影响种群数量变化的因素（讲义）

《第1章种群及其动态》教学讲义[高中生物学选择性必修2]第3节影响种群数量变化的因素内容索引知识点总结必会知识一影响种群数量变化的非生物因素必会知识二影响种群数量变化的生物因素必会知识三种群研究的应用题型概括必备技能一影响种群数量变化的非生物因素辨析必备技能二影响种群数量变化的生物因素辨析必备技能三生物因素与非生物因素综合影响种群数量变化必备技能四种群研究的应用练习提升必刷好题必会知识考点梳理拓展延伸易错警示必会知识一影响种群数量变化的非生物因素1．非生物因素：凡是影响出生率和死亡率、迁入率和迁出率等种群重要特征的因素，都会影响种群的数量变化。影响种群数量变化的因素包含非生物因素和生物因素，其中非生物因素包括阳光、温度、水等。(1)水：水是任何生物都不可缺少的组成成分，生物的一切代谢活动都必须以水为介质，水对生物的生存和延续来说是至关重要的。实例：缺水使生物种群数量减少：干旱缺水会使许多植物种群的死亡率升高；动物种群在寻找水源的过程中常常发生个体的死亡。缺水使生物种群数量增加：对于东亚飞蝗来说，气候干旱正是其种群爆发式增长的主要原因，因为蝗虫将卵产在土壤中，土壤比较坚实，含水量在10%~20%时最适合它们产卵。(2)阳光：阳光不仅为生物创造着适于生存的温度条件，而且也为一切生命活动提供了取之不尽的能源。绿色植物只有借助光合作用才能在叶绿体中把从外界吸收的二氧化碳、水和无机物结合成有机物质，一切其他生物，包括所有的动物和人都必须依赖这些有机物质为生，从中获得生长和活动所需要的能量。实例：森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度，即主要取决于林下植物受到的光照强度。(3)温度：温度是一种重要的生态因子，任何生物都是生活在具有一定温度的外界环境中并受温度变化的影响。冰点以下的低温会使生物体内形成冰晶而造成冻害，冰晶的形成会使细胞质膜破裂并使蛋白质失活与变性。高温对动物的有害影响主要是破坏酶的活性和使蛋白质凝固变性等。实例：气温升高对生物种群数量的影响：在温带和寒温带地区，许多植物的种子在春季萌发为新的植株。气温降低对生物种群数量的影响：蚊类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡。非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。例如：春夏时节，动植物种群普遍迅速增长，除气温升高外，日照延长、降水增多也是重要原因。必会知识二影响种群数量变化的生物因素1．随着种群的增长，种群数量的变化除了受到种群内部生物因素的影响外，还受到种群外部生物因素的影响。(1)种内竞争：随着种群的增长，种内竞争会加剧，从而使种群的增长受到限制。例如，在蝌蚪密度大的水中，个体较大的蝌蚪能从肠道分泌有毒物质，使幼小蝌蚪死亡率增加；还有桉树的“自毒现象”等。由此可见，种群具有一定的自我调节机能，是物种生存的一种适应性反应，是维持种群数量相对稳定的重要方式。这说明种群数量变化受到种群内部生物因素的影响。(2)种间竞争：由于双小核草履虫和大草履虫都以一种杆菌为食物，混合培养与单独培养的种群数量的变化结果不同是由种间竞争造成的。如图所示。(3)捕食与被捕食的关系：除顶级捕食者外，每种动植物都可能是其他某种生物的捕食对象，每种动物都需要以其他生物为食。种群数量与食物的丰富与否密切相关：食物匮乏，动物种群会出现出生率降低、死亡率升高的现象；食物丰富，动物种群的出生率升高，死亡率降低，种群数量增加。例如，一片草原上，牧草繁茂，食草动物就多，动物数量的增加，引起牧草衰减，由于牧草衰减，又引起动物数量减少，继而牧草又恢复正常。若过度放牧，则会引起草场退化，进而引起动物种群数量下降。所以要确定草场的合理载畜量，不能超载放牧。(4)有寄生关系的生物：寄生是两种生物在一起生活，一方受益，另一方受害，后者给前者提供营养物质和居住场所。主要的寄生生物有细菌、真菌和原生动物等。2．密度制约因素和非密度制约因素(1)食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的。例如，同样是缺少食物，种群密度越高，该种群受食物短缺的影响就越大，因此，这些因素称为密度制约因素。(2)气温、干旱等气候因素，以及地震、火灾等自然灾害，对种群的作用强度与该种群的密度无关，因此被称为非密度制约因素。例如，在遭遇寒流时，有些昆虫种群不论其种群密度高低，所有个体都会死亡。必会知识三种群研究的应用研究种群的特征和数量变化的规律，在野生生物资源的合理利用和保护、有害生物的防治等方面有重要意义。1．在濒危动物的保护方面：能准确了解该种群的生存状态，预测该种群的数量变化趋势，进而采取合理的保护对策。2．在渔业上：确定合适的捕捞量。中等强度的捕捞(捕捞量在K2左右)3．在有害生物的防治方面(1)在鼠害发生时，既适当采用化学和物理的方法控制现存害鼠的种群数量，又通过减少其获得食物的机会等方法降低其环境容纳量，才能使鼠害得到有效防治。(2)对农林害虫的防治，如果一味依赖喷洒农药的方法，既造成环境污染，又伤及害虫的天敌：有效保护或引入天敌生物，有利于将害虫数量控制在较低的水平。必备技能典例精讲模型秒杀巧思妙解必备技能一影响种群数量变化的非生物因素辨析[例1]种群数量变化受到很多非生物因素的影响。下列相关表述不正确的是(

