第1节 种群的特征
[学习目标] 1.记忆、理解种群的数量特征。2.理解种群四个数量特征的内在联系。3.掌握调查种群密度的方法。
一、种群与种群密度
1．种群
(1)某池塘中所有的鱼是不是一个种群？为什么？
答案 不是。鱼的种类很多，所有的鱼不是同一个物种。
(2)某池塘中所有的蝌蚪是不是一个种群？为什么？
答案 不是。蝌蚪是青蛙的幼体，青蛙种群还应包括成年和老年的青蛙。
(3)分布在朝鲜和我国长白山地区的全部白桦树是不是一个种群？为什么？
答案 不是。不在同一个自然区域。
(4)结合上述实例，什么样的群体才是种群？
答案 在一定的自然区域内，同种生物的全部个体。
(5)种群、个体和物种的关系
①下图表示个体、种群、物种之间的关系，请判断A、B、C的名称。
A：物种
B：种群
C：个体
②个体一般具有哪些特征？
答案 性别、年龄、体重等。
③种群一般具有哪些特征？
答案 数量特征(种群密度、年龄组成和性别比例、出生率和死亡率、迁入率和迁出率)和遗传特征、空间特征等。
2．种群密度
(1)什么是种群密度？
答案 种群密度是指种群在单位面积或单位体积中的个体数。
(2)种群数量与种群密度之间有什么关系？
答案 种群数量＝种群密度×种群所处的面积或体积。在自然区域一定的情况下，种群数量的多少与种群密度呈正相关。
(3)同种生物的种群密度一定相同吗？不同生物的种群密度一定不同吗？
答案 同种生物在不同时间或区域中，种群密度不一定相同；不同生物在同一时间或区域中，种群密度可能相同。
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二、种群密度的调查
1．调查种群密度的常用方法：在调查分布范围较小、个体较大的种群时，可以逐个计数；在多数情况下，逐个计数非常困难，需要采取估算的方法。
2．样方法
(1)估算种群密度最常用的方法之一是样方法，它适用于哪些生物？
答案 植物、某种昆虫卵的密度、作物植株上蚜虫的密度、跳蝻的密度等。
(2)样方法取样的关键是要做到随机取样，常用的取样方法有五点取样法和等距取样法两种。
(3)样方的多少会影响调查结果吗？
答案 会，样方越多，实验误差越小，越接近真实值。
3. 标志重捕法
(1)哪些动物适用于标志重捕法？
答案 活动能力强、活动范围大的动物常采用标志重捕法。
(2)总结标志重捕法中给动物做标志时的注意事项。
答案 标记物和标记方法不能影响被标记动物的正常生命活动；不能过分醒目，否则易被捕食；持续时间不能短于研究时间；牢固，不易脱落。
(3)利用标志重捕法调查动物种群密度时，如何计算种群的数量？
答案 ＝或N＝。
三、种群的其他数量特征
1．出生率和死亡率、迁入率和迁出率
(1)出生率和死亡率、迁入率和迁出率的概念。
答案 出生率(死亡率)是指在单位时间内种群新产生(死亡)的个体数目占该种群个体总数的比率； 迁入率(迁出率)是指单位时间内迁入(迁出)的个体，占该种群个体总数的比率。
(2)如何计算种群的出生率和迁入率？
答案 出生率＝×100%；
迁入率＝×100%
(3)增长率＝出生率－死亡率(或增长率＝迁入率－迁出率)。据此判断：
①当出生率>死亡率(或迁入率>迁出率)时，增长率大于(“大于”、“小于”或“等于”)0，种群密度会增大；
②当出生率＝死亡率(或迁入率＝迁出率)时，增长率等于(“大于”、“小于”或“等于”)0，种群密度会稳定；
③当出生率＜死亡率(或迁入率＜迁出率)时，增长率小于(“大于”、“小于”或“等于”)0，种群密度会减小。
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所以，出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度的变化。
2．年龄组成
(1)年龄组成的概念是什么？
答案 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。
(2)年龄组成的类型
(3)年龄组成为稳定型的种群，种群数量在近期一定能保持稳定吗？
