影響種群數(shù)量變化的因素 高二生物人教版選擇性必修二

第1章種群及其動(dòng)態(tài)第3節(jié)影響種群數(shù)量變化的因素“離離原上草，一歲一枯榮，野火燒不盡，春風(fēng)吹又生。”在我國(guó)北方的原野上，各種草本植物在春夏時(shí)節(jié)種群密度越來(lái)越高，在秋冬時(shí)節(jié)則相反1.導(dǎo)致這些植物種群數(shù)量出現(xiàn)季節(jié)性變化的主要環(huán)境因素是什么？陽(yáng)光、溫度、水等非生物因素2.這些植物種群的數(shù)量變化對(duì)當(dāng)?shù)貏?dòng)物種群的出生率和死亡率有什么影響？春夏時(shí)節(jié)，草木繁盛，植食性動(dòng)物食物充足，出生率提高，死亡率降低；秋冬時(shí)節(jié)則相反；植食性動(dòng)物的種群數(shù)量變化，又會(huì)影響肉食性動(dòng)物的出生率和死亡率；北方的原野問(wèn)題探討資源和空間充裕、氣候適宜沒(méi)有天敵和其他競(jìng)爭(zhēng)物種等種群的“S”形增長(zhǎng)非生物因素生物因素種群的“J”形增長(zhǎng)資源和空間有限種群密度增大時(shí)，種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)就會(huì)加劇下表為某地人工柳樹(shù)林中，林下幾種草本植物的種群密度(平均值，單位:株/m2)隨林木郁閉度(

)變化的調(diào)查數(shù)據(jù)。林冠層遮蔽地面的程度郁閉度00.20.40.60.81.0一年蓬15.313.510.87.44.32.4加拿大一枝黃花10.49.56.15.63.01.2刺兒菜3.74.38.54.42.21.0思考●討論

非生物因素對(duì)種群數(shù)量變化的影響1.影響該地草本植物種群密度的非生物因素是什么？陽(yáng)光2.在同樣的非生物因素的影響下，刺兒菜的種群密度變化與一年蓬、加拿大一枝黃花的有較大差異，這是為什么？不同種植物對(duì)光照條件的適應(yīng)性是有差異的。3.除上述因素外，種群數(shù)量的變化還受哪些非生物因素的影響？試分別舉例說(shuō)明。除光照條件外，種群數(shù)量的變化還受溫度、水等非生物因素的影響。思考●討論

非生物因素對(duì)種群數(shù)量變化的影響1.陽(yáng)光森林中林下植物的種群密度主要取決于林冠層的郁閉度，即主要取決于林下植物受到的光照強(qiáng)度。林冠層郁閉度低林下光照強(qiáng)度高林冠層郁閉度高林下光照強(qiáng)度低影響光合作用強(qiáng)度一、非生物因素許多植物的種子在春季萌發(fā)為新的植株，主要是受氣溫升高的影響；蚊類等昆蟲(chóng)在寒冷季節(jié)到來(lái)時(shí)一般會(huì)全部死亡，主要是受氣溫降低的影響。2.溫度溫度會(huì)影響酶的活性一、非生物因素干旱缺水會(huì)使許多植物種群的死亡率升高缺水可導(dǎo)致動(dòng)物個(gè)體的死亡氣候干旱會(huì)使東亞飛蝗呈爆發(fā)式增長(zhǎng)?；认x(chóng)將卵產(chǎn)在土壤中，含水量在10%～20%時(shí)最適合它們產(chǎn)卵和孵化。3.水分細(xì)胞內(nèi)許多生物化學(xué)反應(yīng)需要水的參與，影響滲透壓一、非生物因素因素舉例影響方式陽(yáng)光溫度水森林中林下植物的種群密度主要取決于林冠層的郁閉度光照強(qiáng)度會(huì)影響植物的光合作用強(qiáng)度在溫帶和寒溫帶地區(qū)，許多植物種子在春季萌發(fā)；蚊類等昆蟲(chóng)在寒冷季節(jié)到來(lái)時(shí)一般會(huì)全部死亡種子萌發(fā)主要是受氣溫升高的影響；蚊類等昆蟲(chóng)死亡主要是受氣溫降低的影響。溫度會(huì)影響酶的活性干旱缺水會(huì)使許多動(dòng)植物種群的死亡率升高；氣候干旱可使東亞飛蝗種群爆發(fā)式增長(zhǎng)細(xì)胞內(nèi)許多生物化學(xué)反應(yīng)都需要水的參與；土壤濕度會(huì)影響蝗蟲(chóng)產(chǎn)卵和孵化，同時(shí)會(huì)使青蛙等天敵死亡率上升一、非生物因素對(duì)于動(dòng)物而言，食物的充足與缺乏是導(dǎo)致種群增長(zhǎng)的重要因素。春夏時(shí)節(jié)動(dòng)植物種群普遍迅速增長(zhǎng)氣溫升高日照延長(zhǎng)降水增多非生物因素對(duì)種群數(shù)量變化的影響往往是_______的綜合性一、非生物因素（1）種群內(nèi)部生物因素的影響（同種生物之間）種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)招潮蟹帝企鵝二、生物因素隨著種群的增長(zhǎng)，________會(huì)加劇，從而使種群的增長(zhǎng)_________，這說(shuō)明種群數(shù)量的變化受到種群內(nèi)部生物因素的影響；種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)受到限制【資料1】

