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第二章 群落及其演替
第一节 群落的结构(第三课时)
学习目标：
1. 描述群落的空间结构和季节性。
2. 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。
1. 形成原因
在群落中，____________________________________，形成一定的空间结构。
各个生物种群分别占据了不同的空间
2. 分类
群落的空间结构包括___________和__________
垂直结构
水平结构
群落的空间结构
植物地上部分的分层现象
植物地下部分的分层现象
(一)垂直结构
1. 概念：在垂直方向上，大多数群落都具有明显的 现象。
分层
2. 在陆生群落中决定植物分层现象的因素
①决定植物地上分层的环境因素： 。
光照、温度等
②决定植物地下分层的环境因素： 。
水分、无机盐等
乔木层
灌木层
草本层
【思考】竹林中竹子高低错落有致，是群落在垂直结构上的分层现象吗
一片竹林中全部竹子是一个种群，种群不具有垂直结构。
不是，
3. 水生群落中决定植物分层现象的因素
除光照强度外，植物的垂直分布也跟光的波长(光质)有关。
挺水层植物菰(茭白)
浮水层植物凤眼莲
沉水层植物水车前
思考：荷叶有的挺水有的浮水,错落有致,这种现象属不属于群落的垂直结构？
不属于
【总结】植物分层的主要原因：
光照强度，不同植物适于在不同的光照强度下生长。
浮水层
挺水层
沉水层
乔木层
(吃高大乔木的种子)
灌木层
啄木鸟
(营巢)
草本层
(吃地面上的苔鲜和昆虫)
黄鹂
画眉
群落中植物的垂直分层为动物创造了多种多样的 和 ；群落中植物的分层现象决定了动物的分层现象。
栖息空间
食物条件
4. 决定动物分层现象的因素
决定水生动物的分层因素：与 等因素有关。
食物和溶解氧、阳光、温度
总结
①引起植物分层分布的主要原因是 ；
②引起动物分层分布的主要原因是 ；
③垂直结构的意义：___________________________________________。
④决定因素(植物)：
光照
食物条件和栖息空间
显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力
c.植物水中分层 。
a.植物地上分层 ；
b.植物地下分层 ；
光照、温度
水分、无机盐
光照强度、光的波长
群落的空间结构
(一)垂直结构
在 方向上，不同地段往往分布着不同的 ，同一地段上种群密度也有差别，它们常呈 分布。
1. 概念：
①地形的变化； ②土壤湿度和盐碱度的差异； ③光照强度的不同；④生物自身生长特点的不同；⑤人与动物的影响等。
2. 决定因素：
(二)水平结构
群落的空间结构
水平
镶嵌
种群
3. 特点：常呈镶嵌分布
植物个体在水平方向上的分布不均匀造成的，从而形成许多小群落。
原因
例2：芦苇等水生植物只能长在浅水或水边；松、杉、柏树等能长在比较干旱处。
影响水平结构的因素是 。
土壤湿度
例1：森林中，在被树冠遮住的地方，光线较暗，适于苔藓植物生存，而在其他光照较充足的地方，则有较多的灌木和草丛。影响水平结构的因素是 。
例3：说明影响高山上群落的水平结构的因素是 。
温度
光照强度
例4：说明影响该处群落的水平结构的因素是 。
人的影响因素
树冠下的苔藓
树冠下的植物
高山上植物的分布
同三公路-哈尔滨段（夏季）两侧植物分布类型图
地形高低的差异
群落空间结构的形成原因与意义
(1)形成原因：在长期 基础上形成的对环境的适应。
(2)意义：利于群落整体对 的充分利用。
自然选择
环境资源
(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？是群落的垂直结构吗？
温度
(2)b、c处的植物在垂直方向上都具有明显的分层现象，影响其分布的主要环境因素是？
b处：光照强度； c处：光质（光的波长）
不是
核心探讨：群落的空间结构
(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？
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？
不对。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。
1.下列关于生物群落的叙述，错误的是
A.群落中植物的垂直分层现象与光照强度有关
B.草原中动物没有垂直分层现象，森林中动物具有垂直分层现象
C.群落中动物的垂直分层现象与植物有关
D.群落中植物的水平分布现象与地形有关
√
典题应用
2.下列有关群落结构的叙述，错误的是
A.同一座高山的山顶生草甸、山腰长松林、山脚种作物，体现了群落的垂直结构
B.群落的垂直结构显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力
C.不同种类的淡水鱼占据不同水层而出现分层现象，这与各种淡水鱼的食性有关
D.不同地段的种群在水平方向上呈现斑块状分布属于群落的水平结构
√
由于______、_____和______等随季节而变化，群落的外貌和结构也会随之发生_______的变化。
1. 概念：
阳光
温度
水分
有规律
群落的季节性
春
夏
秋
冬
有些种类的植物在早春（迎春花、桃花）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到达生命活动的高峰，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. 植物的季节性对群落的影响
