【本讲教育信息】
一、教学内容
群落结构、生态位、群落的主要类型、群落演替
1. 群落结构。
2. 物种在群落中的生态位。
3. 群落的主要类型。
4. 群落演替。
二、重点导学
优势种的主要识别特征
三、全面突破
知识点1 群落结构
1. 垂直结构
是指群落在垂直方向上，由于光照、温度等因素的影响，使动植物呈现出明显的垂直分层现象。
思考：
（1）以上图示的群落自树冠到地表可分为哪些层次？
（树冠层、下木层、灌木层、草本层、地表层）
（2）以上分层现象的主要影响因素是什么？
（阳光）
（3）动物有无分层现象？举例并说明该分层现象取决于什么？
（有，如蝙蝠－猴子－松鼠－牛，该分层现象取决于植物为它们所提供的食物和栖息场所。）
（4）森林具有明显的垂直分层现象，水生群落有分层现象吗？
（有）
2. 水平结构
是指群落中的生物在水平方向上的配置状况。
（1）水平结构的特点：常常呈现集群分布或镶嵌分布。
（2）分布不均匀的原因：地形、土壤湿度和盐碱度、光照强度、生物自身生长特点、人和动物的影响等。
（3）垂直结构与水平结构的区分
垂直结构的分层现象是由于生物本身的高度或活动空间的高度造成的；水平结构的分段是由于环境的光、热、水及地形等条件对生物的选择造成的。
垂直结构和水平结构都是指不同种生物的分布差异。同种生物的不同不能构成垂直结构或水平结构。（也不因同种生物的一致而影响垂直或水平结构的存在。）
3. 时间结构
是指群落的组成和外貌随时间推移而发生有规律的变化，包括昼夜变化、季节变化等。
昼夜变化如：绝大多数猫头鹰是夜行性动物，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甘寂寞，常外出活动；一贯夜行的种类，一旦在白天活动，飞行时常颠簸不定，有如醉酒。
季节变化如：某些动物在冬季时生命活动处于极度降低的状态，是这些动物对冬季外界不良环境条件（如食物缺少、寒冷）的一种适应。蝙蝠、刺猬、极地松鼠等都有冬眠习惯。
知识点2 生态位
1. 概念：生态位是物种利用群落中各种资源的幅度以及该物种与群落中其他物种相互关系的总和。它表示物种在群落中的地位、作用和重要性。
作用：决定该物种生活在什么地方，而且决定它与食物、天敌和其他生物的关系。
麻雀总是成群地在森林的上层活动，吃高大乔木的种子。
煤山雀、黄腰柳莺和橙红翁等鸟类总是在森林的中层营巢。
血雉和棕尾虹雉则是典型的生活在森林底层的鸟类，吃地面上的苔藓和昆虫。
2. 生态位重叠：当两个物种利用同一资源时就会发生生态位重叠。
（1）完全重叠：资源短缺时发生竞争，竞争优势大的物种就会把另一物种完全排除掉；资源丰富时，则共同利用资源。
（2）不完全重叠：无竞争的生态位空间实现共存；重叠的生态位空间最终会被具有竞争优势的物种占有。
竞争排除原理：当两个物种的生态位完全重叠时，资源短缺时发生竞争，竞争优势大的物种就会把另一物种完全排除掉。这样就决定了在同一群落中不可能有两个物种的生态位是完全相同的。
知识点3 群落的主要类型
地球各地因气候、地形和其他环境条件的不同而分布着不同类型的生物群落。主要的陆地生物群落是森林、草原、荒漠和苔原。
1. 森林
（1）北方针叶林
a. 气候特点：寒冷。
b. 主要植物：主要由常绿针叶树种组成，如红松、云杉和冷杉。
c. 主要动物：驼鹿、雪兔、松鼠、黑熊、雷鸟和榛鸡等。
d. 面积：是地球上最大的森林带，约覆盖整个地球表面的11％。
（2）温带落叶阔叶林
a. 气候特点：温和。
b. 主要植物：槭、山毛榉、栎、椴和柳等，林下灌木和阔叶草本植物。
c. 主要动物：田鼠、金花鼠、林猫、红狐、山雀、旋木雀和啄木鸟。
d. 特点：植物发育良好，种类也很丰富。
（3）热带雨林
a. 气候特点：温度和湿度都很高。
b. 主要植物：常绿植物。在
c. 主要动物：猴类、长臂猿、黑猩猩和大猩猩、鹦鹉科鸟类等。鹦鹉科鸟类和猿猴是热带雨林的特有动物。
d. 特点：热带雨林中的生物种类约占地球已知种类的一半，是地球上最丰富的生物基因库。
2. 草原
（1）气候特点：年降水量在250~
