2.1 生物群落的结构 （课件）-【步步高】2023-2024学年高二生物学选择性必修2 生物与环境（苏教版2019）

第一节 生物群落的结构 第二章　群落 学习目标 1.说出群落的概念及其结构类型。 2.理解影响群落结构的各种因素。 3.描述群落随时间而改变。 教材梳理 1.生物群落具有水平结构和垂直结构 (1)群落的概念：特定空间或生境中 所构成的集合。 ①群落中的所有生物，包括 、 和 。 ②各个种群都具有 ，它们相互依存、相互制约，在 过程中相互作用，形成一定的 。 各种生物种群 动物 植物 微生物 一定的功能 进化 群落结构 (2)群落结构的类型 ①水平结构 a.概念：群落中的各个种群在 上的 或 。 b.分布特征： 性。 c.影响因素：在自然环境中，植物个体因受到 、 、湿度的不同和动物的活动等影响，在水平方向上分布不均匀，使群落在外形上表现为斑块相间。 ②垂直结构：是指群落垂直分化形成的群落 。 水平方向 配置状况 水平格局 镶嵌 光照的强弱 地形的差异 分层现象 (3)影响群落结构的因素 ①陆地群落 植物分层主要受到 的影响，与光合作用有关 动物分层现象主要与群落的不同层次可提供不同的 和特定的 等有关 阳光 食物 栖息环境 因此，不同种群之间的 和 等关系在群落结构形成中具有重要作用。 竞争 捕食 ②生态位的分化 a.生态位的概念：生态系统中一个种群在时间、空间上所 及其与相关种群之间的 称为生态位。 b.意义：生态位的分化提高了生物利用 的能力。任何一个种群在生物群落或生态系统中都会占据一定的生态位。在一个群落中，往往有一些种群在数量、长势上占有一定的优势，而成为群落中的 。 ③生物群落的 性(非均匀一致)也对群落的结构产生影响。例如：a.阳光分布的不均匀性是影响池塘中植物垂直分布的主要因素。b.阳光也是影响池塘中动物昼夜分布变化的重要因素。c.不同季节的光照条件不同，也会引起浮游动物的垂直分布状况发生变化。 占据的位置 功能关系 环境资源 优势物种 空间异质 2.群落随时间而改变 生物群落的结构不是静止不变的，会随着 的推移而发生变化。 (1) 是区分不同群落结构及类型的主要标志。 (2)群落的外貌常常随 的推移而发生周期性的变化，这是群落结构的重要特征。 (3)随着气候季节性交替，群落呈现不同的外貌，这就是 。例如，在温带草原群落中，一年常分为四个季相。 (4)动物的某些季节性变化是对环境变化的 。例如：大雁迁飞、角马迁徙。 时间 群落的外貌 时间 季相 适应 (1)森林有垂直结构，草原只有水平结构(　　) (2)群落的分层现象不仅表现在陆地上，也表现在水域中(　　) (3)洪泽湖近岸区和湖心区不完全相同的生物分布，构成群落的水平结构(　　) (4)群落的外貌和空间结构具有季节性规律的变化(　　) (5)四大家鱼的混养利用了它们在池塘中占据着不同的生态位(　　) (6)若两种动物的生活空间相同，则它们的生态位就完全相同(　　) √ √ √ × √ × 判断正误 8 任务：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。请回答下列问题： 核心探讨 (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生态因子是什么？这是群落的垂直结构吗？ 提示　影响a处植物分布的主要生态因子是温度；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生态因子是什么？这是群落的垂直结构吗？ 提示　b处森林中植物的垂直分层 现象主要受光照强度的影响；c处藻类植物的分层现象主要受光质(光的波长)的影响；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，不能构成群落的垂直结构。矮小的野草丛既存在垂直结构，也存在水平结构。 核心归纳 1.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子有关，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。 2.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。 核心归纳 3.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)生态位分化或(b)一个物种灭绝。 1.下列对不同生物群落空间结构的分析，正确的是 A.草地植株矮小，其中的动物无分层现象，而森林中的动物有分层现象 B.湖泊中深水区与浅水区的植物类型存在差异，依次生长着芦苇、碱蓬 等，体现的是群落的垂直结构 C.