1.1 种群的数量特征

第1章

种群及其动态第1节

种群的数量特征种群概念：种群是指生活在一定区域的同种生物的全部个体。（1）两个要素：“同种”和“全部”。①“同种”：指同一物种，即种群是物种存在的具体形式。②“全部”：指一个群体，包括该物种的幼体和成体等全部个体。一片草地上的所有蒲公英（2）两个条件：“时间”和“空间”。即种群具有一定的时空限制，离开一定的空间和时间的种群是不存在的。如：徐州云龙湖冬季有野鸭种群，不能说什么季节都有野鸭种群。（3）两个方面①从生态学的观点来看：种群是生物繁殖的基本单位，又是生物群落的基本组成单位。②从进化的观点来看：种群是生物进化的基本单位。一个水池里的全部鱼×一个鱼缸里的全部金鱼√

2015年，我国科学家基于长期的野外观测宣布：在我国东北长白山脉北部地区，共监测到东北豹42只，其中，幼体2只，雄性和雌性的成体分别为21只和17只，未能判断性别的成体2只。讨论：1.调查东北豹的种群数量对于保护它们有什么意义？2.调查东北豹种群中雌雄个体的数目对于预测该种群的发展趋势有什么意义？弄清东北豹的数量现状，才能有针对性地采取有效的保护措施。红外触发相机拍摄到的东北豹东北豹种群中雌雄个体的比例影响种群的出生率，从而影响种群数量的变化。问题探讨：种群密度：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。）种群密度及其调查方法种群密度=

种群的个体总数量空间大小（面积或体积）陆生生物水生生物【思考】是不是种群数量多，种群密度就大？不是；因为种群密度强调的是单位面积或单位体积中的个体数。濒危动物保护、农田杂草状况调查、农林害虫的检测和预防、渔业上捕捞强度的确定等，都需要对种群密度进行调查研究。那么，有哪些调查方法呢？国宝大熊猫由濒危降为易危！农田杂草状况调查种群密度的调查方法种群密度的调查方法逐个计数法估算法适用范围分布范围较小、个体较大的种群黑光灯诱捕法样方法标记重捕法适用范围有趋光性的昆虫适用范围植物或昆虫卵及一些活动范围较小的动物（如蚜虫、跳蝻）适用范围活动能力强、活动范围大的动物其他方法航拍法、红外触发相机、分析粪便、标记声音等--最准确逐个计数法在调查分布范围较小、个体较大的种群时，可以逐个计数，如调查某山坡上的珙桐(湖北神农架的国家一级保护植物)密度。在多数情况下，逐个计数非常困难，需要采取估算的方法。因其花形酷似展翅飞翔的白鸽而被西方植物学家命名为“中国鸽子树”黑光灯诱捕法②适用范围:对于有趋光性的昆虫，可以用黑光灯进行灯光诱捕的方法来估算它们的种群密度。紫外线黑光灯①原理:黑光灯是一种发射人眼看不见的、波长在365nm左右的紫外线的电光源。黑光灯具有很强的诱虫作用，是杀虫用灯的理想光源。

在该区域均匀放置适宜数量的黑光灯，每日统计捕捉到的该昆虫的数量即可，这样得到的并不是该种群的具体数量，而是多度等级。这种统计的意义主要在于与往年的情况进行对比，预测害虫的成灾程度。例如今年每个黑光灯每晚捕获30只某害虫，查阅往年的数据得知每个黑光灯每晚捕获20只该种害虫就会爆发严重的虫灾，那么今年的虫灾就已经达到非常严重的程度了。③估算相对密度④估算绝对密度在一个封闭的种群里，用同样的方法连续捕捉被调查动物，随着连续的捕捉，导致种群内个体数逐渐减少，造成每次捕获数逐次递减，但捕获的总累积数则逐渐增加，当单次捕获数降到0时，捕获的总累积数就等于该种群的总个体数。累积捕获数(x)与每次捕获数(y)之间的函数关系为：y=ax+b

