1、第四章第四章 種群和群落種群和群落授課人：呼市一中李琳授課人：呼市一中李琳( (一一) )概念：在一定的空間和時間內(nèi)的同種概念：在一定的空間和時間內(nèi)的同種生物個體的總和生物個體的總和種種 群群( (二二) )要點：要點：、一定的空間：這個空間內(nèi)的同種生物與外界、一定的空間：這個空間內(nèi)的同種生物與外界的個體隔離。的個體隔離。 、一種生物的全部個體，個體之間相互聯(lián)系。、一種生物的全部個體，個體之間相互聯(lián)系。( (多選多選) )下列敘述中屬于一個種群的是：下列敘述中屬于一個種群的是：A.A.一個池塘中所有的魚一個池塘中所有的魚B.B.一片草地上全部的東亞飛蝗一片草地上全部的東亞飛蝗C.C.世界上的全

2、部的鳥世界上的全部的鳥D.D.一個池塘中全部的大蟾蜍一個池塘中全部的大蟾蜍思考題思考題B D 牧民在承包的牧民在承包的草場上該放養(yǎng)多少草場上該放養(yǎng)多少頭羊，既能保護草頭羊，既能保護草原，又能取得最好原，又能取得最好經(jīng)濟效益？經(jīng)濟效益？ 怎樣控制害蟲怎樣控制害蟲數(shù)量，以防止蟲災數(shù)量，以防止蟲災發(fā)生發(fā)生? ?種群研究的核心問題？種群研究的核心問題？種群數(shù)量變化規(guī)律種群數(shù)量變化規(guī)律。 一、種群的數(shù)量特征一、種群的數(shù)量特征種群特征種群特征種群有的但個體沒有的特征。種群有的但個體沒有的特征。種群密度種群密度出生率和死亡率出生率和死亡率遷入遷入率率和遷出率和遷出率年齡組成和性別比例年齡組成和性別比例1 1

3、、種群密度：、種群密度：（1 1）概念：）概念：是指單位空間（單位面積、體積）內(nèi)某是指單位空間（單位面積、體積）內(nèi)某種群的個體數(shù)量。種群密度是種群種群的個體數(shù)量。種群密度是種群最基本最基本的數(shù)量特征。的數(shù)量特征。（2 2）特點：隨種群的不同、環(huán)境的改變有差異。）特點：隨種群的不同、環(huán)境的改變有差異。 相同的環(huán)境條件下，不同物種的種群密度不相同的環(huán)境條件下，不同物種的種群密度不同。同。 不同的環(huán)境條件下，同一物種的種群密度不不同的環(huán)境條件下，同一物種的種群密度不同。同。樣方法、標志重捕法樣方法、標志重捕法 （3 3）調(diào)查方法：）調(diào)查方法：類型類型圖例圖例年齡比例年齡比例出生率與死亡率出生率與死亡

4、率大小大小種群密度種群密度變化變化增長型增長型年幼個體大于年幼個體大于年老個體數(shù)年老個體數(shù)出生率死亡率出生率死亡率增大增大穩(wěn)定型穩(wěn)定型各年齡期個體各年齡期個體比例適中比例適中出生率出生率死亡率死亡率穩(wěn)定穩(wěn)定衰退型衰退型年幼個體小于年幼個體小于年老個體數(shù)年老個體數(shù)出生率死亡率出生率死亡率減小減小2 2出生率和死亡率出生率和死亡率 意義：意義：3 3遷入率和遷出率遷入率和遷出率 意義：意義：意義：年齡組成是意義：年齡組成是預測預測種群密度未來變化趨勢的重要依據(jù)。種群密度未來變化趨勢的重要依據(jù)。4 4年齡組成年齡組成決定決定種群大小和密度。對一個自然種群來說，影響種群種群大小和密度。對一個自然種群來