答案 不一定，还受食物、天敌、气候等的影响。
3．性别比例
(1)什么是性别比例？
答案 种群中雌雄个体数目的比例。
(2)根据相关信息，判断下列生物种群可能的性别比例类型。
①白头海鲷是一夫一妻制，且保持彼此的忠诚，直到一方死去。(雌雄相当型)
②一个奶牛场的牛。(雌多雄少型)
③白蚁等营社会性生活的动物。(雌少雄多型)
四、种群的空间特征
1．什么是种群的空间特征？
答案 组成种群的个体，在其生活空间中的位置状态或布局。
2．判断下图表示的种群空间特征类型
一、例析种群密度的调查方法
1．学校周围生长着很多动植物，某研究性学习小组准备对某种双子叶草本植物种群密度进行调查，设计如下调查步骤：
①选取1 m×1 m为样方面积。
②在该物种分布较密集的地方利用五点取样法(如图)取5个样方。
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③计数每个样方内该植物的个体数。计数结果如下表：
样方
N1
N2
N3
N4
N5
种群密度(株/m2)
3
7
15
x
4
其中第四个样方中该植物的分布情况如下：
④分析表格中的数据，将N3作为种群密度的估计值。
请分析以上设计步骤，思考下列问题：
(1)以上设计步骤中存在两点错误，分别是什么？如何改正？
答案 ①取样方法不对，应随机取样。 ②对种群密度值的估计方法不对，应以调查样方的单位面积中种群个体数量的平均数作为种群密度的估计值。
(2)则N4样方中x是多少株？该植物的种群密度是多少？
答案 N4样方中x是8株，该植物的种群密度是7.4株/m2。
(3)N3样方的统计数量明显比其他样方的高，能否舍弃？
答案 不能。
2．某研究机构对我国北方草原的一种主要害鼠——布氏田鼠进行了调查。调查样方总面积为2 hm2(1 hm2＝10 000 m2)，随机布设100个鼠笼，放置1夜后，统计所捕获的鼠数量、性别等，进行标记后放归；3日后进行重捕与调查。所得到的调查数据如下表。
捕获数/只
标记数/只
初捕
32
32
重捕
36
4
(1)该草地布氏田鼠的平均种群密度为多少？
分析 根据公式N＝Mn/m，计算出2 hm2的个体总数为288只，种群平均密度是144只/hm2。
答案 144只/hm2。
(2)要使上面所计算的种群个体总数和实际相符，理论上在调查期必须满足下列的哪两个条件？
①有较多个体死亡
②调查区内没有较多个体出生或死亡
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③调查区内没有较多个体迁入或迁出
④有较多个体迁入调查区
答案 ②③。
(3)事实上田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，那么上述计算所得的平均种群密度与实际种群密度相比可能会偏高还是偏低？
分析 由于第一次捕捉到的个体被标记后，第二次很难捕捉到，导致第二次捕捉的个体中被标记的个体减少，在公式N＝Mn/m中由于分母m的值减小，使得N值比实际情况偏高。
答案 偏高。
二、辨析各种群数量特征间的相互关系
1．种群最基本的数量特征是什么？
答案 种群密度。
2．图中的①②③④分别是什么？
答案 ①死亡率；②出生率；③性别比例；④年龄组成。
3．我国实行计划生育政策，控制人口增长，主要是控制图中的哪个特征？
答案 ②出生率。
4．利用性引诱剂诱杀害虫会降低害虫的密度，原理是怎样的？
答案 性引诱剂诱杀害虫会导致害虫的性别比例失调，从而降低出生率。
5．某生物学家对某地的蝗虫种群进行研究后认为，不久后蝗灾会更加严重，他得出此结论的依据最可能是什么？
答案 蝗虫的年龄组成为增长型。
1．下列生物群体中，属于种群的是( )
A．一个湖泊中的所有成蛙
B．一个培养皿中的全部生物
C．一个生态瓶
D．一片草原上的所有藏羚羊
答案 D
