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1、第1节 生物群落的基本单位种群一、学习目标1、列举种群的特征。2、应用调查种群密度常用的方法：样方法和标志重捕法。3、说出种群数量增长的规律。4、说明制约种群数量变动的因素。二、教材分析1、重点难点与疑点1教学重点（1）种群的特征。（2）调查种群密度常用的方法：样方法和标志重捕法。（3）种群数量增长的规律。（4）制约种群数量变动的因素。2教学难点（1）种群的特征。（2）调查种群密度常用的方法：样方法和标志重捕法。（3）种群数量增长的规律。（4）制约种群数量变动的因素。3教学疑点（1）调查种群密度常用的方法：样方法和标志重捕法（应用）。（2）制约种群数量变动的因素（应用）。2、教材解读课 文解
2、读一、种群的特征P48 第1段种群是是在一定空间中的同种个体的集群，作为一个种群不仅占有一定的空间，而且具有一定的结构，同一种群内的个体间具有交换基因的能力。种群虽然是有同种个体组成，但不等于个体数量的简单相加，从个体层次到种群层次是一个质的飞跃，因为种群具有个体所没有的一些“群体特征”，如种群密度、年龄组成、性别比例、出生率、死亡率、平均寿命等。生物物种的生存、发展和进化都是以种群为基本单位进行的。因此个体与种群的关系是一个部分与整体的关系。P48 第2段P48 第3段P48 第4段种群密度是指单位空间内某种群的个体数量。在生态学研究中，种群密度的确定是一个重要的指标。种群数量的调查方法：
3、目前有以下几种调查方法来估计种群的大小或种群密度。 直接统计法：就是直接用目测统计的方法，适用在开阔地区统计大型的哺乳动物数目等。 标志重捕法：本方法的原理很简单，设某种群有N个个体，其中a个个体是第一批捕捉并标记，放回原处。经过一段时间后，估计标记个体与原来未标己个体混和均匀。再捕捉b个个体，其中c个个体是带标记的。则某种群的总个数就可以求出：即N：a=b：c，N=ab/c 这种方法适用于比较稳定的种群，即该种群没有迁移现象，出生率和死亡率几乎相等。统计一个池塘里的某种鱼类数量或某一昆虫的数量时，常采用此法。 取样计算法（样方法）：在需测定的陆地或水域随机划出若干个样方，统计每个样方的全部个
4、体。求出所有样方的平均数，根据平均数以此估计种群的数量；或者求出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密度。统计范围大，种群个体较多的常采用此方法。 间接估计法：常用统计动物洞穴、粪便、皮毛收购量等的数量来间接推算总量。P48 第5段种群的年龄组成是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例，种群的年龄组成大致可以分为三种类型：（1）增长型：种群中幼年个体很多，老年个体很少，这样的种群正处于发展时期，种群密度会越来越大。（2）稳定型：种群中各年龄期的个体数目比例适中，这样的种群正处于稳定时期，种群密度在一段时间内会保持稳定。（3）衰退型：种群中幼年个体较少，而老年个体较多，这样的
5、种群正处于衰退时期，种群密度会越来越小。年龄组成对预测种群的数量发展变化趋势具有重要的意义，对于一般的自然种群，这种预测是比较正确的，但对人口数量变动来说，还要考虑政策因素的影响。P49 第2段种群的性别比例是指雌雄个体数目在种群中所占的比例。不同物种的种群，具有不同的性别比例，大致可以分为三种类型：（1）雌雄相当，多见于高等动物，如黑猩猩、猩猩等。（2）雌多于雄，多见于人工控制的种群，如鸡、鸭、羊等。有些野生动物在繁殖时期也是雌多于雄，如象海豹。（3）雄多于雌，多见于营社会性生活的昆虫，如家白蚁等。性别比例在一定程度上影响着种群密度。例如，利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，破坏了害虫
