《影响种群数量变化的因素》课件

第3节影响种群数量变化的因素第1章内容索引0102自主预习新知导学合作探究释疑解惑自主预习新知导学一、非生物因素1.凡是影响种群重要特征的因素,都会影响种群的数量变化。2.种群的数量变化受到阳光、温度、水等非生物因素的影响。例如,森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度;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。3.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。二、生物因素1.种群内部生物因素: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。2.种群外部生物因素:在自然界,任何一个种群都与其他种群有着密切的关系,其中捕食与被捕食的关系、相互竞争的关系都是十分常见的。此外,作为宿主的动物被寄生虫寄生,也会影响种群的数量变化。3.一般来说,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,这些因素称为密度制约因素;而气温和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,称为非密度制约因素。三、种群研究的应用1.濒危动物的保护方面只有通过调查获知种群密度、出生率和死亡率、性别比例、年龄结构等特征,以及影响该种群数量变化的因素,才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.渔业方面(1)从理论上说,“S”形增长的种群在种群数量达到K值时,出生率与死亡率相等,这时即使不捕捞,种群数量也不会增加。(2)中等强度的捕捞(捕捞量在

K/2

左右)有利于持续获得较大的鱼产量。3.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,可使鼠害得到有效防治。(2)对农林害虫的防治: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。四、分析循环因果关系1.循环因果关系的含义在生物学上,许多生理或生态过程的因果关系是循环性的,也就是说,一定的事件作为引起变化的原因,所导致的结果又会成为新的条件,施加于原来作为原因的事件,使之产生新的结果,如此循环往复。2.实例(1)甲状腺激素分泌的调节。(2)猎物和捕食者种群数量变化的相关性。合作探究释疑解惑[问题引领]1.结合教科书第13页思考·讨论“非生物因素对种群数量变化的影响”,回答下列问题。(1)影响该柳树林中草本植物种群密度的非生物因素是什么?提示:阳光、温度、水等。(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:刺儿菜自身为阴生植物,一年蓬、加拿大一枝黄花为阳生植物。知识点一影响种群数量变化的因素2.结合教科书第14页思考·讨论“影响种群数量的其他生物因素”,回答下列问题。(1)如何解释资料1中的实验结果?提示:在合适的条件下,大草履虫和双小核草履虫均能正常生长繁殖。由于这两种草履虫具有相似的生活习性(尤其是能以同一种杆菌为食),当它们被放在同一个容器中培养时,初期两种草履虫的数量较少,而食物(杆菌)数量较多,因此表现为两种草履虫的种群数量均增加。但是,随着两种草履虫数量的增加,相互之间对食物的争夺表现为大草履虫处于劣势,双小核草履虫处于优势。随着双小核草履虫数量的增加,争夺食物的优势越来越大,最终大草履虫因失去了食物来源而全部死亡。两种草履虫没有分泌杀死对方的物质,进一步证明了该实验结果源于两种草履虫争夺资源,这就是竞争。(2)怎样解释资料2中猞猁和雪兔种群数量变化的同步周期性?提示:1845年到1855年间,猞猁数量的增加导致雪兔减少,而雪兔的减少,又造成猞猁减少,之后雪兔又大量增加。从多年的调查看,雪兔和猞猁相互制约,使它们的种群数量在一定范围内波动。(3)除猞猁外,影响雪兔种群数量变动的还有其他因素吗?提示:还有因食物、空间等引起的竞争,寄生导致的疾病等因素。[归纳提升]影响种群数量变化的主要因素(1)种群数量的非生物因素,如阳光、温度和水等。(2)食物:是影响动物种群数量的重要因素,食物不足时,种群内部必然会发生激烈竞争,使部分个体不能存活或不能生殖。(3)寄生:寄生物的致病力和传播速度是随着种群密度的增加而增加的,种群密度越大,抑制增长的作用力也就越强。(4)捕食:能把种群密度控制在一个合适的水平上。[典型例题]1.下列关于影响种群数量变化的非生物因素的说法,错误的是(

