必修考点8种群的特征·数量变化

第8讲种群的特征及数量变化第四单元种群和群落考纲解读1.怎样估算种群的密度2.种群的数量特征3.建构种群增长模型的方法4.用数学模型解释种群数量的变化5.关注人类活动对种群数量的影响一、调查种群密度的方法种群在单位面积或单位体积中的个体数称种群密度（种群密度是种群最基本的数量特征）

生活在同一块草地上的全部蒲公英在生态学上称一个____。若该草地有100m2，有没有办法测出该草地上共有蒲公英多少株？种群样方法

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，再求其平均值，即为该种群的种群密度估计值。样方法常用的取样方法五点取样法等距取样法探究结合教材61页“探究”中的方法内容，试调查计算下图中的模拟草地内的蒲公英的种群密度是多少，并讨论下列有关问题：10m10m模拟草地中的蒲公英3.种群密度调查方法（1）估算植物种群密度常用方法——样方法①样方大小：一般以

的正方形为宜。②取样方法：

取样法和

取样法等。③测量方法：在被调查种群的分布范围内，

选取若干样方，计算出所有样方种群密度的

作为种群的种群密度估计值。

1m2五点等距随机平均值2.样方法中的取样原则和计数原则应该是什么？

答案（1）取样原则：随机取样，不能掺入主观因素；样方数量、面积适当。（2）计数原则：计上不计下，计左不计右。即只要计数样方内部和相邻两边及夹角的个体均正确，如下图（涂黑处为所计数个体，现取右、下两边）：（2）样方大小的确定：①视被调查的植被类型而定。温带地区样方的大小，一般地说，乔木为100m2，灌木为16m2，草本为1m2.②视被调查的对象分布情况而定。一般地说，对于分布不规则的种群，多个小样方取样比少数大样方取样效果好。样方的选取（1）样方数目的确定：取样多少随调查地段的总体面积而定。总体面积大，选取的样方宜多些；总体面积小选取的样方数可少些。样方的数量太少，其统计结果的误差可能就较大；一般地说，选取的样方越多，求得的种群密度赿接近实际值。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在统计样方中个体数量时，遇到的问题之一是边缘效应，即如何处理样方边缘上的个体。一般而言，样方顶边、左边及左角处的个体统计在内，其他边缘不作统计（即只计样方相邻两条边及其夹角处的个体）。对于悬殊大的样方应除去，然后取平均值种群密度的取样调查方法很多，某同学采用样方法对一种植物进行记数，下面是其中一个样方中该植物的分布情况，对样方中该植物进行计数时，应记录的数目是A．5个B．7个C．11个D．9个D6.我国生态工作者对某草原进行调查时，将不同调查面积的物种数量进行了统计，结果如下：

调查面积cm210×1020×2040×4080×8090×90100×100110×110120×120130×130140×140物种数量3569111313131313某同学根据该表，调查草原中某种双子叶草本植物种群密度时，设计如下调查步骤：

①选取40cm×40cm为最佳样方面积。②在该物种分布较密集的地方取5个样方。③计数每个样方内该植物的个体数。若计数结果由多到少依次为N1、N2、N3、N4、N5，则将N3作为种群密度的估计值。请指出以上设计步骤中的错误并加以改正。①选取的样方面积不对。应选取物种数量达到稳定的地方，最小面积为100cm×100cm②取样方法不对。应在草原中随机取样③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标志重捕法问题对活动范围大的鹿能否用样方法进行调查

在被调查种群的活动范围内，捕获一部分个体，做上标记（M）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（m）占总个体数（n）的比例，来估计种群的密度。即该种群的个体数=M×nmN2:举例：先捕获39只鼠并标记，一段时间后，再重捕34只，其中一标记的为15只，那么根据公式，该地段原有总鼠数为39X34／15＝88只1:应用范围：活动能力强、活动范围大的动物(鼠、鸟、兔）4:标志重捕法调查种群密度时要注意：标记物和标记方法必须对动物的身体不会产生寿命和行为的伤害；标记符合必须能够维持一定的时间，在调查研究期间不能消失。3:标志重捕法的前提条件是未标志和被标志个体有同样的被捕机会，而且在调查期间，没有个体出生、死亡、迁入、迁出等例2下列关于种群密度调查的叙述中，合理的是（）

