生物必修三-4.1-4.2-种群和群落

第四章种群和群落第一节种群的特征马尾松林稀树草原一、种群(一)概念：生活在同一区域内的同种个体的集群。(二)要点：群内个体间可以发生信息交流和基因交流(三)种群特征:１、种群密度——种群在单位面积或单位体积中的个体数量。一般用单位面积内的数量来表示。种群密度种群的个体数量空间大小（面积或体积）种群密度很高种群密度一般种群密度较高调查种群密度的方法•用样方法调查模拟草地中红色植物或绿色植物的种群密度。•取样原则：1、随机取样2、样本数量足够大•计数原则注意边缘效应：样方顶边、左边及左角处个体统计在内。常用方法：五点取样法、等距取样法估算的方法：样方法，标志重捕法代表性标志重捕法如：在调查金华北山褐地鼠种群数量中，我们捉了40只褐地鼠，将它们标记后放回，并与该种群中的其他个体混合在一起。三天后，又捉了40只褐地鼠，在新捉的褐地鼠中，只有16只是有标记的。假定在这段时间内，褐地鼠无死亡，没有受伤害，无迁入与迁出，估算褐地鼠的种群数量。解：设该种群的数量为N：则：40/N=16/40N=100(只)影响种群密度的因素主要有物种的个体大小——个体大的物种密度低。生存资源供给的能力——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……(三)种群特征：种群有而其中的个体不具有的特征。包括数量特征和空间特征。１、种群密度２、出生率和死亡率３、迁入和迁出４、年龄组成５、性别比例数量特征2、出生率和死亡率出生率和死亡率是种群数量及密度改变的直接表现。物种的内部和外界因素影响都以改变出生率和死亡率。种群中单位时间内新出生的个体数目占该种群个体总数的比率。3、迁入率和迁出率对于一个种群来说单位时间内迁入或迁出的个体，占该种群个体总数的比率，分别称为迁入率或迁出率。4、年龄组成：种群中各年龄期个体所占比例。一般分为幼年(尚无生殖能力)、成年(有生殖能力)和老年(丧失生殖能力)三个阶段。增长型、稳定型和衰退型增长型年龄组成老年成年幼年⑴增长型特点是幼年个体数大于成年、老年个体数，种群的个体数越来越多。⑵稳定型特点是各年龄期的个体数比例适中，种群中个体数目保持相对稳定。稳定型年龄组成老年成年幼年⑶衰退型：特点是幼年个体数小于成年、老年个体数，种群密度越来越小。衰退型年龄组成老年成年幼年5、性别比例：种群中雄性个体和雌性个体所占的比例。一般分雌雄相当、雌多雄少和雌少雄多三种类型：⑴雌雄相当型这种类型多见于高等动物。⑵雌多雄少型这种类型常见于人工控制的种群及蜜蜂、狮群、象海豹等群体动物。海豹营群体生活。成年雄海豹通过打斗，失败的个体被逐出种群。群体中只有雌豹、幼豹和一只成年雄海豹。⑶雌少雄多型这种类型较为罕见。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雄蜂和蜂王，也可看做雌少雄多型。种群数量（种群密度）迁入年龄组成性别比例死亡率迁出出生率预测影响空间特征第二节种群数量的变化问题探讨：在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每２０min就通过分裂繁殖一代。那么：n代细菌数量的计算公式是：Nn＝２n数学模型：1、概念:用来描述一个系统或它的性质的数学形式。2、数学模型的表现形式（1）函数（2）曲线图精确更直观地反映出种群数量的增长趋势一．构建种群增长模型的方法3、数学模型一般包括以下步骤：观察研究对象，提出问题提出合理的假设通过进一步的实验或观察等，对模型进行检验或修正根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达尝试建立一个数学模型：细菌种群的增长曲线细菌的数量／个环颈雉实例：某海岛上环颈雉种群数量的变化实例：某海岛上环颈雉种群数量的变化种群增长的“J”型曲线：①产生条件：理想状态——食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等。②增长特点：种群增长率不变③量的计算：t年后种群的数量为Nt=N0λt（N0为起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，下一年的数量是前一年的λ倍．）④例子：外来物种入侵=λ-1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，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈Ｊ型。二．种群增长的Ｊ型曲线种群数量时间产生条件：(存在环境阻力)自然条件（现实状态）——食物等资源和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕食者数量不断增加。导致该种群的出生率降低，死亡率增高.当出生率与死生率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平．三．种群增长的“Ｓ”型曲线[例]生态学家高斯的实验：得出一个大草履虫种群的增长曲线。种群增长的“S”型曲线A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．在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中能所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称Ｋ值．增长速率最高点N2-N1增长率=N1N1：第一代个体数N2：第二代个体数在“J”型曲线中增长率是不变的。在“S”型曲线中增长率随着种群密度的增大不断减小。增长速率=N2-N1单位时间在“J”型曲线中增长速率是不断增大的。在“S”型曲线中增长速率由小变大，到曲线中点（K/2）最大，以后又逐渐缩小。（所以种群数量处在K/2时最适合捕获）种群增长的“J”型和“S”型曲线比较：=出生率-死亡率思考与讨论：表示“J”型增长增长率和增长速率的分别是图（）和（）表示“S”型增长增长率和增长速率的分别是图（）和（）ABCDADCBK/2KK影响种群数量变化的因素：气候、食物、被捕食、传染病、人类活动等种群数量变化的类型：大多数种群的数量总是在波动之中的，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡增长，稳定，波动、下降等四、种群数量的波动和下降（1）有利于野生生物资源的合理利用及保护。（2）为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导。（3）通过研究种群数量变动规律，为害虫的预测及防治提供科学依据。五．研究种群数量变化的意义种群数量出生率死亡率性别比例年龄组成外界环境不合理合理适宜不适宜降低提高增长型衰退型图例迁入迁出