群落的结构ppt课件.ppt

第五章 群 落,第一节、群落组成和结构,本节知识,群落的概念,种间关系,群落的结构,群落的物种组成；,一、群落的概念,同一时间内聚集在一定区域中所有各种生物种群的集合.,生活在这些地方的各种动物、植物和微生物，组成了它们的生物群落。,1、一个池塘中全部鱼2、一个洞穴中的全部红蚂蚁3、一块水田里的全部水稻、 水草及其它生物,判断以下实例是否属于群落：,竹林,研究池塘群落,武夷山常绿阔叶林,西伯利亚冻原,武夷杜鹃武夷玉山竹武夷铁角蕨,西伯利亚红松西伯利亚冷杉西伯利亚云杉,物种组成不同,P72/“相关信息”,物种数目不同,二、群落的物种组成,群落中物种数目的多少称为丰富度。,1、丰（富）度,确定群落中各个物种相对数量和相对重要性的指标，常用多度、盖度、频度表示。(教材P83，海册P58例题一，（3）删掉),2、优势种：群落中某些物种的大小、数量、生产力对群落产生重大影响 。,如冻原的优势植物是耐寒低矮的多年生灌木，苔藓和地衣；优势动物是驯鹿、旅鼠，雷鸟等。生态学中优势种对整个群落具有控制性的影响，如果把群落中的优势种去除，必然导致群落性质和环境的变化；若去除的为非优势种，群落只会发生较小的或不显著的变化。,具有数量多，体积大，生存竞争能力强，适应性强的特点。,三、生物之间的关系,生物种内关系,生物种间关系：互利共生、寄生、 竞争、捕食,种内互助,种内斗争,种内关系：种群内个体的相互关系。,、种内斗争（竞争）：同种生物之间由于争夺食物、配偶、生存空间、光温水等发生斗争的现象。,补充,种内斗争的意义是对于失败的个体来说是不利的，甚至会导致死亡，但对物种的生存是有利的，可以使同种内生存下来的个体得到比较充分的生活条件，或者使生出的后代更优良一些。,种群密度越大，对资源的竞争就越激烈。,、种内互助,是同种个体之间相互协调，互惠互利的一系列行为特征。有利于取食、防御和生存。如成群的牛可以有效地对付狼群的攻击等。,1、捕 食：一种生物一另一种生物为食。动物吃动物，植物吃动物，动物植食现象。,三、物种之间的关系,两种草履虫单独培养和混合培养时种群个体数量发生动态变化的原因是什么？,2、种间竞 争：两种或两种以上生物相互争夺资源空间等。,竞争的结果常表现为相互抑制，有时表现为一方占优势，另一方处于劣势甚至灭亡。,3、寄 生：一种生物（寄生者）寄生于另一种生物（寄主）的体内或体表，摄取寄主的养分以维持生活。一方受益，一方受害。受益的一方称为寄生生物，受害的一方称为寄（宿）主。,如：菟丝子与其所寄生的植物；寄生在牛肠道中的寄生虫和牛；病毒与其所侵染的细胞；虱，蚤 ，蛔虫，绦虫。,冬虫夏草,详解,冬虫夏草是蝙蝠蛾将卵产在地下后，孵化成幼虫。另有一种真菌的孢子，会与水一起渗透到地下，专门找蝙蝠蛾的幼虫寄生，并吸收幼虫体的营养，快速繁殖，此时称为虫草真菌。 当菌丝慢慢生长时，幼虫也随之长大钻出地面。直到菌丝繁殖至充满虫体，幼虫就会死亡，此时正好是冬天，就是所谓的冬虫。 当气温回升后，菌丝体会从冬虫的头部慢慢萌发，长出像草一般的真菌子座，称为夏草。 在真菌子座的头部含有子囊，子囊内藏有孢子。当子囊成熟时，孢子会散出，再次寻找蝙蝠蛾的幼虫作为寄主，这就是冬虫夏草的循环。,寄居蟹和海葵,地衣中的藻类和真菌,4、互利共生共生：两种生物共同生活在一起,相互依存,彼此有利。如地衣中的真菌和藻类；白蚁和它肠道中的鞭毛虫，,生物A,生物B,捕食,被捕食者,捕食者,生物因素之间各种关系的图象,时间,时间,时间,种群个体数,种群个体数,种群个体数,共生,竞争,捕食,种间关系曲线,共生,竞争,捕食,四、植物生长型,生长型能反映植物生活的环境条件，相同的环境条件具有相似的生长型。