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解析 一个湖泊中的所有成蛙并非该种生物的全部个体，故不是一个种群，A错误；一个培养皿中的全部生物属于一个群落，B错误；一个生态瓶属于一个小生态系统，C错误；一片草原上的所有藏羚羊属于一个种群，D正确。
2．下列有关种群和种群密度的叙述，错误的是( )
A．一块稻田中所有的三化螟是一个种群
B．一条河流中单位体积内的鲤鱼数量算是它的种群密度
C．同一物种的种群密度是不会发生变化的
D．同一块草地中所有的环毛蚓也可以算是一个种群
答案 C
解析 A项稻田里所有的三化螟是由同一种生物个体组成的，是一个种群，A项正确；B项为鲤鱼的种群密度，B项正确；不同物种的种群密度在同一环境下差异是很大的，同一物种的种群密度也不是固定不变的，C项错误；D项同一块草地中所有的环毛蚓是同种生物的所有个体，是一个种群，D项正确。
3．下列有关生物种群数量调查的方法中，正确的是( )
A．调查跳蝻，用标志重捕法
B．调查马尾松，小样方划分为1 m2左右
C．调查蒲公英，只计数小样方内的个体数
D．调查趋光性农业害虫，可用定位设置灯光诱捕，定时计数法
答案 D
解析 调查蝗虫幼虫跳蝻的种群密度，用样方法，A项错误；一般而言，北温带地区每个样方的大小，乔木为100 m2，灌木为16 m2，草本为1 m2，所以调查马尾松，小样方划分为100 m2左右，B项错误；调查蒲公英，除计数小样方内的个体数外，还要把样方两个相邻的边及顶角处的个体统计在内，其他边缘不作统计，C项错误。
4．下列选项中，不属于种群数量特征的是( )
A．年龄组成 B．性别比例
C．迁出 D．出生率
答案 C
解析 种群的数量特征包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例，A、B、D错误；C正确。
5．下列关于种群数量特征的叙述，不正确的是( )
A．种群密度是种群最基本的数量特征，不能反映种群的数量变化趋势
B．出生率、死亡率、迁入率和迁出率是种群密度变化的决定因素
C．年龄结构和性别比例影响种群密度的变化
D．处于稳定状态的生态系统各生物的种群密度不会发生变化
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答案 D
解析 种群密度是种群最基本的数量特征，年龄组成可以反映种群的数量变化趋势，A正确；出生率和死亡率、迁入率和迁出率是种群密度变化的决定因素，B正确；年龄结构影响种群的出生率和死亡率，性别比例影响出生率，进而影响种群密度的变化，C正确；处于稳定状态的生态系统各生物的种群密度也会发生变化，只不过变化幅度在一定范围内波动，D错误。
知识点一 种群与种群密度
1．下列生物群体中，属于种群的是( )
A．一个湖泊中的全部鱼
B．一片森林中的全部蛇
C．一块农田中的全部老鼠
D．一片草地上的所有蒲公英
答案 D
解析 一个湖泊中的全部鱼包括多个物种，不属于种群，A错误；一片森林中的全部蛇包括多个物种，不属于种群，B错误；一块农田中的全部老鼠不一定为一个物种，不一定能构成一个种群，C错误；一片草地上的所有蒲公英为一个物种，属于一个种群，D正确。
2．下列可以称为种群密度的是( )
A．某湖泊一年中鲫鱼新增加的个体数
B．一个池塘单位体积内的鲤鱼数量
C．一片森林中单位面积内的乔木数量
D．池塘中的鲫鱼和水库里的鲫鱼
答案 B
解析 A项，单位时间内新出生的个体数不是种群密度；B项为水体生物的种群密度；C项，乔木的种类不唯一；D项，池塘中的鲫鱼和水库里的鲫鱼不在同一区域。
知识点二 种群密度的调查
3．某同学拟调查一个面积为100 hm2的草地上某种双子叶草本植物的种群密度，设计了四个调查方案，其中最可行的是( )
A．计数该草地上该种植物的全部个体数目
B．设置1个1 m2样方，计数样方中该种植物的个体数目
C．随机设置1 m2样方若干，计数每个样方中该种植物的个体数目
D．在该种植物密集处设置1 m2样方若干，计数每个样方中该种植物的个体数
答案 C
