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2.1 群落的结构（第二课时）
新教材 选择性必修二 生物与环境
第2章 群落及其演替
【问题探讨】
1.红树林中各生物种群是随机分布的还是具有一定的分布特点？
2.从不同的角度看，如垂直方向和水平方向上，各生物种群具有怎样的分布特点？
3.影响动植物分布的因素有哪些？
4.群落中各生物种群的分布特点对其自身具有怎样的好处？
四、群落的空间结构
概念：在群落中，各个 分别占据了不同的空间，使群落形成一定的空间结构。
垂直结构
群落的空间结构
水平结构
生物种群
垂直结构: 指群落垂直方向上有明显的 现象
乔木层
黄鹂
灌木层
啄木鸟
草本层
画眉
分层
森林群落（陆生）
湖泊群落的垂直结构（水生群落）
挺水层
浮水层
沉水层
四、群落的空间结构
　　池塘生物群落中，荷花、芦苇等将茎叶高高地挺出水面；睡莲、满江红、浮萍等浮于水面；金鱼藻等则生长于水底。鲢鱼在水体浅层、鳙鱼在中层、青鱼、虾、蚌等在水底，泥鳅、鳝鱼等则在水底淤泥中生活。
池塘中四大家鱼的分层现象
鲢鱼
鳙鱼
草鱼
青鱼
引起水域分层的主要原因是：　　　
阳光、含氧量、食物等
植物地下部分的分层现象
植物地上部分的分层现象
①决定因素：与植物对 的利用有关。
影响植物分层的因素：
②其他因素：
a.决定植物地上分层的环境因素还有
等条件；
b.决定植物地下分层的环境因素还有
、 等。
光
温度
水分
无机盐
四、群落的空间结构
动物垂直分层现象主要原因：
群落中植物的垂直分层为动物创造了多种多样
的 和 。
栖息空间
食物条件
四、群落的空间结构
浮水植物
挺水植物
沉水植物
水平结构：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。
特点: 常呈镶嵌分布。
四、群落的空间结构
竹林中，竹子有高有矮，是否说明竹子具有垂直结构？为什么？
草原生态系统有无垂直结构？
有
无
【问题探讨】群落中各生物种群的分布特点对其自身具有怎样的好处呢？
显著提高了群落利用阳光等 的能力，使生物群落在单位面积上能容纳更多的生物种类和数量，产生更多的生物物质。
→群落的形成是不同物种协同进化的结果。
环境资源
四、群落的空间结构——立体农业教材32页
立体农业就是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。
板栗--茶树结构
板栗：深根性树种
高度3-4m
喜光
茶树：根系较浅
高度1m左右
耐阴
充分利用不同层次的光照，土壤中不同深度的水分和无机盐；板栗增加枯枝落叶，使得茶园的小气候条件、土壤条件均有利于茶树生长。
稻-萍-鱼模式
佛手瓜-生姜模式
任务4：尝试分析下列2种模式的群落结构怎样充分利用了环境资源，提高经济效益和生态效益？
佛手瓜种植密度小，间隙种植生姜可以充分利用土地，佛手瓜枝蔓遮荫促进喜阴的生姜生长。
鱼呼吸释放的二氧化碳供水稻光合作用；水稻田害虫、浮游动物、杂草的数量因养殖鱼而大大下降；收获的鱼还带来经济效益。
四、群落的空间结构——立体农业教材32页
【资料分析】
阅读以上资料及课本27页第一段，思考以下问题：
1.福田红树林公园中一年四季的物种组成和空间结构一样吗？
2.引起上述变化的环境因素是什么？
3.自然界中有哪些生物的季节性变化以及它们为什么会出现这种变化？
资料一：（福田红树林的）浮游植物群落结构的季节变化主要受水温和营养盐影响。大湖营养盐的含量极低，浮游植物种类一直很少。小湖为淡水湖泊，与天然湖泊类似，气温较低时适合硅甲藻类生长气温较高时适合蓝绿藻生长；修复带位于海域内湾处，但其周围水草丰茂，水体在夏季营养盐的含量较高，因此出现了与小湖类似的夏季蓝绿藻优势现象。而老河口、监测站位于河口处，不同于淡水湖泊，全年均以硅藻为绝对优势。
图1 各采样点浮游植物物种数季节变化
（1#、2#、3#、4#和5#分别表示不同的采样点）
--摘自“福田红树林生态公园浮游植物群落结构季节变化特征”
不同。
水温、水体中的无机盐含量等。
不同动物的季节节律不同
（繁殖、迁徙、冬眠等）
阳光、温度、水分改变
季节的改变
不同植物季节节律不同
（例：开花结果时间不同）
群落的外貌和结构
发生有规律性的变化
五、群落的季节性
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。
阳光
温度
水分
有规律
群落的季节性实例
五、群落的季节性
冬眠中的黑熊
旱獭一年可以冬眠8个月
高鼻羚羊
鸟
六、生态位
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（niche)。
