启示｜生态学中有哪些重要的必备知识？在群落演替中，如何理解优势种的生态位变化变窄？

江南一鱼6jvvqc 2023-07-15 发布于江西

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问题的提出

2023年浙江省选考第21题，《选择性必修2》生物与环境，试题综合性强，情境的设置是多样化的，特别是围绕人类活动对生态系统的影响。试题给我的启示是需要重视教材中的活动内容，分析教材所提供的材料，回答教材中出现的思考与讨论，这方面还可以从人教版和浙科版两种版本教材进行补充。

问题：从选考试题来看，生态学中有哪些重要的必备知识？在群落演替中，如何理解优势种的生态位变化变窄？

典型试题解析

试题：（2023年浙江省6月选考试题）地球上存在着多种生态系统类型，不同的生态系统在物种组成、结构和功能上的不同，直接影响着各生态系统的发展过程。

回答下列问题：

（1）在消杀某草原生态系统中的害虫时，喷施了易在生物体内残留的杀虫剂Q，一段时间后，在该草原不同的生物种类中均监测到Q的存在，其含量如图所示（图中数据是土壤及不同营养级生物体内Q的平均值）。由图可知，随着营养级的递增，Q含量的变化规律是 ▲ ；在同一营养级的不同物种之间，Q含量也存在差异，如一年生植物与多年生植物相比，Q含量较高的是 ▲ 。因某些环境因素变化，该草原生态系统演替为荒漠，影响演替过程的关键环境因素是 ▲ 。该演替过程中，草原中的优势种所占据生态位的变化趋势为 ▲ 。

（2）农田是在人为干预和维护下建立起来的生态系统，人类对其进行适时、适当地干预是系统正常运行的保证。例如在水稻田里采用灯光诱杀害虫、除草剂清除杂草、放养甲鱼等三项干预措施，其共同点都是干预了系统的 ▲ 和能量流动；在稻田里施无机肥，是干预了系统 ▲ 过程。

（3）热带雨林是陆地上非常高大、茂密的生态系统，物种之丰富、结构之复杂在所有生态系统类型中极为罕见。如果仅从群落垂直结构的角度审视，“结构复杂”具体表现在 ▲ 。雨林中动物种类丰富，但每种动物的个体数不多，从能量流动的角度分析该事实存在的原因是 ▲ 。

答案：

（1）大幅增加多年生植物降水量变小

（2）物种组成（生物种类）物质循环

（3）空间高，分层多且复杂生产者固定的能量通过多种途径流向消费者，每个途径获得的少

解答试题的必备知识：

（1）生物富集（生物浓缩）：是指生物体由于对环境中某些元素或难以分解的化合物的积累，使某些物质在生物体内的浓度超过环境中浓度的现象。

群落演替：一些物种替代另一些物种、一个群落替代另一个群落的自然演变过程。草原群落中草本植物占优势，水分蒸发量高于降雨量的地区形成植被稀疏的荒漠群落。

生态位及其特点：一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等。群落中不同的物种往往占据不同的生态位。同一群落，两个物种的生态位不可能是完全重叠的。自然群落中，生态位有重叠的物种会发生生态位分化。

（2）生态系统的组成和功能：生态系统由生物成分和非生物成分组成，生物成分包括生产者、消费者和分解者。生态系统的功能包括物质循环、能量流动和信息传递。人类将生态系统中的能量流动规律应用于农业生产。人类运用生态系统的物质循环规律，在生产实践中实现资源多层次利用。信息传递可以应用于农业生产。生态系统通过自我调节维持稳态。

（3）生态系统的结构：食物链和食物网形成生态系统的营养结构。生态系统各营养级间的生物量或个体数量关系呈金字塔形。能量的传递效率是指营养级之间同化量的百分比。

优势种生态位趋势

要了解优势种在生态系统中的生态位趋势，首先需要了解什么是优势种。

所谓优势种就是指在群落中的数量急剧变化将会对生物群落及其生存环境产生极大的影响，而移掉一个非优势种则产生的影响很小。评价生物群落中各个种群的重要性，通常可以通过优势度和重要值来反映。草原生态系统的优势种应该是草本植物，荒漠生态系统植物的优势种是灌木和半灌木。

其次需要了解群落演替是不同种群与环境变化相互作用而发生的优势种取代的过程。

在群落演替过程中，由于环境不断变化，对群落中某些物种提供有利的繁殖条件，而对另一些物种的生存产生不利影响。一般地说，群落中的原有优势种在发展过程中，往往使群落内部环境变化越来越不适于自身的发展，而为其他种群的出现创造有利的条件。

最后需要了解生态位展示物种在群落中所处的地位、作用和重要性。

所谓“生态位宽度”是指被一个生物所利用的各种不同资源的总和。在没有任何竞争或其它敌害情况下，被利用的整组资源称为“原始”生态位。因种间竞争，一种生物不可能利用其全部原始生态位，所占据的只是现实生态位。一般来说，当主要食物缺乏时，动物会扩大取食种类，食性趋向泛化，生态位加宽；当食物丰富时，取食种类又可能缩小，食性趋向特化，生态位变窄。

高中生物学教材中也没有出现生态位宽度。但据《生态学》可知，生态位概念应用于植物尚有一定困难。在考虑生态位宽度时是就一个生态因子轴而言的。个人认为，上述试题是草原生态系统到荒漠，优势种原来是草本植物，由于水的限制因素，草本植物的资源利用下降，那么宽度就变窄。