2.1.2 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-【正禾一本通】2024-2025学年高中生物选择性必修2同步课堂高效讲义教师用书 （人教版2019 单选）

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.生命观念：描述群落的空间结构和季节性。 2.科学思维：通过分析自然群落中某种生物的生态位，说出生态位的概念及生态位分化的意义。 3.科学探究：尝试运用取样调查的方法研究土壤中小动物类群的丰富度。 任务一　群落的空间结构 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.A图表示群落的垂直结构 (1)表现：垂直方向上有明显的分层现象。 (2)决定因素： ①植物 ②动物：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。 (3)意义：显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。 2.B图表示群落的水平结构 (1)表现：水平方向上的生物常呈镶嵌分布。 (2)影响因素：地形变化、土壤湿度、盐碱度的差异、光照强度、生物自身生长特点的不同以及人和动物的影响等。 如图a、b、c分别代表在－200 m～3 800 m的海拔内，山坡、森林、海洋三个不同的自然区域内植物的分布状况。 (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。不是。 (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受光照强度影响形成；c处藻类植物的分层现象主要受光质(光的波长)影响形成。是。 (3)b处决定植物地下分层的环境因素有水分、无机盐等。 (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。 【易错提醒】　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。 1.分层现象是森林群落垂直结构最直观的特征。下列叙述错误的是(　　) A.植物的分层缓解了植物之间争夺阳光等资源的矛盾，也提高了群落的光能利用率 B.森林不同层次的植物生态特性和生活习性的不同加剧了不同植物之间的竞争 C.动物的分层现象主要与食物有关，还与阳光、温度、水分等非生物因素有关 D.土壤中的水分和矿质营养状况是影响森林植物地下部分分层的主要因素 解析：选B。森林各层次中植物的不同生态特性和生活习性减弱了不同物种个体之间的竞争，B错误。 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.图中现象可能是地形变化导致的 C.图中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 解析：选C。由图示可知，各个生物种群占据了不同的空间，A正确；图中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。 3.(2024·湖北武汉高二期末)如图为某座山不同垂直高度上七种昆虫的分布曲线，其中a、c、f、g是叶蝉(刺吸式害虫，能导致植物汁液流失等危害)，b、d是啮虫，e是芫菁。下列分析中正确的是(　　) A.图中显示出群落具有垂直结构，没有水平结构 B.叶蝉被认为是对农业生产的一种重要害虫，是因为它们能捕食农作物 C.不同种的昆虫只在一定的垂直高度范围内存活，可能与其食物来源有关 D.同一垂直高度上分布的昆虫之间无竞争关系 解析：选C。由图可知，同一垂直高度上，有多种昆虫，同垂直高度种群分布不同，体现的是群落的水平结构，A错误；刺吸式害虫是农作物的寄生生物，B错误；昆虫的分布与食物条件和栖息空间有关，不同种的昆虫只在一定的垂直高度范围内存活，可能与其食物来源有关，C正确；同一垂直高度上的昆虫种类和数量不同，它们之间为了争夺资源会有竞争，D错误。 任务二　群落的季节性和生态位 　　　　　　　　　　　　　　　　 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和作用，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。 (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。 请结合教材“思考·讨论：分析当地自然群落中某种生物的生态位”的资料，回答下列问题： 1.这4种鸟选择觅食生境的策略有哪些异同？哪一种鸟觅食生境的范围更宽？ 提示：绿翅鸭和鹤鹬选择觅食生境的策略基本相同，两者均选择生境1和生境3，并以生境1为主，不选择生境2；绿头鸭主要选择生境1；青脚鹬在3个生境中均出现，在生境3中出现的概率高于生境1和生境2。青脚鹬的觅食生境范围更宽。 2.如果两种鸟的觅食生境一样，生态位就完全一样吗？ 提示：不一定。绿翅鸭和鹤鹬选择的觅食生境基本相同，但是食物种类有较大差异，占用的资源以及与其他物种的关系也不一样。 3.任选一种鸟，分析它的食性。从觅食的角度，与它有竞争关系的鸟类有哪些？ 提示：以绿翅鸭为例，绿翅鸭以小坚果为主要食物，还吃茎类、螺类、贝壳沙砾等，与绿头鸭的食物种类重合度较高，二者存在明显的种间竞争关系；绿翅鸭与鹤鹬、青脚鹬也有种间竞争关系，因为它们都捕食螺类，绿翅鸭与鹤鹬都吃贝壳沙砾。 