《群落的结构》讲义

《群落的结构》讲义同学们好，今天咱们一起来学习高中人教版（2019）选择性必修2生物与环境第2章群落及其演替的第1节群落的结构。一、什么是群落呢咱们先从一个小故事说起吧。我有一次去郊外的一个小池塘边玩，那可真是个有趣的地方。我看到了水里游着的小鱼，还有在水草间穿梭的小虾，水面上还有一些小昆虫在跑来跑去。池塘边呢，有各种各样的水草，还有一些青蛙在草丛里跳来跳去。这个小池塘里的所有生物，小鱼、小虾、水草、青蛙、小昆虫等等，它们就构成了一个群落。简单来说，群落就是在一定空间内所有生物种群的集合体。这里面的生物相互之间是有联系的，可不是孤立存在的。就像咱们在这个池塘群落里看到的，小鱼可能会吃小虾，青蛙会吃小昆虫，它们之间存在着捕食关系。而且水草还能给小鱼小虾提供藏身之所呢。那群落和种群有啥区别呢？种群是指在一定的空间和时间内的同种生物个体的总和。比如说池塘里的一群小鱼，这就是一个种群。而群落是包含了池塘里所有不同种的生物。这就好比一个班级里的小组和整个班级的关系，小组就是种群，整个班级就是群落啦。二、群落的物种组成1、物种丰富度还是回到那个小池塘。我发现这个池塘里生物种类还挺多的。那怎么来描述一个群落里生物种类的多少呢？这就引出了一个概念叫物种丰富度。物种丰富度就是群落中物种数目的多少。如果一个群落里物种数目多，那它的物种丰富度就高；如果物种数目少，物种丰富度就低。比如说热带雨林，那里的物种丰富度就非常高，各种各样的植物、动物，数都数不过来。而在一些比较寒冷的极地地区，物种丰富度就相对低很多，可能就只有几种苔藓、地衣之类的植物，动物也比较少。2、优势种在这个池塘群落里，我发现有一些生物数量特别多，而且对整个群落的影响比较大。这就是优势种。比如说池塘里的一种水草，长得特别茂盛，它占据了很大的空间，很多小鱼小虾都在它周围活动。这种水草就是这个池塘群落的优势种。优势种往往在群落中具有比较高的生物量，对环境资源的利用能力也比较强。三、群落中的种间关系这可是群落结构里非常有趣的部分哦。就像我在池塘边看到的那些生物之间的互动。1、捕食关系最明显的就是小鱼吃小虾啦。捕食关系就是一种生物以另一种生物为食的关系。在这种关系里，被捕食者的数量会影响捕食者的数量，反过来捕食者的数量也会影响被捕食者的数量。比如说，如果池塘里的小虾因为某种原因突然变少了，那小鱼可能就会因为食物不足而数量减少。但是如果小鱼数量太多了，把小虾都吃光了，小鱼自己也会因为没有食物而面临生存危机。这就像跷跷板一样，两边的数量相互制约。2、竞争关系我还发现池塘里有两种水草，它们都在争夺阳光和水里的养分。这就是竞争关系。两种或者多种生物共同利用同样的有限资源而产生的相互排斥的现象就是竞争关系。这种竞争可能会导致一种生物长得好，另一种生物长得不好。就像这两种水草，如果一种水草的根系更发达，能吸收更多的养分，那它可能就会长得更茂盛，而另一种水草可能就会慢慢萎缩。3、寄生关系在一些植物的叶子上，我看到有一些小虫子。这些小虫子靠吸取植物的汁液生存，这就是寄生关系。寄生生物从寄主那里获取营养物质，对寄主是有损害的。就像这些小虫子，如果太多了，植物可能就会因为营养被过度吸取而生病甚至死亡。4、互利共生关系再看池塘里的一些藻类和真菌，它们组合在一起形成地衣。藻类可以进行光合作用制造有机物，为真菌提供营养；真菌呢，可以为藻类提供水和无机盐等。它们相互依存，彼此有利，这就是互利共生关系。这种关系就像好伙伴一样，谁也离不开谁。四、群落的空间结构1、垂直结构咱们再仔细看看那个池塘。从水面到水底，生物的分布是不一样的。这就是群落的垂直结构。在池塘里，水面上有一些浮游生物，比如说浮游植物和浮游动物。再往下一点，有一些水生植物，它们的叶子可以在水里，也可以露出水面。然后是小鱼小虾这些中层的水生动物，它们在水中间活动。最底下呢，可能有一些螺蛳、蚌类等底栖生物。这种垂直分布是和光照、温度、食物等因素有关的。比如说浮游植物需要充足的光照进行光合作用，所以在水面附近比较多；而底栖生物适应水底的环境，能从水底获取食物。在森林里也有垂直结构哦。最上面是高大的乔木，它们长得高高的，可以获得最多的阳光。下面是灌木层，再下面是草本植物层，还有贴近地面的苔藓层。不同层次的植物为不同的动物提供了栖息地和食物，像小鸟在乔木上筑巢，野兔在草丛里生活。2、水平结构除了垂直结构，群落还有水平结构呢。还是说那个池塘吧，池塘的边缘和池塘中心的生物分布就不太一样。池塘边缘可能水草更茂盛，因为这里的水比较浅，阳光更容易到达水底，适合水草生长。而且池塘边缘可能会有更多的青蛙、昆虫等陆生生物和水生生物的过渡类型。这种在水平方向上不同地段分布着不同的种群的现象就是群落的水平结构。在草原上也能看到这种现象，靠近水源的地方可能草长得更茂盛，动物也更多，而离水源远一点的地方可能草就比较稀疏，动物也相对少一些。五、群落结构的形成原因1、非生物因素像光照、温度、水分这些非生物因素对群落结构的形成有很大的影响。就像我们前面说的池塘里的垂直结构，光照影响了浮游植物的分布，温度和水分也会影响不同生物的生存和分布。在高山上，随着海拔的升高，温度会降低，这就导致了不同海拔的群落结构不一样。海拔低的地方可能是阔叶林，海拔高一点可能是针叶林，再高可能就是高山草甸了。2、生物因素生物之间的种间关系也是群落结构形成的重要原因。捕食关系、竞争关系等都会影响生物在群落中的分布。比如说在草原上，如果狼的数量增加了，那兔子的数量可能就会减少，这就会影响到和兔子有关的其他生物的数量，像以兔子为食的鹰可能也会减少，而兔子吃的草可能就会增多，这样整个草原群落的结构就发生了变化。六、研究群落结构的意义研究群落结构可太有用啦。就拿保护生物多样性来说吧。如果我们知道了一个群落的结构，知道哪些生物是优势种，哪些生物之间有什么样的关系，我们就能更好地保护这个群落里的生物。比如说在一个森林群落里，如果我们知道了某种珍稀植物和其他植物、动物之间的关系，我们就可以制定更合理的保护计划。如果这种珍稀植物依赖于某种昆虫传粉，那我们保护这种植物的时候，也要保护这种昆虫。而且在农业生产上也有意义呢。我们可以根据群落的种间关系来进行生物防治。比如说在农田里，害虫会吃农作物。如果我们知道害虫的天敌是什么，我们就可以引入害虫的天敌，像七星瓢虫吃蚜虫。这样就可以减少农药的使用，既保护环境，又能控制害虫的数量