第1章種群及其動態(tài)

第1章種群及其動態(tài)目錄第一節(jié)種群的數(shù)量特征考點1種群的特征與種群數(shù)量變化之間的關(guān)系第二節(jié)種群的數(shù)量變化考點1種群增長的“J”形和“S”形曲線考點2K值和K/2值在實踐中的應(yīng)用第三節(jié)影響種群數(shù)量變化的因素考點1密度制約因素和非密度制約因素影響種群數(shù)量種群的數(shù)量特征考點1種群的特征與種群數(shù)量變化之間的關(guān)系在種群的四個特征中，種群密度是最基本的數(shù)量特征，與種群數(shù)量呈正相關(guān)，它只能反映一段時間內(nèi)的種群數(shù)量，如果要體現(xiàn)種群數(shù)量未來的變化趨勢，還要研究出生率和死亡率、遷入率和遷出率、年齡組成和性別比例。出生率和死亡率、遷入率和遷出率是決定種群大小和種群密度的直接因素，出生率高，遷入多時種群密度大；相反，種群密度小。年齡組成和性別比例是種群密度的間接影響因素，通過影響種群的出生率和死亡率來體現(xiàn)對種群密度的影響。預(yù)測種群密度未來變化趨勢時，首先依據(jù)的是年齡組成，其次是性別比例，由此推導(dǎo)種群出生率和死亡率的關(guān)系，從而確定種群的未來變化趨勢。（1）年齡組成：①增長型：出生率﹥死亡率，種群密度增大②穩(wěn)定型：出生率≈死亡率，種群密度基本穩(wěn)定；③衰退型；出生率＜死亡率，種群密度減少。（2）相同年齡組成，看性別比例①♀﹥♂，種群密度增長快；②♀≈♂，種群密度增長相對穩(wěn)定；③♀﹤♂，種群密度增長慢。除上述外，影響種群密度的因素還有：1、物種的個體大?。簜€體大的物種密度低2、生存資源的供給能力：生存資源豐富的地方種群密度高3、周期性變化：環(huán)境條件的周期性變化引起種群密度周期性變化。如：候鳥飛來時密度較高，飛走后密度為0；蚊子密度夏天高，冬天低。4、外來干擾：農(nóng)田中灑農(nóng)藥后害蟲因大量死亡而密度很快下降。5、天敵數(shù)量的變化：貓增多導(dǎo)致鼠密度下降；青蛙增多導(dǎo)致害蟲減少。6、偶然因素：流行病、水災(zāi)、旱災(zāi)等7、種間關(guān)系【例1】下圖是種群數(shù)量特征的概念圖，其中a、b是種群的其中兩個數(shù)量特征，相關(guān)敘述正確的是（）A.出生率、死亡率、遷入率和遷出率是種群數(shù)量的最基本特征

B.模型中的各種特征不是各生物種群都應(yīng)具有的數(shù)量特征

C.數(shù)量呈“J”形增長的種群中沒有死亡和遷出的個體

D.樣方法、標(biāo)記重捕法是估算的方法，黑光燈誘捕法是逐個計數(shù)的方法【答案】B【解析】本題的知識點是種群特征，及種群的不同數(shù)量特征之間的關(guān)系，對相關(guān)知識點的理解和把握知識點間的內(nèi)在聯(lián)系是本題考查的重點。據(jù)圖分析，a表示性別比例，b表示年齡組成，c表示種群密度。

A.種群密度是種群數(shù)量的最基本特征，A錯誤；B.模型中的各種特征不是各生物種群都應(yīng)具有的數(shù)量特征，如某些植物沒有性別比例，B正確；C.“J”形增長是在食物和空間條件充裕，氣候適宜和沒有敵害等理想條件下，種群的數(shù)量持續(xù)增長，具有一定的增長率，但是并不是沒有死亡和遷出的個體，C錯誤；D.樣方法、標(biāo)記重捕法是估算的方法，黑光燈誘捕法也是估算的方法，D錯誤。

第二節(jié)種群的數(shù)量變化考點1種群增長的“J”形和“S”形曲線“J”形增長曲線有些生物在食物（養(yǎng)料）和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等理想條件下可以連續(xù)生殖，種群數(shù)量呈指數(shù)增長。指數(shù)增長特點是：增長不受資源限制，不受空間和其它生物制約，開始增長緩慢，但隨著種群基數(shù)的增加，增長會越來越快。模型構(gòu)建：假設(shè)：①種群在食物（養(yǎng)料）和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等理想條件增長,增長率不變；②世代之間有重疊，連續(xù)增長；③種群沒有遷入、遷出；④種群有年齡結(jié)構(gòu)。數(shù)學(xué)模型：微分式：dN/dt＝rN

