群落的結(jié)構(gòu)（講義）（原卷版）

《第2章群落及其演替》教學(xué)講義[高中生物學(xué)選擇性必修2]第1節(jié)群落的結(jié)構(gòu)內(nèi)容索引知識點總結(jié)必會知識一群落的概念和特征必會知識二群落的物種組成必會知識三種間關(guān)系必會知識四群落的空間結(jié)構(gòu)必會知識五群落的季節(jié)性必會知識六生態(tài)位必會知識七研究土壤中小動物類群的豐富度題型概括必備技能一群落的概念必備技能二群落的物種組成必備技能三對群落種間關(guān)系的理解必備技能四群落的空間結(jié)構(gòu)必備技能五群落的季節(jié)性必備技能六生態(tài)位必備技能七研究土壤中小動物類群的豐富度練習(xí)提升必刷好題必會知識考點梳理拓展延伸易錯警示必會知識一群落的概念和特征1．群落的概念：在相同時間聚集在一定地域中各種生物種群的集合，叫作生物群落，簡稱群落。(1)相同時間——隨著時間的推移，群落內(nèi)種群的種類和數(shù)量會發(fā)生改變。(2)一定地域——群落有一定的分布范圍，群落內(nèi)的各種生物聚集在一起，相互之間形成各種關(guān)系。(3)各種生物種群——包括這個地域內(nèi)所有的植物、動物和微生物。(4)集合——群落不是各種生物的簡單相加、隨機聚集，而是通過生物之間相互影響、相互制約形成的有機整體。2．種群和群落水平上研究的問題種群水平研究的重點在于種群的數(shù)量動態(tài)，包括種群密度、出生率、死亡率、年齡結(jié)構(gòu)、性別比例等。而群落水平研究的問題包括群落的物種組成、優(yōu)勢種、種間關(guān)系、群落的空間結(jié)構(gòu)、群落的演替、群落的范圍和邊界等。3．種群和群落的比較項目種群群落組成單位一定空間范圍內(nèi)同種生物的所有個體，包括幼年、成年和老年個體一定地域中所有的生物種群，包括植物、動物和微生物研究范圍種內(nèi)關(guān)系(種內(nèi)互助、種內(nèi)競爭)種間關(guān)系[原始合作(互惠)、互利共生、捕食、種間競爭、寄生等]特征種群密度、出生率和死亡率、遷入率和遷出率、年齡結(jié)構(gòu)、性別比例等群落的空間結(jié)構(gòu)、種間關(guān)系、物種豐富度優(yōu)勢種、群落演替等聯(lián)系生物群落以種群為基本單位，是在相同時間聚集在一定地域中各種生物種群的集合，具有復(fù)雜的種間關(guān)系，在長期的自然選擇與進化中形成穩(wěn)定的、彼此適應(yīng)的有機整體，研究種群是研究群落的基礎(chǔ)。必會知識二群落的物種組成1．群落的物種組成是區(qū)別不同群落的重要特征。每個群落都由一定的植物、動物和微生物組成。物種組成是決定群落性質(zhì)最重要的因素。2．不同群落的物種豐富度不同。物種豐富度是群落的首要特征，不同群落的物種豐富度是不同的。一般說來，環(huán)境條件越優(yōu)越，群落發(fā)育的時間越長，組成群落的物種越豐富，群落結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。從赤道到北極，動植物及微生物的種類逐漸減少，并且物種豐富度隨海拔高度的增加而逐漸降低；水體中物種豐富度有隨深度增加而降低的趨勢。3．組成不同群落的優(yōu)勢種是不同的群落中的物種組成不是固定不變的。隨著時間和環(huán)境的變化，原來不占優(yōu)勢的物種可能逐漸變得有優(yōu)勢；原來占優(yōu)勢的物種也可能逐漸失去優(yōu)勢，甚至從群落中消失。例如，在我國東北部的草原群落中，羊草通常占據(jù)顯著優(yōu)勢。當放牧強度加大時，羊草就會明顯減少，糙隱子草等植物便逐漸占優(yōu)勢，一些原來在群落中罕見的植物種類也變得常見了。如果過度放牧，堿蓬等植物就會明顯占優(yōu)勢，群落中原有的一些植物種類會消失，草原生產(chǎn)力嚴重降低。由此可見，控制放牧強度對于維持草原群落穩(wěn)定、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展非常重要。必會知識三種間關(guān)系1．種間關(guān)系的類型：主要有原始合作(互惠)、互利共生、種間競爭、捕食和寄生等。2．