)A．非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的B．林下光照较弱不会导致所有林下植物的种群数量下降C．气温骤降对某些昆虫种群数量的影响强度与各自的种群密度无关D．非生物因素均通过影响出生率和死亡率进而影响种群数量的变化[答案]D．[解析]A、非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的，A正确；B、不同植物适于在不同的光照下生长，林下光照较弱，不会导致所有林下植物的种群数量下降，B正确；C、温度属于非密度制约因素，气温骤降对某些昆虫种群数量的影响强度与其种群密度无关，C正确；D、非生物因素可能通过影响迁入率、迁出率影响种群数量的变化，D错误；故选D。必备技能二影响种群数量变化的生物因素辨析[例2]下图为研究者构建的某地区“捕食者—猎物”模型(图中箭头所指方向代表曲线变化趋势)，下列叙述错误的是(

)A．该模型可以反映捕食者和猎物的种群数量变化B．N3最可能代表猎物种群的环境容纳量C．P2代表了捕食者种群的环境容纳量D．曲线变化趋势反映了生态系统的负反馈调节[答案]B．[解析]A、该模型属于负反馈调节机制，可以反映捕食者和猎物的种群数量变化，A正确；B、猎物数量在N2处上下波动，所以猎物K值为N2，B错误；C、捕食者数量在P2处上下波动，捕食者K值为P2，C正确；D、从题图数学模型中可以看出，在N1～N2段，猎物数量减少时，捕食者的数量也在减少，但是当捕食者的数量减少到一定程度后，猎物的数量又在不断增加；在N2～N3段，猎物的种群数量增加时，捕食者数量也在增加，但是当捕食者达到一定的程度后，猎物又在不断减少，这种变化趋势反映了生态系统中普遍存在的负反馈调节，D正确。故选B。必备技能三生物因素与非生物因素综合影响种群数量变化[例3]东亚飞蝗为迁飞性，杂食性的农业害虫，喜在坚实的土地中产卵。研究者花费两年时间对某地区气温，降水量变化与东亚飞蝗种群数量变化的关系进行了研究，实验结果如图所示。下列叙述错误的是(

)A．据图可知，气温、降水量都会影响东亚飞蝗的种群密度B．繁殖期人为疏松土壤，通过降低出生率以降低其种群密度C．适当引入与其有捕食、寄生关系的生物可抑制其数量增长D．干旱缺水会使东亚飞蝗因缺乏食物而导致种群数量急剧下降[答案]D．[解析]A、据图分析可知，气温和降水量对东亚飞蝗的种群密度都有影响，A正确；B、东亚飞蝗喜在坚实的土地中产卵，繁殖期人为疏松土壤可降低出生率，从而使东亚飞蝗的种群密度降低，B正确；C、适当引入与其有捕食，寄生关系的生物可抑制其数量增长，C正确；D、气温高，降水量低是东亚飞蝗种群爆发式增长的主要原因。D错误。故选D。必备技能四种群研究的应用[例4]研究种群数量的变化规律以及种群数量变化的因素，对于有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用以及濒危动物种群的拯救和恢复，都有着重要意义。下列有关说法正确的是(

