2.1群落的结构（2019人教版）

第1节群落的结构课程内容掌握要求群落概念、研究问题、物种组成种间关系空间结构群落的季节性和生态位研究土壤中小动物类群的丰富度明晰群落的概念，能区分种群和群落层次的研究问题，了解群落物种组成的特点熟练掌握五种种间关系的定义和图像，并准确区分不同的种间关系熟练判断群落的空间结构了解群落的季节性特点，明确生态位的概念和应用熟练掌握小动物类群丰富度实验过程和注意事项一．群落概念及研究问题1.群落概念：在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合（必须包括全部的种群），叫做生物群落，简称群落。2.群落水平上的研究问题区分于种群水平的研究问题，解题的关键点是判断题目是处于何种水平的研究问题。（1）群落的范围和边界如何？——群落概念（2）群落中多少种群？哪些种群占优势？——物种丰富度、群落优势种（3）群落中各个种群分别占据什么位置？——生态位（4）群落中各个种群之间的相互关系是怎样的？——种间关系（5）群落具有怎样的空间结构？——群落空间结构（6）群落的演替情况是怎样的？——群落演替典型考法——【例】下列研究问题不属于群落水平的是（

）A．梧桐山的鸢每年新增的个体数B．北海红树林的范围和边界大小C．武夷山常绿阔叶林中的优势种D．根瘤菌和豆科植物之间的关系【答案】A【解析】A、梧桐山的鸢每年的出生率和死亡率，属于种群水平研究的问题，A错误；B、北海红树林的范围和边界大小，为研究群落的边界，属于群落水平上研究的问题，B正确；C、武夷山常绿阔叶林中的优势种，研究群落中物种组成，属于群落水平上研究的问题，C正确；D、根瘤菌和豆科植物之间的关系为研究种间关系，属于群落水平上研究的问题，D正确。【例】下列不属于群落水平研究内容的是（）A．调查某一地区的优势物种B．“青草鲢鳙”四大家鱼在湖泊中所处的空间位置C．农田中玉米高度不同可提高对阳光等环境资源的利用率D．狮子占用资源的情况，例如它的栖息地、食物等【答案】C【解析】A、调查某一地区的优势物种，属于群落水平研究内容，A不符合题意；B、“青草鲢鳙”四大家鱼在湖泊中所处的空间位置，属于群落的空间结构，B不符合题意；C、农田中高度不同的玉米属于种群水平研究的内容，C符合题意；D、狮子占用资源的情况，例如它的栖息地、食物等，属于该物种在群落中的地位或作用，属于群落水平研究内容，D不符合题意。二．群落的物种组成1.物种组成（1）物种组成是区别不同群落的重要特征，也是决定群落性质最重要的因素。（2）不同群落的物种组成不同，物种的数目也有差别。（3）一个群落中的物种数目，称为物种丰富度。（4）科学家研究了我国从东北到海南的森林群落，发现越靠近热带地区，单位面积内的物种越丰富。（5）群落中的物种组成不是固定不变的。2.群落优势种（1）在群落中，有些物种不仅数量很多，它们对群落中其他物种的影响也很大，往往占据优势，这些物种称为优势种。（两个条件必须同时具备：数量多，对其他物种影响大）注意：有一些物种虽然在群落中比较常见，但对其他物种的影响不大，它们就不占优势，不能称为优势种。（2）随着时间和环境的变化，原来不占优势的物种可能逐渐变得有优势；原来占优势的物种也可能逐渐失去优势，甚至从群落中消失。（3）示例：在我国东北部的草原群落中，羊草通常占据显著优势。当放牧强度加大时，羊草就会明显减少，糙隐子草等植物便逐渐占据优势，一些原来在群落中罕见的植物种类也变得常见了。如果过度放牧，碱蓬等植物就会明显占优势，群落中原有的一些植物种类会消失，草原生产力严重降低。由此可见，控制放牧强度对于维持草原群落稳定、实现可持续发展非常重要。典型考法——【例】群落中数量最多的生物种群就是优势种。（）【答案】错误【解析】优势种是指在群落中有些物种不仅数量很多，它们对群落中其他物种的影响也很大。【例】群落中的常见种不一定是优势种。（）【答案】正确【解析】某物种在群落中比较常见，但它对其他物种的影响不大，也不是优势种。三．种间关系1.种间关系主要有原始合作（互惠）、互利共生、种间竞争、捕食和寄生等。2.原始合作（1）定义：两种生物共同生活在一起时，双方都受益，但分开后，各自也能独立生活。（2）实例：海葵固着于寄居蟹的螺壳上，寄居蟹的活动可以使海葵更有效地捕食；海葵则用有毒的刺细胞为寄居蟹提供保护。