PAGEPAGE1第2講群落的結構和演替1.群落的結構特征(Ⅰ)2.群落的演替(Ⅰ)3.試驗：土壤中動物類群豐富度的探討1.群落屬于生命系統，具有物種組成、種間關系、空間結構等特征，群落可以發生演替。（生命觀念）2.比較各種種間關系的不同特點，并用數學模型表示。（科學思維）3.制訂并實施方案：用取樣器取樣法調查土壤中動物類群豐富度。（科學探究）群落的結構1．群落與物種豐富度(1)群落①概念：在同一時間內占據肯定空間的相互之間有干脆或間接聯系的各種生物種群的集合。②群落多樣性的基礎：群落中物種的數目和每個種群的個體數量。(2)物種豐富度①概念：一個群落或生態系統中物種數目的多少。②計算公式：D＝eq\f(S,lnA)(S：物種數目；A：樣地面積；D：物種豐富度指數)③物種豐富度的調查a．選擇樣地時應考慮動物體型大小和活動方式。b．工具：在野外采集中型土壤動物時，需運用吸蟲器、采集大型土壤動物時，主要運用篩子、鑷子等。2．群落中的種間關系(連線)[提示]①—c—Ⅲ②—b—Ⅳ③—d—Ⅰ④—a—Ⅱ3．群落的結構(1)形成緣由：群落中各個種群在進化過程中通過相互作用漸漸形成的。(2)類型：垂直結構(主要指群落的分層現象)和水平結構(主要特征是鑲嵌型)。(3)生態位①概念：是指自然生態系統中一個種群在時間、空間上所占據的位置及其與相關種群之間的功能關系。②意義：生態位的分化是群落垂直結構和水平結構的基礎，提高了生物利用環境資源的實力。1．某校內有一片草坪和一片樹林，草坪中的動物沒有分層現象，而樹林中的動物具有分層現象。(×)[提示]這兩個群落中動物都具有分層現象。2．洪澤湖近岸區和湖心區不完全相同的生物分布，構成群落的水平結構。(√)3．同一物種之間的大魚吃小魚不叫捕食，而是種內斗爭。(√)4．一塊農田中有豌豆、雜草、田鼠和土壤微生物等生物，其中屬于競爭關系的是豌豆和雜草。(√)5．喬木層的疏密程度不會影響草本層的水平結構。(×)[提示]喬木層的疏密程度通過影響陽光透過的程度，進而影響生活在喬木下的草本層的水平結構。1．群落中生物的種間關系(1)生物種間關系互利共生寄生競爭捕食數量坐標圖養分關系圖常見形式：舉例地衣，大豆與根瘤菌蛔蟲與人牛與羊，農作物與雜草狼與兔，青蛙與昆蟲(2)生物種間關系的推斷①“同升同降”→互利共生，如圖甲②說明：在競爭力不同的兩種生物中，一方因競爭力弱滅亡，而寄生關系中，一般不會淘汰物種。③2．正確相識群落空間結構(1)高山地區不同海拔處分布著不同的植物類群，該現象是溫度影響所致，不屬于群落的垂直結構，屬于植物的地帶性分布。(2)海洋中隨水深不同分布著不同的藻類，該現象是受光質(波長)影響形成的，屬于群落的垂直結構。3．對生態位的理解(1)生態位不只是詳細的棲息地，它除了說明棲息地以外，還說明這一物種在群落中處于什么地位和起什么作用。(2)群落中生態位相像的物種要通過競爭相互奪取生態位。①生態位越近似的物種，競爭越激烈，選擇壓力越強。②舉例：如圖為3個共存物種對資源利用曲線。圖A和圖B中3個物種的資源利用狀況不同。圖A中3個物種的生態位狹窄，種內斗爭激烈；圖B中3個物種的生態位重疊程度大，種間競爭激烈。③結果：a．其中一個物種趨于滅亡。b．生態位發生分化，削減或解除了相互競爭，共存下來。c．出現優勢物種。(3)生態位分化的意義：提高了生物利用環境資源的實力。生態位的多樣性是群落結構相對穩定的基礎。有人認為如圖所示的現象是一個群落中的垂直結構，你認為呢？請說明理由。[提示]不是。高山植被的垂直分布是隨海拔高度上升，溫度下降明顯，從而導致不同海拔高度植被分布不同，依次為闊葉林→針葉林→高原草甸→苔原。