生物学高考备考教案
第十章 生物与环境
课时3 群落的结构
教师尊享·命题分析
课标要求 核心考点 五年考情 核心素养对接
1.描述群落具有垂直结构和水平结构等特征,并可随时间而改变; 2.研究土壤中动物类群的丰富度 群落的结构 2022:广东T20、浙江1月T15、全国卷乙T5、全国卷甲 、山东 和 、湖南 ; 2021:河北 、全国卷乙T30、天津 、湖南T20、湖北T22、江苏 、辽宁 ; 2020:北京T10、全国卷Ⅲ 、天津T12、山东 、浙江1月 ; 2019:天津 、全国卷Ⅰ 、江苏 和 ; 2018:江苏 、海南T22 1.生命观念——分析群落的空间结构,建立生物与环境相统一的观点。 2.科学思维——分析种间关系模式图,培养运用逻辑思维解决问题的科学思维能力。 3.科学探究——制订并实施方案:土壤中小动物类群丰富度的研究
土壤中小动物类群丰富度的研究 2020:全国卷Ⅰ
命题分析预测 1.高考主要侧重对群落的空间结构、种间关系的考查,并结合教材基础知识,考查考生分析问题和解决问题的能力。主要以曲线图、文字叙述等为信息载体,以选择题形式考查种间关系及群落的空间结构等,在非选择题中,常与种群、生态系统的相关知识结合,进行综合考查。 2.预计2024年高考可能结合具体实例考查群落的结构及种间关系的判断
知识导图 教材读薄
考点1 群落的结构
教材帮 读透教材 融会贯通
知识整合 教材读厚
1.群落及群落水平上研究的问题
(1)群落的概念:在相同时间聚集在一定地域中各种 生物种群 的集合。
(2)群落水平上研究的问题
(1)种群与群落的关系:种群与群落都是强调一定自然区域中的生物成分,一定区域内同种生物之和是种群,一定区域内各种生物种群之和是群落。
(2)群落并不是各种生物的简单集合,而是通过相互之间的各种联系建立起来的有机整体。
2.群落的物种组成
3.群落的种间关系
两种生物以同一植物为食,但取食的部位不同并不构成种间竞争关系,如人吃玉米籽粒,而牛吃玉米秸秆。
4.群落的空间结构
概念 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
类型 垂直 结构 水平 结构
表现 垂直方向有明显的 分层 现象 水平方向上常呈 镶嵌 分布
决定因素 ①植物:光照、温度、水分、无机盐等; ②动物: 栖息空间和食物条件 ①环境因素:地形变化、土壤湿度和盐碱度的差异以及光照强度的不同; ②生物因素:生物自身生长特点的不同以及人与动物的影响等
原因 在长期自然选择基础上形成的对环境的适应
意义 利于群落整体对 自然资源 的充分利用
5.群落的季节性和生态位
(1)群落的季节性
(2)生态位
知识活用 教材读活
情境应用
四大家鱼指青鱼、草鱼、鲢鱼和鳙鱼,它们的混养利用了它们在池塘中占据着不同的生态位。若要再引进新的鱼种混养,应注意什么 为什么
提示 应注意避免引进食物及生存环境等特性与四大家鱼相同的鱼种,以避免引起种间竞争。
深度思考
1. 豆科植物与根瘤菌之间能否相互提供能量 为什么
提示 不能。豆科植物为根瘤菌提供有机物和能量,根瘤菌为豆科植物提供含氮无机物,而不是为豆科植物提供能量。
2. 两个物种或更多个物种利用同样而有限的资源时产生竞争,而竞争一般会导致形态和生态的分化,淘汰了弱者,保存了生存能力较强的物种,其意义是什么?
提示 使有限的空间和食物容纳更多的物种,使自然界形形色色的物种各就各位,达到有序的平衡,有利于生物的进化。
3. 不同高度的山坡上分布着不同的植物类群,这是不是群落的垂直结构?原因是什么?
提示 不是。不同高度的山坡上的植物属于不同的生物群落,不属于群落的垂直结构,属于植物的地带性分布。
4. 有人说,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?
提示 不对。垂直结构和水平结构都是指群落中不同种生物的分层或分布关系。同种生物如桦树的不同分布不能构成垂直结构。矮小的野草丛有垂直结构和水平结构的存在。
5. 群落中的种间竞争常出现在生态位重叠较大的种群之间,其原因是什么?