5、說，影響種群數(shù)量變動的主要因素是出生率和死亡率。數(shù)量變動的主要因素是出生率和死亡率。決定決定種群大小和密度種群大小和密度 ，如城市人口的變化。，如城市人口的變化。5 5性別比例性別比例意義：意義： 直接影響直接影響出生率，間接影響種群密度。出生率，間接影響種群密度。雌雄相當型：雌雄相當型：雌性和雄性個體數(shù)目大體相等。雌性和雄性個體數(shù)目大體相等。這種類型多見于這種類型多見于高等動物高等動物。雌多雄少型雌多雄少型：雌性個體顯著多于雄性個體。常見于：雌性個體顯著多于雄性個體。常見于人工控制的種群及蜜蜂、象海豹等群體動物人工控制的種群及蜜蜂、象海豹等群體動物。蜂群中幾百只雄蜂，一只蜂王蜂群中幾百只雄蜂

6、，一只蜂王和幾十萬只工蜂都是雌蜂。和幾十萬只工蜂都是雌蜂。雌少雄多型雌少雄多型：雄性個體明顯多于雌性個體。這種類：雄性個體明顯多于雌性個體。這種類型較為罕見。如白蟻等營社會性生活的動物。型較為罕見。如白蟻等營社會性生活的動物。蜜蜂若蜜蜂若考慮有生殖能力的個體，也為雌少雄多型考慮有生殖能力的個體，也為雌少雄多型v性別比例的應用：性別比例的應用：利用人工合成的利用人工合成的性引誘劑性引誘劑誘殺某誘殺某種害蟲的種害蟲的雄性個雄性個體，體，破壞害蟲種群正常的性別比例，破壞害蟲種群正常的性別比例，從而達到殺蟲效果。從而達到殺蟲效果。外界環(huán)境外界環(huán)境性別比例性別比例出生率、死亡率出生率、死亡率遷入率、遷出

7、率遷入率、遷出率年齡組成年齡組成決定密度大小決定密度大小種群密度種群密度預測變化方向預測變化方向影響數(shù)量變動影響數(shù)量變動6 6種群特征間的相互關系種群特征間的相互關系 調(diào)查種群密度的方法：估算法調(diào)查種群密度的方法：估算法 對象：對象：原則：原則：注意：注意：方法：方法：植物，昆蟲的卵，活動能力弱的動物植物，昆蟲的卵，活動能力弱的動物隨機取樣隨機取樣樣方的大小和樣方的多少樣方的大小和樣方的多少五點取樣法和等距取樣法五點取樣法和等距取樣法對象：對象：活動能力強，活動范圍大的動物活動能力強，活動范圍大的動物一、樣方法一、樣方法二、標志重捕法二、標志重捕法二、調(diào)查種群密度的常用方法常用取樣常用取樣方法

8、：方法：記數(shù)方法：記數(shù)方法：蒲公英其他植物其他植物注意：注意：方框內(nèi)相鄰兩邊方框內(nèi)相鄰兩邊(左、上左、上)及其夾角上及其夾角上的個體的個體標志重捕法標志重捕法 （1 1）前提條件：）前提條件：標志個體與未標志個體在重捕時被標志個體與未標志個體在重捕時被捕的概率相等。在調(diào)查期內(nèi)沒有新的出生和死亡，沒捕的概率相等。在調(diào)查期內(nèi)沒有新的出生和死亡，沒有遷入和遷出。有遷入和遷出。（2 2）適用范圍：）適用范圍：（3 3）注意事項：）注意事項：標志不能過分醒目。標志不能過分醒目。標志物和標志方法必須對動物的身體不會產(chǎn)生傷害。標志物和標志方法必須對動物的身體不會產(chǎn)生傷害。標志符號必須能夠維持一定的時間，在調(diào)

9、查研究期標志符號必須能夠維持一定的時間，在調(diào)查研究期間不能消失。間不能消失。（4 4）計算公式）計算公式mnMN重捕的標志個體數(shù)再次捕獲個體數(shù)初次捕獲標志數(shù)個體總數(shù)活動能力強和范圍大的動物。活動能力強和范圍大的動物。第第1次捕捉次捕捉12只，標志只，標志第第2次捕捉次捕捉10只，只，有標志有標志4只只放回原種群放回原種群？只？只3030只只種群的空間特征 組成種群的個體在其生活空間中的位置狀態(tài)組成種群的個體在其生活空間中的位置狀態(tài)或空間布局叫做種群的空間特征或分布型。種群的或空間布局叫做種群的空間特征或分布型。種群的空間分布一般可概括為三種基本類型：隨機分布、空間分布一般可概括為三種基本類型：

