二-生物在群落中的生态位课件

1、概念：物种利用各种资源的幅度以及该物种与种群中其他物种关系的总和。 决定生活在什么地方，而且决定于它与食物、天敌和其他生物的关系。1、生态位二 生物在群落中的生态位作用：它表示物种在群落中的地位、作用和重要性 在未解释“生态位”之前，我们先讲个小故事。 一天，在俄罗斯的某座城市里，有位戴一副眼镜的中年人，走进一间实验室，将一种叫双小核草履虫和一种大草履虫的生物，分别放在两个相同浓度的细菌培养基中，几天后，这位中年人发现这两种生物的种群数量增长都呈S型曲线。接着，他把这两种生物又放入同一环境中培养，并控制一定的食物，16天后，培养基中只有双小核草履虫自由地活着，而大草履虫却消逝得无影无踪。在其培

2、养中，中年人对现场进行过仔细观察，他没有发现有一种虫子攻击别一种虫子的现象，也未见两种虫子分泌出什幺有害物质，只发现双小核草履虫在与大草履虫竞争同一食物时增长比较快，将大草虫赶出了培养基。于是，中年人又做了相反的一种试验，他把大草履虫与另一种袋状草履虫放在同一个环境中进行培养，结果两者都能存活下来，并且达到一个稳定的平衡水平。这两种虫子虽然也竞争同一食物，但袋状草履虫占据食物中不被大草履虫竞争的那一部分。 做这个试验的中年人，叫格乌司，人们把他这种发现称为格乌司原理，也叫“生态位现象”。 何谓“生态位” 如果把“生态位”作进一步的解释，那就是在大自然中，亲缘关系接近的，具有同样生活习性或生活方

3、式的物种，不会在同一地方出现。如果它们在同一区域内出现，大自然将会用空间把它们各自隔开，如虎在山上行，鱼在水中游，猴在树上跳，鸟在天上飞；如果它们在同一地方出现,它们必定利用不同的食物生存，如虎吃肉，羊吃草，蛙吃虫；如果它们需要的是同一种食物，那幺，它们的寻食时间必定要相互错开，如狮子是白天出来寻食，老虎是傍晚出来寻食，狼是深夜出来寻食.在动物世界里没有两种物种的生态位是完全相同的，有些物种亲缘关系接近或相似而使生态位部分重迭，这时就会现严酷的竞争，如一山不能容二虎。如果强者进入弱者的生态领域就会出现“龙陷浅滩受虾戏，虎落平川遭犬期”的状况；如果弱者进入强者的生态领域中就会出现大鱼吃小鱼、小鱼

4、吃虾米的状况。因此，强者只能在自己的生态位上是强者，弱者也只能在自己的生态位上才能自由生存。 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。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

5、”与“职业”的最大区别是什么？（3）下表是栎林中部分鸟类在不同层次中的相对密度，分析它们之间可能有怎样的相互关系？种名林冠层高于11.6米乔木层511.6米灌木层1.35米草本层11.3米地面林鸽茶腹 青山雀长尾山雀旋木雀煤山雀333341501223245334264183751083119613627782418172069注：数字下划线表示某种鸟最喜好栖息的层次基础生态位现实生态位在生物群落中，能够被生物利用的最大资源空间，称做该生物的基础生态位。由于存在着竞争，一般物种都不能够占领基础生态位。物种实际占有的生态位，称为现实生态位。生态位宽度生态位宽度又称生态位广度或生态位大小。一个物种

6、所能利用的各种资源总和。当资源的可利用性减少时，一般使生态位宽度增加，例如在食物供应不足的环境中，消费者也被迫摄食少数次等猎物和被食者，而在食物供应充足的环境中，消费者尽摄食最习惯摄食的少数被食者。 加拉帕戈斯群岛上的地雀祖先地雀2、生态位的重叠与竞争概念：当两个物种利用同一资源。完全重叠资源短缺时发生竞争，竞争优势大的物种就会把另一物种完全排除掉（即竞争排除原理）资源丰富时，共同利用资源部分重叠无竞争的生态空间实现共存 重叠的生态位空间被具有竞争优势的物质占有生态位重叠 是指两个或两个以上生态位相似的物种生活于同一空间时分享或竞争共同资源的现象。生态位重叠的两个物种因竞争排斥原理而难以长期共

