内容正文:
第2节 群落的主要类型
【学习目标】
1.说出陆地生物群落的主要类型。
2.通过比较不同生物群落中生物的主要特征,阐述群落中的生物具有与环境相适应的形态、结构和生理特征。
3.阐明群落中的生物彼此相互适应,占据不同的生态位,形成统一的有机整体。
[学案设计]
(一)理清群落的主要类型
根据群落的外貌和物种组成等方面的差异,可以将陆地的群落大致分为荒漠、草原、森林等类型。
1.荒漠生物群落
(1)分布区域及其气候特点:分布在极度干旱区,这里降水稀少且分布不均匀。
(2)结构特点:物种少,群落结构非常简单。
(3)生物适应性特征:具有耐旱的特性。
①植物类群及适应性的特征:植物有仙人掌属植物、骆驼刺属植物等。仙人掌具有肥厚的肉质茎,茎上有刺,气孔在夜晚才开放。
②动物类群及适应性的特征:动物主要是爬行类、啮齿目、鸟类和蝗虫等。爬行动物蜥蜴和蛇的表皮外有角质鳞片,有助于减少水分蒸发;它们的蛋壳坚韧,能保护正在发育的胚胎;它们的体温是变化的,其调节体温的方式是每天早早起来到阳光充足的地方,让身体暖和起来,待天热时退到地下等阴凉处。某些爬行动物以固态尿酸盐的形式排泄含氮废物,而不是产生需要更多水才能溶解的尿素。
2.草原生物群落
(1)分布区域及其气候特点:主要分布在半干旱地区、不同年份或季节雨量不均匀的地区。
(2)结构特点:动植物的种类较少,群落结构相对简单。
(3)生物适应性特征
①植物类群及适应性特征:各种旱生多年生草本植物占优势,有的草原上有少量的灌木丛,乔木非常少见。草原上的植物往往叶片狭窄,表面有茸毛或蜡质层,能抵抗干旱。
②动物类群及适应性特征:草原上两栖类、鱼类及其他水生动物非常少见。草原动物大都有挖洞或快速奔跑的特点。
3.森林生物群落
(1)分布区域:湿润或较湿润的地区。
(2)结构特点:非常复杂且相对稳定。
(3)生物适应性特征
①植物类群及适应性特征:森林中有乔木、灌木、草本和藤本植物。森林中阳生植物多居上层,能吸收比较强的阳光;阴生植物生活在林下,它们的茎细长,叶薄,细胞壁薄,机械组织不发达,但叶绿体颗粒大、呈深绿色,适应在弱光条件下生存。
②动物类群:树栖和攀缘生活的种类特别多,如长臂猿、松鼠、蜂猴、犀鸟、避役和树蛙等。
4.其他生物群落
(1)湿地生物群落:动植物物种十分丰富,既有水生生物也有陆生生物,常见的有芦苇、香蒲、黑藻、金鱼藻等植物,以及鱼类、两栖类、鸟类等动物。
(2)海洋生物群落:微小浮游植物数量众多,浅海区生长有大型藻类(如海带、裙带菜等),动物种类繁多。
[典例] 下列关于群落种类与其环境特征的叙述,错误的是 ( )
A.荒漠——降水量稀少且分布不均匀,物种数目少,群落结构简单
B.湿地——物种丰富,兼具水生和陆生生物
C.草原——降雨均匀,植物叶片狭窄,动物奔跑能力强
D.森林——分布在较湿润的地区,群落结构非常复杂且相对稳定
[解析] 荒漠生物群落分布在极度干旱区,这里年降水量稀少且分布不均匀,荒漠里物种少,群落结构非常简单,荒漠中的生物具有耐旱的特性,A正确;湿地生物群落中的动植物物种十分丰富,既有水生生物也有陆生生物,B正确;草原主要分布在半干旱地区,不同年份或季节雨量不均匀,C错误;森林分布在湿润或较湿润的地区,群落结构非常复杂且相对稳定,D正确。
[答案] C
[思维建模]
运用情境信息分析不同群落类型及生物的特点
基本信息
应联想的知识点举例
环境
状态
气候
条件
干旱或降雨少→荒漠或草原;
湿润、降雨多→森林等
外貌
特征
沙砾裸露等→动植物应具有耐旱特点;树冠遮天蔽日→动物多为树栖和攀缘
生物
特点
结构
特点
表面有茸毛或蜡质层→草原植物;
