1、第8讲 种群的特征及数量的变化一、种群的概念、实质及其数量变化种群是指在一定的时间和空间内,同种生物个体的总和。注意必须是“同种生物暠,不能将所有的鱼看成一个种群,也不能将同种鱼的一部分(如成年鲤鱼)看成一个种群,一个种群含有众多个体,但不是个体的简单加和。其实质是具有发展、自我调节、动态稳定和消亡规律的有机单元。种群中的个体可以自由交配繁殖,所以种群既是物种在自然界中存在的基本单位,又是繁殖的基本单位;从进化论观点看,种群又是一个进化单位;从生态学观点来看种群是群落的基本组成单位。【例1】下列属于种群的是()A一个池塘中3年以下和3年以上的草鱼的集合 B一个湖泊中的全部鱼苗、小鱼和大鱼 C黄
2、山上的全部植物 D大气中的所有微生物A【解析】A项实质上包含了该池塘中的全部草鱼，故属于一个草鱼种群；B、C、D项均含多种生物。二、种群增长的数学模型种群的数量变化体现为两种基本模式：“J”型增长曲线；“S”型增长曲线。种群增长的“J”型曲线(如图甲).条件：无任何限制因素，如食物充足，空间足够大、气候适宜、无天敌、无疾病等理想条件下，该情况下，影响种群数量的因素只有出生率和死亡率，此时因种内个体生理寿命长，故出生率远大于死亡率，种群数量连续增长，无K值。.种群数量的增长公式：若N0表示种群起始数量、每年增长率不变，且第二年种群数量是第一年的倍，则第t年种群数量为NtN0t。.“J”型数量增长
3、实例：如当一个种群刚迁入一个新的适宜环境时可近似认为是理想条件。种群增长的“S”型曲线(如图乙).环境条件：有限生存环境(即有环境阻力).“S”型曲线增长能反映达尔文自然选择学说中的生存斗争。种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线的比较(如图丙)丙图中阴影面积表示因环境阻力而被淘汰的个体。【例2】下图所示为在理想状态下和自然环境中某生物的种群数量变化曲线。下列对阴影部分的解释正确的是()环境中影响种群增长的阻力环境中允许种群增长的最大值其数量表示种群内迁出的个体数其数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数 A B C DC【解析】该种群在理想状态下的数量增长曲线应该是“J”型，而在自然环境中因有环
4、境阻力，种群数量的增长受到制约，应该为“S”型曲线，那么，图中阴影部分既表示了随时间的推移，环境影响种群增长的阻力，也表示通过生存斗争淘汰的个体数，因此C项是正确的。三、影响种群数量变化的种内因素种群数量的变化主要受两方面因素的影响：一个是出生率和死亡率，另一个是迁入率和迁出率。出生率和死亡率的高低与种群内年龄结构、性别比例、遗传特性、生存竞争、性成熟的速度和胚胎发育的时间都有密切的关系。从年龄组成看，幼年个体较多时，预示着将来密度要增大，而老年个体较多时，预示着将来密度将会减小。从性别比例看，若因各种原因造成性别比例失调，必将导致生殖上的混乱。如利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，就会
5、使许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。出生率及死亡率则是决定种群大小的最直接因素，可以说，任何影响种群数量变化的因素最终都要落实到出生率及死亡率上。迁入与迁出在种群动态变化中是大多数生物生活周期中的一个基本现象。这种流动(扩散)有助于防止近亲繁殖，进行基因交流以增强种群的生存能力。迁入和迁出是动态变化的，因而使得种群数量或密度也发生动态变化。以上各种因素影响种群数量变化可表示为下图。【例3】下图中，甲、乙为某种生物种群的年龄组成曲线，如不考虑其他因素，种群甲和种群乙未来个体数量的发展趋势是()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衰退型和稳定型B【解析】据
