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1、第四章 种群与生物群落,种群：在一定的自然区域内,同种生物的全部个体形成种群。,种群的要点： 、一定的空间：这个空间内的同种生物与外界的个体隔离。 、一种生物的全部个体，个体之间相互联系。,举例：一块油菜园的油菜，一个草原上 所有的黄牛,1、种群密度： （1）概念：是指单位空间（单位面积、体积）内某种群的个体数量。种群密度是种群最基本的数量特征。 （2）特点：随种群的不同、环境的改变有差异。 相同的环境条件下，不同物种的种群密度不同。 不同的环境条件下，同一物种的种群密度不同。,种群的特征,（3）趋光性的昆虫：灯光诱捕,（1）样方法：多用于植物、某些昆虫卵、作物植株上的蚜虫、跳蝻等种群。,在被
2、调查种群的分布范围内，随即选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，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估计值。,A.样方的多少、样方的大小：,一般草本植物以1m2的正方形为宜，灌木以16m2，乔木以100m2,B.取样的方法：五点取样法、等距取样法,C.取样的关键（选取代表性样本的一般原则）：,随机取样，样本数量足够大，不能掺入主观因素。,计数原则,计上不计下，计左不计右，以及顶边和左边的夹角！,标志重捕法,（1）前提条件：标志个体与未标志个体在重捕时被捕的概率相等。在调查期内没有新的出生和死亡，没有迁入和迁出。 （2）适用范围： （3）注意事项： 标志不
3、能过分醒目。 标志物和标志方法必须对动物的身体不会产生伤害。标志符号必须能够维持一定的时间，在调查研究期间不能消失。（4）计算公式,活动能力强和范围大的动物。,2出生率和死亡率 意义： 3迁入率和迁出率 意义：,意义：年龄组成是预测种群密度未来变化趋势的重要依据。,4年龄组成,决定种群大小和密度。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。,直接影响种群的数量变动，如城市人口的变化。,5性别比例,意义：,直接影响出生率，间接影响种群密度。,种群密度,种群数量,年龄组成,出生率和死亡率 迁入率和迁出率,性别比例,种群研究的核心内容,种群的数量变化,1、“J”型曲线的表现条件：
4、,食物和空间条件充裕，气候适宜，没有敌害等理想条件下。,2、增长模型：,数学公式：,t年之后种群的数量,种群最初的数量,该种群数量是一年前的倍数,增长时间,曲线图：,种群迁入一个新环境后，在一定时期内种群的增长大致符合“J”型曲线。,理想条件： 食物（养料） 空间条件充裕 气候适宜 没有敌害,Nt=N0t,增长率= -1 保持不变,=,第二年的数量,第一年的数量,“J”型增长曲线,（二）、种群增长的“S”型曲线：,1、表现条件：,自然条件有限自然界的资源和空间总是有限的，种群密度增大，种内斗争加剧，同时，捕食者的数量增加，导致种群的出生率降低，死亡率升高。当出生率与死亡率相当时，种群的增长就会
5、停止，有时会稳定在一定的水平。,2、曲线图：,K,特点：,在0 范围中，种群增长率不断增大，在 值时达到最大；,在 K范围中，种群增长率不断减小，在K值时降为0。,K值：,环境容纳量：在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量。,“S”型曲线不是连续增长，增长率先逐渐增大后逐渐减小。,增长率最大,增长率为0,K,比较“J”型增长曲线和“S”型增长曲线：,1、产生条件不同,2、变化趋势不同,3、增长率变化不同：“J”型增长率不变，而“S”型增长率先增大后减小。,如图为理想状态下和自然环境中某生物的种群数量变化曲线,下列说法正确的是( )阴影部分表示环境中影响种群增长的阻力淘汰个