積分式：Nt＝N0ert參數(shù)含義：N：種群大??；r：r=bd,b和d代表個的瞬時出生率和死亡率；瞬時增長率；t：時間；e：自然常數(shù)?！逳t=N0λt

Nt=N0ert∴λ=er

r=lnλrλ種群數(shù)量變化r>0λ>1種群數(shù)量增長r=0λ=1種群數(shù)量穩(wěn)定r<0r種群數(shù)量下降例1：細(xì)菌每20分鐘分裂一次，1小時繁殖3代。如果從一個細(xì)菌開始，它就會按1、2、4、8、16、32......倍增，36小時后將完成108代，細(xì)菌總數(shù)達(dá)到2107個。例2：用該模型可以計算人口增長率和進(jìn)行人口預(yù)測?！癝”形增長曲線從指數(shù)增長方程可以看出，只要r>0，種群就會一直無限增長下去。但是，自然資源（食物和空間）是有限的，氣候多變，天敵存在等，自然界種群數(shù)量不能無限增長，種群增長呈邏輯斯諦增長。模型構(gòu)建：

假設(shè)：①自然資源（食物和空間）是有限的，氣候多變，天敵存在等

②有一個環(huán)境容納量（通常以K表示），當(dāng)Nt

=

K

時，種群為零增長，即dN/dt

=0

③增長率隨密度上升而降低的變化是按比例的每增加一個個體，就產(chǎn)生1/K的抑制影響。每一個體利用了1/K的“空間”，N個體利用N/K“空間”，而可供種群繼續(xù)增長的“剩余空間”只有（1

N/K）。數(shù)學(xué)模型：微分式：dN/dt＝rN（1N/K）積分公式為：Nt＝K/(1+eart)參數(shù)含義：N：種群大小；r：瞬時增長率；t：時間；e：自然常數(shù)；（1

N/K）：邏緝斯諦系數(shù)；a：參數(shù)，其值取決于N0，是表示曲線對原點的相對位置的。即：邏緝斯諦方程，或阻滯方程，又稱自我抑制性方程。按此方程，種群增長將不再是“J”字型，而是“S”形。N/K1

N/K種群數(shù)量變化N>K1

N/K<0種群數(shù)量下降N<K1

N/K>0種群數(shù)量上升N=K1

N/K=0種群數(shù)量不變“S”形曲線有兩個特點：

①曲線漸近于K值，即或種群的穩(wěn)定平衡密度；

②曲線上升是平滑的。

可見，邏緝斯諦系數(shù)（1N/K）對種群增長是一種制約，使種群數(shù)量總是趨向環(huán)境容納量K。邏緝斯諦曲線常劃分為5個時期：

①開始期：由于種群個體數(shù)很少，密度增長緩慢，又稱潛伏期；②加速期：隨個體數(shù)增加，密度增長逐漸加快；③轉(zhuǎn)折期：當(dāng)個體數(shù)達(dá)到飽和密度的一半（即K/2時），密度增長最快；④減速期：個體超過K/2以后，增長變慢；⑤飽和期：種群個體數(shù)達(dá)到K值而飽和。邏緝斯諦方程的應(yīng)用：

①是許多兩個相互作用種群增長模型的基礎(chǔ)；

②是漁撈、林業(yè)、農(nóng)業(yè)等實踐領(lǐng)域中，確定最大持續(xù)產(chǎn)量的主要模型；③模型中兩個參數(shù)r、K，已成為生物進(jìn)化對策理論中的重要概念。生物體大體上可區(qū)分為兩種不同的生活對策，即r對策和K對策。【例1】下列關(guān)于種群及其增長特點的敘述，正確的是（）A.樣方法只能用于調(diào)查植物的種群密度

B.可以根據(jù)性別比例來預(yù)測種群數(shù)量的變化趨勢

C.“探究酵母菌種群數(shù)量變化”的實驗中，常用五點取樣法計數(shù)血球計數(shù)板中酵母菌的數(shù)量

D.種群在理想條件下，在一定時期內(nèi)出現(xiàn)“J型增長”，且K值逐漸增大【答案】C【解析】本題考查種群的特征和種群數(shù)量變化的相關(guān)知識，解答本題的關(guān)鍵是熟練掌握相關(guān)知識。

A.樣方法也可以調(diào)查活動范圍比較小，活動能力比較弱的動物，如作物上的蚜蟲，A錯誤；B.可以根據(jù)種群的年齡組成來預(yù)測種群數(shù)量的變化趨勢，B錯誤；

