2017-2018学年高中生物第三章生物群落的演替3.1生物群落的基本单位__种群素材1苏教版必修3

1、第一节生物群落的基本单位人口人口特征描述人口密度人口密度是指每单位面积或体积的个体数量。人口密度不同于“密度”。前者是个体的数量，而后者是比例。人口密度是人口最基本的数量特征。农林害虫的预测和渔业捕捞强度的确定都需要调查种群密度。在自然状态下，一个种群的种群密度往往波动很大，但不是无限的。出生率、死亡率、移民率都对人口密度有影响。人口规模有上限和下限。种群密度的上限由种群所处生态系统的能量流决定，而下限则难以确定。生态系统的稳态调整可以将优势生物的种群密度保持在有限的范围内。人口密度的统计和估计方法人口密度在生产和生活中起着重要的作用。这里有两种常用的统计和估计方法。在评估时，“同等可能性”是

2、关键，而人的因素不能被纳入。常用取样方法抽样方法取样法适用于调查流动性较弱的动植物，如跳虫和蜗牛。操作过程如下：在调查范围内，随机选取几个完全相等的样方，统计每个样方的个体数量，计算每个样方的种群密度，然后计算所有样方的种群密度平均值，并将此值作为调查种群的种群密度估计值。常用的抽样方法有“等距抽样法”、“五点抽样法”、“Z形抽样法”等。标记重捕法标记再捕获适用于活动能力强的动物，如田鼠、鸟类和鱼类。操作过程是：在被调查人群的活动范围内，捕获一些个体，标记它们，把它们放回原来的环境，一段时间后在同一地点再捕获它们。估算公式为：种群密度/标记个体数=再捕获数/再捕获中标记个体数通过这种估计方法获

3、得的估计值往往太大，因为许多动物在被捕获一次后更难捕获，这导致在再捕获中标记的个体数量很少。做标记时也要注意，所用的标志应该小而轻，不能影响生物行为；此外，你不应该使用太显眼的颜色(如红色)，否则会使生物更容易捕食天敌，这将影响估计的准确性。出生率和死亡率出生率是指人口中新生个体在特定时间内占现有个体总数的比例；死亡率是特定时间内人口中死亡人数与现存总人数的比率。在自然状态下，出生率和死亡率决定了人口密度的变化。出生率高于死亡率，人口密度增加，其他条件都一样。移民率和移民率许多生物种群进进出出，大量个体的迁移或迁出将对种群密度产生重大影响。对于某一特定人口，单位时间内移入或移出人口的人数与人口

4、中的总人数之比分别成为移民率和移民率。在现代生态学的城市人口研究中，移民率起着重要的作用。男女人口比例性别比率是指人口中男性和女性个体的数量比率。在自然界中，不同人群的正常性别比例有很大的不同，而且性别比例对人群数量有一定的影响。例如，使用性引诱剂诱捕并杀死大量雄性个体将使许多雌性害虫无法完成交配，导致种群密度下降。年龄分布人口的年龄结构是指年轻个体(生殖前期)、成年个体(生殖期)和老年个体(生殖后期)的数量。分析人口的年龄结构可以间接地决定人口的发展趋势。年龄结构，生长型(甲)，稳定型(乙)生长类型在不断增长的人口中，老年人的数量老化类型人口老龄化在濒危物种中更为常见。这一人口中的年轻人数量

5、少，老年人数量多，死亡率高于出生率。这种情况经常导致恶性循环，最终导致种群灭绝。然而，它并不排除一些从根本上扭转发展趋势的情况，如生活环境的突然改善，大量新的个体迁入或人工繁殖。立体图构成人口的个体在其空间中的位置、状态或布局被称为人口的空间模式。人口的空间格局大致可分为三类：制服类型(制服)均匀分布是指人口在空间一定距离上均匀分布所产生的空间格局。根本原因在于种内斗争和资源最大化利用之间的平衡。许多种群的均匀分布是人为造成的，例如，农田生态系统中水稻的均匀分布。自然界中也有均匀分布，例如，森林中一些树木的均匀分布。随机类型(随机)随机分布意味着每个个体在种群场中的每个点都有均等的机会出现，一

