群落的结构（讲义）（原卷版）

《第2章群落及其演替》教学讲义[高中生物学选择性必修2]第1节群落的结构内容索引知识点总结必会知识一群落的概念和特征必会知识二群落的物种组成必会知识三种间关系必会知识四群落的空间结构必会知识五群落的季节性必会知识六生态位必会知识七研究土壤中小动物类群的丰富度题型概括必备技能一群落的概念必备技能二群落的物种组成必备技能三对群落种间关系的理解必备技能四群落的空间结构必备技能五群落的季节性必备技能六生态位必备技能七研究土壤中小动物类群的丰富度练习提升必刷好题必会知识考点梳理拓展延伸易错警示必会知识一群落的概念和特征1．群落的概念：在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合，叫作生物群落，简称群落。(1)相同时间——随着时间的推移，群落内种群的种类和数量会发生改变。(2)一定地域——群落有一定的分布范围，群落内的各种生物聚集在一起，相互之间形成各种关系。(3)各种生物种群——包括这个地域内所有的植物、动物和微生物。(4)集合——群落不是各种生物的简单相加、随机聚集，而是通过生物之间相互影响、相互制约形成的有机整体。2．种群和群落水平上研究的问题种群水平研究的重点在于种群的数量动态，包括种群密度、出生率、死亡率、年龄结构、性别比例等。而群落水平研究的问题包括群落的物种组成、优势种、种间关系、群落的空间结构、群落的演替、群落的范围和边界等。3．种群和群落的比较项目种群群落组成单位一定空间范围内同种生物的所有个体，包括幼年、成年和老年个体一定地域中所有的生物种群，包括植物、动物和微生物研究范围种内关系(种内互助、种内竞争)种间关系[原始合作(互惠)、互利共生、捕食、种间竞争、寄生等]特征种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性别比例等群落的空间结构、种间关系、物种丰富度优势种、群落演替等联系生物群落以种群为基本单位，是在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合，具有复杂的种间关系，在长期的自然选择与进化中形成稳定的、彼此适应的有机整体，研究种群是研究群落的基础。必会知识二群落的物种组成1．群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。每个群落都由一定的植物、动物和微生物组成。物种组成是决定群落性质最重要的因素。2．不同群落的物种丰富度不同。物种丰富度是群落的首要特征，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，组成群落的物种越丰富，群落结构也越复杂。从赤道到北极，动植物及微生物的种类逐渐减少，并且物种丰富度随海拔高度的增加而逐渐降低；水体中物种丰富度有随深度增加而降低的趋势。3．组成不同群落的优势种是不同的群落中的物种组成不是固定不变的。随着时间和环境的变化，原来不占优势的物种可能逐渐变得有优势；原来占优势的物种也可能逐渐失去优势，甚至从群落中消失。例如，在我国东北部的草原群落中，羊草通常占据显著优势。当放牧强度加大时，羊草就会明显减少，糙隐子草等植物便逐渐占优势，一些原来在群落中罕见的植物种类也变得常见了。如果过度放牧，碱蓬等植物就会明显占优势，群落中原有的一些植物种类会消失，草原生产力严重降低。由此可见，控制放牧强度对于维持草原群落稳定、实现可持续发展非常重要。必会知识三种间关系1．种间关系的类型：主要有原始合作(互惠)、互利共生、种间竞争、捕食和寄生等。2．种间关系的比较类型定义曲线图能量关系图特点举例原始合作(互惠)两种生物共同生活在一起时，双方都受益，但分开后各自也能独立生活分开后各自也能独立生活；共同生活时数量上同时增加，分开后数量独自变化螃蟹和生活在蟹背上的腔肠动物；犀牛和犀鸟互利共生两种生物长期共同生活在一起，相互依存，彼此有利如果彼此分开，那么双方或者一方不能独立生存。数量上两种生物同时增加，同时减少，呈现出“同生共死”的同步性变化植物与根瘤菌；人与肠道细菌；白蚁与其消化道中的鞭毛虫寄生一种生物从另一种生物(宿主)的体液、组织或已消化的物质中获取营养并通常对宿主产生危害的现象对宿主有害，对寄生生物有利。如果分开，那么寄生生物难以单独生存，而宿主会生活得更好蛔虫与人；噬菌体与被侵染的细菌；植物与菟丝子等种间竞争两种或更多种生物共同利用同样的有限资源和空间而产生的相互排斥的现象数量上会呈现出“你死我活”的同步性变化。若两种生物的生存能力不同，则如图A(曲线b所代表的物种在竞争中可能会全部死亡或迁出此环境)；若生存能力相当，则如图B。一般来说，生态需求越接近的不同物种间的竞争越激烈同一草原上生活的非洲狮和斑鬣狗；大草履虫与双小核草履虫捕食一种生物以另一种生物为食的现象数量上呈现出“先增加者先减少，后增加者后减少”的不同步性变化(先增加者一般是被捕食者，后增加者一般是捕食者，捕食者的数量变化与被捕食者的数量变化相比较，呈现出“滞后性”)》翠鸟捕鱼；羊与草；大熊猫和竹子；黄雀和螳螂必会知识四群落的空间结构1．群落空间结构形成的原因及意义(1)群落空间结构的类型：在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间，形成一定的空间结构。群落的空间结构包括垂直结构和水平结构等。(2)形成原因：群落的垂直结构与水平结构都与环境中的生态因素有关，垂直结构和水平结构的具体表现都是群落在长期自然选择的基础上形成的对环境的适应。