C.計數(shù)血球計數(shù)板常見的是25×16這種格式，所以“探究酵母菌種群數(shù)量變化”的實驗中，常采用五點取樣法計數(shù)血球計數(shù)板中酵母菌的數(shù)量，計數(shù)時往往計四個角和中間這五個中格，C正確；D.種群在理想條件下，沒有K值，D錯誤?！纠?】用酵母菌釀酒的主要階段是：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，其種群數(shù)量變化如圖所示，下列說法，錯誤的是（）A.在1時期，剛接種的酵母菌對新環(huán)境有一個適應(yīng)期，一般不分裂，種群數(shù)量增長緩慢

B.在2時期，種群數(shù)量快速增長，其增長速率不斷變大

C.在3時期，種群數(shù)量達(dá)到最大并保持穩(wěn)定，其出生率等于死亡率

D.密封發(fā)酵一段時間后，由于代謝產(chǎn)物積累、營養(yǎng)物質(zhì)消耗等原因，種群數(shù)量會下降【答案】B【解析】本題考查種群的知識點，熟知種群的數(shù)量變化和正確識圖是解題的關(guān)鍵，題目難度適中。

A.在1時期，剛接種的酵母菌對新環(huán)境有一個適應(yīng)期，一般不分裂，種群數(shù)量增長緩慢，A正確；B.在2時期，種群數(shù)量快速增長，其增長速率先增后降，B錯誤；C.在3時期，種群數(shù)量達(dá)到最大并保持穩(wěn)定，其出生率等于死亡率，C正確；

D.密封發(fā)酵一段時間后，由于代謝產(chǎn)物積累、營養(yǎng)物質(zhì)消耗等原因，種群數(shù)量會下降，D正確。?考點2K值和K/2值在實踐中的應(yīng)用1928年，R.N.洽普曼最初引入環(huán)境阻力的概念。1948年，W.福格特在土地承載力研究中提出環(huán)境阻力為邏輯斯蒂方程（阻滯方程）中的修正項。環(huán)境阻力指妨礙生物潛能（內(nèi)稟增長率的最大值）實現(xiàn)的環(huán)境因子的總和，也就是種群實際增長與其內(nèi)稟增長率之間的差距。包括生物因子和非生物因子，如生存空間的限制、食物不足的限制、水分不足的限制，以及生物捕食的限制等。環(huán)境阻力可用指數(shù)增長曲線與邏輯斯蒂增長曲線間所夾的部分表示。（1）K值的應(yīng)用①對野生生物資源的保護(hù)措施：保護(hù)野生生物生活的環(huán)境，減小環(huán)境阻力，增大K值。②對有害生物的防治措施：增大環(huán)境阻力(如為防鼠害而封鎖糧食、清除生活垃圾、保護(hù)鼠的天敵等)，降低K值。（2）K/2值的應(yīng)用①對資源開發(fā)與利用的措施：種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境容納量的一半時種群增長速率最大，再生能力最強――把握K/2值處黃金開發(fā)點，維持被開發(fā)資源的種群數(shù)量在K/2值處，可實現(xiàn)“既有較大收獲量又可保持種群高速增長”，從而不影響種群再生，符合可持續(xù)發(fā)展的原則。②對有害生物防治的措施：務(wù)必及時控制種群數(shù)量，嚴(yán)防達(dá)到K/2值處，若達(dá)K/2值處，則會導(dǎo)致該有害生物成災(zāi)?！菊`區(qū)警示】1．K值的易誤點解讀（1）K值不是一成不變的：K值會隨著環(huán)境的改變而發(fā)生變化，當(dāng)環(huán)境遭到破壞時，K值會下降；當(dāng)環(huán)境條件狀況改善時，K值會上升。（2）K值并不是種群數(shù)量的最大值：K值是環(huán)境容納量，即在保證環(huán)境不被破壞前提下所能容納的最大值。（3）當(dāng)環(huán)境不遭受破壞的情況下，K值會在平均值附近上下波動。當(dāng)種群偏離平均值的時候，會通過負(fù)反饋機制使種群數(shù)量回到一定范圍內(nèi)?！纠?】下列關(guān)于環(huán)境容納量（K值）的敘述，錯誤的是（）A.同一群落中不同種群的環(huán)境容納量一般不同

B.實驗室培養(yǎng)酵母菌，初始接種數(shù)量越大，K值越大

C.棲息地的破壞是導(dǎo)致大熊貓種群K值減小的重要原因

D.種群數(shù)量越接近K值，種群密度對其增長的制約作用越強【答案】B【解析】本題考查種群相關(guān)的知識點，熟知種群數(shù)量變化的曲線是解題的關(guān)鍵，題目難度適中。

