第2章 第1节 不同种群组成群落&第2节 群落具有垂直、水平和时间结构（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中生物学选择性必修2 生物与环境（浙科版2019）

第一节　不同种群组成群落 第二节　群落具有垂直、水平和时间结构 课程内容标准 核心素养对接 描述群落具有垂直结构和水平结构等特征，并可随时间而改变。 1．认同丰富度调查反映群落的物种组成。(生命观念) 2．举例说明物种在群落中占据一定的生态位，并阐述优势种在群落中的作用。(生命观念) 3．列举群落的垂直结构、水平结构和时间结构。(生命观念、科学思维) [对应学生用书P24] 一、丰富度调查反映群落的物种组成 1．群落：是指在一定时间内聚集在一定空间内的所有生物种群的集合体。 2．丰富度 (1)概念：是指群落中不同物种的总数，可以反映群落中物种数目的多寡。 (2)研究群落中物种丰富度的最简单方法是识别组成群落的各种生物，并统计它们的个体数量。 (3)不同群落中土壤动物类群丰富度的研究 (4)不同群落物种丰富度往往有差别。例如，我国的亚热带常绿阔叶林群落、温带落叶阔叶林群落和寒温带针叶林群落的物种丰富度依次逐渐减小。 二、优势种决定群落的结构和内部环境的形成 1．优势种的概念：对群落的结构和内部环境的形成有明显决定作用的物种。 2．不同的群落往往有不同的优势种 (1)落叶阔叶林群落的优势种是栎、杨和桦； (2)针叶林群落的优势种是落叶松、红松、冷杉和云杉。 三、物种在群落中占据一定的生态位 1．生态位：是指群落中某个物种在时间和空间上的位置及其与其他相关物种之间的功能关系。 2．决定生态位的因素 (1)物种所栖息的场所； (2)物种与食物、天敌和其他生物的关系。 3．生态位的重叠 (1)竞争排斥原理：同一群落中，两个物种的生态位重叠时会发生竞争，且生态位重叠越多，竞争就越激烈，以致竞争优势较大的物种有可能把另一物种完全排除掉。 (2)生态位分化： ①概念：自然群落中，两个物种的生态位重叠时，往往通过自然选择作用使各自的生态位发生变化，从而减少或排除竞争，使得它们共同生存下来的现象。 ②方式：改变食物种类，形成不同食性；划分分布区域和活动范围；错开活动时间等。 四、群落分层形成垂直结构 1．表现：主要指群落的分层现象。 (1)实例：陆地群落中，温带落叶阔叶林群落的垂直结构最为明显，从树冠到地面可以分为树冠层、下木层、灌木层、草本层和地表层。 (2)决定因素：植物对光的利用。 2．不同群落垂直结构的复杂程度不同：热带雨林群落的垂直结构最为复杂，寒温带针叶林群落的结构比较简单，草原群落的结构更为简单。 3．意义 (1)缓解了植物之间争夺阳光、空间、水分和矿质营养的矛盾； (2)扩大了植物利用环境的范围，提高了植物的光能利用率。 4．群落中动物分层现象也很普遍，主要与食物有关。 五、群落水平方向上的种群配置形成水平结构 1．表现：分布往往呈不均匀性，表现为斑块状和镶嵌性。 2．原因 (1)不同生物繁殖体的扩散能力有差异； (2)生物种间相互作用的影响； (3)群落内部环境的不同； (4)动物活动以及人类活动。 六、群落的组成和外貌还可随时间改变而形成时间结构 1．表现：群落的组成和外貌可随时间改变而发生有规律的变化。 2．实例：温带草原和森林群落的时间结构。 (1)群落的外貌在春、夏、秋、冬有很大差异： 季节 春季 夏季 秋季 冬季 外貌 特征 早春植物开始发芽和生长，草原返青 植物生长繁茂，百花盛开，色彩斑斓 秋末植物开始干枯休眠，呈现出红黄相间的风貌 一片枯黄 (2)群落中的动物季节性变化明显：大多数鸟类和有蹄类动物向南迁移，黄鼠等进入冬眠，鼠兔将干草等储藏在洞口附近。 1．