1934年，生態(tài)學(xué)家高斯選用了兩種形態(tài)和習(xí)性上很接近的草履蟲(chóng)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：取相等數(shù)目的雙小核草履蟲(chóng)和大草履蟲(chóng)，以一種桿菌為飼料，放在某個(gè)容器中培養(yǎng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：與單獨(dú)培養(yǎng)不同，混合培養(yǎng)開(kāi)始時(shí)兩個(gè)種群的數(shù)量也都有增長(zhǎng)，但隨后雙小核草履蟲(chóng)個(gè)體數(shù)繼續(xù)增加，而大草履蟲(chóng)個(gè)體數(shù)下降，最后完全消失。這兩種草履蟲(chóng)都沒(méi)有分泌殺死對(duì)方的物質(zhì)。思考●討論

影響種群數(shù)量的其他生物因素討論1：怎樣解釋雙小核草履蟲(chóng)和大草履蟲(chóng)的數(shù)量變化？雙小核草履蟲(chóng)和大草履蟲(chóng)之間是

關(guān)系，

的數(shù)量會(huì)不斷下降。競(jìng)爭(zhēng)競(jìng)爭(zhēng)力弱種間競(jìng)爭(zhēng)思考●討論

影響種群數(shù)量的其他生物因素【資料2】研究人員在90多年的時(shí)間里，對(duì)猞猁和雪兔的種群數(shù)量做了研究，結(jié)果如下圖所示。2.怎樣解釋猞猁和雪兔種群數(shù)量變化的同步周期性？

猞猁和雪兔之間是捕食關(guān)系。①雪兔數(shù)量上升時(shí)，猞猁因?yàn)槭澄锍渥?，一段時(shí)間后其種群出生率上升，死亡率下降，數(shù)量會(huì)隨之上升；猞猁數(shù)量增多又會(huì)導(dǎo)致雪兔數(shù)量下降；②雪免種群數(shù)量下降時(shí)，猞猁因?yàn)槭澄飬T乏，一段時(shí)間后其種群出生率下降，死亡率上升，數(shù)量會(huì)隨之下降。思考●討論

影響種群數(shù)量的其他生物因素3.猞猁和雪兔種群的數(shù)量變動(dòng)哪個(gè)是因、哪個(gè)是果？如此循環(huán),二者的種群數(shù)量相互影響,是循環(huán)因果的關(guān)系。雪兔增多猞猁增多雪兔減少猞猁減少食物充足大量吃雪兔食物缺乏少量吃雪兔負(fù)反饋調(diào)節(jié)思考●討論

影響種群數(shù)量的其他生物因素循環(huán)因果關(guān)系：在生物學(xué)上，許多生理或生態(tài)過(guò)程的因果關(guān)系是循環(huán)性的，也就是說(shuō)，一定的事件作為引起變化的原因，所導(dǎo)致的結(jié)果又會(huì)成為新的條件，施加于原來(lái)作為原因的事件，使之產(chǎn)生新的結(jié)果，如此循環(huán)往復(fù)。思維訓(xùn)練