)A．采取措施降低环境容纳量，能从根本上限制有害动物的种群数量B．消灭捕食者，引入被捕食者是保护濒危动物的根本措施C．在田鼠种群数量达到K/2时进行防治，消耗的防治成本最低D．鱼类养殖中，在接近K/2时进行捕捞有利于鱼类的可持续增产[答案]A．[解析]A、采取措施如减少有害动物的食物来源，增加其天敌的数量，破坏其栖息环境等，降低环境容纳量，能从根本上限制有害动物的种群数量增长，A正确；B、建立自然保护区，给濒危动物创造更宽广的生存空间，改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量，是保护濒危动物的根本措施，B错误；C、在种群数量达到K/2前防治，防治成本最低，C错误；D、鱼类养殖过程中，捕捞后的剩余量接近K/2时，有利于鱼类资源的可持续增产，D错误。故选A。必刷好题基础演练能力提升巅峰突破1．下列关于影响种群数量变化因素的叙述，错误的是()A．影响种群数量变化的因素有生物因素和非生物因素B．非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的C．森林中不同植物之间争夺阳光，说明非生物因素对种群数量有影响D．捕食关系、竞争关系都体现了影响种群数量变化的生物因素[答案]C．[解析]AB、影响种群数量的变化的因素包括生物因素和非生物因素，非生物因素中的气候、食物、天敌、传染病等对种群数量变化的影响往往是综合性的，AB正确；C、森林中不同植物之间争夺阳光，体现了种间竞争关系，说明生物因素对种群数量有影响，C错误；D、捕食关系、竞争关系都是生物与生物之间的中间关系，这体现了影响种群数量变化的生物因素，D正确。故选C。2．下图是某藻类在不同环境温度下的种群增长曲线。下列叙述错误的是(

)A．19.8℃条件下该藻类的数量变化符合逻辑斯谛增长曲线B．24.8℃条件下培养，第5天时该藻类数量增长最快C．该藻类的环境容纳量随着环境温度的改变而发生变化D．可以通过提高温度来遏制湖泊中该藻类的大量繁殖[答案]D．[解析]A、观察图形可知，19.8℃条件下藻类个体数量先增加后不变，符合逻辑斯谛增长曲线，A正确；B、24.8℃条件下，第五天时的曲线斜率最大，说明个体数量增加最快，B正确；C、不同温度下所能维持的最大数量不同，所以环境容纳量不同，C正确；D、提高温度不一定可以遏制藻类繁殖，比如温度从提高到24.8℃时，湖中的藻类繁殖更多了，而且给整个湖提高温度，可操作性比较低，D错误。故选D。3．福寿螺为入侵物种，中华鳖可捕食福寿螺成体。有人用中华鳖进行生物防治实验，放养中华鳖后，福寿螺卵块的数量变化如图所示。下述判断正确的是(

)A．中华鳖直接以福寿螺卵块为食B．福寿螺产卵高峰期在7～8月之间C．用中华鳖防治福寿螺，应在6月前处理D．处理组8～9月因高死亡率导致种群数量低[答案]C．[解析]A、由题意可知，中华鳖直接捕食福寿螺成体，而不是以福寿螺卵块为食，A错误；B、从图中对照组曲线变化趋势可知，7月~8月之间福寿螺卵块的数量较少，说明7～8月之间是福寿螺产卵低峰期，B错误；C、中华鳖可捕食成年福寿螺进而降低福寿螺卵块的数量，由题图可知6～7月之间是福寿螺产卵高峰期，故应6月前用中华鳖处理，有效抑制福寿螺种群数量的增长，C正确；D、据题图可知，在8～9月份福寿螺的卵块数量较少，说明福寿螺的出生率较低，进而导致福寿螺的种群密度降低，D错误。故选C。4．鳕鱼是具有较高经济效益的海洋鱼类，鳕鱼是冷水鱼类，其种群数量的变化受多种因素影响，对洋流温度变化敏感。科研人员基于数据构建图示模型，用以预测捕捞强度、网眼大小等人为因素对种群的影响。下列叙述错误的是(