種間關(guān)系的比較類型定義曲線圖能量關(guān)系圖特點舉例原始合作(互惠)兩種生物共同生活在一起時，雙方都受益，但分開后各自也能獨立生活分開后各自也能獨立生活；共同生活時數(shù)量上同時增加，分開后數(shù)量獨自變化螃蟹和生活在蟹背上的腔腸動物；犀牛和犀鳥互利共生兩種生物長期共同生活在一起，相互依存，彼此有利如果彼此分開，那么雙方或者一方不能獨立生存。數(shù)量上兩種生物同時增加，同時減少，呈現(xiàn)出“同生共死”的同步性變化植物與根瘤菌；人與腸道細菌；白蟻與其消化道中的鞭毛蟲寄生一種生物從另一種生物(宿主)的體液、組織或已消化的物質(zhì)中獲取營養(yǎng)并通常對宿主產(chǎn)生危害的現(xiàn)象對宿主有害，對寄生生物有利。如果分開，那么寄生生物難以單獨生存，而宿主會生活得更好蛔蟲與人；噬菌體與被侵染的細菌；植物與菟絲子等種間競爭兩種或更多種生物共同利用同樣的有限資源和空間而產(chǎn)生的相互排斥的現(xiàn)象數(shù)量上會呈現(xiàn)出“你死我活”的同步性變化。若兩種生物的生存能力不同，則如圖A(曲線b所代表的物種在競爭中可能會全部死亡或遷出此環(huán)境)；若生存能力相當，則如圖B。一般來說，生態(tài)需求越接近的不同物種間的競爭越激烈同一草原上生活的非洲獅和斑鬣狗；大草履蟲與雙小核草履蟲捕食一種生物以另一種生物為食的現(xiàn)象數(shù)量上呈現(xiàn)出“先增加者先減少，后增加者后減少”的不同步性變化(先增加者一般是被捕食者，后增加者一般是捕食者，捕食者的數(shù)量變化與被捕食者的數(shù)量變化相比較，呈現(xiàn)出“滯后性”)》翠鳥捕魚；羊與草；大熊貓和竹子；黃雀和螳螂必會知識四群落的空間結(jié)構(gòu)1．群落空間結(jié)構(gòu)形成的原因及意義(1)群落空間結(jié)構(gòu)的類型：在群落中，各個生物種群分別占據(jù)了不同的空間，形成一定的空間結(jié)構(gòu)。群落的空間結(jié)構(gòu)包括垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)等。(2)形成原因：群落的垂直結(jié)構(gòu)與水平結(jié)構(gòu)都與環(huán)境中的生態(tài)因素有關(guān)，垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)的具體表現(xiàn)都是群落在長期自然選擇的基礎(chǔ)上形成的對環(huán)境的適應(yīng)。(3)意義：生物在垂直方向及水平方向上的位置配置關(guān)系有利于提高生物群落整體對自然資源的充分利用。2．群落的垂直結(jié)構(gòu)(1)在垂直方向上，大多數(shù)群落都具有明顯的分層現(xiàn)象。①森林群落的垂直結(jié)構(gòu)：喬木、灌木和草本植物(從上到下)。②湖泊群落的垂直結(jié)構(gòu)：挺水層、浮水層和沉水層(從上到下)。(2)影響植物分層分布的因素①光照：a．光照強度：森林群落中，不同植物適于在不同的光照強度下生長。b.光質(zhì)：不同波長的光在水中的穿透能力是有差別的。②溫度：決定陸生群落中植物地上分層的環(huán)境因素之一。③水分、無機鹽：決定陸生群落中植物地下分層的環(huán)境因素。(3)動物的分層分布：群落中植物的垂直分層為動物創(chuàng)造了多種多樣的棲息空間和食物條件，因此，動物也有分層現(xiàn)象。①動物的分層分布與其食物及棲息場所等有關(guān)。②群落中植物的垂直分層決定了動物的分層現(xiàn)象。如森林中動物的分布由高到低為貓頭鷹(森林上層)，大山雀(灌木層)，鹿、野豬(地面活動)，蚯蚓及部分微生物(落葉層和土壤)。3．群落的水平結(jié)構(gòu)：群落中的各個種群在水平方向上的格局和片狀分布。(1)生物群落在水平方向上，由于地形的起伏、光照強度的不同、土壤濕度和鹽堿度的差異、生物自身生長特點的不同，以及人與動物的影響等因素，不同地段往往分布著不同的種群，同一地段上種群的密度也有差別，它們常呈鑲嵌分布。例如，在森林中，喬木的基部和其他被樹冠遮住的地方，光線較暗，適于喜陰植物生存，而樹冠下的間隙或其他光照充足的地方，則有較多的灌木和草叢。(2)影響因素：地形變化，土壤濕度和鹽堿度差異，溫度、光照強度的不同，生物自身生長特點的不同，人與動物的影響等。