分析循環(huán)因果關(guān)系

若結(jié)果2與原因1相反，則屬于負(fù)反饋；

若結(jié)果2比原因1程度加強(qiáng)，則屬于正反饋。例：科學(xué)家通過(guò)研究種間捕食關(guān)系，構(gòu)建了捕食者獵物模型,如圖所示(圖中箭頭所指方向代表曲線變化趨勢(shì))。請(qǐng)據(jù)圖判斷下列說(shuō)法正確的是（

）思維訓(xùn)練

分析循環(huán)因果關(guān)系A(chǔ).該模型屬于物理模型,反映了兩物種之間的循環(huán)因果關(guān)系B.捕食者和獵物的環(huán)境容納量分別是P3和N3C.曲線變化趨勢(shì)反映了生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在的負(fù)反饋調(diào)節(jié)D.利用該模型只能解釋獵物的種群數(shù)量能維持相對(duì)穩(wěn)定的原因C思考1：甲狀腺激素分泌的調(diào)節(jié)是循環(huán)因果關(guān)系嗎？TRHTSH甲狀腺激素下丘腦垂體甲狀腺++－－反饋因因果因果果思考3：人類活動(dòng)中是否也能找到類似的例子？負(fù)反饋調(diào)節(jié):血糖平衡調(diào)節(jié)、水鹽平衡調(diào)節(jié)等正反饋調(diào)節(jié):

排尿反射、分娩等思維訓(xùn)練

分析循環(huán)因果關(guān)系4.除猞猁外，影響雪兔種群數(shù)量變動(dòng)的還有其他因素嗎？有。還有其他捕食者、其他植食性動(dòng)物的競(jìng)爭(zhēng)、作為食物的植物以及非生物因素等。思考●討論

影響種群數(shù)量的其他生物因素（2）種群外部的生物因素二、生物因素①種間競(jìng)爭(zhēng)

森林中不同植物競(jìng)爭(zhēng)陽(yáng)光和養(yǎng)分，草原上非洲獅與獵豹競(jìng)爭(zhēng)獵物，這也會(huì)導(dǎo)致種群數(shù)量的變化。（2）種群外部的生物因素二、生物因素

②捕食關(guān)系：除頂級(jí)捕食者外，每種動(dòng)植物都可能是其他某種生物的捕食對(duì)象，每種動(dòng)物都需要以其他生物為食。如果食物匱乏，動(dòng)物種群會(huì)出現(xiàn)出生率降低、死亡率升高的現(xiàn)象。條件繁殖力產(chǎn)仔量食物豐富的年份正常繁殖3窩/只4~6仔/窩食物不足的年份20%~30%成熟雌性個(gè)體不繁殖下降

松鼠以紅松、云杉等植物的種子為食，其種群數(shù)量與食物的豐欠密切相關(guān)。（2）種群外部的生物因素二、生物因素菟絲子寄生在大豆螨蟲(chóng)

③寄生

作為宿主的動(dòng)物被寄生蟲(chóng)寄生，細(xì)菌或病毒引起傳染病，也會(huì)影響種群的出生率和死亡率等特征，進(jìn)而影響種群的數(shù)量變化。制約因素的類型①密度制約因素A.概念：一般來(lái)說(shuō)，食物和天敵等生物因素對(duì)種群數(shù)量的作用強(qiáng)度與該種群密度是相關(guān)的。B.舉例：同樣是缺少食物，種群密度越高，該種群受食物短缺的影響就越大。②非密度制約因素A.概念：氣溫和干旱等氣候因素以及地震、火災(zāi)等自然災(zāi)害，對(duì)種群的作用強(qiáng)度與種群密度無(wú)關(guān)。B.舉例：在遭遇寒流時(shí)，有些昆蟲(chóng)種群不論其種群密度高低，所有個(gè)體都會(huì)死亡。制約因素1.瀕危動(dòng)物的保護(hù)：采取保護(hù)措施——降低環(huán)境阻力，提高K值（環(huán)境容納量）調(diào)查獲知種群密度、出生率和死亡率、性別比例、年齡結(jié)構(gòu)等特征以及影響該種群數(shù)量變化的因素了解種群生存狀態(tài)預(yù)測(cè)種群的數(shù)量變化趨勢(shì)三、種群研究的應(yīng)用2.生物資源的利用——指導(dǎo)漁業(yè)捕撈ABCABC①研究表明：中等強(qiáng)度的捕撈（捕撈量控制在

