师:同学们,大家好。今天我们来学习高二人教版生物学选择性必修2第二章第二节——群落的主要类型。本节课我们要解决两个核心问题:一是了解陆地生物群落的主要类型;二是说出群落内生物与环境相适应的方式。在学习新课之前,我们先来看一段视频。
(播放关于三江源的视频)
三江源地区位于青藏高原腹地,是长江、黄河和澜沧江的源头汇水区。这里有雪山、冰川、湿地等复杂地貌,冰川融水和高山雨雪汇聚成江河之源,出境水量占长江总水量的25%、黄河总水量的49%和澜沧江总水量的15%,被誉为“中华水塔”,维系着中国乃至亚洲水生态安全的命脉。数千年来,人类和众多生命依赖这里的水源繁衍生息。然而,20世纪因气候变化和人为干扰,三江源地区环境恶化,草地退化严重,水土流失加剧。为此,我国政府建立了三江源国家公园,启动多项保护措施,退牧还草就是其中一项。现在,三江源的生态环境正在好转。
现在,请大家思考两个问题:第一,森林、草原及其退化形成的荒漠,在群落外貌和群落结构上有什么不同?第二,为什么不在退化的草地上植树造林?带着这两个问题,我们开始今天的学习。
首先,如何确定群落的类型呢?观察一个群落,我们首先看到的是它的外部形态,这是群落中生物与环境相互作用的综合反映。此外,我们还可以调查群落的物种组成,这是区别不同群落的重要特征,也是决定群落性质最重要的因素。根据群落的外貌和物种组成等方面的差异,我们可以将陆地群落大致分为荒漠、草原和森林等类型。
我们先来认识荒漠生物群落。荒漠主要分布在极度干旱区,年降水量稀少且分布不均。在这里,沙砾裸露,植被极度稀疏,物种稀少,群落结构非常简单。荒漠中的植物,如仙人掌属、骆驼刺属等,具有独特的适应结构。仙人掌肉质茎肥厚,能储存水分,叶子呈针刺状,气孔在夜晚开放,减少水分散失;骆驼刺植株地上部分矮小,可减少水分散失,根系却极为发达,主根最长可达15米,能加强对土壤中水分的摄取。
荒漠中的动物,如爬行类、啮齿目鸟类和蝗虫等,也以独特方式适应干旱环境。蜥蜴和蛇的表皮有角质鳞片,有助于减少水分散失,蛋壳坚硬,能保护胚胎。爬行动物作为变温动物,通过每天早起晒太阳暖和身体,天热时退到阴凉处调节体温。有些爬行动物以固态尿酸盐形式排泄含氮废物,减少水分散失。
从这些例子可以看出,无论是植物还是动物,都有与荒漠环境相适应的形态结构或生理特征。
接下来看看草原生物群落。草原主要分布在半干旱地区,不同年份或季节降水量不均匀。这里映入眼帘的是如地毯般铺向天边的草本植物,动植物种类较少,群落结构相对简单。草原上各种耐寒的旱生多年生草本植物占优势,有的草原有少量灌木丛,乔木少见。草原植物叶片狭窄,表面有绒毛或蜡质层,可减少水分散失,抵抗干旱。稀树草原上的动物,如斑马、长颈鹿、狮子、鸵鸟、羚羊等,大都有挖地或快速奔跑的特点。由于缺水,草原上两栖类、鱼类等水生动物少见。
再来到森林生物群落。森林分布在湿润或较湿润地区,树木繁茂,树冠遮天蔽日,群落结构复杂且相对稳定。森林中的植物有乔木、灌木、草本和藤本植物,垂直结构明显,阳生植物多居上层吸收强光,林下光线弱,三七、人参等阴生植物生活在林下。森林为动物提供了丰富食物和栖息场所,树栖和攀援生活的动物种类多,如长臂猿、松鼠、蜂猴、树蛙等。
下面我们将三种生物群落进行对比,解决本节课问题探讨的第一个问题:三种陆地群落在群落结构上有哪些不同?通过对比可知,荒漠生物群落因环境极度干旱,群落结构简单,生物具有耐旱特征;草原生物群落处于半干旱环境,群落结构相对简单,生物具有一定耐旱特性;森林生物群落处于湿润或较湿润环境,群落结构复杂且稳定,生物具有适应湿润环境的特性。
同学们想象一下,如果将森林中攀援生活的动物种群与草原上善于奔跑的动物种群对调,会有什么影响呢?可能部分对调的种群因不能适应新环境而迅速衰退甚至消失。由此,我们得出本节课第一个结论:不同群落在物种组成、群落外貌和结构上都有不同特点,不同群落中的生物都有适应其环境的特征。
同学们再思考,群落内不同种群之间有什么关系?它们是如何彼此协调、共同生活的?上节课我们学习了生态位的概念,请大家利用已有知识思考这个问题。
比如在森林中,许多动物依赖植物提供食物和庇护场所,不少植物依靠动物传播花粉和种子;森林中的乔木、灌木和草本植物,虽对土壤、空间、阳光的利用存在竞争,但因生态位不同可达到相对平衡,和谐共存;植食性动物可减少优势植物数量,肉食性动物通过捕食植食性动物,避免过多食物被采食。