6、个个体的存在不影响其他个体的分布。随机分布是罕见的，因为当环境资源均匀分布且种群中的个体不相互吸引或排斥时，很容易产生随机分布。例如，一些蜘蛛在森林地面覆盖，黄粉虫在面粉，等等。结块(结块)群体分布是最常见的内部分布模式。集群分布形成的原因是：(1)环境资源分布不均，贫富不均；植物传播种子的方式使其以母株为扩散中心；(3)动物的社会行为使它们组合成群体。群体分布根据群体本身的分布状况可进一步分为均匀群体、随机群体和群体群体，后者具有两级群体分布。动态变化数学模型一些简单而典型的人口动态变化可以用数学模型来衡量，有两种常见的模型指数增长(J曲线)指数增长模型的作者是著名的人口学家T .梅特胡斯，

7、他认为人口增长不是简单的加性关系，而是多重增长；后来，生物学家C.R .达尔文通过对大象种群的研究再次确认了这种增长模式。这个客观增长模型表明，所有种群都具有爆炸式增长能力。指数增长的函数是指数方程，变量是时间t，常数是人口密度增长的倍数。这种增长模式没有上限，完全指数增长只存在于没有天敌、绝对有足够的食物和空间(因此没有种内竞争)的理想情况下。在现实生活中，当新接种的细菌、入侵生物(如凤眼莲)和蓝藻在培养皿中爆发时，种群将在相当长的一段时间内呈指数增长，然后趋于稳定或大量死亡。物流增长(S型曲线)主要项目：物流增长模型指数增长是一种理想的情况。经过一段时间的指数增长后，许多生物的数量将保持稳

8、定，这可以用另一个数学模型来描述。试验结果例如：俄罗斯生态学家高斯曾经做过一个实验，将5只草履虫放入0.5毫升的培养基中，每24小时计算一次这个种群的密度。结果显示在右图中。从图中可以看出，草履虫快速生长后，稳定在75 (k值)。逻辑斯蒂增长模型能更好地指导人工种群调节。环境容量(承载能力)逻辑上增长的人口数量有一个上限，这就是所谓的环境容量。简而言之，“K值”代表环境中人口的最大承载能力或环境中人口的最大数量。当种群密度为K/2时，种群的增长速度最快，可以引导经济生物的聚集，使种群密度始终保持在K/2的范围内，并聚集“多余的”，可以保持经济生物的最快增长。自然增长和衰退在自然界中，人口的数量

9、变化不仅是增加或减少，也不是必须的一般来说，对于具有季节性繁殖的物种，最大种群密度通常在一年中最后一次繁殖后下降，然后繁殖停止，因此种群密度下降，因为它只死亡，没有繁殖。这种下降一直持续到下一个繁殖季节开始，这时种群数量最少，导致季节变化。在欧亚大陆的寒冷地区，许多小型鸟类和动物通常在冬天停止繁殖，它们的数量在春天开始繁殖之前是最少的。自春季开始繁殖以来，种群数量一直在增加，到秋季因寒冷而停止繁殖前一年，种群数量达到高峰。大型动物，如獾和旱獭，每年只繁殖一次，在春天繁殖，数量在分娩后达到高峰，然后由于死亡而逐渐减少。当调查人口密度随季节变化的人口时，通常要做两次。年度变化在相对稳定的环境条件下

10、，种子植物和大型脊椎动物的种群密度在很长一段时间内呈周期性变化。如杨树、柳树等普通树木每年开花结果一次，种子数量相对稳定；另一个例子是大型有蹄类动物，一般每年产1 2只幼兽，它们的数量相对稳定。36年来加拿大盘羊种群数量变化的最高与最低之比仅为4.5倍。然而，在20多年的美国马鹿冬季数量统计中，最高数量与最低数量之比仅为1.8倍。不规则波动还有一些种类的动物，它们的数量波动剧烈，但不是周期性的，最著名的是老鼠。它生活在房屋、农田和打谷场。根据中国科学院16年的统计，其年平均捕获率在0.10-17.57之间波动，即最高-最低比率是数百倍。另一个例子是勃兰特田鼠，它也有不规则的数量变化。在数量最少的年份，平均每公顷