影响种群数量的因素
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第3节影响种群数量变化的因素一、单选题1.下列不属于影响种群数量变化的非生物因素是()A.光照B.水分C.温度D.捕食者D【解析】影响种群数量变化的因素:食物、天敌、流行性传染病、气候、季节、降水等。
2.利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体,该害虫的种群密度将明显减小,其原因是()A.雄性个体数量减少,使雌虫失去生殖能力B.成虫大量迁出,使幼虫个体数量减少C.种群的性别比例失调使种群的出生率下降D.受人工合成的性引诱剂的影响,雌性个体数量立刻减少C【解析】昆虫的交配求偶就是通过性信息素的传递来实现的。
所谓性信息素是指雌虫分泌到体外以引诱雄虫前去交配的微量化学物质。
根据这一原理,利用高新技术,人工合成信息素即性引诱剂,制成对同种异性个体有较大吸引力的诱芯,结合诱捕器(水盆式、粘胶式)配套使用。
在田间释放后,形成“假姑娘”(性引诱剂)引来“真小伙”(田间的雄虫),从而使得种群的性别比例失调,大幅度降低产卵量和孵化率(出生率),达到防治害虫目的。
3.下图是某种群数量增长的曲线,下列有关叙述不正确的是()A.该曲线近似于S型增长曲线B.种群数量达到K值后,会随环境条件变化而上下波动C.K值是环境条件所允许达到的种群最大数量D.种群数量达到K值后固定不变D【解析】种群经过一定时间的增长后,数量趋于稳定的增长曲线,称为“S”型曲线。
在一定的环境中,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称为环境容纳量,又称K值。
4.关于种群的增长,下列表述正确的是()A.引入到新环境的种群,一定时间内都能呈“J”形增长B.在环境条件变化的情况下,种群数量都会在K值附近波动C.在环境条件不变的情况下,种群的增长都有在K值上下维持稳定的趋势D.自然界的种群增长到一定程度都会在K值保持稳定,因此,都呈“S”形增长C【解析】“J”型曲线:指数增长函数,描述在食物充足,无限空间,无天敌的理想条件下生物无限增长的情况。
第3节影响种群数量变化的因素【学习目标】1.举例说明阳光、温度和水等非生物因素以及不同物种之间的相互作用都会影响生物的种群特征。
2.基于种群数量的不同变化特征,运用比较、归纳和系统分析等科学思维方法,阐明影响种群数量变化的非生物因素和生物因素,认同种群数量变化受到内因和外因的影响,外因通过内因起作用。
3.利用种群间存在的循环因果关系,尝试从近期效应和长远效应两个方面分析或探讨在渔业捕捞等方面可采取的有效措施。
【课前学习】一、影响种群数量变化的因素1.非生物因素(1)种类:在自然界,种群的数量变化受到_________、温度、水等非生物因素的影响。
(2)特点:非生物因素对种群数量变化的影响往往是_________。
例如,春夏时节,由于气温升高,日照延长、降水增多等重要原因,动植物种群数量会迅速_________。
2.生物因素(1)种群内部因素:随着种群的增长,_________会加剧,从而使种群的增长受到限制。
(2)种群外部因素①捕食:除_________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,如果_________,动物种群会出现出生率降低、死亡率升高的现象。
②竞争:森林中不同植物竞争阳光和_________,草原上非洲狮与猎豹竞争猎物。
③寄生:作为_________的动物被寄生虫寄生。
④细菌或病毒引起____________,也会影响种群的出生率和死亡率等特征,进而影响种群的数量变化。
