第1章種群及其動態威震山林也有衰亡時刻，群體共存才有生命長河。從個體到種群，從種群到群落，無不揭示一個原理——，“整體大于部分之和”！東北豹春夏時節，草木繁茂，植食性動物食物充足，出生率提高，死亡率降低；秋冬時節則相反。“離離原上草，一歲一枯榮。野火燒不盡，春風吹又生。”在我國北方的原野上，各種草本植物在春夏時節種群密度越來越高，在秋冬時節則相反。討論1.導致這些植物種群數量出現季節性變化的主要環境因素是什么？陽光、溫度、水等非生物因素。討論2.這些植物種群的數量變化對當地動物種群的出生率和死亡率有什么影響？【問題探討】植食性動物種群數量的變化，又會影響肉食性動物的出生率和死亡率。自然界的種群總是有盛有衰，數量處于不斷變動中。種群最基本的數量特征：種群密度影響種群數量變化的因素？出生率死亡率遷入率遷出率非生物因素生物因素第3節影響種群數量變化的因素01非生物因素目錄/CONTENTS01非生物因素非生物因素對種群數量變化的影響【思考·討論】林冠層遮蔽地面的程度。郁閉度大郁閉度小郁閉度：下表為某地人工柳樹林中，林下幾種草本植物的種群密度（平均值，單位：株/m2）隨林木郁閉度變化的調查數據。一年蓬加拿大一枝黃花刺兒菜郁閉度00.20.40.60.81.0一年蓬15.313.510.87.44.32.4加拿大一枝黃花10.49.56.15.63.01.2刺兒菜3.74.38.54.42.21.0郁閉度00.20.40.60.81.0一年蓬15.313.510.87.44.32.4加拿大一枝黃花10.49.56.15.63.01.2刺兒菜3.74.38.54.42.21.0討論1.影響該地草本植物種群密度的非生物因素是什么？討論2.在同樣的非生物因素的影響下，刺兒菜的種群密度變化與一年蓬、加拿大一枝黃花的有較大差異，這是為什么？討論3.除上述因素外，種群數量的變化還受哪些非生物因素的影響？試分別舉例說明。不同植物對光照條件的適應性是有差異的，刺兒菜為陰生植物，更適于在低光照強度下生長除光照外，還受溫度、水、風、火等非生物因素的影響。陽光（光照強度）1.陽光森林中林下植物的種群密度主要取決于林冠層的郁閉度，即主要取決于林下植物受到的光照強度。林冠層郁閉度低林下光照強度高林下植物種群密度高林冠層郁閉度高林下光照強度低林下植物種群密度低影響光合作用強度許多植物的種子在春季萌發為新的植株，主要是受氣溫升高的影響；蚊類等昆蟲在寒冷季節到來時一般會全部死亡，主要是受氣溫降低的影響。2.溫度溫度會影響酶的活性干旱缺水會使許多植物種群的死亡率升高缺水可導致動物個體的死亡氣候干旱會使東亞飛蝗呈爆發式增長。蝗蟲將卵產在土壤中，含水量在10%～20%時最適合它們產卵和孵化。3.水分細胞內許多生物化學反應需要水的參與，影響滲透壓4.非生物因素對種群數量變化的影響往往是綜合性的春夏時節動植物種群普遍迅速增長，除氣溫升高外，日照延長、降水增多也是重要原因。對于動物來說，食物日益充足也是導致種群增長的重要因素，這就涉及生物因素了。01非生物因素目錄/CONTENTS【思考?討論】影響種群數量的其他生物因素【資料1】

1934年，生態學家高斯選用了兩種形態和習性上很接近的草履蟲進行了以下實驗：取相等數目的雙小核草履蟲和大草履蟲，以一種桿菌為飼料，放在某個容器中培養。結果發現：與單獨培養不同，混合培養開始時兩個種群的數量也都有增長，但隨后雙小核草履蟲個體數繼續增加，而大草履蟲個體數下降，最后完全消失。這兩種草履蟲都沒有分泌殺死對方的物質。討論1：怎樣解釋雙小核草履蟲和大草履蟲的數量變化？雙小核草履蟲和大草履蟲之間是

關系，

的數量會不斷下降。競爭競爭力弱種間競爭【資料2】生活在加拿大北方森林中的猞猁捕食雪兔。研究人員在90多年的時間里，對猞猁和雪免的種群數量做了研究，結果如下圖所示。討論：