左右）有利于持續(xù)獲得較大的魚(yú)產(chǎn)量。K/2②漁網(wǎng)網(wǎng)目不應(yīng)過(guò)小，否則會(huì)影響來(lái)年漁業(yè)產(chǎn)量。③“休漁期”和“禁漁區(qū)”。三、種群研究的應(yīng)用如果漁網(wǎng)網(wǎng)目過(guò)小，許多幼魚(yú)也會(huì)被捕撈上來(lái)，影響魚(yú)種群的

，從而影響魚(yú)種群的

，造成來(lái)年魚(yú)產(chǎn)量

。年齡結(jié)構(gòu)出生率降低旁欄思考：漁網(wǎng)網(wǎng)目不能過(guò)小，否則會(huì)影響來(lái)年魚(yú)產(chǎn)量，這是為什么？三、種群研究的應(yīng)用3.有害生物的防治（1）鼠害防治①采用化學(xué)和

物理的方法控制現(xiàn)存害鼠的種群數(shù)量；②通過(guò)減少其獲得

食物的機(jī)會(huì)降低其環(huán)境容納量，使鼠害得到有效防治。ABCABC三、種群研究的應(yīng)用如果一味依賴噴灑農(nóng)藥的方法，既造成環(huán)境污染，又傷及害蟲(chóng)的天敵；化學(xué)防治生物防治有效保護(hù)或引入天敵生物，則有利于將害蟲(chóng)數(shù)量控制在較低的水平。（2）對(duì)農(nóng)林害蟲(chóng)的防治一、概念檢測(cè)1.種群數(shù)量變化受環(huán)境因素的影響。據(jù)此判斷下列表述是否正確。(1)林下光照較弱會(huì)使所有林下植物的種群數(shù)量下降。(

)(2)只有影響種群出生率和死亡率的環(huán)境因素才能影響種群數(shù)量。(

)練習(xí)與應(yīng)用××2.在自然界，有些捕食者種群和獵物種群的數(shù)量變化呈現(xiàn)周期性的波動(dòng)，如下圖所示的模型。請(qǐng)分析該圖所示二者數(shù)量變化的關(guān)系及影響因素。(1)對(duì)這種現(xiàn)象合理的解釋或概括是(

)A.與種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)無(wú)關(guān)B.二者總是此消彼長(zhǎng)C.與植物種群數(shù)量無(wú)關(guān)D.二者相互制約、互為因果(2)捕食者種群和獵物種群的數(shù)量變化并不都符合該模型，對(duì)此不合理的解釋是(

)A.該捕食者種群有多種獵物B.該獵物種群有多種捕食者C.獵物逃避捕食者的能力明顯提高D.捕食者種群數(shù)量過(guò)小，不足以制約獵物種群增長(zhǎng)DC練習(xí)與應(yīng)用二、拓展應(yīng)用1.一本生態(tài)學(xué)專著上寫道：“當(dāng)能預(yù)報(bào)未來(lái)時(shí)，生態(tài)學(xué)就變成一門預(yù)測(cè)性科學(xué)；當(dāng)能決定未來(lái)時(shí)，生態(tài)學(xué)就變成了一門管理科學(xué)?！苯Y(jié)合本章所學(xué)知識(shí)，談?wù)勀銓?duì)這句話的理解，有興趣的話，還可以査閱更多資料，了解生態(tài)學(xué)的研究進(jìn)展及其在實(shí)踐中的應(yīng)用。練習(xí)與應(yīng)用【答案】從本章內(nèi)容來(lái)看，這句話是很有道理的。例如，根據(jù)種群數(shù)量變化模型，可以預(yù)測(cè)種群數(shù)量變化的趨勢(shì)；根據(jù)種群數(shù)量變化規(guī)律及其影響因素，可以在物種保護(hù)、漁業(yè)管理、有害生物防治等方面制訂相應(yīng)對(duì)策。二、拓展應(yīng)用2.20世紀(jì)初，人們將駝鹿引入一個(gè)孤島。該種群1915-1960年的數(shù)量變化情況如下表。練習(xí)與應(yīng)用【提示】以年份為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)，根據(jù)表中數(shù)字畫曲線圖。(1）用曲線圖表示該種群1915—1943年的消長(zhǎng)情況?！咎崾尽渴澄锍渥悖瑳](méi)有天敵，氣候適宜等。(2）1915—1930年，該種群數(shù)量不斷增加,可能的原因有哪些？【提示】作為食物的植物被大量取食，導(dǎo)致食物匿乏；自然災(zāi)害等。(3）該種群的數(shù)量后來(lái)急劇下降，可能的原因有哪些？一、選擇題1.下列敘述符合種群密度概念的是（