提示 生态位重叠较大的种群生存资源和空间的重合度更高。
基础自测
1. 同样是对生物群体的研究,种群和群落是不同水平的研究对象。( √ )
2. 一个池塘中的各种鱼和植物构成了一个生物群落。( × )
3. 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。( √ )
4. 群落的外貌和结构会随季节的变化发生有规律的变化。( √ )
5. “苗多欺草,草多欺苗”反映的种间关系是种间竞争。( √ )
6. “螳螂捕蝉,黄雀在后”体现了种间竞争关系。( × )
7. 森林群落中植物和动物均具有垂直分层现象,以提高对光的利用率。( × )
8. 草坪中的动物没有分层现象,而树林中的动物具有分层现象。( × )
9. 如果两种鸟的觅食生境一样,则这两种鸟的生态位完全一样。( × )
10. 群落中相对稳定的生态位是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果。( √ )
11. [2019海南,T29(2)]恢复群落的垂直结构和水平结构有助于群落所在生态系统功能的恢复。群落中植物的垂直结构对植物和动物的作用分别是提高了植物对阳光等环境资源的利用,为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件。
高考帮 研透高考 明确方向
命题点1 种间关系的判断与相关曲线分析
1. [2021山东]某种螺可以捕食多种藻类,但捕食喜好不同。 、 两玻璃缸中均加入相等数量的甲、乙、丙三种藻, 中不放螺, 中放100只螺。一段时间后,将 中的螺全部移入 中,并开始统计 、 中的藻类数量,结果如图所示。实验期间螺数量不变,下列说法正确的是( A )
A. 螺捕食藻类的喜好为甲藻>乙藻>丙藻
B. 三种藻的竞争能力为乙藻>甲藻>丙藻
C. 图示 中使乙藻数量在峰值后下降的主要种间关系是竞争
D. 甲、乙、丙藻和螺构成一个微型的生态系统
[解析]放入螺后, 中的甲藻数量大幅度减少,并减小到较低水平,此时间段 中乙藻的数量先增多后减少,丙藻数量一直维持较低水平,说明螺在甲藻减少的情况下主要捕食乙藻,即螺捕食藻类的喜好为甲藻>乙藻>丙藻,A正确;据没有螺存在的 中三种藻类数量的变化情况可以判断出三种藻的竞争能力为甲藻>乙藻>丙藻,B错误;导致 中乙藻数量在峰值后下降的主要种间关系是捕食,C错误;生态系统是生物群落和它的非生物环境相互作用而形成的统一整体,D错误。
2. [2022湖北联考]图1中 、 代表两种生物, 代表生物的生活条件,箭头表示物质流动的方向;图2用坐标图表示两种生物之间的关系。下列相关判断错误的是( C )
A. 大草履虫和双小核草履虫的种群数量变化如图1中②或图2中甲所示
B. 豆科植物与根瘤菌的种群数量变化如图1中③或图2中乙所示
C. 大鲈鱼以小鲈鱼为食,二者的数量变化关系可用图1中①或图2中丙表示
D. 噬菌体与大肠杆菌的种群数量变化关系不能用图1中①或图2中乙表示
[解析]大草履虫和双小核草履虫是种间竞争关系,种群数量变化如图1中②或图2中甲所示,A正确;豆科植物与根瘤菌是互利共生关系,种群数量变化如图1中③或图2中乙所示,B正确;大鲈鱼和小鲈鱼是同种生物,两者之间是种内竞争关系,而图1和图2所示的关系均存在于两种生物之间,C错误; 噬菌体与大肠杆菌是寄生关系,而图1中①表示捕食关系,图2中乙表示原始合作或互利共生关系,D正确。
通性通法
“三依据”法判断曲线图中生物的种间关系
命题点2 群落的组成和结构分析
3. 科学家研究了某地近海域、垃圾倾倒区和养殖区的大型底栖动物群落结构,其研究结果如表。相关叙述错误的是( D )
调查区域 优势种 平均丰富度 平均生物量
近海域 拟特须虫、寡鳃齿吻沙蚕、深沟毛虫 942 19.91
垃圾倾倒区 / 525 3.62
养殖区 寡鳃齿吻沙蚕、不倒翁虫、脆壳肌蛤 313 18.78
A. 表中数据说明人类活动可降低物种丰富度
B. 近海域优势种之间的种间竞争可能会更大一些
C. 在水平方向上,生物群落常呈镶嵌分布
D. 区别不同群落的重要特征是群落中各生物之间的关系
[解析]物种组成是区别不同群落的重要特征,D错误。
4. [2022全国卷乙]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( A )
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以分为不同层次,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