)A.林下植物的种群数量主要取决于林冠层的郁闭度B.种子在春季的萌发率与温度有关C.夏季动植物种群数量普遍增多与气温升高、降水增多等有关D.影响动物种群增长的非生物因素是食物答案:D解析:林下植物需要光照,林冠层的郁闭度决定光照面积,A项正确;春季天气变暖,适宜的条件下种子萌发,萌发率受温度影响,B项正确;非生物因素对种群数量的增长往往是综合性的,夏季动植物种群数量普遍增多与气温升高、日照延长、降水增多等都有关,C项正确;食物是影响动物种群增长的重要因素,但这是生物因素,D项错误。2.(不定项选择题)甲、乙、丙是食性相同的不同种蝌蚪,三者之间无相互捕食关系。某研究小组在4个条件相同的人工池塘中各放入1200只蝌蚪(甲、乙、丙各400只)和数量不等的同种捕食者,一段时间后,各池塘中3种蝌蚪的存活率如下表。下列推测合理的是(

)A.捕食者主要捕食甲和丙B.蝌蚪的种间竞争结果可能受捕食者影响C.无捕食者时,蝌蚪的种间竞争可能导致乙消失D.随着捕食者数量的增加,乙可获得的资源减少答案:ABC池塘编号捕食者数量/只蝌蚪存活率/%甲乙丙1087740225830253442321148203710解析:随着捕食者数量增加,乙的存活率逐渐增加,甲、丙的存活率降低,故捕食者主要捕食甲和丙,A项符合题意;由表中信息可知,蝌蚪间的竞争受捕食者影响,B项符合题意;无捕食者时,乙的存活率极低,种间竞争可能导致乙消失,C项符合题意;随着捕食者数量的增加,乙的存活率增加,获得的资源,包括食物或生存空间增加,D项不符合题意。【变式训练】

下列各项因素对种群数量的影响程度不随种群密度变化的是(

)A.食物 B.气温C.传染病 D.天敌答案:B解析:气温属于外界自然环境,对种群的作用强度与该种群的密度无关,属于非密度制约因素,故其对种群数量的影响程度不会随种群数量的变化而变化。[问题引领]1.研究种群有什么意义?提示:研究种群数量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都有重要意义。知识点二种群研究的应用2.下图表示“S”形增长方式的增长速率变化,据图回答下列问题。(1)若上图为某种鼠种群的增长速率随时间变化的曲线,除鼠害时应让该鼠种群的数量保持在什么水平?这样做的目的是什么?提示:应保持在K/2以下。因为小于K/2时,种群数量基数小,种群增长速率小,利于控制鼠群数量的增长。(2)若上图为某种鲈鱼种群的增长速率随时间变化的曲线,某养殖基地捕鱼后应将该种鲈鱼的种群数量保持在什么水平?这样做的目的是什么?提示:

需要将鱼群数量控制在K/2附近。此时鲈鱼种群的增长速率最大,有利于鲈鱼种群数量的增长。(3)养殖基地捕捞鲈鱼时,渔网的网眼不能过小,否则会影响来年鱼的产量,这是为什么?请从种群特征的角度作出解释。提示:渔网的网眼过小,会使得鲈鱼种群中年龄过小的鲈鱼、成年鲈鱼、老年鲈鱼都被捕获,不能使种群年龄结构持续为增长型,且使种群数量基数变小,影响来年鲈鱼的产量。[归纳提升]1.种群“S”形增长曲线的分析及在实践中的应用(1)曲线分析(2)实践应用

B点的应用消灭害虫应尽早进行,将种群数量控制在加速期(B点)之前,严防种群增长进入加速期C点(K/2值)的应用有害生物严防种群数量达到该点对应的种群数量,如鼠的数量达K/2时,鼠害将难以控制有益资源为黄金利用点,资源利用后种群数量维持在该点时,种群将具最强更新能力,符合可持续发展原则E点(K值)的应用有害生物限制生存条件,降低环境容纳量,如封存粮食、硬化地面以限制家鼠的种群数量有益生物改善生存条件,尽量提高K值,如建立自然保护区,保护大熊猫2.不同曲线模型中的“K值”与“K/2值”(1)甲中的A点、乙中的B点、丙中的C点、丁中的D点均对应K值。(2)甲中的A'点、丙中的C'点、丁中的D'点均对应K/2值,此时种群增长速率最大。[典型例题]图甲和图乙分别表示出生率和死亡率的关系、净补充量(出生率、死亡率之差)和种群密度的关系,下列有关叙述正确的是(

)A.图甲中曲线a代表死亡率,曲线b代表出生率B.海洋鱼类捕捞后应使某种鱼的数量保持在图甲的E点C.图乙中在F点控制有害动物最有效D.图乙中G点代表种群的环境容纳量答案:D解析:图甲中曲线a代表出生率,曲线b代表死亡率,A项错误;海洋鱼类捕捞后应使某种鱼的数量保持在K/2,E点为K值,B项错误;在F点时种群数量增长最快,不利于控制有害动物的数量,C项错误;图乙中的G点对应图甲中的E点,均表示种群的环境容纳量,D项正确。【变式训练】

