資源簡介

第二節　群落具有垂直、水平和時間結構
導學聚焦 1.生命觀念——理解群落的垂直分層的決定因素及其意義，舉例說明群落的結構隨著時間會發生改變。 2.科學思維——能夠區別群落的垂直結構和水平結構。 3.社會責任——研究群落的結構，為景區規劃、農業實踐、生態保護等提供理論基礎。
知識點（一）　群落分層形成垂直結構
1.植物的生長型
（1）依據：植物的外貌和形態結構。
（2）分類（六種）：　喬木　、　灌木　、藤本植物、　草本　植物、附生植物、地表植物。
（3）意義：可以反映植物生活的　環境條件　。
2.群落分層形成垂直結構
（1）形成：群落中不同生長型的植物分別配置在群落的　不同高度　上。
（2）群落的
垂直結構
3.判斷下列相關表述的正誤
（1）決定群落結構的環境因素包括光照、溫度、濕度等（　√　）
（2）長勢高低不平的水稻存在垂直結構（　×　）
（3）若光照條件等充足，則農田比森林能更有效地利用太陽光能（　×　）
（4）森林中鳥類具有垂直分層現象，這主要與食物種類和棲息空間有關（　√　）
1.早在宋代，我國就產生了四大家魚混養技術。如圖表示某池塘中四大家魚及其食物的分布，請根據群落的結構特點分析四大家魚可以混養的原因。
提示：四大家魚的食性不同，在水中的利用空間（即棲息地）存在差異，四者之間存在垂直結構，因此可以在一個池塘中進行混養。
2.如圖a、b、c分別代表的是在－200～3 800 m的海拔內，山坡a、森林b、海洋c三個不同的自然區域內植物的分布狀況。a處不同高度的山坡上分布著不同的植物類群，這是群落的垂直結構嗎？c處各種藻類植物的分布是不是群落的垂直結構？請分別說明理由。
提示：不是。是。高山植被的垂直分布是由于隨海拔高度升高，溫度下降明顯，從而導致不同海拔高度植被分布不同，依次為闊葉林→針葉林→高原草甸→苔原。這種情況與地球南（北）半球隨緯度升高植被分布的原理相同，屬于植物的地帶性分布，不是群落垂直結構中的分層現象。在海洋水域的不同水層中，分布著不同的藻類植物，這種在垂直方向上的分層現象屬于垂直結構。
群落結構的2個易錯點
　　群落的垂直結構指生長型不同的生物在立體空間中的自上而下配置情況。以下兩種情況并不能體現群落的垂直結構
（1）同種生物的高矮不同，不存在垂直結構。
（2）不同海拔高度上群落類型不同是溫度差異造成的，而不是生物生長型差異，因此也不屬于群落的垂直結構。
1.大多數生物群落在空間上有垂直分層現象，稱為群落的垂直結構。引起森林群落中植物和動物垂直分層現象的主要因素分別是（　　）
A.溫度、食物　　　　　　B.溫度、光照
C.溫度、溫度　　D.光照、食物
解析：D　森林群落中喬木、灌木和草本植物需要的光照強度不同，植物的垂直分層取決于光照；植物為動物提供了食物和棲息空間，動物的垂直分布取決于食物。故選D。
2.下列關于森林群落垂直結構的敘述，錯誤的是（　　）
A.是長期自然選擇的結果
B.緩解了種間競爭
C.其結構主要由水分決定
D.有利于對資源的充分利用
解析：C　森林群落垂直結構是長期自然選擇的結果，是生物對環境的一種適應，A正確；群落的空間結構特征是長期自然選擇的結果，既有利于充分利用資源，又有利于緩解種間競爭，B、D正確；森林群落垂直結構主要由光照決定的，C錯誤。
知識點（二）　群落的水平結構和時間結構
1.群落水平方向上的種群配置形成水平結構
（1）水平結構的定義：指群落中的生物在　水平　方向上的配置狀況。
（2）生物分布特點：大多數群落中的各個物種在水平方向上的分布往往呈不均勻性，表現為斑塊狀和　鑲嵌性　。
（3）水平結構形成的原因
①不同生物　繁殖體　的擴散能力有差異；
②生物　種間　相互作用的影響；
③群落　內部　環境不同，如光照、風、土壤濕度和鹽漬化程度等。
2.群落的組成和外貌可隨時間改變而形成時間結構
（1）定義：群落的組成和外貌隨　時間　改變而發生有規律的變化。
（2）特性：群落的　季節性　變化非常明顯。
3.判斷下列相關表述的正誤
（1）群落中植物的水平結構主要表現為物種的均勻分布（　×　）
（2）群落的組成和外貌變化與自然環境的時間節律變化無關（　×　）
（3）群落時間結構的形成是物種長期自然選擇的結果（　√　）
（4）由于陽光、溫度和水分等隨季節而變化，群落在不同季節的物種組成和空間結構也會隨之發生有規律的改變。（　√　）
1.舉例說明群落斑塊狀和鑲嵌性形成的原因。