6、体数a为J型曲线,b为S型曲线阴影部分的个体数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数K值为环境容纳量A. B. C. D.,a,b,D,三、种群数量的波动和下降：,影响种群数量变化的因素：,自然因素：,气候、食物、天敌、传染病,人为因素：,人类活动,四、研究种群数量变化的意义：,1、防治害虫：可查清害虫大爆发的原因，有针对地防治害虫。,2、生物资源的合理利用和保护：在利用野生动植物资源时，不能 过度开发利用，一般将种群数量控制在环境容纳量的一半，即 值，此时，种群增长率最大，可较快恢复。,例如：渔业捕捞时，一般将种群数量控制在 ，既可以获得较高产量，又不影响种群的再生。,K值和K/2值的应用,K/2
7、,K/2,K值,K值,K值,实验原理： 酵母菌是兼性厌氧型微生物 养分、空间、温度和有毒代谢物等是影响种群数量增长的限制因素 在理想的环境下，酵母种群呈J型曲线；在有限的环境下，酵母种群呈S型曲线。 实验材料：血球计数板， 肉汤培养基 实验步骤：配制培养基 灭菌 接种 培养 计数,实验 探究培养液中酵母菌数量的动态变化,二 . 酵母菌计数方法：抽样检测法。 先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。稍待片刻，待细菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。,三、
8、注意事项：,1 酵母计数方法：抽样检测法：边缘效应（计数上边线和左边线上的细胞数） 2从试管中吸出培养液进行计数之前，要将试管轻轻震荡几次，原因使酵母菌分布均匀，减少误差。 3本实验没有另设置对照实验，原因是该实验时间上形成前后自身对照。为提高实验数据的准确性，实验时应进行重复实验（多次计数）。,增长曲线的总趋势：,四实验结果与分析：,开始时培养液的营养充足，空间充裕，条件适宜，因此酵母菌大量繁殖，种群数量剧增，随着酵母菌数量的不断增多，营养消耗，pH变化等，使生存条件恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。,影响酵母菌种群数量的因素：,先增加再降低。,原因：,可能有养料、温度、pH空间及
9、有害代谢废物等。,群落的结构和演替,同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，叫做群落。,包括这个区域内所有生物（动物、植物、微生物），生产者、消费者和分解者。,群落 的 概念,研究池 塘群落,一、群落水平上研究的问题,群落特征：物种的多样性、群落结构、种间关系等。,物种的组成是区别不同群落的重要特征。,群落中物种数目的多少称为丰富度。 不同群落其优势种不同。,乔木层,灌木层,草本植物层,生物群落的空间结构,1、垂直结构：,概念：,群落在垂直方向上有明显的分层现象。,影响因素：,植物：,与光照强度有关，但在高山植物群落中，主要由温度决定。,如：森林群落中植物的分层：,乔木层,接受全光照,灌
10、木层,利用全光照的10%,草本层,仅利用全光照的1%5%,苔藓地衣层,仅利用微弱的光照,高山草甸,常绿针叶林,落叶阔叶林,常绿阔叶林,有利于提高生物群落整体对自然资源的充分利用。,动物：,与食物及栖息场所有关。植物的分层决定了动物的分层。,生活在林冠层的鹰、伯劳、杜鹃、黄鹂等在顶部营巢,山雀、莺、鹟、啄木鸟等在中层营巢,画眉、八色鸫等在林下层生活。,2、水平结构：,由于地形的变化，土壤湿度和盐碱度的差异，光照强度的差异，生物自身生长特点的不同以及人与动物等影响，在不同的地段往往分布着不同的种群，同一地段上的种群密度也有差别，它们常呈镶嵌分布。,3、生物之间的关系：,A、种内关系：,种内互助,种
11、内斗争,对生物的生存均有利,B、种间关系：,a、捕食：,概念：,一种生物以另一种生物为食。,注：,动物以动物为食是捕食，动物以植物为食也是捕食。,例：狼吃羊，羊吃草,在一个生态系统中，捕食者一般不可能把被捕食者全部吃掉。两者相互制约着种群数量，经过长期的自然选择，使两者之间保持一种动态的平衡。,曲线图：,特点：,两种生物呈现“先增者先减，后增者后减”的不同步变化，先增先减的一般是捕食者，后增后减的一般是被捕食者。,（资料2）,b、竞争：,概念：,两种或两种以上的生物相互争夺资源和空间等。,结果：,常表现为相互抑制，有时表现为一方占优势，一方处于劣势。,（资料1）,曲线图：,两种生物竞争力相当，
