一、生物群落
1、群落的概念
在自然界中,任何一个生物或一个种群都不是单独存在的,而是与其他生物或种群通过种间关系紧密联系的。我们就把这些在同一时间内、占据一定空间的相互之间有直接或间接联系的各种生物群落的集合,叫做群落。例如,在一片农田中,既有作物、杂草等植物,又有昆虫、鸟、鼠等动物,还有细菌、真菌等微生物,所有这些生物共同生活在一起,彼此间有着紧密的联系,这样就组成了一个群落。
在整个生物圈中,地球表面因降雨量、温度等生态因子的不同,从赤道到北极依次有热带雨林、温带雨林和苔原等不同类型的群落。
生物群落的概念具有具体和抽象两重含义,说它具体,是因为我们确实很容易找到一个区域和地段,在那里我们可以观察或研究一个群落的结构和功能;它同时又是一个抽象的概念,指的是符合群落定义的所有生物集合体的总称。
群落和种群的区别是:种群是指一定空间和时间内同种生物个体的总和,是种内关系的研究范围;而群落是生活在一定自然区域内,相互之间具有直接或间接关系的所有种群的总和,是各个生物种群的有机集合体。因此,种群是群落的基本单位,群落是种间关系的研究范围,是组成生态系统的生物成分。
2、物种丰富度
一个群落中物种的多少和每个种群的个体数量,是群落多样性的基础。物种丰富度是指一个群落或生态系统中物种数目的多少。生态学上用物种丰富度指数来表示物种丰富度,常用计算公式如下(S:物种数目;A:样地面积;D:物种丰富度指数)
D=S/lnA
例1、一个池塘中的鱼类是一个种群,还是一个群落?
解析:池塘中的“鱼类”包括所有的鱼种,如青鱼、草鱼、鲤鱼、鲢鱼等,因此“鱼类”不是单指一种生物,但也不是指所有生物。所以,一个池塘里的“鱼类”既不是一个种群,也不是一个群落。
答案:既不是一个种群,也不是一个群落。
二、生物群落中的种间关系
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不同的生物种群聚集在同一空间,它们之间的联系十分的密切,形成了相互依存、相互制约的复杂的种间关系。种间关系按性质可以分为:互利共生、寄生、竞争和捕食等关系。1、互利共生
⑴概念:互利共生是指两个种群生活在一起,相互依赖,相互得益。
⑵举例:例如,与根瘤菌共生的豆科植物(如图所示),向根瘤菌提供其生活所需的物质和能量,而根瘤菌可以固定空气中的游离的氮,改善豆科植物的氮素营养。生物界中互利共生的现象还有很多。如:地衣就是一种藻类和真菌的共生体;鹿、羊、羚羊等反刍动物的瘤胃中生长着密度很高的细菌和原生动物种群,它们中有的能分解动物所不能消化的纤维素等物质,有的能合成一些动物生命活动需要的维生素。人体肠道中的某些细菌与人的关系也是互利共生的,人体肠道为这些细菌提供营养物质,而这些细菌又能合成人体需要的维生素B12、维生素K等。
⑶特点:相互依赖,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。如下图所示。
2、寄生
①概念:一种生物以另一种生物的体液、组织液或已经消化利用的物质为营养,并对宿主造成危害的现象称为寄生。其中得到利益的个体被称为寄生虫,受到损害的个体被称为寄主或宿主。
②举例:菟丝子与大豆、人蛔虫与人、虱子与人、噬菌体与被侵染的细菌等。
③特点:对寄主有害,对寄生虫有利。如果分开,则寄生生物难以单独生存,而寄主会生活得更好。如图所示为两者的能量关系图。
3、竞争
①概念:是指生活在同一区域的两种或两种以上生物争夺同一资源而产生的相互妨碍作用的现象。竞争的资源可以是食物、水分、空间,也可以是阳光、无机盐等。不同的生物种群之间的竞争强度因亲缘关系的远近、生活习性的不同而有所差异。
②举例:牛与羊、农作物和杂草、大草履虫和小草履虫等
1934年,著名的生态学家高斯采用实验的方法观察两个物种之间的竞争现象。他选择在亲缘关系和生活习性上很接近的两种草履虫——双小核草履虫和大草履虫作为试验材料进行实验。分别单独培养和混合培养两种草履虫,都以一种细菌为饲料。一段时间后结果如下图所示:
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分析:两种草履虫单独培养和混合培养时的种群个体数量发生动态变化的原因是什么?
——争夺相同的资源和空间等。
③特点:数量上呈现出“此消彼长”的“同步性变化”。如下图
4、捕食
①概念:捕食是指一种生物取食另一种生物的种间关系。分肉食和植食行为。
②举例:羊和草、狼与兔、青蛙与昆虫等。
③特点:捕食者和被捕食者的种群数量往往存在着相互制约的反馈关系,调节着捕食者和被捕食者的种群数量。即当捕食者的密度增大时,被捕食者的种群个体数量将减少;而当被捕食者的数量降到一定水平后,又会影响到捕食者的数量。随着捕食者的种群密度下降,捕食压力会减少,被捕食者的种群个体数量又会再次增加。总之,两者在数量上呈现出“先增加者先减少,后增加者后减少”的不同步性变化。
例2、图中的①~④为4组生物的种间关系图(纵轴为个体相对数量,横轴为时间)。请据图回答问题:
4组生物分别为:A. 地衣中的藻类和真菌;B. 大、小草履虫;C. 兔与狼;D. 细菌和噬菌体。
⑴判断4组生物关系对应的曲线图:
A. ;B. ;C. ;D. 。
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⑵出现②现象是由于 。
⑶④与②相比,结果不同是因为 。
⑷若4组种间关系中的b死亡,对a有利的是 。
﹡⑸若C组的狼死亡,则兔的发展趋势是 。
解析:从4组关系图可知:⑴①是先增加者先减少的不同步性变化,应为捕食,②是“你死我活”的变化,应为竞争,③是“同生共死”的变化,应为互利共生,④是对一方有利而对另一方有害,应为寄生。分析4组生物的关系不难与各曲线图对应。
⑵竞争中存在着强弱之分,有限的环境中可造成弱者被淘汰。
⑶竞争中一方的死亡对另一方有利;寄生虫死亡对寄主有利,但寄生虫的存在一般不会使寄主全部死亡,因寄主减少,可造成寄生虫减少。
⑷捕食者死亡后被捕食者因无天敌会增多,但达到一定数量后,又会因种内斗争加剧而减少。
答案:⑴③ ② ① ④ ⑵在竞争过程中,一种生物因对食物、空间等的竞争力弱而消亡 ⑶寄生生物不能脱离寄主而单独生存 ⑷②、④ ⑸先增加后减少