3.互利共生（1）定义：两种生物长期共同生活在一起，相互依存，彼此有利。（2）实例：豆科植物和根瘤菌之间，植物向根瘤菌提供有机养料，根瘤菌则将空气中的氮气转变为含氮的养料，供植物利用。4.捕食（1）定义：一种生物以另一种生物为食的现象。（2）实例：翠鸟捕鱼。5.寄生（1）定义：一种生物从另一种生物（宿主）的体液、组织或已消化的物质中获取营养并通常对宿主产生危害的现象。（2）实例：马蛔虫与马。6.种间竞争（1）定义：两种或更多种生物共同利用同样的有限资源和空间而产生的相互排斥的现象。（2）实例：同一草原上生活的非洲狮和斑鬣狗。四．四大种间关系图像及种间关系辨析1.数量图像（1）互利共生（2）寄生（3）种间竞争（4）捕食2.营养流动图像（1）互利共生（2）寄生（3）种间竞争（4）捕食典型考法——【例】群落中的不同种群间存在着多种多样的关系，这些种间关系可用不同的曲线表示出来。下列有关说法错误的是（）A．图甲可表示豆科植物与根瘤菌的种群数量变化关系B．图乙中，B不会把A捕食完，体现了精明的捕食者策略C．图乙中，B生物对A生物的进化有害无益D．图丙中，实验后期X的种内竞争加剧【答案】C【解析】A、甲表示“同生共死”的互利共生关系，豆科植物可为根瘤菌提供有机物，根瘤菌可为豆科植物提供氮肥，因此豆科植物与根瘤菌为互利共生关系，符合图甲，A正确；BC、“精明的捕食者”策略是指捕食者一般不能将所有的猎物都吃掉，否则自己也无法生存，且捕食者大多捕食年老、病弱或年幼的个体，客观上起到了促进种群发展的作用，图乙中，B为捕食者，不会把A被捕食者捕食完，体现了精明的捕食者策略，捕食者的存在促进了被捕食者种群的发展，B正确；C错误；D、图丙中，实验后期X的种群密度较大，种内竞争加剧，D正确。3.种间关系辨析（1）种内竞争和种间竞争共同点：竞争空间、食物等资源。区别：种内竞争是同种生物之间存在的对于空间和资源的竞争，如绵羊和绵羊、棉花与棉花；种间竞争是不同种生物之间的竞争，如棉花与杂草。（2）原始合作和互利共生共同点：共同在一起时对双方都有利。区别：原始合作的双方分开后均能独立生活；互利共生的双方分开后出现两方或其中一方不能正常生活。（3）寄生与捕食共同点：一方从另一方获取能量。区别：寄生是一种生物从另一种生物(宿主)的体液、组织或已消化的物质中获取营养并通常对宿主产生危害的现象，宿主的结构仍然是完整的，如蚜虫从植物的叶片上吸取汁液；捕食是一种生物以另一种生物为食，发生捕食关系后，被捕食者的结构已经不完整，如羊吃草后，草已不完整。（4）寄生与互利共生共同点：生活在一起不分开。区别：寄生对寄生者有利，对宿主有害；互利共生两者相互依存、彼此有利。（5）寄生与腐生共同点：是从生物体获取营养物质。区别：寄生是从活的生物体获得营养物质；腐生是从死的生物体获得营养物质。典型考法——【例】下列古文描述的生物种间关系对应不妥当的是（）A．桑间可种田禾，农家有云：桑发黍，黍发桑——原始合作B．螟蛉有子，蜾蠃负之一一寄生C．螳螂捕蝉，黄雀在后——捕食D．种豆南山下，草盛豆苗稀——种间竞争【答案】B【解析】A、桑间可种田禾，农家有云:桑发黍，黍发桑“体现了不同物种之间的原始合作关系，A正确；B、蜾蠃捕螟蛉回来供幼虫获得营养，是一种特殊的捕食关系，B错误；C、螳螂捕食蝉，黄雀捕食螳螂，为捕食关系，C正确；D、草和豆苗竞争空间和资源，为种间竞争关系，D正确。四．群落的空间结构1.在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间，形成一定的空间结构。群落的空间结构包括垂直结构和水平结构等。2.垂直结构（1）定义：在垂直方向上，大多数群落都具有明显的分层现象。（2）实例=1\*GB3①森林中自上而下分别有乔木、灌木和草本植物，形成群落的垂直结构。=2\*GB3②在湖泊中，有挺水层（如芦苇、莲、茭白）、浮水层（如凤眼蓝、浮萍）和沉水层（如水车前、小眼子菜、竹叶眼子菜、黑藻）等。这些植物分类利用了湖泊中的不同空间，形成了湖泊群落的垂直结构。=3\*GB3③某森林中栖息着多种鸟类，虽然大多数鸟类可同时利用几个不同的层次，但每一种鸟都有一个自己经常活动的层次：林冠层栖息着鹰、黄鹂、杜鹃等；中层栖息着山雀、啄木鸟、鹟、莺等；林下层则生活着画眉、八色鸫等。