二、种群研究的应用1.濒危动物的保护通过调查获知种群密度、出生率和死亡率、性别比例、_________等特征,以及影响该种群数量变化的因素,才能了解该种群的生存状态,_________该种群的数量变化趋势,进而采取合理的保护对策。
2.渔业捕捞量的确定中等强度的捕捞(捕捞量在_________左右)有利于持续获得较大的鱼产量。
3.有害生物的防治(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_________,才能使鼠害得到有效防治。
种群数量的变化知识点总结随着人类的不断发展,对于自然环境的了解也变得越来越深刻。
其中一个重要的自然现象就是生物种群数量的变化。
学习这个知识点可以帮助我们更好地了解自然环境,并且能够更好地保护我们的生态系统。
本文将对种群数量的变化知识点进行总结。
一、种群数量的变化因素种群数量的变化会受到多种因素的影响。
其中,最主要的因素包括以下几个方面:1.资源变化:种群数量的增长与资源供应之间存在着紧密的关系。
如果资源丰富,那么种群的数量就很可能会增加。
反之,如果资源匮乏,那么种群数量就可能会下降。
2.竞争关系:不同个体之间在获取资源时会存在竞争关系。
如果某些种群中存在强竞争关系,那么种群数量就很可能会下降。
3.环境变化:生物种群的生存环境会随着环境变化而发生变化。
如果环境发生大规模变化,那么种群数量就可能会受到很大的影响。
4.天敌的存在:许多生物都有天敌。
如果生物种群中的天敌数量增加,那么种群数量就可能会受到很大的影响。
5.人类活动:人类活动对自然环境的影响非常大。
如果人类活动破坏了生物种群的生存环境,那么种群数量就可能会下降。
二、种群数量的变化模式种群数量的变化模式是指,在不同情况下,种群的数量变化趋势。
从数量变化的趋势上,有以下几种模式:1.指数增长:如果种群的存活条件良好,那么种群数量就可能会呈指数增长的趋势。
在这种情况下,种群数量会以极快的速度增加,直到资源供应达到饱和状态,种群数量才会停止增长。
2.稳定状态:如果资源供应与种群数量之间的关系达到平衡,那么种群数量就会保持在一个稳定状态。
在这种情况下,种群数量的波动较小,而数量变化的趋势则相对稳定。
3.震荡性波动:在某些情况下,种群数量的变化趋势可能会呈现震荡性波动。
这种变化模式通常发生在连续的不稳定因素的作用下,例如资源改善和人类干扰间的矛盾。
4.种群数量的下降:在某些情况下,种群数量会不断下降。
例如环境恶化、天敌增加、人类活动等等因素都可能导致种群数量的下降。
高二生物种群数量的变化知识点在生物学中,种群数量的变化是一个重要的研究内容。
种群数量的变化对于生态系统的平衡和生物进化起着至关重要的作用。
本文将介绍一些关于高二生物学中种群数量变化的知识点。
一、种群数量的基本概念种群是指在同一地理空间中个体相互联系、相互依赖、相互影响而构成的一组生物个体。
种群数量的变化是指在一定时间内,种群中个体数量的增加或减少的过程。
二、种群数量变化的原因1. 出生率和死亡率:种群数量的变化主要与出生率和死亡率直接相关。
出生率高意味着新个体的加入,死亡率高则意味着个体的减少。
2. 迁移:个体的迁移可以引起种群数量的变化。
迁入个体数多于迁出个体数,种群数量将增加;反之,种群数量将减少。
3. 竞争与资源:个体之间的竞争与资源的可获得性直接影响种群数量的变化。
竞争激烈时,种群数量可能减少;资源充足时,种群数量可能增加。
三、种群数量变化的模式1. 等时间间隔增长:某些种群在一定时间内增加的数量相等或大致相等,呈现出直线的增长模式。
2. 对数增长:种群数量的增长速度最初很快,随着时间的推移逐渐变慢,形成对数曲线。
3. 饱和增长:种群数量在达到资源的可承载极限后不再增加,形成平台状的增长模式。
4. 周期性变化:某些种群的数量会出现周期性的波动,如兔子和狼的数量相互影响,形成周期性的变化。