提示：由于存在低地和高地而發生環境的改變形成鑲嵌，這是環境因素的不均勻性引起鑲嵌性的例子。由于土壤中動物的活動，像因田鼠活動而在田鼠穴附近經常形成不同于周圍植被的斑塊，這是動物影響鑲嵌性的例子。人為的干擾，諸如過度放牧、粗放開墾等會破壞地表的植被，增加地表的蒸發，加快土壤鹽分向地表聚積的速度，導致地表土壤的含鹽量逐漸增加，使一些耐鹽堿植物生活良好，而其他植物逐漸死亡，形成堿斑裸地，在景觀上體現鑲嵌性或植物的斑塊狀分布。
2.舉例說明群落中植物的季節性變化。群落的季節性變化屬于群落的時間結構嗎？
提示：植物在一年四季的生長過程中，葉、花、果實的形狀和色彩隨季節變化所表現出來的變化。如北方的落葉闊葉林，在春季開始抽出新葉，夏季形成茂密的綠色林冠，秋季樹葉一片枯黃，到了冬季則樹葉全部落地。群落的季節性變化屬于群落的時間結構。
群落的垂直結構與水平結構比較
比較項目 垂直結構 水平結構
含義 生物群落在垂直方向上具有明顯的分層現象 在水平方向上的配置狀況
原因 陸生：光照、溫度 水生：光的穿透性、溫度、O2的垂直分布 地形變化、土壤濕度和鹽堿度的差異、光照強度的不同、生物自身生長特點的不同以及人和動物的影響
表現 植物因生長型不同，在不同高度的分層，動物也隨之具有層次性 大多數群落生物呈斑塊狀分布或鑲嵌性分布
1.下列關于群落結構的敘述，錯誤的是（　　）
A.森林垂直分層是空間異質性的一種表現
B.陸地群落的水平結構大多是均勻的
C.環境條件能影響生物的水平分布格局
D.群落的晝夜變化體現了群落的時間結構
解析：B　森林垂直分層是空間異質性的一種表現，A正確；陸地環境因地形的變化、土壤濕度和鹽堿度的差異、光照強度的不同導致群落的水平結構大多是不均勻的，呈鑲嵌性分布，B錯誤；環境條件能影響生物的水平分布格局，C正確；群落的晝夜變化體現了群落的時間結構，D正確。
2.某科研團隊對黃河沿岸甲、乙、丙、丁四個地區進行植物群落多樣性調查，四個地區的高度（與河水水平面的垂直距離）和距防洪堤距離如圖所示，調查結果如表。下列分析錯誤的是（　　）
植被分區 豐富度 生物量（kg/m2） 覆蓋度（%）
甲 8 1.76 88
乙 15 1.27 74
丙 21 2.01 98
丁 35 2.15 50
A.根據調查結果可推斷物種豐富度隨地區高度的增加而增大
B.從甲→丁物種的分布規律反映的是群落的垂直結構
C.丁地區植物生物量高但覆蓋度低，其原因可能是喬木較多
D.群落的物種組成是區別不同群落的重要特征
解析：B　根據調查結果可推斷物種豐富度隨地區高度的增加而增大，A正確；從甲→丁地勢升高，這種由地形因素影響的物種的分布規律，反映的是群落的水平結構，B錯誤；丁地區植物生物量高但覆蓋度低，其原因是植物個體大而數量少，故可能是喬木等大型植物較多，C正確；群落的物種組成是區別不同群落的重要特征，D正確。
1.內蒙古草原群落優勢種針茅草的分布呈一叢一叢的斑塊狀，而整個草原的草本植物呈鑲嵌性分布。下列關于造成這一現象的原因的敘述，錯誤的是（　　）
A.植物種子的傳播能力有差異
B.群落垂直方向上光照有差異
C.動物活動影響群落內部環境
D.群落水平方向土壤濕度不同
解析：B　草原群落的垂直方向上光照差別不大，B符合題意。
2.下列有關群落結構的敘述，錯誤的是（　　）
A.群落的垂直結構顯著提高了群落利用陽光等環境資源的能力
B.植物決定了喬木林中鳥類的垂直分層分布
C.閩江的淺水區和深水區分布著不同的種群，體現群落的水平結構
D.同一座山的山頂生草甸、山腰長松林、山腳種作物，體現了群落的垂直結構
解析：D　同一座山的山頂生草甸、山腰長松林、山腳種作物，是由于海拔不同產生的，不能體現群落的垂直結構，D錯誤。
3.下列有關生物群落空間結構的敘述，錯誤的是（　　）
A.群落的空間結構加劇了種間競爭和種內競爭
B.不同水層動物分布不同主要受食物的影響
C.由于鹽堿度等條件的差異會導致群落中的生物呈鑲嵌性分布
D.草原中的群落既有水平結構，也有垂直結構
解析：A　群落的空間結構有利于對資源的充分利用，減緩了種間的競爭，A錯誤。
4.某溫帶草原在夏季是無垠綠土、胡馬長嘶的情景，在其他季節該草原又會呈現另一番外貌。上述現象屬于群落的（　　）
A.季節性　　　　　　　　B.生態位
C.水平結構　　D.晝夜變化
解析：A　該溫帶草原在夏季和其他季節出現不同的外貌，是群落的組成和外貌隨時間而發生的有規律的變化，屬于群落的季節性變化。
5.研究人員調查了A、B、C三個群落的植物物種豐富度，結果如圖。下列分析不正確的是（　　）