判正误 (1)一个池塘中的各种鱼和植物构成了一个生物群落。(×) (2)不同群落中物种丰富度不同，一般来说，越靠近热带地区，物种丰富度越高。(√) (3)不同群落往往有不同的优势种，群落中的某个物种占据不同的生态位。(×) (4)森林群落中植物和动物均具有垂直分层现象，以提高光的利用率。(×) (5)人类活动会影响到群落的内部环境，导致群落水平结构发生变化。(√) 2．微思考 华南地区的森林群落属于亚热带常绿落叶阔叶林，植物种类丰富，主要有山毛榉和樟等常绿乔木、杜鹃花和山茶花等灌木以及一些草本植物。其中的动物种类也很丰富，其中植食动物如昆虫、鸟类、啮齿类以及偶蹄类动物的数量较多。 华北地区的森林群落属于温带落叶阔叶林，主要有栎、杨和桦等植物，它们春夏长叶、秋冬落叶。其中生活的兽类主要有鼠、鹿、狐、狼和黑熊等，鸟类主要有啄木鸟、杜鹃等。 东北地区的森林群落属于寒温带针叶林，主要有落叶松、红松、冷杉和云杉等植物，它们的生长期较短。其中生活的动物种类较少，主要有雪兔、雷鸟、灰鼠、松鸡和榛鸡等。 (1)分别列举上述群落的优势种？优势种在群落中有什么作用？ 提示　亚热带常绿落叶阔叶林的优势种有山毛榉、樟等；温带落叶阔叶林的优势种有栎、杨和桦等；寒温带针叶林的优势种有落叶松、红松、冷杉和云杉等。优势种能决定群落的结构和内部环境，并在很大程度上影响其他物种的生存和生长。 (2)上述群落的丰富度是否相同？与群落所处的地理位置有什么关系？ 提示　不同群落的丰富度有差异。在我国，从南往北，依次有亚热带常绿落叶阔叶林、温带落叶阔叶林、寒温带针叶林，这些群落的丰富度逐渐减小。 [对应学生用书P27] 任务驱动一　群落的组成 我国西双版纳热带雨林群落中，生活着乔木、灌木、草本和苔藓等种类丰富的植物，还生活着两栖类、爬行类、鸟类等动物，以及微生物。 (1)热带雨林中的乔木可以充分利用阳光，灌木利用弱光，草本利用较弱的光，苔藓类利用微弱的光。不同的植物占据不同的生态位，有什么意义？ 提示　可以利用不同强度的阳光，从而使整个群落能够更加合理、高效地利用光照。 (2)热带雨林中生活着大量的动物，其中以树栖攀缘生活种类占优势，其中树懒具有弯曲而锐利的钩爪，树蛙的趾端有吸盘状构造，树袋鼠具有能缠绕的长尾等。这些动物的生态位为什么会发生分化？生态位分化的方式有哪些？ 提示　生态位分化是生物对环境长期适应及自然选择的结果。生态位分化的方式有三种：改变食物种类，形成不同食性；划分分布区域和活动范围；错开活动时间等。 1．理解群落概念的4个关键点 (1)同一时间内：至少在种群没有太大变化的时间段内，如某环境中的某种动物在全部迁走时，在此前与此后的这个环境中的生物种群不一样，迁徙前后的生物群落特点不同。 (2)一定空间内：如一个水池、一片草地或一片森林。 (3)所有生物种群的集合体，包括这个区域内的各种植物、动物和微生物等，即包括所有的生物个体。 (4)群落内各种生物之间有直接或间接关系，相互影响，相互制约。 2．丰富度、优势种与生态位反映了群落组成上的特征 (1)丰富度是群落中物种的种类总数，反映了物种数目的多寡，与个体数目没有关系。 (2)优势种是决定群落结构和内部环境的物种，通常是群落中数量多、生活力强的物种。优势种会影响其他物种的生存和生长。 (3)生态位表示物种在群落中所处的地位、作用和重要性。不同物种占据不同的生态位，生态位有重叠的物种会通过自然选择发生生态位分化，最终达到物种共存的结果。 我国新疆南部的高山，随着海拔的升高，植物群落由阔叶林、混交林、针叶林到高山草甸依次改变，与此同时，群落的物种丰富度(　　) A．依次增大 B．依次减小 C．基本不变 D．没有变化规律 B　[不同群落的物种丰富度有差别，新疆南部高山地区的阔叶林、混交林、针叶林到高山草甸进行比较，其物种丰富度依次减小。] 