江苏省自然科学基金项目申报书(面上项目)

第33讲群落的结构与演替考纲要求(1)群落的结构(Ⅰ)(2)群落的演替(Ⅰ)(3)实验：土壤中动物类群丰富度的研究教材导学一、群落的结构1.概念同一时间内聚集在一定区域中各种生物________的集合。各种种群之和=群落，或种群群落种间关系2.物种组成(1)丰富度：群落中________数目的多少。(2)特点：不同群落________不同。(3)探究实验：土壤中小动物类群丰富度的研究。3.种间关系(1)捕食：一种生物以另一种生物作为食物。(2)竞争：①概念：两种或两种以上生物相互争夺________等。②结果：相互抑制或一方占优势，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________，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，________。4.空间结构(1)垂直结构：在垂直方向上，大多数群落具有明显的________现象。(2)水平结构：受各种因素的影响，不同地段分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差别，常呈________分布。二、群落的演替1.概念随着时间的推移，一个群落被________代替的过程。2.类型(1)初生演替：①概念：在一个从来没有被________覆盖的地面，或者是原来存在过________，但被________了的地方发生的演替。②过程：裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→________阶段(2)次生演替：①概念：在原有植被虽已不存在，但原有________条件基本保留，甚至还保留了植物的________或其他________的地方发生的演替。②过程：弃耕农田→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段3.人类活动对群落演替的影响人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的________和________进行。自我校对一、1.种群2.(1)物种(2)丰富度3.(2)资源和空间(3)体表(4)彼此有利4.(1)分层(2)镶嵌二、1.另一个群落2.(1)植物植被彻底消灭森林(2)土壤种子繁殖体3.速度方向基础自测判断正误(1)一个池塘中的各种鱼和植物构成了一个生物群落。()(2)一块农田中的田鼠和杂草属于竞争关系。()(3)“苗多欺草，草多欺苗”反映的种间关系是竞争。()(4)群落中动物具有垂直分层现象。()(5)竹林中竹子高低错落有致，体现了群落的分层现象。()(6)土壤盐碱度不同，土壤生物群落结构有差异。()(7)随机扫取表层土壤，可以调查土壤小动物类群丰富度。()(8)弃耕农田上发生的群落演替是初生演替。()(9)演替过程中群落的物种组成不断变化。()(10)人类活动可以影响演替的方向和速度。()(11)次生演替的速度比初生演替的速度快。()(12)群落的演替是取而代之。()(13)若时间允许，弃耕的农田总会形成森林。()(14)农田弃耕后，在自然状态下首先很快就会长满小灌木，成为灌木丛。()(15)森林群落中植物和动物均具有垂直分层现象，以提高光的利用率。()【答案】(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×(6)√(7)×(8)×(9)√(10)√(11)√(12)×(13)×(14)×(15)×考点突破考点一种间关系1.种间关系的比较地衣；大豆与根瘤菌相互依存，彼此有利。如果彼此分开，则双方或者一方不能独立生存。数量上两种生物同时增加，同时减少，呈现出“同生共死”的同步性变化互利共生举例特点能量关系图数量坐标图关系名称对寄主有害，对寄生生物有利。如果分开，则寄生生物难以单独生存，而寄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寄生牛与羊；农作物与杂草；大草履虫与双小核草履虫数量上呈现出“你死我活”的“同步性变化”。两种生物生存能力不同，如图a；生存能力相当，如图b。一般生态需求越接近的不同物种间竞争越激烈竞争羊与草；狼与兔；青蛙与昆虫一种生物以另一种生物为食，数量上呈现出“先增加者先减少，后增加者后减少”的不同步性变化捕食【注意】(1)两种生物之间可能有多种种间关系。(2)上述种间关系都有利于种群的进化。(3)关于捕食坐标曲线中捕食者与被捕食者的判定：a.从最高点判断，捕食者数量少，被捕食者数量多；b.从变化趋势看，先到波峰的为被捕食者，后达到波峰的为捕食者，即被捕食者变化在先，捕食者变化在后。2.竞争的两种类型(1)资源利用型：两种生物生活在一起，没有直接干涉，只因资源总量减少而产生，对竞争对手的存活、生殖、生长的间接影响而使竞争对手消亡或抑制其活动。如高斯用亲缘关系和生活习性上很相近的大草履虫和双小核草履虫进行的实验。(2)直接干涉型：两种生物生活在一起直接相互抑制，如把杂拟谷盗和锯谷盗放入面粉中一起培养，二者既竞争食物，也相互吃卵来控制彼此种群的增长。【例1】(2012·大纲全国)一块农田中有豌豆、杂草、田鼠和土壤微生物等生物，其中属于竞争关系的是()A.田鼠和杂草B.豌豆和杂草C.豌豆和其根中的根瘤菌D.细菌和其细胞内的噬菌体【解析】田鼠与杂草之间是捕食关系；豌豆和杂草的生长都需要光、无机盐、水分及二氧化碳等，因此二者间存在竞争关系；豌豆与其根中的根瘤菌之间为共生关系；细菌与其细胞内的噬菌体之间为寄生关系。【答案】B【例2】某水池有浮游动物和藻类两个种群，其种群密度随时间变化的趋势如下图所示。若向水池中投放大量专食浮游动物的某种鱼(丙)，一段时间后，该水池甲、乙、丙三个种群中仅剩一个种群。下列关于该水池中上述三个种群间的关系及变化的叙述，正确的是()A.甲和丙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下甲种群B.甲和乙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下丙种群C.丙和乙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下甲种群D.