[解析]森林中,位于最上层的植物应该是高大的乔木,②错误;群落中植物垂直分层现象与植物对光的利用有关,不是由动物种类决定的,⑥错误,A符合题意。
命题点3 群落的季节性和生态位分析
5. [2022泉州检测]下列有关群落季节性的叙述,错误的是( B )
A. 群落的外貌出现季节性变化与光照强度、温度及降雨等有关
B. 某群落中的动物种类出现季节性变化与温度有关,与水资源无关
C. 夏枯草在每年春季开花、夏季结束生活周期,使其所在群落物种丰富度呈现周期性变化
D. 北方地区农田中冬季多见小麦,夏季多见玉米,体现了农田群落的季节性
[解析]季节性河流区域等群落中的动物出现迁入、迁出情况主要受水资源的影响,B错误。
6. [2022昆明检测]一个物种所能占据的生态位空间是受竞争和捕食强度等影响的。一般来说,没有竞争和捕食的胁迫,物种能够在更广的条件和资源范围内得到繁荣,这种潜在的生态位空间就是基础生态位,即物种所能栖息的理论上的最大空间;而一种生物实际占有的空间为实际生态位。如图是某地三种食虫蝙蝠觅食活动的时间分布图,下列叙述正确的是( C )
A. 三种蝙蝠所栖息的不同的树洞就是这三种蝙蝠各自占据的实际生态位
B. 棕蝙蝠比银毛蝙蝠、蓬毛蝙蝠更适合在夜间捕食,这是长期自然选择的结果
C. 三种蝙蝠活动高峰时间相互错开,有利于避免生态位过度重叠,从而减少种间竞争
D. 若气候适宜,则三种蝙蝠所占据的生态位为基础生态位
[解析]实际生态位是指一种生物实际占有的空间,三种蝙蝠的实际生态位不仅是它们分别占据的树洞,还包括食物和竞争者的分布等,A错误;分析题图可知,棕蝙蝠开始活动的时间比银毛蝙蝠和蓬毛蝙蝠更早,故银毛蝙蝠、蓬毛蝙蝠比棕蝙蝠更适合在夜间捕食,这是长期自然选择的结果,B错误;生物所处的所有环境条件都是最适宜的,而且没有竞争者和捕食者,这样的生态位叫基础生态位,D错误。
考点2 土壤中小动物类群丰富度的研究
教材帮 读透教材 融会贯通
知识整合 教材读厚
1.实验原理
2.实验步骤
3.实验结论
不同群落的优势种不同,不同群落 物种丰富度 不同。一般来说,环境条件越优越,群落发育的时间越长,物种越多,群落结构也越 复杂 。
知识活用 教材读活
深度思考
1. 调查土壤小动物类群丰富度,为什么不适合使用样方法和标记重捕法
提示 样方法和标记重捕法主要用于研究种群密度,而丰富度是从群落水平上研究动物物种数目的。许多土壤小动物有较强的活动能力,而且身体微小,因此,不用样方法和标记重捕法。
2. 在土壤小动物类群丰富度的研究中,有哪些注意事项?
提示 (1)从不同环境中采集的土壤样本要分别统计。(2)尽可能多地收集小动物。收集小动物时,根据土壤中生物的避光性和趋湿性来收集。(3)从同样土壤中采集的样本,进行多组统计比较。(4)识别命名要准确,并进行分类。如果无法知道小动物的名称,可记为“待鉴定 ”,并记录其特征。(5)注意安全,远离危险地带;不要破坏当地环境。
基础自测
1. 土壤小动物通常都有趋光性。( × )
2. “研究土壤中小动物类群的丰富度”的实验可以用目测估计法或记名计算法进行丰富度的统计。( √ )
3. “研究土壤中小动物类群的丰富度”的实验可以用体积分数为 的酒精杀死并保存标本。( √ )
4. [2021河北,T3D]利用取样器取样法调查土壤小动物的种类和数量,推测土壤动物的丰富度。( √ )
高考帮 研透高考 明确方向
命题点 土壤小动物类群丰富度的研究分析
1. [2020全国卷Ⅰ]土壤小动物对动植物遗体的分解起着重要的作用。下列关于土壤小动物的叙述,错误的是( A )
A. 调查身体微小、活动力强的小动物数量常用标记重捕法
B. 土壤中小动物类群的丰富度高,则该类群含有的物种数目多
C. 土壤小动物的代谢活动会影响土壤肥力,进而影响植物生长
D. 土壤小动物呼吸作用产生的 参与生态系统中的碳循环
[解析]土壤小动物身体微小,活动能力较强,可用取样器取样法调查其数量,不适合用标记重捕法进行调查,A错误;丰富度是指群落中的物种数目,丰富度越高,物种数目越多,B正确;土壤小动物可以将有机物分解成无机盐和 等,无机盐可以提高土壤肥力,影响植物生长,C正确;土壤小动物呼吸作用产生的 可以被绿色植物等利用从而进入生物群落,参与生态系统中的碳循环,D正确。
2. 土壤是无数小动物的家园。常见的小动物有蜘蛛、鼠妇、蜈蚣、马陆、蚯蚓等。土壤中小动物对动植物遗体的分解起着重要的作用。图示是“研究土壤中小动物类群的丰富度”实验中常用的两种装置,下列有关叙述正确的是( A )