1.为了保护鱼类资源不受破坏,并能持续地获得最大捕鱼量,根据种群增长的“S”形曲线,应使被捕鱼的种群数量保持在K/2水平。这是因为在这个水平上(

)A.种群数量相对稳定 B.种群增长速率最大C.种群数量最大

D.环境条件所允许的种群数量最大答案:B解析:“S”形增长曲线中,在K/2时,种群增长速率最大。捕捞后种群数量保持在K/2水平,有利于鱼类的可持续生产。2.(不定项选择题)海洋渔业生产中,使用网眼尺寸较大的网具进行合理捕捞,有利于资源的可持续利用。下列解释正确的是(

)A.更多幼小的个体逃脱,得到生长和繁殖的机会B.减小捕捞强度,保持足够的种群基数C.维持良好的年龄结构,有利于种群数量的恢复D.改变性别比例,提高种群出生率答案:ABC解析:使用有较大网眼的网具捕捞,可使幼鱼逃脱,保持种群的增长型年龄结构,有利于种群数量的恢复,也可以减小捕捞强度,保持足够的种群基数。1234567891011121314A组必备知识基础练1.自然界的种群有盛有衰,数量处于不断变动中。下列关于影响种群数量变化因素的叙述,错误的是(

)A.干旱缺水条件下,某些种群数量可能会爆发式增长B.随着种群数量增多,种群数量的增长受限制的程度增大C.林下光照较弱时,所有林下植物的种群数量均会下降D.凡是影响种群重要数量特征的因素,都会影响种群数量变化C解析干旱缺水条件下,某些种群数量可能会爆发式增长,如东亚飞蝗,A项正确;随着种群数量增多,种内竞争加剧,种群数量增长受到限制的程度增大,B项正确;林下光照较弱时,林下阴生植物的种群数量上升,C项错误;凡是影响种群重要数量特征的因素,都会影响种群数量变化,如温度,D项正确。12345678910111213142.关于影响种群数量变化的因素,下列叙述错误的是(

)A.温度属于非生物因素,同时也属于非密度制约因素B.种群外部生物因素可以影响生物的繁殖力,进而影响种群数量C.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D.雄性鸟类在性成熟后终生占有并保卫一块领域属于种群外部生物因素的影响D解析雄性鸟类在性成熟后终生占有并保卫一块领域属于种群内部生物因素的影响,D项错误。12345678910111213143.“苗多欺草,草多欺苗”反映了农作物和田间杂草的数量变化关系,下列有关叙述错误的是(

)A.田间杂草是影响农作物种群数量的生物因素B.田间杂草是影响农作物种群数量变化的密度制约因素C.即使去除全部田间杂草,农作物的种群数量也不会呈“J”形增长D.“苗多”时,农作物种群数量变化不受生物因素的影响D1234567891011121314解析田间杂草是影响农作物种群数量的生物因素,田间杂草会与农作物竞争阳光、养分等,导致农作物数量减少,且杂草数量越多,农作物所受影响越大,故田间杂草是影响农作物种群数量变化的密度制约因素,A、B两项正确;由于空间、捕食者等的影响,即使去除全部田间杂草,农作物的种群数量也不会呈“J”形增长,C项正确;“苗多”的农田中,随着农作物的生长,其种内竞争会加剧,部分个体会因为不能获得足够的光照、养分等而被淘汰,这说明农作物种群数量变化受种群内部生物因素的影响,另外,害虫等也属于影响农作物种群数量变化的生物因素,D项错误。12345678910111213144.古籍中有许多与农业生产有关的记载,《救荒简易书》中记载“冬葵菜苗壮大,笼罩一切,种于草中,草不能为之害也”;东汉王充的《论衡》中写道“藏宿麦之种,烈日干暴,投于燥器,则虫不生”;《诗经》中记载“田祖有神,秉畀炎火”;清末的《蒲圻县乡土志》中记载“捕得蝗,刺孔点以痘浆,放令飞去,痘毒传染,其种自灭”。下列说法错误的是(

