第07讲种群与群落的特征-备战2023年高考生物核心考点讲练

专题四生态学第07讲种群和群落的动态变化【学习目标】1.通过列举分析具体种群的特征，构建种群的数量变化模型，理解种群具有的特征，并通过“J”形和“S”形增长模型的分析和应用，形成建模的科学思维；2.通过对群落的结构、演替等知识的复习，理解群落的动态变化和适应，并注意群落群落成员间的联系与制约，建立适应观和平衡观的思想。【学习过程】探究点1种群数量动态变化的模型【情境引领】沙漠蝗飞行能力强、食量大，可聚集形成巨大蝗群，繁殖周期约为30天。2019～2020年，东非地区爆发了严重的沙漠蝗灾，印度和巴基斯坦等亚洲国家也受到沙漠蝗灾的重大冲击，导致大量农作物被毁。根据蝗灾发生及治理过程中的调查数据，科研人员绘制了如图1所示的曲线，图2是沙漠飞蝗在某段时间内种群数量与前段时间种群数量的比值(λ)【教材追根】1.沙漠蝗虫在空间特征上的分布特点是哪种？沙漠蝗虫的种群密度短期内迅速增加，从种群数量变化规律的角度分析，其原因是什么？从种群数量的特征分析，其原因又是什么？2.蝗虫种群的环境容纳量可用图中________点对应的种群数量表示。在干旱季节，应将蝗虫种群的数量控制在图中________点对应的种群数量之前，请说明其原因。3.根据图2，分析种群数量在各时间段内的变化趋势是怎样的？4.如果你是治蝗人员，从控制环境容纳量角度分析你会采取哪些措施？【评价检测】1.(单选)环保工作者对某地区最主要的草食动物某野兔种群数量进行连年监测，得到如图所示的数量增长变化(λ)曲线，λ＝t年种群数量/(t－1)年种群数量。据图分析，正确的是A.在第1年至第3年期间种群呈“J”形增长B.在第4年年初至第5年年末，种群数量先增后减2.(不定项)某生物兴趣小组对一种以优质牧草的根为食的田鼠进行了一段时间的追踪调查，绘制出如图曲线，错误的是A.图示属于模型建构法，该模型的种类与构建DNA双螺旋结构模型的种类相同B.如果田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，则统计的种群密度会比实际值偏小C.图中K值反映的是环境容纳量，该值不受气候因素的影响D.图中种群增长速率最大的点为C点，此时该种群的年龄结构为增长型探究点2群落的结构与演替【情境引领】资料1：林窗中的物种丰富度变化某热带雨林，繁茂的枝叶遮天蔽日，从空中俯瞰，雨林林冠连绵起伏，宛如堡垒，一场台风不期而至，一棵400多岁的托盘青冈(一种常绿乔木)被台风吹倒，形成了近400m2的林中空隙，给森林堡垒打开了一个天窗，这就是林窗。研究者对该林窗中某些动植物进行了40年的调查，并在第40年对林下土壤动物进行调查，得到如图表所示的结果。资料2：群落交错区群落交错区是两个或多个群落之间的过渡区域，如我国大兴安岭森林边缘，具有呈狭带状分布的林缘草甸，每平方米植物种数达30种以上，明显高于其内侧的森林群落与外侧的草原群落。在生态学上，把这种在交错区内单位面积的生物种类和种群密度较之于相邻群落均有所增加的现象称为“边缘效应”。【教材追根】根据资料1，分析下列问题：1.林窗形成后产生了新的群落，该群落区别于原群落的重要特征是__________。2.研究者调查林中植物和林下土壤动物物种种类的方法分别是___________________，但是取样时都要做到随机取样，其目的是______________________。3.林窗形成后，林窗下的生态环境会发生较大的变化，其中最直接、最重要的作用是引起了__________的增加，从而促进了林窗区草本和灌木植株的生长，一定程度上改变了群落的__________结构。如娑罗树高低错落有致的分布，这______(填“属于”或“不属于”)群落的垂直结构，原因是__________________________________。4.随着时间的推移，林窗内藤本植物和灌木会消失，即一个群落将被另一个群落代替，则发生代替的可能原因是_________________________________(写出两点即可)。