A. 若要采集大量的鼠妇作为标本保存,最好将其放入体积分数为 的酒精中
B. ②通常用于采集体型较小的土壤动物,如马陆、蚯蚓等
C. 对于无法知道名称的小动物,直接忽略,不记录它们的特征
D. 物种相对数量的统计方法之一是目测估计法,该方法一般适用于个体较大、种群数量有限的物种
[解析]②通常用于采集体型较小的土壤动物,故不适用于采集马陆、蚯蚓,B错误;对于无法知道名称的小动物,不可直接忽略,需要记录它们的特征,C错误;记名计算法一般适用于个体较大、种群数量有限的物种,D错误。
教师尊享·备课题组
1. [2022浙江1月]某海域甲、乙两种浮游动物昼夜分布如图所示。下列分析合理的是( D )
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
[解析]甲、乙在午夜黑暗的情况下均上浮,中午时均下沉,说明甲、乙都可能具有避光性,A错误;浮游植物主要位于光照较强的浅海,大部分乙分布在该海域较深处,不太可能主要以浮游植物为食,B错误;乙是一个种群,一个种群不能体现群落的垂直结构,C错误;甲、乙的昼夜分布变化体现了群落的时间结构,D正确。
2. [2020北京]近缘种动物常因利用相同的食物资源而竞争。为研究亲缘关系较远的啮齿动物和蚂蚁之间是否也存在竞争关系,研究者调查了5种啮齿动物与7种蚂蚁采食的种子,统计各种大小不同的种子所占的比例(如图)。以下叙述错误的是( C )
A. 应选择有共同活动区域的啮齿动物和蚂蚁
B. 啮齿动物与蚂蚁采食的种子大小有所重叠
C. 啮齿动物与蚂蚁之间一定不存在竞争关系
D. 无法判断啮齿动物与蚂蚁间存在捕食关系
[解析]为研究亲缘关系较远的啮齿动物和蚂蚁之间是否也存在竞争关系,应选择有共同活动区域的啮齿动物和蚂蚁进行研究,A正确;根据调查结果可知,啮齿动物与蚂蚁采食的种子大小有所重叠,据此可推出二者之间存在竞争关系,B正确、C错误;根据题中结果无法判断啮齿动物与蚂蚁间存在捕食关系,D正确。
3. [2022广东,12分]荔枝是广东特色农产品,其产量和品质一直是果农关注的问题。荔枝园 采用常规管理,果农使用化肥、杀虫剂和除草剂等进行管理,林下几乎没有植被,荔枝产量高;荔枝园 与荔枝园 面积相近,但不进行人工管理,林下植被丰富,荔枝产量低。研究者调查了这两个荔枝园中的节肢动物种类、个体数量及其中害虫、天敌的比例,结果见表。
荔枝园 种类(种) 个体数量(头) 害虫比例(%) 天敌比例(%)
523 103 278 36.67 14.10
568 104 118 40.86 20.40
回答下列问题:
(1) 除了样方法,研究者还利用一些昆虫有趋光性,采用了灯光诱捕法进行取样。
[解析]对于具有趋光性的昆虫,可采用灯光诱捕法进行取样。
(2) 与荔枝园 相比,荔枝园 的节肢动物物种丰富度高,可能的原因是林下丰富的植被为节肢动物提供了食物和栖息空间,有利于其生存。
[解析]由题表可知,荔枝园 中节肢动物的种类数多于荔枝园 中的,即荔枝园 中节肢动物的物种丰富度高,可能的原因是林下丰富的植被为节肢动物提供了食物和栖息空间,有利于其生存。
(3) 与荔枝园 相比,荔枝园 的害虫和天敌的数量少,根据其管理方式分析,主要原因可能是荔枝园 使用杀虫剂,可降低害虫数量,同时因食物来源少,害虫天敌数量也少。
[解析]由题表可知,荔枝园 中的节肢动物数量以及害虫和天敌的比例均低于荔枝园 中的,根据管理方式分析,原因可能是荔枝园 使用杀虫剂,降低了害虫的数量,同时因食物来源少,害虫天敌数量也少。
(4) 使用除草剂清除荔枝园 的杂草是为了避免杂草竞争土壤养分,但形成了单层群落结构,使节肢动物物种多样性降低。试根据群落结构及种间关系原理,设计一个生态荔枝园简单种植方案(要求:不用氮肥和除草剂、少用杀虫剂,具有复层群落结构),并简要说明设计依据。
林下种植大豆等固氮作物,通过竞争关系可减少杂草的数量,同时为果树提供氮肥;通过种植良性杂草或牧草,繁育天敌来治虫,可减少杀虫剂的使用(合理即可)。
[解析]可在荔枝林下种植大豆等固氮作物,这些作物可为果树提供氮肥,并通过竞争关系减少杂草的数量,避免使用除草剂;同时通过种植良性杂草或牧草,繁育害虫天敌来治虫,可减少杀虫剂的使用。
4. [2021湖南,9分]某林场有一片约2公顷的马尾松与石栎混交次生林,群落内马尾松、石栎两个种群的空间分布均为随机分布。为了解群落演替过程中马尾松和石栎种群密度的变化特征,某研究小组在该混交次生林中选取5个固定样方进行观测,每个样方的面积为0.04公顷, 某一时期的观测结果如表所示。