我國南北群落水平結(jié)構(gòu)的差異主要受溫度影響，而東西群落水平結(jié)構(gòu)的差異主要受水分的影響。必會知識五群落的季節(jié)性由于陽光、溫度和水分等隨季節(jié)而變化，群落的外貌和結(jié)構(gòu)也會隨之發(fā)生有規(guī)律的變化。例如，有些種類的植物在早春來臨時開始萌發(fā)，并迅速開花和結(jié)實，到了夏季其生活周期結(jié)束：另一些種類的植物則在夏季達到生命活動的高峰，從而導(dǎo)致群落在春季和夏季的物種組成和空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。大多數(shù)典型的草原鳥類和高鼻羚羊等有蹄類動物，在冬季都向南方遷移，到雪被較少、食物充足的地區(qū)生活。旱獺、倉鼠等嚙齒類動物在冬季會冬眠，有些動物則在炎熱的夏季進入夏眠。必會知識六生態(tài)位1．概念：一個物種在群落中的地位或作用，包括所處的空間位置，占用資源的情況，以及與其他物種的關(guān)系等，稱為這個物種的生態(tài)位。2．正確理解生態(tài)位，要注意以下兩點：(1)生態(tài)位不僅指種群具體的棲息地，它除了說明棲息地以外，還說明這一種群在這一群落中的營養(yǎng)地位，所需的物理和生物條件，如溫度、濕度、pH、壓力(如在深水中)等，以及在時間和季節(jié)變化時它們的節(jié)律性行為變化、它們所需要的食物、它們與其他種群的關(guān)系，等等。也就是說，這一種群在群落中處于什么地位和起什么作用。(2)群落中生態(tài)位相似的物種往往有競爭關(guān)系，奪取生態(tài)位。生態(tài)位越相近的物種，競爭越激烈，激烈竟爭的結(jié)果可能是使其中一個物種趨于絕滅，但這種現(xiàn)象是較少發(fā)生的，只有在外力(如人力)介入或新物種進人的情況下才可能發(fā)生。更多的一種情況是，生態(tài)位相似的物種，通過自然選擇，生態(tài)位發(fā)生了分化，從而減少或排除了它們的競爭，使它們共存下來。必會知識七研究土壤中小動物類群的豐富度1．實驗原理(1)土壤不僅為植物提供水分和礦質(zhì)元素，也是一些小動物良好的棲息場所。(2)許多土壤動物有較強的活動能力，而且身體微小，不適于用樣方法或標記重捕法進行調(diào)查，常用取樣器(如采集罐、吸蟲器等捕捉器)取樣的方法進行采集，調(diào)查。(3)土壤動物具有趨暗、趨濕、避高溫的習(xí)性。(4)物種相對數(shù)量的統(tǒng)計方法①記名計算法：在一定面積的樣地中，直接數(shù)出各種群的個體數(shù)日，一般用于個體較大、種群數(shù)量有限的物種。②目測估計法：按預(yù)先確定的多度等級來估計單位面積(體積)中的種群數(shù)量。等級的劃分和表示方法有：非常多、多，較多、較少、少，很少等。2．用具分析(1)誘蟲器：誘蟲器中的電燈可以發(fā)光、發(fā)熱，是發(fā)揮作用的主要裝置：土壤動物具有趨暗、趨濕、避高溫的習(xí)性，因此其會遠離光源、熱源。(2)吸蟲器：吸蟲器中紗布的作用是防止將土壤小動物吸走，以將其收集在試管中。3．實驗步驟4．得出結(jié)論：不同群落的優(yōu)勢種是不同的，不同群落的物種豐富度是不同的。一般來說，環(huán)境條件越優(yōu)越，群落發(fā)育時間越長，物種越多，群落結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。5．實驗注意事項(1)取樣時應(yīng)注意隨機取樣。(2)利用誘蟲器采集小動物時，注意樣土要和花盆壁留有一定的空隙使空氣流通，保證樣土中的小動物正?；顒?。(3)小動物類群因取樣地段不同，差異可能較大。從不同營養(yǎng)環(huán)境中采集的土壤樣本要分開統(tǒng)計，并盡可能多地收集小動物。(4)取樣時盡量不要破壞環(huán)境，并應(yīng)事先取得有關(guān)部門的同意，操作時注意安全。(5)在裝樣土的塑料袋上要標明取樣的地點和時間等。(6)本實驗調(diào)查的對象是樣本內(nèi)肉眼可見(可借助放大鏡、體視顯微鏡)的所有動物，調(diào)查的指標是動物的種類和數(shù)量。必備技能典例精講模型秒殺巧思妙解必備技能一群落的概念[例1]下列有關(guān)生物群落的敘述，正確的是(