這種狀況與地球南(北)半球隨緯度上升植被分布的原理相同，屬于植物的地帶性分布，不是群落垂直結構中的分層現象。考查生物群落及種間關系1．科技人員選取某地同一自然條件下三處不同類型的茶園，進行物種豐富度的調查，結果如如圖。據圖推斷下列敘述正確的是()A．純茶園里只有茶樹一個物種B．杉茶間作園各物種的種群密度在10月份時最大C．梨茶間作園的物種豐富度在6月份時最大D．人類生產活動不會變更茶園里的物種數目C[據圖分析可知，純茶園里物種有20個左右，A項錯誤；10月份的杉茶間作園的物種數量最多，但并不能說明此時各物種的種群密度最大，B項錯誤；6月份時梨茶間作園的物種數最多，C項正確；人類對茶園進行除草和噴施農藥等活動能削減茶園中的物種數，D項錯誤。]2．如圖表示一片草原上的兔子和狼達到相對穩定狀態后一段時間內相對數量變更的趨勢，下列相關分析錯誤的是()A．甲、乙分別表示兔子和狼的數量變更B．狼的K值接近B點對應的數值C．兔子的K值接近C點和D點對應的數值D．第3年狼的數量會因缺乏食物而下降B[據圖中曲線變更可知，甲的數量最先達到最大值，之后隨著乙的數量的增加，甲的數量隨之削減，推想甲為被捕食者兔子，乙為捕食者狼，A正確；K值是指在自然環境不受破壞的狀況下，肯定空間中所能維持的種群最大數量，它不是固定不變的，在環境不遭遇破壞的狀況下，種群數量會在K值旁邊上下波動，B錯誤；種群數量會在K值旁邊上下波動，從圖上分析，兔子的K值應當接近C點和D點對應的數值，C正確；據圖分析可知，第3年時兔子的數量在下降，因此狼的數量會因缺乏食物而下降，D正確。]捕食關系中捕食者與被捕食者的推斷技巧圖1圖2(1)若兩種生物的最大數量有明顯差異，一般數量多的一種為被捕食者，如圖1中A為被捕食者。(2)若兩種生物數量相當，則從變更趨勢看，先到達波峰的為被捕食者，后到達波峰的為捕食者。即被捕食者變更在先，捕食者變更在后，如圖2中A為捕食者，B為被捕食者。考查群落的結構3．下列關于群落垂直結構的敘述，正確的是()A．草原生態系統不具有群落的垂直結構B．群落的層次性越明顯，動物的數量越多C．在群落垂直結構的各層次上棲息的動物都不同D．光的穿透性對湖泊中植物的分層分布有重要影響D[草原生態系統和其他生態系統一樣，具有群落的垂直結構和水平結構，A錯誤；群落的層次越明顯、分層越多，群落中的動物種類就越多，B錯誤；有些動物在群落中棲息在植物群落垂直結構的多個層次，C錯誤；水生群落的層次性，即垂直結構，主要由光的穿透性、溫度等確定，D正確。]4．(2024·濟南1月調研)如圖中A、B、C分別代表山地、森林、海洋三個不同的自然區域內植物的分布狀況。據此推斷下列選項中正確的是()A．溫度是造成這三個區域內植物分布存在巨大差異的主要生態因素B．A處不同高度的山坡上分布著不同的植物類群，這說明群落具有垂直結構C．C處植物的分層現象主要是因為光照的影響D．影響B處植物出現明顯分層現象的主要因素是水分C[對于A區域來說，從山底到山頂，溫度降低造成了植物分布的差異，對于B和C區域是由于光照強度的變更導致植物分布的差異；A處不同高度山坡的分布不同的群落，不屬于群落的垂直結構；C處隨水深變更，光照是變更的。]群落的演替1．概念：隨著時間的推移和空間分布的變更，一個群落被另一個群落代替的過程。2．演替過程(以裸巖上的演替為例)3．群落演替中兩種類型的比較類型項目初生演替次生演替起點在一個從來沒有植被覆蓋的地面，或者是原來存在過植被、但被徹底殲滅了的地方在原有植被雖已不存在，但原有土壤條件基本保留，甚至還保留了植物的種子或其他繁殖體的地方時間經驗時間漫長經驗時間較快影響因素自然因素人類活動較為關鍵實例裸巖上的演替森林砍伐地、棄耕的農田上的演替4.