淡水池塘中“青、草、鲢、鳙”的垂直分层与其食物的分层关系密切 D.森林中的植物呈分层分布，影响植物分层分布的主要非生物因素是 CO2浓度 √ 典题应用 草地中的动物也有分层现象，A错误； 湖泊中深水区与浅水区的植物类型存在差异，体现的是群落的水平结构，B错误； 影响群落中动物垂直分层分布的主要因素是食物以及栖息环境，C正确； 影响森林中植物分层分布的主要非生物因素是光照强度，D错误。 2.生态位是指生态系统中一个种群在时间、空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系。如图表示物种x和物种y生态位的分布情况。据图分析，下列说法错误的是 A.物种x与物种y的重叠部分越大说明它们的 竞争越激烈 B.物种x生态位较物种y大，在生存斗争中容 易被淘汰 C.物种x与物种y生态位随着时间的推移，生态位重叠程度可能会逐渐降低 D.物种x与物种y可能存在种间竞争和捕食关系 √ 物种x因生态位较物种y大，在生存斗争中容易获胜而得以存活，B错误； 随着时间的推移，群落中生态位相似的两个物种，竞争优势较大的物种就会把另一物种逐渐排除掉，生态位重叠程度逐渐降低，C正确。 网络构建 课时对点练 19 题组一　群落的水平结构和垂直结构 1.下列实例中，属于生物群落的是 A.海洋中全部的鱼 B.一片草地里的跳蝻和蝗虫 C.一棵枯树和其上的苔藓、真菌、昆虫、蜗牛等 D.一个池塘中的藻类、细菌、蚌、水生昆虫等全部生物 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 √ 16 17 2.在一片草地上，与远离水源处相比，靠近水源处物种数量多，牧草长势好。这体现了群落的 A.垂直结构 B.水平结构 C.分层结构 D.时间结构 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 16 17 题述现象是由土壤湿度引起的，体现了群落的水平结构，B正确。 3.(2022·全国乙，5)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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 16 17 森林植物从上到下可分为不同层次，最上层为乔木层，其下依次是灌木层、草本层，②错误； 森林群落中动物的分层现象与食物和栖息环境有关，④正确； 群落中植物因受光照的影响具有垂直分层现象，所以植物的垂直分层现象与植物对光的利用有关，⑥错误。 4.生长于四川大熊猫自然保护区的冷箭竹是大熊猫最主要的食用竹，此种竹子可成片生长为竹林。竹笋位于竹林最下层，幼竹位于中层，成竹位于最高层。竹林中不同地段上生长有不同密度的冷箭竹，冷箭竹稀疏的地方生长有较多的其他植物。从群落的空间结构的角度来看，下列有关说法正确的是 A.竹笋、幼竹、成竹在垂直结构上具有明显的分层现象 B.成片的竹林中不存在水平结构特征 C.竹笋、幼竹、成竹等所有大大小小的冷箭竹构成了一个群落 D.竹林中既具有垂直结构，又具有水平结构 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 16 17 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；冷箭竹的竹笋、幼竹、成竹属于同一物种(或种群)，不属于群落的空间结构；竹林中不同地段上生长有不同密度的冷箭竹，冷箭竹稀疏的地方生长有较多其他生物，因此竹林具有水平结构。 5.下列所举实例中，不能体现群落结构的是 A.温带落叶林的外貌随季节变化 B.草原上的植物形成斑块状和镶嵌状的分布状态 C.田间的玉米合理密植，有高有矮 D.森林里乔木、灌木、草本植物、苔藓等分层分布 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 16 17 草原上的植物形成斑块状和镶嵌状的分布状态为群落的水平结构；森林里乔木、灌木、草本植物、苔藓等分层分布为群落的垂直结构；田间玉米是一个种群，不能体现群落的结构。 题组二　影响群落结构的因素 6.生态位是指生态系统中一个种群在时间、空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系。下列生产实践中，没有利用生态位原理的是 A.稻田养鱼 B.“四大家鱼”混合放养 C.适时捕捞 D.不同农作物间作 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 16 17 生态位的分化是群落垂直结构和水平结构的基础，提高了生物利用环境资源的能力。