专题六生态系统.ppt

知识框架个个 体体种种 群群群群 落落生态系统生态系统生活在同一地点的同种生物生活在同一地点的同种生物的一个群体的一个群体在一定自然区域内，相互有直接在一定自然区域内，相互有直接或间接关系的各种生物的总和或间接关系的各种生物的总和生物群落及其无机环境生物群落及其无机环境相互作用的系统相互作用的系统 在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。种群密度估计值。样方法：样方法：适用范围：适用范围：注意注意随机取样随机取样，减小误差。，减小误差。植物种群密度，昆虫卵的密度，蚜虫、跳蝻植物种群密度，昆虫卵的密度，蚜虫、跳蝻的密度等。的密度等。常用取样常用取样方法：方法：探究点一探究点一种群密度的调查方法种群密度的调查方法 计计数数原原则则。若若有有正正好好长长在在边边界界线线上上的的，应应遵遵循循“计计上上不不计计下下，计计左左不不计计右右”的的原原则则；即即只只计计数数样样方方相相邻邻两两条条边边上的个体。同种植物无论大小都应计数。如图上的个体。同种植物无论大小都应计数。如图342所示。所示。图图342 【说说明明】图图甲甲是是方方形形样样方方，图图乙乙是是圆圆形形样样方方，实实心心圆表示统计或测量的个体，虚线表示圆形样方的直径。圆表示统计或测量的个体，虚线表示圆形样方的直径。标志重捕法标志重捕法（1 1）前提条件：）前提条件：标志个体与未标志个体在重捕时被标志个体与未标志个体在重捕时被捕的概率相等。在调查期内没有新的出生和死亡，没捕的概率相等。在调查期内没有新的出生和死亡，没有迁入和迁出。有迁入和迁出。（2 2）适用范围：）适用范围：（3 3）注意事项：）注意事项：标志不能过分醒目。标志不能过分醒目。标志物和标志方法必须对动物的身体不会产生伤害。标志物和标志方法必须对动物的身体不会产生伤害。标志符号必须能够维持一定的时间，在调查研究期标志符号必须能够维持一定的时间，在调查研究期间不能消失。间不能消失。（4 4）计算公式）计算公式活动能力强和范围大的动物。活动能力强和范围大的动物。【答案答案】ABC类型类型图例图例年龄比例年龄比例出生率与死亡率出生率与死亡率大小大小种群密度种群密度变化变化增长型增长型年幼个体大于年幼个体大于年老个体数年老个体数出生率死亡率出生率死亡率增大增大稳定型稳定型各年龄期个体各年龄期个体比例适中比例适中出生率出生率死亡率死亡率稳定稳定衰退型衰退型年幼个体小于年幼个体小于年老个体数年老个体数出生率死亡率出生率死亡率减小减小2 2出生率和死亡率出生率和死亡率 意义：意义：3 3迁入率和迁出率迁入率和迁出率 意义：意义：意义：年龄组成是意义：年龄组成是预测预测种群密度未来变化趋势的重要依据。种群密度未来变化趋势的重要依据。4 4年龄组成年龄组成决定种群大小和密度。对一个自然种群来说，影响种群决定种群大小和密度。对一个自然种群来说，影响种群数量变动的主要因素是出生率和死亡率。数量变动的主要因素是出生率和死亡率。直接影响种群的数量变动，如城市人口的变化。直接影响种群的数量变动，如城市人口的变化。5 5性别比例性别比例意义：意义：6 6种群特征间的相互关系种群特征间的相互关系直接影响出生率，间接影响种群密度。直接影响出生率，间接影响种群密度。种内关系种内关系种间关系种间关系出生率出生率迁入率迁入率死亡率死亡率迁出率迁出率年龄组成年龄组成性别比例性别比例7种群的空间特征 项目项目类型类型原因原因模式图模式图均匀型均匀型种群个体间的激烈竞争种群个体间的激烈竞争引起。引起。随机型随机型环境资源分布均匀一致环境资源分布均匀一致集群型集群型环境资源分布不均匀环境资源分布不均匀一、建构种群增长模型的方法一、建构种群增长模型的方法数学模型：数学模型是用来描述一个系统或它的性质数学模型：数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。的数学形式。