群落演替的趨勢自然條件下，群落沿著肯定的方向演替：生物種類越來越多，群落結構越來越困難，總生產量越來越高，穩定性越來越強。5．群落演替的影響因素生物群落的演替是群落內部因素(如種內關系、種間關系等)與外界環境因素綜合作用的結果。(1)群落內部環境的變更是群落演替的動力。①群落內優勢種群的發展使內部環境不適應自身的發展，卻為其他種群的發生創建了有利條件。②種內關系和種間關系的動態變更是群落演替的催化劑。③物種周而復始的更替，促進群落演替。(2)群落外部環境條件的不斷變更也常引發群落演替。(3)人類對群落演替的影響遠遠超過其他環境因素。6．人類活動對群落演替的影響(1)人類活動使群落演替依據不同于自然演替的速度和方向進行。(2)有利于群落演替的人類活動：退耕還林(舉一例)等。(3)不利于群落正常演替的活動：填湖造地(舉一例)等。1．地衣會比苔蘚更早地出現在火山巖上。(√)2．冰川泥上和棄耕農田上的演替都是次生演替。(×)[提示]冰川泥上發生的演替屬于初生演替。3．若時間允許，棄耕的農田總能形成森林。(×)[提示]棄耕農田形成森林還須要相宜的環境條件。4．次生演替的速度比初生演替的速度快。(√)5．海島旅游可能使島上的群落演替依據不同于自然演替的速度進行。(√)6．動物群落的演替與光照無關。(×)[提示]確定群落演替的根本緣由存在于群落內部，但群落之外環境條件的不斷變更，也常成為群落演替的重要因素。1．群落演替的特征(1)方向：肯定的方向性。自然條件下，群落的演替一般朝著物種多樣化、群落結構困難化、生態功能完善化的方向發展。(2)能量：群落的有機物總量增加。(3)養分結構變得困難，物種多樣性增加。2．群落演替的緣由分析(1)環境不斷變更，為群落中某些物種供應有利的繁殖條件，而對另一些物種生存產生不利影響。(2)生物本身不斷進行繁殖、遷徙。(3)群落內部由于生命活動造成內部環境變更。(4)種內和種間關系不斷發生變更。(5)人類活動的干擾。1．在光裸的巖石上起先的演替和從森林被全部砍伐的地方起先的演替中，一般來說，若要演替到相對穩定的森林階段，上述兩個演替中次生演替所需的時間短，請分析其主要緣由。[提示]形成森林須要肯定的土壤條件，上述次生演替起始時即具備該條件，而從裸巖起先的演替要達到該條件須要漫長的時間。2．據調查，近5萬年以來，某地區由于氣候越來越干燥，森林漸漸被灌叢取代，這也是自然界存在的一種演替類型。近50年來，由于人類過度開墾，導致局部灌叢出現了荒漠化。該現象表明什么？[提示]與該地區具有的自然演替相比，人類的開墾活動使得該地區群落的演替速度變快，但演替的方向未發生變更。考查演替類型及過程分析1．(2024·北京市朝陽區高三期末)大興安嶺某林區發生中度火燒后植被演替的過程見如圖。有關敘述正確的是()A．該火燒跡地上發生的演替是初生演替B．圖中各群落都有垂直結構和水平結構C．草本、灌木、喬木豐富度的變更趨勢一樣D．在針葉林群落中的優勢種是草本植物B[該火燒跡地上發生的演替是次生演替，A錯誤；圖中各群落都有垂直結構和水平結構，B正確；草本和灌木的豐富度變更一樣，與喬木豐富度的變更不同，C錯誤；在針葉林群落中的優勢種是針葉喬木，D錯誤。]2．(2024·遼寧省朝陽市高三模擬)頂極群落是群落演替的最終階段，只要不受外力干擾，就能永久維持穩定。如圖表示不同環境下的頂極群落類型。請回答下列問題：(1)頂極群落的類型主要受________________等環境因素的影響。