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（Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中生物选择性必修2 生物与环境（人教版 多选）

本高中生物学讲义围绕群落的空间结构、季节性、生态位及土壤小动物类群丰富度展开，先解析空间结构的垂直分层与水平镶嵌及成因，再阐述季节性变化规律，进而探讨生态位内涵与分化意义，最后通过实验实践巩固群落特征研究方法，搭建连贯知识支架。 资料以毛乌素沙漠治理案例渗透生命观念，通过“思考·讨论”活动培养科学思维，实验设计强化科学探究能力。课中助力教师清晰辨析群落结构易误点，课后学生可借助易混点总结和习题查漏补缺，提升对群落特征的理解与应用能力。

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.通过学习群落的空间结构建立结构和功能观，通过学习生态位的分化建立进化和适应观。 生命观念 2.通过分析当地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。 社会责任 3.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。 科学思维、 科学探究 一、群落的空间结构 1．形成原因：在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间。 2．类型 垂直结构 水平结构 模型 现象 分层现象 镶嵌分布 决定 因素 植物分层：光照、温度、水分和无机盐等； 动物分层：栖息空间和食物条件 地形的变化、光照强度的不同、土壤湿度和盐碱度的差异、生物自身生长特点的不同，以及人与动物的影响等 主要 意义 显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力 在长期自然选择基础上形成的对环境的适应，有利于群落整体对自然资源的充分利用 二、群落的季节性 1．群落的季节性变化：群落的外貌和结构随季节变化而发生有规律的变化。 2．变化原因：阳光、温度和水分等随季节而变化。 三、生态位 四、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。调查对象：样本中肉眼可见的所有动物。调查指标：样本中小动物的种类和相对数量。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。 毛乌素沙漠曾被称为中国第一个即将消失的沙漠，如今其80%被绿色覆盖。这一切的成果，都归功于通过智慧和勤劳种树治沙的中国人民。如今该地区水土不再流失，许多沙地变成了林地、草地和良田。经过几十年的发展榆林这座“沙漠之都”变成了“大漠绿洲”。结合所学知识判断： (1)毛乌素地区某片森林中的植物在垂直方向上自上而下具有明显的分层现象。(√) (2)毛乌素沙漠治理到灌木丛生阶段存在的群落结构只有垂直结构。(×) (3)群落的外貌和结构具有季节性规律的变化。(√) (4)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。(√) (5)如果两种动物的生活空间相同，则它们的生态位就完全相同。(×) 探究点一　群落的空间结构、生态位 如图所示，在－200 m～3800 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。请思考并回答下列问题。 1．(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。 2．分析当地自然群落中某种生物的生态位 请结合教材P28“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中出现的概率高于前两处。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，绿头鸭也是，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：描述鸟类的生态位，通常需要考虑它们的觅食生境、栖息地、食物及与其他物种的种间关系等。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。 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，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：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。 3．对生态位的理解 (1)生态位不只是具体的栖息地，它除了说明栖息地以外，还说明这一物种在群落中处于什么地位和起什么作用。 (2)群落中生态位相似的物种要通过竞争相互夺取生态位。 ①生态位越近似的物种，竞争越激烈，选择压力越强。 ②举例：如图为3个共存物种对资源利用的曲线。图A和图B中3个物种的资源利用状况不同。图A中3个物种的生态位狭窄，种内竞争激烈；图B中3个物种的生态位重叠程度大，种间竞争激烈。 (d为曲线峰值间的距离；w为曲线与中间标准线间距) ③结果 a．其中一个物种趋于灭绝。 b．生态位发生分化，减少或排除了相互竞争，3个物种共存下来。 c．出现优势物种。 (3)生态位分化的意义：提高了生物利用环境资源的能力。生态位的多样性是群落结构相对稳定的基础。 1．