树高 马尾松(株) 石栎(株)
样方1 样方2 样方3 样方4 样方5 样方1 样方2 样方3 样方4 样方5
8 9 7 5 8 46 48 50 47 45
25 27 30 28 30 30 25 28 26 27
34 29 30 36 35 2 3 5 4 3
13 16 14 15 12 3 2 1 2 2
合计 80 81 81 84 85 81 78 84 79 77
注:同一树种的树高与年龄存在一定程度的正相关性;两树种在幼年期时的高度基本一致。
回答下列问题:
(1) 调查植物种群密度取样的关键是随机取样;根据表中调查数据计算,马尾松种群密度为2 055株/公顷。
[解析]调查植物种群密度取样的关键是随机取样,以避免人为因素的影响;根据表中调查数据计算,马尾松种群密度为 (株/公顷)。
(2) 该群落中,马尾松和石栎之间的种间关系是种间竞争。马尾松是喜光的阳生树种,石栎是耐阴树种。根据表中数据和树种的特性预测该次生林数十年后优势树种是石栎,理由是该混交次生林中马尾松幼苗较少,马尾松是喜光的阳生树种,石栎是耐阴树种,随着演替的进行,石栎逐渐成长,马尾松在争夺光资源时处于劣势。
[解析]该群落中,马尾松和石栎生活在同一区域,会争夺光照、水和无机盐等,二者之间的种间关系是种间竞争。表格中树高可代表树龄,根据表中数据可知,马尾松幼苗较少,马尾松是喜光的阳生树种,石栎是耐阴树种,演替初期,马尾松能利用的光资源较多,光合作用较强,积累的有机物较多,随着演替的进行,石栎成长起来,马尾松受到遮蔽,其呼吸速率较高而光合速率降低,幼苗也无法成长,以至于被耐阴树种石栎取代,故预测数十年后该次生林的优势树种是石栎。
作业帮 练透好题 精准分层
基础过关
一、选择题
1. [2023河南名校联考]下列有关群落的说法,错误的是( A )
A. 研究群落是研究种群的基础,但二者研究的主要内容又有所不同
B. 群落中各种群占据不同空间,形成了群落的垂直结构和水平结构
C. 群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,有利于充分利用资源
D. 水分、温度会影响群落类型,不同群落中的生物适应环境的方式可能会不同
[解析]研究种群是研究群落的基础,A错误。
2. [2023安康联考]许多土壤小动物有较强的活动能力,而且身体微小,常用取样器取样的方法进行采集、调查,即用一定规格的捕虫器(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和数量来推测某一区域内土壤小动物的丰富度。下列相关叙述正确的是( A )
A. 丰富度的统计方法有记名计算法和目测估计法
B. 土壤小动物在生态系统中都属于消费者
C. 诱虫器的花盆壁和放在其中的土壤之间要密封
D. 吸虫器采集到的土壤小动物可放入体积分数为 的酒精中保存
[解析]土壤小动物在生态系统中有的属于分解者(如蚯蚓),有的属于消费者,B错误;诱虫器的花盆壁和放在其中的土壤之间要留有一定空隙,便于空气流通,C错误;吸虫器采集的土壤小动物可放入体积分数为 的酒精中保存,D错误。
3. [2023哈尔滨质监]生态位是传统生态学中一个基本的概念,最初用于研究生物种间竞争关系,以下叙述错误的是( D )
A. 生态位是一个物种在群落中的地位或作用,如空间位置、占用资源等情况
B. 群落中的物种存在相似生态位时,它们可能因争夺共同资源发生竞争
C. 群落中生物多样性能够形成并维持稳定,是群落中物种之间及生物与非生物环境之间协同进化的结果
D. 两个物种生态位重叠较多时,一定会因为共同利用同一资源而给对方带来伤害
[解析]环境资源非常丰富的情况下,生态位重叠较多的两种生物共同利用同一资源时,不会给对方带来伤害,D错误。
4. 下列有关群落结构的叙述,错误的是( A )
A. 同一座山的山顶生草甸、山腰长松林、山脚种作物,体现了群落的垂直结构
B. 群落结构的复杂程度与物种丰富度有关
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. 闽江的浅水区和深水区分布着不同的种群,体现群落的水平结构
[解析]山顶上的草甸、山腰的松林、山脚的农作物分别属于不同的群落,这种不同群落在山坡上的分布不属于群落的垂直结构,A错误;群落中物种丰富度越高,物种数目越多,群落结构越复杂,B正确;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,C正确;在水平方向上不同地段分布着不同的种群,这属于群落的水平结构,D正确。