)A．區(qū)分群落的依據(jù)主要是群落的物種組成B．群落的層次性越明顯，動物的數(shù)量越多C．群落中生物的種間關(guān)系只有競爭、捕食和共生D．群落物種組成的季節(jié)變化較明顯，晝夜變化不明顯必備技能二群落的物種組成[例2]土壤動物能夠促進農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)并改良土壤結(jié)構(gòu),其類群組成和數(shù)量是評價農(nóng)田生態(tài)環(huán)境的重要指標。下表是某農(nóng)田使用兩種肥料后4類土壤動物物種數(shù)和密度(個／m2)調(diào)查數(shù)據(jù)動物類群樣地跳蟲類蜱螨類線蚓類線蟲類物種數(shù)密度物種數(shù)密度物種數(shù)密度物種數(shù)密度有機肥田1016738304012019339化肥田479164l1832752根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以得到的正確結(jié)論是(

)A．化肥田土壤動物的物種多樣性減少，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡單B．有機肥田的土壤動物數(shù)量大大增加，有機質(zhì)減少C．化肥田土壤動物個體總數(shù)減少，但是生物多樣性提高D．有機肥田的各類土壤動物密度總是大于化肥田必備技能三對群落種間關(guān)系的理解[例3]如圖表示某生態(tài)系統(tǒng)中甲、乙兩種群落在一段時間內(nèi)的數(shù)量變化情況。下列有關(guān)敘述不正確的是(