（2）主要植物：几乎全由禾本科植物和阔叶草本植物（主要是豆科和菊科）组成。草长得高大，但生长期很短，从春季到秋季为一个生命世代。
（3）主要动物：野驴、黄羊、黄鼠和鼠兔等。以及非洲草原的鸵鸟、美洲鸵和澳洲草原的鸸鹋等失去飞翔能力的鸟类。
（4）特点：草原约占地球陆地表面积的12%；
3. 荒漠
（1）气候特点：年降水量不足
（2）主要植物：蒿属植物、藜属灌木、肉质旱生植物和各种仙人掌。
（3）主要动物：沙漠动物（沙漠狐、更格芦鼠、沙漠兔、沙漠袋鼠、沙漠蝗等），少数鸟类、蜥蜴。
（4）特点：约占地球陆地表面积的26％；植株间隔和根系分布能最大限度地减少竞争和充分利用水分。
4. 苔原
（1）气候特点：气候严寒。
（2）主要植物：羊胡子草、苔草、矮石楠、矮柳、苔藓和地衣等。
（3）主要动物：旅鼠、雪兔、驯鹿、北极狐、狼和白熊，雪鹀、贼鸥和各种水鸟。
（4）地理位置：位于环北冰洋地带（北方针叶林以北）。
知识点4 群落演替
1. 概念：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，就叫群落演替。
例：水生演替系列
①自由漂浮植物阶段（浮游生物残体、湖岸雨水带来的泥沙，湖底抬高）
②沉水植物阶段（轮藻属首先在湖底裸地上生长，加快有机物的积累）
③浮叶根生植物阶段（湖底变浅，出现浮叶根生植物，如莲。）
④挺水植物阶段（水体继续变浅，出现挺水植物，如芦苇。）
⑤湿生草本植物阶段（湖底露出地面，挺水植物被草本植物替代）
⑥木本植物阶段（水分继续蒸发，出现木本植物）
讨论、归纳：弃耕农田的演替过程。
弃耕农田→一年生杂草→多年生杂草→灌木→乔木。
2. 原生演替和次生演替
裸地的存在是群落形成的最初条件和场所之一。没有植物生长的地段即为裸地（或称荒原）。通常裸地可以分为两类：原生裸地（primary bare
area）和次生裸地（secondary bare area）。原生裸地是指从来没有植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但被彻底消灭了（包括原有植被下的土壤条件）的地段，如冰川的移动等造成的裸地。次生裸地是指原有植被虽已不存在，但原有植被下的土壤条件基本保留，甚至还有曾经生长在此的种子或其他繁殖体的地段，如森林砍伐、火烧等造成的裸地。一般将发生在原生裸地上的演替称为原生演替，发生在次生裸地上的演替称为次生演替。
原生演替：指在一个从未有生物定居过的裸岩、沙土和湖底开始的演替。
次生演替：由于火灾、洪水和人为破坏等把原有群落毁灭，在被毁灭群落基质上所进行的演替。
列表比较原生演替和次生演替的不同
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起点 |
基质 |
环境条件 |
经历时间 |
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原生演替 |
原生裸地 |
裸岩、沙土和湖底 |
恶劣 |
较长 |
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次生演替 |
次生裸地 |
原有植被下的土壤 |
较好 |
较短 |
3. 顶级群落
顶级群落是群落演替的最终平衡状态阶段，是最复杂也是最稳定的群落阶段。只要没有外力干扰，它将永远保持原状。地球上现存的群落大都处于顶级群落。
思考：气候环境中的各种生态因素，哪些对群落的影响最大？
（温度和降水量是非常重要的因素，如热带雨林、热带沙漠、温带森林、温带草原等都是与此相适应的。）
本节课小结：
1. 群落结构
垂直结构、水平结构、时间结构。
2. 生态位
（1）生态位的概念
（2）生态位重叠和竞争排除原理
3. 群落的主要类型
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群落 |
气候特点 |
植物特点 |
动物特点 |
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北方针叶林 |
