農(nóng)田上進行的演替是次生演替B．初生演替形成的群落內(nèi)無競爭現(xiàn)象，次生演替形成的群落內(nèi)競爭明顯C．初生演替所需時間較長，次生演替所需時間較短D．初生演替能形成森林，次生演替很難形成森林解析：次生演替時雖然原有的植被已不存在，但原有土壤條件基本保留，因此演替所需的時間短。在冰川泥上進行的演替是初生演替，而不是次生演替。初生演替形成的群落內(nèi)也存在競爭現(xiàn)象，但不明顯。次生演替比初生演替容易形成森林。答案：C?變式2：(2008年杭州模擬)群落演替的總趨勢是A．物種多樣性的增加和群落穩(wěn)定性的提高B．物種多樣性的減少和群落穩(wěn)定性的降低C．物種多樣性的增加和群落穩(wěn)定性的降低D．物種多樣性的減少和群落穩(wěn)定性的提高解析：群落演替是指隨著時間的推移，一個群落被另一個群落代替的過程。雖然演替是一個漫長的過程，但大致都要經(jīng)過由裸地到森林階段。物種的數(shù)量由少到多，群落的結構和種類組成由簡單到復雜。答案：A1．下面的實例中，不可能構成群落的是A．亞馬孫河谷的熱帶雨林B．大興安嶺的紅松林C．無菌培養(yǎng)基污染后長出的共生菌落D．無菌培養(yǎng)基上接種后長出的大腸桿菌菌落答案：D2．下圖表示某一生態(tài)系統(tǒng)中，取食方式為吞食的三個物種隨食物顆粒大小而產(chǎn)生的種群數(shù)量分布。下列對此圖的分析，正確的是 A．三個物種的食物資源完全相同B．物種甲與物種乙為競爭關系C．物種丙與物種甲為捕食關系D．能量流動方向由甲經(jīng)乙到丙解析：分析題目提供的坐標曲線，可知三種生物的取食范圍有重疊的部分，可形成競爭關系。答案：B3．下列幾組圖中，能正確表示生存斗爭、種間斗爭、種內(nèi)斗爭和競爭關系的是 解析：此題考查學生對生存斗爭、種內(nèi)斗爭、種間斗爭、競爭四個概念的理解。生存斗爭包括生物與無機環(huán)境的斗爭、種內(nèi)斗爭和種間斗爭三種情況。而種間斗爭又包括捕食、競爭和寄生等情況。答案：D4．(2009年山東理綜)圖曲線a、b表示兩類生物種群密度與存活率之間的關系。下列分析錯誤的是A．曲線a代表的種群個體一般體型較大，營養(yǎng)級較高B．依據(jù)曲線b，人工養(yǎng)蜂時種群密度中等最好C．對大型動物遷地保護，遷移的種群密度不宜過大D．種群密度為d時，曲線b代表的種群個體間競爭最劇烈解析：縱坐標為存活率，橫坐標為種群密度，a種生物種群密度較小時，存活率最高，說明種內(nèi)互助不很明顯，一般個體較大，營養(yǎng)級別較高；對于生物b來說，種群密度中等時，存活率較高，種內(nèi)斗爭也就較弱，對有明顯種內(nèi)互助現(xiàn)象的蜜蜂來說，中等種群密度最好。答案：D5．關于裸巖上發(fā)生的演替的說法錯誤的是A．首先出現(xiàn)的是苔蘚類的原始植物B．首先出現(xiàn)的是地衣植物C．要經(jīng)過漫長的時間才能形成一個穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)D．最終會從裸巖上演替出森林解析：苔蘚等植物無法直接從裸巖中獲取養(yǎng)分，而地衣可以通過分泌有機酸而從裸巖中獲取養(yǎng)分，所以首先出現(xiàn)的是地衣植物。由于巖石風化形成土壤需要經(jīng)過一個相當漫長的時間，所以從裸巖上演替出森林，也需要經(jīng)過一個漫長的時間。答案：A6．(2008年天津卷)為研究人工生態(tài)系統(tǒng)中大草履蟲和櫛毛蟲間捕食關系的影響因素，設計如下兩組實驗實驗一：在培養(yǎng)液中依次加入大草履蟲和櫛毛蟲，得到種群數(shù)量變化曲線(見甲圖)；實驗二：在培養(yǎng)液中先加入沉渣作隱蔽場所，再同時加入大草履蟲和櫛毛蟲，得到種群數(shù)量變化曲線(見乙圖)。據(jù)實驗判斷，正確的是解析：從乙圖中可以看出，加入沉渣，櫛毛蟲的種群數(shù)量下降；從甲圖中可以看出，兩種生物之間存在著捕食關系，櫛毛蟲以大草履蟲為食；本生態(tài)系統(tǒng)中無生產(chǎn)者，能量來源于培養(yǎng)液中的有機物。答案：CA．沉渣對櫛毛蟲的種群數(shù)量變化無影響B(tài)．大草履蟲以櫛毛蟲為食C．培養(yǎng)液為上述生態(tài)系統(tǒng)提供能量D．大草履蟲的能量除用于自身代謝外，其余部分流入櫛毛蟲7．下圖①～④分別為A.地衣中的藻類和真菌；B.大小兩種草履蟲；C.狐與兔；D.細菌與噬菌體四組生物的種間關系示意圖(縱軸表示個體數(shù)，橫軸表示時間)。請據(jù)圖回答：(1)判斷A～D四組生物的對應曲線：A．________；B.________；C.________；D.________。(2)造成②中出現(xiàn)的現(xiàn)象是由于_________________

__________________________________________________

(3)④與②相比，結果不同是因為__________________

__________________________________________________③②①④食物競爭，使一種(大)草履蟲死亡(餓死)寄生關系不可能使宿主全部死亡(4)若四種種間關系中的b死亡，對a有利的曲線是________________________________________________________________________(5)若狐死亡，則兔的發(fā)展趨勢是___________________________________