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1、 稳态与环境 第27讲 种群的特征 种群数量的变化 必修3 1 种群的特性 2 种群的数量变化 1 2010 浙江 某生态系统中生活着多种植食性动物 其中某一植食性动物种群个体数量的变化如图所示 若不考虑该系统内生物个体的迁入与迁出 下列关于该种群个体数量变化的叙述 错误的是 A 若a点时环境因素发生变化 但食物量不变 则a点以后个体数量变化不符合逻辑斯谛增长B 若该种群出生率提高 个体数量的增加也不会大幅度超过b点C 天敌的大量捕食会导致该种群个体数量下降 下降趋势与b c段相似D 年龄结构变动会导致该种群个体数量发生波动 波动趋势与c d段相似 从图中个体数量随着季节的变化在K值附近波动可
2、以看出 该生态系统是一个相对稳定的生态系统 具有一定的自我调节能力 当外界环境改变 出生率和死亡率变化 天敌捕食 年龄结构变动时 种群个体数量还是在K值附近波动 所以a点环境因素发生变化时 个体数量变化还是符合逻辑斯谛增长 所以答案是A 2 2009 安徽 用牛奶瓶培养黑腹果蝇 观察成虫数量的变化 结果如下表 根据表中数据分析 下列结论正确的是 A 第13 25天 成虫数量增长快的主要原因是个体生长加快B 第17 29天 成虫增长率上升 死亡率下降C 第21 37天 成虫增长率的下降与种群密度的改变有关D 第1 37天 成虫数量呈 J 型增长 C 第13 25天 成虫数量增长快的主要原因是营养
3、丰富 环境条件适宜 第17 29天 成虫增长率下降 第21 37天 成虫增长率的下降与种群密度的改变 第37天种群密度达到最大 有关 第1 37天 成虫数量呈 S 型增长 所以C正确 3 2010 海南 某同学拟在一个面积为100hm2草地上调查某种双子叶草本植物的种群密度 设计了四个调查方案 其中最可行的是 A 计数该草地上该种植物的全部个体数目B 设置1个1m2样方计数样方中该种植物的个体数目C 随机设置1m2样方若干 计数每个样方中该种植物的个体数目D 在该种植物密集处设置1m2样方若干 计数每个样方中该种植物的个体数目 C 估算种群密度最常用的方法之一是样方法 在被调查种群的分布范围内
4、 随机选取若干个样方 通过计数每个样方的个体数 求得每个样方的种群密度 以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度的估计值 A选项不可能将100hm2草地上的某种双子叶草本植物全部计数 B选项不能只选取一个样方 D选项没有做到随机取样 概念 在一定时间内占据一定空间的的所有个体 种群是构成生物群落的基本单位 种群的特征 调查种群密度的方法 样方法 以若干样方 随机取样 平均密度估计总体平均密度的方法 标志重捕法 一 种群的特征 同种生物 数量特征 种群最基本的数量特征 出生率和死亡率 性别比例迁入率和迁出率 空间特征 均匀分布随机分布集群分布 遗传特征 种群的特征 种群密度 年龄结构 二
5、种群数量的增长规律 条件 在 等理想条件下 特点 种群内个体数量连续增长 增长率 种群增长的 J 型曲线 Nt N0 t 种群增长曲线 食物 养料 和空间条件充裕 气候适宜和没有敌害 不变 种群增长的 S 型曲线 条件 资源的环境中 种群密度上升 种内个体间的竞争加剧 捕食者数量增加 种群增长曲线 有限 特点 种群内个体数量达到环境条件所允许的最大值 K值 时 种群个体数量将不再增加 种群增长速率变化 时增速最大 K时为增速为 应用 大熊猫栖息地遭到破坏后 由于食物减少和活动范围缩小 其K值变 因此 建立自然保护区 改善栖息环境 提高K值 是保护大熊猫的根本措施 对家鼠等有害动物的控制 应K值