,乔木：3米上木本 灌木：3米下木本藤本植物：攀援草本植物：附生植物：依附其他植物地表植物：地衣、苔藓等,附生植物,五、群落的结构 P85,空间结构,时间结构,垂直结构,水平结构,在森林生物群落中，高大的乔木总是处于群落最高层，它下面有灌木层、草本层、地被层，还有地下生物。,五、群落的结构 P85,1、垂直结构：在垂直方向上的分层现象即不同生物占据不同高度。,五、群落的结构,1、垂直结构：在垂直方向上的分层现象即不同生物占据不同高度。,影响主要因素 植物：光照；,麻雀总是成群地在森林的上层的活动，吃高大乔木的种子。,煤山雀、黄腰柳莺、和橙红翁等鸟类总是森林的中层营巢。,血雉和棕尾虹则是典型的森林底层鸟类，吃地面上的苔鲜和昆虫。,群落中植物的分层现象决定了动物的分层现象,群落中植物的分层现象决定了动物的分层现象,五、群落的结构,1、垂直结构：在垂直方向上的分层现象即不同生物占据不同高度。 由植物生长型；阳光、温度、湿度等因素决定；,影响主要因素 陆上 植物：光照； 动物：食物和栖息地；,由于动物得分层主要与其食物和栖息场所有关，所以群落中植物的分层现象决定了动物的分层现象,池塘生物群落中，荷花、芦苇等将茎叶高高地挺出水面；睡莲、满江红、浮萍等浮于水面；金鱼藻等则生长于水底。鲢鱼在水体浅层、鲩鱼在中层、青鱼、虾、蚌等在水底，泥鳅、鳝鱼等则在水底淤泥中生活。,水生群落分层主要由光、温度、氧气决定,影响主要因素 水生 植物：光、温度、氧气 动物：光、温度、氧气，食物。,意义：垂直结构的成层现象是群落中各种群之间以及种群与环境之间相互竞争和选择的结果。它不仅能缓解植物之间竞争阳光，空间，水分和矿物质营养的矛盾，而且由于生物在空间上的成层排列扩大了植物利用环境的范围，提高了同化功能的强度和效率。 成层现像越复杂，生物对环境的利用越充分。 良好的生态环境中，群落构造复杂，而在极端的条件下，成层构造简单，如极地苔原群落就十分简单。,减少竞争；提高资源利用率、同化效率。,、水平结构：群落中的生物在水平方向上的配置情况。受地形变化、光照、湿度、盐碱度，人及动物的影响等因素影响。,受水制约，芦苇、泽泻等水生植物只能长在浅水或水边；红树、柳树等只能长在水源附近；松、杉、柏树等能长在比较干旱处，仙人掌、沙棘等可长在极干旱的沙漠。鸭子、青蛙只可在水中或水源附近活动，而鹰、黄羊、沙鼠等可在干旱的陆地自由活动。,例2、八面山(在湖南桂东县)海拔2042米，800米以下为常绿阔叶林，800至1300米为针阔混交林，1300至1600米为针叶林，1600至1800米为灌木林，1800米以上为草地。植物的这种分带现象属于（水平结构)。 分析，这种分带由海拔(地形)造成的温度和湿度差异引起而不是生物自身差异引起的。,根系发达、茎杆粗壮的木本和草本植物在阳光充足的区域生长；某些喜阴的植物只能生长于它们的阴蔽之下；而极喜阴的苔藓等则只能生长于小草下形成地被层。,荔枝、木棉、榕树等只能生长于温暖湿润的南方；马尾松等适应性强的植物南方北方都可生长；红松等喜凉怕热植物只能生长于东北较为寒冷的地方；雪莲等生长于终年积雪的雪峰之上。,垂直结构与水平结构的区分,垂直结构的分层现象是由于生物本身的高度或活动空间的高度造成的；水平结构的分段是由于环境的光、热、水及地形等条件对生物的选择造成的。,垂直结构和水平结构都是指不同种生物的分布差异。同种生物的不同不能构成垂直结构或水平结构。（也不因同种生物的一致而影响垂直或水平结构的存在。）,3、时间结构 P87,A、昼夜变化B、季节变化,例1：几十年前，欧洲一种百灵鸟被引进美洲，这种鸟的生活习性与当地草地百灵鸟相似，后来发现草地百灵鸟绝迹了，这种现象在生物学上称为（ ）A.