12、表现为相互抑制。如：牛和羊。,两种生物竞争力不同，表现为一方占优势，一方处于劣势。数量上表现为“你死我活”的同步性变化。如：大草履虫和双小核草履虫。,特点：,注：,在同一环境中，存在竞争的两种生物并非不能共存，因为周围还有其他生物的影响。,c、寄生：,概念：,一种生物（寄生者）寄居于另一种生物（寄主）的体内或体表，摄取寄主的养分以维持生活。,特点：,对寄主有害，对寄生者有利。如果分开，则寄生者难以单独存活，而寄主会生活的更好。,类型：,体内寄生：,生活在寄主体内，一般为异养厌氧型的生物。如：蛔虫（细胞中无线粒体）,体表寄生：,生活在寄主体表，一般为异养需氧型的生物。如：蚊，虱，菟丝子（寄生植物
13、，不能光合作用）,d、互利共生：,概念：,两种生物共同生活在一起，相互依存，彼此有利。如果分开，至少有一方不能独立存活。,曲线图：,例：,特点：,数量上同增同减，表现出“同生共死”的同步性变化。,补充：,共栖：,两种生物生活在一起，对一方有利，对另一方也无害，或者对双方都有利，但两者分开后都能独立生活。,大豆与根瘤菌,地衣,B,A,A,A,A,B,B,B,共生,寄生,捕食,竞争,1,2,3,4,判断下列各图表示的种间关系各是什么,实验 土壤中动物类群丰富度的研究,丰富度调查方法： 丰富度的统计方法：,注意事项：土壤动物调查一般不能采用标志重捕法和样方法理由是：,取样器取样法,记名计算法和目测估
14、计法,大多数土壤动物身体微小，活动能力强。,群落演替的概念,随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，就叫做演替。 生物演替发展的趋势：物种多样化，结构复杂化，功能完善化,群落的演替类型,1.初生演替 在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替。如：湖底、 沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。,裸岩阶段,地衣阶段,苔藓阶段,草本植物阶段,灌木阶段,森林阶段（乔木阶段）,群落演替的类型,裸岩上的演替,2. 次生演替) 原有的植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他的繁殖体（如能发芽的地下茎）的地方发生的演替。如火灾过后的草
15、原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。,一年生杂草,多年生杂草,小灌木,灌木林,乔木（树林）,所有弃耕的农田都能演替成树林吗?,弃耕农田上的演替,比较弃耕农田上的演替与裸岩上的演替过程,过度放牧、 导致草原退化,过度砍伐、 导致森林破坏,污水排放， 破坏水域生物群落,人类活动的影响,人类活动的影响：使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。,群落的演替的类型,在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替。如：沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。,1、初生演替（自然因素）,2、次生演替（以“人为因素”为主）,原有的植被虽已不存在，但原有土壤条件基本
16、保留，甚至还保留了植物的种子或其他的繁殖体（如能发芽的地下茎）的地方发生的演替。如火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。,只是“优势取代”非 “完全取代”,初生演替过程：,裸岩阶段,地衣阶段,苔藓阶段,草本阶段,灌木阶段,森林阶段,例光裸的岩石上经历以下几个阶段长出森林：,群落演替总是向着群落恢复相对稳定状态的方向进行,次生演替过程：,次生演替一般都比初级演替进行得快，这是因为原来群落中的一些生物遗体和有机质遗留下来，环境条件较好之故。 我国很多林区如云南西双版纳热带雨林，几十年来遭到严重砍伐破坏，很快就有新的植物进入，开始新的演替，这就是次级演替。,一年生杂草,多年生杂草,小灌木,灌木林,乔木（树林）,所有弃耕的农田都能 演替成树林吗?,比较弃耕农田上的演替与裸岩上的演替过程,弃耕农田上的演替,人类活动对群落演替的影响,（1）人类活动往往是有目的、有意识地进行的，可以对生物之间、人类与其他生物之间以及生物与环