1 1、影响种群数量变化的因素、影响种群数量变化的因素2 2、研究种群数量变化的意义：、研究种群数量变化的意义：二、种群数量的变化二、种群数量的变化 种群的数量是由出生率和死亡率、迁入和迁出决定种群的数量是由出生率和死亡率、迁入和迁出决定的，所有能影响种群的出生率、死亡率和迁入、迁出的的，所有能影响种群的出生率、死亡率和迁入、迁出的因素，都会影响种群数量的变化。因素，都会影响种群数量的变化。如气候、食物、被捕如气候、食物、被捕食、寄生、传染病等。食、寄生、传染病等。在野生生物资源的合理利用和保护、害虫的防治等在野生生物资源的合理利用和保护、害虫的防治等方面有重要意义。种群数量大于方面有重要意义。种群数量大于1/2K1/2K时，可猎取某野时，可猎取某野生生物资源。（此时可提供的资源数量最多，而又不影生生物资源。（此时可提供的资源数量最多，而又不影响资源的再生。响资源的再生。）三、比较三、比较“J J”型曲线和型曲线和“S S”型曲线型曲线“J J”型曲线型曲线“S S”型曲线型曲线环境条件环境条件环境资源无环境资源无限限环境资源有限环境资源有限环境阻力环境阻力无无有有有无有无K K值值无无K K值值有有K K值值种群增长种群增长率率保持稳定不保持稳定不变变随种群密度先上升，随种群密度先上升，到到K/2K/2值时最高，然后逐值时最高，然后逐渐下降，到渐下降，到K K值时为值时为0 0种群增长的种群增长的J J型曲线（型曲线（指数式增长）指数式增长）3.3.种群迁入一个新环境后，在一种群迁入一个新环境后，在一定时期内种群的增长大致符合定时期内种群的增长大致符合“J J”型曲线。型曲线。1.1.在在食物（养料）和空间条件充裕，气候适宜、没有天食物（养料）和空间条件充裕，气候适宜、没有天敌敌等理想条件下，不受资源和空间的限制，种群的数量往等理想条件下，不受资源和空间的限制，种群的数量往往会连续增长。往会连续增长。2 2、种群、种群 “J J”型增长的数学模型型增长的数学模型公式：公式：Nt=N0 t（N N0 0为起始数量，为起始数量，t t为时间，为时间，N Nt t表表示示t t年后该种群的数量，年后该种群的数量，表示该表示该种群数量是一年前种群数量的倍数种群数量是一年前种群数量的倍数）自然环境，自然环境，空间有限，食物有限，有捕食者（天敌）空间有限，食物有限，有捕食者（天敌）存在等非理想条件。存在等非理想条件。种群增长的种群增长的S S型曲线型曲线当当NK/2时，种群时，种群有最大持续产量；当有最大持续产量；当NK时，种群增长率为时，种群增长率为零。零。同一种群的同一种群的K值不值不是固定不变的，会受是固定不变的，会受到环境的影响。到环境的影响。在环境条件不受破坏的情况在环境条件不受破坏的情况下，下，一定空间中所能维持的种一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量。群最大数量称为环境容纳量。环境容纳量环境容纳量（K值）：种种群群数数量量“S”型型增增长长曲曲线线（种群数量）（种群数量）K/2K种种群群数数量量增增长长率率时间时间D:出生率死亡率，即出生率死亡率，即种群数量处于种群数量处于K值。值。B:出生率与死亡率之差出生率与死亡率之差最大，即种群数量处于最大，即种群数量处于K/2值。值。图图34348 8 环环境境容容纳纳量量不不是是绝绝对对不不变变的的，它它可可以以因因“超超载载”而下降，也可以因整体的改善而有所增大。而下降，也可以因整体的改善而有所增大。对野生动植物资源的合理开发和利用对野生动植物资源的合理开发和利用 一一般般将将种种群群的的数数量量控控制制在在环环境境容容纳纳量量的的一一半半，即即1/2K1/2K值值，此此时时种种群群增增长长速速度度最最快快，可可提提供供的的资源数量也资源数量也【答案答案】C 生产实践中，还有一种情况是种群增长大大超过了环境容量，生产实践中，还有一种情况是种群增长大大超过了环境容量，致使环境中某些资源要素受到破坏，从而造成环境容量的下降。致使环境中某些资源要素受到破坏，从而造成环境容量的下降。这样就形成了另一种种群数量变化曲线这样就形成了另一种种群数量变化曲线突跃下降曲线（如图）突跃下降曲线（如图）。