种群的特征(理)生物必修

第一节　种群的特征第四章种群和群落 种群的概念在一定的空间和时间内的同种生物个体的总和。要点：１、一定的空间：这个空间内的同种生物与外界的个体隔离。　２、一种生物的全部个体，个体之间相互联系。2 对于某池塘中的鱼,捕捞多少,才会既不会使资源枯竭,又使资源得到充分利用? 牧民在承包的草场上该放养多少头羊，经济效益才最好? 怎样控制害虫数量,以防止虫灾发生? 种群的数量特征种群并不是许多同种个体的简单相加，而是一个有机单元，种群的数量特征包括种群密度、年龄组成、性别比例、出生率和死亡率、迁入率和迁出率等，这些特征是单独的生物个体所不具备的。 1.种群密度（1）含义：种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度；是种群最基本的数量特征如：养鱼池中每立方米的水体中鲫鱼的数量、每平方千米农田面积内黑线姬鼠的数量等。（2）表示方法：①小范围的水生生物——单位体积；②大范围及陆生生物——单位面积一、调查种群密度的方法 种群密度种群的个体数量空间大小（面积或体积）种群密度很高种群密度一般种群密度较高 10m10m1、怎样估算这块草地中蒲公英的数量？可采用课本介绍的两种取样方法取样，用样方法进行估算。也可以将模拟草地平均分成若干等份，求得其中一份的数量后，再估算整体的数量。问题探讨 2、按讨论确定的方法起先估算，再逐个计数，将两种方法求得的数值进行比较。估算的结果误差大吗？如果误差较大，请讨论改进的方法。 ⑴样方法：在要调查的生物群落中，确定一个或数个范围相对较大区域作为样地，再在样地中随机选取若干个样方，然后计数各样方中的全部个体数量，最后，计算全部样方个体数量的平均数，通过数理统计，对种群总体数量进行估计。（步骤：取样　　　计数　　求平均值）样方1样方2样方3样方4……样方nN1N2N3N4……Nn（注意：这里的N1、N2指的是样方的种群密度，而不是样方的个体数量。）种群密度=（N1+N2+N3+N4+…+Nn）/n2.调查种群密度的方法 五点取样法调查群体为非长条形时用 等距取样法调查群体为长条形时用 记数方法——蒲公英——其他植物方框内＋相邻两边上计上不计下,计左不计右 例1：某同学在牛首山调查珍稀蝶类——中华虎凤蝶幼虫的种群密度，得出5个样方（样方面积为1m2）的种群数量分别为4、6、8、8、9只。那么，该同学给怎样计算该种蝶幼虫的种群密度（单位：只/hm2）？N＝（4＋6＋8＋8＋9）／5＝7只／m2＝70000只／hm2(注意：1hm2=10000m2) 讨论1、实地调查与本节“问题探讨”活动中的模拟调查有什么异同？“问题探讨”中调查对象是完全随机分布的，且调查区域是规则的，调查对象与其他物体的区分是显而易见的，因此，采用样方法得到的估算值与真实情况比较容易接近（误差小）。而在实地调查中，调查对象的分布往往不是随机的，调查区域也往往不是规则的，还有许多其他因素会干扰和影响调查的准确性，因此，采用同样的方法其结果误差会比较大一些。但是，只要掌握了科学的调查统计方法，其误差会控制在允许的范围之内。探究：用样方法调查草地中某种双子叶某物的种群密度 讨论2、为什么要强调随机取样？为了确保所选择的样方具有代表性，不受主观因素的影响，使通过样方统计的结果（估算值）能更接近真实的情况。讨论3、样方的多少会影响调查结果吗？样方的数量太少，其统计结果的误差可能就较大；一般而言，样方越多，其统计结果越接近真实情况。但是，样方数量太多，整体取样花费的时间、精力就越多。从统计学上看，一定数量的样方即可以保证统计结果的真实性。 讨论4、比较各小组对同一种群的种群密度的调查结果，就发现的问题进行讨论。不同小组对同一种群的种群密度调查结果可能是不一样的。种群密度的调查结果应当允许在一定范围内波动，例如5%以内。如果超出了此范围，在其他条件相同的情况下，造成不一样的原因应当首先归结为采取不同的样方法所致。所以，要针对实际情况，讨论取样方法是否存在问题。 调查一般的植物种群、昆虫卵的密度、作物植株上蚜虫的密度、跳蝻的密度等，都可以采用样方法对于有趋光性的昆虫,可以用黑光灯诱捕的方法调查它们的密度如果一些动物活动性很强，活动范围大，还能用样方法吗？ ⑵标志重捕法：这种方法一般适用于哺乳类、鸟类、鱼类、昆虫和腹足类等动物种群数量的估计。