资源简介

2.2群落具有水平、垂直和时间结构
基础巩固
一、群落分层形成垂直结构
1.植物的分层：在森林群落中，植物的分层现象明显。高大的乔木占据上层，能充分接受阳光进行光合作用；灌木层位于乔木层之下，能利用乔木层下的光照；草本层在最下层，适应较弱的光照条件。植物的分层现象是群落垂直结构的基础，不同层次的植物对______、______等资源的利用能力不同，从而提高了群落对环境资源的______。
2.动物的分层：动物的分层依赖于植物的分层。乔木层为鸟类等动物提供了栖息场所和食物来源；灌木层和草本层则为一些小型哺乳动物、昆虫等提供了藏身之处和食物。动物的分层现象是对植物分层的______，不同层次的动物具有不同的______和生活习性。例如，在池塘中，浮游动物多在水体上层活动，底栖动物则主要在水底生活。
3.微生物的分层：在土壤和水体等环境中，微生物也存在分层现象。好氧微生物通常分布在氧气含量较高的上层，而厌氧微生物则多分布在氧气含量较低的下层。微生物的分层与环境中的______、______等因素密切相关。
二、群落水平方向上的种群配置形成水平结构
1.水平结构的概念：群落的水平结构是指群落中的生物在水平方向上的______状况。在群落中，不同地段的环境条件（如光照、水分、土壤等）存在差异，导致种群在水平方向上呈现出______分布。
2.影响水平结构的因素：地形的起伏、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等，都会影响群落的水平结构。例如，在一片草原上，水分充足的地方可能生长着较高的草本植物，而水分较少的地方则以低矮的草本植物为主；在森林中，光照强度不同的区域，植物的种类和数量也会有所不同。
3.镶嵌分布：群落中的生物在水平方向上常常呈现出镶嵌分布的特点。镶嵌分布是指不同的生物种群在水平方向上相互______，形成一种斑块状的分布格局。镶嵌分布使得群落中的生物能够更好地适应环境的变化，提高了群落的稳定性。
三、群落的组成和外貌可随时间改变而形成时间结构
1.时间结构的概念：群落的时间结构是指群落的组成和外貌随时间而发生变化的现象。群落的时间结构包括昼夜变化和季节变化等。
2.昼夜变化：在一些群落中，生物的活动具有明显的昼夜变化。例如，白天，许多植物进行光合作用，一些鸟类在树上活动觅食；夜晚，一些夜行性动物（如猫头鹰、蝙蝠等）开始活动，而植物的光合作用则停止。昼夜变化影响着群落中生物的______和种间关系。
3.季节变化：群落的外貌和组成会随季节而发生变化。在温带地区，春季，植物开始萌发、生长，动物也开始活跃；夏季，群落中生物种类和数量达到高峰；秋季，植物的叶子逐渐变色、凋落，一些动物开始迁徙；冬季，群落的活动强度降低，一些生物进入休眠状态。季节变化是群落对环境变化的一种______，保证了群落的稳定性和可持续性。
强化提升
1.金龙山落叶阔叶林群落位于哈尔滨市东南约60公里处。下列对该群落的叙述中，错误的是( )
A.群落的优势物种可能会发生更替
B.群落的结构特征具有季节性
C.捕食者的存在会降低群落的物种多样性
D.同营养级生物的生态位可能不同
2.内蒙古草原群落优势种针茅草的分布呈一丛一丛的斑块状，而整个草原的草本植物呈镶嵌性分布。下列关于这一现象的原因的叙述，错误的是( )
A.植物种子的传播能力有差异 B.群落垂直方向上光照有差异
C.动物活动影响群落内部环境 D.群落水平方向土壤湿度不同
3.我国大兴安岭北部的寒温带针叶林群落中，生长着落叶松、红松和冷杉等优势种。下列不属于优势种特征的是( )
A.优势种个体数量往往较多
B.优势种生活能力较强、适应性较高
C.优势种的优势往往持久不变
D.优势种对其他物种的生存和生长影响不大
4.一些学生在观察黄山植被情况以后，对生物群落的结构内容有了进一步的认识。下列认识中不符合真实情况的是( )
A.群落中不同种群的植物生活在一定的生态位上
B.群落垂直方向上的分化形成了群落的垂直结构
C.群落随季节或气候变化会呈现不同的季相
D.群落的垂直结构不会影响动物在群落中的分布
5.自然生物群落往往具有明显的空间结构和时间结构。下列关于群落结构的叙述，正确的是( )
A.森林中喜鹊筑巢的位置高低错落分布体现了群落的垂直结构
B.沙漠仙人掌为争夺水分形成的均匀分布体现了群落的水平结构