这是一种不正常的增长情况，例如过度放牧，草原不能复原。这是一种不正常的增长情况，例如过度放牧，草原不能复原。该曲线对于控制人口增长、害虫防治、环境的治理保护等方面具该曲线对于控制人口增长、害虫防治、环境的治理保护等方面具有指导作用。从上述分析中还可以知道，环境容量不是绝对不变有指导作用。从上述分析中还可以知道，环境容量不是绝对不变的，它可以因的，它可以因“超载超载”而下降，也可以因整体的改善而有所增大。而下降，也可以因整体的改善而有所增大。生物群落：生物群落：物种丰富度：物种丰富度：包括植物、动物和微生物。包括植物、动物和微生物。群落水平研究的问题：群落水平研究的问题：群落中物种数目的多少，是群落的首要特征。不同群落中物种数目的多少，是群落的首要特征。不同的群落，物种丰富度有差别，如热带雨林生物种类多，的群落，物种丰富度有差别，如热带雨林生物种类多，丰富度大；草原生物种类较少，丰富度小。丰富度大；草原生物种类较少，丰富度小。种间关系、群落结构、物种多样性、优势种等种间关系、群落结构、物种多样性、优势种等实验实验 土壤中动物类群丰富度的研究土壤中动物类群丰富度的研究丰富度调查方法：丰富度调查方法：丰富度的统计方法：丰富度的统计方法：注意事项：土壤动物调查一般不能采用标志重捕法注意事项：土壤动物调查一般不能采用标志重捕法理由是：理由是：取样器采集调查取样器采集调查记名计算法和目测估计法记名计算法和目测估计法大多数土壤动物身体微小，活动能力强大多数土壤动物身体微小，活动能力强。一、生物群落的结构一、生物群落的结构1 1、垂直结构、垂直结构2 2、水平结构、水平结构 在水平方向上由于光照强度、地形明暗、湿度等因在水平方向上由于光照强度、地形明暗、湿度等因素的影响，不同地段上分布着不同的生物种群。素的影响，不同地段上分布着不同的生物种群。植物的分层与光有关。植物的分层与光有关。显著提高了群落利用阳显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。光等环境资源的能力。种内关系种内关系种间关系种间关系种内互助种内互助种内斗争种内斗争互利共生互利共生寄生寄生竞争竞争捕食捕食：护犊行为、：护犊行为、：争夺食物、空间、配偶的行为：争夺食物、空间、配偶的行为：白蚁与鞭毛虫、：白蚁与鞭毛虫、：菟丝子与豆科植物、：菟丝子与豆科植物、：大小两个种的草履虫：大小两个种的草履虫：猪笼草、：猪笼草、育雏行为育雏行为大豆与根瘤菌大豆与根瘤菌动物与大肠杆菌动物与大肠杆菌病毒与宿主病毒与宿主茅蒿菜、茅蒿菜、狸藻狸藻二、二、群落中的生物关系群落中的生物关系生生物物数数量量时间时间生物生物A生物生物B关于捕食坐标曲线中捕食者与被捕食者的判关于捕食坐标曲线中捕食者与被捕食者的判 定：定：a.从从最高点最高点判断，捕食者数量判断，捕食者数量少少，被捕食者数，被捕食者数量量多多；b.从变化趋势看，从变化趋势看，先到先到波峰的为波峰的为被捕食者被捕食者，后后达到达到波峰的为波峰的为捕食者捕食者，即，即被捕食者被捕食者变化在变化在先先，捕食者捕食者变化在变化在后后。特点：数量上特点：数量上呈现出呈现出“先增先增加者先减少，加者先减少，后增加者后减后增加者后减少少”的非同步的非同步性变化性变化生生物物数数量量时间时间生物生物B生物生物A生物生物A生物生物B生生物物数数量量时间时间两种生物生存能两种生物生存能力不同力不同两种生物生存能两种生物生存能力相当力相当特点：数量上呈现出特点：数量上呈现出“你死我活你死我活”的同步性变的同步性变化化竞争竞争如如1.地衣地衣(真菌和藻类植物的共生体真菌和藻类植物的共生体)真菌真菌藻类藻类通过菌丝提供水、通过菌丝提供水、CO2、无机盐无机盐通过光合作用提供有机养料通过光合作用提供有机养料生生物物数数量量时间时间生物生物A生物生物B特点：特点：“同同生共死生共死”如如2.豆科植物和豆科植物和根瘤根瘤菌菌两者生活在一起，相互依赖，两者生活在一起，相互依赖，彼此有利彼此有利。个体数时间个体数时间个体数时间BAAAABBB共生共生寄生寄生捕食捕食竞争竞争1234个体数时间判断下列各图表示的种间关系各是什么判断下列各图表示的种间关系各是什么例例.