北極地區的頂極群落最可能是________________。圖示中熱帶雨林的反抗力穩定性最強，這是因為____________________。(2)由于雷電引發火災，某火山島上的森林被燒毀后發生的演替屬于________。與火山爆發造成森林被毀滅后發生的演替過程相比，此演替過程形成頂極群落所需的時間更________(填“長”或“短”)，緣由是______________________________。(3)流入生態系統的總能量是指生產者固定的總能量。在形成頂極群落之前，該能量一般________(填“大于”“等于”或“小于”)生物群落呼吸消耗的總能量。[解析](1)據圖分析，頂極群落的類型主要受年平均溫度和年平均降水量等環境因素的影響；北極地區溫度低、降水量低，因此其頂極群落最可能是苔原；熱帶雨林中生物種類多、養分結構困難，自我調整實力強，因此熱帶雨林的反抗力穩定性最強。(2)某火山島上的森林被燒毀后發生的演替屬于次生演替；歷經火災后的森林還基本保留著原來的土壤條件和植物的種子或其他繁殖體，因此與火山爆發造成森林被毀滅后發生的演替過程相比，此演替過程形成頂極群落所需的時間更短。(3)在形成頂極群落之前，群落的總生產量增加，群落的有機物總量增加，說明生產者固定的總能量大于生物群落呼吸消耗的總能量。[答案](1)年平均溫度和年平均降水量(或溫度和降水量)苔原熱帶雨林中生物種類多、養分結構困難，自我調整實力強(2)次生演替短歷經火災后的森林還基本保留著原來的土壤條件和植物的種子或其他繁殖體(3)大于群落演替類型的推斷方法(1)從起點上推斷：①起點為從沒有過植被或原有植被被徹底殲滅的環境是初生演替。②起點為只是失去了原有植被的環境是次生演替。(2)從時間速度上推斷：①經驗的時間長，速度緩慢的是初生演替。②經驗的時間短，速度較快的是次生演替。考查群落演替的趨勢及影響因素分析3．在建設“森林城市”時，欲通過人工造林使荒坡漸漸演替為森林。下列對演替過程中圖中曲線Ⅰ和曲線Ⅱ的生物學含義的描述全都正確的是()A．Ⅰ為土壤中的有機物量，Ⅱ為生態系統物種的多樣性程度B．Ⅰ為土壤中的微生物數量，Ⅱ為生態系統的結構穩定性C．Ⅰ為生態系統的復原力穩定性，Ⅱ為群落垂直結構的層次性D．Ⅰ為群落呼吸消耗的有機物量，Ⅱ為生態系統的反抗力穩定性C[從光裸的巖地上最終演替出森林的過程中，土壤中有機物量是增多的，生態系統物種的多樣性程度增多，土壤中的微生物數量增多，生態系統的結構穩定性增大，生態系統復原力穩定性降低，群落垂直結構的層次性愈加明顯，群落呼吸消耗有機物量增大，生態系統反抗力穩定性增大。]4．(2024·福建省高三質檢)治理沙漠要遵循自然規律，我國治理沙漠成就突出，被聯合國譽為“全球治沙樣本”。某沙地植被發生自然演替，大致要經驗以下幾個階段：①流淌沙地→②半流淌沙地白沙蒿群落→③半固定沙地油蒿＋白沙蒿群落→④固定沙地油蒿群落→⑤固定沙地油蒿＋本氏針茅＋苔蘚群落→⑥地帶性的本氏針茅草原→快速沙化。回答下列問題：(1)區分不同群落的重要特征是____________。(2)白沙蒿是流淌沙地上的“先鋒”植物，能固定流沙變更環境，油蒿因此能夠生長，并在競爭中處于優勢。這說明生物與生物、______________之間在相互影響中不斷進化和發展。(3)油蒿根系發達、抗風沙，本氏針茅根系淺、不抗風沙。據此推斷，最好在沙地植被自然演替的第____________階段適度干預治理，防止快速沙化。人類活動會使群落演替依據不同于自然演替的____________進行。[解析](1)區分不同群落的重要特征是物種組成。