每个物种都有自己在群落中的地位或作用。
生态位的分化有利于不同生物充分利用环境资源，是群落
的物种间以及物种与环境间协同进化的结果。
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
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？哪一种鸟觅食生境的范围更宽？
绿翅鸭和鹤鹬：
两者选择觅食生境的策略基本相同，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：
在三个生境中都出现，在生境3出现的概率高于前两处。
青脚鹬的觅食生境范围更宽。
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
分析当地自然群落中某种生物的生态位
通过比较，二者的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.绿翅鸭和鹤鹬的觅食生境基本相同，生态位也一定相同吗？
不一定，还要比较二者的食物种类，由此分析与其他物种的关系。
二者所处的生态位不相同。
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
绿翅鸭以小坚果为主要食物，还吃茎类、螺类、贝类等，与绿头鸭类似，二者存在明显的种间竞争关系；
3.以绿翅鸭为例，从觅食角度分析，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，因为它们都捕食螺类，绿翅鸭与鹤鹬都吃贝类。
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
青脚鹬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； 以草屑、螺类、甲壳类为食；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。
4.以青脚鹬为例，从觅食生境、种间关系等多方面综合描述它的生态位。
分析当地自然群落中某种生物的生态位
资料一：在桐花树和秋茄生长繁殖较好的环境，海桑的生长繁殖受到一定的压制，而海桑数量在桐花树、秋茄较少的地方则有所增加。海桑生长初期和桐花秋茄的竞争程度较强。
资料二：红树林群落是由海岸到海滩逐渐恢复生长，近岸植株较远岸植株受到海水浸淹的程度弱，且植株具有较强的抵抗力，而远岸的红树受到海水浸淹的程度较重，植株生长过程中有所损伤，在这种情况下种子更容易被冲走，幼苗的生长繁殖也受到影响。
【补充资料】
--摘自“福田红树林结构调控及自然恢复状况”
图1 不同海岸距离条件下红树植株数量
图2 不同海岸距离条件下红树植株的平均高度
1、相比于教材28页的“思考·讨论”栏目的例子，该资料主要从哪些方面研究不同红树的生态位？
2、不同红树为何在不同海岸距离会有不同的种群密度和株高？
3、上述结论能为人工调控辅助红树恢复提供哪些有效的参考信息？
1、相比于教材28页的“思考·讨论”栏目的例子，该资料主要从哪些方面研究不同红树的生态位？
2、不同红树为何在不同海岸距离会有不同的种群密度和株高？
3、上述结论能为人工调控辅助红树恢复提供哪些有效的参考信息？
【思考与讨论】
不同海岸距离条件下红树植株数量、不同海岸距离条件下红树植株的平均高度、不同红树间的关系等。
近岸植株受到海水浸淹的程度弱，不同红树对海水浸淹的抵抗力不同，而远岸的红树受到海水浸淹的程度较重，植株生长过程中有所损伤，且种子在远岸更容易被冲走，幼苗的生长繁殖受到影响。
在引入外来红树种时需要考虑与本土红树及其他生物的生态位关系；在种植红树幼苗时需考虑不同海岸距离对红树幼苗生长繁殖的影响等。
六、生态位
鲢鱼
鳙鱼
草鱼
青鱼
思考分析：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？
教材29页课后练习与应用
鲢鱼在水体浅层、鳙鱼在中层、青鱼、虾、蚌等在水底，泥鳅、鳝鱼等则在水底淤泥中生活。
四大家鱼混养
原理：在池塘中占据不同的生态位。
优点：
既降低了竞争的激烈程度，又充分利用了空间和资源，获得更大价值。
上层水：鲢鱼---浮游植物
中上层：鳙鱼---浮游动物+浮游植物
中下层：草鱼---水草
中下层：青鱼---水底的螺、蚌以及水生昆虫
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。
六、生态位
六、生态位——重叠时发生分化
同一生境下，不同种群的生态位相似（重叠）时，种群的数量会如何变化？