下列简图依次表示互利共生、寄生、竞争、捕下列简图依次表示互利共生、寄生、竞争、捕食的为食的为 A B C D D【答案答案】D 群落是一个群落是一个_态系统，它时时刻刻都在发态系统，它时时刻刻都在发生着生物与生着生物与_之间、生物与之间、生物与_之间的相之间的相互作用。在正常情况下，大多数群落中物种结互作用。在正常情况下，大多数群落中物种结构相对构相对_。但是，当群落结构受到干扰或破。但是，当群落结构受到干扰或破坏，一些种群消失了以后，总会有其他一些种坏，一些种群消失了以后，总会有其他一些种群来占据这个群落的空间，经过一段时间，又群来占据这个群落的空间，经过一段时间，又会有另一些种群兴起，逐渐取得优势。会有另一些种群兴起，逐渐取得优势。群落演替是一个长期的过程，总是向着群落演替是一个长期的过程，总是向着群落恢复相对稳定状态的方向进行。群落恢复相对稳定状态的方向进行。演替演替动动生物生物环境环境稳定稳定 随着时间的推移，一个群落被另一随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程个群落代替的过程.掌握这个概念注意以下几点：掌握这个概念注意以下几点：(1)(1)演替是群落组成向着一定方向、具有一定规律、演替是群落组成向着一定方向、具有一定规律、随时间而变化的有序过程，因而它往往是能预见的或随时间而变化的有序过程，因而它往往是能预见的或可测的。可测的。(2)(2)演替是生物和环境反复相互作用，发生在时间和演替是生物和环境反复相互作用，发生在时间和空间上的不可逆变化。空间上的不可逆变化。群落演替的原因主要有：群落演替的原因主要有：(1)(1)环境不断变化，为群落中某些物种提供有利的繁环境不断变化，为群落中某些物种提供有利的繁殖条件，而对另一些物种生存产生不利影响。殖条件，而对另一些物种生存产生不利影响。(2)(2)生物本身不断进行繁殖、迁移或迁徙。生物本身不断进行繁殖、迁移或迁徙。(3)(3)群落内部由于生命活动造成内部环境改变。群落内部由于生命活动造成内部环境改变。(4)(4)种内和种间关系在不断发生变化。种内和种间关系在不断发生变化。(5)(5)人类活动的干扰。人类活动的干扰。群落的演替类型群落的演替类型 1 1、初生演替初生演替（primary successionprimary succession）在一个在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替。但被彻底消灭了的地方发生的演替。如：在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替如：在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替 2 2、次生演替次生演替（secondary successionsecondary succession）原有原有的植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至的植被虽已不存在，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。下茎）的地方发生的演替。火烧演替、弃耕演替、放牧演替等。火烧演替、弃耕演替、放牧演替等。发生在裸岩上的发生在裸岩上的演替过程演替过程 森林阶段森林阶段裸岩阶段裸岩阶段地衣阶段地衣阶段苔藓阶段苔藓阶段草本植物阶段草本植物阶段灌木阶段灌木阶段弃耕农田上的弃耕农田上的演替过程演替过程 