①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. 动物的季节性对群落的影响
迎春花
桃花
旱獭
冬眠
箭猪
夏眠
②旱獭、仓鼠等啮齿类动物在冬季会休眠；有些动物则在炎热的夏季进入夏眠。
非洲肺鱼
夏眠
一个物种在群落中的____________，包括所处的__________，_________的情况，以及与_________________等，称为这个物种的生态位。
地位或作用
1. 概念
空间位置
占用资源
其他物种的关系
研究某种动物的生态位
研究某种植物的生态位
栖息地
食物
天敌
与其他物种的关系
出现频率
种群密度
植株高度
与其他物种的关系
2. 研究内容
生态位
物种 观察数量 觅食生境出现率/% 鸟胃中主要的食物种类/% 生境1 生境2 生境3 小坚果 茎类 草屑 螺类 贝壳 沙砾 甲壳类 其他
绿翅鸭 2120 67 0 33 52.8 16.7 0 12.0 13.0 0 5.5
绿头鸭 1513 98 1 1 78.3 0.8 0 7.1 5.6 1.1 7.1
鹤鹬 1678 64 0 36 0 0 50.0 25.0 25.0 0 0
青脚鹬 1517 29 28 43 0 0 33.3 33.3 0 33.3 0.1
思考·讨论：
分析当地自然群落中某种生物的生态位
1. 这4种鸟选择觅食生境的策略有哪些异同？哪一种鸟觅食生境范围更宽？
①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；
青脚鹬的觅食生境范围更宽。
②绿头鸭主要选择生境1；
③青脚鹬在3个生境中都出现，在生境3出现的概率高于前两处。
物种 观察数量 觅食生境出现率/% 鸟胃中主要的食物种类/% 生境1 生境2 生境3 小坚果 茎类 草屑 螺类 贝壳 沙砾 甲壳类 其他
绿翅鸭 2120 67 0 33 52.8 16.7 0 12.0 13.0 0 5.5
绿头鸭 1513 98 1 1 78.3 0.8 0 7.1 5.6 1.1 7.1
鹤鹬 1678 64 0 36 0 0 50.0 25.0 25.0 0 0
青脚鹬 1517 29 28 43 0 0 33.3 33.3 0 33.3 0.1
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。
2. 如果两种鸟的觅食生境一样，生态位就完全一样吗？
不一定。
思考·讨论：
分析当地自然群落中某种生物的生态位
物种 观察数量 觅食生境出现率/% 鸟胃中主要的食物种类/% 生境1 生境2 生境3 小坚果 茎类 草屑 螺类 贝壳 沙砾 甲壳类 其他
绿翅鸭 2120 67 0 33 52.8 16.7 0 12.0 13.0 0 5.5
绿头鸭 1513 98 1 1 78.3 0.8 0 7.1 5.6 1.1 7.1
鹤鹬 1678 64 0 36 0 0 50.0 25.0 25.0 0 0
青脚鹬 1517 29 28 43 0 0 33.3 33.3 0 33.3 0.1
以绿翅鸭为例，绿翅鸭以小坚果为主要食物，还吃茎类、螺类、贝类等， 与绿头鸭也是，二者存在明显的种间竞争关系；
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？
绿翅鸭与鹤鹬、青脚鹬也有种间竞争关系，它们都捕食螺类，绿翅鸭与鹤鹬都吃贝类。
思考·讨论：
分析当地自然群落中某种生物的生态位
物种 观察数量 觅食生境出现率/% 鸟胃中主要的食物种类/% 生境1 生境2 生境3 小坚果 茎类 草屑 螺类 贝壳 沙砾 甲壳类 其他
绿翅鸭 2120 67 0 33 52.8 16.7 0 12.0 13.0 0 5.5
绿头鸭 1513 98 1 1 78.3 0.8 0 7.1 5.6 1.1 7.1
鹤鹬 1678 64 0 36 0 0 50.0 25.0 25.0 0 0
青脚鹬 1517 29 28 43 0 0 33.3 33.3 0 33.3 0.1
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。
①觅食生境: 低潮盐沼——光滩带、 海三棱藨草带及海堤内鱼塘芦苇区；
②食物： 草屑、螺类、甲壳类为食；
③ 种间关系： 青脚鹬与鶴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。
3. 特点：
4. 形成原因：
5. 意义：
群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位。
群落中物种之间及生物与环境之间协同进化的结果。
有利于不同生物充分利用环境资源。
练习与应用(课本29页)：3. 河蟹是杂食性动物，以鱼、虾、螺、蚌、 水生昆虫和水草等为食，它们喜欢潜伏在水草或底泥中。在生产实践中，人们不会将河蟹与食性和它相似的青鱼混养。为什么？
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强烈，不利于各自种群数量的增加。
生态位
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（a）生态位移动或（b）一个物种绝灭。
6. 生态位重叠：
(没有生态位完全重叠的物种)