捕食 B.竞争 C.寄生 D.共生例2：白蚁消化道内有一种叫多鞭毛虫的原生动物。多鞭毛虫能分泌水解纤维素的酶来消化白蚁的食物木材，若把白蚁体内的多鞭毛虫杀死，白蚁很快也就饿死，而多鞭毛虫离开白蚁的消化道也不能生活这两种生物之间的关系是（ ）A.共生 B.寄生 C.腐生 D.竞争,例3：噬菌体与其侵染的细菌之间关系（ ） A.互利共生 B.竞争 C.寄生 D.捕食例4：森林中生物防治松毛虫的常用方法有招引灰喜鹊和松毛虫白僵病菌。灰喜鹊和白僵病菌与松毛虫的关系分别为（ ） A.竞争和共生 B.捕食和共生 C.捕食和寄生 D.寄生和捕食,例5：在金合欢树的大而中空的刺中，栖息着一种专以金合欢幼叶或蜜汁为食的蚂蚁，它们经常成群结队在金合欢树上 “巡逻”，随时向以金合欢为食的来犯动物发起进攻，它们能咬断缠绕在金合欢上的其他植物，以保证金合欢有良好的生活环境不致被排挤或死亡。请回答： 与的关系是 与的关系是 与的关系是 与的关系是,互利共生,竞争,竞争,捕食,例6、下列种群和群落的说法不正确的是（） A、种内斗争发生在种群内 B、种间竞争发生在群落内 C、种群内会发生捕食关系 D、群落内会发生共生关系,例7、说明生物群落在垂直方向上具有分层现象的是（）A、森林中有乔木层、灌木层和草本层B、森林中树木的间隙中有较多的灌木和草丛C、一片竹林中竹林高矮不一D、鹿群中有的鹿高，有的鹿矮,例8、关于种群和群落的叙述中，不正确的是A、种群是构成群落的单位B、在一定区域内的生物，同种个体形成种群，不同的种群形成群落C、种群和群落没有任何关系D、种群特征和群落结构都与生态因素密切相关,例9、影响生物群落水平方向的分布不包括（）A、光照强度B、湿度 C、温度大小 D、生物种群的特征,例10、在一个玻璃容器内，装入一定量的符合小球藻生活的营养液，接种少量的小球藻，每隔一段时间测定小球藻的个体数量，绘制成曲线，如右图所示：下列4图中能正确表示小球藻种群数量增长率随时间变化趋势的曲线是,例11关于池塘生态系统的群落结构，以下叙述不正确的是 A在垂直方向，鱼类具有明显的分层现象 B鱼类在群落中垂直分布主要依赖于植物 C池塘中的动物群落没有水平结构 D在水平方向上，生物种类分布有差异,问题讨论：,在一片树林中有五群相似的小食虫鸟共同生活。回答下列问题：（1）有群相似的小食虫鸟共同生活在同一片树林里，我们可以研究哪些变量来解释这一现象，这些变量中哪些属于“生态位”？,筑巢地点、食物、巢位、觅食方法、所吃食物类型、天敌等,（2）你怎样理解把生物的栖息地比作生物的“地址”，把生物的生态位比做生物的“职业”？以上题小鸟为例，比较“地址”与“职业”的最大区别是什么？,第二节 物种在群落中的生态位,一、生态位概念 P88,生态位是指物种利用环境中各种资源的幅度以及该物种 与群落中其他物种相互关系的综合。,它表示物种在群落中的地位、作用和重要性。,不仅取决于生活在什么地方，而且取决于它与食物、天敌和其他生物的关系，包括它吃什么和被什么动物吃，以及与其他种之间的各种关系等。,若仅考虑1个生态位维度,若考虑两个生态位维度,若考虑3个生态位维度,常用资源利用曲线表示物种在某生态位维度上的喜好位置、喜好程度及其变异度。曲线的宽窄反映了生态位宽度。,二、生态位重叠,当两种生物利用同一资源或共同占有其他环境变量时，就会出现生态位重叠现象。,当资源有限的情况下，必然发生竞争。,1934年生态学家高斯选用两种形态和习性相似的草履虫进行实验：,实验一：取相等数目的大草履虫和双小核草履虫，用一种杆菌为饲料，分别放在容器中单独培养，观察两种草履虫的数量变化。