A.同一群落內(nèi)，不同物種在同一環(huán)境中的環(huán)境容納量是不同的，A正確；B.K值的大小取決于生存環(huán)境，環(huán)境條件越適宜，K值越大，B錯誤；C.K值與環(huán)境條件有關(guān)，棲息地的破壞是導(dǎo)致大熊貓種群K值減小的重要原因，C正確；D.種群數(shù)量越接近K值，種群的數(shù)量接近最大，種群密度對其增長的制約作用越強，D正確?！纠?】下列有關(guān)種群增長的“S”形曲線中K值(又稱環(huán)境容納量)的敘述，正確的是（）A.種群數(shù)量達(dá)到K/2時，增長速率最大，此時最宜魚類捕撈

B.種群數(shù)量達(dá)到K值時，種群呈穩(wěn)定型，此時種內(nèi)斗爭最為激烈

C.K值是指理想條件下，一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量

D.種群的K值是固定不變的，但不同種群的K值可以不同【答案】B【解析】本題考查種群數(shù)量變化的相關(guān)知識，意在考查考生能理解所學(xué)知識的要點，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系的能力。解此題的關(guān)鍵是理解S型曲線的變化過程。

A.K/2時，種群增長速率最大，但此時日捕獲量沒有達(dá)到最大，A錯誤；B.在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量，即K值，種群數(shù)量達(dá)到K值時，種群呈穩(wěn)定型，此時種內(nèi)斗爭最為激烈，B正確；C.K值是指特定的條件下，一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量，受環(huán)境的影響，C錯誤；D.同一種生物的K值不是固定不變的，會受到環(huán)境的影響，環(huán)境遭受破壞，K值會下降；當(dāng)生物生存的環(huán)境改善，K值會上升，D錯誤。

第三節(jié)影響種群數(shù)量變化的因素考點1密度制約因素和非密度制約因素影響種群數(shù)量什么是密度效應(yīng)？密度效應(yīng)是指在一定時間內(nèi)，當(dāng)種群的個體數(shù)目增加時，就必定會出現(xiàn)鄰接個體之間的相互影響，稱為密度效應(yīng)。密度效應(yīng)生物種群內(nèi)部的個體間的關(guān)系即為種內(nèi)關(guān)系。一定時間內(nèi)，當(dāng)種群個體數(shù)目增加時，就必定會出現(xiàn)臨近個體之間的相互影響，即為密度效應(yīng)。種群的密度效應(yīng)就是由矛盾的兩個相互作用決定的，即出生與死亡，遷入與遷出。凡影響某物種出生率、死亡率、和遷移的各種生物、理化因子都對此物種密度起作用，而這些不同作用的集合就為密度效應(yīng)。生物種群對密度效應(yīng)反映不一，有的隨密度增加而死亡率增加，有的則死亡率不變，有的甚至死亡率出現(xiàn)下降。就是同一個物種，在不同條件下也可能出現(xiàn)這幾種情況的。如何判斷密度制約因素和非密度制約因素？制約因素是對種群起限制或適合作用的生態(tài)因素。根據(jù)各種制約因素對種群死亡率的關(guān)系，可劃分以下類型：密度制約因素：有些因素的作用是隨種群密度而變化的。種群密度增加時，死亡率也隨著增加；種群密度增加，出生率下降，這些因素稱為密度制約因素。生物因素(競爭、寄生、捕食、病原等)常常按密度制約的方式起作用。密度制約因素的制約作用隨種群密度增加而加大。如：食物對種群數(shù)量的調(diào)節(jié)寄生者對種群數(shù)量的影響種群密度越高，流行性傳染病、寄生蟲病越容易蔓延，個體死亡多，種群密度降低；種群密度降低后，疾病不容易傳染，種群密度逐漸恢復(fù)。分泌物對種群數(shù)量的影響很多生物通過自身分泌抑制物來調(diào)節(jié)種群密度。如：桉樹有自毒現(xiàn)象，密度高時能自行減少其數(shù)量。動物、微生物繁殖過多時，它們的代謝物就將限制種群數(shù)量再增加；種群數(shù)量下降后，代謝產(chǎn)物減少，不足以起抑制作用，種群數(shù)量又上升。非密度制約因素：影響種群數(shù)量的因素，其作用強度與種群密度無關(guān)，非密度制約因素所引起的種群死亡率比較穩(wěn)定，這樣的因素稱為非密