高中生物 4.1种群的特征课件 新人教版必修3.ppt

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 2 对种群概念的理解 1 两个要素 同种 和 全部 2 两个条件 时间 和 空间 3 两个功能 种群是生物繁殖的基本单位 种群是生物进化的基本单位 一定的空间 这个空间内的同种生物与外界的个体隔离 一种生物的全部个体 个体之间相互联系 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 种群的密度 单位空间内 面积或体积中 个体的数量称为种群密度 个 m2 km2 m3 校园里广玉兰的种群密度 校园内广玉兰的数量 校园面积 1 概念 种群最基本的数量特征 2 特点 不同物种的种群密度往往差异很大 例 在我国某地的草原上 大象 狮子 土狼和斑马的种群密度个不相同 同一物种的种群密度在不同环境条件下也有差异 例 一片农田中的东亚飞蝗 在夏天种群密度较高 在秋末天气较冷时则降低 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 调查种群密度的方法 步骤 样方法 调查草地中某双子叶植物的种群密度 确定调查对象 取样 计数 计算 确定要调查的种群是哪一种双子叶植物 确定样方数目 样方大小和取样方法 计数每个样方内所调查种群的数量 求各样方的平均值 取样 样方的多少会影响调查结果吗 会 一般来说样方数越多 调查结果越准确样方多大适宜 草本植物样方的大小以1m2的正方形为宜 可根据调查对象进行调整取样的原则是什么 做到随机取样常用的取样方法有哪些 五点取样法和等距取样法 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 计数原则 无论大小都要数 若有正好长在边界线上的 应遵循 计上不计下 计左不计右 的原则 该样方有多少株蒲公英 计数 只计数样方内部和相邻两边及两边夹角的个体 蒲公英 其他植物 9 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 生态工作者在调查b草原某种双子叶草本植物种群密度时 设计如下调查步骤 选取40cmx40cm为最佳样方面积 在该物种分布较密集的地方取5个样方 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 练一练 选取的样方面积不对 应取物种数量达到稳定的最小面积100cm 100cm 取样方法不对 应在b草原中随机取样 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均数作为种群密度的估计值 你答对了吗 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植物的种群密度 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 黑光灯 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次捕获计数并作标记 第2次捕获计数 放回后充分混合 步骤 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 注意事项 a 标志不能过分醒目b 标志物和标志方法对动物没有伤害c 标志符号必须能够维持一定的时间 适用范围 活动能力强 活动范围大的动物 成立条件 a 在调查期间 没有大量的出生和死亡以及迁入和迁出 b 标记个体和未标记个体在重捕时被捕的概率相等 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 思考与讨论 1 若标记释放后 第二天就开始重捕 是否会影响种群密度的估算 会影响 标记个体与未标记个体可能未充分混合 从而使估算值偏小 2 通常情况下 动物被捕获过一次后变的更难捕捉 这样估算的种群密度能否代表实际的种群密度 不能 估算值偏高 例题运用标志重捕法对动物野外调查 下列哪一项假设不符合这一方面的调查 a 被标志的动物在种群中完全混合b 个体被捕捉的概率相等 与标志状况 年龄和性别无关c 被标志的动物物种明显地群聚d 动物在行为上不受标志物的影响 标志物不脱落解析 标志重捕法要尽量排除人为因素的干扰 注意随机性 答案 c 种群密度的调查方法 1 直接计数法 分布范围小 个体较大的种群 2 估算法 样方法 标志重捕法 分布范围大 个体较小的种群 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 小结 物种的个体大小 个体大的物种密度低 生存资源的供给能力 生存资源丰富的地方种群密度高 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 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 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 偶然因素 如流行病 水灾 旱灾 3 影响种群密度的主要因素 相关生物引起种群密度改变 例题下列关于种群密度调查的叙述 合理的是 a 宜选择蔓生或丛生的单子叶植物作为抽样调查的对象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 蔓生或丛生植物不宜作为抽样调查的对象 高等动物常用标志重捕法调查 种群密度能大体反映种群数量变化 答案 c 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 年 我国平均每 万人中出生 个孩子 我国该年人口出生率是 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 只 一年后有 只死亡 猴的死亡率为 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 死亡率种群密度降低4 意义 出生率和死亡率是决定种群数量和种群密度的直接因素种群的内部和外界因素影响都以改变出生率和死亡率来体现 1998年人口出生率和死亡率 单位 计划生育是我国的基本国策 要控制人口过度增长 必须降低出生率 联系实际 我国实行了计划生育 现在人口仍处于增长高峰期 是什么原因 例如 我国人口数量变化分析 三 迁入率和迁出率 1 概念 在单位时间内迁入 或迁出 的个体数目占该种群个体总数的比率 2 类型迁入率 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 迁出率种群密度降低3 意义 迁入率和迁出率在研究城市人口变化中具有重要意义迁入率和迁出率是决定种群数量和种群密度的直接因素 1 概念 种群中各年龄期的个体所占比例 四 年龄组成 年龄的三个阶段 幼年 尚无生殖能力 成年 有生殖能力 老年 丧失生殖能力 2类型 一般分三种类型 增长型 特点是幼年个体大量成长为成年产生后代 老年个体死亡的少 出生的比死亡的多 种群的个体数越来越多 出生率 死亡率 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 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 3 年龄组成的意义 通过影响出生率和死亡率而影响种群密度和种群数量 是预测未来种群密度和种群数量变化趋势的主要依据 a 增长型 图中a b c三种年龄组成的种群 哪种类型的种群数量会越来越大 哪种类型的种群数量会越来越小 哪种类型的种群数量会在一段时间内保持稳定 为什么 b c 稳定型 衰退型 a 幼年个体数大于成年 老年个体数 出生率 死亡率 种群数量会越来越大 c 幼年个体数小于成年 老年个体数 出生率 死亡率种群数量会越来越小 b 各年龄期的个体数比例适中 出生率 死亡率种群数量会保持稳定 a 增长型 b c 稳定型 衰退型 年龄组成为稳定型的种群 种群数量在近期一定能保持稳定吗 年龄组成为衰退型的种群呢 不一定 种群数量不只受年龄组成的影响 还受迁入率和迁出率 食物 天敌 气候等因素的影响 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 a c a 图甲 图乙为种群的年龄组成曲线图 如不考虑其它因素 种群甲和种群乙的年龄组成类型是 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 练一练 五 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 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 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 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 通过影响出生率和死亡率而影响种群密度和种群数量 是预测未来种群数量变化趋势的次要依据 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 种群密度 种群数量 迁入率 迁出率 年龄组成 性别比例 出生率和死亡率 直接影响 决定大小 直接影响 预测方向 直接影响 影响变动 直接影响 直接影响 种群各特征之间的关系 决定 种群数量 种群密度 出生率和死亡率 性别比例 年龄组成 反映 迁入率和迁出率 决定 归纳总结 出生率和死亡率 迁入率和迁出率是决定种群数量的直接因素年龄组成是预测种未来群数量变化的主要依据 而性别比例是预测未来种群数量变化的次要依据 六 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 种群的空间特征 水稻的空间分布 某种杂草的空间分布 瓢虫的空间分布 均匀分布 随机分布 集群分布 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 环境资源分布不均匀 丰富与贫乏镶嵌 植物传播种子的方式使其以母株为