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温带落叶阔叶林 |
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热带雨林 |
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草原 |
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荒漠 |
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苔原 |
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4. 群落演替
【典型例题】
例1. 生物群落的结构在垂直方向上
A. 具有明显的分层现象
B. 有的有分层现象，有的没有分层现象
C. 森林中的生物有分层现象，草原上的生物没有分层现象
D. 植物有分层现象，动物没有分层现象
分析：该题针对同学们对群落垂直结构认识上的几个误区进行命题，通过对这道题的分析和解答，有助于同学们正确地理解群落的垂直结构。在垂直方向上，生物群落具有明显的分层现象，这就是群落的垂直结构。如森林植物明显地分成乔木层、灌木层、草本层和地被物层；池塘中植物明显地分成挺水植物、浮水植物和沉水植物。其实，草原的植物、动物在垂直方向上同样也存在明显的分层现象，如地上、地表、地下都有动植物分布。因此，分层现象是普遍存在的。
答案：A
例2. 大、小鲈鱼高密度混养，蚜虫与草，蝗虫与草，这些生物之间的关系依次为（ ）
A. 种内斗争，捕食，捕食 B. 捕食，捕食，捕食
C. 种内斗争，寄生，捕食 D. 捕食，寄生，捕食
分析：大、小鲈鱼高密度混养后，大鲈鱼将以小鲈鱼为食，这应属于种内斗争关系，而不应是种间捕食关系。蚜虫具有刺吸式口器，靠吸食草的汁液为生，故蚜虫与草应属于寄生关系，如跳蚤与人，雄蚊与植物等也属于寄生关系。蝗虫具有咀嚼式口器，以碎食植物为生，所以蝗虫与草属于捕食关系，如牛与草等也属于这一关系。
答案：C
例3. 取相等数量的双小核草履虫和大草履虫混合培养，每天统计容器中两种草履虫的数量（个）。下表是统计的部分结果。
|
时间 （天） 种群 |
0 |
4 |
8 |
12 |
16 |
|
双小核草履虫 |
30 |
150 |
260 |
280 |
280 |
|
大草履虫 |
30 |
60 |
40 |
30 |
20 |
（1）请据此画出两种草履虫的数量变化曲线图。
（2）请分析出现这一结果的原因。
分析：在合适的条件下，大草履虫和双小核草履虫均能正常生长繁殖。由于这两种草履虫具有相似的生活习性（尤其是能以同一种杆菌为食），当它们被放在同一个容器中培养时，起初两种草履虫的数量较少，而食物（杆菌）数量较多，因此表现为两种草履虫的种群数量均增加。但是，随着两种草履虫数量的增加，相互之间对食物的争夺表现为大草履虫处于劣势，双小核草履虫处于优势。随着双小核草履虫数量的增加，争夺食物的优势越来越大，最终大草履虫失去了食物来源而灭亡。两种草履虫没有分泌杀死对方的物质，进一步证明了该实验结果缘于两种草履虫争夺资源，这就是竞争。
答案：
（1）如图：
（2）当它们被放在同一个容器中培养时，起初两种草履虫的数量较少，而食物（杆菌）数量较多，因此表现为两种草履虫的种群数量均增加。但是，随着两种草履虫数量的增加，相互之间对食物的争夺表现为大草履虫处于劣势，双小核草履虫处于优势。随着双小核草履虫数量的增加，争夺食物的优势越来越大，最终大草履虫失去了食物来源而灭亡。
例4. 下列关于群落的叙述中，正确的是
A. 群落一旦形成，将稳定不变
B. 人类活动对群落没有任何影响
C. 随着时间的推移，一个群落可能被另一个群落代替
D. 在一个从来没有被植物覆盖的地面上，不可能有群落的演替
分析：群落是一个动态系统，是不断发展变化的。在一个从来没有被植物覆盖的地面上，也有可能发生群落的演替，这种演替为原生演替。在现实生活中，人类的许多活动正在影响着群落的演替，往往使群落演替按不同于自然演替的速度和方向进行。
