第2章群落及其演替

高中生物人教版选择性必修2第二章知识总结，主要内容有群落的主要类型、群落的演替、群落的结构。

第2章群落及其演替

• 群落的主要类型
  • 群落的主要类型
    • （一）荒漠生物群落
      • 外貌特征：砂砾裸露，植被极度稀疏
      • 环境条件：荒漠分布在极度干旱区、年降水量稀少且分布不均匀
      • 群落特点：物种少，群落结构非常简单
      • 物种组成：荒漠中的生物具有耐旱的特性
        • （1）主要植物类型：仙人掌属植物、骆驼刺属植物等
          • ① 具有肥厚的肉质茎 ② 叶呈针状，不发达 ③ 气孔在夜晚才开放
            • Ⅰ.加强对水分的储存Ⅱ.减少水分散失
          • ①骆驼刺植株才几厘米高（植株矮小） ②但根可长达15m（根系发达）
            • 加强对水分的摄取
        • （2）主要动物类型：主要是爬行类、啮（niè ）齿目、鸟类和蝗虫等
          • ①爬行类，像蜥蜴和蛇的表皮外有角质鳞片 ②蛋壳坚硬 ③体温是变化的 ④以固态尿酸盐的形式排泄含N废物，而不是产生需要更多水才能溶解的尿素 ⑤大多数动物是夜行的，白天炎热时是不出来活动的
            • 减少水分蒸发
    • （二）草原生物群落
      • 外貌特征：草本植物如地毯般铺向天边
      • 环境条件：主要分布在半干旱地区、不同年份或季节雨量不均匀的地区
      • 群落特点：动植物的种类较少，群落结构相对简单
      • 物种组成
        • （1）主要植物类型
          • 各种耐寒的旱生多年生草本植物占优势，有的草原上有少量的灌木丛，乔木非常少见
          • 草原上的植物往往叶片狭窄，表面有茸毛或蜡质层，能抵抗干旱
        • （2）主要动物类型
          • 草原上的动物大都具有挖洞或快速奔跑的特点
          • 由于缺水，在草原上，两栖类和水生动物非常少见
          • 稀树干草原上，生长着伞形树冠状乔木，动物主要以狮子、长颈鹿和斑马为主
    • （三）森林生物群落
      • 外貌特征：树木繁茂，树冠遮天蔽日
      • 环境条件：森林分布在湿润或较湿润的地区
      • 群落特点：动植物的种类多，群落结构非常复杂且相对稳定
      • 物种组成
        • （1）主要植物类型
          • 森林中有乔木、灌木、草本和藤本植物；森林中阳生植物多居上层，能吸收比较强的阳光；林下光线相对较弱，在热带雨林中，林下几乎都是散射光，仅有稀疏的光点和光斑。所以，三七、人参、黄连、半夏、贝母以及某些蕨类、苔藓等阴生植物生活在林下
        • （2）主要动物类型
          • 森林为动物提供了丰富的食物和栖息场所，树栖和攀缘的动物种类特别多，如长臂猿、松鼠、蜂猴、犀鸟、避役（变色龙）和树蛙等
  • 群落中生物的适应性
    • 森林、草原、荒漠这些自然群落在陆地上的分布是有规律的，比如我国东部湿润地区往往随处可见森林；在中部内陆半干旱区分布有大片的草原；再到西部干旱区则出现荒漠群落
      • 生物对非生物环境的适应：群落类型受水分、温度等因素的影响很大；生活在这一地区的物种能够形成群落，是因为它们都能适应所处的非生物环境
      • 生物对生物环境的适应：群落中不同种群之间通过复杂的种间关系，相互依存、相互制约形成有机整体，从而维持种群之间的协调和平衡
  • 其他群落类型
    • 1.湿地生物群落——地球之肾
      • 分布：在沼泽、河流、湖泊等地
      • 群落特点：动植物物种十分丰富，既有水生生物也有陆生生物
      • 常见动植物：芦苇、香蒲、黑藻、金鱼藻等植物，以及鱼类、两栖类、鸟类等动物
    • 2.海洋生物群落
      • 在海洋中，数量众多的微小浮游植物，浅海区生长的大型藻类（如海带、裙带菜等），以及种类繁多的动物
• 群落的演替
  • 演替的类型
    • 演替：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程
      • 【注意】演替的标志：群落在物种组成上发生了变化，即优势种取代。并非取而代之
    • 演替的类型
      • 初生演替
        • 是指在一个从来没有被植物覆盖的地面或者原来存在过植被，但被彻底消灭的地方发生的演替
        • 实例 ：沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替
      • 次生演替
        • 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（如能发芽的地下茎）的地方发生的演替
        • 实例：火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田等
    • 影响群落演替的因素
