第3节 群落的结构

§4.3  群落的结构

一、设计思想

本节教学内容采用多媒体辅助配合教师引导学生主动参与，通过问题—探讨—整合的模式加以完成。

在引入课题时，通过剖析池塘中的各种生物，引出群落水平上所研究的问题和群落结构的话题。利用提问，引导学生进行个体→种群→群落这条主线的构建，从而引出群落的概念。在此基础上，进一步引导学生探究的欲望。在教学中，适当结合图片、事例、概念模型和数学模型，加深对群落结构的了解。在引导学生理解群落的同时，依然要与生命系统是一个统一的整体的思想相联系。教师要强调，群落不是一定空间内各种生物简单的集合，而是通过种内的斗争或互助，种间的寄生、竞争、捕食等关系建立起的有机整体，并给学生创造一个轻松思考的氛围，使学习的过程愉快而轻松。

“土壤中小动物类群丰富度的研究”是课标中建议的一项活动，旨在使学生能从种群的组成上描述群落的结构特征。在设计教学过程时，要充分体现出学生的探究活动，不要把该探究活动上成一节验证或简单的重复实验。

二、教材分析

第3节《群落的结构》包括在群落水平上研究的问题、群落的物种组成、群落的种间关系、群落的空间结构等内容。此课时内容具有承上启下的作用，上为种群的特征和数量变化，下为生态系统的有关内容。鉴于课时内容地位，要让学生正确理解群落的结构及基本特征，为后面的学习打下一个坚实的基础。同时，本课时的内容也与现实紧密联系，即学生应能够将知识应用于现实中，解决实际问题，应用所学知识设计立体农业，将知识应用于生活、生产之中。

三、学情分析

这一届高二学生已使用了一年多的新教材，对一些基础性的生物知识有了初步的认识，学生已经比较习惯于新教材的学习思路和学习方法，大多数学生认识到生物知识无处不在，生活中处处有生物。这使学生对本节课的学习打下了基础，也为提高学生的解决问题能力和实践能力的提高创造了条件。作为高中学生，他们已经具备了一定的形象思维能力，本课通过与图片、事例、模型的有机结合，并配以丰富的色彩，从而增强了学生的兴趣和注意力。

一、教学目标

1.识别群落，说出群落水平上研究的问题。

2.描述群落的结构特征。

3.尝试进行土壤中小动物类群丰富度的研究。

通过学习群落的特征及种间关系，使学生学会从生态学角度认识生物界的现象和规律，建立生态学的基本观点。

二、教学重点和难点

1.教学重点

群落的结构特征。

2.教学难点

从结构与功能相统一的角度描述群落的结构特征。

六、板书设计

各组分之间只有形成密切的联系，才能构成一个有机的整体，才能说是一个系统。群落的物种组成、种间关系和空间结构，实际是对群落这一层次的生命系统进行分析，既分析其组分，又分析各组分之间关系空间配置情况。利用种间关系图解，可以帮助学生理解为什么说群落是一个系统。

课文之后安排“探究”──“土壤中小动物类群丰富度的研究”，这是一项实践性很强的探究，对动手操作能力要求较高，因此，需要进行详细指导。限于学生的知识基础，对土壤小动物的分类可能有一定困难，教师要加强这方面的指导。

教学策略与手段

为了使学生领会和把握群落的概念，教师可以结合“问题探讨”的素材，说明一个群落是共同生活在一个地区的生物大家庭，具有一定的组成和结构，其中的各种生物相互制约，又相互依存。为进一步说明在群落水平上研究的一些问题，可以通过剖析池塘生物群落，引出群落结构的话题。在进行这些内容的教学时，应联系具体的事例，并尽可能让学生自己比较、归纳和总结，避免教师直接“下定义，举例子”的教学方法。

关于“群落的物种组成”的教学，主要让学生认识到：物种组成是区别不同群落的重要特征。不同群落间，种群数量和种群中个体数量差别很大。认识一个群落的物种组成，要调查该群落分别有多少种植物、动物和微生物，列出它们的名录。还要进一步搞清群落中各种群的相对数量和比例。在生态学上，描述一个群落中种群数量的多少是用丰富度来表示。关于“种间关系”的教学可以让学生分析教材中提供的资料，然后教师进行归纳总结。

因此，在本节课的教学中，教师通过对教学目标、情境、资料等环节的精心设计，充分利用多媒体辅助教学，鼓励学生大胆质疑，积极思考，主动参与，体现其主体地位，并使学生在有效参与学习的过程中发展智力，培养能力，提高科学素质。

八、教学过程

分析某池塘中生活的部分生物

可以从浮游动物、浮游植物、微生物、肉食性鱼、植食性鱼等方面举例。

2.假如池塘中的肉食性鱼类大量减少，池塘中的种群数量将会出现什么变化？

池塘中的肉食性鱼大量减少，一些小鱼等小型水生动物因天敌减少，数量会大量增加，池塘中浮游动物、浮游植物以及其他一些水生植物数量会大量减少。随时间推移，植食性鱼类等生物也因食物来源减少而数量减少。

