2.2 群落具有垂直、水平和时间结构 -【步步高】2023-2024学年高二生物学选择性必修2 生物与环境（浙科版2019）

第二节　群落具有垂直、水平和时间结构 [学习目标]　列举群落的垂直、水平和时间结构。 一、群落垂直结构和水平结构 1．植物的生长型 (1)依据：植物的外貌和形态结构。 (2)分类(六种)：乔木、灌木、藤本植物、草本植物、附生植物、地表植物。 (3)意义：可以反映植物生活的环境条件。 2．群落的垂直结构 (1)概念：主要指群落的分层现象。不同生长型的植物分别配置在群落的不同高度上，形成了群落的垂直结构。 (2)不同群落的垂直结构 ①温带落叶阔叶林群落的垂直结构：树冠层→下木层→灌木层→草本层→地表层。其中树冠层对群落影响最大。 ②热带雨林群落的垂直结构最复杂。 ③寒温带针叶林群落结构比较简单，草原群落的结构更为简单。 (3)意义：成层结构是物种自然选择的结果，它不仅缓解了植物之间争夺阳光、空间、水分和矿质营养的矛盾，而且植物在空间上的成层排列，扩大了植物利用环境的范围，提高了植物的光能利用率。 (4)群落中动物的分层现象主要与食物有关。 3．群落的水平结构 (1)形成：群落中的生物在水平方向上的配置状况。 (2)特点：分布往往呈不均匀性，表现为斑块状和镶嵌性。 (3)形成原因 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的影响。 判断正误 (1)群落中植物的垂直结构与光能的合理利用无关(　　) (2)群落中动物的垂直结构主要与温度不均匀有关(　　) (3)群落的分层现象是物种自然选择的结果(　　) (4)群落中植物的水平结构主要表现为物种的均匀分布(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)× 任务一：群落的垂直结构 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因素是什么？这是群落的垂直结构吗？ 提示　影响它们分布的主要因素是温度。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强度的影响，c处藻类植物的分层现象主要是受光质(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　群落中植物的垂直结构为动物创造了栖息空间和食物条件。 (4)在森林b中，乔木的基部和被其他树冠遮盖的位置，光线往往较暗，适于苔藓植物等喜阴植物的生存；在树冠下的间隙等光照较为充足的地段，则有较多的灌木与草丛。这属于群落垂直结构还是水平结构？ 提示　水平结构。 (5)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。矮小的野草丛有垂直结构和水平结构的存在。 　群落结构的2个易错点 (1)不要把“竹林中的竹子整齐一致”误以为是群落的结构特征，这里的竹子属于种群范畴。 (2)垂直分布≠垂直结构 ①高山植被的垂直分布是由于随海拔高度升高，温度下降明显，从而导致不同海拔高度植被(群落)分布不同。例如，阔叶林—针叶林—高原草甸—苔原就是四个不同的群落的垂直分布。 ②群落的垂直结构的分层现象是指同一个群落内不同物种的配置情况，包括植物的分层现象(决定因素主要是光照)和动物的分层现象(决定因素主要是食物)。 1．北方针叶林的两栖类栖息在草本层中，苇莺主要在灌木层活动，柳莺则出没在树冠层。这体现了群落的(　　) A．时间结构 B．垂直结构 C．水平结构 D．植物生长型 答案　B 2．关于群落的结构，以下理解不正确的是(　　) 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 答案　C 解析　竹林中的箭竹属于一个种群，而不是群落，没有垂直结构上的分层现象。 3．(2023·嘉兴高二检测)下列关于群落的水平结构的叙述，错误的是(　　) A．土壤湿度、盐渍化程度和风等环境条件都能影响群落的水平分布 B．陆地群落中各个物种在水平方向上的分布很少是均匀的 C．不同植物自下而上分别配置在群落的不同高度上，形成了群落的水平结构 D．