四、环境对种群数量变化的影响环境是种群数量变化的重要因素,以下是几个与环境相关的知识点:1. 温度和湿度:温度和湿度的变化会直接影响生物个体的繁殖和生存状况,进而影响种群数量的变化。
2. 光照条件:光照条件的变化会影响植物的光合作用和动物的生物钟,从而直接或间接地影响种群数量的变化。
3. 生态位:生态位是种群在生态系统中的角色和资源利用方式,不同种群之间的生态位差异会影响它们的种群数量变化。
4. 自然灾害:自然灾害如地震、洪水等会对生物个体和种群造成巨大的威胁,从而导致种群数量的急剧减少。
五、种群数量变化的意义种群数量的变化对生态系统具有重要的意义:1. 生态平衡:种群数量的变化是生态系统中物种之间相互制约的重要因素,维持着生态系统的平衡。
第3节影响种群数量变化的因素◆教学目标1.举例说明阳光、温度、水等非生物因素对种群数量变化的影响。
2.举例说明不同物种之间的相互作用对种群数量变化的影响。
3.阐明种群研究在实践中的应用。
◆教学重难点【教学重点】非生物因素和生物因素对种群数量变化的影响。
【教学难点】非生物因素和生物因素对种群数量变化影响的综合性。
◆教学过程【新课引入】教师展示草原四季变化的图片。
引导学生思考:➢导致这些植物种群数量出现季节性变化的主要环境因素是什么?提示:阳光、温度、水等非生物因素。
教师展示常绿植物冬青卫矛的图片,引导学生思考:➢这些常见的绿化植物会出现季节性变化吗?提示:学生根据常识容易答出这些植物不会出现季节变化。
教师再次引导学生思考:➢为什么它们的种群数量不受阳光、温度和水等非生物因素的影响?提示:园林绿化树种经常人为修剪,人为提供水分,冬季进行防护,所以其种群数量很稳定。
【设计意图】通过自然生长的植物与人为干预下的绿化植物两种状态下的植物生长状况进行对比,培养学生辩证的思维方法。
生物现象来源于生活,通过这个例子也可以让学生更关注生活中的生物现象。
教师引导学生思考:➢草原植物种群的数量变化对当地动物种群的出生率和死亡率有什么影响?提示:春夏时节,草木繁茂,植食性动物食物充足,出生率提高,死亡率降低;秋冬时节则相反。
植食性动物种群数量的变化,又会影响肉食性动物的出生率和死亡率。
➢动植物种群数量的变化还与什么因素有关呢?教师展示银杏树的图片,银杏树经常容易被病菌感染生茎腐病。
提示:动植物种群变化还与其天敌、竞争者、寄生者等有关。
【过渡】在我们上述所谈的因素中,哪些属于生物因素?哪些属于非生物因素呢?这就是我们本节课的重点内容。
【新知讲解】一、非生物因素【学生活动】阅读课本13页思考讨论中的内容,并将表格中的数据绘制成曲线图。
观察曲线图思考:1.影响该地草本植物种群密度的非生物因素是什么?提示:阳光。
2.在同样的非生物因素的影响下,刺儿菜的种群密度变化与一年蓬、加拿大一枝黄花的有较大差异,这是为什么?提示:不同种植物对光照条件的适应性是有差异的。
第3节影响种群数量变化的因素新课标核心素养1.概述影响种群数量变化的因素,讨论这些因素是如何影响种群特征的。
2.简述研究种群的数量变化在保护濒危物种、防治有害生物等方面的应用。
1.生命观念——基于对种群特征和影响种群数量变化因素的了解,阐明种群数量变化受到内因和外因的影响,外因通过内因而起作用。
2.社会责任——基于对生物学过程中存在循环因果关系的认识,尝试从近期效应和长远效应两个方面分析或探讨人类活动对种群及环境的影响。
知识点(一)|影响种群数量变化的因素1.非生物因素(1)阳光:如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。
(2)温度:如蚊类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡,这主要受气温降低的影响。