C.同一水平方向上植被出现镶嵌性分布是空间异质性的一种表现
D.群落的组成和类型随时间发生有规律的变化体现了群落的时间结构
6.最晚在明代，我国劳动人民就已经将四大家鱼混养以提高效益，下列说法正确的是( )
A. 栖息在水体中下层的成年青鱼的全部个体构成一个种群
B. 池塘生物群落的外貌和结构不具有季节性的变化
C. 四大家鱼的混养是利用它们在池塘中占据不同的生态位
D. 混合放养时四大家鱼“和平共处”，说明它们是互利共生关系
7.下列关于森林群落结构的描述，错误的是( )
A.影响植物垂直分层的主要因素是光照
B.影响动物垂直分布的主要因素是植物
C.水平结构常表现为镶嵌分布
D.水平结构和环境因素有关，和生物自身生长特点无关
8.下列对生物群落结构的叙述，错误的是( )
A.植物的垂直结构主要与光的利用有关
B.在水平方向上，同一地段上种群密度也会有差别
C.森林中的鸟类有垂直分层现象，主要与光照强度有关
D.植物的垂直分布为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件
9.下列有关群落结构的叙述，错误的是( )
A.竹林中凤尾竹高低错落有致，体现了群落的垂直结构
B.群落的组成和外貌随季节发生规律性变化称为群落的季节性
C.淡水鱼占据不同的水层而出现分层现象，与各种鱼的食性有关
D.不同地段的群落植被在水平方向上表现出斑块性和镶嵌性，属于群落的水平结构
10.群落的垂直结构
（1）概念：在______________上，大多数群落都具有明显的分层现象。
（2）植物垂直分层现象的主要原因
植物的分层与对______________有关：不同植物适于在不同的______________下生长。除______________外，植物的垂直分布也跟______________有关，例如海洋中藻类的分布。
（3）植物垂直分层的意义：显著提高了群落利用_______等环境资源的能力。
（4）决定植物分层现象的因素（陆生群落）
①决定植物地上分层的环境因素：_______、_______等。②决定植物地下分层的环境因素：_______、__________等。
（5）动物垂直分层现象的主要原因
群落中植物的垂直分层为动物创造了多种多样的______________和______________。
拓展拔高
1.过渡带是两个或多个群落之间的过渡区域。大兴安岭森林与呼伦贝尔草原的过渡带中，森林和草原镶嵌分布，该区域环境较两个群落的内部核心区域更为异质多样。下列叙述错误的是( )
A.过渡带环境复杂，通过协同进化形成了适应该环境特征的物种组合
B.过渡带属于群落间的交错区域，其物种丰富度介于草原和森林之间
C.相较于森林和草原核心区域，过渡带存在明显不同的群落水平结构特征
D.过渡带可能有更多可抵抗不良环境波动的物种，影响群落结构的稳定性
2.分层现象是群落研究的重要内容。下列关于森林群落分层现象的叙述，正确的是( )
①森林群落的分层现象提高了生物对环境资源的利用能力
②森林植物从上到下可分为不同层次，最上层为灌木层
③垂直方向上森林中植物分层现象与对光的利用有关
④森林群落中动物的分层现象与食物有关
⑤森林群落中植物的分层现象是自然选择的结果
⑥群落中植物垂直分层现象的形成是由动物种类决定的
A.①③④⑤ B.②④⑤⑥ C.①②③⑥ D.③④⑤⑥
3.科研人员对鄱阳湖周围森林中不同土壤的动物群落进行了调查和研究,结果如表所示。下列说法错误的是( )
土壤动物群落 中小型土壤动物类群数 大型土壤动物类群数
Ⅰ层 Ⅱ层 Ⅲ层 Ⅰ层 Ⅱ层 Ⅲ层
茶林 21 11 8 20 12 7
阔叶林 17 12 10 17 12 8
竹林 18 14 9 21 13 9
注：I层为0~5cm；Ⅱ层为5~10cm；Ⅲ层为10-15cm。
A.表中信息说明，土壤动物类群也有垂直结构
B.三种植被类型中，阔叶林中的物种丰富度最小
C.常采用带灯罩的热光源收集样土中的小动物是因为土壤小动物具有避光、趋湿的特性
D.取样器取样法可以用来调查土壤小动物的种类和某些种群的密度
4.在群落中，各个生物分别占据了不同的空间，使群落形成了一定的空间结构，下列关于群落结构的叙述，错误的是( )
A.由于地形变化和土壤湿度等原因，草丛群落中存在水平结构
B.桦树高低错落有致，既存在垂直结构，也存在水平结构