)A.“冬葵菜苗壮大……草不能为之害也”,说明冬葵菜苗在与杂草的竞争中占优势B.“烈日干暴……则虫不生”,说明害虫的种群数量变化受密度制约因素影响C.“田祖有神,秉畀炎火”,说明可利用趋光性消灭害虫,这属于生物防治D.“捕得蝗……痘毒传染,其种自灭”,说明病毒与蝗虫之间为寄生关系,可在蝗虫数量达到K/2之前接种病毒进行防治B1234567891011121314解析“烈日干暴……则虫不生”,说明害虫的种群数量变化受温度影响,即种群数量变化受非密度制约因素的影响,B项错误。12345678910111213145.(山东潍坊期末)凡是影响种群重要特征的因素,都会影响种群的数量变化。下列说法错误的是(

)A.种群的相对稳定和有规则的波动与密度制约因素有关B.非密度制约因素对种群数量变化的影响是通过反馈调节实现的C.森林中林下植物的种群密度主要取决于光照强度D.在自然界中,捕食和竞争是影响种群数量变化的主要生物因素B解析密度制约因素对种群数量变化的影响是通过负反馈调节实现的,B项错误。12345678910111213146.(浙江绍兴期末)沙漠蝗是一种世界性害虫,沙漠蝗灾大约每10~12年爆发一次。当雨量充沛时,沙漠蝗数量会迅速增长,如果得不到及时治理,蝗虫种群数量和规模持续增加,最终导致蝗灾爆发,过程如下图所示。下列有关沙漠蝗种群的叙述,正确的是(

)A.可通过标记重捕法调查沙漠蝗及其幼虫数量,进而预测种群变化趋势B.沙漠蝗成灾时的种群数量,即为此环境下的K值C.监测第9个月和第18个月时,种内竞争强度一致D.用人工合成的信息素诱杀沙漠蝗无法降低其K值D1234567891011121314解析调查蝗虫幼虫的种群密度应该用样方法,年龄结构能预测种群数量的变化趋势,A项错误;一定条件环境所能维持的种群最大数量称为K值,沙漠蝗成灾时的种群数量不是K值,B项错误;第18个月时,食物资源减少,种内竞争强度大于第9个月时的,C项错误;引入天敌等手段可降低沙漠蝗的K值,用人工合成的信息素诱杀沙漠蝗无法降低其K值,D项正确。12345678910111213147.资源的合理使用使产量最大化的同时,又不影响资源的持久利用。自然种群增长呈“S”形曲线。假设种群的K值为200,N表示种群数量,下列相关分析正确的是(

)曲线上的点N(K-N)/KS1200.90S2500.75S31000.50S41500.25S51800.10A.环境阻力对种群增长的影响出现在S4点之后B.防治蝗虫应在蝗虫数量达到S3点时进行C.渔业捕捞后需控制剩余量在S3点D.(K-N)/K值为0.25时,种群增长速率最大C1234567891011121314解析对于种群的“S”形增长,环境阻力从一开始就存在,A项错误;防治蝗虫应在蝗虫数量达到S3点之前进行,B项错误;渔业捕捞后需控制剩余量在S3点,此时增长速率最大,C项正确;种群增长速率最大的点是S3,此时(K-N)/K的值为0.5,D项错误。12345678910111213148.蝗灾严重危害农业生产。现代研究表明,干旱会导致地面植被稀疏,有利于蝗虫产卵和卵的孵化;多雨和阴湿环境下,蝗虫因取食的植物含水量高而生长延迟、生殖力降低,另外,多雨和阴湿的环境还会使蝗虫间流行疾病,而且蛙类等天敌的增加也会增加蝗虫的死亡率。下列相关叙述错误的是(

)A.蛙类等天敌属于影响蝗虫种群数量的非密度制约因素B.通过调查获得的蝗虫卵密度相关信息可为预测蝗灾提供依据C.天敌、干旱分别属于影响蝗虫数量的生物因素、非生物因素D.多雨和阴湿、气候干旱都会改变蝗虫的环境容纳量A1234567891011121314解析密度制约因素即影响程度与种群密度有密切关系的因素,如食物、天敌、流行性传染病等,故蛙类等天敌属于影响蝗虫种群数量的密度制约因素,A项错误;利用样方法调查获得的蝗虫卵密度相关信息可以为预测蝗灾提供依据,能及时监控和预报蝗灾,B项正确;蝗虫天敌与蝗虫是捕食或者寄生关系,会影响蝗虫数量,属于生物因素,而干旱属于影响蝗虫数量的非生物因素,C项正确;多雨和阴湿、气候干旱都会改变蝗虫的环境容纳量,D项正确。12345678910111213149.褐色雏蝗是一年生昆虫,它的个体发育要经过卵、若虫、成虫三个时期。某褐色雏蝗种群在1947—1951年的种群密度变化情况如图所示。下列相关叙述错误的是(