如图，利用几次实验数据，得出每次捕获数(y)与累积捕获数(x)的一次函数关系，当y=0时，x即为该种群的总个体数。累积捕获数(x)每次捕获数(y)y=-0.2x+18.7这种方法称为：去除取样法样方法①概念: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算值。【现学现用】某同学对某地蒲公英数量调查结果如下（样方大小1m2），则该地蒲公英的种群密度约为

株/m2。样方编号12345株数345444样方是人为划定的一个区域②适用范围:植物昆虫卵蚜虫跳蝻注意:丛生或蔓生的单子叶植物不适用。一般适用于植物,也可以用于昆虫卵的数量调查及一些活动范围较小的动物,如作物植株上的蚜虫、跳蝻等。

样方的多少与被调查地段的总面积呈正相关；一般来说，选取的样方越少，误差越大；选取的样方越多，求得的种群密度越接近实际情况。③样方的数量④样方的大小

样方大小视调查对象的大小及分布情况而定:例如，草本植物样方大小一般以1m2的正方形为宜；乔木100m2、灌木16m2。如果该种群个体数较少，样方面积可适当扩大。⑤样方的取样关键:随机取样，不能掺入主观因素【思考】为什么强调随机取样？为了使调查结果不受主观因素的影响，保证调查结果的准确性。⑥取样方法①调查总体为非长条形时，选择五点取样法②调查总体为长条形时，选择等距取样法⑦计数原则——蒲公英——其他植物样方内＋相邻两边上及顶角（计上不计下,计左不计右）因此，该样方中有_____株蒲公英。9调查草地中某种双子叶植物的种群密度单子叶植物常常是丛生或蔓生的，从地上部分难以辨别是一株还是多株。而双子叶植物则容易辨别个体数目。单子叶植物的叶片一般呈条形或披针形，叶脉一般是平行脉；双子叶植物的叶脉一般是网状脉。单子叶植物双子叶植物探究•实践提出问题：你可以调查同一块地中不同双子叶植物的种群密度，也可以调查不同地块中一种或几种双子叶植物的种群密度。通过小组讨论，确定要探究的问题＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。制订计划：⑴结合自己的生活经验，想一想什么地方适合做这样的调查。在老师指导下确定调查地点和范围。⑵确定调查时间。⑶讨论需要携带哪些材料用具，列出清单。⑷讨论确定小组成员之间的分工。实施计划：

⑴准备：来到调查地点后，先观察地形，分析有无安全隐患，提出安全注意事项。

⑵确定调查对象：观察地段中有哪些双子叶植物，记录下名称。确定要调查的种群。

⑶取样：观察调查对象的分布状况和地段的形状，根据观察结果，讨论确定样方的多少、大小、取样方法。

⑷计数：计数每个样方内所调查植物的数量，做好记录。

⑸计算：计算种群密度。结论：分析调查结果，得出结论。将结论写在记录本上。标记重捕法①概念:

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，来估算种群密度。MN整体充分混匀mn局部mn=MN②原理:初次捕获并标记数(M)个体总数(N)重捕获的标记个体数(m)再次捕获的个体数(n)=时间太长，标记个体有可能迁出、或死亡。让标记个体在群体中随机分布，时间太短会导致重捕个体中被标记个体偏多，计算结果偏小。N初捕获并标志M重捕个体（n）中的有标志个体数（m）初捕获并标志M计算公式：