5. [2023皖南八校联考]科研人员对鄱阳湖周围森林不同土壤动物群落进行了调查和研究,结果如表。下列说法错误的是( B )
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:鄱阳湖周围森林不同环境土壤动物的分布(Ⅰ: ;Ⅱ: ;Ⅲ: )
A. 土壤动物群落既有垂直结构,也有水平结构
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,是因为其具有避光、趋湿的特性
D. 取样器取样后可以调查土壤小动物类群的丰富度
[解析]土壤动物群落既具有垂直结构,也具有水平结构,A正确;物种丰富度指群落中的物种数目,根据表中数据只能得出阔叶林中土壤动物种类最少,不能说明阔叶林中的物种丰富度最小,B错误;可利用土壤小动物的避光、趋湿、避高热的习性,采用带灯罩的热光源收集样土中的小动物,C正确;许多土壤小动物有较强的活动能力,而且身体微小,可用取样器取样法调查土壤小动物类群的丰富度,D正确。
6. [2023武汉调研]同域共存是指一些生物生存在同一区域,由于种间竞争关系而对环境的需求发生错位的现象。例如共同生活在加勒比海地区岛屿上的两种安乐蜥,通过摄食方式的不同实现了同域共存。下列不属于同域共存机制的是( B )
A. 鲢鱼喜食水体上层的浮游植物,青鱼喜食水底的螺蛳
B. 菜粉蝶幼虫啃食植物叶片,而成虫吸食植物花蜜
C. 崇明东滩的绿翅鸭会在芦苇区觅食,而绿头鸭几乎不在芦苇区觅食
D. 共同生活在高海拔地区的田鼠和鼢鼠在不同时间出来觅食
[解析]鲢鱼喜食水体上层的浮游植物,青鱼喜食水底的螺蛳,其需求存在错位现象,A不符合题意;菜粉蝶幼虫和成虫属于同种生物,它们取食部位不同不属于同域共存机制,B符合题意;崇明东滩的绿翅鸭会在芦苇区觅食,而绿头鸭几乎不在芦苇区觅食,二者需求存在错位现象,C不符合题意;共同生活在高海拔地区的田鼠和鼢鼠在不同时间出来觅食,属于需求发生错位,D不符合题意。
7. [2023江淮十校联考]如图表示北温带某湖泊的垂直结构,下列有关叙述正确的是( B )
A. 水生群落的分层现象主要取决于温度
B. 该湖泊从边缘的浅水区到深水区的生物分布差异体现了群落的水平结构
C. 从夏天到冬天湖泊中的生物种类和数量发生明显变化属于群落的演替
D. 夏天温度变化较大的是斜温层,导致浮游植物主要分布在斜温层
[解析]水生群落的分层现象主要取决于光照、溶解氧以及温度,A错误;该湖泊从边缘的浅水区到深水区的生物分布差异属于水平方向上的分布,体现了群落的水平结构,B正确;从夏天到冬天湖泊中的生物种类和数量发生明显变化属于群落的季节性,C错误;由题图可知,夏天温度变化较大的是斜温层,但表水层光的穿透性强,温度适宜,适合浮游植物生存,D错误。
二、非选择题
8. [2022三明联考,8分]根据所学知识,回答下列问题:
Ⅰ.在某栎林中,植物和动物的分布如表;图1中①②③④为种间关系示意图(纵轴表示个体数,横轴表示时间),请回答下列问题:
上层 中层 下层
植物 乔木 灌木 草本
动物 林鸽 长尾山雀 鹪鹩、昆虫
图1
(1) 表中体现了生物群落的分层现象,植物的这种分布决定了动物的分布,其原因是植物为动物提供了食物条件和栖息空间,而且动物的这种分布有利于减轻物种之间的②。(用图1中的序号作答)
[解析]表格中的植物和动物都有明显的分层现象,属于群落的垂直结构;影响植物分层的因素是光照强度,而植物又可以为动物提供食物和栖息空间,使动物也出现分层现象;垂直结构有利于减轻物种之间的竞争,即图1中的②(种间竞争)。
(2) 现有4组生物:A.根瘤菌与豆科植物;B.大小两种草履虫;C.狐与兔;D.麻风杆菌和宿主细胞。 、 生物之间的关系分别对应图1中的③和②。
[解析] 中根瘤菌与豆科植物之间的关系为互利共生,曲线表现为同步变化,对应③; 大小两种草履虫属于种间竞争关系,对应②。
(3) 4种种间关系中,若 死亡,对 有利的是②④。若狐死亡,则兔的数量变化趋势是先增加后减少,最后趋于稳定。
[解析]据图1可知,②④中 都不断增加,而 都下降甚至消失,因此若 死亡,对②④中的 都是有利的;兔是被捕食者,狐是捕食者,若狐死亡,则兔的数量会先因缺乏天敌而不断增加,后又因食物的限制等而减少,最后趋于稳定。