我国海南的热带雨林群落中，生物种类极为丰富，生活着乔木、灌木、草本和苔藓等植物，还生活着多种两栖类、爬行类、鸟类等动物，以及微生物。这些生物都占据着一定的生态位。下列关于生态位的叙述，错误的是(　　) A．生态位表示某物种在群落中的地位、作用和重要性 B．群落中的优势种往往占据重要的生态位 C．群落中生态位重叠的物种会通过自然选择而发生生态位分化 D．生态位受食物、天敌等生物因素的影响，而与光照、温度等非生物因素无关 D　[生态位表示某物种在群落中的地位、作用和重要性，A项正确；群落中不同的物种占据不同的生态位，优势种往往占据重要的生态位，B项正确；同一群落中，两个物种的生态位不可能完全重叠，生态位重叠的物种会发生生态位分化，是生物对环境的长期适应以及自然选择的结果，C项正确；一个物种的生态位与食物、天敌等生物因素有关，还与栖息场所、光照、温度、湿度等非生物因素有关，D项错误。] 1．我国长白山区的寒温带针叶林群落中，生长着落叶松、红松和冷杉等优势种。下列不属于优势种特征的是(　　) A．优势个体数量往往较多 B．优势种生活能力较强、适应性较高 C．优势种的优势往往持久不变 D．优势种对其他物种的生存和生长影响不大 D　[优势种通常是群落中个体数量最多、生活能力较强的物种。优势种能够凭借自己的数量和生活力对群落的结构和内部环境起决定性的作用，并在很大程度上影响其他物种的生存和生长。] 2．(2020·湖南永州期末)如图是某地三种食虫蝙蝠觅食活动的时间分布曲线，下列叙述错误的是(　　) A．银毛蝙蝠、蓬毛蝙蝠比棕蝙蝠更适于夜间捕食，这是长期自然选择的结果 B．三者的活动高峰时间相互错开，说明它们之间存在着一定的互利共生关系 C．竞争和捕食的存在会限制种群的活动时间和活动范围 D．蝙蝠的夜间觅食能有效降低被许多天敌捕食的风险 B　[分析曲线可知，银毛蝙蝠和蓬毛蝙蝠的活动时间比棕蝙蝠晚，更适于夜间捕食，这是长期自然选择的结果，A正确；三种蝙蝠之间属于竞争关系，活动高峰时间相互错开，有利于降低它们的竞争压力，B错误；竞争和捕食的存在会限制种群的活动时间和活动范围，C正确；蝙蝠夜间觅食，既可减少与白天觅食的食虫鸟之间的竞争，也可降低被许多天敌捕食的风险，D正确。] 任务驱动二　群落的结构 如图a、b、c分别代表的是在－200～3 800 m的海拔内，山坡a、森林b、海洋c三个不同的自然区域内植物的分布状况，请据图分析： (1)a处不同高度的山坡上分布着不同的植物类群，这是群落的垂直结构吗？ 提示　a处不同高度的山坡上的植物属于不同的生物群落，不属于群落的垂直结构，属于植物的地带性分布。 (2)b、c处的植物在垂直方向上都具有明显的分层现象，影响它们分布的主要生态因素是什么？ 提示　b处森林中植物的垂直分层现象是受光照强度影响形成的，c处藻类植物的分层现象是受光质(波长)影响形成的。 (3)b处不同的植物层次中分布着不同的鸟类，鸟类的这种分层主要取决于什么因素？ 提示　主要取决于食物的分布和巢位的位置。 1．明辨对群落结构认识的三个易误点 (1)“竹林中的竹子高低错落有致”不属于群落的垂直结构，竹林中的竹子是种群，不具有群落的空间结构。 (2)水体中植物的垂直分布主要是由光照引起的分层现象，属于群落的垂直结构。 (3)高山上植物的分布取决于温度，从山顶到山脚下，分布着不同的植物类群，属于植被的垂直地带性分布，不属于群落的垂直结构。 2．群落结构形成的原因及意义 (1)原因：群落结构与环境中生态因素有关，群落结构的具体表现都是在长期自然选择的基础上形成的对环境的适应。 (2)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。