拓展应用(课本29页)：2. 在群落形成的过程中，如果两个物种的生态位相似，你认为这两个物种的发展将是什么结果？
物种A
物种B
物种A
物种B
生态位
分化
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。
种间竟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,另一方留存下来。
生态位分化一般有三种方式：
①分布区域和活动范围错开；
②活动时间错开；
③食物种类错开(食性不同)；
注意：当资源十分丰富（如热带雨林）时，生态位重叠的生物就可以利用同一资源而不给对方带来伤害。
可以合理设计人工生态系统，利用不同生物之间生态位的差异，充分利用环境资源，从而获得更大的价值。
(2)对动物生态位影响最大的是动物的栖息环境和食物条件(种间关系)。将生态位不同的四种鱼混养，既降低了竞争的激烈程度，又充分利用了空间和资源。
鱼类的混合培养
(1)四大家鱼的混养利用的是它们在池塘中占据着不同的生态位。
品种 栖息水层 食性
青鱼 水体的中下层 以水底的螺、蚌及水生昆虫等为食
草鱼 水体的中下层或水草多的地方 主要以水草为食
鳙鱼 水体的中上层 主要为浮游动物为食，也食用部分浮游植物
鲢鱼 水体上层 主要以浮游植物为食
7. 生态位的应用：
(2)对植物生态位影响较大的是植株高度和种间关系。
① 间作的两种或多种植物必须有很明显的植株高度差异；
② 间作的植物中高的为阳生植物，矮的为阴生植物。
(1)农作物的间作模式有很多种，农作物间作利用的是它们在农田中占据不同的生态位。
间作模式 实例分析
玉米与大豆 ①玉米植株高，大豆植株矮；②大豆可利用与其共生的根瘤菌固氮，从而增加土壤肥力
苹果与绿豆 ①果树高大，绿豆植株矮小，可充分利用相邻果树间的空间；
②果树适当遮阴可缓解作物的光合“午休”现象
立体农业：充分利用群落的空间结构和季节性，进行立体种植、立体养殖或立体复合种养的生产模式。
农作物的间作
稻-鱼-蛙
7. 生态位的应用
树-蔬菜
①鱼和蛙的粪便为水稻供肥。
②鱼和蛙呼吸释放的CO2可供水稻进行光合作用。
在农业中，应该从水平、垂直、时间、营养及物种、数量等多方位进行系统组分的合理组配，以充分利用和拓展系统生态位，提高整个农业生态系统的生产力。
思维训练 · 溯因推理
某湖泊中生活着鲈鱼和短吻鳄，短吻鳄会捕捉鲈鱼，而鲈鱼又是人们喜爱的美味。当地居民为了提高鲈鱼的产量而大量捕杀短吻鳄。在短吻鳄被捕杀几乎绝迹后，鲈鱼的产量却没有增加。调查表明湖中鲈鱼的种群数量比原来竟然还下降了。追溯原因，有人提出了以下可能：
A. 气候变化造成鲈鱼食物短缺；
B. 短吻鳄捕食的另一种鱼以鲈鱼为食；
C. 捕杀短吻鳄前鲈鱼的种群已经衰退；
D. 人类主要捕捞鲈鱼幼龄鱼造成种群衰退。
以上四种解释都有道理吗？你认为哪种是最可能的原因？作出推断后，应该怎样进一步判别？
提出的四种解释都有一定道理，
B说法是最可能的原因。
作出推测后，应深入调查，从而作出进一步的判别。
湖泊中一般生活有多种生物、各个种群之间存在复杂的种间关系和相互作用，短吻鳄是顶级捕食者，捕食多种鱼类和其他动物，鲈鱼则以小鱼、虾、贝类浮游动物等为食。当短吻鳄几近消失时，被它捕食的动物数量可能会增长，进而影响原本比较稳定的群落结构，最终影响鲈鱼的种群数量。
作出推测后，应深人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。要判断A、B、D的解释是否合理，也需要做更多调查。例如，调查湖泊所在地是否发生了气候变化，气候变化对湖泊中的生物带来了哪些影响，人类对鲈鱼的捕捞情况是怎样的，等等。
思维训练 · 溯因推理
3. 捕食者在猎杀猎物时，场面比较血腥，这往往会让人认为捕食者很残忍。有的地方曾经为了保护某些食草动物而人为消灭捕食者，但结果却事与愿违。请从群落中物种之间的相互关系, 以及这种关系是如何形成的等角度，分析群落中存在捕食者的生态意义。
捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的生存腾出空间，因此,捕食者有利于保持群落内物种的丰富度，并使多个生物种群的数量维持在一定范围内。
同时，捕食者吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到促进被捕食者种群发展的作用；捕食者与被捕食者还表现出协同进化。
拓展应用(课本29页)
典题应用
3.(2023·安徽合肥高二期中)在高中阶段，可以将生态位理解为：每个物种在群落中的地位或角色，即在群落中每个物种在生活空间、营养关系以及活动时间多个维度上的地位。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则种间竞争就会加剧
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
√
4.生态位是指物种在生物群落或生态系统中的地位和作用，表现了物种对各种资源(食物、空间等)的利用以及不同物种之间的关系。生态位的重叠和分离状况与种间竞争、种内竞争具有密切的关系。下列叙述不正确的是
A.种间竞争会促使不同物种的生态位分化
B.种内竞争的加剧会使不同物种的生态位重叠减少
C.各物种生态位的分化利于群落稳定性与多样性的维持
D.两个物种的生态位重叠增加，则种间竞争加剧
√

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