表皮外有角质鳞片→荒漠动物
行为
特点
昼伏夜出、善于穴居→荒漠动物;
善于挖洞或快速奔跑→草原动物
(二)理清群落的分布规律与群落中生物的适应性
1.群落的分布规律
(1)规律:在环境条件大体相同的地方,群落的外貌和结构往往也相似或相近。
(2)实例
①我国东部湿润地区分布着森林生物群落,内陆半干旱区域分布着草原生物群落,西部干旱区分布着荒漠生物群落;
②天山北麓从山脚到山顶,依次分布着荒漠、草原、森林、草甸等群落类型。
(3)影响因素:某地的群落类型,受水分、温度等因素的影响很大。
微提醒:影响水生植物分布的主要环境因素是光照,而影响水生动物分布的主要环境因素是水中的食物和溶解氧。
2.群落中生物的适应性
|情|境|探|究|思|考|
科研团队在从我国东北到西北的考察中发现,长白山分布着茂密的针阔叶混交林,内蒙古呈现广袤的温带草原景观,而新疆塔克拉玛干沙漠中仅零星分布着胡杨、梭梭等植物。进一步研究发现,三地年降水量依次大约为800 mm、300 mm和不足50 mm,平均气温也存在显著差异。
(1)从群落分布规律角度分析,导致三地群落类型差异的主要非生物因素是什么?该因素如何影响群落中优势植物的类型?
提示:主要因素是水分(降水量)和温度。水分影响植物蒸腾作用与根系发育——荒漠降水少,优势植物(如梭梭)需具备耐旱结构;草原降水适中,草本植物成为优势种;森林降水充足,支持高大乔木生长。温度影响植物代谢,如长白山低温适合针阔叶混交林生长。
(2)针阔叶混交林的树冠层分为多层,这种结构对群落内生物的生存有何适应意义?请结合光照和资源利用说明。
提示:分层结构通过光照梯度优化资源利用:顶层乔木捕获强光,中层灌木利用散射光,底层草本适应弱光,减少种间竞争;同时为鸟类、昆虫等提供多样化栖息空间,提高群落对环境的适应能力。
(3)温带草原的草本植物多具有“地下部分发达,地上部分矮小”的特征,试从气候和种间关系角度解释其适应性。
提示:气候层面:地下发达根系可在降水少时吸收深层水分,冬季抵御低温(地下部分更易存活)。
种间关系层面:地上矮小可减少被食草动物啃食的风险,同时避免与高大植物竞争光照,适应草原“扰动频繁”的环境。
(4)沙漠中骆驼刺的根系可长达15米,而地上部分高度才几厘米,这种形态特征如何体现生物对环境的适应?
提示:深根系可吸收沙漠深层地下水,解决“水源稀缺”问题;地上部分矮小且叶退化为刺,可减少蒸腾作用失水,通过形态特化降低水分消耗,适应极端干旱环境。
(5)若全球气候持续变暖,降水量重新分配,预测上述群落可能发生哪些变化?请举例说明群落分布规律的动态性。
提示:若西北荒漠降水增多,可能向草原甚至灌丛群落演替;东北森林若因升温变干,可能被草原取代。这体现了群落分布规律并非固定,而是随气候因子动态调整,如“森林—草原—荒漠”的分布边界可能随降水带迁移而移动。
一、建构概念体系
二、融通科学思维
1.荒漠分布在极度干旱区,这里降水稀少且分布不均匀。荒漠中的生物(如仙人掌)具有耐旱的特性,如气孔白天关闭,夜晚打开吸收CO2,这种现象的生理意义是既能防止水分大量散失,又能保证光合作用正常进行制造有机物。除了气孔在夜晚开放外,仙人掌还具有肥厚的肉质茎、茎上有刺、根系发达(答出两点即可)等特点,使其能适应干旱的环境。
2.半干旱地区某沙地的优势种是耐风沙与干旱的灌木,形成灌丛群落。若在该地区大量种植阔叶乔木,其群落稳定性会大幅下降,原因是阔叶乔木生长需要大量的水,在半干旱地区种植会因水资源短缺,使群落中的物种逐渐减少甚至消失,生物种类减少,群落稳定性下降。