6、图可知，甲种群年轻个体较多，年老个体较少，其种群发展趋势是增长型；乙图中恰好相反，故为衰退型。种群增长率和种群增长速率种群增长率是指单位数量的个体在单位时间内新增加的个体数(在一定时间内，结束时的种群数量相对于开始时的种群数量的增加量占开始时种群数量的比例)，其计算公式为：(这一次总数上一次总数)/上一次总数100%增长率。种群增长速率是指单位时间内增长的数量(即曲线斜率)，其计算公式为(这一次总数上一次总数)/时间。“J”型曲线的增长率不变，而增长速率逐渐增大；“S”型曲线的增长速率是先增大，后减小，而增长率是一直减小的。1.(2012重庆卷)如图为某地东亚飞蝗种群数量变化示意图，下列叙述错
7、误的是()1.(2012重庆卷)如图为某地东亚飞蝗种群数量变化示意图，下列叙述错误的是()A为有效防治蝗灾，应在a点之前及时控制种群密度Bab段，该种群的增长率与种群密度之间呈正相关C利用性引诱剂诱杀雄虫改变性别比例可防止c点出现D控制种群数量在de水平，有利于维持该地生态系统的抵抗力稳定性B【解析】从东亚飞蝗的种群数量变化趋势看，O点到b点所对应的时间段，种群的增长大致呈“S”型，a点的数量大约占环境容纳量的一半，此时蝗虫种群有最大的增长速率，故防治时间应在a点之前，A正确；“S”型增长的种群增长率一直是下降的，故与逐渐上升以至稳定的种群密度变化不呈正相关关系，B错误；利用性引诱剂诱杀雄虫改
8、变性别比例后，蝗虫种群内的雌雄比例失调，导致种群内出生率下降，可防止种群增长至c点，C正确；把东亚飞蝗的种群数量控制在较低水平，能使被啃食的植物等生产者较少，使生态系统内的物种和数目受影响较小，有利于维持该地生态系统的抵抗力稳定性，D正确。2.(2012新课标卷)某岛屿上生活着一种动物，其种群数量多年维持相对稳定。该动物个体从出生到性成熟需要6个月。下图为某年该动物种群在不同月份的年龄结构(每月最后一天统计种群各年龄组的个体数)。关于该种群的叙述，错误的是()2.(2012新课标卷)某岛屿上生活着一种动物，其种群数量多年维持相对稳定。该动物个体从出生到性成熟需要6个月。下图为某年该动物种群在不
9、同月份的年龄结构(每月最后一天统计种群各年龄组的个体数)。关于该种群的叙述，错误的是()A该种群10月份的出生率可能为零B天敌的迁入可影响该种群的年龄结构C该种群的年龄结构随着季节更替而变化D大量诱杀雄性个体不会影响该种群的密度D【解析】据图显示，12月份没有未成熟的个体，该动物个体从出生到性成熟需要6个月，因此该种群10月份的出生率可能为零。天敌迁入以后，可能对某些年龄段的个体捕食较多，从而影响年龄结构。由于在不同月份种群的各年龄段的个体不断变化，所以年龄结构也在不断变化。大量诱杀雄性个体会影响到雌雄个体的交配，进而影响到出生率，所以会影响种群密度。3.(2012海南卷)某小组用样方法调查草
10、地中某种双子叶植物的种群密度。下列做法错误的是()A随机取样B选择植物生长茂盛处取样C根据调查数据估算该种群密度D根据地段的形状确定取样方法B【解析】样方法最主要是随机取样，A正确；根据调查数据取平均值估算该种群密度，C正确；根据地段的形状确定取样方法，如五点取样法和等距离取样法，所以D正确。4.甲、乙、丙是同一物种的三个种群，其年龄结构见表。三个种群年龄组成的类型为()4.甲、乙、丙是同一物种的三个种群，其年龄结构见表。三个种群年龄组成的类型为()AA.甲是增长型，乙是稳定型，丙是衰退型B甲是稳定型，乙是增长型，丙是衰退型C甲是增长型，乙是增长型，丙是衰退型D甲、乙、丙三个种群都是稳定型【解