答案：C
例5. 一个湖泊经历了一系列演替阶段后，可以演变为一个森林。在演替过程中首先出现的是
A. 沼泽 B.
湿地 C. 草原 D.
森林
分析：该演替过程体现了水生环境到陆生环境的变化，该变化过程是生物和非生物因素综合影响的结果，每当一个阶段的变化累积到一定程度时，就会引发群落演替过程进入下一阶段。在本题所示演替过程中，首先出现的是沼泽，然后才有可能依次是湿地、草原和森林。
答案：A
例6. 下列哪种演替属于初生演替
A. 弃耕农田上开始的演替
B. 发生过火灾的林地上
C. 过量砍伐后的林地上
D. 在从来没生长过任何植被的裸地上开始的演替
分析：群落的演替包括原生演替和次生演替。原生演替是指在一个从未有生物定居过的裸岩、沙土和湖底开始的演替。次生演替是指由于火灾、洪水和人为破坏等把原有群落毁灭，在被毁灭群落基质上所进行的演替。
答案：D
例7. 下列关于人类对群落演替的影响的叙述，错误的是
A. 人类活动影响着生物群落的演替
B. 人类可以对自然环境中的生态关系起促进、抑制、改造和建设作用
C. 人类可以建立人工群落，将演替的方向和速度置于人为控制之下
D. 人类不可能使群落演替按照不同于自然发展的道路进行
分析：人类可以按照不同于自然发展的道路来改变群落的演替形式。
答案：D
例8. 关于生物演替的顶级阶段，下列说法正确的是
A. 这个阶段在环境变化以前一直持续
B. 这个阶段不依赖天气
C. 这个阶段不断变化
D. 这个阶段只有结构
分析：在一定的环境条件下，群落经过一系列演替后，最终会达到一个与环境稳定平衡的状态，这时的群落称为顶级群落，理论上这个阶段在环境（包括天气、土壤等因素）变化之前是稳定的。
答案：A
下一讲我们将学习《生态系统的营养结构和生态系统中的生产量和生物量》，请大家从以下几方面做好预习。
1. 生态系统的概念及其组成成分。
2. 食物链与食物网，并说出其中的生物所处的营养级。
3. 生物放大。
4. 初级生产量和次级生产量
1. 生态系统的概念和类型
生态系统是指
与无机环境相互作用而形成的统一整体。地球上最大的生态系统是 。
2. 生态系统的结构
（1）生态系统的成分包括：非生物的物质和能量、 （是生态系统的主要成分）、消费者（包括 、
、
）和分解者。
（2）食物链和食物网（生态系统的营养结构）：
食物链模式： →初级消费者→次级消费者→三级消费者……
食物网：在一个生态系统中，许多食物链彼此交错连结的复杂营养关系。
生态系统的
、能量流动就是顺着这种渠道进行的。
3. 生态金字塔是指
。
【模拟试题】（答题时间：25分钟）
一、选择题
1. 生物群落在空间上的垂直分层现象称为群落的垂直结构。引起森林群落中植物和动物垂直分层的主要因素分别是（ ）
A. 温度、食物 B.
温度、光照 C.
温度、温度 D.
光照、食物
2. 影响生物群落水平结构的因素中，不包括（ ）
A. 光照强度 B. 土壤类型 C.
大气成分 D.
