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种群核心内容梳理
种群的概念:在一定的自然区域内,同种生物的全部个体。
一、种群的特征
(一)种群的数量特征:种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例。
1、种群密度:种群在单位面积或单位体积中的个体数。种群密度是种群最基本的数量特征。
在调查分布范围较小、个体较大的种群时,可以
逐个计数。但是,在多数情况下,逐个计数非常困难
,需要采取估算的方法。
(1)样方法:估算种群密度最常用的方法之一是样方法。在被调查种群的分布范围内,随机选取若干个样方,通过计数每个样方内的个体数,求得每个样方的种群密度,以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。
①调查程序:确定调查对象→选取样方→计数→计算种群密度(所有样方种群密度的平均值)。
②注意事项:调查对象要选熟悉的又容易计数的植物;样方法并非只适用于植物;植物的大小不同,样方面积也应不同;选取样方时,要注意随机取样;计数要准确,同种生物个体无论大小都要计数。
(2)标志重捕法:许多动物的活动能力强,活动范围大,不宜用样方法来调查它们的种群密度。常用的方法之一是标志重捕法。也就是在被调查种群的活动范围内,捕获一部分个体,做上标记后再放回原来的环境,经过一段时间后进行重捕,根据重捕到的动物中标记个体数占总个体数的比例,来估计种群密度。
①调查程序:确定调查对象→第一次捕获M只并标记→第二次捕获并统计捕获数(n)、标记数(m)→计算种群密度(N)。
②注意事项:调查期间无迁入和迁出、出生和死亡;标志物对所调查动物生命活动无影响,不能太过醒目、不易脱落。
温馨提示:对于有趋光性的昆虫,还可以采用黑光灯进行灯光诱捕的方法调查种群密度。
种群密度反映了种群在一定时期的数量,但是仅靠这一特征还不能反映种群数量的变化趋势。要想知道种群数量的消长,还需要研究种群的出生率和死亡率等其他数量特征。
2、出生率和死亡率:出生率是指在单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数(年初个体总数)的比率。死亡率是指在单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数(年初个体总数)的比率。例如:某种群年初个体总数为100,年末时为110,其中新生个体总数为20,死亡个体总数为10,则该种群的年出生率、死亡率和增长率分别为多少? 出生率 = 20%,死亡率 = 10%,增长率 = 出生率 - 死亡率 = 10%。
3、迁入率和迁出率:对一个种群来说,单位时间内迁入或迁出的个体,占该种群个体总数(年初个体总数)的比率,分别称为迁入率或迁出率。
温馨提示:春运期间,影响北京、广州等大城市人口数量变化的主要因素是迁入率和迁出率;中国人口的增长是出生率>死亡率造成的,不能单纯说是出生率高造成的。要控制人口过度增长,必须降低出生率。
4、年龄组成:种群的年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例,大致可以分为三种类型。
5、性别比例:种群中雌雄个体数目的比例。性别比例对种群密度也有一定的影响。例如,利用人工合成的性引诱剂(信息素)诱杀某种害虫的雄性个体,破坏了害虫种群正常的性别比例,就会使很多雌性个体不能完成交配,从而使该种害虫的种群密度明显降低。
6、种群的数量特征之间的相互关系
种群密度是种群最基本的数量特征。直接决定种群密度的因素是出生率和死亡率、迁入率和迁出率。年龄组成和性别比例不直接决定种群密度,年龄组成通过影响种群的出生率和死亡率,从而预测种群数量变化趋势,性别比例通过影响种群的出生率间接影响种群密度。年龄组成为稳定型的种群,种群数量近期一定能保持稳定吗?不一定,原因是出生率和死亡率不完全取决于年龄组成,还受食物、天敌、气候等多种因素影响,且种群数量还受迁入率和迁出率的影响。
(二)种群的空间特征:组成种群的个体,在其生活空间中的位置状态或布局。均匀分布:如稻田中水稻的空间分布。随机分布:如草地上某种杂草的空间分布。集群分布:如瓢虫的空间分布。
二、种群数量的变化
描述、解释和预测种群数量的变化,常常需要建立数学模型。
1、建构种群增长模型的方法
(1)数学模型的概念:用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
(2)建立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→根据实验数据,用适当的数学形式对事物的性质进行表达→通过进一步实验或观察等,对模型进行检验或修正
(3)数学模型的表现形式:数学方程式、曲线图(能更直观地反映出种群数量的增长趋势,但不够精确)。
2、种群增长的“J”型曲线
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,曲线则大致呈“J”型。
(1)“J”型增长的数学模型
①模型假设:在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌
害等条件下,种群的数量以一定的倍数增长,第二年的数
量是第一年的λ