在被调查种群的活动范围内，捕获一部分个体作上标记后，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，来估计总体密度。 第1次第2次 计算方法：假定在调查区域中动物的总数为N，第一次捕获M个个体进行标记，然后放回原来的自然环境，经过一段时间后进行重捕，重捕的个体数为n，其中已标记的个体数为m，根据总数N中标记比例与重捕取样中标记比例相等的原则：即N∶M=n∶m可得调查区域种群数量:N=M(总标志数）×n（重捕个体数）m（重捕中标志数） 例2、在调查一块方圆2hm2的农田中田鼠的数量时，放置100个捕鼠笼，一夜间捕获了42只，将捕获的田鼠经标记后在原地释放。数日后，在同一地点再放置同样数量的捕鼠笼，捕获了38只，其中有上次标记的个体12只。则该农田中田鼠的种群数量大概有多少只？N＝（42×38）／12＝133只 种群密度的调查方法：分布范围小，个体较大的种群：分布范围大，个体较小的种群：估算(取样调查)估算方法：不运动或活动范围小的生物：活动能力强，活动范围大的动物：样方法标记重捕法逐个计数直接间接 ⑴物种的个体大小——个体大的物种密度低。⑵生存资源的供给能力——生存资源丰富的地方种群密度高。⑶周期性变化——环境条件的周期性变化引起种群密度周期性变化。如候鸟飞来时密度较高，飞走后密度为零。蚊子密度夏天高，冬天低……⑷外来干扰——如农田中洒农药后害虫因大量死亡而密度很快下降……⑸天敌数量的变化——如猫增多导致鼠密度下降；青蛙增多导致害虫减少……⑹偶然因素——如流行病、水灾、旱灾……3.影响种群密度的主要因素 种群密度周期性变化迁徙迁徙耕种耕种 相关生物引起种群密度改变 .种群密度反映了种群在一定时期的数量，但仅靠这一特征还不能反映种群数量的变化趋势。 （1）概念：出生率——指种群中单位数量的个体在单位时间内新产生的个体数目。例如：１９８３年，我国平均每１０万人中出生１８６２个孩子，我国该年人口出生率是１.８６２％.死亡率——指种群中单位数量的个体在单位时间内死亡的个体数目。例如，在黄山猴谷，一猴群有２００只，一年后有２只死亡，猴的死亡率为１％.二、出生率和死亡率 （2）表达方式：通常以a％表示（3）类型出生率>死亡率种群密度增加出生率=死亡率种群密度相对稳定出生率迁出率种群密度增加迁入率=迁出率种群密度相对稳定迁入率死亡率 ②稳定型：特点是各年龄期的个体数比例适中。在一定时期内出生的新个体数接近衰老死亡的个体数。种群中个体数目保持相对稳定。出生率＝死亡率稳定型年龄组成老年成年幼年 ③衰退型：特点是老年期个体数目较多而幼年期的个体数目偏少。新出生的个体不能补偿衰老死亡的个体数。种群密度越来越小。出生率＜死亡率衰退型年龄组成老年成年幼年（3）年龄组成的意义：可以预测种群密度的变化方向 年例3，种群的年龄组成大致可分为下图A、B、C三种类型，据图回答：老年中年幼年ABC（1）我国在50—60年代出现生育高峰，因此造成70年代初期人口的年龄组成为图所示类型。（2）在渔业生产中，要严格控制鱼网孔眼大小以保护幼鱼，这将会使被捕捞的鱼的年龄组成为图所示类型。（3）农业生产上应用性引诱剂来干扰害虫交尾的措施，有可能使该种害虫的年龄组成为图所示类型。ACA 2.性别比例（1）概念：种群中雄性个体和雌性个体所占的比例。不合理的性别比例会导致出生率下降进而引起种群密度下降。 （2）类型：（一般分三种类型）①雌雄相当型：特点是雌性和雄性个体数目大体相等。这种类型多见于高等物。 ②雌多雄少型：特点是雌性个体显著多于雄性个体。这种类型常见于人工控制的种群及蜜蜂、象海豹等。蜂群中几百只雄蜂，一只蜂王和几十万只工蜂都是雌蜂。 ③雌少雄多型：特点是雄性个体明显多于雌性个体。这种类型较为罕见。如家白蚁等营社会性生活的动物。蜜蜂若只考察有生殖能力的个体，也可看做雌少雄多型。 （3）性别比例的应用：控制虫害利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，破坏了害虫种群正常的性别相比例，就会使很多雌性个体不能完成交配，从而使害虫的种群密度明显降低。（4）性别比例的意义：影响种群密度的变动。 2004年《中国性别平等与妇女发展状况》白皮书指出，我国男女（0至4岁）性别比例接近120:100，远超国际认同的可以容忍的最高警戒线107。人口出生性别比失衡会带来很多社会问题。我国男女比例失调婴儿性别比接近120:100 种群数量变化是种群研究的核心问题，种群密度是种群的重要特征。