      • 外界环境的变化
      • 群落内部因素
        • ①生物的迁入迁出等； ②群落内部种群相互关系在不断发展变化
      • 人类活动的影响：人类活动通常是有意识、有目的地进行的
    • 演替的结果
      • （1）适应变化的种群数量增长或得以维持，不适应的数量减少甚至被淘汰
      • （2）最终会达到一个与群落所处环境相适应的相对稳定的状态
      • 注意
        • ①群落演替的结果不一定越来越复杂，比如草原的沙漠化过程
        • ②演替过程中，新物种通常来自临近的其他群落的迁入，而非来自于本地群落的进化产生
  • 退耕还林、还草、还湖
    • 原因：为扩大耕地面积，不惜毁林开荒、围湖造田，以牺牲环境为代价的垦殖活动，造成严重的水土流失，并成为洪涝灾害频繁发生的重要原因
    • 目的：为处理好经济发展同人口、资源、环境的关系，走可持续发展道路
• 群落的结构
  • 群落
    • 在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合，叫作生物群落，简称群落
    • 必须包括全部的生物（植、动、微）
    • 各种群通过相互联系形成一个有机整体
  • 群落的物种组成
    • 研究物种组成的意义：物种组成是区别不同群落的重要特征，也是决定群落性质最重要的因素
    • 物种组成的衡量指标：物种丰富度
    • 物种丰富度：一个群落中的物种数目
      • 一般来说，环境条件越优越，生物种类的数目就越多，群落的结构也就越复杂
      • 规律
        • ① 随纬度降低，物种丰富度逐渐升高；② 随海拔降低，逐渐升高 ③ 随水深的增加，逐渐降低
    • 优势种和常见种
      • （1）优势种（2个条件）
        • 在群落中，有些物种不仅数量很多，它们对群落中其他物种的影响也很大，往往占据优势
        • e.g.武夷山常绿阔叶林中的米槠、甜槠、木荷等
      • （2）常见种
        • 一些物种虽然在群落中比较常见，但对其他物种的影响不大，它们就不占优势
        • e.g.武夷山常绿阔叶林中的狗脊、芒萁
    • 特点：物种组成不是固定不变的
      • 随着时间和环境的变化，原来不占优势的物种可能逐渐变得有优势；原来占优势的物种也可能逐渐失去优势，甚至从群落中消失
  • 种间关系
    • 注意
      • 上述种间关系都有利于种群的进化
      • 蚜虫吸食植物汁液，植物完整，属寄生。而羊吃草，植物不完整，属捕食
      • 腐生：不是种间关系，腐生是从死的生物体获取营养
  • 科学方法
    • 视角决定问题
    • 不同的视角研究，问题也是不同的！
  • 群落的空间结构
    • 形成原因：在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间，使群落形成一定的空间结构
    • 类型
      • （1）垂直结构
      • （2）水平结构
    • 垂直结构
      • 特点：在垂直方向上，大多数群落都具有明显的分层现象
      • 植物分层现象的原因：植物的分层与对光的利用有关:不同植物适于在不同的光照强度下生长
        • ①陆生植物
          • 决定植物地上分层的环境因素：光照、温度等
          • 决定植物地下分层的环境因素：水分、无机盐等
        • ②水生植物
          • 除光照，也与光的波长（光质）有关
        • ③植物具有垂直结构的意义
          • 显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力
      • 动物的分层决定因素
        • 群落中植物的垂直分层为动物创造了多种多样的 栖息空间和食物条件
        • 水生群落动物的垂直分层
          • 注意：水生动物的分层与食物和溶解氧、阳光、温度等因素有关
    • 水平结构
      • 特点：常呈镶嵌分布
      • 决定因素：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
    • 群落结构的形成及意义
      • 形成：生物群落垂直结构与水平结构的具体表现都是在长期自然选择基础上形成的对环境的适应
      • 意义：提高了群落利用自然资源的能力
  • 群落的季节性
    • 由于阳光、温度和水分等随季节而变化，群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化
      • （1）植物的季节性
      • （2）动物的季节性
  • 生态位
    • 概念：一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生态位
    • 研究范围
