第2章 第1节 第2课时 群落的空间结构、季节性、生态位及研究土壤中小动物类群的丰富度-【大鹏生物】2024-2025学年高中生物同步课讲义选择性必修2 生物与环境

第2课时　群落的空间结构、季节性、生态位及研究土壤中小动物类群的丰富度 [ 学习目标 ]　 1.描述群落的空间结构和季节性。 2.阐述生态位的概念及生态位分化的意义。 3.尝试进行土壤中小动物类群丰富度的研究。 一、群落的空间结构 [ 教材梳理 ] 1．垂直结构 (1)特点：在垂直方向上，大多数群落都具有明显的分层现象。 (2)植物的分层 ①决定因素：与植物对光的利用有关。 ②其他因素： a.决定植物地上分层的环境因素还有温度等条件； b.决定植物地下分层的环境因素有水分、无机盐等。 ③意义：显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。 (3)动物的分层：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。 2．水平结构 (1)特点：常呈镶嵌分布。 (2)决定因素：地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同，以及人与动物的影响等。 [ 核心探讨 ] 群落的空间结构 如图a、b、c分别代表在－200 m～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。回答下列问题： (1)a处不同高度的山坡上分布着不同的植物类群，影响它们分布的主要环境因素是什么？这是群落的垂直结构吗？ 提示　温度。这不是群落的垂直结构。 (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环境因素是什么？这是群落的垂直结构吗？ 提示　b处森林中植物的垂直分层现象主要是受光照强度影响形成的；c处藻类植物的分层现象主要是受光质(光的波长)影响形成的。这是群落的垂直结构。 (3)b处动物在群落中也有垂直分层现象，这种分布与植物的分层有何关系？ 提示　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。 (4)有人说：“b处桦树高低错落有致，只存在垂直结构，而野草丛比较矮小，只存在水平结构”，你认为这种说法对吗？为什么？ 提示　不对。垂直结构和水平结构都是指群落中不同种生物的分层或分布关系。同种生物如桦树的不同分布属于种群层次，不能构成垂直结构。矮小的野草丛有垂直结构和水平结构的存在。 [ 核心归纳 ] 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(光质)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。 题组一　群落的空间结构 1．下列关于群落的结构，理解不正确的是(　　) A．海洋中藻类的垂直分层现象与光照有关 B．动物在群落中的垂直分布与植物的分层密切相关 C．竹林中的箭竹高低错落有致，其在垂直结构上有分层现象 D．淡水鱼占据不同的水层，出现的分层现象与各种鱼的食性有关 2．研究者调查长白山高山草原上的牛皮杜鹃、苞叶杜鹃、笃斯、仙女木四种植物的分布情况，结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．各个生物种群占据了不同的空间 B．上述现象可能是地形变化导致的 C．上图呈现出的是群落的垂直结构 D．人为因素可能会改变群落的结构 二、群落的季节性和生态位 [ 教材梳理 ] 1．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。 2．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)研究范围 ①动物：栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。 ②植物：在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征，以及与其他物种的关系等。 (3)意义：群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这有利于不同生物充分利用环境资源，是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果。 [ 核心归纳 ] 生态位的内容及研究意义 (1)生态位的内容：包括生物所处的空间，占用的资源情况以及与其他物种的关系等。 (2)生态位重叠：当两个或更多的物种共同利用某些资源时，即出现了生态位重叠，如果资源供应不足，就会产生种间竞争，如果竞争激烈，种群对资源的利用就会发生改变，可能出现(a)生态位移动或(b)一个物种绝灭。 (3)人们根据动物或植物的生态位的不同进行混养或间作，既降低了种间竞争的激烈程度，又充分利用了空间和资源。 题组二　群落的季节性和生态位 1．生物群落的景观特征随季节变化的现象，叫作群落季相。下列关于群落季相的说法不正确的是(　　) A．一般情况下，群落季相更替具有一定的周期性 B．季节性变化不会影响群落的物种组成和空间结构 C．群落季相的形成与植物和动物的协同进化有关 D．影响群落季节性变化的环境因素有阳光、温度、水分等 2．生态位能够体现一个物种在群落中的地位或作用，下列说法错误的是(　　) A．研究某种动物的生态位，通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等 B．研究某种植物的生态位也需要研究它与其他物种的关系 C．生态位的形成是协同进化的结果 D．不同物种的生态位不可能出现重叠现象 三、研究土壤中小动物类群的丰富度 [ 教材梳理 ] 1．实验原理 (1)土壤动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性。 (2)调查方法：常用取样器取样的方法进行采集、调查。 (3)调查对象：样本中肉眼可见的所有动物。 (4)调查指标：样本中小动物的种类和相对数量。 (5)统计方法：一是记名计算法；二是目测估计法。 2．实验步骤 3．实验结论 (1)组成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。 (2)一般来说，环境条件越优越，群落发育的时间越长，物种越丰富，群落结构也越复杂。 [ 核心探讨 ] 一、土壤小动物的采集和统计 1．诱虫器的选择 土壤小动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性。根据这个习性，我们应该选择怎样的诱虫器呢？ 提示　选择A项的诱虫器 2．采集小动物 (1)用诱虫器采集(如图) ①土壤和花盆壁之间为什么要留一定的空隙？ 提示　为了使空气流通。 ②酒精起什么作用？ 提示　杀死和保存小动物。 (2)简易采集法 ①将取到的土壤样品放在瓷盆内(要注意防止小动物逃走)，用解剖针拨找小动物，同时用放大镜观察，发现体型较大的小动物，可用包着纱布的镊子将其取出来。 ②体型较小的小动物可用吸虫器采集。 下列为两种吸虫器。请思考：如果将采集的小动物作为标本长时间保存应选择哪种？如果将采集的小动物用于实验室培养应选择哪种？ 提示　如果将采集的小动物作为标本长时间保存应选择吸虫器A；如果将采集的小动物用于实验室培养应选择吸虫器B。 3．统计小动物 丰富度的统计方法通常有记名计算法和目测估计法，前者一般适用于什么样的群落？ 提示　记名计算法一般适用于个体较大，种群数量有限的群落。 二、调查统计方法比较 请将下列方法进行归类(填序号)： ①样方法　②抽样检测法　③取样器取样法　④标记重捕法　⑤记名计算法　⑥目测估计法 (1)用于调查种群密度的方法有①②④。 (2)用于调查土壤小动物丰富度的方法有③。 (3)用于统计群落丰富度的方法有⑤⑥。 [ 核心归纳 ] 1．土壤小动物的采集及统计 (1)使用诱虫器采集小动物时利用了土壤小动物具有趋暗、趋湿、避高温的特点。 (2)用体积分数为70%的酒精溶液杀死并保存标本，若要保存活体通常用含有湿棉花的试管收集。 (3)体型较大的小动物可用包着纱布的镊子直接取出来，体型较小的小动物则需用吸虫器采集。 (4)注意区分丰富度的两种统计方法 ①记名计算法是指在一定面积(体积)的样地中，直接数出各个种群的个体数目。一般用于个体较大、种群数量有限的物种。 ②目测估计法是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，等等。 2．调查方法的比较 方法 适用范围 计数方法 样方法 植物和活动能力较弱、活动范围较小的动物和卵 随机选取若干个样方，计算每个样方的种群密度，再求所有样方种群密度的平均值就为种群密度的估计值 标记重捕法 活动能力较强、活动范围较大的动物 在被调查种群的活动范围内，捕获一部分个体，做上标记后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕中标记个体数占总捕获数的比例来估计该种群密度 抽样检测法 生活在液体培养基中的微生物 将含待测生物的培养液滴在计数板上，用显微镜观察计数板上待测生物的数量，再以此为根据，估算培养液中待测生物的数量 取样器取样法 具有较强活动能力，身体微小的土壤小动物 用一定规格的捕捉器(如采集罐、吸虫器等)进行取样，通过调查样本中小动物的种类和数量来推测某一区域内土壤小动物的丰富度 题组三　研究土壤中小动物类群的丰富度 1．下列关于“研究土壤中小动物类群丰富度”实验的说法，不正确的是(　　) A．不同地点，土壤中小动物的丰富度一般不同 B．许多土壤小动物有较强的活动能力，可采用取样器取样法调查土壤小动物类群丰富度 C．利用小动物的避光避热性，收集土样中的小动物可采用带灯罩的热光源 D．改变采样的时间不会影响采集到的物种数和个体数 2．下列探究实验不能达到实验目的的是(　　) A．通过取样器取样的方法可以采集、调查土壤中小动物丰富度 B．随机选取若干样方，通过样方法可以求得某植物的种群密度 C．在蚜虫活动的范围内，可以用标记重捕法估算蚜虫的种群密度 D．通过对酵母菌培养液抽样检测的方法，可以估算培养液中酵母菌总数 [ 综合强化 ] 1．长白山北坡从山麓到山顶依次出现针阔叶混交林、针叶林、岳桦林和高山冻原。针阔叶混交林中的乔木层有红松、红皮云杉、白桦等多种植物，在林冠层生活着小杜鹃、大杜鹃、黑枕黄鹂等鸟类。下列分析不正确的是(　　) A．从山麓到山顶依次出现不同的森林类型是群落的垂直结构 B．针阔叶混交林中的红松和红皮云杉间存在种间竞争关系 C．针阔叶混交林物种丰富度大，植物分层更复杂，提高了群落利用阳光等环境资源的能力 D．森林中鸟类的垂直分层取决于栖息空间和食物条件 2．我国劳动人民在明代就已经将鲢鱼、鳙鱼、草鱼、青鱼四大家鱼混养以提高效益。下图表示某池塘中四大家鱼及其食物的分布，下列相关分析正确的是(　　) A．四大家鱼在池塘中栖息的水层不同属于群落的水平结构 B．池塘生物群落的外貌和结构不具有季节性的变化 C．四大家鱼混养利用的是它们在池塘中占据不同的生态位 D．池塘中植物和动物垂直分层的主要原因分别是光照和温度 3．请回答下列有关群落的问题： Ⅰ.大兴安岭沿沼泽至森林方向上依次分布有5种典型天然沼泽湿地(如图所示，图中数据为相应湿地的地下水位与地表距离)。 (1)从草丛沼泽到落叶松沼泽，生物的种类有着显著的差异，这体现了群落具有________结构。白桦沼泽中所有白桦组成一个________。 (2)在图示A～E 5个沼泽区中具有垂直分层现象的有___________(用字母表示)。 Ⅱ.若大兴安岭的草丛沼泽湿地在自然状态下不断退化，其植被变化顺序如下所示。 海三棱藨草群落→芦苇群落→柽柳群落→旱柳群落 (3)该地区土壤中小动物类群会发生一系列变化，在调查小动物类群丰富度时，常用的调查方法是________________，统计方法是___________________________。 [ 本讲小结 ] 学科网（北京）股份有限公司 $$