10、隨機分布、均勻分布和集群分布。均勻分布和集群分布。均勻型均勻型隨機型隨機型集群型集群型一、構建種群增長數(shù)學模型的方法：一、構建種群增長數(shù)學模型的方法：模型假設：模型假設：理想條件下理想條件下建立模型：建立模型：Nt=N0 Nt=N0 t t或或“J”J”形曲形曲線線實驗或觀察：實驗或觀察：現(xiàn)實條件下：高斯實驗現(xiàn)實條件下：高斯實驗檢查修正：檢查修正：“S”“S”形曲線形曲線第二節(jié)第二節(jié) 種群數(shù)量的變化種群數(shù)量的變化理想條件：理想條件：食物食物（養(yǎng)料）養(yǎng)料）空間條件充裕空間條件充裕氣候適宜氣候適宜沒有敵害沒有敵害N Nt t=N=N0 0 t t增長率增長率= = -1 -1保持不變保持不變 =

11、=第二年的數(shù)量第二年的數(shù)量第一年的數(shù)量第一年的數(shù)量（1 1）“J”J”型增長曲型增長曲線線環(huán)境條件有限種群密度種內(nèi)斗爭捕食者出生率死亡率增長率增長率隨著種群密增長率隨著種群密度的增加而按一定度的增加而按一定的比例下降的比例下降增長率=0（2）“S”型增長曲線型增長曲線思考：種群數(shù)量達到種群數(shù)量達到“K”值時，都值時，都能在能在“K”維持穩(wěn)定嗎？維持穩(wěn)定嗎？ 在自然界中，影響種群數(shù)量的因素很多，在自然界中，影響種群數(shù)量的因素很多，如如氣候、食物、天敵、傳染病氣候、食物、天敵、傳染病等。因此，等。因此，大多數(shù)種群的數(shù)量總是在大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動著波動著，在不利，在不利的條件下，種群數(shù)量還會的

12、條件下，種群數(shù)量還會急劇下降急劇下降，甚至，甚至消亡消亡。二、種群數(shù)量的波動和下降二、種群數(shù)量的波動和下降種群的數(shù)量是種群的數(shù)量是經(jīng)常變化的。經(jīng)常變化的。種群數(shù)量的變種群數(shù)量的變化包括增長、化包括增長、波動、穩(wěn)定和波動、穩(wěn)定和下降、消亡等下降、消亡等影響種群數(shù)量變化的因素有哪些呢？影響種群數(shù)量變化的因素有哪些呢？直接因素：出生率、死亡率、遷入率、直接因素：出生率、死亡率、遷入率、遷出率遷出率間接因素：食物、氣候、傳染病、天敵間接因素：食物、氣候、傳染病、天敵重要因素：人類的活動重要因素：人類的活動人為控制（家禽，畜牧）人為控制（家禽，畜牧）捕殺野生動物捕殺野生動物濫砍亂閥濫砍亂閥環(huán)境破壞影響生

13、物生存環(huán)境破壞影響生物生存比較比較“S”S”曲線和曲線和“J”J”曲線曲線“S”S”曲線曲線“J”J”曲線曲線前提條件前提條件環(huán)境資源有限環(huán)境資源有限環(huán)境資源無限環(huán)境資源無限有無有無K K值值有有K K值值無無K K值，持續(xù)增加值，持續(xù)增加曲線曲線種群增長速種群增長速率曲線率曲線種群種群數(shù)量數(shù)量時間時間K K值值K/2K/2值值時間時間增長速增長速率率K/2K/2值值K K種群數(shù)種群數(shù)量量時間時間種群增種群增長率長率時間時間K K值和值和K/2K/2值的應用值的應用注意事項注意事項滅鼠滅鼠捕魚捕魚K/2K/2（最大（最大增長率）增長率）滅鼠后，防止鼠滅鼠后，防止鼠的種群在的種群在_附附近，這樣

