2.2群落具有垂直、水平和时间结构 浙科版(2019)高中生物选择性必修2(课件共38张PPT)

(共38张PPT)
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浙科版2019版选择性必修二
第 二 章 群 落
第二节群落具有垂直、水平和时间结构
运用结构与功能观、进化与适应观，
认识到组成群落的种群在自然选择和 适应环境的过程中形成了一定的结构，
地球各地因气候、地形和其他环境的 生命观念 不同，分布着不同类型的群落
采用归纳与概括的方法比较各种群落结科学思维 构及各种群落的物种组成、群落外貌
能利用各种资料，探究各种群落的 结构和不同群落中植物或动物的适 应机制
基于不同类型群落与其环境关系的 分析，认同群落的形成是有客观规 律的，人类活动应顺应自然界的客 观规律
群落具有 垂直、水 平和时间 结 构 地 球上分布 着不同类 型的群落
素养目标
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社会责任
科学探究
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群落在自然选择和适应的过程中形成了一定的结构，
不同类型的群落具有不同的群落结构。群落具有哪些结构 其形成原因是什么 我们研究群落结构有什么意义
一 、群落分层形成垂直结构
1.依据植物的外貌和形态结构的不同， 一般把陆生植物分为六种生长型
乔木： m 以上的木本植物。
灌木： m以下的木本植物。
藤本植物：木本 植物。
草本植物：没有 的木质茎，包括 草本、 草本和 植物。
附生植物： 依附在其他植物体上的植物。
地表植物：地衣、 等植物。
意义：可以反映 植物生活的环境条件。在相似的环境条件下，不同种类的 植物通过自然选择往往具有_ 相似的生长型以适应环境。
2.群落的垂直结构
(1)概念：主要指群落的分层现象。不同生长型的植物分
别配置在群落的不同高度上，形成了群落的垂直结构。
(2)不同群落的垂直结构(陆地群落)
①温带落叶阔叶林群落的垂直结构：树冠层→下木层
(矮树) → 灌木层→草本层→地表层。
影响陆地群落分层的主要因素：主要与植物对光的利用
有关，其中树冠层对群落影响最大。
②热带雨林群落的垂直结构最复杂。
③寒温带针叶林群落结构比较简单，草原群落的结构更
为简单(地下层、草底层和草本层)。
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图2-8 温带落叶闰叶林群落的垂直结构示意图
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(3)群落垂直结构的意义：成层结构是物种自然选择的结果，它不仅缓解了
植物之间争夺阳光、空间、水分和矿质营养的矛盾，还扩大了植物利用环 境的范围，提高了植物的光能利用率。
(4)群落中动物的分层现象
b.动物的分层现象是指动物各自在自己的层次上活动和觅食，不会超出这个层 次。 ()
提示：动物常常在森林群落的不同层次活动和觅食，但总有一个最喜好的层次
c.柳莺主要栖息在树冠层，花鼠主要栖息在灌木层，黄鼬主要栖息在草本层，体现 了动物的分层现象。 ()
d.动物的分层现象主要与光照有关。 ()
提示：动物的分层现象主要与食物和栖息地有关。
判一判：
a.群落中动物的分层现象也很普遍。
( )
思考某竹林中的箭竹高低错落有致，有同学认为该现象体现了群落在垂直
结构上的分层现象，该同学的推论是否正确
提示不正确。垂直结构为群落的空间结构，竹林中的所有箭竹为同一物种，
由于生长的阶段不同而高低不同，所属范畴为种群而非群落。
水生群落有分层结构吗
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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、 草鱼在中层、青鱼、虾、蚌等在水底，泥鳅、 鳝鱼等则在水底淤泥中生活。
图5-2 一个北温带湖泊的垂直结构示意图
一个湖泊自上而下可以分为四层：表水 层是浮游生物活动的主要 场所；斜温层的湖水温度变化比较大；静水 层水的密度最大，水温 大约是4℃;而动、植物残体的腐败和分解过程主要发生在底泥 层。
新教材新 水生群落也有分层现象，其层次性主要由光的穿透性、温度和
氧气的垂直分布决定的
冬 夏
温度/℃
246 8 10 12
温度
氧
( 表水层)
( 斜温层 )
( 静水层 )
0
漆
(m)10
15
5
2468101214 氧(μl·L- )
2 46810121416
氧( μl·L-1)
温度/C 5 10 15 2025
水 5
深
(m)10
( 底 泥 层 )
