第2章 第1节 第2课时 群落的空间结构、季节性及物种的生态位-【新课程学案】2025-2026学年高中生物选择性必修2 生物与环境教师用书word（人教版 多选版）

第2课时　群落的空间结构、季节性及物种的生态位 聚焦·学案一　群落的空间结构 　　　　　　　　　　　　　　　　 [学案设计] (一)理清群落的垂直结构 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.植物分层 (1)决定因素 ①光照:不同植物适于在不同的光照强度下生长。 ②温度:决定陆生植物地上分层。 ③水分和无机盐:决定陆生植物地下分层。 微提醒:水生群落也有分层现象,影响因素主要有阳光、温度、食物、含氧量等。 (2)意义:显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。 3.动物分层: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。 (二)理清群落的水平结构 1.特点:在水平方向上,群落中的不同种群常呈镶嵌分布。 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。 微提醒:水生群落也存在水平结构,是地形、光照、土壤特性、生物适应性及外部干扰综合作用的结果。 3.意义:有利于不同生物充分利用环境资源。 |情|境|探|究|思|考| 如图为森林群落和湖泊群落的分层现象,请回答下列问题: (1)图中森林群落中动物也有垂直分层现象,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。 (2)a、b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素是什么?这是群落的垂直结构吗? 提示:a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;b处藻类植物的分层现象主要是受光质(波长)影响形成的。两者都是群落的垂直结构。 (3)有人说:“a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)的高低不同属于种群层次,不能构成群落的垂直结构。而矮小的野草丛同时存在垂直结构和水平结构。 [迁移训练] 1.判断下列叙述的正误 (1)一棵树上不同高度的喜鹊巢,不能反映动物群落的垂直结构。 (√) (2)草坪中的动物没有分层现象,而树林中的动物具有分层现象。 (×) (3)群落垂直结构的形成主要与光照强度有关。 (×) (4)湖泊生物群落的空间结构包括垂直结构和水平结构。 (√) 2.森林中的鸟类有垂直分层现象,这种现象主要与下列哪一因素有关 (　　) A.光照强度 B.食物种类 C.湿度大小 D.温度高低 解析:选B　植物的垂直分层现象主要与光照强度等有关,植物能为动物提供栖息空间和食物条件,森林中的鸟类等动物也有垂直分层现象,这种现象主要与食物种类和栖息空间有关,B正确。 3.在群落中,各个生物种群分别占据了不同的空间,使群落形成一定的空间结构。下列叙述错误的是 (　　) A.植物群落的垂直结构显著提高了群落利用阳光等资源的能力 B.位于不同层次中的两种生物不会存在竞争关系 C.地形的变化、光照强度等的差异可导致种群呈镶嵌分布 D.群落是一定时空条件下不同物种的天然群聚 解析:选B　不同植物适宜在不同的光照强度下生长造成了植物分层,这种分层现象显著提高了群落利用阳光等资源的能力,A正确;位于不同层次中的两种生物也可能争夺共同的生存资源,从而存在竞争关系,B错误;由于地形的变化,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因素,不同地段往往分布着不同的种群,同一地段上种群密度也有差别,它们常呈镶嵌分布,C正确;群落是一定时空条件下不同物种的天然群聚,D正确。 4.