(3)意义：生物在垂直方向及水平方向上的位置配置关系有利于提高生物群落整体对自然资源的充分利用。2．群落的垂直结构(1)在垂直方向上，大多数群落都具有明显的分层现象。①森林群落的垂直结构：乔木、灌木和草本植物(从上到下)。②湖泊群落的垂直结构：挺水层、浮水层和沉水层(从上到下)。(2)影响植物分层分布的因素①光照：a．光照强度：森林群落中，不同植物适于在不同的光照强度下生长。b.光质：不同波长的光在水中的穿透能力是有差别的。②温度：决定陆生群落中植物地上分层的环境因素之一。③水分、无机盐：决定陆生群落中植物地下分层的环境因素。(3)动物的分层分布：群落中植物的垂直分层为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件，因此，动物也有分层现象。①动物的分层分布与其食物及栖息场所等有关。②群落中植物的垂直分层决定了动物的分层现象。如森林中动物的分布由高到低为猫头鹰(森林上层)，大山雀(灌木层)，鹿、野猪(地面活动)，蚯蚓及部分微生物(落叶层和土壤)。3．群落的水平结构：群落中的各个种群在水平方向上的格局和片状分布。(1)生物群落在水平方向上，由于地形的起伏、光照强度的不同、土壤湿度和盐碱度的差异、生物自身生长特点的不同，以及人与动物的影响等因素，不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群的密度也有差别，它们常呈镶嵌分布。例如，在森林中，乔木的基部和其他被树冠遮住的地方，光线较暗，适于喜阴植物生存，而树冠下的间隙或其他光照充足的地方，则有较多的灌木和草丛。(2)影响因素：地形变化，土壤湿度和盐碱度差异，温度、光照强度的不同，生物自身生长特点的不同，人与动物的影响等。我国南北群落水平结构的差异主要受温度影响，而东西群落水平结构的差异主要受水分的影响。必会知识五群落的季节性由于阳光、温度和水分等随季节而变化，群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化。例如，有些种类的植物在早春来临时开始萌发，并迅速开花和结实，到了夏季其生活周期结束：另一些种类的植物则在夏季达到生命活动的高峰，从而导致群落在春季和夏季的物种组成和空间结构发生改变。大多数典型的草原鸟类和高鼻羚羊等有蹄类动物，在冬季都向南方迁移，到雪被较少、食物充足的地区生活。旱獭、仓鼠等啮齿类动物在冬季会冬眠，有些动物则在炎热的夏季进入夏眠。必会知识六生态位1．概念：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，称为这个物种的生态位。2．正确理解生态位，要注意以下两点：(1)生态位不仅指种群具体的栖息地，它除了说明栖息地以外，还说明这一种群在这一群落中的营养地位，所需的物理和生物条件，如温度、湿度、pH、压力(如在深水中)等，以及在时间和季节变化时它们的节律性行为变化、它们所需要的食物、它们与其他种群的关系，等等。也就是说，这一种群在群落中处于什么地位和起什么作用。(2)群落中生态位相似的物种往往有竞争关系，夺取生态位。生态位越相近的物种，竞争越激烈，激烈竟争的结果可能是使其中一个物种趋于绝灭，但这种现象是较少发生的，只有在外力(如人力)介入或新物种进人的情况下才可能发生。更多的一种情况是，生态位相似的物种，通过自然选择，生态位发生了分化，从而减少或排除了它们的竞争，使它们共存下来。必会知识七研究土壤中小动物类群的丰富度1．实验原理(1)土壤不仅为植物提供水分和矿质元素，也是一些小动物良好的栖息场所。(2)许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小，不适于用样方法或标记重捕法进行调查，常用取样器(如采集罐、吸虫器等捕捉器)取样的方法进行采集，调查。(3)土壤动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性。(4)物种相对数量的统计方法①记名计算法：在一定面积的样地中，直接数出各种群的个体数日，一般用于个体较大、种群数量有限的物种。②目测估计法：按预先确定的多度等级来估计单位面积(体积)中的种群数量。等级的划分和表示方法有：非常多、多，较多、较少、少，很少等。2．用具分析(1)诱虫器：诱虫器中的电灯可以发光、发热，是发挥作用的主要装置：土壤动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性，因此其会远离光源、热源。(2)吸虫器：吸虫器中纱布的作用是防止将土壤小动物吸走，以将其收集在试管中。3．实验步骤4．得出结论：不同群落的优势种是不同的，不同群落的物种丰富度是不同的。一般来说，环境条件越优越，群落发育时间越长，物种越多，群落结构也越复杂。5．实验注意事项(1)取样时应注意随机取样。(2)利用诱虫器采集小动物时，注意样土要和花盆壁留有一定的空隙使空气流通，保证样土中的小动物正常活动。(3)小动物类群因取样地段不同，差异可能较大。从不同营养环境中采集的土壤样本要分开统计，并尽可能多地收集小动物。(4)取样时尽量不要破坏环境，并应事先取得有关部门的同意，操作时注意安全。(5)在装样土的塑料袋上要标明取样的地点和时间等。(6)本实验调查的对象是样本内肉眼可见(可借助放大镜、体视显微镜)的所有动物，调查的指标是动物的种类和数量。必备技能典例精讲模型秒杀巧思妙解必备技能一群落的概念[例1]下列有关生物群落的叙述，正确的是(