林窗的形成和发展有利于保护和维持生物的多样性，当林窗发展到30~40年时，为了保护和维持生物多样性，可以采取的人工措施是___________。5.结合图表数据，以下说法错误的有______。①植物物种丰富度逐年增加②物种丰富度呈现“S”形增长③各层次中林窗的土壤动物丰富度均高于林下④林窗下和林下不同层次的土壤动物种群密度相同⑤林窗和林下动物种类随着土壤深度的增加而减少⑥土壤小动物如果个体较大、种群数量有限可以用记名计算法进行统计6.结合你们在学习“群落的结构”时对群落中生物生态位的分析，说一说临窗中的不同物种之间是如何彼此协调、共同生活在一起的。根据资料2，分析下列问题：7.在森林草原交错区，随着气候越趋干旱，________或落叶林占优势，直到最后，岛屿森林只遗留在大片的草原上。该过程属于群落的________演替。8.交错区物种繁多，使该生态系统具有较高的________能力，其基础是___________。9.交错区中的某种小鸟取食野牛身上的寄生虫。小鸟在取食之前，常在野牛面前舞蹈并分泌一种化学物质，野牛才安静地让小鸟取食。据此分析，小鸟和野牛之间传递的信息类型有________________。10.群落交错区出现“边缘效应”的原因是什么？【评价检测】1.(单选)两种生物通过共同的捕食者产生的竞争称为似然竞争。如瓢虫以蚜虫和蒲公英花粉为食，生长在蒲公英附近的苜蓿上蚜虫种群密度低。正确的是A.蒲公英和苜蓿两种植物之间存在着似然竞争，瓢虫和蚜虫为捕食者B.似然竞争既可以发生在植物和动物之间，也可发生在两种动物之间C.取食同种食物的两种昆虫此消彼长，则两种昆虫之间属于似然竞争D.产生似然竞争至少涉及3种生物，但似然竞争的生物具有相同生态位2.(不定项)科研人员对某森林里雌雄红眼绿鹃捕食时距地面的高度与活动时间进行了研究，绘制了如图所示的曲线，错误的是A.该区域的群落已演替到森林阶段，将不再发生演替C.当红眼绿鹃迁入新的环境后种群数量将会呈“J”形增长探究点3种群密度和物种丰富度的调查【情境引领】资料1：土壤小动物的调查土壤小动物是土壤生态系统中的重要组成部分。某小组对某一地区3种不同类型土地的地下土壤小动物群落进行了调查，结果如表所示。样地类群数个体数第1层第2层第3层第1层第2层第3层人工绿植物用地11849211321注：第1层为距地表0～5cm；第2层为距地表5～10cm；第3层为距地表10～15cm资料2：植物的调查互花米草入侵是某滨海湿地面临的严重威胁之一，芦苇是分布于该滨海湿地的一种本土植物，与互花米草具有相似的生态位。研究人员对东海岸区域的10个湿地进行调查，采集植物和土壤样本并测定相关数据，分析得到的实验结果如图。【教材追根】1.研究土壤中小动物类群的丰富度时，样本为________________________，在统计群落中物种数的同时，还要统计物种在群落中的相对数量，后者常用方法有__________________；分析资料1的结果，能得出结论有哪些？2.调查某滨海湿地区域中互花米草的方法是__________，该方法的使用条件是__________，若调查的地块为长条形，则取样方法为_________法，计数时要对处于________________的植株进行计数。3.若已知调查滨海湿地区域的总面积为S，样方面积为m，样方内平均个体数为n，则该区域的种群数量为_________。分析资料2的实验结果，互花米草成功入侵的主要原因是什么？4.对于自然保护区内个体比较大，数量比较少、活动范围比较小的生物，可以采用________方法进行调查。若动物生存环境异常隐蔽复杂或动物对调查人员危险性较大，则一般不能使用标志重捕法，此时可用________________________方法调查。5.在学习“研究土壤中小动物类群的丰富度”的课程后，某实验小组打算比较某块蔬菜地和某果园土壤中小动物类群的丰富度大小。