(3)水:如对于东亚飞蝗来说,气候干旱是其种群爆发式增长的主要原因。
2.生物因素(1)种内因素:种内竞争。
(2)种间因素:①种间竞争:如森林中的不同植物竞争阳光和养分。
②捕食:如非洲狮杀死猎豹的幼崽。
③寄生:如作为宿主的动物被寄生虫寄生。
(1)种群的出生率和迁入率直接决定种群密度(×)(2)林冠层的郁闭度越大,林下植物获得的光照强度越大(×)(3)非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的(√)(4)双小核草履虫和大草履虫之间为捕食关系(×)(5)食物短缺属于非密度制约因素(×)1.(生命观念)影响种群数量变化的非生物因素有哪些?举例说明非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。
提示:阳光、温度、水分等。
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。
2.(科学思维)生物因素是怎样影响种群的数量变化的?(结合种群特征分析)提示:主要通过影响出生率和死亡率等特征影响种群数量变化的。
3.(科学思维)竞争关系只是不同种群对于食物资源的争夺吗?为什么?根据课本P14资料1说一说大小草履虫竞争的结果是什么?提示:不是。
种群增长和环境负载能力在没有人为干扰的稳定的自然环境中,各个种群在物理因素和生物因素的制约下,出生率和死亡率一般说来是平衡的,因此种群的体积(个体数)是稳定的。
但是,如果没有环境因素的制约,如在实验室中,给以充分的食物和其他条件,来培养单一的生物如细菌或原生动物等,就可看出,生物的出生率多是大于死亡率的。
在有充分的食物供应,并且没有其他生物与之竞争的适宜环境中,种群的增长是直线上升的。
细菌的繁殖速度很快,如果它的生长繁殖不受限制,一个细菌36h就可产生出2108或1023个后代,这是一个天文数字。
象的繁殖是很慢的。
但是,按达尔文的估计,一对象,如果保证食物和其他条件,在没有其他生物或天敌为害的情况下,740年~750年后就可繁殖成19 000 000头的巨大种群。
这些事例都表明,种群是具有巨大的生产潜力的。
但是,尽管物种具有如此巨大的增长潜力,在自然界中,种群却不能无限制地增长。
因为,随着种群数量的增长,制约因素的作用也在增大。
种群密度增高会引起传染病流行而使死亡率增加,捕食者也会因捕食对象增多而更多捕食,而更重要的是食物的供应将越来越不足,所以在自然界,种群总是在增长到一定限度后,增量和减量的差异逐渐消失而达到平衡。
在自然环境中所有生物的种群增长曲线不是直线而是一个S形曲线(见图),即开始时经过一个适应环境的延滞期后,即进入指数增长期(即个体呈指数增长),然后增长速度变慢,最后增量和减量相等,种群不再增长而达到最高密度的稳定期。
这时种群的密度是环境所能负担的最高密度,即环境的满载量,或负载能力(carrying capacity)。
种群的指数增长可用下式表示:其中dN/dt为种群的生长速度,也即在一定时间中个体数的变化;N为种群原有的个体数;t为时间;r为增长率,在这里即出生率减去死亡率。
也可写成下式:其中Nt为t时间后的数量,n0为开始时的数量,r 为增长率,t为时间,e为自然对数的底。
这一公式可用来预测在某一时间种群增长的数量。
在实验室内培养酵母、草履虫等单细胞生物,就可得到种群指数生长的曲线,如见图A。
但是继续生长下去,酵母或草履虫等的生长速度就要因食物不足等因素的制约而减慢下来,最后生长停止而达到了环境的满载量,如见图B所示。
种群生长全过程的S形曲线称为逻辑斯蒂曲线(logistic curve)。
它的数学公式是其中r为增长率,N为某一时间原有的个体数,K为负荷能力或满载量,即环境所能接受的种群量。