)褐色雏蝗在1947—1951年的种群密度动态变化A.食物是影响褐色雏蝗种群数量的密度制约因素B.由图可知,该褐色雏蝗种群密度变动具有年间周期性C.褐色雏蝗种群密度变化的季节性说明种群数量只受非生物因素影响D.与1949年相比,1951年该种群的种内竞争相对较弱C1234567891011121314解析一般来说,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,这些因素称为密度制约因素。因此,食物是影响褐色雏蝗种群数量的密度制约因素,A项正确;据图可知,在1947—1951年间,间隔相近的时间内某褐色雏蝗种群的种群密度总是在一定范围内波动,呈现出年间周期性特点,B项正确;褐色雏蝗种群密度变化的季节性可能与其食物等因素相关,所以其种群数量除受非生物因素影响,也受生物因素影响,C项错误;与1949年相比,1951年该种群的种群密度更小,种内竞争相对较弱,D项正确。123456789101112131410.“种群存活力”分析可用于研究一些因素如何影响到种群灭绝的可能性,这种研究方法已被用来评价秦岭大熊猫现有种群的存活能力,并借此探讨相应的保护措施。请回答下列问题。(1)研究秦岭大熊猫种群动态,常需要调查其种群密度,它是种群最基本的________特征。

数量

1234567891011121314(2)在环境条件不变的情况下,对秦岭大熊猫进行“种群存活力”分析时,得到如表所示的数据。初始种群规模/只1020252830405070种群在200年内的灭绝概率0.4120.1320.0760.0650.0410.0100.0020若以“种群在200年内的灭绝概率小于5%”作为种群可以维持存活的标准,则该种群维持存活所需的最小初始规模范围在________只之间。

28~301234567891011121314(3)若以环境质量下降、自然灾害以及人类的偷猎和捕捉等限制种群数量增长的环境阻力为“限制压”,如图曲线表示不同“限制压”(以小数表示)下初始规模不同的种群与其在200年内的灭绝概率的关系。由图可知,随着限制压的增大,种群灭绝的可能性会________(填“增大”“减小”或“不变”),维持种群存活的最小规模会________(填“增大”“减小”或“不变”)。若以种群的灭绝概率小于5%为可维持存活的标准,则当限制压为0.02时,“最小存活种群”的规模为________只。

增大

增大

1601234567891011121314(4)基于上述研究结果,请你提出2个针对秦岭大熊猫的保护建议。

保证现有的环境状况不恶化(或逐步恢复大熊猫的生存环境)、禁止偷猎和捕捉1234567891011121314解析

(1)种群最基本的数量特征是种群密度。(2)根据表格数据分析,初始种群规模为28只时,种群在200年内的灭绝概率为6.5%,初始种群规模为30只时,种群在200年内的灭绝概率为4.1%,因此若以“种群在200年内的灭绝概率小于5%”作为该种群可以维持存活的标准,则该种群维持存活所需的最小初始规模范围在28~30只之间。(3)据图分析,随着限制压的增大,种群的灭绝概率越来越高,即种群灭绝的可能性增大,维持种群存活的最小规模也会增大;若以种群的灭绝概率小于5%为可持续存活的标准,则当限制压为0.02时,该种群的“最小存活种群”的规模为160只。(4)影响种群存活率的因素有限制压、初始种群规模等,因此针对秦岭大熊猫的保护建议为:保证现有的环境状况不恶化、禁止偷猎和捕捉。1234567891011121314B组能力素养提升练11.下图是某种昆虫在双因子影响下的种群数量变化曲线图。下列有关说法错误的是(

)A.除图中所示的非生物因素(温度和湿度)外,影响种群数量变化的因素还应该有生物因素B.据题图可知,环境温度越高,该昆虫生活所需要的最适相对湿度也越大C.由图可知,影响该昆虫种群数量变化的最适温度可能在32.5℃左右D.该昆虫在湿度为90%和温度为32.5℃的条件下,其种群数量变化呈指数方式增长D1234567891011121314解析由于受到食物、天敌等因素的影响,该昆虫的种群数量会呈“S”形曲线增长,D项错误。123456789101112131412.下图表示绵羊被引入某个岛屿后的数量变化情况,下列叙述正确的是(

)A.当绵羊种群数量达到1000只左右时,种内竞争最为激烈B.种群数量大于1000只时,绵羊种群的出生率小于死亡率C.绵羊数量达到K值时