6、种群正常的性别相比例，就会使很多雌性个体不能完成交配，从而使害虫的种群密度明显降低。P49 第3段出生率是指种群中单位数量的个体在单位时间内新产生的个体数目；死亡率是指种群中单位数量的个体在单位时间内死亡的个体数目。在对人口数量进行调查时，自然增长率是一个重组的指标。自然增长率=出生率死亡率。 对一个自然种群来说，影响种群数量变动的主要因素是出生率和死亡率，但个体的迁入和迁出也能影响到种群数量的变动。人群既具有自然种群的属性，也具有社会属性。研究一个国家或地区的人口数量变动时，出生率和死亡率是二个主要参数，其中出生率受人为因素的影响很大，我国实行的计划生育政策有效地控制了出生率的升高，从而降低
7、了人口增长率。迁入和迁出对一个国家和地区的人口数量变动影响也很大，特别是一个地区，由于受政策导向的影响，其影响甚至比出生率和死亡率还要大，如上海市的人口数量在不断增加，但根据出生率和死亡率统计出来的自然增长率已出现负增长的趋势，即上海的人口数量在下降，但上海的政策是广纳贤才，大量外来人员的迁入使上海市的人口在增加。二、种群数量的增长规律P49 第4段P49 第5段P49 第6段种群数量的变化包括增长、波动、稳定和下降等，这里主要介绍一点有关种群的增长方面的知识。种群数量的增长有两种基本模式：指数式增长和逻辑斯谛增长。种群数量时间0指数式增长是：指在食物（养料）和空间条件充裕，气候适宜、没有敌害
8、等理想条件下，不受资源和空间的限制，种群的数量往往会连续增长。以某种动物为例，假定种群的数量为N0，年增长率为，该种群每年的增长速率都保持不变，那么一年后该种群的数量应为： N1=N0二年后该种群的数量N2=N1=N02，t年后该种群的数量应为Nt=N0t 如用坐标表示，黄坐标表示时间，纵坐标表示种群数量，那么种群的增长就会成“J”形曲线。如图所示。种群的指数式增长模式在理论上是存在的，但在自然生态系统中几乎是不可能存在的，因为资源、空间和食物不可能是无限的，即使在实验条件下也无法做到。P50 第1段逻辑斯谛增长：在自然条件下，环境条件是有限的，因此种群不可能按指数式增长模型增长。当种群在一个
9、有限的环境中增长时，随着种群密度的上升，个体间对有限空间、食物和其它生活条件的种内斗争必将加剧，以该种群为食的捕食者的数量也会增加，这就会使这个种群的出生率降低，死亡率增高，从而使种群数量的增长率下降。当种群数量达到环境条件所允许的最大容纳量时，种群数量将停止增长。有时会在最大容纳量上下保持相对稳定。据此生态学家逻辑斯谛建立了种群在有限环境条件的种群数量增长的数学模型，称为逻辑斯谛方程。它是一个微分方程，。式中dN/dt是在某一时间、某一种群数量条件下的瞬时增长率；r内禀是增长率，即该种群的最大增长潜力；K为环境的容纳量；N为某一时间时的种群数量。按此方程绘制的曲线如图所示。曲线成“S”形。在
10、N=1/2K时，“S”形曲线有一个拐点A。种群数量K时间0A在对野生动植物资源的合理开发和利用方面，一般将种群的数量控制在环境容纳量的一半，即1/2K值时，此时种群增长速度最快，可提供的资源数量也最多，而又不影响资源的再生。当种群数量大于1/2K时，种群增长的速度将开始下降。所以在开发动植物资源时，种群数量大于1/2K时就可以猎取一定数量的该生物资源，而且获得的量最大，当过度猎取导致种群数量小于1/2K时，种群的增长速度将碱慢，获取的资源数量将碱少，而且还会影响资源的再生。种群数量的增长速度是由出生率、死亡率、迁入和迁出决定的，所以凡是影响到出生率、死亡率、迁入和迁出的因素都可影响种群数量的变