)A．即使没有捕捞，鳕鱼种群数量也不可能无限增长B．网眼大小能够改变鳕鱼种群的年龄结构和出生率C．鳕鱼种群的环境容纳量不会因环境的破坏而改变D．利用温度变化预测某一海域的鳕鱼种群数量变化[答案]C．[解析]A、由于环境阻力的存在，即使没有捕捞，鳕鱼种群数量也不可能无限增长，A正确；B、由曲线图可知，在不同网眼160mm和130mm的条件下，种群数量变化不同，其原因可能是网眼不仅直接影响捕获数量，还改变鳕鱼种群的年龄结构，从而使种群出生率发生变化，从而导致种群数量发生改变，B正确；C、环境容纳量是指环境不被破坏时，特定环境能维持某种群的最大数量，环境容纳量会应为环境的破坏而改变，C错误；D、鳕鱼对洋流温度变化敏感，可利用温度变化预测某一海域的鳕鱼种群数量变化，D正确。故选C。5．生活在某地森林中的猞猁捕食雪兔，研究人员在90多年的时间里，对两者的种群数量进行研究。猞猁和雪兔种群数量变化()A．呈“J”形增长趋势B．受生物因素制约，不受非生物因素影响C．符合循环因果关系D．导致两者的性别比例严重失衡[答案]C．[解析]A、由于有环境条件和食物资源等的限制，猞猁和雪兔种群数量变化呈S形增长趋势，A错误；B、猞猁和雪兔种群数量同时受生物因素制约和非生物因素(如气候)影响，B错误；C、结合分析可知，猞猁和雪兔的种群数量变化存在负反馈调节，即符合循环因果关系，C正确；D、捕食关系不会导致两者的性别比例严重失衡，D错误。故选C。6．某城市卫生部门组织了一次用鼠药灭鼠的活动，基本消灭了该城市居民区的褐家鼠。但灭鼠3年后，该城市又开始出现大量的褐家鼠。灭鼠后7年内该城市褐家鼠的数量变化如下图所示，下列叙述错误的是()A．小鼠的数量呈现非周期性波动，此类型主要发生在成分比较简单的环境B．小鼠的种群增长方式为逻辑斯谛增长，且在转折期种群密度增长最快C．小鼠种群的年龄结构与种群密度无直接关系D．研究种群增长方式可以指导利用和保护资源，防治有害生物[答案]A．[解析]A、小鼠的数量呈现非周期性波动，影响种群数量变动的因素有外源因素和内源性因素，而周期性波动主要发生在成分比较简单的环境，A错误；B、由图可知，小鼠的增长速率先增加后减少为0，种群增长方式为逻辑斯谛增长，即S形，且在转折期，种群数量为环境容纳量的一半，此时种群密度增长最快，B正确；C、年龄结构通过影响出生率和死亡率来影响种群密度，可用于预测种群密度的变化趋势，C正确；D、研究种群的特征和数量变化规律，在野生生物资源的合理利用和保护、有害生物的防治等方面都有重要意义，D正确。故选A。7．荒漠草原是草原向荒漠过渡的一类草原，其中的植被属旱生类型，植物群落主要由旱生小禾草、小灌木与葱属植物组成，可作为羊和骆驼等动物的食物。下列有关叙述错误的是(

)A．该类草原中羊种群数量的变化与环境条件有关，与出生率、死亡率变动无关B．食物不足导致羊种内斗争加剧属于密度制约因素，种间竞争会影响种群数量的变化C．由于阳光、温度和水分等会随着季节发生变化，该类草原的外貌和结构可发生规律性的变化D．该类草原群落的演替过程中，各植物种群的环境容纳量可发生改变[答案]A．[解析]A、羊种群数量除与环境条件有关外，出生率和死亡率也会影响种群数量的变化，即当出生率大于死亡率时，种群数量增加，而当死亡率大于出生率时，种群数量减少，A错误；B、食物不足导致羊种内斗争加剧属于密度制约因素，种间竞争通过影响出生率和死亡率会影响种群数量的变化，B正确；C、由于阳光、温度和水分等会随着季节发生变化，该类草原的外貌和结构可发