(2)白沙蒿是流淌沙地上的“先鋒”植物，能固定流沙變更環境，油蒿因此能夠生長，并在競爭中處于優勢。這說明生物與生物、生物與無機環境之間在相互影響中不斷進化和發展。(3)油蒿根系發達、抗風沙，本氏針茅根系淺、不抗風沙。據此推斷，應當在本氏針茅出現階段進行干預，故最好在沙地植被自然演替的第⑤階段適度干預治理，防止快速沙化。人類活動會使群落演替依據不同于自然演替的速度和方向進行。[答案](1)物種組成(或物種豐富度)(2)生物與無機環境(3)⑤速度和方向統計土壤動物的豐富度(試驗)1．試驗原理(1)土壤條件：不僅為植物供應水分和礦質元素，也是一些小動物的良好棲息場所。(2)土壤動物是指一生或一生中某個階段在土壤中生活，并對土壤產生肯定影響的動物。一般按體型和習性將土壤動物分為四類：①微型土壤動物：體寬一般在100μm以下，要借助顯微鏡視察。②小型土壤動物：體寬0.1～2mm，肉眼視察比較困難。③中型土壤動物：一般體寬2～3mm，在野外須要運用吸蟲器采集。④大型土壤動物：肉眼可見的，在淺層土壤中活動的大型種類，在野外主要運用采集罐、篩子和鑷子等采集。(3)依據各類動物的體型大小、活動方式，選擇不同的樣地取樣。取樣的方法：通常采納取樣器進行取樣。(4)可采納預先確定的豐富度等級如“很多”“多”等估算物種豐富度。2．試驗流程選擇樣地：林下或落葉等腐殖質較為豐富的地方↓eq\a\al(確定樣方與取樣：隨機取樣，選擇3～5個樣方（50cm×,50cm×15cm），采集樣方內的落葉和土壤，將其中,的大型土壤動物用取樣器或手撿的方法，放入盛有,體積分數為70%的酒精的采集罐中)↓eq\a\vs4\al(樣本鑒定與,結果統計)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(①統計豐富度，等級分為“很多”、“多”、,“較多”、“較少”、“少”、“很少”6級,②完成探討報告))↓eq\a\vs4\al(試驗結論)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(①組成不同群落的優勢種是不同的，不同群落,的物種豐富度是不同的,②一般來說，環境條件越優越，群落發育的時,間越長，物種越多，群落結構也越困難))1．留意事項(1)從不同養分環境中采集土壤樣本要分別統計。(2)盡可能多地收集小動物。收集小動物時，依據土壤中生物的避光性和趨濕性來收集。(3)從同樣養分土壤中采集的樣本，多組進行統計比較。(4)命名要精確，并進行分類。(5)遠離危急地帶，不要破壞當地環境。2．取樣器取樣法誤差歸納(1)未能賜予最適“誘捕”條件，即未能充分利用土壤動物“趨濕”“避光”“避熱”特性，如未打開電燈可導致誘捕到的動物個體削減。(2)未做到土壤類型、取樣時間、土層深度保持一樣而導致計數誤差。(3)對“不知名”的動物不予計數而導致誤差(正確做法是記為“待鑒定XX”，并登記其特征)。1．(2024·深圳市高三二模)下列有關調查土壤小動物類群豐富度的說法，正確的是()A．標記重捕法或樣方法適于調查蚯蚓B．調查時間和取樣深度影響調查結果C．目測估計法適于統計種群個體大、數量少的群落D．通常應盡量在潮濕處取樣以滿意各種調查目的B[蚯蚓在土壤中活動范圍小，活動實力強，不采納標記重捕法調查蚯蚓的種群密度，A錯誤；不同時間、不同地點、不同土壤深度分布的土壤小動物種類和數量是有差別的，所以調查時間和取樣深度會影響調查結果，B正確；目測估計法適于統計種群類別個數少，但單個種群數量多的群落，C錯誤；依據調查的目的不同，所選取的土壤取樣點和深度，以剛好間可能不同，D錯誤。]2．