温度
氧
15
0
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例题1.(浙江2018年4月)影响水生群落垂直分层的主要因素 不包括
A. 温度
B. 氧气的垂直分布
C. 光的穿透性
D. 大气中颗粒物含量
【答案】D
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二、群落水平方向上的种群配置形成水平结构
1.群落中的生物在水平方向上的配置状况形成了群落的水平结构。大多数
群落中的各个物种在水平方向上的分布往往呈不均匀性，
特点：表现为斑块状和镶嵌性。 (空间异质性)
2.形成水平结构的三个主要原因
①不同生物繁殖体的扩散能力有差异；
②生物种 间相互作用的影响；
③群落内部环境的不同。(动物活动以及人类活动也会影响群落内部环境，
从而影响水平结构)
3.影响群落水平结构的因素：地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、 光强度的不同、 生物自身 生长特点的不同以及人与动物的影响等。
沙漠里的灌木由于彼此竞争营养和水分倾向于均匀分布。
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小思考：高山上的不同景观属于群落的垂直结构还是水平结构
【答案】高山上的不同景观实质是因为海拔的差异，导致不 同地带分布不同的群落，应属于水平结构。
思考请判断分析“森林群落中只存在垂直结构，而草原群落中只存在水平
结构”这一说法是否正确。
提 示不正确。垂直结构和水平结构都是指种群在空间上的分布差异。森
林群落也有水平结构，如在森林中，林下阴暗的地点有一些植物种类形成 小型组合，而在林下较明亮的地点是另外一些植物种类形成的组合。草原 群落同样也存在垂直结构，可分为地下层、草底层和草本层。
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例题2 (2018温州十五校)21.下列现象能够体现群落
的垂直的结构的是
A. 毛竹林中竹笋、 一年生嫩竹和多年生老竹分层分布
在竹林的不同高度上
B. 海拔4000米的高山从山脚到山顶依次分布不同的
植物带
C. 苔藓、草本植物、灌木和乔木依次分别配置在森林
的不同高度上
D. 温带地区的草原和森林在春夏秋冬有很大的不同
C
项 目 垂直结构
水平结构
定义的 区别 群落在空间中的垂直分布或成 层现象
群 落 在 水 平 方 向 上，由于地形的起 伏、光照、温度等因 素影响，在不同地 段上的不同分布
成层 区别 有成层现象，保证了生物群落在 单位空间中更充分地利用自然 资源
没有成层现象
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群落的垂直结构和水平结构的区别
案例 区别 以森林的群落结构为例。在植 物的分层上，由上至下依次是 乔木层、灌木层和草本植物层。 动物的分层亦呈这种垂直结 构：鸟类分为林冠层、中层和林 下层。林冠层包括鹰、伯劳、杜 鹃、黄鹂等。中层包括山雀、 莺、啄木鸟等。林下层包括画 眉、八色鹊等。水体分层也是 如此，水体分为上层、中层和底 层。上层主要是藻类，中层主 要为浮游动物，底层主要为软 体动物、环节动物和蟹类
以森林为例：在乔 木的基部和被其他 树冠遮盖的位置， 光线往往较暗，这 适于苔藓植物等喜 阴植物的生存；在 树冠下的间隙等光 照较为充足的地 段，则有较多的灌 木与草丛
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判断：
水平结构 水平结构
总结：
垂 直 结 构 ：某一平面垂直空间上的生物分布
水平结构：沿地面不同平面上的生物分布
垂直结构
绿藻
藻
红藻
海洋中藻类植物的分层现象
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1.在同一段河流中食物相同的两种鱼，分别分布在河流中央底
部和临近河岸的底部，其分布体现生物群落的垂直结构 (×
2.湖泊近岸区到湖心区的生物分布，属于群落水平结构。( √ )
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例题3.长白山海拔500米以下为落叶阔叶林，500～1100米为针阔混
交林，1100～1800米为亚高山针叶林，1800～2100米为亚
高山草甸，2100米以上为高山灌木草甸。关于长白山不同海
拔高度段间的植物分布，下列说法正确的是( D )
A. 属于由光照差异引起的群落垂直结构
B. 属于由地形差异引起的群落水平结构
C. 海拔越高植物物种丰富度越高
D. 主要由温度和湿度的差异引起