7、存，除非空间和资源十分丰富。通常资源总是有限额，因此生态位重叠物种之间竞争总会导致重叠程度降低，如彼此分别占领不同的空间位置和在不同空间部位觅食等。在向某一地区引进物种时，要考虑与当地物种的生态位重叠的问题。外来物种总因数量有限、对环境尚未适应等原因处于竞争的弱势，因此，如与当地物种生态位重叠过大将会导致引种失败。 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

8、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。 时间 (天) 种群0481216双小核草履虫30150260280280大草履虫306040302004天数8121650100150200250300种群数量(个)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

9、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。竞争对群落结构的影响资源利用 生态位重叠 (资源不足时)竞争 生态位分化 性状替代、特化 共存竞争 排斥 AB资源1的供应率B胜A胜B胜A、B共存资源2的供应率A胜AB不能共存生态位与竞争高斯等人的研究结果表明： 1. 由于竞争的结果，生态位重叠的两个种，很少能长期稳定地共存。生态位重叠是导致种间竞争的一个条件，但并不是有重叠就必然会导致

10、竞争。如果在资源充足时，重叠并不一定导致竞争。2. 能长期生活在一起的种，必然是每一个种各具有自己独特的生态位。3. 一般说来，当资源可利用性减少时，生态位宽度就增加。 4. 具有不同分布区的种，其生态位往往是彼此分离的，彼此之间无竞争。生态上类似，且生活在同一地区的种，常常占据不同的群落空间，某些近缘种就这样被分隔开来，从而减少了竞争。除了地理分隔与群落分隔之外，两个物种的生态位还可因营养的吸收、个体大小、根系深浅和物候期等不同，而彼此分隔开来，以减少竞争。 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

11、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。3.生态位分化在同一地区内，生物的种类越丰富，种间为了共同事物（营养）、生活空间或其他资源而出现的竞争是越激烈的，这样，对某一特定物种占有的实际生态位就可能越来越小。其结果是在进化过程中，两个生态上很接近的种向着占有不同的空间（栖息地分化）、吃不同事物（食性上的特化）、不同的活动时间（时间分化）或其他生态习性上分化、以降低竞争的紧张度，从而使两种之间可能形成平

12、衡而共存。群落的种间关系1.两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？竞争2.90多年的调查研究表明，猞猁和雪兔种群数量之间存在相关性。例如，从1845年到1855年间，猞猁数量的增加导致雪兔减少；而雪兔的减少，又会造成猞猁减少，之后雪兔又大量增加。猞猁数量雪兔数量猞猁数量雪兔数量雪兔和猞猁相互制约，它们的种群数量保持在一定范围内波动。捕食（三）群落中种间的关系 捕食一种生物以另一种生物为食。 注意： 同种生物的成体以幼体为食，不是捕食关系，而是种内斗争。 捕食不只是动物之间，动物以草为食，亦是捕食关系。植食肉食肉食生物数量时间生物A生物BAB被捕食者与捕食者之间不同

13、步变化被捕食者：数量多者或先增加先减少者。捕食者：数量少者或后增加后减少者。特点：被捕食者与捕食者相互制约双方的数量，被捕食者不会被捕食者淘汰。被捕食者捕食者 一只大象为了草原中唯一的水源而驱走斑马群水稻和稗子鬣狗与秃鹫 竞争 两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等。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。生物数量时间生物A生物BCAB生物数量时间生物A生物B竞争实力悬殊时（大草履虫与双小核草履虫）竞争实力相当时 （牛与羊） 竞争与捕食作用的结果有何区别？竞争的结果是一方处于优势，另一方处于劣势，最终灭亡。捕食的结果是两个种群相互制约，两个种群数量保持相对稳定