6、 种群增长曲线 K 2 0 小 降低 研究种群数量变化的意义 对于有害动物的防治 野生生物资源的保护和利用 以及濒危动物种群的拯救和恢复 都有重要意义 实验 培养液中酵母菌种群数量的动态变化 计划的制订和实验方法 培养一个酵母菌种群 通过显微镜观察 用 血球计数板 计数7天内10mL培养液中酵母菌的数量 计算平均值 画出 酵母菌种群数量的增长曲线 结果分析 空间 食物等环境条件不能无限满足 酵母菌种群数量呈现增长 S 型曲线 一 种群的概念及其特点1 种群的概念及其理解 种群是指生活在一定区域的同种生物的全部个体 1 两个要素 同种 和 全部 同一物种在不同区域内可以有多个种群 但一个种群内的
7、个体都为同一物种 2 两个条件 时间 和 空间 即种群具有一定的时空限制 离开一定的空间和时间的种群是不存在的 而空间上和时间上的界限是随研究工作者的方便而划分的 如大到全世界的蓝鲸种群 小到实验室内饲养的一群小家鼠 3 两个方面 从生态学的观点来看 种群是生物繁殖的基本单位 又是生物群落的基本组成单位 从进化的观点来看 种群是生物进化的基本单位 也是基因库的最小单位 2 种群的特点 1 种群虽然是由许多同种个体组成的 但它绝对不是个体的简单相加 而是通过种内关系组成了一个有机整体 具有种群密度 出生率和死亡率 迁入率和迁出率 年龄组成和性别比例等一系列特征 个体只具有性别 年龄 出生 死亡等
8、特征 2 个体和种群之间是部分与整体的关系 每个个体携带有本种群基因库的部分基因 二 植物种群密度的取样调查1 样方法中的两个概念 1 样方或样本 从研究对象的总体中抽取出来的部分个体的集合 2 随机取样 概念 在抽样时 如果总体中每一个个体被抽选的机会均等 且每一个个体被选与其他个体间无任何牵连 那么这种既满足随机性又满足独立性的取样称为随机取样 要求 随机取样不允许掺入任何主观性 否则 就难以避免调查人员想获得调查属性的心理作用 往往使调查结果偏离实际值 2 样方的选取 1 样方数目的确定 取样多少随调查地段的总体面积而定 总体面积大 选取的样方数目宜多些 总体面积小 选取的样方数可少些
9、一般地说 选取的样方越多 求得的种群密度越接近实际情况 2 样方大小的确定 视被调查的植物类型而定 温带地区样方的大小 一般地说 乔木为100平方米 灌木为16平方米 草本为1平方米 视被调查对象的分布情况而定 一般地说 对于分布不规则的种群 多个小样方取样比少数大样方取样效果好 3 常用的样方选取方法 五点取样法和等距取样法 如下图 3 方法步骤 1 植物种群密度取样调查的常用方法 样方法 确定调查对象 选取样方 随机取样 五点取样法 在总体中按照梅花形取5个样方 每个样方要求一致 适用于总体为非长条形 等距取样法 适用于长条形的总体 将调查总体分成若干份 由抽样比例决定间隔或距离 然后按照
10、距离抽取样方 计数 记录每个样方内的该种群的个体数量 计算种群密度 计算所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值 单位 株 平方米 2 动物种群密度调查的常用方法 标志重捕法 确定调查对象 捕获并标记部分个体 在该种群生存环境中 均匀设置捕获点 捕获一部分个体 并对其进行标记后 再在原地将其放回 并记录个体数量 N1 重捕 计数 一段时间后 在原来的捕获点再次捕获一部分个体 并记录数量 N2 及其中被标记的个体数 N0 然后放回原来的环境 计算种群密度 利用公式N N1 N2 N0计算出N 即为该种群密度的估算值 样方法除了适用于植物外 还适用于活动范围较小的动物 如蚯蚓 计数时 若
11、有正好长在样方边缘上的个体 只计样方相邻两条边及其夹角处的个体 计上不计下 计左不计右 对于悬殊大的样方应除去 即去掉最高值和最低值 然后取平均值 同种植物无论大小都应计数 标志重捕法的前提条件是未标志和被标志个体有同样的被捕机会 而且在调查期间 没有个体出生 死亡 迁入 迁出等 三 种群的数量特征及其内在联系1 种群的特征比较 特征 项目 特征 项目 2 各特征之间的联系 内在联系分析 1 在种群的五个基本特征中 种群密度是最基本的特征 2 因为生物的繁殖能力和衰老 死亡都与年龄有密切的关系 所以种群的年龄结构会影响出生率和死亡率 并会进一步影响种群密度 可以根据当前种群的年龄组成情况 预测