C.森林中植物的垂直分层现象主要是受光照强度的影响
D.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
5.下列关于森林群落的叙述，错误的是( )
A.群落中的树冠层对垂直结构影响最大
B.温带落叶阔叶林具有明显的季相变化
C.多个物种在水平上往往出现集群分布或随机分布
D.对热带雨林的保护不仅要保护珍稀濒危物种，也要保护其优势种
6.群落在自然选择和适应的过程中形成了一定的结构。下列关于群落结构的叙述，正确的是( )
A.群落中植物的垂直结构与光能的合理利用无关
B.群落中动物的垂直结构主要与温度不均匀有关
C.群落时间结构的形成是物种长期自然选择的结果
D.群落中植物的水平结构主要表现为物种的均匀分布
7.研究人员以长江源典型的阴坡、滩地和阳坡坡向作为研究对象，探究坡向对高寒草地植被分布的影响，得到如表所示结果。下列叙述错误的是( )
调查指标 坡向
阴坡 滩地 阳坡
禾草地上生物量相对值 56.29 50.49 18.01
莎草地上生物量相对值 71.07 114.69 10.59
杂草类地上生物量相对值 134.96 134.84 112.02
地上总生物量相对值 262.32 300.02 140.62
A.莎草的生长对水分的需求量较多
B.据表可推测，滩地更适宜草地植被的生长
C.坡向对莎草地上生物量的影响小于对杂草类的
D.在坡地上同时种植草本和灌木能增加生物多样性
8.下列有关群落空间结构特征的生态意义的叙述中，错误的是( )
A.群落的空间结构特征是长期自然选择的结果
B.群落的空间结构特征有利于对资源的充分利用
C.群落的空间结构特征缓解了种间竞争，促进了种间互助
D.导致这种结构特征的非生物因素是温度和水分
9.某海域甲、乙两种浮游动物昼夜分布如图所示。下列分析中合理的是( )
A.甲有趋光性，乙有避光性
B.甲、乙主要以浮游植物为食
C.乙的分布体现了群落的垂直结构
D.甲、乙的沉浮体现了群落的时间结构
10.回答下列有关群落的问题。
（1）热带雨林中的植物具有明显的分层现象，这与环境因素____________有关；动物也有类似的分层现象，这是因为_________________。
（2）科研人员对林地植被进行了调查，发现不同环境群落特征各异，阳坡和阴坡植被差异明显。对阳坡的物种生态位重叠（对同一环境中的资源需求类型或需求量相近）系数进行分析，其结果如表所示。通过表中数据分析可知，阳坡植被种间竞争最激烈的两个种群是__________，原因是阳坡光照较强，温度较高，导致植物对____________的竞争较激烈。
种名 山桃 丁香 油松 刺槐
山桃 1 0.12 0.13 0.14
丁香 0.12 1 0.73 0.76
油松 0.13 0.73 1 0.88
刺槐 0.14 0.76 0.88 1
（3）叶片的大小、形状等直接影响群落的结构与功能。生态学家构建的叶片大小与光照、水分的关系模型如图所示。请根据该图分析：
①热带雨林草本层的植物叶片大小与图中的第_____________号相似，理由是___________。
②调查发现，热带旱生林的植物叶片较小，类似图中的3号，理由是_____________。
答案以及解析
基础巩固
一、
1.阳光；水分；利用率
2.适应；食性
3.氧气；营养物质
二、
1.配置；不均匀
2.交错
三、
1.活动规律
2.适应
拔高提升
1.答案：C
解析：群落的优势物种是指数量多、对群落中其他物种的影响较大、往往占据优势的物种,群落的物种组成不是固定不变的,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,故群落的优势物种可能会发生更替,A正确；由于阳光、温度和水分等随季节变化,群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化,即群落的结构特征具有季节性,B正确；捕食者往往会捕食群落中个体数量较多的物种,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,所以捕食者的存在有利于增加物种多样性,C错误；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,故同营养级生物的生态位可能不同,D正确。