=N

=③①②④让标记个体在群体中随机分布经过一段时间后重捕注意事项：(1)要确保标记物和标记方法对动物的寿命和行为不会产生伤害。(2)标记物不能过分醒目,不能影响被标记动物的正常生活。标记符号必须能够维持一定的时间,在调查期间不能消失。(3)标记个体与未标记个体在重捕时被捕获的概率相同。(4)在调查期间没有大量个体的出生、死亡、迁入和迁出。(5)被标记的个体需在种群中混合均匀后再进行重捕。(6)种群数量变化期间,两次捕获的间隔时间不能太长。(7)尽可能多地捕获和标记动物以减少误差。标记环、耳钉、涂色、剪趾、剪鳍、植入芯片等误差分析：主要取决于重捕中标记个体数（m）偏大或偏小a.m值变大导致种群数量（N）偏小：如标记物影响了动物的活动能力，或标记物过于明显，使其第二次捕捉时更易被捕到。b.m值变小导致N偏大：①标记物使动物受惊吓，从而不易被捕到。②标记物影响动物的活动能力，使其更易被天敌捕食而减少。③标记物易脱落，从而导致m值变小。④调查期间被标记的动物放回后部分死亡。调查种群数量的其他方法①红外触发相机②微卫星DNA分子标记③动物的声音鲸长臂猿鸮秧鸡东北豹的繁殖能力和鼠的差别有多大？这对于它们的种群数量有哪些影响？东北豹一般每年最多生一胎，通常每胎产仔2～3只，偶尔有产1只或4只的情况。幼豹2～3岁后性成熟。而鼠一年可生数胎，每胎产多只鼠，幼鼠当年即可性成熟。可见东北豹的繁殖能力比鼠弱得多。一般来说，繁殖能力强的种群出生率高，这是它们的种群数量出现较快增长的内因。东北豹负鼠出生率和死亡率出生率：单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比值。死亡率：单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比值。出生率和死亡率是种群密度及数量改变的直接原因出生率和死亡率种群密度出生率>死亡率出生率=死亡率出生率<死亡率增加降低不变迁入率和迁出率单位时间内迁入或迁出的个体数目占该种群个体总数的比率。分别称为迁入率和迁出率。经济建设建保护区生物生存环境恢复生物迁入破坏生物生存环境生物迁出迁入率和迁出率也决定了种群密度的大小,直接影响种群大小和种群密度。迁入率和迁出率种群密度迁入率＞迁出率迁入率=迁出率迁入率＜迁出率

增加降低不变类型增长型稳定型衰退型年龄特征幼年个体多，老年个体少各年龄期个体数比例相当幼年个体少，老年个体多发展趋势出生率＞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＜死亡率，种群密度减少图示衰退型稳定型增长型年龄结构年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例。年龄结构为稳定型的种群，种群数量在近期一定能保持稳定吗？年龄结构为衰退型的种群呢？不一定，因为出生率和死亡率不完全决定于年龄组成，还受到食物、天敌、气候等多种因素的影响。此外，种群数量还受迁入率和迁出率的影响。

年龄结构为衰退型的种群，种群数量一般会越来越小，但是也不排除由于食物充足、缺少天敌、迁入率提高等原因而使种群数量增长的情况。年龄结构通过影响出生率和死亡率来影响种群密度；是预测种群密度变化趋势的主要依据；但是这种趋势不一定能实现。【现学现用】说出以下图示对应的年龄结构类型A_________B_________C_________D_________E_________F_________增长型稳定型衰退型衰退型增长型稳定型性别比例①概念：种群中雌雄个体数目的比例。②类型：雌雄相当型多见于高等动物雌多雄少型多见于人工控制的种群雌少雄多型多见于营社会生活的昆虫注意:这里的雌雄个体指的是具有生殖能力的个体，如工蜂就不计算在内。注意:不是所有种群都有性别比例，如某些雌雄同株的植物。③意义：性别比例通过影响出生率间接影响种群密度。④与实践的联系：利用人工合成的性引诱剂（信息素）诱杀某种害虫的雄性个体，改变了害虫种群正常的性别比例，就会使很多雌性个体不能完成交配，从而使该种害虫的种群密度明显降低。*注意：正常的性别比例是指该种群正常状态下经过长期自然选择形成的的性别比例，并不一定是雌雄相当型思考：为什么改变了种群正常的性别比例，种群密度会明显降低？降低了种群的出生率雌蛾雄蛾性外激素雄蛾奇怪，明明很香，怎么没看到美女啊？人工合成的性外激素1982年我国出生人口性别比例为108.5(以100名女婴所对应的男婴数为结果)2010年我国出生人口性别比例为121.2严重偏离世界人口性别比例的正常值（102~107）预防措施禁止非医学需要的胎儿性别鉴定禁止非医学需要的性别选择性的人工流产启动关爱女孩行动