)A．M時乙種群的出生率大于死亡率B．甲乙兩種群間關(guān)系表現(xiàn)為甲捕食乙C．兩種群的數(shù)量變化是反饋調(diào)節(jié)的結(jié)果D．兩種群數(shù)量波動的幅度減小說明了該生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力必備技能四群落的空間結(jié)構(gòu)[例4]關(guān)于群落的結(jié)構(gòu)，以下理解不正確的是()A．影響水生植物垂直分層的主要原因是光照B．動物在群落中垂直分布與植物的分層現(xiàn)象密切相關(guān)C．高山上不同海拔分布著不同的植被屬于群落的垂直結(jié)構(gòu)D．濕地由淺水區(qū)向陸地方向依次生長著蘆葦、堿蓬等，體現(xiàn)了群落的水平結(jié)構(gòu)必備技能五群落的季節(jié)性[例5]西雙版納是我國高緯度、高海拔保存最完整的熱帶雨林，包括季節(jié)雨林、山地雨林等植被類型，季節(jié)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。下表是某研究機構(gòu)對雨林土壤節(jié)肢動物多樣性的部分調(diào)查結(jié)果。下列相關(guān)敘述不正確的是()項目山地雨林季節(jié)雨林種群數(shù)數(shù)量密度/(個·m2)種群數(shù)數(shù)量密度/(個·m2)9月11月9月11月9月11月9月11月凋落物層(50cm×50cm)222288928613151910044556A(05cm)15711943709512930301604B(510cm)7578945854637866C(1015cm)8584040756637306A．由調(diào)查結(jié)果可知，土壤節(jié)肢動物主要棲息在凋落物層和A層B．節(jié)肢動物在森林凋落物和土壤不同層次中的分布體現(xiàn)了群落的垂直結(jié)構(gòu)C．節(jié)肢動物在山地雨林和季節(jié)雨林中的分布有差異，體現(xiàn)了群落的水平結(jié)構(gòu)D．9月和11月的調(diào)查結(jié)果不同，說明群落的物種組成和空間結(jié)構(gòu)可隨季節(jié)發(fā)生變化必備技能六生態(tài)位[例6]生態(tài)位(niche)是傳統(tǒng)生態(tài)學(xué)中一個基本的概念，又稱格烏司原理。由J．Grinnel提出，最初用于研究生物種間競爭關(guān)系，以下敘述錯誤的是(

)A．生態(tài)位是一個物種在群落中的地位或作用，如空間位置、活動時間、占用資源等情況B．群落中的物種存在相似生態(tài)位時，它們可能因爭奪共同資源發(fā)生競爭C．群落中生物多樣性之所以能夠形成并維持穩(wěn)定，是群落中物種之間及生物與無機環(huán)境間協(xié)同進化的結(jié)果D．兩個物種生態(tài)位重疊較多時，一定會因為共同利用同一資源而給對方帶來傷害必備技能七研究土壤中小動物類群的豐富度[例7]下列關(guān)于“土壤中小動物類群豐富度的研究”相關(guān)敘述中，錯誤的是()A．可設(shè)計數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計表，分析所收集的數(shù)據(jù)B．誘蟲器中電燈的作用是利用小動物趨暗、趨濕、避高溫的習(xí)性C．樣土塑料袋上應(yīng)標明取樣的地點和時間D．許多土壤動物有較強的活動能力，而且身體微小，適于用樣方法或標志重捕法進行調(diào)查必刷好題基礎(chǔ)演練能力提升巔峰突破1．下列有關(guān)群落的說法，錯誤的是()A．研究群落是研究種群的基礎(chǔ)，但二者研究的主要內(nèi)容又有所不同B．群落中各種群占據(jù)不同空間，形成了群落的垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)C．群落中每種生物都占據(jù)相對穩(wěn)定的生態(tài)位，有利于充分利用資源D．水分、溫度會影響群落類型，不同群落中的生物適應(yīng)環(huán)境的方式可能會不同2．某潮間帶分布著海星，藤壺、貽貝、石鱉等動物，藤壺、貽貝、石鱉相互之間無捕食關(guān)系，但都可被海星捕食。海星被人捕光后，藤壺較另兩種動物數(shù)量明顯快速增加。下列說法錯誤的是(

)A．藤壺、貽貝、石鱉三者之間存在著競爭關(guān)系B．海星被捕光后，藤壺成為優(yōu)勢種，其種內(nèi)斗爭加劇C．該潮間帶中全部動物和浮游植物共同構(gòu)成生物群落D．樣方法適合調(diào)查生活在該狹長海岸的活動范圍小的藤壺種群密度3．我國勞動人民在明代就已經(jīng)將青魚、草魚、鳙魚和鰱魚在池塘中進行混養(yǎng)以提高效益。下列敘述錯誤的是(