K—N为种群在某一时间的数量与满载量之差,表N值很小时(如开始接种酵母时,酵母很少),种群生长快。
当N值达到K/2时,种群减速增长。
当种群密度很高时,即N值很大时,接近于K 时,在自然界多数生物都已达到平衡的稳定期,种群数量一般不再增长,只有波动或变动。
这种波动或变动乃是由于出生率和死亡率的变动所致。
逻辑斯蒂曲线有实际意义。
例如灭鼠时,如果我们只采取杀死老鼠这一个办法,有时效果反而适得其反。
因为如果我们杀死了一半老鼠,存活的老鼠反而降到指数生长期的数量,因而老鼠将按指数增长,很快就恢复到原来数量。
更有效的灭鼠办法是既杀死老鼠,又清除垃圾,严密储存食物,使环境的负载能力降低,这就根本上限制了老鼠的种群数量。
又如捕捞鱼虾,如果“竭泽而渔”,使鱼虾数量大减,降到指数生长期以下,鱼虾就要经过相当长的延滞期才能进入指数生长期。
种群数量的调节前面讲到,世界上的生物种群大多已达到平衡的稳定期、这种平衡是动态的平衡。
一方面,许多物理的和生物的因素都能影响种群的出生率和死亡率,另一方面,种群有自我调节的能力,通过调节而使种群保持平衡。
1.密度制约因素和非密度制约因素影响种群个体数量的因素很多。
有些因素的作用是随种群密度而变化的,这种因素称为密度制约因素。
例如,传染病在密度大的种群中更容易传播,因而对种群数量的影响就大,反之,在密度小的种群中影响就小。
又如,在密度大的种群中竞争强度比较大,对种群数量的影响也较大,反之就较小。
有些因素虽对种群数量起限制作用,但作用强度和种群密度无关。
气候因素就是这样,刮风、下雨、降雪、气温都会对种群的数量产生影响,但这种因素起多大作用与种群密度也是无关的,这类因素称为非密度制约因素,无论是密度制约因素还是非密度制约因素。
它们都是通过影响种群出生率、死亡率或迁移率而起着控制种群数量的作用。
2.密度制约因素的反馈调节生物种群的相对稳定和有规则的波动和密度制约因素的作用有关。
当种群数量的增长超过环境的负载能力时,密度制约因素对种群的作用增强,使死亡率增加,而把种群数量压到满载量以下。
当种群数量在负载能力以下时,密度制约因素作用减弱,而使种群数量增长。
现举几例说明这种反馈调节。
(1)食物旅鼠(Lemmas)过多时,它们在草原大面积地吃草,草原植被遭到破坏,结果食物缺乏(加上其他因素,如生殖力降低,容易暴露给天敌等)。
种群数量从而减少,但数量减少后,植被又逐渐恢复,旅鼠数量也随着恢复过来(见图)。
(2)生殖力生殖力也受密度的影响,池塘内的椎实螺在低密度时产卵多,高密度时产卵就少。
大山雀在英伦三岛的林区,每窝产卵数随密度的大小而减少或增多。
这个效果也可能是由于密度高时食物缺少或某些其他因素的作用所引起的。
(3)抑制物的分泌多种生物有分泌抑制物来调节种群密度的能力。
蝌蚪密度高时产生一种毒素,能限制蝌蚪的生长,或增加蝌蚪死亡率。
在植物中,桉树有自毒现象,密度高时能自行减少其数量。
细菌也有类似的情况:繁殖过多时它们的代谢物就将限制数量的再增加;密度降低时,这些代谢产物少,就不足以起抑制作用,因而数量又能上升。
(4)疾病、寄生物等是限制高密度种群的重要因素种群密度越高,流行性传染病、寄生虫病越容易蔓延,结果个体死亡多,种群密度降低。
种群密度低了,疾病反而不容易传染了,结果种群密度逐渐恢复。
3.非密度制约因素的作用生物种群数量的不规则的变动往往同非密度制约因素有关。
非密度制约因素对种群数量的作用一般总是很猛烈的,灾难性的。
例如,我国历史上屡有记载的蝗灾是由东亚飞蝗(Locusta migra-toria manilensis)引起的。
引起蝗虫大发生的一个物理因素是干旱。
东亚飞蝗在禾本科植物的荒草地中产卵,如果雨水多,虫卵或因水淹或因霉菌感染而大量死亡,因而不能成灾,只有气候干旱蝗虫才能大发生,所以我国历史上连年干旱常同时伴随虫灾。