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解析 调查草地中某种双子叶植物的种群密度，样方的大小一般以1 m2的正方形为宜。在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方，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。
4．利用标志重捕法调查某丘陵地区4 km2区域中刺猬的种群密度，第一次捕获并标记50只刺猬，第二次捕获40只刺猬，其中有标记的5只。下列说法中不正确的是( )
A．标记个体与未标记个体被捕获的概率基本相同
B．迁入率和迁出率影响该种群数量变化
C．标记符号过分醒目可能增大刺猬被捕获的概率
D．该种群的密度大约是400只/km2
答案 D
解析 标志重捕法要求标记个体与未标记个体被捕获的概率基本相同，而迁入和迁出、标记符号过分醒目、环境条件的改变等都会使标记个体与未标记个体被捕获的概率前后发生变化，A、B、C三项正确。根据标志重捕法计算，该地域刺猬数量为400只，种群密度大约是100只/km2。
5. 如图表示在采用不同网目(网眼直径)和不同捕捞强度进行捕捞活动时，对大西洋鳕鱼捕获量的影响。下列相关分析中不正确的是( )
A．调查鳕鱼的种群密度可以采用标志重捕法
B．保持捕捞强度33%，同时用大网目捕鱼更有利于保持鱼群的持续发展
C．持久保持捕捞强度45%会导致鳕鱼的种群数量不断减小
D．保持捕捞强度45%，同时用中网目捕鱼使鱼群的年龄组成更接近稳定型
答案 D
解析 活动能力强和活动范围广的动物采用标志重捕法来估算种群密度，A正确；保持捕捞强度33%使得种群数量处于动态平衡，大网目捕鱼时，捕捞后种群数量较多，更有利于保持鱼群的持续发展，B正确；据图分析，持久保持捕捞强度45%会导致鳕鱼的种群数量不断减小，甚至消失，C正确；保持捕捞强度45%，同时用中网目捕鱼，种群数量减少，使鱼群的年龄组成更接近衰退型，D错误。
知识点三 种群的其他特征
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6.如图表示四个种群中的不同年龄个体所占的比例，其中种群密度最可能会越来越小的是( )
答案 A
解析 种群中幼年个体较少，而老年个体较多，这样的种群正处于衰退时期，种群密度会越来越小，A正确；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，B错误；种群中幼年个体数较多，老年个体数较少，出生率大于死亡率，种群密度增大，C错误；种群中各年龄期的个体数目比例适中，数目接近。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，D错误。
7．下列关于种群特征的叙述中，错误的是( )
A．种群的性别比例在一定程度上影响种群的出生率
B．进行种群密度的调查有利于合理利用生物资源
C．出生率和死亡率是决定种群数量的直接因素
D．种群密度预示着种群数量的未来变化趋势
答案 D
解析 种群的性别比例在一定程度上影响种群的出生率，A正确；进行种群密度的调查可以对农林灾害进行监测和预报、对渔业捕捞强度进行确定等，有利于合理利用生物资源，B正确；出生率和死亡率及迁入率和迁出率是决定种群数量和种群密度的直接因素，C正确；种群密度反映了种群在一定时期的数量，不能反映种群数量的变化趋势，D错误。
8．出生率和死亡率、迁入率和迁出率是决定种群密度的关键因素。在2010年11月份南方某沿海城市对本市居住人口进行了调查，发现人口密度不断增大，在人口调查途中发现市郊大雁数量也比以前增多不少。对于人口和大雁种群密度增大的原因，正确的是( )
A．人口密度不断增大主要是迁入增多，大雁数量增多主要也是迁入增多
B．人口密度不断增大主要是出生率增大，大雁数量增多主要是迁入增多
C．人口密度不断增大主要是迁入增多，大雁数量增多主要是出生率增大
D．人口密度不断增大主要是出生率增大，大雁数量增多主要也是出生率增大
答案 A
解析 沿海城市经济发达，外来务工人员较多，人口数量增多主要是迁入增多；大雁数量增多主要是北方候鸟迁徙到南方越冬，主要原因也是迁入增多。