14、。种群数量时间生物A生物B种群数量时间生物A生物B菟丝子与牵牛花同属于旋花科的植物，由于营寄生生长，叶片已退化成小鳞片状，也没有叶绿素，全体呈白色。被缠绕的植物作为寄主提供营养。 寄生 一种生物（寄生者）寄居于另一种生物（寄主）的体内或体表，摄取寄主的养分以维持生活。一方获利，另一方受害。特点：寄生者一般给寄主造成慢性伤害，但不能立即杀死寄主（宿主）。如果分开，寄生者难以单独生存，而寄主会生活更好。例如：蛔虫、绦虫、血吸虫等寄生在其它动物的体内；虱和蚤寄生在其它动物的体表；菟丝子寄生在豆科植物上；噬菌体寄生在细菌内部。生物数量时间A 宿主（寄主）B 寄生虫体表寄生体内寄生BABA人体中的疟原虫

15、 互利共生其它实例： 根瘤菌与豆科植物 白蚁与其体内的鞭毛虫 大肠杆菌与人切叶蚁与真菌豆科植物和根瘤菌生物A生物B生物数量时间ABAB种间关系关系类型物种关系一般特征实例A B互利共生寄生竞争捕食（“”表示有利，“”表示有害）彼此有利相互依存地衣、根瘤一方有利一方受害彼此抑制种群得利种群有害蛔虫和人水稻和稗草羊与草狼与羊时间数量0时间数量0时间数量0捕食竞争共生ABC 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。藻类光合作用给真菌提供有机物例如：地衣是藻类与真菌的共生体真菌吸收水和无机盐供给藻类“同生共死”下列生物的关系是竞争还是捕食？1、桦

16、木林中出现云杉幼苗后，不断生长，最终桦木林被云杉林取而代之。2、狼以兔为食，兔以草为食。下列生物的关系是共生还是寄生？1、地衣中的真菌与藻类2、白蚁与它肠内的鞭毛虫3、菟丝子与大豆4、根瘤菌与大豆5、鸟与羽虱练一练竞争捕食共生共生共生寄生寄生 3、生物避免竞争的适应方式和实例 食物特化； 空间的垂直分离； 空间的水平分离。在空间分离的情况下，如果在对应的两个物种中有一方不存在，另一方就会扩大自己的垂直或水平活动范围。例2、关于生态位重叠的叙述错误的是A、通常情况，在同一群落中不可能有两个物种的生态位 完全相同B、生态位重叠一定伴随着竞争C、当生态位部分重叠时，两个物种可以共存D、通过长期的自然

17、选择，生物形成了减少竞争甚至避免 竞争的形态和行为适应B例1：课后题例3.下图表示3个共存物种的资源利用曲线，图a和图b中3个物种的资源利用状况不同，下面是对图a中3个物种与图b中3个物种相比较的几种说法，正确的是：A图a中3个物种的种内斗争激烈，图b中3个物种的种间竞争激烈B图a中3个物种的种间竞争激烈，图b中3个物种的种内斗争激烈C如果资源有限，图a中物种2最有可能被排除，图b中物种3最有可能被排除的危险D两图中的物种间的种间斗争激烈程度相等 A（1）（2）（3）（4）例3、针对下面四幅图说法错误的是（ ）A.图（1）说明当绿啄木鸟和椋鸟由于生存空间完全一致，根据竞争排除原理，竞争优势强的一方最终会把另一方完全排除掉B.图（2）说明森莺和柳莺通过水平分离避免竞争C.图（3）说明和鹟通过垂直分离避免竞争D.图（4）说明当两个物种中有一方不存在，另一方就会扩大自己的垂直活动范围A问题情景：在一片树林中，有5群相似的小食虫鸟共同生活。2、这5群相似的小食虫鸟，他们之间可能有怎