《科学·技术·社会 立体农业》教案2.docVIP

《科学·技术·社会 立体农业》教案 备课资料 1.群落空间结构的实例 (1)群落的垂直结构 大多数群落的内部都有垂直分化现象，即分层现象。以陆生群落为例，分层现象包括地面以上的层次和地面以下的分层。层的数目依群落类型不同有很大变动。森林的层次比草原的层次多，表现也最清楚。大多数温带森林至少有3～4层，最上层是由高大的树种构成乔木层，之下有灌木层、草本层，以及由苔藓与地衣构成的地被层。在地面以下，由于各种植物根系所穿越的土壤深度不同，形成了与地上层相应的地下层。热带雨林的种类成分十分复杂，群落的层数最多。多数农田植物群落仅有一个层次。 正如群落中植物有分层现象一样，各种动物也因生态位不同而占据着不同的层。例如，鸟类经常只在一定高度的林层做巢和取食。在我国珠穆朗玛峰的河谷森林里，白翅拟腊嘴雀总是成群地在森林的最上层活动，吃食大量的滇藏方枝柏的种子；而血雉和棕尾虹雉是典型的森林底层鸟类，吃食地面的苔藓和昆虫；煤山雀、黄腰柳莺则喜欢在森林中层做巢。 在水域生态系统中，垂直分布也是很明显的。藻类总是分布在阳光能够照射或透过的水体上层；浮游动物生活在植物能延伸到的地区，而且能够在较深的水域活动；软体动物、环节动物和蟹类则生活在水体的底层。不同鱼类也常分布在不同层次上，这些动物的垂直分布都与水体的物理条件(温度、盐度和氧气含量等)和生物条件(食物、天敌等)有密切关系。 群落成层现象的出现使生物群落在单位面积上能容纳更多的生物种类和数量，能最充分地利用空间和营养物质，产生更多的生物物质。农业生产中的间作、套种和“多层楼”等，就是人们模拟天然植物群落的成层性，在生产实践中的一种创造性的应用。 (2)群落的水平结构 群落的水平结构主要表现特征是镶嵌性。镶嵌性表明植物种类在水平方向上的不均匀配置，它使群落在外形上表现为斑块相间的现象，具有这种特征的群落叫做镶嵌群落。在镶嵌群落中，每一个斑块就是一个小群落，小群落具有一定的种类成分和生活型组成，它们是整个群落的一小部分。例如，在森林中，林下阴暗的地点有一些植物种类形成小型组合，而在林下较明亮的地点是另外一些植物种类形成的组合。这些小型的植物组合就是小群落。内蒙古草原上锦鸡儿灌丛化草原是镶嵌群落的典型例子。在这些群落中往往形成1～5 m左右的锦鸡儿灌丛，呈圆形或半圆形的丘阜。这些锦鸡儿小群落内部由于聚集细土、枯枝落叶，具有良好的水分和养分条件，形成一个局部优越的小环境。小群落内部的植物较周围环境中的返青早，生长发育好，有时还可以遇到一些越带分布的植物。 群落镶嵌性形成的原因，主要是群落内部环境因子的不均匀性，例如，小地形和微地形的变化、土壤温度和盐渍化程度的差异、光照的强弱以及人与动物的影响。人为的干扰，诸如过度放牧、粗放开垦等能破坏地表的植被，增加地表的蒸发，加快土壤盐分向地表聚积的速度，导致地表土壤的含盐量逐渐增加，使一些耐盐碱植物生活良好，而其他植物逐渐死亡，形成碱斑裸地，在景观上体现镶嵌性或植物的斑块分布。 由于存在不大的低地和高地而发生环境的改变形成镶嵌，这是环境因子的不均匀性引起镶嵌性的例子。由于土壤中动物的活动，像因田鼠活动而在田鼠穴附近经常形成不同于周围植被的斑块，这是动物影响镶嵌性的例子。 2.不同群落物种组成的差异 每个群落都是由一定的植物、动物、微生物种群组成的。不同类型的群落必然具有不同的物种组成，因此物种组成是决定群落性质最重要的因素，也是鉴别不同群落类型的基本特征。不同群落物种组成的差异应从性质和数量两方面进行分析。 首先，不同群落其种类组成的优势种是不同的。以森林群落为例，组成热带雨林的植物种类特别丰富，数量占绝对优势的是木本植物。在物种组成上，高等植物多为乔木，还富含藤本植物和附生植物。常绿阔叶林则主要以壳斗科、樟科、山茶科、木兰科等常绿阔叶树种为主。落叶阔叶林的优势树种为壳斗科的落叶乔木，如山毛榉属、枥属、栗属、椴属等，其次为桦木科、槭树科、杨柳科的一些种。北方针叶林种类组成相对比较贫乏，乔木以松、云杉、冷杉和落叶松等属的树种占优势。 其次，不同群落的物种丰富度是不同的。一般说来，环境条件越优越，群落发育的时间越长，物种越多，群落结构也越复杂。从赤道到北极，人们会发现动植物的种类将逐渐减少。例如，在哥伦比亚营巢的鸟类有近1 395种，由此往北到巴拿马，营巢鸟类就减少到630种，再往北到佛罗里达又减少到143种，而到芬兰就只有118种了，格陵兰只有56种。 3.如何研究群落的物种组成 物种组成是决定群落性质最重要的因素，也是鉴别不同群落类型的基本特征。群落研究一般都从分析物种组成开始。物种组成可以从定性和定量两个方面进行研究。 (1)物种组成的性质分析 通过最小面积的方法对一个群落的物