【解析】长白山不同海拔高度段间的植物分布属于由温度和 湿度的差异引起的群落的水平结构，A、B 错 误 ，D 正确；海 拔越高，温度越低，植物物种丰富度越低，C错误。
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易错提醒
(1)“竹林中的竹子高低错落有致”不属于群落的
垂直结构，竹林中的竹子是种群，不具有群落的 空间结构。
(2)水体中植物的垂直分布主要是由光照(光质)
引起的分层现象，属于群落的垂直结构。
(3)高山上植物的分布取决于温度，从山顶到山 脚下，分布着不同的植物类群，属于植被的垂直 地带性分布，不属于群落的垂直结构。
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情境分析1:群落分层形成垂直结构
[情境创设]如图a、b、c分别代表的是在-200~3800m 的海拔内，山坡a、
森林b 、 海洋c三个不同的自然区域内植物的分布状况。回答下列问题。
苔 原
b 高原草甸
乔木层→
灌木层
草本层
针叶林
阔叶林
绿藻
褐藻 红藻
c
a
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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生
态因素是什么 这属于群落的垂直结构吗
提示温度。这不是群落的垂直结构。
2.b 、c处的植物在垂直方向上都具有明显的分层现象，影响它们分布的主
要生态因素是什么 这属于群落的垂直结构吗
提示 b处森林中植物的垂直分层现象主要是受光照强度影响形成的，c处藻
类植物的分层现象主要是受光质(光的波长)影响形成的 原这属于群落的
垂直结构。 b 高原草甸
乔木层 针叶林 a
苔
。
灌木层 _草本层
绿藻
褐藻
红藻
阔叶林
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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
提示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
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)的不同分布属于种群层次。矮小的野草丛有垂 苔原_
直结构和水平结构的存在。 b 高原草甸
乔木层 针叶林 a
灌木层 阔叶林
草本层
绿藻
褐藻
红藻
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5.在森林b中，乔木的基部和被其他树冠遮盖的位置，光线往往较暗，适于苔
藓植物等喜阴植物的生存；在树冠下的间隙等光照较为充足的地段，则有 较多的灌木与草丛。这属于群落垂直结构还是水平结构
提 示水平结构。
苔原]
b 高原草甸
乔木层→ 针叶林 a
灌木层 阔叶林
绿藻 草本层三
c{ 褐藻
红藻
的是(C )。
A. 在-200～3800 m范围内，不同区域内植物的
种类出现了很大的差异，温度是影响分布的主要生态因素
B.a 处不同高度的山坡上分布着不同的植物类群，
这说明群落具有垂直结构
如图a 、b 、c分别代表的是在-200～3800 m的海拔内，山坡a、森林b、
海洋c三个不同的自然区域内植物的分布状况。据此判断下列选项中正确
C.b 、c 处的植物在垂直方向上都具有明显的分层现象，这说明群落具有垂直结构
D.影 响b处植物出现明显分层现象的主要因素是水分
苔原
高原草甸 针叶林
乔木层一
灌木层
草本层
-200~3800m 的海拔内，三个不 同的自然区域内植物的分布状况
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绿藻褐藻红藻
阔叶林
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三、群落的组成和外貌可随时间改变而形成时间结构
1.群落的组成和外貌可随时间改变而发生有规律的变化，这就是群落的
时间结构。(季节性变化和昼夜变化)
2.群落的季节性(季相)变化非常明显。在温带地区，草原和森林群落
的外貌在四季中有很大差异，草原动物的季节性变化也十分明显，草原
动物的季节性活动规律是对环境良好适应的体现，群落的季节性也决 定于植物与传粉动物之间的协同进化过程。
如温带秋天的植被变化、候鸟迁徙、冬眠等。
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例题4.(2017年4月第2题)冬候鸟秋天飞到南方越冬，使群落的
组成发生了变化。这体现了群落的( A )