植物种子的传播能力有差异也会影响群落的水平结构 答案　C 解析　不同植物自下而上分别配置在群落的不同高度上，形成了群落的垂直结构，C错误；不同生物繁殖体的扩散能力有差异是导致群落具有水平结构的原因之一，D正确。 二、群落的时间结构 1．概念：群落的组成和外貌可随时间改变而发生有规律的变化。 2．群落的季节性变化非常明显。在温带地区，草原和森林群落的外貌在春、夏、秋、冬有很大差异，草原群落中动物的季节性变化也十分明显。 判断正误 (1)群落的组成和外貌变化与自然环境的时间节律变化无关(　　) (2)群落时间结构的形成是物种长期自然选择的结果(　　) 答案　(1)×　(2)√ 任务二：群落的时间结构 举例说明群落中植物的季节性变化。群落的季节性变化属于群落的时间结构吗？ 提示　植物在一年四季的生长过程中，叶、花、果实的形状和色彩随季节变化所表现出来的变化。如北方的落叶阔叶林，在春季开始抽出新叶，夏季形成茂密的绿色林冠，秋季树叶一片枯黄，到了冬季则树叶全部落地。群落的季节性变化属于群落的时间结构。 　群落的时间结构≠群落的季节性变化 群落的时间结构描述的范围比群落的季节性变化要大一些，包括组成和外貌，从时间上来说不一定是以季节为单位。如果是以季节为单位，这样的外貌变化就是群落的季节性变化。 4．(2023·湖州高二月考)下列不属于群落时间结构的是(　　) A．群落物种组成的昼夜变化 B．沼泽植物在生长季节中陆续开花 C．传粉昆虫喜欢在阳光充沛的地方活动 D．热带雨林的外貌随时间发生有规律的变化 答案　C 解析　群落的时间结构主要表现在昼夜变化和季节性变化两个方面，A不符合题意；沼泽植物在生长季节中陆续开花属于群落时间结构中的季节性变化，B不符合题意；传粉昆虫喜欢在阳光充沛的地方活动不属于群落的时间结构，C符合题意；热带雨林的外貌随时间发生有规律的变化属于群落时间结构中的季节性变化，D不符合题意。 题组一　群落的垂直和水平结构 1．(2023·金华高二质检)宋代诗人梅尧臣用“原上种良桑，桑下种茂麦”来描写民间桑、麦种植的情景，这种现象属于(　　) A．种群的空间特征 B．种群的数量变化 C．群落的垂直结构 D．群落的水平结构 答案　C 解析　“原上种良桑，桑下种茂麦”表明了桑和麦在垂直方向上具有分层现象，这种现象属于群落的垂直结构。 2．(2022·丽水高二阶段检测)种子直接落在母株周围产生成簇的幼株，形成集群。这体现了群落的(　　) A．时间结构 B．水平结构 C．垂直结构 D．分层现象 答案　B 解析　群落中有的植物的种子直接落在母株周围形成集群，有的却随风散播得很远，这体现了群落中植物的镶嵌性分布，属于群落的水平结构，B正确。 3．大多数生物群落在空间上有垂直分层现象，称为群落的垂直结构。引起森林群落中植物和动物垂直分层现象的主要因素分别是(　　) A．温度、食物 B．温度、光照 C．温度、温度 D．光照、食物 答案　D 4．内蒙古草原群落优势种针茅草的分布呈一丛一丛的斑块状，而整个草原的草本植物呈镶嵌性分布。下列关于造成这一现象的原因的叙述，错误的是(　　) A．植物种子的传播能力有差异 B．群落垂直方向上光照有差异 C．动物活动影响群落内部环境 D．群落水平方向土壤湿度不同 答案　B 解析　草原群落的垂直方向上光照差别不大，B符合题意。 5．(2022·诸暨高二期中)下列有关生物群落空间结构的叙述，错误的是(　　) A．群落的空间结构加剧了种间竞争和种内竞争 B．不同水层动物分布不同主要受食物的影响 C．盐碱度等条件的差异会导致群落中的生物呈现镶嵌性分布 D．草原中的群落既有水平结构，也有垂直结构 答案　A 解析　群落的空间结构有利于对资源的充分利用，减缓了种间的竞争，A错误。 6．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。下列有关叙述错误的是(　　) 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 答案　C 解析　由图示可知，各个生物种群占据了不同的空间，A正确；上述现象属于群落的水平结构，可能是地形变化导致的，B正确，C错误；人为因素会影响种群的分布，进而影响群落的结构，D正确。 