14、鼠的數(shù)近，這樣鼠的數(shù)量會迅速增加，量會迅速增加，滅鼠效果不好滅鼠效果不好捕撈后，使魚的種捕撈后，使魚的種群數(shù)量維持在群數(shù)量維持在_，這樣魚的種群數(shù)量這樣魚的種群數(shù)量會迅速恢復。會迅速恢復。K K（環(huán)境容（環(huán)境容納量）納量）降低降低_，改變，改變環(huán)境，使之不適環(huán)境，使之不適合鼠生存。合鼠生存。保護保護_，保證魚，保證魚生存的環(huán)境條件，生存的環(huán)境條件，盡量提升盡量提升_K/2K/2K/2K/2K K值值K K值值K K值值 如圖為理想狀態(tài)下和自然環(huán)境中某生物的種群數(shù)量如圖為理想狀態(tài)下和自然環(huán)境中某生物的種群數(shù)量變化曲線變化曲線, ,下列說法正確的是下列說法正確的是( )( )陰影部分表示環(huán)境中影響

15、種群增長的阻力淘汰個陰影部分表示環(huán)境中影響種群增長的阻力淘汰個體數(shù)體數(shù)a a為為JJ型曲線型曲線,b,b為為SS型曲線型曲線陰影部分的個體數(shù)量表示通過生存斗爭被淘汰的陰影部分的個體數(shù)量表示通過生存斗爭被淘汰的個體數(shù)個體數(shù)K K值為環(huán)境容納量值為環(huán)境容納量A.A. B. B. C. C. D. D.a ab bD D 實驗原理：實驗原理：酵母菌是酵母菌是兼性厭氧型微生物兼性厭氧型微生物 養(yǎng)分、空間、溫度和有毒代謝物養(yǎng)分、空間、溫度和有毒代謝物等是影響等是影響種群數(shù)量增長的限制因素種群數(shù)量增長的限制因素 在理想的環(huán)境下，酵母種群呈在理想的環(huán)境下，酵母種群呈J J型曲線；型曲線；在有限的環(huán)境下，酵母

16、種群呈在有限的環(huán)境下，酵母種群呈S S型曲線。型曲線。實驗材料：實驗材料：血球計數(shù)板，血球計數(shù)板， 肉湯培養(yǎng)基肉湯培養(yǎng)基實驗步驟：實驗步驟：配制培養(yǎng)基配制培養(yǎng)基 滅菌滅菌 接種接種 培養(yǎng)培養(yǎng) 計數(shù)計數(shù)實驗實驗 探究培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量的動態(tài)變化探究培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量的動態(tài)變化backback二二 . . 酵母菌計數(shù)方法：酵母菌計數(shù)方法：抽樣檢測法。抽樣檢測法。 先將蓋玻片放在計數(shù)室上，用吸管吸取先將蓋玻片放在計數(shù)室上，用吸管吸取培養(yǎng)液，滴于蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行培養(yǎng)液，滴于蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入。多余培養(yǎng)液用濾紙吸去。稍待片刻，滲入。多余培養(yǎng)液用濾紙吸去。稍待片刻，待細菌細胞全部沉降到計

17、數(shù)室底部，將計待細菌細胞全部沉降到計數(shù)室底部，將計數(shù)板放在載物臺的中央，數(shù)板放在載物臺的中央，計數(shù)一個小方格計數(shù)一個小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)量，再以此為根據(jù)，估算試內(nèi)的酵母菌數(shù)量，再以此為根據(jù)，估算試管中的酵母菌總數(shù)。管中的酵母菌總數(shù)。三、注意事項：三、注意事項：1 1 酵母計數(shù)方法：抽樣檢測法：酵母計數(shù)方法：抽樣檢測法：邊緣效應邊緣效應（計數(shù)（計數(shù)上邊線和左邊線上上邊線和左邊線上的細胞數(shù)）的細胞數(shù)）2 2從試管中吸出培養(yǎng)液進行計數(shù)之前，要從試管中吸出培養(yǎng)液進行計數(shù)之前，要將試管輕輕震蕩幾次，將試管輕輕震蕩幾次，原因原因使酵母菌分布均使酵母菌分布均勻，減少誤差。勻，減少誤差。3 3本實驗沒有另設置對