A. 时间结构 B. 水平结构
C. 向光弯曲生长 D. 分层现象
3.昼夜变化
· 猫头鹰绝大多数是夜行性动物， 昼伏夜出，白天隐匿于树丛岩穴 或屋檐中不易见到，但也有部分 种类白天亦不安寂寞，常外出活 动； 一贯夜行的种类， 一旦在白 天活动，常飞行颠簸不定有如醉 酒。
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例题5.(2019年3月稽阳)4.下列有关群落结构的叙述错误的是
A. 决定森林垂直结构与湖泊垂直结构的影响因素不同
B. 群落水平结构的形成与环境条件的空间异质性有关
C. 温带草原的外貌在春、夏、秋、冬有较大的变化，这是 群落的季相
D. 群落结构的形成有利于生物充分利用资源，但会导致生 物间的竞争加强
D
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群落结构的形成及意义：
(1)形成：生物群落的垂直、水平和时间结构的具体表现都是在长期自然选择 基础上形成的对环境的适应。
(2)意义：使生物群落在单位面积上能容纳更多的生物种类和数量，有利于提高生 物群落整体对自然资源的充分利用。
【特别提醒】(1)光照不是影响群落中植物分层现象的唯一因素，温度、湿 度不同生物之间的关系等都属于影响因素。
(2)水域中影响植物垂直分布的主要因素不是温度，虽然随着深度的增加温度 也会发生变化，但主要因素还是光照，在200米以下水域中几乎是没有光的，所 以缺乏绿色植物。
1.[原理分析]根据生物群落 垂直_ 结构、水 平 结 构 、时 间 结
构，按照不同物种具有的不同生活习性，利用其生长过程的“空间差”和“时
间差”,并按照种群空间生态位原理多层布置，构成一个立体结构。形成分 级利用、各取所需的生物群落结构，从而使有限的资源被充分合理地利用， 从而获得较高的经济效益、社会效益和生态效益。
情境分析2:群落结构在生产上的应用
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2.[案例分析]果—稻—萍—鱼—蛙—食用菌立体农业模式
(1) 空间结构 利用
(第1层，水果，在田埂上方
地上 第2层，稻，在稻田上方
第3层，浮萍、食用菌、蛙，在地(水)面上
水体：第4层，鱼，在水体中
地下：第5层，水稻的根系，在表土层
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(2)_ 时间结构 利用
(季节上的安排：早稻、晚稻
品种的搭配：早、中、晚熟品种的搭配
农事安排：播种、移栽，浮萍的套种，鱼、蛙的放
养，各物种的收获
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分析应用2.立体农业是利用群落的空间结构原理，为充分利用空间和资源
而发展起来的一种农业生产模式。下列关于立体农业的叙述，正确的是
( B)
A. 果树林下种植草菇形成群落的水平结构，提高群落利用阳光的能力
B. 果树林中的鸟类有垂直分层现象，主要与食物种类和栖息空间有关
C. 果树林环境条件不受破坏的条件下，各种群的环境容纳量是相同的 D. 果树林中环境条件充裕，各种群的数量增长曲线都会呈现 “J” 形
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1. 在草地中，蝶类白天活动，夜蛾类晚上活动，这种现象体现
了群落的( D )
A. 营养结构 B. 垂直结构
C. 水平结构 D. 时间结构
2. 森林的边缘到中心地带分布着不同的生物，这体现了森林群
落的( B )
A. 垂直结构 B. 水平结构
C. 时间结构 D. 营养结构
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3 .关于生物群落的空间结构，以下叙述不正确的是( C )
A. 在垂直方向上，群落具有分层现象
B. 动物在群落中的垂直分布往往依赖于植物
C. 比较简单的生物群落没有水平结构
D. 在水平方向上，不同地段的生物种类分布有差异
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4. 生物群落的结构在垂直方向上( A )
A. 大多具有明显分层现象
B. 没有分层现象
C. 森林中有分层现象，草原上没有分层现象
D. 植物有分层现象，动物没有分层现象
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5. 环境条件变差对植物群落结构的影响是( C )
A. 层次不变，层次结构简单
B. 层次减少，层次结构不变
C. 层次减少，层次结构简单
D. 层次不变，层次结构不变