9．如图所示的人口年龄结构类型中，最可能属于衰退型的是( )
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答案 D
解析 A图中幼年个体比例多，老年的个体比例少，为增长型，A错误；B图中幼年个体比例多，老年的个体比例少，为增长型，B错误；C图中幼年个体、成年个体、老年个体比例相当，为稳定型，C错误；D图中幼年个体比例少，老年个体比例多，为衰退型，D正确。
10．如图为四个地区的人口年龄组成曲线图，如果不考虑其他因素，那么哪个地区的人口数量将逐渐减少( )
答案 D
解析 A曲线中，随着年龄的增长，个体越来越少，说明幼年的个体数远大于老年的个体数，属于增长型，A错误；B曲线中，随着年龄的增长，个体越来越少，说明幼年的个体数远大于老年的个体数，属于增长型，B错误；C曲线中，各年龄段的个体差不多，属于稳定型，C错误；D曲线中，幼年个体较少，老年个体较多，说明属于衰退型，种群密度会逐渐减少，D正确。
综合训练
11. 如图A、B、C为三个种群的年龄组成曲线图，请据图回答下列问题：
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(1)三个种群密度变化趋势最小的是________，其年龄结构特征是________________
________________________________________________________。
(2)据统计，70年代初，我国人口年龄组成与图A相似，所以在这以后一段时间内的发展趋势是__________________，因此我们要认真执行计划生育政策，可直接降低人口________和自然增长率。
(3)利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，最终将使害虫的种群年龄组成变为图________类型，其种群密度的发展趋势是______________。
(4)东海渔场因捕捞过度造成产量下降，现在当地政府采取控制网眼大小来“抓大放小”，一段时间后，年龄组成会变成图________所示，其种群密度的发展趋势是______________。
答案 (1)B 各年龄期的个体数目比例适中
(2)人口密度越来越大 出生率
(3)C 越来越小
(4)A 越来越大
解析 (1)三个种群密度变化趋势最小的是B，即稳定型，其年龄结构特征是各年龄期的个体数目比例适中。(2)据统计，70年代初，我国人口年龄组成与图A相似，即为增长型，所以在这以后一段时间内的发展趋势是人口密度越来越大，因此我们要认真执行计划生育政策，可直接降低人口出生率和自然增长率。(3)利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，会破坏种群的性别比例，降低出生率，最终将使害虫的种群年龄组成变为图C类型的衰退型，其种群密度的发展趋势是越来越小。(4)东海渔场因捕捞过度造成产量下降，现在当地政府采取控制网眼大小来“抓大放小”，一段时间后，年龄组成会变成增长型即图A所示，其种群密度的发展趋势是越来越大。
12．某生物研究小组的同学在学校实验田中划出了5块面积和肥力都相同的区域，分别种植了数量不等的豌豆，每一区域内的植株分布是均匀的，待豌豆成熟后，统计数据如下表，试回答下列问题：
地块号
植株数
平均每株豆荚数
平均每个豆荚种子数
1
20
16
4.0
2
40
12
3.5
3
60
8
4.0
4
80
4
3.0
5
100
3
2.5
(1)这块实验田的全部豌豆植株构成了一个__________，实验田中的各种生物之间相互联系、相互影响而形成__________。
(2)从统计数据可以看出：随着区域植株数的增加，每株豆荚数目__________。如果每粒种子重量相等，根据实验结果分析，区域植株数是__________时，豌豆产量最高。