)A．区分群落的依据主要是群落的物种组成B．群落的层次性越明显，动物的数量越多C．群落中生物的种间关系只有竞争、捕食和共生D．群落物种组成的季节变化较明显，昼夜变化不明显必备技能二群落的物种组成[例2]土壤动物能够促进农田生态系统物质循环并改良土壤结构,其类群组成和数量是评价农田生态环境的重要指标。下表是某农田使用两种肥料后4类土壤动物物种数和密度(个／m2)调查数据动物类群样地跳虫类蜱螨类线蚓类线虫类物种数密度物种数密度物种数密度物种数密度有机肥田1016738304012019339化肥田479164l1832752根据表中数据可以得到的正确结论是(

)A．化肥田土壤动物的物种多样性减少，营养结构简单B．有机肥田的土壤动物数量大大增加，有机质减少C．化肥田土壤动物个体总数减少，但是生物多样性提高D．有机肥田的各类土壤动物密度总是大于化肥田必备技能三对群落种间关系的理解[例3]如图表示某生态系统中甲、乙两种群落在一段时间内的数量变化情况。下列有关叙述不正确的是(

)A．M时乙种群的出生率大于死亡率B．甲乙两种群间关系表现为甲捕食乙C．两种群的数量变化是反馈调节的结果D．两种群数量波动的幅度减小说明了该生态系统具有自我调节能力必备技能四群落的空间结构[例4]关于群落的结构，以下理解不正确的是()A．影响水生植物垂直分层的主要原因是光照B．动物在群落中垂直分布与植物的分层现象密切相关C．高山上不同海拔分布着不同的植被属于群落的垂直结构D．湿地由浅水区向陆地方向依次生长着芦苇、碱蓬等，体现了群落的水平结构必备技能五群落的季节性[例5]西双版纳是我国高纬度、高海拔保存最完整的热带雨林，包括季节雨林、山地雨林等植被类型，季节雨林主要分布在海拔1000米以下，山地雨林主要分布在1300～1800米。下表是某研究机构对雨林土壤节肢动物多样性的部分调查结果。下列相关叙述不正确的是()项目山地雨林季节雨林种群数数量密度/(个·m2)种群数数量密度/(个·m2)9月11月9月11月9月11月9月11月凋落物层(50cm×50cm)222288928613151910044556A(05cm)15711943709512930301604B(510cm)7578945854637866C(1015cm)8584040756637306A．由调查结果可知，土壤节肢动物主要栖息在凋落物层和A层B．节肢动物在森林凋落物和土壤不同层次中的分布体现了群落的垂直结构C．节肢动物在山地雨林和季节雨林中的分布有差异，体现了群落的水平结构D．9月和11月的调查结果不同，说明群落的物种组成和空间结构可随季节发生变化必备技能六生态位[例6]生态位(niche)是传统生态学中一个基本的概念，又称格乌司原理。由J．Grinnel提出，最初用于研究生物种间竞争关系，以下叙述错误的是(