如植物的垂直结构能显著提高光能的利用率，并为动物创造多种多样的栖息空间和食物条件。 (2022·1月浙江选考)某海域甲、乙两种浮游动物昼夜分布如图所示。下列分析中合理的是(　　) A．甲有趋光性，乙有避光性 B．甲、乙主要以浮游植物为食 C．乙的分布体现了群落的垂直结构 D．甲、乙的沉浮体现了群落的时间结构 D　[甲、乙在午夜黑暗的情况下均上浮，中午时均下沉，说明甲、乙都具有避光性，A错误；大部分乙分布在该海域较深处，不太可能主要以浮游植物为食，B错误；乙是一个种群，一个种群不能体现群落的垂直结构，C错误；甲、乙的昼夜分布变化体现了群落的时间结构，D正确。] (2022·全国乙卷)分层现象是群落研究的重要内容。下列关于森林群落分层现象的叙述，正确的是(　　) ①森林群落的分层现象提高了生物对环境资源的利用能力　②森林植物从上到下可以分为不同层次，最上层为灌木层　③垂直方向上森林中植物分层现象与对光的利用有关　④森林群落中动物的分层现象与食物有关　⑤森林群落中植物的分层现象是自然选择的结果　⑥群落中植物垂直分层现象的形成是由动物种类决定的 A．①③④⑤　　　　　　 B．②④⑤⑥ C．①②③⑥ D．③④⑤⑥ A　[森林中，位于最上层的植物应该是高大的乔木，②错误；群落中植物垂直分层现象的形成是由光照直接决定的，⑥错误。A符合题意。] 1．下列有关群落结构的叙述，错误的是(　　) A．同一座山的山顶生草甸、山腰长松林、山脚种作物，体现了群落的垂直结构 B．群落的垂直结构显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力 C．不同种类的淡水鱼占据不同的水层而出现分层现象，这与各种淡水鱼的食性有关 D．不同地段的种群在水平方向上呈现斑块状分布属于群落的水平结构 A　[同一座山不同海拔地带分布着不同的植被，体现的是不同群落的水平分布；群落的垂直结构显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力；不同种类的淡水鱼由于食性不同，占据不同的水层，捕食不同食物；不同地段的种群，由于地形变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度不同等，出现斑块状(实际上就是镶嵌性)分布，这体现了群落的水平结构。] 2．下图所示为植物群落生长分层现象，下列对此现象的解释中，不正确的是(　　) A．分层现象是植物群落与环境条件相互联系的一种形式 B．决定这种现象的环境因素除光照外，还有温度和湿度等 C．种植玉米时，因植物群落分层现象的存在，要合理密植 D．在农业生产上，可以充分利用这一现象，合理搭配种植的品种 C　[植物群落的分层现象受光照、温度、湿度等多种生态因素的影响。同一种农作物(如玉米)虽然也有高矮之分， 但不是分层现象，分层是群落的结构特征，而玉米植株的密度是种群数量特征。农业生产中可以根据分层现象的存在，合理套种，恰当搭配种植作物。] 知识网络构建 关键知识积累 1.群落是指在一定时间内聚集在一定空间内的所有生物种群的集合。 2.物种丰富度可以反映群落中物种数目的多寡。 3.优势种对群落的结构和内部环境起决定性作用，并在很大程度上影响其他物种的生存和生长。 4.生态位分化是生物对环境长期适应以及自然选择的结果。 5.群落的垂直结构主要指群落的分层现象，是物种自然选择的结果，大大提高了资源的利用率。 6.群落水平方向上的种群配置形成水平结构，物种分布表现为斑块状和镶嵌状。 7.群落的组成和外貌随时间改变而发生有规律变化形成时间结构，群落的季节性变化非常明显。 [对应学生用书P31] 1．一片草原上的全部黄羊和一片草原上的全部生物，在生态学上分别称为(　　) A．