7．群落在自然选择和适应的过程中形成了一定的结构。下列关于群落结构的叙述，正确的是(　　) A．群落中植物的分层现象与光能的合理利用无关 B．群落中动物的分层现象主要与温度不均匀有关 C．群落时间结构的形成是物种长期自然选择的结果 D．群落中植物的水平结构主要表现为物种的均匀分布 答案　C 解析　群落中植物的分层现象与光能的合理利用有关，植物高低错落有致，是为了最大限度地利用光能，A错误；群落中动物的分层现象主要与动物习性、食物等有关，B错误；群落时间结构是群落的组成和外貌随时间改变而发生有规律的变化，其形成是物种长期自然选择的结果，C正确；大多数群落中的各个物种在水平方向上的分布往往呈不均匀性，表现为斑块状和镶嵌性，D错误。 题组二　群落的时间结构 8．某温带草原在夏季是无垠绿土、胡马长嘶的情景，在其他季节该草原又会呈现另一番外貌。上述现象属于群落的(　　) A．季节性变化 B．生态位 C．水平结构 D．昼夜变化 答案　A 解析　该温带草原在夏季和其他季节出现不同的外貌，是群落的组成和外貌随时间而发生的有规律的变化，属于群落的季节性变化，A正确。 9．(2023·嘉兴高二期末)在草地中，蝶类白天活动，夜蛾类晚上活动。这种现象体现了群落的(　　) A．营养结构 B．垂直结构 C．水平结构 D．时间结构 答案　D 10．某温带落叶阔叶林群落中，以草本植物为例，春季草本植物由莲花、顶冰花、侧金盏花等组成，当它们生长旺盛、花朵盛开时，其他大多数夏季草本植物则刚开始生长。而当夏季草本植物争妍时，早春生长旺盛的草本植物已结束其营养生长，地上部分死亡，地下部分进入休眠状态。据此分析，下列叙述正确的是(　　) A．所有的草本植物组成一个群落 B．在水平方向上草本植物有明显的分层现象 C．群落的组成和外貌会随着时间而改变 D．群落外貌的变化与自然环境的时间节律变化无关 答案　C 解析　一定时间内聚集在一定空间内的所有生物种群的集合体称为一个群落，所有的草本植物不是一个群落，A错误；群落的组成和外貌会随着时间而改变，称为群落的时间结构，C正确；自然环境的时间节律变化会影响到群落的组成和外貌，如鸟类的迁徙，D错误。 11．在一个发育良好的森林里，从树冠到地面可划分为树冠层、下木层、灌木层、草本层和地表层，同时林下透光度不同的地点，植物种类也有所区别。在每一个层次上，都有各自特有的动物栖息。下列叙述错误的是(　　) A．植物存在着垂直结构，主要是由光照引起的 B．动物不存在垂直分层现象 C．对群落产生重大影响的是树冠层 D．该群落的水平结构呈斑块状和镶嵌性 答案　B 解析　植物的垂直结构决定了动物也存在垂直分层现象，B错误。 12．(2022·杭州高二检测)如图甲、乙、丙为三个自然群落，甲为草本群落，乙为灌木群落，丙为森林群落。下列与图示相关的分析，错误的是(　　) A．春天草原返青，秋天草木枯黄，这些不属于群落结构的范畴 B．群落的结构不是恒定不变的，而是受多种因素影响，处于动态变化中 C．乙中灌木层的疏密程度也会影响草本层的水平结构 D．丙中乔木、灌木、草本的分层现象是植物群落的一种空间结构 答案　A 解析　群落的结构包括空间结构和时间结构，春天草原返青，秋天草木枯黄属于群落的时间结构，A错误；乙中灌木层的疏密程度会影响光照等，进而影响草本层的水平结构，C正确；丙中乔木、灌木、草本的分层现象是植物群落的一种空间结构，即垂直结构，D正确。 13．(2022·绍兴高二期末)森林群落中老龄树木死亡造成林冠层出现空隙，称为林窗。研究者调查了某森林中林窗下与林下的土壤动物群落，得到如图所示的结果。下列相关叙述错误的是(　　) A．在各层次中林窗下的土壤动物丰富度均高于林下 B．光照明显影响了土壤动物群落的垂直结构 C．林窗下和林下土壤动物种类随深度的增加而减少 D．林下不同时间调查获得的土壤动物丰富度基本相同 答案　D 解析　林窗下和林下属于水平结构，距离地面的深度属于垂直结构，随着土层深度的增加，土壤中动物种类数越来越少，这表明光照同时影响土壤动物群落的水平结构和垂直结构，B正确；由图分析可知，随着土层深度的增加，林窗下、林下土壤动物种类随之减少，C正确；该调查只统计了林窗下和林下不同层次的土壤动物种类数，并没有关于林下不同时间调查获得的土壤动物丰富度的统计，故不能对林下不同时间的土壤动物丰富度进行判断，D错误。 