（3）垂直分层原因=1\*GB3①植物植物的分层与对光的利用有关：不同植物适于在不同的光照强度下生长。这种分层现象显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。除了光照，在陆生群落中，决定植物地上分层的环境因素还有温度等条件；决定植物地下分层的环境因素则是水分、无机盐等。影响水生植物分层的因素是光的波长、光照强度，不同波长的光在水体中的透射能力不同，波长越短，透射能力越强，深度越深，光照越弱。=2\*GB3②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，因此动物也有分层现象。影响水生动物的因素除了植物因素，还与O2有关，离水平面越近，O2含量越高。3.水平结构（1）定义：在水平方向上，常呈镶嵌分布。（2）镶嵌分布原因某草地在水平方向上，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。典型考法——【例】山顶到山脚不同植物和动物的种类是垂直结构。（）【答案】错误【解析】山顶到山脚是在不同水平层面上，并不位于同一垂直方向的位置，因此属于水平结构。【例】如图所示的浅水区和深水区的分层分别是群落什么样的空间结构？图1图2【答案】图1垂直结构图2水平结构【解析】判断水平和垂直结构主要看是否位于同一位置。图1的浅水和深水指的是同一位置的不同深度，因此是垂直结构。图2的浅水和深水是由于不同水平位置，即靠近岸边好远离岸边决定的，因此是水平结构。五．群落的季节性1.定义：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.实例=1\*GB3①有些种类的植物在早春来临时开始萌发，并迅速开花和结实，到了夏季其生活周期结束；另一些种类的植物则在夏季达到生命活动的高峰，从而导致群落在春季和夏季的物种组成和空间结构发生改变。=2\*GB3②大多数典型的草原鸟类和高鼻羚羊等有蹄类动物，在冬季都向南方迁移，到雪被较少、食物充足的地区生活。=3\*GB3③旱懒、仓鼠等啮齿类动物在冬季会冬眠，有些动物则在炎热的夏季进入夏眠。六．生态位1.定义：一个物种在群落中的地位或作用，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，称为这个物种的生态位。2.研究生态位的内容=1\*GB3①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。=2\*GB3②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。3.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。4.生态位重叠问题资源等条件充足时，生态位重叠不会对物种产生影响，但资源等条件不充足（局限）时，生态位重叠会对物种产生影响（来源于种间竞争）。=1\*GB3①生态位完全重叠一种生物将另一种生物竞争致死，二者存一。=2\*GB3②生态位部分重叠一种生物相较于另一种生物取得优势，二者共存。其中生态位重叠的部分由占据优势的一方占据，而劣势方只能依托未重叠部分的生态位存活。5.生态位图像下图中M和N是两个生活在同一环境下的物种，b表示该物种的生态位广度，b越大，说明该物种可以获得的食物种类越多，在不利环境下的存活率越高，d表示两个物种生态位重叠程度，d越大，说明两个物种的生态位重叠越少，种间竞争越弱。七．研究土壤中小动物类群的丰富度1.方法（1）取样方法许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小，因此不适于用样方法进行调查。在进行这类研究时，常用取样器取样的方法进行采集、调查，即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来推测某一区域内土壤动物的物种数目。（2）统计方法仅仅统计群落中的物种数，不足以全面了解群落的结构，因此，在统计群落中物种数目的同时，还可统计物种在群落中的相对数量。常用的统计物种相对数量的方法有两种：一是记名计算法；二是目测估计法。