4.任选一种鸟，从觅食生境、种间关系等多个方面综合描述这种鸟类的生态位。 提示：以青脚鹬为例，它们的觅食生境包括低潮盐沼—光滩带、海三棱藨草带及海堤内鱼塘—芦苇区；主要以草屑、螺类、甲壳类为食；青脚鹬与鹤鹬存在明显的种间竞争，因为它们都以草屑和螺类为主要食物，青脚鹬与绿翅鸭、绿头鸭也存在种间竞争，因为它们都捕食螺类，青脚鹬和绿头鸭还捕食甲壳类。 【归纳总结】　生态位的重叠及研究意义 (1)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，可能出现生态位移动或一个物种绝灭。 (2)人们根据动物或植物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。 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，错误的是(　　) 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 解析：选B。群落中各种植物的生长期、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。 2.下列有关生态位的叙述，错误的是(　　) A.生态位、群落的范围和边界都属于生物群落研究的范畴 B.不同物种的生态位一旦有重叠种间竞争就会加剧 C.不同物种占据不同生态位，有利于生物对环境资源的充分利用 D.同一物种的生态位不是一成不变的，而是处于动态变化中 解析：选B。不同物种生态位重叠不一定伴随着种间竞争加剧，一般资源短缺时才会发生种间竞争加剧，B错误。 3.(2024·安徽宿州高二期中)生活在同一地区的不同物种，它们的生态位总是有一定的差别。如图表示运用食物资源利用曲线来表示不同物种生态位的关系。下列相关叙述错误的是(　　) A.生态位的差别是在种内竞争和种间竞争的作用下形成的 B.生态位就是指物种在群落中所处的空间及占用资源的情况 C.在生物进化的过程中，a图和c图表示的生态位关系可能向b图进化 D.生态位的形成是物种之间及生物与无机环境协同进化的结果 解析：选B。种内竞争和种间竞争会使不同物种或同一物种的不同个体对资源的利用出现差异，导致生态位的差别，A正确。生态位是指一个物种在群落中的地位和作用，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，B错误。a图两曲线生态位大部分重叠，竞争激烈，通过缩小生态位(生态位的分离)减少竞争，进而向b图类型进化；c图两曲线之间仍有一些食物资源未被利用，在种内竞争的作用下，两个物种必然扩大生态位进而会有食物种类的重叠，向b图类型进化，C正确。物种之间及生物与无机环境协同进化(物种之间、物种与无机环境之间相互适应)会导致生态位的形成，D正确。 任务三　研究土壤中小动物类群的丰富度 　　　　　　　　　　　　　　　　 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。 ①记名计算法：在一定面积(体积)的样地中，直接数出各种群的个体数，这一般适用于个体较大、种群数量有限的物种。 ②目测估计法：按预先确定的多度等级来估计单位面积(体积)中个体数量的多少。等级的划分和表示方法有：非常多、多、较多、较少、少、很少等。 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。 【点拨】　研究土壤中小动物类群丰富度的注意事项 (1)从不同营养环境中采集的土壤样本要分别统计。 (2)尽可能多地收集小动物。收集小动物时，根据土壤中生物的避光性和趋湿性来收集。 (3)从同样营养土壤中采集的样本，多组同学进行统计比较。 1.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A诱虫器。 2.如图为两种采集土壤中小动物的装置图。 (1)甲装置的花盆壁和放在其中的土壤之间留一定空隙的目的是什么？ 提示：便于空气流通。 (2)如果将采集的小动物作为标本长时间保存，应选择乙图中的哪种采集方式？如果将采集的小动物用于实验室培养，应选择哪种？ 提示：吸虫器A。吸虫器B。 【归纳总结】　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 1.(2024·河北石家庄高二期末)某兴趣小组利用课外时间进行了“研究土壤中小动物类群丰富度”的探究活动，下列是某同学在研究过程中的一些操作，其中正确的是(　　) A.对无法知道名称的小动物直接忽略，不记录它们的特征 B.在统计丰富度时，采用取样器取样法和目测估计法 C.为调查不同时间土壤小动物的丰富度，分别在白天和晚上取同一地块的土样进行调查 D.一些有较强活动能力的土壤小动物，采用标记重捕法调查土壤小动物的物种相对数量 解析：选C。对于无法知道名称的小动物不可直接忽略，需要记录它们的特征，A错误。在统计丰富度时，通常采用取样器取样法；统计物种相对数量通常采用记名计算法和目测估计法，B错误。为调查不同时间土壤小动物的丰富度，可以分别在白天和晚上，取同一地块的土样进行调查，C正确。土壤小动物一般身体微小，不适于用标记重捕法进行调查，D错误。 2.下列有关调查种群密度及土壤小动物类群丰富度的说法，正确的是(　　) A.五点取样和等距取样是样方法取样的常用方式，遵循了随机取样的原则 B.