2.怎樣解釋猞猁和雪兔種群數量變化的同步周期性?3.猞猁和雪兔種群的數量變動哪個是因、哪個是果?4.除猞猁外，影響雪兔種群數量變動的還有其他因素嗎?討論2.怎樣解釋猞猁和雪兔種群數量變化的同步周期性？猞猁和雪免之間是

關系。捕食作為獵物的雪兔種群數量上升時，猞猁因為

充足，其種群

上升，

下降，

會隨之上升；反之，作為獵物的雪兔種群數量下降時，猞猁因為食物匱乏，其種群

下降，

上升，

會隨之下降。食物出生率死亡率數量出生率死亡率數量雪免

→

猞猁討論3.猞猁和雪兔種群的數量變動哪個是因、哪個是果？猞猁種群數量上升會加大對雪兔的捕食壓力，導致雪兔

上升而種群

下降；雪兔種群數量下降時，導致猞猁食物匱乏，猞猁種群

下降、

上升，種群數量也下降；猞猁種群數量下降會減輕對雪兔的捕食壓力，使雪免種群

得以恢復；雪兔種群數量上升，猞猁因食物充足，出生率

、死亡率

，種群數量

。雪兔增多猞猁增多雪兔減少猞猁減少食物充足大量吃雪兔食物缺乏少量吃雪兔死亡率出生率數量上升下降上升數量死亡率如此循環，二者的種群數量相互影響，是循環因果的關系。【思維訓練】分析循環因果關系《教材》P17循環因果關系：在生物學上，許多生理或生態過程的因果關系是循環性的，也就是說，一定的事件作為引起變化的原因，所導致的結果又會成為新的條件，施加于原來作為原因的事件，使之產生新的結果，如此循環往復。雪兔增多猞猁增多雪兔減少猞猁減少食物充足大量吃雪兔食物缺乏少量吃雪兔湖泊受到污染魚類等生物死亡死魚等腐爛(+)+正反饋調節負反饋調節若結果2與原因1相反，則屬于

反饋；若結果2比原因1程度加強，則屬于

反饋。負正思考1：甲狀腺激素分泌的調節是循環因果關系嗎？在這個過程中，TRH和TSH含量增加是因，甲狀腺激素含量增加是果；甲狀腺激素含量增加又成為新的“因”，經過反饋調節產生抑制TRH和TSH分泌的新的“果”，如此循環往復，以至無窮，使血液中的甲狀腺激素含量維持在相對穩定的水平。思考2.獵物和捕食者種群數量變化的相關性。獵物增多捕食者增多獵物減少捕食者減少食物充足大量吃獵物食物缺乏少量吃獵物思考3.人類活動中是否也能找到類似的例子？負反饋調節：

血糖平衡調節、水鹽平衡調節等；正反饋調節：

排尿反射、分娩等。討論4.除猞猁外，影響雪兔種群數量變動的還有其他因素嗎?有還有其他捕食者、其他植食性動物的競爭、作為食物的植物以及非生物因素等。1.種群內部的生物因素（同種生物之間）隨著種群的增長，種內競爭會加劇，從而使種群的增長受到限制，這說明種群數量的變化受到種群內部生物因素的影響。種內競爭源于種群內部個體對有限食物和空間等資源的爭奪，食物和空間等資源越有限、種群密度越大，則種內競爭越

、種群增長率越

。激烈小如果食物匱乏，動物種群會出現

、

的現象。2.種群外部的生物因素（不同種生物之間）（1）捕食與被捕食關系除頂級捕食者外，每種動植物都可能是其他某種生物的

，每種動物都需要以其他生物為食，使各種生物

控制在一定范圍內。捕食對象出生率降低死亡率升高種群數量條件繁殖力產仔量食物豐富的年份正常繁殖3窩/只4~6幼仔/窩食物不足的年份20%~30%成熟雌性個體不繁殖下降①食物對種群數量的影響：食物的增加可以使種群數量