      • ①动物：栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等
      • ②植物：在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征，以及与其他物种的关系等
    • 意义：群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这有利于不同生物充分利用环境资源，是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果
    • 生态位重叠与分化——联系种间竞争
      • 当两个或更多的物种共同利用某些资源时，即生态位重叠，如果资源供应不足，就会产生种间竞争，如果竞争激烈，种群对资源的利用就会发生改变，可能出现（a）生态位分化 或（b）一个物种绝灭
    • 应用：人们根据动物或植物的生态位的不同进行混养或间作，既降低了种间竞争的激烈程度，又充分利用了空间和资源
  • 子主题
    • （一）与社会的联系
      • 1.鱼类的混合培养
        • 四大家鱼的混养利用的是它们在池塘中占据着不同的生态位
        • 对动物生态位影响最大的是动物的栖息环境和食物条件（种间关系）。我国劳动人民将生态位不同的四种鱼混养，既降低了竞争的激烈程度，又充分利用了空间和资源
      • 2.立体农业：农作物的间作
        • 农作物的间作模式有很多种：利用它们在农田中占据着不同的生态位
        • ①间作的两种或多种植物必须有很明显的植株高度差异 ②间作的植物中高的为阳生植物，矮的为阴生植物
    • （二）生态位
      • 生态位越相似的物种，竞争越激烈，选择压力也越大
      • 生态位的多样性是群落结构相对稳定的基础
      • 群落结构的形成是协同进化的结果。生态位的分化是群落垂直结构和水平结构的基础，提高了生物利用环境资源的能力
    • （三）探究•实践：研究土壤中小动物类群的丰富度
      • 土壤中常见小动物的种类、特点及功能
        • 种类：土壤中常见的小动物有蜘蛛、鼠妇、蜈蚣、马陆、蚯蚓以及多种多样的昆虫；
        • 特点：身体微小，有较强的活动能力
        • 功能：它们对动植物遗体的分解起着重要的辅助作用
      • 调查内容
        • 群落中的物种数
        • 物种在群落中的相对数量
        • 可以比较：受人类活动影响程度不同，不同时间，不同空间
      • 调查方法：取样器取样法
      • 统计物种相对数量的方法
        • 记名计算法
          • 在一定面积的样地中，直接数出各种群的个体数目，这一般用于个体较大，种群数量有限的群落
        • 目测估计法
          • 按预先确定的多度等级来估计单位面积上个体数量的多少。 等级的划分和表示方法有：“非常多、多、较多、较少、少、很少”等等
      • 步骤
        • 准备⇢取样⇢采集小动物⇢观察和分类⇢统计和分析
          • 准备、取样
            • 随机取样
            • 注明取样地点及时间
          • 采集小动物
            • 1.诱虫器采集
              • 原理：土壤小动物趋暗、趋湿、避高温习性
              • 土壤与花盆壁之间留一定缝隙，使空气流通
              • 70％酒精溶液 固定样本、防止腐烂
                • 如果需保证小动物生活状态应将酒精换成：湿棉花
            • 2.简易采集法
              • 体型较大的用包着纱布的镊子取出 体型较小的用吸虫器采集
              • 纱布：是防止将土壤小动物吸走，将其收集在试管中
              • 采集的小动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中，也可以放入试管中
          • 观察
            • 用肉眼观察
            • 借助放大镜、体视显微镜观察（最好）
            • 普通光学显微镜（4倍物镜和5倍目镜）
          • 分类
            • 借助有关图鉴查清小动物的名称，并进行分类
            • 无法知道小动物名称的，可记为“待鉴定××”，并记录特征
          • 统计和分析
            • 计名计算法
            • 目测估计法
• 思考：阴生植物怎么适应在弱光条件下生存？
  • 阴生植物的茎细长，叶薄，细胞壁薄，机械组织不发达，但叶绿体颗粒大、呈深绿色，因此这类植物适应在弱光条件下生存
• 注意
  • （1）每个群落均有垂直结构和水平结构
  • （2）同一种群的不同个体不能构成垂直结构和水平结构
  • （3）区分垂直结构和植被地带性分布