A.宜选择蔓生或丛生的单子叶植物作为调查对象

B.宜采用样方法调查活动能力强的高等动物的种群密度

C.取样的关键是要做到随机取样

D.种群密度能准确反映种群数量的变化趋势

解析蔓生或丛生单子叶植物不易计数，而活动能力强的高等动物一般宜采用标志重捕法调查种群密度。取样应随机取样，种群密度只能大致反映种群数量的变化趋势。C练习:标志（记）重捕法”是动物种群密度调查中的一种常用取样调查法：在被调查种群的生存环境中，捕获一部分个体（M）全部进行标记后释放，经过一段时间后进行重捕，根据重捕中标记个体数（m）占总捕获数（r1）的比例，估计该种群的数量（N）。某研究机构对我国北方草原一种主要害鼠—布氏田鼠进行了调查。调查样方总面积为2hm。（1hm2=10000m2），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／只雌性个体数雄性个体数初捕32321418重捕36418181）假定重捕取样中标记比例与样方总数中标记比例相等，写出样方中种群总数（N）的计算公式

。（2）该草地布氏田鼠的平均种群密度为

只／hm2。事实上田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，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

。（3）综合两次捕获情况，该田鼠种群的性别比例（♀／♂）为

。（4）在上述调查的同时，还对样方中布氏田鼠的洞口数进行了调查（假设样方中只有这一种鼠），平均每100m2有3．6个洞口，洞口数与田鼠数的比例关系为

。N=Mn／m

144大18／9（或32／362．5：1二、出生率和死亡率

出生率是指在单位时间内新产生的个体数占该种群个体总数的比率。

死亡率是指在单位时间死亡的个体数占该种群个体总数的比率。

出生率大于死亡率时，种群密度增大。三、迁入率和迁出率

一个种群在单位时间内迁入和迁出的个体，占该种群个体总数的比率分别称迁入率和迁出率。四、年龄组成和性别比例

种群中的年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例。老年个体成年个体幼年个体

增长型

稳定型

衰老型

性别比例是指种群中雌雄个体数目的比例。调查种群密度的方法小结样方法标志重捕法影响种群密度的因素出生率和死亡率直接影响种群密度的重要因素迁入率和迁出率直接影响种群密度年龄组成预测种群密度变化的重要因素性别比例一定程度的影响种群的密度种群的特征图甲和图乙为某种生物种群的年龄组成曲线，如不考虑其他因素，种群1和种群2未来个体数量的发展趋势是A.衰退型和增长型B.增长型和衰退型

C.稳定型和衰退型D.稳定型和增长型B下列选项中，不属于对种群数量特征描述的是A.我国的人口将逐渐进入老龄化阶段B.2003年，广东省人口的出生率为1.329%C.橡树种子散布能力差，常在母株附近形成集群D.由于薇甘菊入侵，松树种群死亡率较高C研究种群数量变化的方法及在实践中的应用利用人工合成的性引诱剂，能使害虫的种群密度明显降低，其原理是它能（）A．破坏害虫种群正常的性别比例B．抑制害虫生殖器官的发育和配子的形成C．杀死幼小害虫个体D．诱杀害虫的雌性个体，减少排卵【解析】性引诱剂干扰雌雄害虫的正常交尾从而降低出生率，或性引诱剂诱杀雄性个体，使性别比例改变，这是生物防治害虫的方法之一。【答案】A11．（广东A卷）下列叙述中，不属于种群空间特征描述的是A．斑马在草原上成群活动B．每毫升河水中有9个大肠杆菌C．稗草在稻田中随机分布D．木棉树在路旁每隔5米种植B种群数量的变化

在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min分裂繁殖一代。

1.n代细菌数量的计算公式是____________2.72h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是_______3.在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？______如何验证你的观点：__________________________。Nn=2nN=2216不会可用实验计数法进行验证五、建构种群增长模型的方法数学模型：用来描述一个系统或性质的数学形式。