太行山脉北坡1 600米以下是夏绿林,1 600~2 500米是针叶林,2 500米以上是亚高山草原。北坡分布有麻雀等雀形目鸟类,构成了山区鸟类种群的基础。此外,还分布有野鸡、山鸡、斑鸠、雉鸡、布谷鸟等。下列叙述正确的是 (　　) A.山脉北坡从山顶到山脚的植被类型分布,属于群落的垂直结构 B.夏绿林中不同动物种间关系分析属于种群水平上研究的问题 C.太行山脉北坡分布的鸟类不存在分层现象 D.太行山脉南、北坡群落外貌特征和物种组成是区别南、北坡群落的重要特征 解析:选D　山脉北坡从山顶到山脚由于地形的变化等因素出现的不同植被类型不属于垂直结构,A错误;夏绿林中不同动物的种间关系分析,属于群落水平上研究的问题,B错误;鸟类由于栖息空间和食物条件不同,其分布存在分层现象,C错误;群落外貌特征和物种组成是区别不同群落的重要特征,D正确。 聚焦·学案二　群落的季节性和物种的生态位 　　　　　　　　　　　　　　　　 [学案设计] (一)理清群落的季节性 1.季节性变化:群落的外貌和结构会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。 (二)准确理解物种的生态位的含义 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.研究内容 动物 栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等 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.特点 (1)相对稳定: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。 (2)生态位越宽,物种的适应性越强,可利用的资源越多,物种的竞争力越强。 (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。 ①生态位分化:生态位不完全重叠的两个物种,如果竞争激烈,具有种间竞争优势的物种最终会占有那部分重叠的生态位,出现生态位分化(如图中结果a)。 ②竞争排除:生态位完全重叠的两个物种,如果资源供应不足,种间竞争优势较大的物种会把另一物种完全排除掉,这就是生态学上的竞争排除原理(如图中结果b)。 4.研究物种生态位的意义 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。 |情|境|探|究|思|考| 　　人为干扰导致的栖息地碎片化对生物多样性和群落结构具有重要影响。为探究某群落的物种多样性及优势种生态位宽度(表示物种对资源的利用程度,数值越大,物种生存范围越宽)与人为干扰的耦合关系,科研小组调查了不同人为干扰强度下的群落结构特征,结果见下表和下图。在植物群落的调查中,不仅会调查优势种,也会调查物种盖度。盖度是指植物体地上部分的垂直投影面积占样地面积的百分比,物种盖度是指群落中某种植物的盖度,盖度的大小不取决于植株的数目,而取决于植株的生物学特性,如体形、叶面积等。 结构层 优势种 生态位宽度 轻度干扰 中度干扰 重度干扰 乔木层 马尾松 20.78 25.14 17.25 栗 8.65 14.52 12.16 亮叶桦 4.94 1.71 1.70 槲栎 2.00 2.57 1.98 灌木层 山莓 9.44 12.61 10.64 蛇葡萄 6.40 4.38 2.72 草本层 芒萁 15.17 15.32 15.10 牛膝 5.71 5.76 8.14 (1)某群落中A物种和B物种的盖度相同,能不能说明这两个物种占据相同的生态位?依据是什么? 提示:不能。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,而与盖度无关。 (2)群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,这种现象是怎么形成的?有什么意义? 