丙和乙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下丙种群【解析】解题时要以曲线反映的种间关系和投放的鱼以浮游动物为食这一信息为突破口。从曲线上可以看出，甲、乙应该为捕食关系，甲为藻类，乙为浮游动物，而丙为后期向水池投放的大量专食浮游动物的某种鱼。建立的食物链应该是：藻类→浮游动物→鱼。投放某种鱼的初期，乙和丙因争夺生存空间而存在竞争关系。由于鱼是大量的，短时间内它们的食物——浮游动物会急剧减少，而由于食物缺乏等生存斗争加剧，鱼类随之也会大量减少。所以甲、乙、丙三个种群仅剩一个种群的话，该种群肯定是藻类，即甲种群。【答案】C考点二群落的结构和演替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为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，群落中的光照强度总是随高度的下降而逐渐减弱(如下图所示)。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、明暗和湿度等因素的影响，不同地段上分布着不同生物种群。2.群落的演替(1)初生演替和次生演替的比较：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基质与环境条件无有机质和生命胚种有大量有机质和生命胚种时间经历的时间长经历时间短速度缓慢较快影响因素自然因素人类活动较为关键实例裸岩、沙丘和湖底的演替弃耕农田上和火灾后的草原上发生的演替(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：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，一般稳定性越来越高稳定性一般生物种类越来越多，群落的结构越来越复杂结构一般总生产量增加，群落的有机物总量增加能量演替是群落组成向着一定方向、具有一定规律、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演替方向【例3】(2014·海南)某池塘中，某种成年鱼生活在底层，取食多种底栖动物，而该种鱼的幼体生活在水体上层，滤食浮游动物和浮游藻类。下列相关叙述错误的是()A.该种鱼的幼体与浮游动物具有竞争和捕食关系B.该种鱼的发育阶段不同，其所处的营养级可能不同C.底栖动物和浮游动物分层现象属于群落垂直结构D.该种成年鱼及其幼体在水中的分布构成群落的垂直结构【解析】据题意，该种鱼的幼体生活在水体上层，滤食浮游动物和浮游藻类，而浮游动物以浮游植物为食，该种鱼的幼体与浮游动物具有竞争和捕食关系，A项正确；该种鱼的发育阶段不同，其食物结构可能发生变化，所以其所处的营养级也可能变化，B项正确；底栖动物和浮游动物分层现象属于群落垂直结构，C项正确；该种成年鱼及其幼体是同一物种不同发育阶段，在水中的分布属于种群的分布，D项错误。【答案】D【例4】如图A、B、C分别代表的是在-200-3800m的海拔高度内，山坡A、森林B、海洋C三个不同的自然区域内植物的分布状况。据此判断下列选项中正确的是()A.在-200-3800m范围内，不同区域内植物的种类出现了很大的差异，温度是影响分布的主要生态因素B.A处不同高度的山坡上分布着不同的植物类群，这说明群落具有垂直结构C.B、C处的植物在垂直方向上都具有明显的分层现象，这说明群落具有垂直结构D.影响B处植物出现明显分层现象的主要因素是水分【解析】在-200-3800m范围内，不同区域内植物种类的差异是水分、温度等不同生态因素的影响造成的；A处不同高度的山坡上分布不同植物类群属于群落水平结构；影响B处植物出现明显分层现象的主要因素是光照。【答案】C【例5】(2014·新课标全国Ⅰ)请回答关于群落演替的问题：(1)在光裸的岩石上开始的演替和从森林被全部砍伐的地方开始的演替中，哪个属于初生演替，哪个属于次生演替？(2)一般来说，若要演替到相对稳定的森林阶段，上述两个演替中次生演替所需的时间短，分析其主要原因。(3)据调查，近5万年以来，某地区由于气候越来越干燥，森林逐渐被灌丛取代，这也是自然界存在的一种演替类型。近50年来，由于人类过度开垦，导致局部灌丛出现了荒漠化，该现象表明：与该地区具有的自然演替相比，人类的开垦活动使得该地区群落的演替速度________(填“未发生改变”“变慢”或“变快”)，演替的方向________(填“发生改变”或“未发生改变”)。【解析】(1)初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方开始的演替；而次生演替是指在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开始的演替。(2)次生演替有土壤条件，保留种子，有利于植物的繁殖，演替速度快，而初生演替植物生活条件贫瘠不利于繁殖，演替速度较慢。人的作用会加速演替的速度。(3)群落之外的环境条件，诸如气候、地貌、土壤和火等，常可成为引起演替的重要条件。由于人类过度开垦，破坏了土壤表土层及耕作层的结构，导致局部灌丛出现了荒漠化，使得该地区群落的演替速度变快，自然环境本身变得干燥，会向荒漠化方向演替，所以演替的方向未发生改变。【答案】(1)光裸的岩石上开始的演替为初生演替从森林全部砍伐的地方开始的演替为次生演替(2)形成森林需要一定的土壤条件，上述次生演替起始时即具备该条件，而从祼岩开始的演替要达到该条件需要漫长的时间(3)变快未发生改变考点三实验——土壤中小动物类群丰富度的研究1.实验原理(1)土壤不仅为植物提供水分和矿质元素，也是一些小动物的良好栖息场所。(2)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。(3)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.实验流程提出问题↓制订计划实施计划制作：制作取样器，记录调查地点的地形和环境情况↓取样：选取取样地点，用取样器取土壤样本，并标明取样地点、时间等↓采集：从土壤样本中采集小动物↓观察与分类：对采集的小动物分类并做好记录↓统计和分析：设计统计表，分析所收集的数据得出结论：组成不同群落的优势种是不同的，