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1、第4章 种群和群落第1节 种群的特征第2节 种群的数量变化第3节 群落的结构第4节 群落的演替一、 概念二、 种群的特征第第1节节 种群的特征种群的特征一、种群的概念： 生活在一定自然区域内的同种生物的全部个体。二、种群的特征：种群研究的核心问题：种群数量的变化规律（一）种群密度（二）出生率和死亡率（三）迁入率和迁出率（四）年龄组成和性别比例（一）种群密度：1、概念：种群在单位面积或单位体积中的个体数。种群最基本的特征2、测定方法： 取样调查法（估测）1）样方法：适用范围：一般是植物或活动范围较小的动物（如蚯蚓）。调查方法：在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个校方，通过计数每个样方内的个体
2、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密度的估计值。关健：随机取样五点取样法等距取样法样方面积应以种群数量达到稳定的最小面积为宜确保所选样方具代表性，不受主观因素的影响，使获得的结果更接近真实值五点取样法等距取样法2）标志重捕法：适用范围：一般是活动能力强，活动范围大的动物调查方法：在被调查种群的活动范围内，捕获一部分个体，做上标记后，再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕。根据重捕到的动物中标记个体数占总个体数的比例，来估计种群密度。计算公式：MNmn第1次捕获并做上标记的个体数重捕个体中有标记的个体数种群个体总数重捕个体总数NMnm注： 相同环境下，不同物种的种
3、群密度不同；不同环境下，同一物种的种群密度也不是固定不变的（二）出生率和死亡率：1、概念：单位时间内新产生/死亡的个体数目占该种群个体总数的比率。2、对种群密度的影响： 直接影响因素，决定种群密度的主要原因之一出生率死亡率，种群密度将增大出生率死亡率，种群密度将稳定出生率死亡率，种群密度将减小控制人口增长的措施： 降低人口的出生率（三）迁入率和迁出率： 直接影响因素，决定种群密度的另一个主要原因概念： 单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数和比率。（四）年龄组成和性别比例：1、年龄组成： 种群中各年龄期的个体数目的比例类型：老年成年幼年增长型年龄组成幼年个体多，老年个体少，出生率死亡率，种
4、群密度将上升稳定型年龄组成各年龄期个体数比例适中，出生率死亡率，种群密度保持不变衰退型年龄组成幼年个体少，老年个体多，出生率死亡率，种群密度将下降老年成年幼年老年成年幼年意义：预测种群数量变化趋势的主要依据2、性别比例： 种群中雌雄个体数目的比例。曲线图：年龄个体数年龄个体数年龄个体数增长型稳定型衰退型意义： 可通过影响出生率影响种群密度应用：利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体，破坏利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体，破坏害虫种群正常的性别比例，从而达到杀虫效果。害虫种群正常的性别比例，从而达到杀虫效果。复习回顾种群的基本特征：种群密度种群数量最基本 特征年龄组成预测变化趋
5、势出生率和死亡率迁入率和迁出率直接影响的重要 因素性别比例间接影响通过影响出生率种群研究的核心内容在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min就通过就通过分裂繁殖一代。分裂繁殖一代。讨论：讨论：1、n代细菌数量的计算公式是什么？代细菌数量的计算公式是什么？2、72h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？3、在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？如、在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？如何验证你的观点？何验证你的观点？一、建构种群增长的数学模型：1、种群的数量变化形式：增
6、长、波动、稳定、下降2、数学模型的含义： 用来描述一个系统或它的性质的数学形式。3、数学模型的表现形式：数学公式曲线图较直观较精确1 1.观察研究对象，观察研究对象，提出问提出问题题细菌每细菌每2020分钟分裂一次，问题：分钟分裂一次，问题：细菌数量怎样变化的？细菌数量怎样变化的？2. 2. 提出合理的假设提出合理的假设在资源和空间无限多的环境中，在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不受种群密度细菌种群的增长不受种群密度增加的影响增加的影响3. 3. 建立数学模型，用适建立数学模型，用适当的数学形式进行表达当的数学形式进行表达列出表格，根据表格画曲线，列出表格，根据表格画曲线，推导公式。
7、推导公式。4.4.检验和修正检验和修正进一步实验、观察、统计细菌进一步实验、观察、统计细菌的数量的数量建构种群增长模型的方法建构种群增长模型的方法二、种群数量增长的曲线图：（一）、种群的“J”型增长曲线：实例实例：1859年，一位英国人来到澳大利亚定居。他带来了24只野兔。让他没有想到的是，一个世纪之后，这24只野兔的后代竟达到6亿只以上。漫山遍野的野兔与牛羊争食牧草，啃啮树皮，造成植被破坏，导致水土流失。后来，人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。 类似的事情还发生在其他国家。在20世纪30年代，人们将环颈雉引入美国的一个岛屿。在19371942年期间，这个种群数量的增长如图所示。可见
8、，在自然界中，确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈“J”型。称为种群数量增长的“J”型曲线。1、“J”型曲线的表现条件：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：时间种群数量特点：连续增长，增长率不变在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？如何验证？答案答案：不会，种群数量增大到一定值后会趋于稳定。可以用实验计数法进行验证。（二）、种群增长的“S”型曲线：1、表现条件：自然条件的有限性自然界的资源和空间总是有