提示:是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果。有利于不同生物充分利用环境资源。 (3)据表可知,不同物种对人为干扰强度的响应不同,该群落中受人为干扰影响最小的优势种是什么?在人为干扰影响下,有些物种的生态位变宽,可能是什么原因?(答出两点即可)。 提示:芒萁。资源利用机会增加、种间竞争压力减小。 (4)据直方图可知,在中度干扰下群落各结构层物种丰富度均有所上升,但随着干扰的进一步增强,群落中只有草本层的丰富度持续增大。从群落垂直分层及资源利用特征的角度分析,其原因是什么? 提示:在中度干扰情况下,该地的优势物种中有的生态位宽度降低,如亮叶桦生态位宽度由4.94降至1.71,为其他物种腾出了空间;而重度干扰情况下,乔木层和灌木层某些物种因干扰过强而衰退(生长周期长、恢复慢),而草本层植物生长快、资源利用灵活(如抢占阳光、土壤资源),且干扰创造了更多小生境(如空地),适合草本物种扩散。 [迁移训练] 1.判断下列叙述的正误 (1)不同的季节,群落的物种组成是固定不变的。 (×) (2)群落的外貌和结构具有季节性规律的变化。 (√) (3)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的特点。 (√) (4)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。 (×) (5)群落中每种生物的生态位相对稳定,是生物间协同进化的结果。 (×) 2.银毛龙葵是一种多年生草本植物,高30~80厘米,果实为光滑的球状浆果,常作为杂草侵入麦田和牧场。对银毛龙葵的生态位进行研究,其研究内容不包括 (　　) A.植株高度 B.在牧场中的出现频率 C.果实形状 D.与牧草的关系 解析:选C　研究某种植物的生态位,通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征,以及它与其他物种的关系等,C符合题意。 3.白洋淀景区,四季景色分明,水光天色,美不胜收,被称为“华北明珠”。白洋淀景区以大面积的芦苇荡和千亩连片的荷花淀而闻名;湖区水产丰富,是水生生物“博物馆”。下列相关叙述正确的是 (　　) A.随着季节的变化,该群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化 B.景区内鸟类之间在生态位上是相互错开的,是生物之间协同进化的结果 C.千亩连片的荷花长势不同体现了群落的水平结构 D.该景区内丰富的植物资源只为动物提供了食物条件 解析:选A　由于阳光、温度和水分等随季节而变化,该群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化,为群落的季节性,A正确;景区内鸟类之间在生态位上可能有部分重叠,是生物之间及生物与环境间协同进化的结果,B错误;荷花属于同一物种,千亩连片的荷花长势不同不能体现群落的水平结构,C错误;该景区内丰富的植物资源为动物提供了食物条件和栖息空间,D错误。 4.林窗是一种常见的森林景观特征,主要是森林群落中老龄树死亡或因偶然因素导致成熟阶段优势树种死亡,从而在林冠层造成空隙的现象。下列叙述错误的是 (　　) A.林窗区光照增多促进了林窗区草本和灌木植株的生长 B.森林火灾引起“林窗”,恢复前后各种植物的生态位不变 C.林窗区域的物种丰富度一般会大于林冠封闭区域的物种丰富度 D.森林群落春季与秋冬季的物种组成发生变化体现了群落的季节性 解析:选B　林窗会导致进入群落的光照强度增加,从而促进了林窗区草本和灌木植株的生长,A正确;森林火灾引起“林窗”,恢复前后不同植物出现的频率、种群密度甚至与其他物种的关系等会发生不同的变化,即生态位会发生改变,B错误;“林窗”形成之后的一段时间,该区域的物种多样性一般会大于林冠封闭区域的物种多样性,因为优势个体死亡后,为其他原来不占优势的生物提供了更多的生存和发展空间,C正确;森林群落春季与秋冬季的物种组成发生变化体现了群落的季节性,D正确。 