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 解析　①森林群落的分层现象在占地面积相同情况下提供了更多空间，提高了生物对阳光等环境资源的利用能力，①正确；②森林植物从上到下可分为不同层次，最上层为乔木层，②错误；③影响植物群落垂直分层的主要因素是光照，垂直方向上森林中植物分层现象与对光的利用有关，③正确；④森林群落中动物的分层现象与食物和栖息空间有关，④正确；⑤群落垂直结构的分层现象、群落的水平结构等都是自然选择的结果，⑤正确；⑥群落中植物垂直分层现象的形成主要是由光照决定的，⑥错误。A正确。 答案　A 2．(2024·云南临沧期末)生态位能够体现一个物种在群落中的地位和作用，下列说法不正确的是(　　) 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 B．研究某种植物的生态位需要研究它与其他物种的关系 C．生态位的形成是生物与环境协同进化的结果 D．不同物种的生态位可能出现重叠现象 解析　根据生态位的概念可知，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，A正确；研究某种植物的生态位，通常需要研究它在该区域的出现频率、种群密度、植株高度等特征，也要研究它与其他物种的关系等，B正确；群落中每种生物都占据相对稳定的生态位，有利于不同生物充分利用环境资源，这是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果，C错误；不同物种的食物和栖息空间可能部分相同，生态位可能出现重叠现象，D正确。 答案　C 探究点二　研究土壤中小动物类群的丰富度 土壤是无数动物的家园，有些土壤动物实在太小了，我们一般不关注它们，但是它们对动植物遗体的分解起着重要的辅助作用。因此可以通过取样调查的方法，来研究土壤中小动物类群的丰富度。请思考并回答下列问题。 1．据两种采集土壤中小动物的装置图回答问题。 (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？利用该装置采集主要利用了小动物的什么习性？ 提示：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便于空气流通。甲装置主要是利用土壤小动物避光、避高温、趋湿的习性采集。 (2)乙装置采集的小动物保存的主要方法是什么？ 提示：用乙装置采集的土壤小动物放入体积分数为70%的酒精溶液中，既可以杀死动物，也利于保存。 2．调查土壤小动物类群的丰富度，为什么不适合使用样方法和标记重捕法？ 提示：①样方法和标记重捕法主要用于研究种群密度，而丰富度是从群落水平上研究动物的物种数目。②许多土壤小动物有较强的活动能力，而且身体微小。 3．若研究水中小动物类群的丰富度，则应该如何改进使用的方法？ 提示：调查水中小动物类群的丰富度时，种类的不同，取样设备也不同，例如用网兜、瓶子等。取样和采集时要考虑定点、定量等因素。定点就是要选取有代表性的地点取样；定量就是每次取样的数量(如一瓶、一网等)要相同。 1．研究过程中的注意事项 (1)从不同营养环境中采集的土壤样本要分别统计，如实记录。 (2)尽可能多地收集小动物。 (3)从同种营养土壤采集的样本，需要多组同学进行统计比较。 (4)识别命名要准确。 2．实验结果分析 得出结论：组成不同群落的优势是不同的，不同群落的物种丰富度是不同的。一般来说，环境条件越优越，群落发育的时间越长，物种就越多，群落结构也就越复杂。 3．(2025·江苏卷)关于“研究土壤中动物类群的丰富度”实验，下列叙述错误的是(　　) A．设计统计表格时应将物种数和个体数纳入其中 B．可用采集罐采集土壤动物 C．不宜采用样方法调查活动能力强的土壤动物 D．记名计数法适用于体型小且数量极多的土壤动物 解析　统计土壤动物类群丰富度时，需记录物种数目(类群数)和各物种的个体数量，因此表格中需包含物种数和个体数，A正确；采集土壤动物常用取样器取样法，采集罐可通过趋暗、避高温等习性收集动物，B正确；土壤中的小动物活动能力较强、身体微小，不适合用样方法，而采用取样器取样法，C正确；记名计数法适用于个体较大、种群数量有限的物种，D错误。 答案　D 4．下图是“土壤中小动物类群丰富度的研究”实验中常用的两种装置，下列有关叙述不正确的是(　　) A．甲装置的花盆壁a和放在其中的土壤之间留一定空隙的目的是便于空气流通 B．乙装置通常用于对体型较小的土壤动物进行采集 C．甲装置主要是利用土壤动物趋光、避高温、趋湿的习性采集 D．采集的小动物物种数目统计的方法有记名计算法和目测估计法 解析　甲装置的花盆壁a和放在其中的土壤之间留一定空隙，目的是便于空气流通，防止土壤小动物死亡，A正确；乙装置是简易吸虫器，通常用于对体型较小的土壤动物进行采集，其中纱布为了防止将小虫吸走，B正确；甲装置主要是利用土壤动物趋暗避光、避高温、趋湿的习性采集，C错误；采集的小动物物种数目统计的方法有记名计算法和目 测估计法，对于个体稍大数量有限的采用记名计算法，对于体型微小且数目多的小动物用目测估计法，D正确。 答案　C 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 [构建课堂要点] [检测学习效果] 1．(2024·安徽马鞍山检测)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，下列表述正确的是(　　) 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．小杜鹃主要生活在林冠层，这是小杜鹃的生态位 C．适度砍伐林木能增加混交林的物种丰富度，群落结构更稳定 D．