物理因素等非密度制约因素虽然没有反馈作用,但它们的作用可以为密度制约因素所调节,即可以通过密度制约因素的反馈机制来调节的。
当某些物理因素发生巨大变化(如大旱、大寒)或因人的活动(如使用杀虫剂)而使种群死亡率增加,种群数量大幅度下降时,密度制约因素如食物因素就不再起控制作用,因而出生率就得以上升,而种群数量很快就可恢复到原来的水平。
研究生物种群数量变动的规律和影响数量变动的因素,特别是种群数量的自我调节能力,就有可能制定控制种群数量的措施,对种群数量变动进行预测预板,为生产服务(如制定防治害虫的规划,对害虫、害兽发生的测报,以及决定狩猎与采伐的合理度等)。
种群数量变动的因素在自然界,决定种群数量变动的基本因素是出生率和死亡率,以及迁入和迁出等。
出生和迁入使种群数量增加,死亡和迁出使种群数量减少。
如果增量大于减量,种群数量则增加,相反时则减少,如果增量与减量相等,则维持不变。
1.出生率与死亡率种群出生率(natality)是种群在单位时间内所出生的后代个体的百分数。
例如,在一个有1000个个体的种群中,一年内出生了200个后代,这个种群的年出生率就是20%。
理论上最大的出生率等于种群的繁殖力或繁殖潜能,即在理想的最适条件下种群不受外界因素限制时的出生率。
但事实上,永不可能有理想的最适条件。
并且由于生存竞争等的存在,繁殖力总要受到多方面的抑制。
例如,由于竞争而出现的食物缺少以及气候的变动等都能影响生殖力(如影响卵的发育)。
因此不是所有的个体都能产最多的卵,也不是所有的卵都能孵化或长成成体。
所以实际的出生率或称生态出生率(ecological natality)总是低于理想的最大出生率的。
出生率的大小与性成熟的速度、胚胎发育所需的时间,每胎的卵或幼仔数以及每年繁殖的次数等有关。
各种生物的生殖力有很大的差异。
一般说来,低等动物的生殖力都高于高等动物。
死亡率(mortality)是种群在单位时间内死亡个体占种群总个体数的百分数。
理论上最小的死亡率是指只有年老而自然死亡时的死亡率。
但实际死亡率或生态死亡率(ecological mortality)总是远远大于最小死亡率。
因为种群中大多数个体不可能都生活到它的生理寿命,总是要因疾病、饥饿、冻死、被捕食以及各种意外事件而夭折,这些都造成死亡率的增加。
一般说来,种群密度增加时,死亡率一般也增大。
当然,个体的寿命是决定死亡率的一个重要因素。
各种生物的寿命也有很大的不同。
昆虫多数是几天到几十天死亡,有的树木可以活几千年。
死亡对种群来说不一定是坏事,这必须与出生率联系起来一同看待。
因为一些个体死亡了,在种群中留下空隙让出生的一些新个体来取代。
这样的种群往往生活力更强。
具有高死亡率、寿命短、但具有强生殖力的种群往往比一个长寿命的种群有更大的适应能力。
物理因素能影响出生率和死亡率。
例如,一次寒冬的低温可以引起大量越冬昆虫的死亡,而一个适合的气候条件则可招致害虫的大发生等。
2.其他作用因素除出生率和死亡率外,种群结构本身的特点如性比、年龄分布等,也都能影响种群数量。
种群中如果雌性个体多的种群出生率显然要比雄性个体多的种群高。
年龄分布也一样,生长快的种群,年轻个体多;衰退的种群中,老年个体多;稳定的种群具有比较均匀的年龄分布。
所以可以由每一种群内年龄组的相对分布来说明该种群的数量的增长趋向。
动物的行为如扩散、聚集与迁移等可间接影响种群数量。
例如,扩散使种群密度下降,因而使对种群密度起作用的控制因素(如疾病的传染、食物竟争、生殖力降低等)不起作用,种群得以继续增长数量。
相反,聚集使密度增加,因而对密度起作用的控制因素起了作用,抑制了进一步增长,甚至于增加死亡率。
迁出、迁入与扩散、聚集的作用是一样的。
所以种群数量对于多数生物来说,虽然可以达到稳定,但从来不可能是完全稳定不变的,因为自然界中永远存在着上述的各种物理的和生物的因素。