则该实验的自变量是____________，请写出实验的设计思路。6.区分标记重捕法、取样器取样法、抽样检测法(1)标记重捕法一般是针对_______________的动物，取样器取样法是针对______________，抽样检测法针对______________，各有侧重。(2)取样器取样法用于调查______________，标记重捕法和抽样检测法可以比较准确地计算出_______。(3)标记重捕法计数的是_______(填“活”或“死”)的种群个体数，抽样检测微生物时可能_______(填“活”或“死”或“死活都有”)都有。(4)为保证调查的可靠性和准确性，选取样方时应注意的主要事项有哪些(答出3点即可)。【评价检测】1.(单选)种群密度是进行农林害虫监测、确定渔业捕捞强度等的一项重要指标。正确的是A.种群密度可反映种群数量的变化趋势，由此可确定渔业捕捞的强度B.标志重捕法调查种群密度时，两次捕捉的间隔时间越长统计结果越准确C.用血细胞计数板计数时，若先滴培养液后盖盖玻片会使种群密度偏小D.在调查分布范围小、个体较大的种群或濒危物种的种群密度时，可采用逐个计数法2.(不定项)科研人员根据线虫的生活习性和取食特点,将梨园土壤线虫划分为4个营养类群,再根据调查得到的线虫种类,计算得到的各营养类群的相对丰度如表。正确的是相对丰度营养类群0～20cm＞20cm常规区实验1区实验2区常规区实验1区实验2区食细菌线虫食真菌线虫杂食-捕食线虫植物寄生线虫注:常规区(频繁化学防治)、实验1区(农药减施防治)、实验2区(以植物源农药为主的农药减施防治)A.梨园中的细菌、真菌、线虫和植物等各种生物共同构成了生物群落B.线虫的各种营养类群在不同土层中相对丰度不同,体现了群落的垂直结构C.在0~20cm土层,不同防治方法对各营养类群线虫相对丰度影响不明显D.在20~40cm土层,以植物源农药为主的农药减施防治线虫的效果最佳3.(不定项)某农村有大量人员外出务工，导致很多农田弃耕。如图表示某弃耕农田中，某种草本植物种群密度变化曲线，其中A点开始农田弃耕，C点出现灌木。正确的是A.该草本植物种群密度的调查可采用样方法，调查时要注意随机取样B.D点之后可能会出现乔木，演替过程中物种的丰富度不断增加C.BC段该植物种群密度不再增加的主要原因可能是天敌数量增加、种内斗争加剧等D.杂草、灌木等植被有利于防风固沙，这体现了生物多样性的间接价值【跟踪检测】1.(单选)生态学家调查一个稳定的生态系统中兔的种群数量及其中短毛兔的数量占比(兔的长毛和短毛是一对相对性状)，结果如表所示。错误的是时间第1年第2年第3年第4年第5年第6年第7年第8年兔的种群数量10020040080016003200640012800短毛兔占比5%10%15%20%25%30%35%40%0•λt，其中λ＝2C.短毛兔较长毛兔更能适应环境，8年间兔的种群发生了进化2.(不定项)假设某种群的K值＝200，如图表示该种群的(K值－种群数量)/K值与种群数量的关系。正确的是1所对应的种群增长速率最大B.若该种群为海洋中的某种鱼，则捕捞后其种群数量应不低于S3所对应的种群数量C.若该种群为农田中的东亚飞蝗，则对其防治越早越好D.若该种群的栖息地遭到破坏，其K值会减小3.(单选)检测员将1mL水样稀释10倍后，用抽样检测的方法检测每毫升蓝藻的数量，已知每个计数室由25×16＝400个小格组成，容纳液体的总体积为0.1mm3。现观察到图中该计数室所示a、b、c、d、e5个中格80个小格内共有蓝藻n个，则上述每毫升水样中约有蓝藻的个数为A.5×105nB.5×106nC.5×107nD.5×104n4.(不定项)如图表示甲、乙、丙三个种群的数量变化曲线。正确的是A.甲、乙、丙三个种群的数量增长方式均为“S”型增长C.影响ab段波动的自然因素有气候、食物、天敌、传染病等5.科研小组通过践踏实验来模拟人类活动对高山草甸植被的干扰作用。