5.昆虫能够帮助植物传粉提高结实率。地熊蜂和意大利蜜蜂都以甘草花蜜为食,研究人员对地熊蜂和意大利蜜蜂的访花行为进行了研究,结果如图所示。下列叙述错误的是 (　　) A.地熊蜂和意大利蜜蜂为种间竞争关系,两者的生态位有重叠 B.意大利蜜蜂较低的访花频率表明甘草花对其吸引力明显不足 C.甘草的特定花期与昆虫活动周期相适应可以体现群落的季节性 D.昆虫访花行为的差异可能与它们的视觉识别能力和花朵适应性有关 解析:选B　地熊蜂和意大利蜜蜂都以甘草花蜜为食,说明地熊蜂和意大利蜜蜂为种间竞争关系,两者的生态位有重叠,A正确;昆虫的访花频率受到多种因素的影响,包括昆虫本身的偏好、花朵的特性以及环境条件等,不能单从访花频率低就判断花朵对昆虫的吸引力不足,B错误;甘草的特定花期与昆虫活动周期相适应可以体现群落的季节性,C正确;不同种类的昆虫可能有不同的视觉识别能力,而且它们可能更适应某些特定类型的花朵,这会影响它们的访花行为,D正确。 　　　　　　　　　　　　　　　　 一、建构概念体系 二、融通科学思维 1.科研人员在某湿地开展了研究工作。获知2~3月优势种是草芦,4~6月是草芦和芦苇,7~11月是芦苇和酸模叶蓼,而冬季仅剩下少许禾本科植物,可以推测湿地的结构特征具有明显的季节性。 2.藿香蓟是一种在我国华南地区快速蔓延的恶性入侵种。某研究小组开展了某地杂草群落调查,结果发现藿香蓟与该地常见杂草的生态位重叠值大多处于中低水平,据此分析该群落易被藿香蓟入侵的原因是藿香蓟与本地常见杂草对资源的竞争相对较弱,食物和空间充裕,同时缺少天敌。 3.群落中植物的组成会影响动物的分布,经调查,郁闭度高的地区的动物物种多样性反而低于郁闭度低的地区,推测其原因是郁闭度高导致下层光照不足,限制了草本植物和灌木生长,进而减少了动物食物来源和栖息地多样性。 4.脐橙果园里常见的杂草有鬼针草、竹叶草、稗草等,这些杂草的生态位不完全(填“完全”“不完全”或“完全不”)相同。研究植物的生态位,通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征,以及它与其他物种的关系等(答出两点)。 5.群落内存在两个生态位重叠的物种会向着占有不同的空间、食性、活动时间或其他生态习性分化的现象,称为同域共存机制。该机制有利于维持群落的物种丰富度。菜粉螺幼虫啃食叶片,而成虫吸食花蜜不属于(填“属于”或“不属于”)同域共存机制,判断依据是生态位重叠的研究对象是两个物种之间的种间竞争,而菜粉螺幼虫和成虫属于同一物种的不同生长发育时期。 6.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,而茶树是根系较浅的小灌木。分析这两种经济树种对水和无机盐的利用,从生态位角度解释二者在同群落共存的原因是两种植物的根系深浅搭配,合理地利用了不同层次土壤内的水和无机盐,二者在同群落中实现生态位分化,达到共存。 三、综合检测反馈 1.河口泥滩潮间带底栖硅藻为底栖动物提供食物。调查分析某河口底栖硅藻群落随季节变化优势种(相对数量占比>5%)的分布特征,结果如下图。下列叙述错误的是 (　　) 注:不同条纹代表不同优势种:空白代表除优势种外的其他底栖硅藻;不同条纹柱高代表每个优势种的相对数量占比。 A.底栖硅藻群落的季节性变化主要体现在优势种的种类和数量变化 B.影响优势种①从3月到9月数量变化的生物因素包含捕食和种间竞争 C.图中信息无法判断春季和秋季物种丰富度高于夏季 D.河口泥滩潮间带生物群落存在明显的垂直结构,没有水平结构 解析:选D　据图可知,底栖硅藻群落在不同季节优势种的数量和种类都发生了变化,所以底栖硅藻群落的季节性变化主要体现在优势种的种类和数量变化,A正确;底栖硅藻可以为底栖动物提供食物,不同硅藻物种之间也有竞争,所以影响优势种①从3月到9月数量变化的生物因素包含捕食和种间竞争,B正确;题图只表示了底栖硅藻群落随季节变化优势种的相对数量占比,没有表示物种丰富度的大小,所以不能判断春季和秋季物种丰富度高于夏季,C正确;河口泥滩潮间带生物群落既存在垂直结构又存在水平结构,D错误。 