出生率和死亡率、年龄组成，性别比例以及迁人和迁出等都可以影响种群的数量变化。出生率和死亡率、迁入和迁出是决定种群数量变化的主要因素年龄组成是预测种群数量变化的主要依据。 决定种群的大小和密度种群密度种群数量出生率和死亡率性别比例年龄组成预测变化方向直接影响迁入率和迁出率影响数量变动 五、种群的空间特征组成种群的个体，在其生活空间中的位置状态或布局，叫种群的空间特征。均匀型随机型集群型 随机分布（randomdistribution）指的是每一个个体在种群分布领域中各个点出现的机会是相等的，并且某一个体的存在不影响其他个体的分布。随机分布比较少见，只有在环境资源分布均匀一致、种群内个体间没有彼此吸引或排斥时才容易产生。例如，森林地被层中一些蜘蛛的分布与面粉中黄粉虫的分布，以种子繁殖的植物在自然散布于新的地区时也经常体现为随机分布。 均匀分布（uniformdistribution）的特征是，种群的个体是等距分布，或个体间保持一定的均匀的间距。均匀分布形成的原因主要是由于种群内个体之间的竞争。例如，森林中植物为竞争阳光（树冠）和土壤中营养（根际），沙漠中植物为竞争水分都能导致均匀分布。虫害或种内竞争发生时也可造成种群个体的均匀分布。地形或土壤物理性状呈均匀分布等客观因素或人为的作用，都能导致种群的均匀分布。均匀分布在自然种群中极其罕见，而人工栽培的种群（如农田、人工林），由于人为保持其株距和行距一定则常呈均匀分布。 集群分布（clumpeddistribution）的特征是，种群个体的分布很不均匀，常成群、成簇、成块或成斑块地密集分布，各群的大小、群间的距离、群内个体的密度等都不相等，但各群大都是随机分布。其形成原因是：①环境资源分布不均匀，丰富与贫乏镶嵌；②植物传播种子的方式使其以母株为扩散中心；③动物的社会行为使其结合成群。集群分布是最广泛存在的一种分布格局，在大多数自然情况下，种群个体常是成群分布，如放牧中的羊群，培养基上微生物菌落的分布，另外，人类的分布也符合这一特性。 种群密度出生率死亡率性别比例年龄组成外界环境不合理合理适宜不适宜降低提高增长型衰退型图例种群密度的变化 评价反馈：1.下列各项中，属于种群的是()A.一个湖泊中的全部鱼群Ｂ．一个湖泊中的全部藻类Ｃ．校园中的全部树木Ｄ．培养基上的大肠杆菌菌落D ２．预测一个国家和地区的人口数量的发展趋势主要来自()A.居住人口不同年龄组成的比例Ｂ.现有人口数量和密度C.出生率、死亡率和迁移率D.人口男女性别比例A 3.决定种群数量变化的因素()A.性别比例B.年龄组成C.出生率和死亡率D.迁入率和迁出率CD 4.在对某种鼠的种群密度的调查中,第一次捕获并标志48只,第二次捕获25只,其中有标志鼠12只,则该种群的总数量为()A.46B.25C.12D.100D 5.我国实行计划生育政策,提倡少生优生,从生态学的角度看,其目的主要是()A.控制出生率,降低种群密度B.控制年龄组成,稳定种群密度C.控制死亡率,降低种群密度D.控制年龄组成,降低种群密度A 6、下列因素能引起种群密度增大的有()A·种群中幼年个体增多B·种群性别比例改变C·环境中水热条件适宜D·种群中幼年个体减少E·环境中天敌增多F·环境中阳光不足G·寄生生物增多H·寄生生物减少ACH 7.下图表示种群年龄组成的一种类型。（1）此图表示_______型的种群。（2）该种群中_______个体多，______个体少。（3）据统计，70年代初我国人口（种群）年龄组成与此图大体相似，所以在这以后一段时间内的发展趋势是____________________。为此，我们要认真执行人口的______________政策。增长幼年年老不断增长计划生育 1.约386条。2.调查鼠的密度可用标志重捕法，调查蚯蚓的密度可用样方法。3.B。拓展题1.提示：个体往往有性别、大小、年龄等特征，种群不具备这些特征。将一定地域中同种生物的所有个体作为一个整体（即种群）来看时，这个整体就会出现个体所不具备的特征，如种群密度、出生率和死亡率等。可见，由部分组成的整体不是部分的简单加和，而是会出现新的属性。 2.提示：随着营养和医疗水平的不断提高，我国人口的平均寿命还会延长；由于实施计划生育，出生率仍将维持在较低水平，因此，老年人在总人口中所占比例可能还会升高。关于现行计划生育政策是否应当调整，可让学生自由发表意见，不求统一的答案。