稻田养鱼充分利用环境资源；“四大家鱼”分别位于不同的水层混合放养，充分利用空间资源；适时捕捞应用的是种群数量变化的规律，不能体现生态位原理；不同农作物间作，充分利用了光和空间。 7.下列有关群落结构的叙述，不正确的是 A.植被的分层结构适于预测鸟类的多样性 B.水生群落的层次性是仅由光的穿透性决定的 C.陆地上决定植物地上分层和地下分层的环境因素有多种 D.温带森林的外貌在春、夏、秋、冬有很大不同 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 √ 15 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 16 17 因植物的分层现象，特定的栖息环境和不同的食物条件会影响鸟类的多样性，所以植被的分层结构适于预测鸟类的多样性，A正确； 水生群落的层次性是由光的穿透性、温度和氧含量等因素决定的，B错误； 陆地上决定植物地上分层的环境因素有光照、温度等条件，决定植物地下分层的环境因素有水分、无机盐等条件，C正确； 由于阳光、温度、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，温带森林的外貌在春、夏、秋、冬有很大不同，D正确。 8.(2022·南通高二期中)随着气候季节性交替，群落呈现不同的外貌，这就是季相。下列关于季相的说法，不正确的是 A.一般情况下，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.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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 15 16 17 √ 群落中的各种植物生长期、繁殖期等出现的时间各不相同，某些动物的繁殖、迁徙等习性也不相同，因此不同季节群落的物种组成和空间结构会发生变化，B错误。 9.(2023·南京高二质检)某研究团队调查了某地甲、乙、丙3种水鸟的种群数量和觅食范围，结果如图所示。下列相关叙述错误的是 A.图示结果不能完整反映出水鸟的生态位 B.推测3种水鸟中丙占据更大的生存优势 C.该地3种水鸟的生态位不可能完全重叠 D.3种水鸟觅食范围的重叠区间竞争最弱 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 17 生态位指生态系统中一个种群在时间、空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系，图示只显示了这些种群的觅食范围，因此图示结果不能完整反映出水鸟的生态位， A正确； 据题图可知，3种水鸟中丙的觅食范围更广，食物来源更充足，在生存上更占优势，B正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 17 根据竞争排除原理，当两个物种的生态位完全重叠时，竞争优势较大的物种会将另一物种完全排除掉，该地区3种水鸟都能存在，因此该地3种水鸟的生态位不可能完全重叠，C正确； 3种水鸟觅食范围有重叠，即存在食物争夺，重叠区间争夺食物更激烈，竞争更强，D错误。 10.(2023·徐州高二质检)立体高效栽培是目前日光温室发展的一个方向，这种栽培方式能在有限的空间内创造出更高的经济效益。采用草莓、甜瓜套作栽培，打破了传统日光温室中单一栽培草莓的形式。在早春季节草莓收获将要结束时，垄间定植甜瓜，将再一次获得可观的经济收入。下列相关叙述错误的是 A.立体栽培充分利用了群落的空间结构和季节性，提高了阳光的利用率 B.甜瓜与草莓套作后群落的水平结构改变 C.该草莓、甜瓜套作栽培模式中草莓与甜瓜之间竞争程度加强 D.立体栽培中动物、植物、微生物的所有生物共同构成完整的群落 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 17 立体栽培充分利用了群落的空间结构和季节性，有效地利用了阳光等环境资源，A正确； 该草莓、甜瓜套作栽培模式中，由于草莓与甜瓜的种植存在时间差，因此两者之间竞争程度较弱，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 17 11.在一个发育良好的森林里，从树冠到地面可划分为乔木层、灌木层、草本层等，同时林下透光度不同的地段，植物种类也有所区别。这表明群落有一定的 A.垂直结构和水平结构 B.物种组成和数量比例 C.对群落产生重大影响的优势物种 D.