3.我国存在着荒漠、草原、森林、湿地和海洋等多种群落类型,陆地上的荒漠、草原、森林等群落类型划分的主要依据是群落的外貌和物种组成等方面的差异。
4.荒漠中沙砾裸露,植物极度稀疏,生活于其中的爬行动物蜥蜴偶尔穿行。蜥蜴适应在荒漠中生活的主要特点:表皮外有角质的鳞片,有助于减少水分蒸发;体温是变化的;蛋壳坚韧,能保护正在发育的胚胎。
三、综合检测反馈
1.下列有关不同类型生物群落的叙述,正确的是 ( )
A.荒漠中某些爬行动物以固态尿酸盐形式排泄含氮废物,从而与干旱环境相适应
B.草原上的优势种为旱生一年生草本植物,有少量的灌木丛,几乎无乔木
C.和温带草原相比,热带雨林物种丰富,枯枝落叶多,土壤腐殖质中有机物也多
D.森林中的阴生植物具有茎细长、细胞壁薄、机械组织发达、叶绿体颗粒较小等特点
解析:选A 荒漠中的某些爬行动物以固态尿酸盐的形式排泄含氮废物,而不是产生需要更多水才能溶解的尿素,以适应荒漠中缺水的环境,A正确;草原主要分布在半干旱地区,生长在草原上的优势种通常为旱生多年生草本植物,有少量的灌木丛,乔木非常少见,B错误;热带森林中虽然枯枝落叶多,但土壤微生物也多,分解速度也快,故土壤腐殖质中有机物不一定多,C错误;森林中的阴生植物具有茎细长、细胞壁薄、机械组织不发达、叶绿体颗粒大等特点,D错误。
2.世界各地因气候、地形和其他环境条件的不同而出现不同的群落类型,陆地群落包括森林、草原、荒漠等类型。下列叙述正确的是 ( )
A.森林生物群落中林下的植物往往叶片大,叶绿体颗粒小,可充分利用有限的弱光
B.和温带草原相比,热带雨林一年四季都有开花、结果的植物,风媒花较多,有利于繁殖
C.草原生物群落的动物大都具有挖洞或快速奔跑的特点,植物叶片多狭窄,可适应干旱环境
D.不同群落的主要影响因素不同,陆地群落的主要影响因素是阳光和温度
解析:选C 森林生物群落中林下植物为适应弱光,叶片通常较大以增加受光面积,但叶绿体颗粒大、呈深绿色,A错误;热带雨林中空气流通不畅,风媒花很少,主要为虫媒花,B错误;草原生物群落的动物大都具有挖洞或快速奔跑的特点,植物叶片多狭窄,可适应干旱环境,C正确;陆地群落类型(如森林、草原、荒漠)的主要影响因素是水分和温度,D错误。
3.耐受性定律是指任何一个生态因子不足或过多时,会导致生物衰退或不能生存。每一种生物对不同生态因子都有一个耐受范围称为生态幅。下列说法错误的是 ( )
A.生物耐受性会因年龄、季节、栖息地区的不同而有所差异
B.同种生物对某生态因子的耐受性不受其他因子的影响
C.生态因子对繁殖期个体容易起限制作用,使其耐受范围变窄
D.内环境的相对稳定能够扩大生物对生态因子的耐受范围
解析:选B 生物的耐受性会受到多种因素的影响,年龄不同,生物的生理机能和适应能力会有差异;季节变化会带来温度、光照、降水等生态因子的改变,生物在不同季节会表现出不同的耐受性以适应环境;栖息地区不同,其环境中的生态因子组合和强度不同,生物长期适应特定的栖息环境,耐受性也会有所不同,A正确。耐受性定律允许生态因子间的相互作用,也就是说,一种生态因子对生物的影响往往不是孤立的,会受到其他生态因子的影响,B错误。繁殖期的生物对环境条件要求更为苛刻,因为繁殖过程涉及生殖细胞的形成、胚胎发育等重要生理过程,需要更适宜的环境条件,生态因子在这个时期稍有不足或过多,就容易对繁殖期个体产生限制作用,使得它们能够耐受的生态因子范围变窄,C正确。内环境的相对稳定是生物维持正常生理功能的基础,当内环境能够保持相对稳定时,生物可以在一定程度上缓冲外界生态因子的变化对自身的影响,D正确。
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