备课素材：边缘效应及其特征-高二上学期生物人教版选择性必修2

边缘效应及其特征先看一道试题：边缘效应是沿着生态系统边缘产生的有差异的环境条件，将大面积的生态系统切割成小块，增加了边缘栖息地的数量，从而导致边缘效应，如捕食者和寄生虫在生态系统的边缘更加活跃。下列叙述错误的是（

）A.接近公路的森林边缘具有与森林内部不同的非生物因素，如温度、湿度B.热带森林的边缘温度更高，风更大，森林内部中繁盛的物种可能在森林边缘难以生存C.捕食者和寄生虫在生态系统的边缘更加活跃，导致边缘某些物种可能更容易受到攻击D.森林的边缘效应会改变生物的种间关系和食物链中能量的流动方向解析：该试题考查生态系统的稳定性。边缘效应是沿着生态系统边缘产生的有差异的环境条件,因此接近公路的森林边缘具有与森林内部不同的非生物因素,如温度、湿度，A正确；热带森林的边缘温度更高,风更大,森林内部繁盛的物种可能因为不适应森林边缘的环境而难以生存，B正确；捕食者和寄生虫在生态系统的边缘更加活跃，导致边缘某些物种更容易被天敌即捕食者或寄生虫攻击，C正确；森林的边缘效应可能会改变生物的种间关系，但食物链中能量的流动方向不会被改变，只能从低营养级到高营养级，D错误。故答案为D。试题中出现了在边缘效应。教材中没有提到。那么，什么是边缘效应？有哪些生态特征？边缘效应是生态学中的一个概念，是群落交错区带来的效应。生态学中，边缘效应是发生在两个或更多栖息地边界的种群或群落结构的变化。具有小的碎片化的栖息地的地区表现出特别明显的边缘效应，并且该效应可以遍及整个地区。随着边缘效应的增加，边界栖息地提供了更丰富的生物多样性。

边缘效应最早由生态学家比彻(Beecher)提出。1942年，他在研究群落的边缘效应长度与鸟类种群密度的关系后发现:在两个或多个不同生物地理群落交界处，往往结构复杂，出现了不同生境的种类共生，种群密度变化较大，某些物种特别活跃。生产力也较高，他把这种现象称为边缘效应。要了解边缘效应首先需要了解群落交错区。群落交错区又称生态交错区或生态过渡带，是两个或多个群落之间的过渡区域，如森林和草原之间有森林草原地带。群落交错区是一个交叉地带或种群竞争的紧张地带。在这里，群落中种的数目及一些种群密度比相邻群落大。群落交错区种的数目及一些种的密度增大的趋势被称为边缘效应。例如，我国大兴安岭森林边缘具有呈狭带状分布的林缘草甸，每平方米的植物总数达30种以上，明显高于其内侧的森林群落与外侧的草原群落。1.边缘效应的定义边缘效应是指在两个或两个以上不同性质的生态系统交互作用处，由于某些生态因子(物质、能量、信息、时机或地域)或系统属性的差异和协同作用而引起系统某些组分及行为的较大变化。边缘效应是极其普遍的自然现象，不同森林的交界处、森林和草原交界处、江河入海口交界处、城市与农村交界处等，无不具有其独特的边际效应。例如，在田间试验时，即使土壤条件是相同的，但由于每一植物个体所占空间的不同和相连试验区的影响以及小气候的差异等，而周边部分与中央部分的作物在株高、粒数和病虫害的危害等方面也仍会出现差异。2.边缘效应的特征边缘效应带群落结构复杂，某些物种特别活跃，其生产力相对较高；边缘效应以强烈的竞争开始，以和谐共生结束，从而使得各种生物由激烈竞争发展为各司其能，各得其所，相互作用，形成一个多层次、高效率的物质、能量共生网络。边缘效应有其稳定性，按边缘效应性质一般可分为动态边缘和静态边缘两种。动态边缘效应是移动型生态系统边缘，外界有持久的物质、能量输入，此类边缘效应相对稳定，能长期维持其高生产力；静态边缘是相对静止型生态边缘，外界无稳定的物质、能量输入，此类边缘效应是暂时的，不稳定的。边缘效应在其性质上可分为正效应和负效应，正效应表现出效应区(交错区、交接区、边缘区)比相邻生态系统具有更为优良的特性，如生产力提高、物种多样性增加等，反之。称为负效应。3.边缘效应下生物的多样性边缘效应造成了生物的多样性和生存环境的复杂性，使处于边缘的生物对外界环境具有更强的适应能力，主要是由局部更广泛的适宜生境条件或生态位造成的。边缘与内部具有不同的生物群落，原因是气候的改变，不断发生的环境灾害，捕食者与竞争者入侵的增多，从生境中被动迁出的机会增多。影响边缘的三个因素:（1）非生物效应：由于接近结构不同的基质而导致的环境条件的变化。（2）直接生物效应：边缘附近的物理条件直接导致物种丰度和分布的变化。（3）间接生物效应：包括物种相互作用的变化，如捕食、寄主寄生、竞争、食草、生物传粉和种子传播。边缘效应对于生物多样性的研究和保护具有特定的价值，在这种特定的生境中期望有高的生物多样性。其原因是：在边缘地带会有新的微观环境，导致有高的生物多样性；边缘地带和为生物提供更多的栖息场所和食物来源，允许特殊需求的物种散布和定居，从而有利于异质种群的生存，并增强了居群个体觅食和躲避自然灾害的能力，允许有较高的生物多样性。4.人类活动的影响目前，人类活动正在大范围的改变着自然环境，形成许多交错带，如城市的发展、工矿的建设、土地的开发，均使原有景观的界面发生变化。人类的活动很多情况下会引起栖息地片段化、栖息地的丧失和边缘数量的增加，而大量的栖息地被碎片化会导致区域内生物的生存以及种群的基因交流受到影响，从而对生物多样性产生重要影响。例如，人类引入入侵/外来物种，人类饲养作为捕食者和竞争者的伴侣动物(宠物)，人类生产生活活动产生的污染、侵蚀等。因此，加强边缘效应的利用和管理对生物多样性的保护有重要的意义。例、在两个或两个以上不同性质的生态系统交错区域，物种多样性较高，某些物种的活动强度和生产力较高，这一现象叫做边缘效应。下列说法，不正确的是（）A.边缘效应带的群落结构一般较复杂B.在评估大规模种植农作物的产量时，需要考虑农田交错区的边缘效应带来的影响C.即使土壤条件相同，在农田中央地带与边缘地带生长的农作物也会在株高、虫害等方面出现较大的差异D.在群落交错区，由于物种丰富度高，营养结构复杂，导致群落演替的速度变慢答案：D解析：A、根据题意，生态系统交错区域，物种多样性较高，故群落结构一般较复杂，A正确；B、在群落交错区，某些物种的活动能力和生产力较高，可能会对农作物的产量带来影响，因此在评估大规模种植农作物的产量时，需要考虑农田交错区的边缘效应带来的影响，B正确；C、由于群落交错区物种多样性较高，所以农田中央地带