=1\*GB3①记名计算法是指在一定面积的样地中，直接数出各个种群的个体数目，这一般用于个体较大、种群数量有限的物种。=2\*GB3②目测估计法是按预先确定的多度等级来估计单位面积（体积）中的种群数量。等级的划分和表示方法有：非常多、多、较多、较少、少、很少，等等。2.步骤（1）准备=1\*GB3①制作取样器。可选择直径5cm的硬质金属饮料罐，在距离顶端5cm处剪断。这样的取样器容积约为100mL。注意：断口处很锋利，操作时要注意安全。=2\*GB3②记录调查地点的地形和环境的主要情况。提出安全注意事项。注意：取样时尽量不要破坏环境，并应事先取得有关部门的同意。（2）取样选择取样地点，将表层土上的落叶轻轻拨开，用手来回旋转罐子，将其按入土中，按压到罐底与地表几乎平齐，用铲子将罐内的土连同罐子一起挖出。将罐子中的土壤倒入塑料袋中。注意：塑料袋上应标明取样的地点和时间等。3.采集小动物（1）在去底花盆中放一个金属网，将取到的土壤样品放置在金属网上。为了使空气流通，土壤与花盆壁之间要留一定的空隙。然后，将花盆放置在诱虫器上，打开电灯（如下图A所示，C表示无底花盆，D表示酒精）。（2）也可以采取以下简易采集法，将取到的土壤样品放在瓷盆内（要注意防止小动物逃走），用解剖针拨找小动物，同时用放大镜观察，发现体型较大的小动物，可用包着纱布的镊子取出来，体型较小的则可以用吸虫器（如下图B所示）采集。（3）采集的小动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中，也可放入试管中。（4）细节考点诱虫器的原理：利用土壤小动物动物避光、避高温、趋湿的习性来采集。70%酒精溶液的作用：防止腐烂，便于计数和观察。纱布的作用：防止吸气的时候，小动物从吸气管吸出。4.观察和分类可借助有关的动物图鉴查清小动物的名称，并进行分类。有些小动物难以用肉眼识别，可用镊子或吸管取出，放在载玻片上，借助放大镜、体视显微镜进行观察。应一边观察一边做好记录。如果还是无法知道小动物的名称，可记为“待鉴定××”，并记录它们的特征。说明：观察时最好用体视显微镜。如用普通光学显微镜，可在4倍的物镜和5倍的目镜下进行观察。5.统计和分析根据前面介绍的丰富度统计方法，设计一个数据统计表，分析所记录的数据，完成一份研究报告。1．影响生物群落分布的主要因素有很多。下列叙述错误的是（）A．在西部大开发的实施过程中，对当地生物影响最大的因素是水B．在北回归线附近，分布有西双版纳、撒哈拉沙漠、墨西哥草原，影响植被横向水平分布的主要因素是水C．我国珠穆朗玛峰的河谷森林里生活着许多鸟类，而且明显呈垂直分布，产生这一现象的主要因素是食物和栖息空间D．我国森林植被分布情况从南到北依次是：热带雨林、季雨林→常绿阔叶林→落叶阔叶林→针阔混交林→常绿针叶林→落叶针叶林，影响植被纵向水平分布的主要因素是水【答案】D【解析】A、西部地区常年降水量较少，因此，西部大开发的实施过程中，对当地生物影响最大的因素是水，A正确；B、北回归线附近分布最广的气候类型是热带沙漠气候，这种气候的特点是终年炎热干燥，因此导致这一植被横向水平分布的主要因素是水，B正确；C、动物垂直分布主要由群落的不同层次提供不同的食物和栖息空间有关，因此，我国珠穆朗玛峰的河谷森林里生活着许多鸟类，而且明显呈垂直分布，产生这一现象的主要因素是食物和栖息空间，C正确；D、常绿阔叶林必须生长在温度较高的亚热带，落叶阔叶林适于生长在夏季高温多雨，冬季寒冷干燥的温带地区寒温带针叶林适于温度较低的亚寒带和寒带，因此常绿阔叶林→落叶阔叶林→常绿针叶林→落叶针叶林，导致这一植被纵向水平分布的主要因素是温度，D错误。2．下列关于落叶阔叶林群落结构的叙述，错误的是（）A．群落的水平结构与环境条件无关B．群落结构的改变与季节变化有关C．群落中的植物具有垂直分层现象D．群落中的动物具有垂直分层现象【答案】A【解析】A、群落水平结构与环境条件有关，不同地区的环境条件不同，使不同地段往往分布着不同的种群，A错误；B、群落结构的改变与季节变化或昼夜变化有关，B正确；C、群落中的植物受光照、温度等的影响分布具有垂直分层现象，C正确，D、落中的动物受食物的影响分布具有垂直分层现象，D正确。3．寒带针叶林中甲物种和乙物种的数量变化如下图所示。据图判断，这两个种群的关系是（