，K值

；食物減少則種群數量

，K值

；若食物極度匱乏，種群可能消亡（即種群數量降為0）。②捕食性天敵對種群數量的影響：捕食性天敵增加則種群數量

、K值

，但一般情況下種群數量不會降為0（因為捕食性天敵需要有食物來源保證自身存活）；捕食性天敵減少則種群數量

、K值

。增加增加減少減小減少減小增加增加（2）相互競爭關系不同植物競爭

和

，不同動物競爭

和生存空間，也會導致種群數量的變化。陽光養分獵物常見類型競爭的結果往往對一方不利，甚至于被消滅。相互競爭關系對種群數量的影響：競爭者的出現使種群數量

、K值

，若兩種生物競爭激烈，則較弱的種群可能消亡。減少減小（3）寄生關系菟絲子寄生在大豆螨蟲作為宿主的動物被寄生蟲寄生，細菌或病毒引起傳染病，也會影響種群的

和

等特征，進而影響種群的數量變化。出生率死亡率寄生者對宿主種群數量的影響:寄生者可使宿主的種群數量

、K值

，但宿主的種群數量一般不會降為0。減少減小3．制約因素的類型（1）密度制約因素（2）非密度制約因素①概念：一般來說，食物和天敵等生物因素對種群數量的作用強度與該種群密度是相關的。②舉例：同樣是缺少食物，種群密度越

高，該種群受食物短缺的影響就越

。①概念：氣溫和干旱等氣候因素（非生物因素）以及地震、火災等自然災害，對種群的作用強度與種群密度無關。②舉例：在遭遇寒流時，有些昆蟲種群不論其種群密度高低，所有個體都會死亡。大【總結】影響種群數量變化的因素分類一：非生物因素：陽光、溫度、水等生物因素：種內競爭、種間關系分類二：密度制約因素：食物，天敵，傳染病等非密度制約因素：

氣溫和干旱等氣候因素以及地震、火災等自然災害判斷常考語句，澄清易混易錯（1）林木郁閉度越小，草本植物種群密度越小

（

）（2）春夏時節動物種群迅速增長受氣溫升高、食物充足等多種非生物因素的綜合影響

（

）（3）一般來說，食物和天敵等生物因素對種群數量的作用強度與該種群的密度是相關的

（

）01非生物因素目錄/CONTENTS研究種群的特征和數量變化的規律，在野生生物資源的合理利用和保護、有害生物的防治等方面都有重要意義。1.瀕危動物的保護：采取保護措施——降低環境阻力，提高K值（環境容納量）調查獲知種群密度、出生率和死亡率、性別比例、年齡結構等特征以及影響該種群數量變化的因素了解種群生存狀態預測種群的數量變化趨勢2.生物資源的利用——指導漁業捕撈ABCABC①研究表明：中等強度的捕撈（捕撈量控制在

左右）有利于持續獲得較大的魚產量。K/2②漁網網目不應過小，否則會影響來年漁業產量。③“休漁期”和“禁漁區”。3.有害生物的防治（1）鼠害防治①采用化學和

物理的方法控制現存害鼠的種群數量；②通過減少其獲得

食物的機會降低其環境容納量，使鼠害得到有效防治。ABCABC何時防治？達到1/2K前（2）對農林害蟲的防治如果一味依賴噴灑農藥的方法，既造成環境污染，又傷及害蟲的天敵；化學防治生物防治有效保護或引入天敵生物，則有利于將害蟲數量控制在較低的水平。【問題探究3】請結合下圖，回答下列問題：（1）2020年東非爆發嚴重蝗災，為有效防治蝗災，應在何時開始控制效果較好？可采取的措施有哪些？在種群數量達到

之前控制效果較好。可通過物理或化學方法減少現存種群數量，也可通過生物方法（如有效保護或引入

等）降低其環境容納量。1/2K天敵（2）從理論上說，“S”形增長的種群在種群數量達到K值時，出生率和死亡率相等，這時即使不捕撈，種群數量也不會增加，怎樣確定合適的捕撈量才能既能長期獲得較多的捕撈量又不危及來年的魚產量？中等強度的捕撈（即捕撈量在

左右）有利于持續獲得較大的魚產量。（3）若想一次性獲得最大捕撈量，什么時候捕撈魚？達到

時捕撈。（4）漁網網目不能過小，否則會影響來年魚產量，這是為什么？如果漁網網目過小，許多幼魚也會被捕撈上來，影響魚種群的

，從而影響魚種群的

，造成來年魚產量

。1/2KK年齡結構出生率降低判斷常考語句，澄清易混