2.答案：B
解析：草原上植物的斑块状或镶嵌性分布属于群落的水平结构,而群落垂直方向上光照有差异只会影响垂直分层现象。
3.答案：D
解析：优势种是指对群落的结构和内部环境的形成有明显决定作用的物种,优势种往往具有高度的生态适应性,能够凭借自己的数量和生活力对群落的结构和内部环境起决定性的作用,并在很大程度上影响其他物种的生存和生长。
4.答案：D
解析：群落中植物在垂直结构上的分层现象为动物提供了不同的食物和栖息场所,D错误。
5.答案：C
解析：森林中喜鹊筑巢的位置高低错落分布不是不同种群的空间分布，没有体现群落的垂直结构，A错误；沙漠仙人掌为争夺水分形成的均匀分布也是一个种群内的分布型，未体现群落的水平结构，B错误；同一水平方向上植被出现镶嵌性分布是空间异质性的一种表现，C正确；群落的组成和外貌随时间发生有规律的变化体现了群落的时间结构，而类型随时间发生有规律的变化属于演替，D错误。
6.答案：C
解析：A.种群指的是一定区域内同种生物的所有个体，不仅仅只有成年个体，还应该有幼年和老年个体，A错误；B、池塘生物群落的外貌和结构随季节而发生有规律的变化，体现了群落的季节性，B错误；C、四大家鱼在池塘中占据不同的生态位，混养可以更好的利用池塘中的食物和空间， C正确；D、四大家鱼之间存在竞争关系，混合放养时四大家鱼能“和平共处”，是因为他们在池塘中占据不同的生态位，D错误。故选C。
7.答案：D
解析：森林群落中植物的垂直分层主要和光照有关，A正确。森林群落中植物的垂直结构又为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件，因此动物也有类似的分层现象，所以动物的垂直分布依赖于植物，B正确。水平结构常表现为在水平方向上的生物分布不均匀，即镶嵌分布，C正确。水平结构除和环境因素有关外，还和生物自身生长特点有关，D错误。
8.答案：C
解析：A、植物的垂直结构主要与对光的利用有关，可以提高对光能的利用率，A正确；
B、在水平方向上，由于地形、酸碱度等，同一地段上种群密度也会有差别，B正确；
C、森林中的鸟类有垂直分层现象，主要与食物和栖息空间有关，C错误；
D、动物的垂直分层与植物为其提供的食物和栖息空间有关，D正确。
故选C。
9.答案：A
解析：A、凤尾竹属于一种生物，不能体现群落的垂直结构，A错误；
B、群落的组成和外貌随时间而发生有规律变化的现象，该现象与季节有关，称为群落的季节性，B正确；
C、植物的垂直结构提高了群落利用阳光等环境资源能力，植物的垂直结构又为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件，淡水鱼养殖的混合放养主要利用了群落的分层现象，与各种鱼的食性有关，C正确；
D、水平结构的形成与地形的变化、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有关，它们呈镶嵌分布，表现出斑块性和镶嵌性，D正确。
故选A。
10.答案：垂直方向；光的利用；光照强度；光照强度；光的波长（光质）；阳光；光照；温度；水分；无机盐；栖息空间；食物条件
解析：略
思维拓展
1.答案：B
解析：生物多样性是协同进化的结果,过渡带环境复杂,通过协同进化形成了适应该环境特征的物种组合,可能有更多可抵抗不良环境波动的物种,影响群落结构的稳定性,A、D正确。过渡带群落结构更复杂,森林和草原镶嵌分布,相较于森林和草原核心区域,其存在明显不同的群落水平结构特征,C正确。根据题意分析,过渡带环境较森林和草原群落的内部核心区域更为异质多样,物种丰富度可能高于森林和草原,B错误。
2.答案：A
解析：①森林群落的分层现象在占地面积相同情况下提供了更多空间，提高了生物对阳光等环境资源的利用能力，①正确；
②森林植物从上到下可分为不同层次，最上层为乔木层，②错误；
③影响植物群落垂直分层的主要因素是光照，垂直方向上森林中植物分层现象与对光的利用有关，③正确；
④森林群落中动物的分层现象与食物和栖息空间有关，④正确；
⑤群落垂直结构的分层现象、群落的水平结构等都是自然选择的结果，⑤正确；
⑥群落中植物垂直分层现象的形成主要是由光照决定的，⑥错误。A正确，BCD错误。
故选A。
3.答案：B