A.三個群落具有相同的物種組成
B.A群落的植物物種豐富度最高
C.調查群落中某一植物的種群密度時可采用樣方法
D.三個群落的植物都存在明顯的分層現象
解析：A　據圖分析可知，三個群落的物種豐富度各不相同，因此它們的物種組成是不同的，A錯誤；根據不同群落的柱狀圖的高度之和可知，A群落的植物物種豐富度最高，B正確；調查群落中某一植物的種群密度時可采用樣方法，C正確；三個群落的植物都分了三層，都存在明顯的分層現象，D正確。
6.鹽城沿海灘涂珍禽國家級自然保護區境內，高層蘆葦茂密，中、低層綠草如茵，大量的禽鳥齊聚其中，水面還分布著大量的文蛤、小蟹和魚蝦；同時水面因蘆葦密集度不同，里面的生物種類也相差很大。這表明該地生物群落（　　）
A.有垂直結構而無水平結構
B.有一定的垂直結構和水平結構
C.群落中的生物食性復雜
D.不同地段種群密度的大小是一樣的
解析：B　該地生物群落有一定的垂直結構和水平結構，A錯誤，B正確；題干中不能表明群落中的生物食性復雜，C錯誤；不同地段種群密度的大小不同，D錯誤。
7.科學家研究了日照近海域、嵐山港垃圾傾倒區和養殖區的大型底棲動物群落結構，其研究結果如表所示。下列相關敘述錯誤的是（　　）
調查海域 優勢種 平均豐富度/ （ind·m－2） 平均生物量/ （g·m－2）
日照近海 擬特須蟲、寡鰓齒吻沙蠶、深溝毛蟲 942 19.91
嵐山港垃圾傾倒區 / 525 3.62
日照養殖區 寡鰓齒吻沙蠶、不倒翁蟲、脆殼理蛤 313 18.78
注：豐富度為物種豐富度。
A.表中數據說明人類活動降低了物種豐富度
B.日照近海的優勢種之間的競爭可能會更大一些
C.在水平方向上，生物群落分布呈鑲嵌性分布
D.區別不同群落的重要特征是群落中各生物之間的關系
解析：D　據表可知，日照養殖區內有人類的活動，平均豐富度下降，說明人類活動降低了物種豐富度，A正確；日照近海的優勢種之間生活資源重合度更高些，它們的競爭可能會更大一些，B正確；生物群落垂直結構上出現分層現象，水平方向上出現鑲嵌性分布，C正確；區別不同群落的重要特征是群落的物種組成，D錯誤。
8.長白山北坡從山麓到山頂依次出現針闊混交林、針葉林、岳樺林和高山凍原。針闊混交林中的喬木層有紅松、紅皮云杉、白樺等多種植物，在林冠層生活著小杜鵑、大杜鵑、黑枕黃鸝等鳥類。下列分析錯誤的是（　　）
A.針闊混交林中的紅松和紅皮云杉間存在競爭關系
B.森林中鳥類的垂直分層取決于棲息空間和食物條件
C.從山麓到山頂依次出現不同的森林類型是群落的垂直結構
D.針闊混交林物種豐富度大，植物分層更復雜，提高了光能利用率
解析：C　紅松和紅皮云杉的生長都需要陽光、水分、無機鹽等，因此一定存在競爭關系，A正確；森林的垂直結構為不同的鳥類提供了不同的生存環境，故森林中鳥類的垂直分層取決于棲息空間和食物條件，B正確；從山麓到山頂依次出現不同的森林類型是群落的水平結構，不是垂直結構，C錯誤；針闊混交林物種豐富度大，不同植物分層情況更復雜，由于在不同高度有不同的植物，故提高了光能利用率，D正確。
9.研究人員對某湖泊水體群落的結構進行調查時發現，從岸邊到深水區，依次生長著挺水植物（如菖蒲和蓮等）、沉水植物（如茨藻和小眼子菜等），水中還有漂浮植物（如滿江紅、浮萍等）。其中部分植物在水體中的分布如圖所示。
（1）圖中菖蒲、蓮、茨藻的分布可說明水體群落具有　　　　結構。
（2）水體中的動物有生活在水面上的水黽、淺水區的仰泳蝽和深水區的蝎蝽等，這些動物的分布體現了群落的　　　　結構特點，主要受到　　　　　　等因素的影響。
（3）春天水體中的菖蒲、蓮等植物萌發生長，夏天達到繁茂，到秋冬時枝葉衰敗，一片蕭條，這說明群落具有怎樣的特點？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）研究人員在夏天對該湖泊水體不同深度的溫度和氧含量進行測定，繪制了如圖所示的曲線。請分析水體中隨著水深增加氧含量下降的原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案：（1）水平　（2）垂直　水生植物的分布、溫度　（3）群落特征可隨時間而改變　（4）隨水深的增加，水體中植物越來越少，光合作用產生的氧減少；生活于水體下層的動物也消耗氧，使下層氧含量進一步減少

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