）A.一公頃水稻的年產(chǎn)量B.每平方米草地中雜草的數(shù)量C.某湖泊每平方米水面鯽魚(yú)的數(shù)量D.某地區(qū)灰倉(cāng)鼠每年新增的個(gè)體數(shù)2.某地區(qū)由于秋天過(guò)早降溫，許多蝗蟲(chóng)在產(chǎn)卵前死亡。第二年，該地區(qū)蝗蟲(chóng)的種群密度明顯下降。對(duì)蝗蟲(chóng)種群密度下降合理的解釋是（

）A.出生率下降B.死亡率上升C.遷入率下降D.遷出率上升復(fù)習(xí)與提高CA一、選擇題3.根據(jù)種群的年齡結(jié)構(gòu)，可以推測(cè)出生率、死亡率的變化趨勢(shì)。下列表述正確的是（

）A.年齡結(jié)構(gòu)為穩(wěn)定型的，出生率大于死亡率B.年齡結(jié)構(gòu)為增長(zhǎng)型的，出生率大于死亡率C.年齡結(jié)構(gòu)為衰退型的，出生率大于死亡率D.年齡結(jié)構(gòu)為穩(wěn)定型的，出生率小于死亡率復(fù)習(xí)與提高B一、選擇題4.關(guān)于種群的增長(zhǎng)，下列表述正確的是（

）A.引入到新環(huán)境的種群，一定時(shí)間內(nèi)都能呈“J”形增長(zhǎng)B.在環(huán)境條件變化的情況下，種群數(shù)量都會(huì)在K值附近波動(dòng)C.在環(huán)境條件不變的情況下，種群的增長(zhǎng)都有在K值上下維持穩(wěn)定的趨勢(shì)D.自然界的種群增長(zhǎng)到一定程度都會(huì)在K值保持穩(wěn)定，因此，都呈“S”形增長(zhǎng)復(fù)習(xí)與提高C一、選擇題5.用酵母菌釀酒的主要階段為：加料→接種→通氣培養(yǎng)→密封發(fā)酵。從接種后到密封前這一階段，酵母菌種群數(shù)量變化的曲線圖為（

）復(fù)習(xí)與提高C二、非選擇題1.大樹(shù)杜鵑是一種集中分布于我國(guó)云南高黎貢山山區(qū)的高大喬木。它的分布范圍很小，很難引種到其他地方，是瀕危物種。大樹(shù)杜鵑林下凋落物厚，種子難以散布到土壤基質(zhì)層，因此在自然環(huán)境中發(fā)芽率很低；幼苗生長(zhǎng)緩慢，要生長(zhǎng)很長(zhǎng)時(shí)間才能開(kāi)花；植株耐寒能力弱，在-2℃環(huán)境下會(huì)死亡，幼樹(shù)死亡率高。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。（1）哪些環(huán)境因素影響了大樹(shù)杜鵑的種群數(shù)量？復(fù)習(xí)與提高枯枝落葉層、陽(yáng)光、溫度。二、非選擇題（2）有人建議，人工清除林下的凋落物以提高大樹(shù)杜鵑的種子發(fā)芽率，促進(jìn)種群數(shù)量增長(zhǎng)。你如何看待這一建議？復(fù)習(xí)與提高這一問(wèn)題需要避免從線性因果關(guān)系的角度去回答。僅僅從提高大樹(shù)杜鶴發(fā)芽率的角度看，這一建議有道理；但是，凋落物分解后會(huì)增加土壤中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如果人工除去，可能會(huì)造成土壤貧淆。（3）由于大樹(shù)杜鵑植株高大、花大而艷麗，很有觀賞價(jià)值，因此存在人為破壞的風(fēng)