直接或间接的营养关系 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 16 17 12.如图为某一区域内M、N两物种的资源利用曲线，从图中可以得出的结论是 A.曲线不重叠时，M与N一定不存在竞争 B.d越小，M与N竞争越激烈 C.b越大，生物适应环境的能力越弱 D.M、N两物种间存在捕食关系 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 16 17 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 16 17 曲线的重叠部分，说明两物种有共同的食物，即存在竞争关系，但在曲线不重叠的情况下，M、N两物种有可能因争夺空间或栖息场所构成竞争关系，A错误； d越小，曲线重叠的面积就越多，表明M、N共同摄取食物的种数越多，二者竞争越激烈，B正确； b越大，表明生物的可利用资源(摄取食物的种数)就越多，适应环境的能力应越强，C错误； 据题图不能得出M与N之间存在捕食关系的结论，D错误。 13.(多选)下列有关群落季节性的叙述，正确的是 A.群落的外貌出现季节性变化与光照强度、温度及降雨等有关 B.某群落中的动物种类出现季节性变化与温度有关，与水资源无关 C.夏枯草在每年春季开花、夏季结束生活周期，使群落物种多样性呈现 周期性变化 D.北方地区农田中冬季多见小麦，夏季多见玉米，体现了农田群落的季 节性 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 √ 16 17 季节性河流区域等群落中的动物出现迁入、迁出情况，主要受水资源的影响，B错误。 √ √ 14.(多选)科学家以车轴草和粉苞苣为对象，研究植物根竞争和冠竞争的关系，结果如图所示(百分率表示干重百分率)。据图分析，下列说法错误的是 A.两种植物的竞争包括竞争水分、 无机盐、阳光、空气、空间等 B.两种植物的根和冠都存在竞争， 根竞争所产生的影响更大 C.植物对阳光的竞争不会影响根 部对无机盐的吸收 D.两种植物根竞争和冠竞争的效果是可以积累的 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 √ √ 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 16 17 根从土壤中获取水分和无机盐，枝条获取阳光和空气，两种植物的根和冠都会对空间展开竞争，故两种植物的竞争包括竞争水分、无机盐、阳光、空气、空间等，A正确； 据图可知，两种植物的根和 冠都存在竞争，根竞争干重百分率为65%，冠竞争干重百分率为47%，冠竞争所产生的影响更大，B错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 16 17 植物对阳光的竞争会导致光合作用的差异，而根吸收无机盐是主动运输，需要耗能，光合作用制造的有机物可在细胞呼吸过程中分解并产生能量，故植物对阳光的竞争会影响根部吸收无机盐的能力，C错误； 据图可知，根＋冠竞争的干重百分率最低，所以植物根竞争和冠竞争的效果是可以积累的，D正确。 15.(多选)如图是一个北温带湖泊的垂直结构示意图，下列说法正确的是 A.表水层是浮游生物活动 的主要场所 B.植物残体的腐败和分解 过程主要发生在底泥层 C.表水层含氧量夏季比冬季高是由于夏季植物光合作用更旺盛 D.夏季氧气含量与水深成反比，与温度及光的穿透性有关 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 √ √ √ 16 17 据图分析可知，表水层含氧量夏季比冬季低。 16.回答下列关于群落结构的问题： (1)一个群落的不同地段往往分布着不同的种群，外形上表现为斑块相间，这种现象称为_________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 16 17 镶嵌分布 (2)两个或多个群落之间的过渡区域称为群落交错区，是一个种群竞争激烈的区域。图甲呈现了不同群落交错区的群落组合数与鸟类建巢数的关系。请参照该图推测，群落交错区的种群数目比单一群落区____(填“多”或“少”)，出现这种现象的原因是_____________________________________________ _______。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 16 17 多 群落交错区可包含两个或多个重叠群落中的大多数种群 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 16 17 由图甲可见，某一地段上群落组合数越多，鸟类建的巢数就越多，由此推测鸟的种类数也越多，推而广之，其他种群数也越多，原因是该地段包含了两个或多个重叠群落中的大多数种群。 (3)生物种间关系影响群落的结构。图乙表示潮间带常见的滨螺(捕食藻类，尤其喜食小型绿藻浒苔)密度与藻类种数的关系。请据图分析： ①当滨螺密度由0逐渐增大到150个/m2左右时，藻类种数逐渐增多，由此可知，小型绿藻浒苔在与其他藻类的竞争中处于_______(填“优势”或“劣势”)地位。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 16 17 优势 ②当滨螺密度超过了150个/m2时，藻类的种数下降的原因是___________ _____________________________________________。 浒苔供不 应求时，滨螺取食其他藻类，从而使藻类种数减少 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 16 17 滨螺捕食藻类，但更喜欢取食藻类中的小型绿藻浒苔，即当滨螺所处环境既有浒苔又有其他藻类时，滨螺会首选浒苔取食。正因为如此，随着滨螺密度由0逐渐增加到150个/m2左右时，浒苔被大量捕食，为其他藻类的生存提供了空间等条件， 从而使藻类的种数增加，由此可见，浒苔在与其他藻类竞争中占优势地位；当滨螺密度超过150个/m2时，其喜食的浒苔几乎被取食殆尽，只能转向取食其他藻类，因此藻类的种数随着滨螺密度的继续增大而减少。 17.回答下列有关群落的问题： (1)热带雨林中的植物具有明显的分层现象，这与环境因素____________有关；动物也有类似的分层现象，这是因为_________________________ _______________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 16 17 光照(或阳光) 植物的垂直分层为动物提 供了特定的栖息环境和不同的食物 群落在垂直方向上具有明显的分层现象，森林植物的分层与对光的利用有关。动物分层现象主要与群落的不同层次可提供不同的食物和特定的栖息环境等有关。 (2)科研人员对林地植被进行了调查，发现不同环境群落特征各异，阳坡和阴坡植被差异明显。对阳坡的物种生态位重叠(对同一环境中的资源需求类型或需求量相近)系数进行分析，其结果如表所示。通过表中数据分析可知，阳坡植被种间竞争最激烈的两个种群是___________，原因是阳坡光照较强，温度较高，导致植物对_____的竞争较激烈。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 16 17 种名 山桃 丁香 油松 刺槐 山桃 1 0.12 0.13 0.14 丁香 0.12 1 0.73 0.76 油松 0.13 0.73 1 0.88 刺槐 0.14 0.76 0.88 1 油松和刺槐 水分 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 分析题意可知，物种生态位重叠系数越高，表明物种生存所需的环境条件越相似，种间竞争越激烈。根据表中数据可知，油松和刺槐的生态位重叠系数最大，所以两者的种间竞争最激烈。阳坡光照充足，能够满足较多植物的生存需要，但温度高，水分缺乏，所以物种间竞争水分比较激烈。 16 17 (3)叶片的大小、形状等直接影响群落的结构与功能。生态学家构建的叶片大小与光照、水分的关系模型如图所示。请根据该图分析： ①热带雨林草本层的植物叶片大小与图中的第___号相似，理由是___________ ___________________________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 16 17 7 热带雨林中 湿度较大，且植物位于草本层，接受的光照较少 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 分析题图可知，图中7号叶片的植物，适于生长在阴湿环境中，与热带雨林中的草本层植物所生活的环境类似。 16 17 ②调查发现，热带旱生林的植物叶片较小，类似图中的3号，理由是_________ ____________________________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 15 16 17 阳光充足，炎热干旱，叶片小，有利于减少水分蒸腾 图中3号叶片较小，有利于减少水分蒸腾，具有这种叶片的植物适于生活在阳光充足，炎热干旱的环境。 $$