通过池塘实例，使学生明白一个群落是共同生活在一个地区的生物大家庭，具有一定的组成和结构，其中的各种生物相互制约，又相互依存。

为学生领会和把握群落的概念、群落的物种组成、群落的空间结构等知识做好铺垫。

生活在一起的种群之间也有着很多的联系，某一种群的数量不止受到同种生物个体的影响，还要受到异种生物的影响。所以我们研究种群的特征、种群的数量变化还是不够的，还必须把要观察的范围放得更大一些，要把池塘中所有生物的大家庭看作一个整体，

同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，叫群落（community）。

一、群落水平上研究的问题

在群落水平上研究的问题和在种群水平上研究的有什么不同？研究群落有什么意义？

种群是研究群落的基础；群落是更高层次的系统，在群落水平上进行研究，又会发现新的问题，获得新的认识。

二、群落的物种组成

⒈ 物种组成是群落的重要特征

引导学生对比两个森林群落在物种组成上的差别，包括常见的物种、占优势的物种等。

而且，最明显的是该群落中数量较多，起到主要作用的物种，也称优势种。所以不同群落其种类组成的优势种是不同的。

新疆北部的森林，主要是由常绿针叶树种组成，而福建武夷山森林的主要树种是阔叶乔木。

⒉ 丰富度 

不同群落间，种群数量和种群中个体数量差别很大。

群落中物种数目的多少称为丰富度（species richness）。

一般说来，环境条件越优越，群落发育的时间越长，物种越多。从赤道到北极，人们会发现动植物的种类将逐渐减少。物种丰富度的差异主要与气候有关。

右图表示从南极（90^oS）经过赤道（0^o）到北极（90^oN）纬度梯度上群落中物种多样性的变化趋向。

在福建武夷山动植物种类繁多，而在寒冷的冻原上，动植物种类相对要少得多。

不论是具有繁多生物种类的热带森林还是生物稀少的冻原地带，生活在同一群落的种群并不是随机聚集在一起的，而是通过复杂的种间关系，形成一个有机整体。种间关系有哪些？各种种间关系对群落中的种群有些什么样的影响？这些也是我们在群落水平上需要研究的问题。

三、种间关系

阅读教材P_72～73资料分析，进行讨论：

1.如何解释资料1中的实验结果？

2.分析猞猁和雪兔种群数量的波动情况，你能发现什么规律？

3.猞猁的存在对整个群落的稳定可能起什么作用？

4.资料1和资料2中，两个种群之间的相互作用结果有什么不同？

1.单独培养时，两种草履虫均能正常生长繁殖。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。

2.雪兔和猞猁相互制约，使它们的种群数量保持在一定范围内波动。

3.猞猁的存在不仅制约雪兔的种群数量，使得植物→雪兔→猞猁之间保持相对稳定，而且由于植物资源比较稳定，进而使得另一些以植物为生的动物数量及其食物链相对稳定，因而整个群落可以处在相对稳定的状态。

4.资料1中两个种群之间是通过食物间接地发生作用，相互作用的结果是一方处于优势，另一方处于劣势，最终灭亡。资料2中两个种群是通过捕食与被捕食直接地发生作用，相互作用的结果是两个种群数量相对稳定。

5.在资料分析中，大草履虫与双小核草履虫、猞猁与雪兔的种间关系分别是什么？

6.请举出捕食、竞争、寄生、互利共生的例子。

5.大草履虫与双小核草履虫之间是竞争关系，猞猁与雪兔之间是捕食关系。

6.列举捕食、竞争、寄生、互利共生的其他例子。

总结种间关系

关系

特点

实  例

竞争

相互抑制

水稻与稗草

捕食

一方获利

一方受害

狮子与羚羊、羊与草

寄生

蛔虫和人

互利共生

彼此依赖

豆科植物与根瘤菌

物种之间的关系非常普遍；竞争不仅是对食物的相互争夺，还包括对资源和空间的相互争夺。竞争是强者更强，弱者更弱，结果可能使一方导致灭亡；捕食是先增先减，后增后减，即此消彼长，此长彼消；共生是同生共死，荣辱与共。

四、群落的空间结构

群落的空间结构分成垂直结构和水平结构。

生活在一起的各生物种群之间，存在着直接或间接关系，共同构成了生物群落。在这个大家庭中，每个种群都各自占据着一定的空间。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。

1.垂直结构

    在竖直方向上，大多数群落都具有明显的分层现象。

森林植物的分层现象：森林中自下而上分别有草本植物层、灌木层和乔木层形成群落的垂直结构。某森林中鸟类的分层现象：林冠层栖息着鹰、伯劳、杜鹃、黄鹂等；中层栖息着山雀、莺、啄木鸟等；林下层则生活着画眉、八色鸫等。