,请解释这两种生物的数量出现这种变化的原因是什么?,你能画出这两种生物的数量变化曲线图吗?,实验二：取相等数量的双小核草履虫和大草履虫混合培养，每天统计容器中两种草履虫的数量(个)。下表是统计的部分结果。请据此画出两种草履虫的数量变化曲线图。,双小核草履虫,大草履虫,资料分析讨论提示： 1. 在合适的条件下，大草履虫和双小核草履虫均能正常生长繁殖。由于这两种草履虫具有相似的生活习性（尤其是能以同一种杆菌为食），当它们被放在同一个容器中培养时，起初两种草履虫的数量较少，而食物（杆菌）数量较多，因此表现为两种草履虫的种群数量均增加。但是，随着两种草履虫数量的增加，相互之间对食物的争夺表现为大草履虫处于劣势，双小核草履虫处于优势。随着双小核草履虫数量的增加，争夺食物的优势越来越大，最终大草履虫失去了食物来源而灭亡。两种草履虫没有分泌杀死对方的物质，进一步证明了该实验结果缘于两种草履虫争夺资源，这就是竞争。,实验三：把大草履虫与另一种袋状草履虫放在同一环境中进行培养，结果两者都能存活下来，并且达到一个稳定的平衡水平。这两种虫子虽然竞争同一食物，但袋状草履虫占用的是不被大草履虫所需要的那一部分食物。,以上现象说明了什么?,当两个物种的生态位发生部分重叠时，每个物种都会有一部分无竞争的生态位空间，因此可以实现共存。,竞争排除原理决定了在同一群落中不可能有两个物种的生态位是完全相同。,种间竞争,完全重叠，竞争排斥，优胜劣汰,部分重叠，生态位分离,资源短缺,生态位重叠,三、生态位分离,食物特化：吃不同的食物，吃相同食物的不同部分。,分离的方法：,垂直分离：在不同的高度取食。,水平分离：分散在不同地点取食，各有各的领域。,时间分离：出现在同一地区的不同时间和季节。,第三节 群落的主要类型,1. 陆地生物群落的分布规律(1) 水平分布规律 1）纬向地带性 热量（温度） 2）经向地带性 水分随着距离海洋的远近变化(2) 垂直分布规律 从山脚到山顶，气温下降，湿度，光照，风力加强,中国生物群落的分布规律 中国植被及其动物群的纬向地带性分布可分为东西两部分。在东部湿润森林地区，自北向南依次分布有寒温带针叶林温带落叶阔叶林亚热带常绿阔叶林热带季雨林、雨林；西部自北向南：温带半荒漠、荒漠带暖温带荒漠带高寒荒漠带高寒草原带高寒山地灌丛草原带。我国生物群落分布的经向地带性，在温带地区特别明显。依次为东部湿润森林生物群落，中部半干旱生物群落，西部干旱荒漠生物群落。,热带雨林生物群落 亚热带常绿林生物群落 温带落叶林生物群落 北方针叶林生物群落 温带草原生物群落 热带稀树草原生物群落 荒漠生物群落 冻原生物群落,陆地生物群落,海洋生物群落,淡水生物群落,湿地生物群落,森林 草原 荒漠苔原,沿岸带生物群落 大洋带生物群落 深海带生物群落,淡水生物群落 湿地生物群落,湿地的类型,(1) 沼泽湿地群落 (2) 红树林群落 (3) 盐沼群落 (4) 滩涂与潮间带群落(5) 河口滨海湿地群落 (6) 人工湿地群落,第四节、群落的主要类型,第四节群落的演替,群落是一个动态的开放的生命系统。生物生生死死一代顶替一代，能量和营养物质也不停的在群落中流动和循环。但是，大多数群落的外貌和物种成分相当稳定。但是由于发生气候变迁、洪水、火烧、山崩、地壳运动、动物的活动和植物繁殖体的迁移散布，以及因群落本身的活动改变了内部环境等自然原因，或者由于人类活动的结果，使群落结构受到干扰或破坏，一些生物的种群消失了，就会有其他一些生物的种群来占据它们的空间，再过一段时间，就会有另一些生物的种群兴起，达到一个相对稳定的阶段。,群落的动态发展,随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，就叫做演替。