甲
甲
乙
生态位重叠
甲
甲
乙
甲
甲
乙
资源不足
种间竞争
生态位
移动
一个物
种灭绝
同一生境，当资源不足时，物种越丰富，物种间为了共同食物、生活空间、其他资源使得竞争越剧烈，对某一物种占据的实际生态位就可能越小。导致进化过程中，2个生态位相近的物种，向着占有不同空间，栖息地分化，食物变化，取食时间不同等方向变化，以降低竞争的紧张度，达到各种物种平衡和共存。
最可能的原因是B
任务7：思维训练 教材29页
栖息地：河流 （生活着多种生物，各种群间有复杂的种间关系）
短吻鳄：顶级捕食者，捕食多种鱼类、虾类和其他生物
河鱼：捕食虾、小鱼、贝类；也可能被其他肉食鱼类捕食
作出推测后，不能直接得出结论，还需要进一步详细调查：与短吻鳄、河鱼存在直接关系的种群，发生了什么变化；气候条件是否发生了剧烈变化等。
亚洲象群从西双版纳出发，快到昆明市区后返回，长达17个月的北迁。
亚洲象 70年代100+多头 → 目前300+头
头野生亚洲象每天吃150公斤以上的植物
需要10-12平方公里的取食范围
大象为何会北迁？
西双版纳自然保护区原始热带雨林
人工经济林
人工经济林
栖息地 原始的热带雨林 70%缩减50%
只余 9.9万公顷面积 最多容纳100+只象
当地居民 人均收入低14478元/年
新鲜茶叶1公斤不到1元；粮食作物会被大象破坏只能种植大象不吃，相对收入较高的橡胶树
如何做？弥补居民的损失，被大象破坏的庄稼进行补助；商业保险；村庄周围种植大象的食物；轮耕轮歇等。
推荐观看视频资源：B站搜索“15头大象到底为什么集体北迁？我去了趟云南寻找答案”
运用结构与功能观、进化与适应观分析群落的形成是存在客观规律的。
人类的活动也应该顺应自然界的规律。
小结
1.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。
2.群落的空间结构包括垂直结构和水平结构。各生物种群在垂直方向上有明显的分层现象，而在水平方向上常常呈镶嵌分布。
3.影响植物分布的因素主要有光照、温度，水和无机盐等。动物的分布则受植物提供的食物来源和栖息场所影响。
4.群落的空间结构显著提高了群落利用环境资源的能力，使生物群落在单位面积上能容纳更多的生物种类和数量，产生更多的生物物质。
小结
【练习与应用】
1.长白山北坡从山麓到山顶依次出现针阔混交林、针叶林、岳桦林和高山冻原。针阔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、黑枕黄鹏等鸟类。判断下列表述是否合理，
（1）针阔混交林中的红松和红皮云杉存在种间竞争的关系。（ ）
（2）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。（ ）
（3）小杜鹃主要生活在林冠层，这是小杜鹃的生态位。（ ）
√
×
×
一、概念检测
2. 某弃耕农田中的植物种类 40 年间的变化情况见下表。下列有关该地群落变化的叙述，错误的是（ ）
年份 1 4 15 25 40
乔木 0 0 0 14 23
灌木 0 3 4 12 19
草本植物 28 27 26 30 34
总计 28 30 30 56 76
A.物种丰富度趋于增加 B.群落对光能的利用能力提高
C.物种丰富度呈现“S”形增长 D.群落的垂直结构和水平结构发生了变化
C
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。
1.《诗经·小雅·小宛》写道： “螟蛉有子，蜾蠃负之。”古人以为蜾蠃不产子，因此捕捉“螟蛉”当作“义子”来养育。南北朝时期，医学家陶弘景发现。蜾蠃将螟蛉衔回窝中，用尾上的毒针刺入螟蛉体内，并在其身上产卵。所以他认为螟蛉不是“义子”，而是蜾蠃幼虫的食物。这两种生物存在怎样的种间关系？
螟蛉
蜾蠃
捕食。
【提示】 广义的捕食包括植食、肉食、拟寄生等。拟寄生的特点为总是导致寄主死亡，这与寄生有本质区别。
二、拓展应用
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？
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。
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。
【应用迁移】
查阅相关文献资料，结合本节课学习的内容，尝试为福田红树林的人工保育提出意见和建议。
谢谢观看
新教材 选择性必修二 生物与环境
第2章 群落及其演替

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