11、化，如气候、食物、被捕食、传染病等。拓展阅读一、种群组成的数量特征有了所研究群落的完整的生物名录，只能说明群落中有哪些物种，想进一步说明群落特征，还必须研究不同种的数量关系。对种类组成进行数量分析，是近代群落分析技术的基础。（一）种的个体数量1多度多度是对物种个体数目多少的一种估测指标，多用于群落野外调查。国内多采用Drude的七级制多度，即：极多、数量很多、数量多、数量尚多、数量不多而分散、数量很少而稀疏、个别或单株。2密度指单位面积或单位空间内的个体数。一般对乔木、灌木和丛生草本以植株或株丛计数，根茎植物以地上枝条计数。样地内某一物种的个体数占全部物种个体数的百分比称做相对密度。某一物种的
12、密度占群落中密度最高的物种密度的百分比称为密度比。3盖度指的是植物地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比，即投影盖度。后来又出现了“基盖度”的概念，即植物基部的覆盖面积。对于草原群落，常以离地面1英寸（2.54cm）高度的断面计算；对森林群落，则以树木胸高（1.3m处）断面积计算。基盖度也称真盖度。乔木的基盖度特称为显著度。盖度可分为种盖度（分盖度）、层盖度（种组盖度）、总盖度（群落盖度）。林业上常用郁闭度来表示林木层的盖度。通常，分盖度或层盖度之和大于总盖度，这是由于植物枝叶互相重叠而造成的。群落中某一物种的分盖度占所有分盖度之和的百分比，即为该物种的相对盖度。某一物种的盖度占盖度最大物种的
13、盖度的百分比称为盖度比。4频度是指群落中某种植物出现的样方数占整个样方数的百分比，即某个物种在调查范围内出现的频率。丹麦学者Raunkiaer在欧洲草地群落中，用1/10的小样圆任意投掷，将小样圆内的所有植物种类加以记载，然后计算每种植物出现的次数与样圆总数之比，得到各个种的频度。Raunkiaer根据8000多种植物的频度统计编制了一个标准频度图解，提出了著名的Raunkiaer定律。凡频度在120%的植物种归入A级，2140%者为B级，4160%者为C级，6180%者为D级，80100%者为E级。在他统计的8000多种植物中，频度属A级的植物种类占53%，属于B级者有14%，C级有9%，D
14、级有8%，E级有16%，这样按其所占比例的大小，五个频度级的关系是：ABCDE。这就是Raunkiaer频度定律。这个定律说明：在一个种类分布比较均匀一致的群落中，属于A级频度的种类占大多数，B、C和D级频度的种类较少，E级频度的植物是群落中的优势种和建群种，其数目也较多，因此占有较高的比例。这个规律符合群落中低频度种的数目较高频度种的数目多的事实。实践证明，上述定律基本上适合于任何稳定性较高而种数分布比较均匀的群落，群落的均匀性与A级和E级的大小成正比。E级愈高，群落的均匀性愈大。如若B、C、D级的比例增高时，说明群落中种的分布不均匀，暗示着植被分化和演替的趋势。5高度 为测量植物体的一个指
15、标。测量时取其自然高度或绝对高度。某种植物高度占最高的种的高度的百分比称为高度比。6重量 用来衡量种群生物量或现存量多少的指标。可分鲜重与干重。在草原植被研究中，这一指标特别重要。单位面积或容积内某一物种的重量占全部物种总重的百分比称为相对重量。7体积 是生物所占空间大小的度量。在森林植被研究中，这一指标特别重要。在森林经营中，通过体积的计算可以获得木材生产量（称为材积）。单株乔木的材积由胸高断面积（s）、树高（h）和形数（f）三者的乘积，即V=shf。形数是树干体积与等高同底的圆柱体体积之比。因此在断面积乘树高而获得圆柱体体积之后，必须按不同树种乘以该树种的形数（可由森林调查表中查到），就获得一株乔木的体积。草本植物或小灌木体积的测定，可用排水法进行。（二）综合数量指标1优势度优势度用以表示一个种在群落中的地位与作用，但其具体定义和计算方法各家意见不一。Braun-Blanquet主张以盖度、所占空间大小或重量来