数学方法的介入，使我们对大自然有了更多的认识。数学模型在生物学中也越来越表现出强大的生命力，它通过建立可以表述生命系统发展状况等的数学系统，对生命现象进行量化，以数量关系描述生命现象，再运用逻辑推理、求解和运算等达到对生命现象进行研究的目的。孟德尔遗传定律，就是经典的应用数学模型的光辉范例。研究实例研究方法细菌每20分钟分裂一次观察研究对象，提出问题在资源和空间无限的环境中，细菌种群的增长不受影响的情况下提出合理的假设根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达Nn=2n通过进一步实验或观察等对模型进行检验或修正观察、统计细菌数量，对自己建立的模型进行检验或修正

在理想状态下，细菌每20分钟分裂一次。请填下表，并根据表中数据，绘出细菌种群的增长曲线。时间20406080100120140160180细菌数量六、种群增长的“J”型曲线

自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标，曲线则大致呈“J”型。某岛屿环颈雉种群数量的增长“J”增长的数学模型模型的假设：

在食物和空间条件充裕、气候适宜，没有天敌等理想条件下，种群的数量每年以一定的倍数增长，假设第二年的数量是第一年的λ倍建立模型：一年后种群数量为：Nt=N0λt问题“J”型增长能一直持续下去吗？

自然界的资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，以该种群为食的动物数量也会增加，从而使种群的出生率下降，死亡率增高。当死亡率增加到与出生率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。

将5个大草履虫放在培养液中培养，每隔24小时统计一次草履虫的数量，绘出如右图的坐标图（到第五天以后基本维持在375个左右）。种群个体数大草履虫种群的增长曲线K=375

种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线称七、种群增长的“S”型曲线

在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量成为环境容纳量，又称K值。问题：种群数量达到K值时，都能在K值维持稳定吗？

环境条件的改变，K值也随之发生改变，即改善环境条件可使K值增大，如环境条件受到破坏，则K值将会减小。K时间种群增长率t1t2t0T1对应K/2

值时，t2对应K值种群增长的“S”型曲线中，种群数量为0→K/2时，增长率逐渐增大，种群数量为K/2时，增长率最大，种群数量为K/2→K时，增长率逐渐降低，当种群数量为K值时，增长率为零，此时出生率等于死亡率，将停止增长并在K值左右保持相对稳定。AVK/2在对待野生动、植物资源的合理开发和利用方面，一般将种群数量控制在K/2值，此时种群增长率最大，可提供的资源数量也最多，而且又不影响资源的再生。当过度捕猎导致种群数量小于K/2值时，种群增长率减慢，获取的资源数量将减少，而且还会影响资源的再生。当种群数量大于K/2值时，种群增长率开始下降。所以在开发野生动、植物资源时，种群数量大于K/2时就可以捕猎一定数量的该生物资源，且捕猎后该种群数量应控制在K/2值。从环境容纳量（K值）的角度思考：（1）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。（2）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施？可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，如将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。八、种群数量的波动和下降

在自然界，影响种群数量的因素很多（如气候、食物、天敌、传染病等），因此大多数种群的数量总是在波动中；在不利的条件下，种群数量还会急剧下降甚至消亡。

如东亚飞蝗种群数量在20世纪中的波动情况种群数量年份种群数量增长的“J”型曲线与“S”型曲线的比较J型曲线S型曲线存在条件

倍增率/增长率有无K值理想条件

自然条件(有限环境中）

稳定不变

先上升后下降(增长率)

无有种群数量下图表示某种鱼迁入一生态系统后，种群数量增长速率随时间变化的曲线。下列叙述正确的是A.在t0～t2时间内，种群数量呈“J”型增长

B.若在t2时种群的数量为K，则在t1时种群的数量为K/2C.捕获该鱼的最佳时期为t2时D.在t1～t2时，该鱼的种群数量呈下降趋势B

研究种群数量的变化规律，对于野生资源的利用和保护有重要意义，下图是某海域野生鱼类在实施了休渔保护后的种群增长曲线，下列说法错误的是A.为了获得最大捕捞量，捕捞后种群数量应该保持在b点附近范围所代表的水平上

B.该种群增长速率最快的点是b点，环境阻力最大是在8年以后C.休渔能够很好的促进该种群数量的恢复，使该种群数量持续增长D.适当的捕捞有利于该鱼类更新，有利于该种群的生C（09安徽卷）3．用牛奶瓶培养黑腹果蝇，观察成虫数量的变化，结