2.戴胜窃听斑鸫鹛的关于捕食者存在等信息的警报叫声,获取对自身生存有价值的信息。与斑鸫鹛共处时,戴胜觅食时间占比显著提高,警戒时间占比下降。戴胜主要在树上觅食,但与斑鸫鹛共处时,地面觅食时间显著提高,能获取到在树上无法得到的中型到大型地下蛹等猎物。下列叙述正确的是 (　　) A.戴胜与斑鸫鹛的种间关系为互利共生,双方都从这种关系中获益 B.戴胜生态位的变化,完全是戴胜与斑鸫鹛之间协同进化的结果 C.若斑鸫鹛数量减少,戴胜的觅食效率可能会降低,生态位收缩 D.戴胜地面觅食时间显著提高不利于环境资源的充分利用 解析:选C　戴胜与斑鸫鹛之间不是相互依存的关系,都能独立生存,不是互利共生关系,A错误;戴胜生态位的变化是多种因素共同作用的结果,不仅是戴胜与斑鸫鹛之间协同进化的结果,还可能受到其他生物以及环境等因素的影响,B错误;斑鸫鹛的警报叫声对戴胜有帮助,若斑鸫鹛数量减少,戴胜获取捕食者信息等可能受影响,觅食效率可能会降低,其生态位可能会收缩,C正确;戴胜生态位的变化有利于环境资源的充分利用,D错误。 3.[多选]领域是指由个体、家庭等单位所占据的,并积极保卫以阻止同种其他成员侵入的空间。如图表示某生态系统中鸟类领域面积与体重、食性的关系。下列叙述正确的是 (　　) A.领域可使鸟类避免与其他物种发生种间竞争 B.体重越大的鸟类领域面积通常越大 C.相同的领域面积中草食性鸟类体重通常比食虫鸟类大 D.鸟类的领域行为能促进种群的扩散从而扩大生态位 解析:选BCD　领域行为主要是同种生物之间为了争夺资源(如食物、栖息地、配偶等)而划分空间范围的行为,它并不能使鸟类避免与其他物种发生种间竞争,A错误;根据图示信息,体重越大的鸟类,其领域面积通常也越大,这是因为体重大的鸟类需要更多的食物来维持生命活动,B正确;据题图信息可知,在领域面积为10 hm2左右时,草食性鸟类体重通常比食虫鸟类大,C正确;鸟类的领域行为主要是为了争夺和保护资源,能促进种群的扩散从而扩大生态位,D正确。 4.新疆天山拥有陡峭峻拔的雪山冰峰、绿茵茵的森林草甸、清澈的河流湖泊和粗犷的红层峡谷。新疆天山的植被随着海拔的升高呈现出明显的垂直分带特征(如图所示)。回答下列问题: (1)天山上的苔藓、雪莲、云杉、雪豹等全部生物共同构成了　　　　　,其中云杉等植物因体型大、数量多、生命力强且对天山中其他物种的影响较大而成为该地的　　　　　。  (2)新疆天山植物随海拔变化呈现出的分布特征　　　　　(填“是”或“不是”)群落的垂直结构。  (3)假如将云杉林中攀缘生活的动物种群与草原上善于奔跑的动物种群对调,对这些种群来说有什么影响?　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)天山上各种野花竞相开放,有多年生的草本植物,如荒漠鼠尾草、抱茎独行菜等,灌木植物则有白皮锦鸡儿、鬼箭锦鸡儿、金丝桃叶绣线菊等,这些不同植物间的种间竞争关系一般出现在生态位较近的种群之间,分析原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  解析:(1)天山上的苔藓、雪莲、云杉、雪豹等全部生物构成了生物群落。云杉等植物因体型大、数量多、生命力强且对天山中其他物种的影响较大而成为该地的优势物种。 (2)天山植物随海拔变化呈现出的分布特征不是群落的垂直结构。 (3)云杉林中攀缘生活的动物种群与草原上善于奔跑的动物种群,它们的生存依赖各自原有的环境条件(如栖息环境、食物资源等)。对调后,新环境不适合它们的生存和繁衍,这些种群的数量会急剧减少,甚至可能灭绝。 (4)不同植物间的种间竞争关系一般出现在生态位较近的种群之间,原因可能是生态位较近的种群对资源和空间的需求重叠度高,导致竞争激烈。 答案:(1)生物群落　优势种　(2)不是　(3)这些种群的数量会急剧减少,甚至可能灭绝　(4)生态位较近的种群对资源和空间的需求重叠度高,导致竞争激烈 学科网（北京）股份有限公司 $