(2024·北京市西城區高三期末)對不同經營強度下毛竹林土壤動物類群進行調查，結果如下表。以下敘述錯誤的是()經營強度土壤動物類群(種/m2)雜食腐食植食捕食總計粗放經營林(低強度)245314筍竹兩用林(中強度)333312筍用林(高強度)13318A．常采納標記重捕法調查土壤動物類群的豐富度B．土壤中的腐食動物作為分解者有利于物質循環C．結果表明過度經營會降低土壤動物的物種多樣性D．不同的經營強度會變更自然群落的演替方向A[由于土壤小動物身體微小，因此一般不相宜用標記重捕法調查土壤動物類群的豐富度，而常用記名計算法和目測估計法，A錯誤。]3．如圖是“土壤中小動物類群豐富度的探討”試驗中常用的兩種裝置，回答以下問題：AB(1)圖中A裝置是________，B裝置是________。(2)圖中A裝置主要利用土壤小動物具有____________的習性進行采集。(3)很多土壤小動物不適于樣方法或標記重捕法進行調查的緣由是______________________________________________。(4)先要用B裝置采集大量跳蟲用于試驗培育，則B裝置內最好裝入的是________(填“干燥的棉花”“潮濕的棉花”或“清水或酒精”，下同)，理由是________________________；如要采集大量的甲螨作為標本保存，則B裝置內最好裝入的是________，理由是________________________________。(5)A裝置的花盆壁C和放在其中的土壤之間留肯定空隙的目的是____________________。[解析](1)圖中A、B裝置分別是誘蟲器和吸蟲器。(2)誘蟲器營造的是溫度差異、明暗差異和濕度差異的環境，所以該裝置利用了土壤小動物的趨暗、避高溫、趨濕的特性進行采集。(3)部分土壤小動物活動實力強，且身體微小，所以均不相宜樣方法或標記重捕法進行調查土壤小動物的豐富度。(4)采集培育時保持其生物活性，應用潮濕的棉花。制作標本時應殺死該動物且防止腐爛，所以用酒精固定。(5)為了使空氣流通，應將土壤與花盆之間保留肯定的空隙。[答案](1)誘蟲器吸蟲器(2)趨暗、避高溫、趨濕(3)很多土壤小動物有較強的活動實力，而且身體微小(4)潮濕的棉花潮濕的棉花模擬了土壤潮濕的環境，利于跳蟲存活酒精酒精可將收集的甲螨剛好固定，防止腐爛(5)使空氣流通1.捕食和競爭并非都是不利的：事實上被淘汰的都是不適應環境的個體，有利于對環境資源的更合理利用，有利于生物的進化。2．競爭是兩種或兩種以上生物為了爭奪資源、空間等生活條件而發生斗爭，并不都是由爭奪食物引起的。3．捕食不包括一種生物以非生物為食，如牛飲水；也不包括一種生物以同種的幼體為食，如鱸魚以本種的幼魚為食(屬于種內斗爭)。4．演替并不是“取而代之”：演替過程中一些種群取代另一些種群，是一種“優勢取代”而非“取而代之”，如形成森林后，喬木占據優勢地位，但森林中仍有灌木、草本植物、苔蘚等。5．演替并不都是“不行逆”的：演替是生物和環境反復相互作用，發生在時間和空間上的不行逆變更，但人類活動可使其不按自然演替的方向和速度進行。1．群落指的是同一時間內聚集在肯定區域中各種生物種群的集合。2．群落結構形成的意義在于提高了群落利用環境資源的實力。3．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。4．次生演替和初生演替相比，時間往往比較短的緣由是次生演替起先時，基本保留了原有的土壤條件，甚至還保留了植物的種子和其他繁殖體。5．自然條件下，群落的演替一般朝著物種多樣化、