,一、群落演替的概念,演替是一个有序，有一定方向和可以预见的过程。,二、群落的演替类型,1、原生演替（初生演替）在裸地（一个从来没有被生物定居多的，或者是原来存在过生物被彻底消灭了的地方）发生的演替。如：沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。 2、次生演替原有的植被虽已不存在，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的繁殖体（如能发芽的地下茎）的地方发生的演替。如火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。,裸岩阶段,（1）、裸岩上的演替（初生演替）,裸岩阶段,思考与讨论,1、光裸的岩地上首先定居的生物为什么不是苔藓和草本植物，而是地衣？ 2、地衣阶段为苔藓的生长提供了怎样的基础？为什么苔藓能够取代地衣？ 3、在森林阶段，群落中还能找到地衣、苔藓、草本植物和灌木吗？,因为苔藓和草本植物无法直接从裸岩中获取养分，而地衣可以通过分泌有机酸而从裸岩中获取养分。 通过地衣分泌有机酸加速岩石风化形成土壤，并积累起了有机物，这为苔藓的生长提供了条件。而苔藓生长后，由于其植株高于地衣能获得更多的阳光，处于优势地位，其结果是逐渐取代了地衣。 能找到这些植物。在群落演替过程中，一些种群取代另一些种群是指优势取代，而不是“取而代之”。形成森林后，乔木占据了优势，取代了灌木的优势，但在森林中各种类型的植物都是存在的。,裸底阶段沉水植物阶段浮叶根生植物阶段挺水植物和沼泽植物阶段森林群落,（2）水生演替：,裸底开始为初生演替,一年生杂草,多年生杂草,小灌木,灌木林,乔木（树林）,所有弃耕的农田都能 演替成树林吗?,（3）弃耕农田上的演替,两者比较,起点基质环境条件经历时间,演替能否一直延续下去？,不能当群落演替与当地的气候和土壤等条件处于平衡状态，演替就不再进行，达到平衡点。顶极群落就是群落演替的最终平衡状态阶段，是最复杂也是最稳定的群落阶段。如果没有外力干扰，它将永远保持原状。,三、顶级群落,演替所能达到的顶级群落是与环境相适应的。,1、解释小路周围杂草的分布与人类活动的关系？2、如小路废弃后，会出现“远芳侵古道，晴翠接荒城” 的景象吗？,过度放牧、导致草原退化,过度砍伐、导致森林破坏,污水排放，破坏水域生物群落,（1）人类活动往往是有目的、有意识地进行的，可以对生物之间、人类与其他生物之间以及生物与环境之间的相互关系加以控制，甚至可以改造或重建起新的关系； （2）人类可以砍伐森林、填湖造地、捕杀动物，也可以封山育林、治理沙漠、管理草原。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。,为什么大面积围湖造田是洪灾频繁发生的原因之一？,退耕还林、退牧还草、退田还湖,大面积围湖造田，使湖面大大缩小，减小了蓄洪容积，降低了蓄洪能力，导致洪灾频繁发生。,我国退耕还林、还草、还湖的进展情况,长期以来，我国农业发展史，实际上是一部边际土地开垦史。20世纪50年代以来，先后在黑龙江三江平原、新疆和华南地区有计划地组织大规模垦荒，在其他江河、荒原、沼泽和丘陵地区也开展了规模不等的垦殖活动。19521990年，全国累计开垦荒地3.58107 hm2，其中80%是1970年以前开垦的。,大量开垦直接导致农牧渔业生产能力和环境质量下降。开垦的结果是：水土流失，江河蓄洪能力下降，以及土地严重退化。这些问题已引起各方面广泛关注。 