解析：同种群落中,随土壤深度的增加,中小型和大型土壤动物类群数均逐渐减少,说明在垂直方向上土壤动物群落具有分层分布的特点,即土壤动物类群存在垂直结构,A正确。物种丰富度是指一个群落中的物种数目,依表中数据可判断阔叶林中土壤动物种类最少,但不能判断阔叶林中的物种丰富度最小,B错误。土壤小动物具有避光趋湿、避高热的习性,可采用带灯罩的热光源收集样土中的小动物,C正确。取样器取样法既可以用来统计土壤小动物的种类,也可以用来统计某些种群的密度,D正确。
4.答案：B
解析：A、草丛由于地形的变化、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，草丛不同地段上分布着不同的草，在同一地块种群密度也有差别，它们通常呈镶嵌分布，体现了草丛群落的水平结构，A正确；
B、垂直结构上的分层是群落中的结构，而桦树是种群，桦树高低错落有致体现的是个体差异，B错误；
C、植物的垂直分层与对光的利用有关，群落中的光照强度总是随着高度的下降而逐渐减弱，不同植物适于在不同光照强度下生长，C正确；
D、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，D正确。
故选B。
5.答案：C
解析：森林群落中的树冠层位于群落的最上方,对群落的垂直结构影响最大,A正确;温带落叶阔叶林中的植物在春季发芽,夏季繁茂,秋季落叶,具有明显的季相变化,B正确;多个物种在水平上往往出现镶嵌分布,C错误;对热带雨林的保护不仅要保护珍稀濒危物种,也要保护其优势种，D正确。
6.答案：C
解析：光照强弱决定着植物群落垂直、分层现象,A错误;植物的垂直结构为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件因此动物群落垂直分层现象主要与植物分层有关,B错误;大多数群落中各个物种在水平方向上的分布往往呈不均匀性,表现为镶嵌性和斑块状,D错误。
7.答案：C
解析：由表可知，莎草在滩地的地上生物量最大，在阳坡的地上生物量最小，阳坡含水量较低，滩地含水量较高，说明莎草的生长对水分的需求较大，A项正确；滩地的地上总生物量最大，因此滩地更适宜草地植被的生长，B项正确；据表格数据可知，三种坡向中莎草的地上生物量的差异较杂草类的更大一些，C项错误；同时种植草本和灌木可以提高物种丰富度，增加物种多样性，D项正确。
8.答案：D
解析：A、现存生物是与环境相适应的，是长期自然选择的结果，群落的空间结构也是长期自然选择的结果，A正确；
B、群落的空间结构有利于生物对自然资源的充分利用，B正确；
C、群落结构是长期自然选择的结果，缓解了种间竞争，促进种间互助，C正确；
D、导致群落空间结构的非生物因素主要是光照，D错误。
故选D。
9.答案：D
解析：本题考查群落的结构的有关知识。由题图可知，甲、乙在午夜时均上浮，中午时均下沉，说明甲、乙都有避光性，A项错误；位于浅海的甲主要以浮游植物为食，而乙位于深海，故乙不太可能主要以浮游植物为食，B项错误；乙是一个种群，故乙的分布不能体现群落的垂直结构，C项错误；由题图可知，甲、乙在不同时间段在该海域中所处的位置是不同的，因此甲、乙的沉浮体现了群落的时间结构，D项正确。
10.答案：（1）光照；植物的垂直结构为动物创造了栖息空间和食物条件
（2）油松和刺槐；水分
（3）①7；热带雨林中湿度较大，且植物位于草本层，接受的光照较少；②阳光充足，炎热干旱，叶片小，有利于减少水分蒸腾
解析：（1）群落在垂直方向上具有明显的分层现象，森林植物的分层与对光的利用有关。植物的垂直结构为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件。
（2）分析题意可知，物种生态位重叠系数越高，表明物种生存所需的环境条件越相似，种间竞争越激烈。根据表中数据可知，油松和刺槐的生态位重叠系数最大，所以两者的种间竞争最激烈。阳坡光照充足，能够满足较多植物的生存需要，但温度高，水分缺乏，所以物种间竞争水分比较激烈。
（3）分析题图可知，图中7号叶片的植物，适于生长在阴湿环境中。热带雨林中的草本层植物所生活的环境，刚好类似于这样的环境。图中3号叶片较小，有利于减少水分蒸腾，具有这种叶片的植物适于生活在阳光充足，炎热干旱的环境。

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