)A．相關(guān)動植物的垂直結(jié)構(gòu)主要受食性的影響B(tài)．青魚以水底的螺為食，青魚與螺的關(guān)系，這是青魚的生態(tài)位C．四大家魚的生態(tài)位不同主要受水生動植物生態(tài)位影響D．該池塘的物種豐富度在夏季和冬季受陽光、溫度等因素而不同4．同一森林中不同鳥的活動區(qū)域常有差異，林鴿常在樹冠層活動，煤山雀在下木層、灌木層活動，烏鶇和鷦鷯常棲息在草本層。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．森林群落的地表層不存在鳥類的棲息場所B．共同棲息在草本層的烏鶇和鷦鷯的食性可能不同C．不同鳥類活動地點不同體現(xiàn)了群落的垂直結(jié)構(gòu)D．群落中鳥類的分布是生物對環(huán)境適應(yīng)的結(jié)果5．“小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上頭”“爭渡，爭渡，驚起一灘鷗鷺”……這些詩句描繪了荷塘的生動景致。下列敘述正確的是(

)A．蜻蜓與小荷之間存在互利共生的關(guān)系B．荷塘中的動物、綠色植物和細菌共同構(gòu)成池塘生物群落C．挺水的蓮、浮水的睡蓮及沉水的水草體現(xiàn)出群落的垂直結(jié)構(gòu)D．影響荷塘中“鷗鷺”等鳥類分布的主要因素是光照和人類活動6．生態(tài)學(xué)家對某地云杉林中四種林鶯的生態(tài)需求進行了研究，四種林鶯主要覓食樹皮和樹葉上的昆蟲，覓食部位如下圖。下列敘述正確的是(

)A．該地所有云杉與林鶯構(gòu)成了一個生物群落B．四種林鶯在云杉林中處于相同的生態(tài)位C．覓食部位不同減弱了四種林鶯的種間競爭D．標記重捕法是生態(tài)學(xué)家在此研究過程中的首選7．斑點叉尾魚和鰱魚是常見的淡水養(yǎng)殖魚類，人們常常將它們混合放養(yǎng)以取得更好的經(jīng)濟效益。研究人員對兩種魚所攝取的食物種類和數(shù)量進行研究繪制了下圖，下列結(jié)論正確的是(

)A．d越大說明兩種生物之間的競爭越激烈B．b越大說明斑點叉尾魚適應(yīng)環(huán)境的能力越強C．對生態(tài)位的研究屬于在種群水平上研究的問題D．生態(tài)位就是一個物種所處的空間位置和占用資源的情況8．下列有關(guān)“研究土壤中小動物類群豐富度”實驗的敘述，正確的是(

)A．常用取樣器取樣法進行采集、調(diào)查B．僅統(tǒng)計群落中的物種數(shù)，即可全面了解群落的結(jié)構(gòu)C．統(tǒng)計個體較小、種群數(shù)量較多的物種的相對數(shù)量時，應(yīng)采用記名計算法D．采集的小動物可放入質(zhì)量分數(shù)為0.9%的氯化鈉溶液中進行保存9．廣東石門臺國家級自然保護區(qū)是廣東省最大的森林生態(tài)系統(tǒng)自然保護區(qū)。森林里，樹木繁茂、樹冠遮天蔽日。森林中有喬木、灌木、草本和藤本植物，還有種類繁多的動物?；卮鹣铝袉栴}。(1)經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)：廣東石門臺國家級自然保護區(qū)蕨類植物有7種、裸子植物1種，被子植物119種，物種豐富度增加，物種豐富度是指____________。(2)該森林群落終年常綠，一些高大樹木突出林冠之上，不連續(xù)，呈傘狀冠型。由春到秋，群落冠層呈嫩綠到深綠，在冬季老葉脫落前，?？梢姴糠旨t葉映襯在綠色冠層中，說明了群落具有明顯的____________，引起群落的外貌和結(jié)構(gòu)有規(guī)律變化的原因是__