Ⅱ.某政府在某山区坡地生态环境受破坏后,采取了相关措施进行治理。陡坡在封山育林后的若干年内,经历了一年生草本、多年生草本和灌木三个阶段,如图2表示其典型物种①②③的种群密度变化。回答下列问题:
图2
(4) 欲统计山脚下土壤中小动物类群的丰富度,通常可采用的方法有记名计算法、目测估计法。
[解析]统计土壤中小动物类群的丰富度,通常可采用的统计方法有记名计算法和目测估计法。
(5) 如果物种①②③呈垂直分布,该现象的主要意义是有利于提高对阳光等自然资源的利用率。
[解析]群落中的垂直分层现象有利于提高对阳光等自然资源的利用率。
9. [2022山东节选,7分]在一个群落中随机选取大量样方,某种植物出现的样方数占全部样方数的百分比为该物种的频度,频度分级标准如表所示。在植物种类分布均匀且稳定性较高的生物群落中,各频度级植物物种数在该群落植物物种总数中的占比呈现一定的规律,如图所示。
频度 级
(1) 若植物甲为该群落的优势种,则植物甲的频度最可能属于 级,而调查发现该频度级中的植物乙不是优势种,则乙的种群密度和分布范围的特点分别是种群密度小、分布范围广。
[解析]已知某种植物出现的样方数占全部样方数的百分比为该物种的频度,而优势种通常指数量很多,对其他物种的影响也很大的物种,因此若植物甲为该群落的优势种,则植物甲的频度最可能属于 级。调查发现 频度级中的植物乙不是优势种,则其种群密度较小,而其又出现在绝大多数的样方中,则其分布范围较广。
(2) 若某草地植物物种的频度级符合上图所示比例关系,且属于 频度级的植物有16种,则该草地中植物类群的丰富度为200。
[解析] 频度级的植物物种数在该群落植物物种总数中的占比为 ,若某草地植物物种的频度级符合题图所示比例关系,且属于 频度级的植物有16种,则该草地中植物类群的丰富度为 。
(3) 若研究植物甲的生态位,通常需要研究的因素有ABCD(填标号)。
A. 甲在该区域出现的频率 B. 甲的种群密度
C. 甲的植株高度 D. 甲与其他物种的关系
[解析]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。因此,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。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。A、B、C、D符合题意。
能力提升
一、选择题
10. [2022济南三模]分层现象是森林群落中各种群之间以及种群与环境之间相互竞争和相互选择的结果,是群落的垂直结构的最直观的特征。下列叙述错误的是( D )
A. 植物的分层缓解了植物之间争夺阳光等资源的矛盾,也提高了群落的光能利用率
B. 动物的分层现象主要与食物有关,还与阳光、温度、水分等非生物因素有关
C. 土壤中的水分和矿质营养状况,是决定森林植物地下部分分层的主要因素
D. 森林各层次中植物的不同生态特性和生活习性增强了不同物种个体之间的竞争
[解析]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,缓解了植物之间争夺阳光等资源的矛盾,也提高了群落的光能利用率,A正确;群落中植物的分层为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件,因此动物的分层现象主要与食物、空间有关,还与阳光、温度、水分等非生物因素有关,B正确;决定森林植物地下部分分层的主要因素是水分和无机盐等,C正确;森林各层次中植物的不同生态特性和生活习性减弱了不同物种个体之间的竞争,提高了对环境资源的利用率,D错误。
11. [2022衡水中学模拟]如图表示两种生境下捕食者蝾螈对池塘中霍氏锄足蛙、灰树蛙、蟾蜍种群数量的影响。下列分析错误的是( B )
A. 蝾螈的捕食作用导致霍氏锄足蛙在竞争中的优势减弱
B. 因生态位不同,在无蝾螈情况下三个种群会长期共存
C. 实验可证明霍氏锄足蛙的种群数量受自然因素和生物因素的影响
D. 干旱环境对蟾蜍种群数量的影响与其种群密度无关
[解析]从题图分析可知,两种生境下有蝾螈与无蝾螈捕食作用对比,无蝾螈捕食时霍氏锄足蛙的种群数量均增加,说明有蝾螈的捕食作用会导致霍氏锄足蛙在竞争中的优势减弱,A正确;无蝾螈时,池塘自然干涸与池塘水位维持相比,蟾蜍种群数量减少,灰树蛙种群消失,说明自然干涸状态下,三个种群不会长期共存,B错误;实验结果反映出霍氏锄足蛙的种群数量既受蝾螈捕食的影响,也受池塘水位的影响,C正确;干旱属于非密度制约因素,其对蟾蜍种群数量的影响与种群密度无关,D正确。