种群和群落　　　　 B．种群和生态系统 C．群落和种群 D．群落和生态系统 A　[草原上的全部黄羊是一个物种的生物，因其包括本物种全部个体，所以是种群；草原上的全部生物，属于群落。] 2．下列不属于在群落水平上研究的问题的是(　　) A．紫金山的鸢每年新增的个体数 B．溱湖湿地公园有多少个种群 C．武夷山常绿阔叶林中的优势种 D．根瘤菌和豆科植物之间的关系 A　[紫金山的鸢每年新增的个体数为研究出生率，为种群水平研究的问题；溱湖湿地公园有多少个种群为研究群落的丰富度，属于群落水平上研究的问题；武夷山常绿阔叶林中的优势种，属于群落水平上研究的问题；根瘤菌和豆科植物之间的关系为研究种间关系，属于群落水平上研究的问题。] 3．自然群落中，生态位重叠的物种会发生生态位分化，动物在生态位上的分化有多种方式，下列有关叙述错误的是(　　) A．改变食物的种类，形成不同的食性 B．划分分布区域和活动范围 C．错开活动时间 D．竞争的结果是优胜劣汰 D　[生态位分化的结果是降低物种之间的竞争，从而达到共存的结果，并非优胜劣汰。] 4．树林里多数鸟类在树冠筑巢、栖息，啄木鸟生活在树干中层，环颈雉则在灌木层和地面活动。这种现象反映了(　　) A．种群的密度 B．群落的丰富度 C．群落的垂直结构 D．群落的水平结构 C　[题干中描述的是从上层的乔木层到中层的灌木层再到地面的群落的垂直结构。] 5．(2021·湖南选考)某林场有一片约2公顷的马尾松与石栎混交次生林，群落内马尾松、石栎两个种群的空间分布均为随机分布。为了解群落演替过程中马尾松和石栎种群密度的变化特征，某研究小组在该混交次生林中选取5个固定样方进行观测，每个样方的面积为0.04公顷，某一时期的观测结果如表所示。 树高X (m) 马尾松(株) 石栎(株) 样方 1 样方 2 样方 3 样方 4 样方 5 样方 1 样方 2 样方 3 样方 4 样方 5 X≤5 8 9 7 5 8 46 48 50 47 45 5<X≤10 25 27 30 28 30 30 25 28 26 27 10<X≤15 34 29 30 36 35 2 3 5 4 3 X>15 13 16 14 15 12 3 2 1 2 2 合计 80 81 81 84 85 81 78 84 79 77 注：同一树种的树高与年龄存在一定程度的正相关性；两树种在幼年期时的高度基本一致。 回答下列问题： (1)调查植物种群密度取样的关键是_________ ；根据表中调查数据计算，马尾松种群密度为_________。 (2)该群落中，马尾松和石栎之间的种间关系是______。马尾松是喜光的阳生树种，石栎是耐阴树种。根据表中数据和树种的特性预测该次生林数十年后优势树种是_________，理由是_________。 解析　(1)调查植物种群密度取样的关键是随机取样，以避免人为因素的影响；根据表中调查数据计算，马尾松种群密度为 (80＋81＋81＋84＋85)÷5÷0.04＝2 055株/公顷。 (2)该群落中，马尾松和石栎生活在同一区域，会争夺光照、水和无机盐，二者之间的种间关系是竞争，马尾松是喜光的阳生树种，石栎是耐阴树种。表格中树高可代表树龄，根据表中数据可知，马尾松幼年树少，属于衰退型，石栎幼年树多，属于增长型，且马尾松是喜光的阳生树种，石栎是耐阴树种，在二者的竞争中马尾松具有优势，石栎会由于被马尾松遮光而处于劣势，预测该次生林数十年后马尾松将成为优势树种。 答案　(1)随机取样　2 055株/公顷　(2)竞争　马尾松　马尾松幼年树少，属于衰退型，石栎幼年树多，属于增长型，且马尾松是喜光的阳生树种，石栎是耐阴树种，在二者的竞争中马尾松具有优势，石栎会由于被马尾松遮光而处于劣势 学科网（北京）股份有限公司 $$