这样的垂直分布有什么意义呢？

森林中，导致植物具有分层现象的原因可能和光照的强度有关，不同植物的生长需要不同的光照强度。群落下面各层要比上层的光照弱，不同的植物就分布在适合自己生长的光照范围内。

动物分层不是由光照引起的，应该和植物的分层有关，因为动物的食物直接或间接地来自于植物，植物还为动物提供了栖息的场所。

各种植物各得其所，而且充分利用了照射到森林中的阳光。

实际上动物种类的多少是随植物层次的多少而变化的，因此，由于森林的植物层次比草原植物层次多，所以森林群落一般比草原群落的动物种类多。

池塘群落中藻类主要分布在表层其他植物，还可分成挺水植物、浮水植物、沉水植物，这就是植物分层；动物中螃蟹、虾、河蚌等主要生活在水底层，而鱼类中，青鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼这四大家鱼，在池塘中所占的水层也是不同的。

群落的垂直结构或者说生物的分层现象有什么意义呢？

使生物群落在单位面积上能容纳更多的生物种类和数量，能最充分地利用空间和营养物质，就像植物分层可以充分利用光照，从而为动物生产更多的食物、提供更多的栖息空间。

2.水平结构

水平方向上，在不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差别，它们常呈镶嵌分布。

由于地形的变化、土壤性质（湿度、盐碱度等）的差异、光照强度的不同、生物自身的生长特点的不同，影响生物种群的分布。此外，例如过度放牧、盲目开垦等人类行为，也会影响群落的水平结构。

【探究】土壤中小动物类群丰富度的研究

目的及意义

⒈ 使学生能从种群的组成上描述群落的结构特征

⒉ 建立群落与环境之间相互联系的观念

⒊ 设计数据收集和统计表，并进行数据分析，培养科学研究能力

过程及方法

1．提出问题（例如：××地与××地土壤中小动物丰富度的比较）

2．制定计划（依据制定探究计划的要点，制订小组研究计划表。）

3．实施计划 （本课题包括4个操作环节：取样、采集、观察和分类、统计和分析。）

⑵ 取样

选择取样地点，将表土上的落叶轻轻拨开，用手来回旋转罐子，将其按入土中，按压到罐底与地表几乎齐平，用花铲将罐内的土连同罐子一起挖出。将罐子中的土壤倒入塑料袋中。

⑶ 采集小动物

在去底花盆中放一个金属网，将取到土壤样品放置在金属网上，为了使空气流通，土壤与花盆壁之间要留一定的空隙。然后，将花盆放置在诱虫器上，打开电灯（如下图所示）。 也可以采取以下简易采集法：将取到的土壤样品放在瓷盆内（要注意防止小动物逃走），用解剖针拨找小动物，同时放大镜观察，发现体型较大的小动物，可用包着纱布的镊子取出来，体型较小的则可以用吸虫器采集。采集的小动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中，也可放入试管中。

⑷ 观察和分类

⑸ 统计和分析

丰富度的统计方法：记名计算法和目测估计法。

记名计算法：是指在一定面积的样地中，直接数出各种群的个体数目，这一般用于个体较大，种群数量有限的群落。

目测估计法：是按预先确定的多度等级来估计单位面积上个体数量的多少。等级的划分采用Drude七级制标准：极多（植物地上部分郁闭）、很多、多、尚多、不多（分散）、少、单独。

⒋ 完成研究报告

【练习】

某生物兴趣小组准备对所处地区的花园和菜地土壤中小动物类群的丰富度进行研究。假定你是其中的一员，请回答：

⑴ 确定要探究的问题：                        ；

⑵ 进行这类调查常采用        法，而不适用          法，原因是           ；

⑶ 丰富度的统计方法通常有记名计算法和       ，前者一般适用于      的群落；

⑷ 对土样中的小动物进行采集时，在诱虫器上方通常要放置并打开40～60W的电灯，这样做的目的是                         ，采集到的小动物可以放入            溶液中保存，也可以放入                      中。

⑸ 在观察和分类的基础上，若要用记名计算法对两类土壤中的动物进行统计和分析，请你设计一个数据统计表：

⑹ 除了进行上述问题的探究外，你还可以从另外的角度进行土壤中小动物丰富度的调查，请你再提出一个要探究的问题：                                      。

【参考答案】

⑴ ××地区花园和菜地土壤中小动物类群的丰富度调查研究

⑵ 取样器取样；样方法和标志重捕；许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小

⑶ 目测估计法；个体较大，种群数量有限

⑷ 土壤动物趋暗、趋湿、避高温特性，使其从土样进入诱虫器下部试管中；酒精；试管

⑸ ××地区花园和菜地土壤中小动物类群的丰富度统计表

采集个体数

小动物名

花园土壤

菜地土壤

⑹ ××地不同深度土壤中小动物类群丰富度的调查