12. [2022潍坊模拟]生态学家对某地云杉林中四种林莺的生态需求进行了研究,四种林莺主要觅食树皮上和树叶上的昆虫,觅食部位如图。下列叙述正确的是( C )
A. 林莺在生态系统中属于三级消费者
B. 四种林莺在云杉林中处于相同的生态位
C. 栗颊林莺与黄腰白喉林莺之间的竞争强度较弱
D. 标记重捕法是生态学家在此研究过程中的首选
[解析]林莺主要觅食树皮上和树叶上的昆虫,其处于第三营养级,是次级消费者,A错误;由题图可知,四种林莺觅食部位不相同,因此四种林莺在云杉林中处于不同的生态位,B错误;栗颊林莺的觅食部位是树顶新生针叶区与嫩芽区,黄腰白喉林莺的觅食部位是无地衣区及有地衣覆盖的较低树干与中层枝条区,两者没有共同的觅食部位,竞争强度较弱,C正确;一般采用标记重捕法调查某生物的种群密度,本实验的目的是研究云杉林中四种林莺的生态需求,不需要用标记重捕法,D错误。
13. [2022雅礼中学一模]西双版纳热带雨林包括季节雨林、山地雨林等植被类型。季节雨林主要分布在海拔 以下,山地雨林主要分布在海拔 。如表是某研究机构对雨林土壤节肢动物多样性的部分调查结果。下列相关叙述错误的是( C )
项目 山地雨林 季节雨林
种群数 数量密度(个· ) 种群数 数量密度(个· )
9月 11月 9月 11月 9月 11月 9月 11月
凋落物层 22 22 8 892 8 613 15 19 1 004 4 556
层 15 7 11 943 7 095 12 9 3 030 1 604
层 7 5 789 458 5 4 637 866
层 8 5 840 407 5 6 637 306
A. 由调查结果可知,土壤节肢动物主要栖息在凋落物层和 层
B. 节肢动物在森林凋落物层和土壤不同层次中的分布体现了群落的垂直结构
C. 节肢动物在山地雨林和季节雨林中的分布有差异,体现了群落的水平结构
D. 9月和11月的调查结果不同,说明群落的物种组成和空间结构可随季节发生变化
[解析]凋落物层和 层的种群数和数量密度远高于 、 层,可知凋落物层和 层是节肢动物的主要栖息场所,A正确;节肢动物在森林凋落物和土壤中的分布有明显的分层现象,体现了群落的垂直结构,B正确;山地雨林和季节雨林是分布于不同海拔的两种群落类型,节肢动物在不同群落中的分布不能体现群落的水平结构,C错误;9月是雨季,11月降水量减少,温度逐步降低,9月和11月的调查结果不同,说明群落的物种组成和空间结构可随季节发生变化,D正确。
二、非选择题
14. [2021全国卷乙,9分]在自然界中,竞争是一个非常普遍的现象。回答下列问题:
(1) 竞争排斥原理是指在一个稳定的环境中,两个或两个以上受资源限制的,但具有相同资源利用方式的物种不能长期共存在一起。为了验证竞争排斥原理,某同学选用双小核草履虫和大草履虫为材料进行实验,选择动物所遵循的原则是具有相同的资源利用方式。该实验中需要将两种草履虫放在资源有限的(填“有限的”或“无限的”)环境中混合培养。当实验出现大草履虫处于劣势甚至死亡,双小核草履虫占有优势的结果时即可证实竞争排斥原理。
[解析]据题干信息可知,为了验证竞争排斥原理,某同学选用双小核草履虫和大草履虫为材料进行实验,选择动物应遵循具有相同资源利用方式的原则。根据题干信息可知,竞争排斥发生在资源受限制的条件下,因此该实验中需要将两种草履虫放在资源有限的环境中混合培养。在双小核草履虫和大草履虫的竞争中,大草履虫处于劣势而被淘汰,双小核草履虫数量增加,故当实验出现大草履虫处于劣势甚至死亡,双小核草履虫占有优势的结果时即可证实竞争排斥原理。
(2) 研究发现,以同一棵树上的种子为食物的两种雀科鸟原来存在竞争关系,经进化后通过分别取食大小不同的种子而能长期共存。若仅从取食的角度分析,两种鸟除了因取食的种子大小不同而共存,还可因取食的时间、位置(合理即可)(答出1点即可)不同而共存。
[解析]两种以同一棵树上的种子为食的雀科鸟经进化后能达到长期共存,说明二者在取食的种子方面存在差异,如取食的种子的大小不同、种子的硬度不同、种子的位置不同,还可以是取食的时间不同等。
(3) 根据上述实验和研究,关于生物种间竞争的结果可得出的结论是具有相同资源利用方式的物种不能长期共存在一起,而进化导致资源利用方式出现差异的物种可以长期共存。
[解析]分析题干信息可知,在资源和空间有限的环境中,竞争排斥会导致某一物种灭绝,而在长期的自然选择中,物种在生存空间、资源的利用等方面出现差异,从而能减弱种间竞争而达到共存。