9、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，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。2、曲线图：时间种群数量K特点：在0 范围中，种群增长速率不断增大，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，增长速率先逐渐增大后逐渐减小。增长率最大增长率为0时间种群数量时间种群数量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”
10、型增长率先增大后减小。时间种群增长速率时间种群增长率三、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，种群增长速率最大，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。补充：影响生物生存的因素：生态因素：环境因素： 生物周围直接或间接影响生物生存的所有因素。环境中直接影响生物的形态、生理和分
11、布的因素。生态因素：非生物因素： 阳光、温度、水分等生物因素：种内关系：种间关系：种内互助种内斗争对种群的存在均有利捕食竞争寄生互利共生第三节群落的结构第四节群落的演替一、概念：1、种群：在一定自然区域中，同种生物的全部个体。2、群落：同一时间内聚集在一定区域中的各种生物种群的集合。（或同一时间同一地点所有生物构成的整体。或一定自然区域中，相互之间有直接或间接联系的各种生物的总和。）例： 一个池塘中所有的动物、植物和微生物组成的群体。二、群落研究的问题：（一）、群落的物种组成：1、物种： 在自然状态下能够相互交配并产生可育后代的一群个体。2、不同群落在物种组成上的区别：区别不同群落的重要特征。
12、组成不同群落的优势物种不同。不同群落的物种丰富度不同。群落中物种数目的多少3、生物之间的关系：A、种内关系：种内互助种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。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：时间个体数量AB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
13、生物相互争夺资源和空间等。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：时间个体数量AB时间个体数量AB两种生物竞争力相当，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。表，摄取寄主的养
14、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，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。两种生物共同生活在一起，相互依存，彼此有利。如如果分开，至少有一方不能独立存活。果分开，至少有一方不能独立存活。曲线图：时间个体数量AB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
15、，或者对双方都有利，但两者分开后都能独立生活。大豆与根瘤菌地衣个体数时间个体数时间个体数时间个体数时间BAAAABBB共生共生寄生寄生捕食捕食竞争竞争1234判断下列各图表示的种间关系各是什么判断下列各图表示的种间关系各是什么（二）、群落的空间结构：乔木层灌木层草本植物层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海拔低高温度高低动物： 与食物及栖息场所有关
16、。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：概念： 群落在水平方向上的分区段现象。影响因素： 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。地球表面因地球表面因地球表面因地球表面因降雨量降雨量、温度温度大小等生态因子大小等生态因子从赤道从赤道从赤道从赤道到北极依次有热带雨林到北极依次有热带雨林到北极依次有热带雨林到北极依次有热带雨林、温带森林、和苔原等不、温带森林、和苔原等不同类型的群落同类型的群落我国我国 南方南方 北方北方热带雨林常绿阔叶
17、林落叶阔叶林针叶林苔原群落空间结构的意义：有利于提高生物群落整体对有利于提高生物群落整体对自然资源的充分利用。自然资源的充分利用。（三）、群落的演替：蜘蛛蜘蛛202种动物种动物621种动物种动物880种动物种动物小草小草小树林小树林几年几年1909年年1919年年1934年年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。2、演替的类型：初生演替次生演替初生演替：在一个从未被植物覆盖的地面，或者是原来存在植被，但被彻底消灭了的地方发生的演替。如在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。演替过程： 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次生演替：在原有植被虽已不存在，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。群落演替的总趋势：物种多样性的增加和群落稳定性物种多样性的增加和群落稳定性的提高。的提高。人类活动对群落演替的影响：往往使群落演替按照不同于自然往往使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。演替的速度和方向进行。