调查土壤小动物丰富度时，用诱虫器采集小动物时没有打开电灯，则调查数值偏大 C.用标记重捕法调查池塘中鲤鱼的种群密度时，部分鲤鱼身上的标记物脱落，则种群密度估算偏小 D.土壤小动物的采集方法主要有记名计算法和目测估计法 解析：选A。五点取样和等距取样是样方法取样的常用方式，遵循了随机取样的原则，A正确；调查土壤小动物丰富度时，用诱虫器采集小动物时没有打开电灯，导致小动物的趋暗特性无法正常表现，则调查数值偏小，B错误；若部分鲤鱼身上的标记物脱落，则会导致重捕中被标记的个体数偏小，最终导致实验所得数值比实际数值大，种群密度估算偏大，C错误；土壤小动物物种相对数量的统计方法主要有记名计算法和目测估计法，D错误。 3.为了调查群落中物种数的多少，通常采用最小面积的方法来统计。最小面积是指基本上能够表现出某群落中所有植物种类的最小样方面积。下图为各林地样方面积与物种数的关系曲线，以下说法正确的是(　　) A.从曲线图可以看出，群落丰富度越大，其最小面积越小 B.统计热带雨林土壤中小动物丰富度不可以用标记重捕法 C.样方面积太小，不能完全反映群落的物种数，所以样方面积越大越好 D.随着样方面积不断加大，样方内物种数越来越多 解析：选B。根据题图分析，三种林地中热带雨林的物种数最多，最小样方面积最大，说明群落丰富度越大，其最小样方面积越大，A错误；土壤中小动物丰富度不适宜用标记重捕法或样方法调查，应采用取样器取样法进行采集、调查，B正确；样方面积太小，不能完全反映群落的物种数，但也不是样方面积越大越好，应选择基本上能够表现出某群落中所有植物种类的最小样方面积，C错误；在最小面积内，随着样方面积不断加大，样方内物种数越来越多，超过最小面积，样方内物种数不再增多，D错误。 新情境命题　　　　　　间作套种(社会责任) 间作套种是一项重要的增产措施，又被称为立体农业。某农科院专家在对当地农民进行间作套种指导时，给出了如下建议：作物植株应高矮搭配，根系应深浅不一；不同作物对病虫害要能起到相互制约作用；主副作物成熟时间要错开；作物品种双方要互利；爬蔓型作物宜与直立型作物套作…… 【命题设计】 1.考查知识迁移能力及对概念的理解 (1)间作是在空间上配置作物布局，套种可使主副作物成熟时间错开。间作和套种分别体现了群落的________________和________________。 2.考查长句表达能力及科学思维 (2)建议中提及“作物植株应高矮搭配，根系应深浅不一”，反映出植物无论在地上还是地下，垂直方向上都存在________现象；选择根系分布深浅不一的作物进行种植的目的是________________________________________________________________________。 3.考查对问题的分析能力及社会责任 (3)玉米螟等病虫害严重影响着玉米产量，在玉米中间作套种南瓜可以有效减轻玉米螟的危害，因为南瓜花蜜能引诱赤眼蜂，赤眼蜂会把卵产在玉米螟的卵中。与喷洒农药相比，间作套种能从根本上降低玉米螟的________________，使其得到有效防治，这种方法可以使玉米螟数量控制在较低水平，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________。 解析：(1)间作是在空间上配置作物布局，这体现了群落的空间结构。套种可使主副作物成熟时间错开，这体现了群落的季节性。(2)作物植株应高矮搭配，根系应深浅不一，这体现了群落的垂直结构，垂直方向上存在分层现象。为了更充分地利用不同土层的水分和无机盐等，应选择根系分布深浅不一的作物进行种植。(3)喷洒农药杀害玉米螟属于化学防治，而间作套种利用赤眼蜂来防治玉米螟属于生物防治，这种防治方法能从根本上降低玉米螟的出生率(或环境容纳量)。由于赤眼蜂数量增多，玉米螟数量减少，而玉米螟数量减少又会导致赤眼蜂数量减少，随后玉米螟数量增多。如此循环，二者的种群数量相互影响，最终使得玉米螟数量控制在较低水平。 答案：(1)空间结构　季节性　(2)分层　充分利用不同土层的水分和无机盐等　(3)出生率(或环境容纳量)　赤眼蜂数量增多，会使玉米螟数量减少，而玉米螟数量减少又会导致赤眼蜂数量减少，随后玉米螟数量增多。如此循环，二者的种群数量相互影响，使玉米螟数量控制在较低水平 课堂小结　巩固提升 【教材答疑】 思考·讨论 P28 见本课时任务二合作探究。 思维训练 P29四种解释都有一定道理。B。作出推测后，应深入调查该湖泊中的物种组成及其相互关系，尤其是与短吻鳄、鲈鱼存在紧密联系的物种，看看它们的种群数量发生了哪些变化，从而作出进一步的判别。 [练习与应用·P29] 一、概念检测 1.(1)√　(2)×　(3)×　2.C 3.青鱼与河蟹的食性相似，生态位有所重叠，如果放在一起混养，在食物和空间资源有限的情况下，二者的种间竞争关系激烈，不利于各自种群数量的增加。 二、拓展应用 1.两种生物存在捕食关系。 2.两个物种的生态位相似，在空间和资源有限的情况下，它们必然存在种间竞争。种间竞争可能会使二者的生态位发生分化，结果为它们仍然共存于同一个群落中；也可能为一方消失，另一方存留下来。 3.见上课时任务二合作探究T3。 【体系构建】 【核心语句】 1.群落的空间结构包括垂直结构和水平结构等。 2.影响植物分层现象的主要因素是光照、温度、水分、无机盐，影响动物分层现象的主要因素是栖息空间和食物条件。 3.常用的统计物种相对数量的方法有记名计算法和目测估计法。 学科网（北京）股份有限公司 $$