他们选用5名体重不同的实验员进行不同频度的践踏处理，结果如表。践踏实验实验前物种丰富度相对值实验15天后物种丰富度相对值平均叶片大小/cm2平均植株高度/cmT0对照组T1践踏频度25次T2践踏频度75次T3践踏频度250次T4践踏频度500次(1)在重度践踏区域群落恢复过程中，发生的演替类型是__________，此时该生态系统抵抗力稳定性逐渐____________。(2)请补充该实验的步骤：①选取生长状况良好的草甸区域，均分成五块，编号T0、T1、T2、T3、T4，分别调查并记录其物种丰富度。②______________________________________________________________。③每天定时践踏，15天后调查各实验田的物种丰富度，记录绘制表格。(3)轻度践踏使物种丰富度有所增加，分析原因是_________________________。(4)已知践踏会不同程度的压实土壤，结合表中数据分析践踏区植被光合作用下降的原因是_______________________________________________________。(至少两点)6.下表是某地区森林群落演替过程中相关量统计，试根据表中数据回答问题：调查时间调查项目1953年1973年1984年1996年叶面积指数光能利用率(%)总初级生产量[t/(hm2·a－1)]净初级生产量[t/(hm2·a－1)](1)该地区生物群落的演替类型属于__________，从数据分析，在演替过程中群落物种丰富度变化趋势是________________。(2)统计表明随着演替的进行，生态系统光能利用率变化与叶面积指数的关系是____________________________________________。(3)请在左图绘制生产者呼吸量与叶面积指数之间的关系坐标曲线图。(4)右上图是1953～1996年间该生态系统生物量(有机物量)统计图，据图你可以得出的生物量演变规律是______________________________________________。(5)在对该地区某时间群落结构进行调查时，可以采用________法对植物丰富度进行调查，同时注意调查不同物种______________情况，以获得群落的垂直结构。【归纳建模】通过本课题的深入探究，可以构建以“种群和群落的动态变化”为核心的知识网络体系，建构以下思维模型。请在空白处，拓展需要整理的知识内容。参考答案探究点1【教材追根】1.食物和空间条件充裕，气候适宜，没有天敌和其他竞争物种出生率大于死亡率、迁入率大于迁出率集群分布2.BAA点之前蝗虫种群数量较少，增长速率较慢3.①λ＞1时，种群密度增大，如图中ab段(不包括b点)。②λ＝1时，种群密度保持稳定，如图中b、d点。③λ＜1时，种群密度减小，如图中bd段(不包括b、d点)。4.引入蝗虫的天敌(鸡、鸭等)、实行人工降雨或灌溉土地(增加土壤湿度)、人工灭蝗、减少其食物来源等探究点2【教材追根】2.样方法取样器取样法保证调查结论可靠3.光照强度空间(垂直)临窗中的高矮不同娑罗树属于同一个种群，不具有群落的空间结构4.林窗逐渐关闭导致林下光照减少，处于竞争劣势的将逐渐被淘汰，后一个群落中的物种竞争能力强;前一个群落为后一个群落的产生提供了良好的生存环境人为制造林窗(合理适度地砍伐林木)5.①②④6.群落中不同种群之间通过复杂的种间关系，相互依存、相互制约形成有机整体，从而维持种群之间的协调和平衡。例如，在临窗中的许多动物需要植物提供食物和庇护，而不少植物则依赖动物传播花粉和种子；临窗中的乔木、灌木与草本植物之间，虽然对土壤、空间、阳光的利用存在一定程度的竞争，但可以因生态位的不同而达到相对平衡的状态，和谐共存。7.草原次生演替8.自我调节负反馈调节10.生态交错区的环境条件比较复杂，能使不同生态类型的植物定居，从而为更多的动物提供食物条件和栖息空间，导致生物种类增多和种群密度增大探究点3【教材追根】1.取