地形差异
3. 海洋植物和高山植物均有分层现象，而沙漠地区动植物种类稀少。造成这种现象的主要生态因素依次是（ ）
A. 光照、温度、水
B. 温度、光照、水
C. 水、温度、光照
D. 光照、水、盐度
4. 在新开垦的土地上，种植用蚕豆根瘤菌拌种的豇豆、菜豆、大豆和小麦，能提高其产量的一组作物是（ ）
A. 菜豆和豇豆 B.
豇豆和小麦 C.
菜豆和大豆 D. 大豆和豇豆
5. 在一个湖泊中，鲢鱼、鳙鱼生活在湖泊的上层，青鱼、草鱼生活在湖泊的底层。“四大家鱼”的这种分布属于 （ ）
A. 种群垂直结构
B.
种群水平结构
C. 群落水平结构 D.
群落垂直结构
6. 树林里多数鸟类在树冠筑巢、栖息，啄木鸟生活在树干中，环颈雉则在灌木层和地面活动，这种现象反映了 （ ）
A. 种群的密度 B.
适应的普遍性
C. 群落的垂直结构
D.
群落的水平结构
7. 下列哪项不是群落演替的趋势 （
）
A. 生物种类越来越多 B.
种间关系越来越复杂
C. 有些物种可能灭绝 D.
生物种类越来越少
8. 在无人为因素干扰的条件下，群落演替的总趋势是 （
）
A. 物种多样性的增加和群落稳定性的提高
B. 物种多样性的减少和群落稳定性的降低
C. 物种多样性的增加和群落稳定性的降低
D. 物种多样性的减少和群落稳定性的提高
9. 在群落演替中，下列情况中的哪一种情况是最不可能发生的（
）
A. 在群落演替过程中群落的物种构成不断变化
B. 物种总数起始增多，然后趋于稳定
C. 在初始阶段之后，生态系统中的生物量总量下降
D. 生态系统中的非生物有机质总量增加
10. 发生在裸岩上的演替大致要经历以下几个阶段，请将其排序 （ ）
①森林阶段 ②草本植物阶段 ③地衣阶段④灌木阶段 ⑤裸岩阶段 ⑥苔藓阶段
A. ①②③④⑤⑥ B. ②③④⑥①⑤ C. ⑤⑥③④②① D.
⑤③⑥②④①
11. 下列演替中，属于次生演替的是（ ）
A. 沙丘上的演替
B. 火山上的演替
C. 火灾过后的草原上的演替 D. 冰川泥上的演替
二、非选择题
12. 20世纪初，科学家弗莱明在实验中偶然发现，在一个被其他细菌污染了的培养皿中，青霉菌菌落周围一圈的区域内其他细菌不能生存。后经提纯分析，发现了青霉素。
（1）请在上图中找出能表示青霉菌与细菌（如肺炎双球菌）之间关系的坐标曲线图，并说明理由。你选择的曲线图是
，理由是
。
（2）在生态系统中，青霉菌这样的生物有什么重要意义？
。
（3）野生型青霉菌的青霉素产量较低，人们对青霉菌用X射线、紫外线照射等技术处理，培育出了能遗传的高产菌株，但该育种方法也有缺点，即
。
13. 群落演替的类型
（1）原生演替是指在一个从来没有被______的地面，或者是原来存在过植被、但被_______________________的地方发生的演替。例如在____________、____________、__________上进行的演替。
（2）次生演替：由于_______、_______和_______等把原有群落毁灭，在被毁灭群落基质上所进行的演替。
【试题答案】
一、选择题
1. D 2. C 3. A 4. A 5. D 6. C 7. D 8. A 9. C 10. D 11. C
二、非选择题
12. （1）C 青霉菌和细菌之间是竞争关系，细菌的生长被抑制
（2）分解有机物，对生态系统的稳定具有重要意义
（3）诱变育种的突变不定向，突变率低，需处理大量材料
13. （1）植物覆盖 彻底消灭了 裸岩 沙土 湖底
（2）火灾 洪水 人为破坏