11、析】表中数据表明：甲种群从幼年期成年期老年期的个体数量呈不断减少的趋势，为增长型；乙种群从幼年期成年期老年期的个体数量相对稳定，为稳定型；丙种群从幼年期成年期老年期的个体数量呈不断上升的趋势，为衰退型。5.某小组进行“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验时，同样实验条件下分别在4个试管中进行培养(见下表)，均获得了“S”型增长曲线。根据预测的实验结果从理论上分析，下列说法错误的是()5.某小组进行“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验时，同样实验条件下分别在4个试管中进行培养(见下表)，均获得了“S”型增长曲线。根据预测的实验结果从理论上分析，下列说法错误的是()A.4个试管内的种
12、群在K/2时增长最快B4个试管内的种群达到K值的时间C试管内种群的K值与试管不同D试管内的种群数量先于试管开始下降B【解析】当种群迁入一个新环境时，若环境适宜生存，由于起初种群数量不多，环境条件(食物、空间充足)优越，天敌少，环境阻力小，种群表现出种群增长速率加快。一段时间后，种群数量增多，环境阻力使种群增长速率减缓，种群表现为“S”型增长，在K/2时4个试管内的种群增长最快。K值指的是环境容纳量，到达K值的时间与环境阻力的大小呈正相关，因此4个试管内的种群达到K值的时间不同，号试管内的环境阻力最大，因此最先达到K值并积累有毒物质，导致种群数量最先开始下降，所以4个试管内的种群达到K值所用的时
13、间。6.下列因素中可导致生物种内斗争加剧的是()A环境温度升高B捕食者数量增加 C种群内疾病流行D种群繁殖率提高D【解析】同一种生物为争夺食物、空间、配偶等而发生斗争的现象叫种内斗争，由于同一种生物的生存需求一致，所以从某种意义上讲，种内斗争最激烈。在题目给出的选项中，种群繁殖率提高，可以导致种群内个体数大量增加，导致种内斗争加剧。其余选项不能导致种群数量增多，不出现种内斗争加剧的现象。7.(2012山东卷)下图中，曲线、分别表示某野生动物种群数量超过环境容纳量后，其未来种群数量变化三种可能的情况。(1)图中曲线说明该种群对其栖息地的破坏程度较轻。当曲线趋近于零时，对该动物种群已不宜采取就地(
14、或建立自然保护区)保护的措施。图中阴影部分可能引起该种群的基因频率发生变化，进而导致物种变化。(2)若图中物种处于最高营养级，当其数量下降，且其他条件不变时，流向该营养级其他物种的能量会增加。处于该营养级物种的种间关系是(种间)竞争。(3)若图中物种为食草动物，当看到青草明显减少时，部分个体会另觅取食地，这体现了生态系统的信息传递功能。(4)人类对野生动物栖息地的过度利用也会导致出现图中的三种情况。16世纪以来，世界人口表现为“J”型增长，因此需控制“J”型增长数学方程式中参数，以实现人口和野生动物资源的协调发展。【解析】在环境条件有限的情况下，种群数量达到K值之后，未来数量的变化趋势与其栖息地的破坏程度或变化有关，破坏程度越小，种群数量保有量越大，当种群数量趋于0或环境容纳量很小时，说明该地域已不适合该生物生存，需进行迁地保护。种群数量变动中的为种群数量在一年间的增长倍数，该值越大，种群数量增长越快。【解析】在能量传递效率不变的情况下，某一营养级中某种生物数量的下降必然会导致流向同一营养级中其他生物的能量增加。同一营养级各种生物之间有相同的食物来源和生存空间，它们之间属于竞争关系。在生态系统中，对于食草动物而言，青草的颜色或多少属于物理信息，通过信息传递可以调节种间关系，从而维持生态系统的稳定。