春季乔木、灌木开始萌动，秋末植物干枯，草本层消失，这不属于群落结构的范畴 解析　从山麓到山顶依次出现不同的森林类型，是群落的水平结构，A错误；生态位不仅包括所处的空间位置，还包括占用资源情况，以及与其他物种的关系等，B错误；适度砍伐林木能增加混交林的物种丰富度，提高营养结构的复杂程度，使群落结构更稳定，C正确；春季乔木、灌木开始萌动，秋末植物干枯，草本层消失，属于群落结构的季节性变化，D错误。 答案　C 2．下列实例中，体现了群落季节性的是(　　) A．冬候鸟秋天飞到南方越冬，使群落的组成发生了变化 B．不同种类的淡水鱼占据了不同的水层 C．森林中自上而下有乔木、灌木、草本 D．不同地段的种群呈现斑块状分布 解析　群落的季节性是指由于阳光、水分、温度等的变化，群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化，冬候鸟秋天飞到南方越冬体现了群落的季节性，A正确；不同种类的淡水鱼占据了不同的水层，这属于群落的分层现象，与各种淡水鱼的食性有关，B错误；森林中自上而下有乔木、灌木、草本属于群落的垂直结构，群落的垂直结构是指在垂直方向上出现分层的现象，C错误；不同地段的种群呈现斑块状分布属于群落的水平结构，群落的水平结构是指在水平方向上由于地形的变化、盐碱度的差异、土壤湿度等引起生物呈镶嵌分布的现象，D错误。 答案　A 3．某生物兴趣小组对校园花坛土壤中小动物丰富度进行了调查。下列有关叙述正确的是(　　) A．可根据土壤小动物的趋光性特点用诱虫器进行采集 B．吸虫器通常用于对体型较小的土壤动物进行采集 C．对于个体较大、种群数量有限的物种可用目测估计法统计 D．为提高采集速率，倒入花盆的土壤需铺满花盆底部 解析　采集土壤小动物可以用诱虫器，利用的是土壤小动物避光趋湿的特性，A错误；吸虫器常用于对体型较小的土壤动物进行采集，B正确；统计土壤小动物丰富度有两种方法，即目测估计法和记名计算法，前者可用多度等级估计数量，后者适用于个体大、种群数量有限的群落，C错误；诱虫器的花盆壁和放在其中的土壤之间要留有一定缝隙，便于空气流通，D错误。 答案　B 4．(多选)(2024·贵州毕节期末)长白山北坡从山麓到山顶依次出现针阔叶混交林、针叶林、岳桦林和高山草甸。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、大杜鹃等鸟类。下列相关说法正确的是(　　) A．大杜鹃主要生活在林冠层，这是大杜鹃的生态位 B．从山麓到山顶依次出现不同的森林类型，不是群落的垂直结构 C．针阔叶混交林中的红松和白桦存在种间竞争关系 D．捕食者的存在不利于群落内物种丰富度的保持 解析　生态位不仅包括所处的空间位置，还包括占用资源情况，以及与其他物种的关系等，不能仅根据“大杜鹃主要生活在林冠层”就判断大杜鹃的生态位，A错误；垂直结构是指群落内部不同生物垂直方向上的分层现象，从山麓到山顶依次出现的不同森林类型不属于垂直结构，B正确；针阔叶混交林中的红松、白桦和红皮云杉等乔木，它们的生长都需要阳光、水分、无机盐等，它们存在种间竞争的关系，C正确；捕食者的存在利于增加物种的多样性，有利于群落内物种丰富度的保持，D错误。 答案　BC 5．广东石门台国家级自然保护区是广东省最大的森林生态系统自然保护区。森林里，树木繁茂、树冠遮天蔽日。森林中有乔木、灌木、草本和藤本植物，还有种类繁多的动物。回答下列问题。 (1)经调查发现：广东石门台国家级自然保护区蕨类植物有7种、裸子植物1种，被子植物119种，物种丰富度增加，物种丰富度是指________________________________。 (2)该森林群落终年常绿，一些高大树木突出林冠之上，不连续，呈伞状冠型。由春到秋，群落冠层呈嫩绿到深绿，在冬季老叶脱落前，常可见部分红叶映衬在绿色冠层中，说明了群落具有明显的________________________，引起群落的外貌和结构有规律变化的原因是________________。 (3)广东石门台国家级自然保护区分布有国家二级保护植物金毛狗和黑桫椤。研究人员在该自然保护区内选取10 m×10 m的20个样方对黑桫椤种群密度进行了调查(结果如表所示)，并对每株黑桫椤的高度进行了测定，并按高度划分为五组，具体划分方法及测定数据如图所示。 样地 黑桫椤个体数/株 平均值 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 甲 7 17 5 10 6 16 8 4 15 6 9.4 乙 18 7 10 14 8 10 6 8 5 4 9.0 根据表中数据分析，该自然保护区是黑桫椤种群密度为________株/m2。黑桫椤的生长主要体现在________增加方面，图中数据反映出黑桫椤种群特征中的________，预测该保护区黑桫椤种群密度将________。对黑桫椤高度的研究________(填“属于”或“不属于”)生态位的研究范畴。 解析　(1)一个群落中的物种数目，称为物种丰富度。 (2)群落的季节性是指群落的外貌和结构随着季节的变化而变化，其原因是阳光、温度、水分等随季节而变化。 (3)黑桫椤种群密度＝(9.4＋9.0)÷2÷100＝9.2×10－2株/m2；据表分析，黑桫椤的生长主要体现在茎高增加方面，图中数据反映出黑桫椤种群特征中的年龄结构为增长型，预测该地黑桫椤种群密度将增加；生态位是指一个物种在生物群落中的地位和作用，表征了物种对各种资源(食物、空间等)的利用以及不同物种之间的关系，对黑桫椤高度的研究属于生态位的研究范畴。 答案　(1)一个群落中的物种数目 (2)季节性(季相)　阳光、温度、水分等随季节而变化 (3)9.2×10－2　茎高　年龄结构　增加　属于 学科网（北京）股份有限公司 $