14．如图为植物群落生长的分层现象，下列对此现象的解释不正确的是(　　) 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，所以要合理密植 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，进行间作套种 答案　C 解析　同一生物构成的种群无分层现象，只有群落才具有分层现象，C错误。 15．如表为某研究团队对某一海拔区域内鸟类分层情况的研究结果。下列有关叙述错误的是(　　) 植物群落分层情况 鸟的种类 食物或栖息地 上层 一种雀鸟 以高大乔木的种子为食 中层 煤山雀、黄腰柳莺 营巢 草本层 血雉、白尾梢虹雉 以种子、幼嫩植物体、苔藓或昆虫为食 A.在水平方向上，生物种类的分布也存在差异 B．该海拔区域内的植物在垂直方向上存在分层现象 C．该海拔区域内，鸟的全部个体形成群落 D．煤山雀、黄腰柳莺具有竞争关系 答案　C 解析　在水平方向上，由于光照、风、土壤湿度和盐渍化程度等存在差异，生物种类的分布也存在差异，A正确；该海拔区域内的植物群落具有垂直结构，B正确；群落包括一个区域内的全部生物种群，C错误；煤山雀、黄腰柳莺都在中层营巢，争夺栖息空间、食物等，具有竞争关系，D正确。 16．某湿地是由长江携带的泥沙长期淤积逐渐形成的，将该湿地由近水边到岸边分为光滩区、近水缓冲区和核心区，如图所示。 请回答相关问题： (1)核心区的生物分布表现为斑块状和镶嵌性，这说明群落具有______________。 (2)该群落的外貌在春、夏、秋、冬有很大的不同，这就是群落的______________。 (3)白鳍豚是生活在我国长江的肉食濒危动物，调查其种群大小可以选择的方法是________。若禁止在长江捕捉各种鱼类，白鳍豚的K值将______________。 答案　(1)水平结构　(2)时间结构　(3)标志重捕法　增大 17．据《氾胜之书》记载，在瓜田中“又种薤(xie)十根……居瓜子外。至五月瓜熟，薤可拔卖之，与瓜相避。又可种小豆于瓜中，亩四五升，其藿可卖。此法宜平地，瓜收亩万钱”。这种生产就是立体农业的雏形。现代立体农业的实例有湖北省某林场在板栗林里栽培茶树，通过精心管理取得了板栗茶树两旺，提高了经济效益。板栗是一种深根性树种，一般高度为3～4 m；茶树是根系较浅的小灌木，高度为1 m左右。请分析回答下列问题： (1)题干中两种立体农业生产模式都取得了较高的经济效益，这是因为在有限的空间里，不同植物高矮结合，__________________________________，提高了作物产量。 (2)板栗与茶树的根系深度不同，这体现了该地群落结构的________________现象，这有利于植物充分利用________________等资源。 (3)若要调查一片面积为4 hm2近方形板栗林里的板栗树种群密度，可以用________(方法)调查，宜采用的取样方法是__________________。 (4)若要调查板栗园土壤中小动物的丰富度，可以用______________(方法)进行采集、调查。采集到的小动物可以放入__________________溶液中保存，也可以放入试管中。 答案　(1)提高了群落利用阳光等环境资源的能力 (2)分层　水分、矿质营养　(3)样方法　五点取样法　(4)取样器取样法　70%的酒精 解析　(1)题干中两种立体农业生产模式均利用了群落的空间结构原理，充分利用了阳光等环境资源，提高了作物产量，都取得了较高的经济效益。(2)板栗是一种深根性树种，一般高度为3～4 m，茶树是根系较浅的小灌木，高度为1 m左右，两树种合理搭配，植物的地上部分和地下部分都具有明显的分层现象，有利于植物充分利用阳光(地上部分) 和水分、矿质元素(地下部分)等资源。(3)植物种群密度的调查用样方法，在方形的地块，可以用五点取样法进行取样。(4)土壤中小动物身体微小，活动能力较强，可用取样器取样法调查土壤中小动物的丰富度，采集到的小动物可以放入70%的酒精溶液中保存，也可以放入贴有标签的试管中。 学科网（北京）股份有限公司 $$