我国已实施大规模退耕还林、退田还湖、退牧还草等重要政策，并从 2003 年1月起开始实施退耕还林条例。,退耕还林1999年开始在四川、陕西、甘肃三省试点，2002年全面实施，已累计完成退耕还林3.18106 hm2，荒山造林3.25106 hm2，中央累计投入达232亿元。规划在2010年前退耕还林1.47107 hm2，宜林荒山荒地造林1.73107 hm2。工程建成后，工程区将增加林草覆盖率5个百分点，水土流失控制面积8.67107 hm2，防风固沙控制面积1.03108 hm2。这是50多年来我国涉及范围最广、任务量最大、农民参与度最高的生态建设工程。,退田还湖1998年以来，为治理长江水患，国家实施了“平垸行洪、退田还湖、移民建镇”的方针。5年来的“退田还湖”，已使第一大淡水湖鄱阳湖面积由3950 km2“长”到了5100 km2，第二大淡水湖洞庭湖面积增长了35%，恢复到60年前的4 350 km2。两大湖区为此搬迁的移民相当于三峡移民的1.4倍。两大湖泊的扩容，改善了长江流域的生态。目前，长江干流水面恢复了1 400多km2，增加蓄洪容积1.31010 m3。这是历史上自唐宋以来第一次从围湖造田转变为大规模的退田还湖。,退牧还草从2003年起，用5年时间，在蒙甘宁西部荒漠草原、内蒙古东部退化草原、新疆北部退化草原和青藏高原东部江河源草原，先期集中治理6.67107 hm2，约占西部地区严重退化草原的40%。“退牧还草”将采取禁牧、休牧和划区轮牧三种形式进行，实行草场围栏封育，适当建设人工草地和饲草料基地，大力推行舍饲圈养。力争五年内，使工程区内退化的草原得到基本恢复，天然草场得到休养生息，变过牧超载为以草定畜，达到草畜平衡，实现草原资源的永续利用，建立起与畜牧业可持续发展相适应的草原生态系统。,P824,下列哪一项演替属于初生演替（ ）A从湖底开始的水生演替 B草原的放牧演替C农田弃耕后的恢复演替 D砍伐森林的恢复演替,A,一个湖泊经历了一系列的演替阶段后，可演变为一个森林。在演替过程中首先出现的是（ ）A沼泽 B湿地 C草原 D森林,A,下列哪项不是群落演替的趋势（ ）A. 生物种类越来越多B. 种间关系越来越复杂C. 有些物种可能灭绝D. 生物种类越来越少,D,下列4种群落类型中，哪些是以一年生植物占 优势的群落类型（ ）A极地苔原 B温带草原C热带雨林 D常绿阔叶林,B,互利共生,两种生物共同生活在一起，互相依存，彼此有利；如果彼此分开，则双方或者一方不能独立生存。如地衣是真菌和藻类的共生体。,动物则鹰、松鼠等处于顶层，麻雀、雉等处于中层，鼠和兔等在地面，蚯蚓、蝼蛄等在地下。,五、群落的结构,1、垂直结构：在垂直方向上的分层现象即不同生物占据不同高度。 由植物生长型；阳光、温度、湿度等因素决定；,影响主要因素 陆上 植物：光照； 动物：食物和栖息地；,由于动物得分层主要与其食物和栖息场所有关，所以群落中植物的分层现象决定了动物的分层现象,二、设计并完成实验1、取材分组编号2、施加实验变量 A组（实验组）：加研究因素 B组（对照组）：不加研究因素3、培养（控制无关变量）：A组、B组条件相同且适宜4、观测与记录 测量：株高、根长、弯曲度 称重： 检测：放射性标记有无5、预测试验结果6、分析实验数据，得出结论。 分析实验数据，验证假设成立或否定假设，得出结论。,第二节 物种在群落中的生态位,一、生态位概念 P88,生态位是指物种利用环境中各种资源的幅度以及该物种 与群落中其他物种相互关系的综合。,它表示物种在群落中的地位、作用和重要性。,不仅取决于生活在什么地方，而且取决于它与食物、天敌和其他生物的关系，包括它吃什么和被什么动物吃，以及与其他种之间的各种关系等。,