乔木蔚然成林乔木蔚然成林荒芜荒芜一年生杂草一年生杂草多年生杂草多年生杂草小灌木丛小灌木丛比较弃耕农田上的演替与裸岩上的演替过程比较弃耕农田上的演替与裸岩上的演替过程丰富度、有丰富度、有机物、生产机物、生产能力、营养能力、营养结构的变化结构的变化两种演替类型的比较弃耕弃耕农农田上的演替田上的演替裸岩上的演替裸岩上的演替实实例例人人类类活活动较为动较为关关键键自然因素自然因素影响因素影响因素较较快快缓缓慢慢速度速度经历经历的的时间时间短短经历经历的的时间长时间长时间时间原来有群落原来有群落环环境，只境，只是失去了原有植被是失去了原有植被原先从没有原先从没有过过植被或植被或是原来存在是原来存在过过植被但植被但被被彻彻底消底消灭灭了的了的环环境境起点起点次生演替次生演替初生演替初生演替类类型型内容内容二、人类活动对群落演替的影响二、人类活动对群落演替的影响过度放牧、导过度放牧、导致草原退化致草原退化过度砍伐、导过度砍伐、导致森林破坏致森林破坏污水排放，破坏污水排放，破坏水域生物群落水域生物群落人类活动往往会使群落演替按照人类活动往往会使群落演替按照_自然演自然演替的速度和方向替的速度和方向进行。进行。不同于不同于措施：退耕还林、退牧还草、退田还湖措施：退耕还林、退牧还草、退田还湖例例.关于群落的结构与演替，下列叙述不正确的是关于群落的结构与演替，下列叙述不正确的是 A.A.“远芳侵古道，晴翠接荒城远芳侵古道，晴翠接荒城”可看作人类可看作人类 活动对群落演替影响的典型实例活动对群落演替影响的典型实例 B.B.“野火烧不尽，春风吹又生野火烧不尽，春风吹又生”应属次生演应属次生演 替的实例替的实例 C.C.群落中各种群间不存在地理隔离，因而能群落中各种群间不存在地理隔离，因而能 进行基因交流进行基因交流 D.D.群落中植物的垂直结构可为动物创造多种群落中植物的垂直结构可为动物创造多种 多样的栖息空间和食物条件，从而为动物多样的栖息空间和食物条件，从而为动物 种群分层分布提供了基础种群分层分布提供了基础C14.14.下图下图分别为分别为A A.地衣中的藻类和真菌；地衣中的藻类和真菌；B B.大小两种大小两种草履虫；草履虫；C C.狐与兔；狐与兔；D D.细菌与噬菌体四组生物的种间关系示细菌与噬菌体四组生物的种间关系示意图（纵轴表示个体数，横轴表示时间）。请据图回答：意图（纵轴表示个体数，横轴表示时间）。请据图回答：（1 1）判断）判断A AD D四组生物的对应曲线：四组生物的对应曲线：A A.；B B.；C C.；D D.。（2 2）造成）造成中出现的现象是由于中出现的现象是由于 。（3 3）与与相比，结果不同是因为相比，结果不同是因为 （4 4）若四种种间关系中的）若四种种间关系中的b b死亡，对死亡，对a a有利的曲线有利的曲线 是是 。（5 5）若狐死亡，则兔的发展趋势是）若狐死亡，则兔的发展趋势是 。答案答案 （1 1）（2 2）食物竞争，使一种（大）草履虫死亡（饿）食物竞争，使一种（大）草履虫死亡（饿 死）死）（3 3）寄生关系不可能使宿主全部死亡）寄生关系不可能使宿主全部死亡（4 4）和和（5 5）兔先增加（失去天敌），后减少（受食物、）兔先增加（失去天敌），后减少（受食物、空间等制约）空间等制约）实验实验 探究培养液中酵母菌数量的动态变化探究培养液中酵母菌数量的动态变化一实验原理：一实验原理：1 1在含糖的液体培养基（培养液）中酵母菌繁殖很快，在含糖的液体培养基（培养液）中酵母菌繁殖很快，迅速形成一个封闭容器内的酵母菌种群，通过细胞计数可迅速形成一个封闭容器内的酵母菌种群，通过细胞计数可以测定封闭容器内的酵母菌种群随时间而发生的数量变化。以测定封闭容器内的酵母菌种群随时间而发生的数量变化。2 2养分、空间、温度、养分、空间、温度、pHpH和有毒代谢废物等是影响种和有毒代谢废物等是影响种群数量持续增长的限制因素。群数量持续增长的限制因素。二二 .酵母菌计数方法：酵母菌计数方法：抽样检测法。抽样检测法。先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。稍待片刻，待细菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板稍待片刻，待细菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，放在载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。