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(3)请在如图坐标系中用曲线表示出区域种子数量随区域植株数变化的曲线。
(4)该小组的同学还对实验田中某双子叶杂草的种群密度进行了调查。
①在用样方法调查时，取样的关键是要做到__________，不能掺入主观因素，常用的取样方法有等距取样法和________________。
②调查不同的植物类型时样方面积应该不同，如调查乔木种群密度时样方面积一般要比调查草本植物种群密度时的样方面积__________。
③若调查中该小组同学确定的样方为2 m×2 m，对5个样方中该杂草调查的结果为：48、64、60、56、52。据此估算，实验田中该杂草的种群密度约为__________株/m2。
答案 (1)种群 群落
(2)逐渐减少 60
(3)见下图
(4)①随机取样 五点取样法 ②大 ③14
解析 (1)种群是指生活在一定区域的同种生物的全部个体，故这块实验田的全部豌豆植株构成了一个种群，同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，称为生物群落，故实验田中的各种生物之间相互联系、相互影响而形成群落。(2)从统计数据可以看出：随着区域植株数的增加，每株豆荚数目逐渐减少，分别计算每个区域种子数量，第1块地中的种子数为20×16×4.0＝1 280个，第2块地中的种子数为40×12×3.5＝1 680个，第3块地中的种子数为60×8×4.0＝1 920个，第4块地中的种子数为80×4×3.0＝960个，第5块地中的种子数为100×3×2.5＝750个。如果每粒种子重量相等，根据实验结果分析，区域植株数是60时，豌豆产量最高。(3)以区域植株数为横坐标，以区域种子数量为纵坐标，绘制成曲线图(具体见答案)。(4)①采用样方法调查双子叶草本植物种群密度时，首先要做到随机取样，不能带有主观意识，常用的取样方法有五点取样法和等距取样法。②用样方法调查植物的种群密度时，应随机取样，调查不同的植物类型时样方面积应不同，样方大小根据调查的对象来确定，调查双子叶草本植物时，样方通常为1 m×1 m，而调查乔木种群密度时，由于乔木体积大，所以样方面积要比调查草本植物种群密度时的样方面积大。③所调查种群的密度为单位面积的种群数量，所以某种植物种群的密度为(48＋64＋60＋56＋52)÷5÷(2×2)＝14株/m2。
13
13．某畜产公司经理带领几位专家对下属三个经营多年的养猪场进行检查，绘制曲线如图所示。据图回答下列问题：
(1)图中曲线显示，经营最好的是__________猪场，理由是维持较高的__________个体，具有适量的__________个体，而__________个体少，产销两旺。
(2)从图中可以看出，经营最差的是__________猪场，理由是____________________。
(3)经营较差的是__________猪场，理由是由于__________猪积压而销路不畅。
(4)从图中信息显示，成功养猪场应在饲养上常使猪群处于发展时期的__________，在经营上如何处理猪群？留__________，卖掉__________，使种群的__________保持恒定，让猪群的类型处于__________。
答案 (1)Ⅱ 幼年 成年育龄 老年
(2)Ⅲ 幼年个体大量死亡
(3)Ⅰ 成年
(4)增长型 幼年猪 中、老年猪 密度 稳定型
解析 (1)图中曲线显示，Ⅱ猪场能维持较高的幼年个体数，具有适量的成年育龄个体数，而老年个体数少，产销两旺，因此经营最好的是Ⅱ猪场。(2)从图中可以看出，Ⅲ猪场幼年个体大量死亡，因此经营最差的是Ⅲ猪场。 (3)从图中可以看出，Ⅰ猪场由于成年猪积压而销路不畅，因此经营较差的是Ⅰ猪场。 (4)从图中信息显示，成功养猪场应在饲养上常使猪群处于发展时期的增长型，在经营上应留幼年猪，卖掉中、老年猪，使种群的密度保持恒定，让猪群的类型处于稳定型。
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