12、未来种群密度的发展趋势 3 不论哪种类型的性别比例 都是生物长期自然选择的结果 如果由于环境条件的改变或人类的干预 使其正常的比例发生变化 都会影响种群的出生率 并进一步影响种群的密度 4 迁入率和迁出率也是影响种群数量变动的直接因素 通过迁入和迁出 同一物种的不同种群之间也进行了基因交流 如果研究一座城市人口的变化 那么 迁入率和迁出率是不可忽视的因素 3 种群的空间特征概述 组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或空间布局叫做种群的空间特征或分布型 种群的空间分布一般可概括为三种基本类型 随机分布 均匀分布和集群分布 随机分布 randomdistribution 指的是每一个个体在种群分
13、布领域中各个点出现的机会是相等的 并且某一个体的存在不影响其他个体的分布 随机分布比较少见 只有在环境资源分布均匀一致 种群内个体间没有彼此吸引或排斥时才容易产生 例如 森林地被层中一些蜘蛛的分布与面粉中黄粉虫的分布 以种子繁殖的植物在自然散布于新的地区时也经常体现为随机分布 均匀分布 uniformdistribution 的特征是种群的个体是等距分布 或个体间保持一定的均匀的间距 均匀分布形成的原因主要是由于种群内个体之间的竞争 例如 森林中植物为竞争阳光 树冠 和土壤中营养 根系 沙漠中植物为竞争水分都能导致均匀分布 虫害或种内斗争发生时也可造成种群个体的均匀分布 地形或土壤物理性质等客
14、观因素或人为的作用 都能导致种群的均匀分布 均匀分布在自然种群中极其罕见 而人工栽培的种群 如农田 人工林 由于人为保持其株距和行距一定则常呈均匀分布 集群分布 clumpeddistribution 的特征是种群个体的分布很不均匀 常成群 成簇 成块或成斑块地密集分布 各群的大小 群间的距离 群内个体的密度等都不相等 但各群大都是随机分布 其形成原因是 环境资源分布不均匀 丰富与贫乏镶嵌 植物传播种子的方式使其以母株为扩散中心 动物的社会行为使其结合成群 集群分布是最广泛存在的一种分布格局 在大多数自然情况下 种群个体常是成群分布 如放牧中的羊群 培养基上微生物菌落的分布 另外 人类的分布也
15、符合这一特性 四 种群增长的两种曲线比较1 相同点 它们都表示种群数量随时间变化而变化的关系 且都只研究种群数量变化中的增长问题 2 不同点 曲线 项目 图中阴影部分表示通过生存斗争被淘汰的个体 在 S 型曲线中 种群数量为0 K 2时 增长速率增大 种群数量由K 2 K时 增长速率不断降低 当为K值时 种群增长速率为零 此时出生率等于死亡率 处于动态平衡中 增长速率曲线可用下图表示 t1对应K 2值时 t2对应K值 特别注意 种群数量变化包括增长 波动 稳定 下降等 而 J 型曲线和 S 型曲线都只研究了种群数量增长的规律 3 S 型曲线在生产实践中的指导意义 根据 S 型曲线的特点 由于在
16、K 2时增长速率最大 因此若为了持续获得较多的生物资源 一方面应该设法增大环境满载量K 如加强生物生存环境的管理 另一方面 捕捞 采伐应该在种群数量达到K 2以上时进行 而且剩余种群数量保持在K 2左右 若要对有害生物进行防治 一方面应该设法减小环境满载量K 另一方面通过引入天敌等措施 将种群数量尽量控制在较低水平 种群的概念下列有关种群的叙述中 不正确的是 A 种群具有单独的生物个体不具备的特征B 种群是一个有机单元 不是个体的简单相加C 种群是许多同种生物成熟个体的总和D 种群是在一定空间和时间范围内的同种生物个体的总和 C 种群是指一定时间 空间内同种生物个体的总和 不同的生物不属于同一个种群 同一时间 空间内的同种个体是一个种群 这些个体不仅包括所有成熟个体 也包括所有未成熟个体 但种群不是同种生物简单的相加 而是具有一系列个体所不具备的种群特征 即具有种群密度 年龄组成 性别比例 出生率和死亡率等特征 才能成为真正的种群 下列叙述中属于种群的是 A 一个池塘里的鱼B 一座山上的树C 一个公园里的草地D 一块油菜地里的油菜 D 调查种群密度的方法农业科技人员在对草原鼠害进行调查