）A．捕食关系，甲为捕食者，乙为被捕食者B．捕食关系，乙为捕食者，甲为被捕食者C．竞争关系，甲为竞争中的胜者，乙为败者D．竞争关系，乙为竞争中的胜者，甲为败者【答案】B【解析】由题图可知，甲、乙两个物种的种群数量上呈现出“先增加者先减少，后增加者后减少”的非同步性变化，符合具有捕食关系的两个物种的数量变化规律，且甲为被捕食者，乙为捕食者，B正确，ACD错误。4．为研究甲、乙两种藻的竞争关系，在相同条件下对二者进行混合培养和单独培养，结果如下图所示。下列说法错误的是（）A．单独培养条件下，理论上甲藻数量约为1.0×106个时种群增长最快B．混合培养时，种间竞争是甲藻数量在10～12天增长缓慢的主要原因C．单独培养时乙藻种群数量呈“S”型增长D．混合培养时乙藻处于竞争劣势【答案】B【解析】A、分析图可知，单独培养条件下，甲藻的K值约为2.0×106个，所以种群增长最快时的种群数量是K/2，即1.0×106个，A正确；B、混合培养时，10~12天乙藻种群数量接近0，所以种间竞争强度低，此时甲藻数量增长缓慢的原因是培养液和空间有限，B错误；C、由于空间和资源有限，所以乙藻单独培养时种群数量呈“S”型增长，C正确；D、据图可知，混合培养时，乙藻在竞争中处于劣势导致全部死亡，D正确。5．有关下图所示的三种曲线图的说法，不正确的是（

）A．“鹬蚌相争”的种间关系可用图①表示B．寄居蟹和海葵的种间关系可用图②表示C．大豆与根瘤菌的种间关系可用图②表示D．图③中环境发生变化后，b种群数量可能会超过a种群【答案】B【解析】A、“鹬蚌相争”的种间关系是捕食，可对应图中的①，A正确；B、寄居蟹和海葵生活在一起，海葵用触手保护寄居蟹，寄居蟹更换环境给海葵带来更多食物，两者属于原始合作，而②属于互利共生，B错误；C、大豆与根瘤菌属于互利共生，其种间关系可用②表示，C正确；D、③是种间竞争，若环境发生变化，更有利于b的生长发育，则b的种群数量可能会超过a种群，D正确。6．下列关于群落空间结构的叙述，错误的是（）A．光照是影响植物群落水平结构的主要因素B．竞争促进群落资源的利用，能使物种丰富度增加C．植物种类在水平方向上的不均匀分布体现了群落的水平结构D．研究群落空间结构对植被恢复中植物的空间配置有指导意义【答案】A【解析】A、群落的空间结构分为垂直结构和水平结构，光照是影响植物群落垂直结构的主要因素，A错误；B、种间竞争可以促进群落资源的利用，能使物种丰富度增加，B正确；C、植物种类在水平方向上的不均匀分布，可以体现群落的水平结构，C正确；D、研究群落空间结构，可以用于指导植被恢复中植物的空间配置，D正确。7．板栗是深根性树种，一般高度为3~4m；茶树是根系较浅的小灌木，高度为1m左右。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。下列叙述错误的是（

）A．板栗与茶树的高度、根系深度不同，体现了林场群落的分层现象B．若要调查某方形板栗林里板栗树的种群密度，可以采用样方法C．可用取样器取样法进行采集、调查板栗园土壤中小动物的丰富度D．林场中板栗和茶树等植物和其他动物共同构成一个群落【答案】D【解析】A、板栗是一种深根性树种，一般高度为3~4m，茶树是根系较浅的小灌木，高度为1m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，这体现了该地群落结构的垂直结构，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，A正确；B、调查植物的种群密度可以采取样方法，B正确；C、由于土壤小动物个体小，数目种类较多，可以采用取样器取样法进行采集、调查板栗园土壤中小动物的丰富度，C正确；D、该板栗林中所有的植物、动物、微生物等全部生物构成了一个群落，D错误。8．植物群落的垂直结构是植物群落在空间上的垂直分化，是植物器官在地上不同高度和地下不同深度的空间垂直配置。如图为森林群落的垂直结构。下列关于植物群落分层现象叙述错误的是（）A．植物群落的地上部分和地下部分都有垂直分层现象B．分层现象都是通过植物与非生物环境相互作用的结果C．地上分层显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力D．地下分层是植物充分利用地下空间及养分的