18、照實驗，原因是本實驗沒有另設置對照實驗，原因是該該實驗時間上形成前后自身對照實驗時間上形成前后自身對照。為提高實驗為提高實驗數(shù)據(jù)的準確性，實驗時應進行數(shù)據(jù)的準確性，實驗時應進行重復實驗（多重復實驗（多次計數(shù)）。次計數(shù)）。增長曲線的總趨勢：增長曲線的總趨勢：四實驗結果與分析：四實驗結果與分析： 開始時培養(yǎng)液的營養(yǎng)充足，空間充裕，條件適開始時培養(yǎng)液的營養(yǎng)充足，空間充裕，條件適宜，因此酵母菌大量繁殖，種群數(shù)量劇增，隨著酵母宜，因此酵母菌大量繁殖，種群數(shù)量劇增，隨著酵母菌數(shù)量的不斷增多，營養(yǎng)消耗，菌數(shù)量的不斷增多，營養(yǎng)消耗，pHpH變化等，使生存條變化等，使生存條件惡化，酵母菌死亡率高于出生率，種群數(shù)

19、量下降。件惡化，酵母菌死亡率高于出生率，種群數(shù)量下降。影響酵母菌種群數(shù)量的因素：影響酵母菌種群數(shù)量的因素：先增加再降低。先增加再降低。原因：原因：可能有可能有養(yǎng)料養(yǎng)料、溫度溫度、pHpH空間空間及及有害代謝廢物有害代謝廢物等。等。CAB麻雀總是成群地在森林的麻雀總是成群地在森林的上層的活動，吃高大喬木上層的活動，吃高大喬木的種子。的種子。煤山雀、黃腰柳鶯、和橙煤山雀、黃腰柳鶯、和橙紅翁等鳥類總是森林的中紅翁等鳥類總是森林的中層營巢。層營巢。血雉和棕尾虹則是典型的血雉和棕尾虹則是典型的森林底層鳥類，吃地面上森林底層鳥類，吃地面上的苔鮮和昆蟲。的苔鮮和昆蟲。一一. .群落演替的概念群落演替的概念

20、隨著時間的推移，一個群落被另一隨著時間的推移，一個群落被另一個群落代替的過程，就叫做個群落代替的過程，就叫做演替。演替。在一個從來沒有被植物覆蓋的地在一個從來沒有被植物覆蓋的地面面, ,或者是原來存在過植被、但被或者是原來存在過植被、但被徹底消滅了的地方發(fā)生的演替。徹底消滅了的地方發(fā)生的演替。二二. .群落演替的類型群落演替的類型沙丘、火山巖、冰川泥、裸巖上沙丘、火山巖、冰川泥、裸巖上進行的演替。進行的演替。. .初生演替初生演替1.1.定義：定義：2.2.實例實例: :在以上演替的各階在以上演替的各階段中，所需時間最長段中，所需時間最長的是地衣到苔蘚階段的是地衣到苔蘚階段, ,所需時間最短的

21、是草所需時間最短的是草本植物到灌木階段。本植物到灌木階段。裸巖階段裸巖階段地衣階段地衣階段苔蘚階段苔蘚階段草本植物階段草本植物階段灌木階段灌木階段森林階段森林階段（喬木階段）（喬木階段）一年生雜草一年生雜草多年生雜草多年生雜草小灌木小灌木灌木叢灌木叢喬木（森林）喬木（森林）在干旱的荒漠上很難形成在干旱的荒漠上很難形成1.1.定義：定義：原有的植被雖已不存在，但原有土壤原有的植被雖已不存在，但原有土壤條件基本保留，甚至還保留了植物的種子或其條件基本保留，甚至還保留了植物的種子或其他的繁殖體（如能發(fā)芽的地下莖）的地方發(fā)生他的繁殖體（如能發(fā)芽的地下莖）的地方發(fā)生的演替。的演替。2.2.實例：火災過后的草原、過量砍伐的森林、實例：火災過后的