)A．生态位是一个物种在群落中的地位或作用，如空间位置、活动时间、占用资源等情况B．群落中的物种存在相似生态位时，它们可能因争夺共同资源发生竞争C．群落中生物多样性之所以能够形成并维持稳定，是群落中物种之间及生物与无机环境间协同进化的结果D．两个物种生态位重叠较多时，一定会因为共同利用同一资源而给对方带来伤害必备技能七研究土壤中小动物类群的丰富度[例7]下列关于“土壤中小动物类群丰富度的研究”相关叙述中，错误的是()A．可设计数据收集和统计表，分析所收集的数据B．诱虫器中电灯的作用是利用小动物趋暗、趋湿、避高温的习性C．样土塑料袋上应标明取样的地点和时间D．许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小，适于用样方法或标志重捕法进行调查必刷好题基础演练能力提升巅峰突破1．下列有关群落的说法，错误的是()A．研究群落是研究种群的基础，但二者研究的主要内容又有所不同B．群落中各种群占据不同空间，形成了群落的垂直结构和水平结构C．群落中每种生物都占据相对稳定的生态位，有利于充分利用资源D．水分、温度会影响群落类型，不同群落中的生物适应环境的方式可能会不同2．某潮间带分布着海星，藤壶、贻贝、石鳖等动物，藤壶、贻贝、石鳖相互之间无捕食关系，但都可被海星捕食。海星被人捕光后，藤壶较另两种动物数量明显快速增加。下列说法错误的是(

)A．藤壶、贻贝、石鳖三者之间存在着竞争关系B．海星被捕光后，藤壶成为优势种，其种内斗争加剧C．该潮间带中全部动物和浮游植物共同构成生物群落D．样方法适合调查生活在该狭长海岸的活动范围小的藤壶种群密度3．我国劳动人民在明代就已经将青鱼、草鱼、鳙鱼和鲢鱼在池塘中进行混养以提高效益。下列叙述错误的是(

)A．相关动植物的垂直结构主要受食性的影响B．青鱼以水底的螺为食，青鱼与螺的关系，这是青鱼的生态位C．四大家鱼的生态位不同主要受水生动植物生态位影响D．该池塘的物种丰富度在夏季和冬季受阳光、温度等因素而不同4．同一森林中不同鸟的活动区域常有差异，林鸽常在树冠层活动，煤山雀在下木层、灌木层活动，乌鸫和鹪鹩常栖息在草本层。下列相关叙述错误的是()A．森林群落的地表层不存在鸟类的栖息场所B．共同栖息在草本层的乌鸫和鹪鹩的食性可能不同C．不同鸟类活动地点不同体现了群落的垂直结构D．群落中鸟类的分布是生物对环境适应的结果5．“小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上头”“争渡，争渡，惊起一滩鸥鹭”……这些诗句描绘了荷塘的生动景致。下列叙述正确的是(

)A．蜻蜓与小荷之间存在互利共生的关系B．荷塘中的动物、绿色植物和细菌共同构成池塘生物群落C．挺水的莲、浮水的睡莲及沉水的水草体现出群落的垂直结构D．影响荷塘中“鸥鹭”等鸟类分布的主要因素是光照和人类活动6．生态学家对某地云杉林中四种林莺的生态需求进行了研究，四种林莺主要觅食树皮和树叶上的昆虫，觅食部位如下图。下列叙述正确的是(

)A．该地所有云杉与林莺构成了一个生物群落B．四种林莺在云杉林中处于相同的生态位C．觅食部位不同减弱了四种林莺的种间竞争D．标记重捕法是生态学家在此研究过程中的首选7．斑点叉尾鱼和鲢鱼是常见的淡水养殖鱼类，人们常常将它们混合放养以取得更好的经济效益。研究人员对两种鱼所摄取的食物种类和数量进行研究绘制了下图，下列结论正确的是(

)A．d越大说明两种生物之间的竞争越激烈B．b越大说明斑点叉尾鱼适应环境的能力越强C．对生态位的研究属于在种群水平上研究的问题D．生态位就是一个物种所处的空间位置和占用资源的情况8．下列有关“研究土壤中小动物类群丰富度”实验的叙述，正确的是(

)A．常用取样器取样法进行采集、调查B．仅统计群落中的物种数，即可全面了解群落的结构C．统计个体较小、种群数量较多的物种的相对数量时，应采用记名计算法D．采集的小动物可放入质量分数为0.9%的氯化钠溶液中进行保存9．广东石门台国家级自然保护区是广东省最大的森林生态系统自然保护区。森林里，树木繁茂、树冠遮天蔽日。森林中有乔木、灌木、草本和藤本植物，还有种类繁多的动物。回答下列问题。(1)经调查发现：广东石门台国家级自然保护区蕨类植物有7种、裸子植物1种，被子植物119种，物种丰富度增加，物种丰富度是指____________。(2)该森林群落终年常绿，一些高大树木突出林冠之上，不连续，呈伞状冠型。由春到秋，群落冠层呈嫩绿到深绿，在冬季老叶脱落前，常可见部分红叶映衬在绿色冠层中，说明了群落具有明显的____________，引起群落的外貌和结构有规律变化的原因是__