第1章 第3节 生态因素影响种群数量波动（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中生物学选择性必修2 生物与环境（浙科版2019）

第三节　生态因素影响种群数量波动 课程内容标准 核心素养对接 举例说明阳光、温度和水等非生物因素以及不同物种之间的相互作用都会影响生物的种群特征。 1．通过实例分析，说明种群的周期性波动和非周期性波动。(科学思维) 2．阐述外源性因素和内源性因素对种群数量波动的影响。(生命观念) 3．认识到研究种群数量波动的实践意义。(社会责任) [对应学生用书P17] 一、种群的数量总是在波动中 1．种群数量的波动 (1)概念：种群是一个动态系统，种群中的个体数量是随着时间而变化的。 (2)引起种群数量波动的因素：特定环境中种群的生存资源总是有限的，周围的环境条件在不断发生着变化，从而引起种群出生率、死亡率、迁入率和迁出率的改变。 (3)波动类型：包括周期性波动和非周期性波动。 2．周期性波动 (1)概念：种群数量波动在两个相邻波峰之间相隔的时间基本相等。 (2)类型 ①季节性波动：主要由环境的周期性季节变化所决定，种群数量随季节变化而改变，年年如此。 ②年间波动：则是指种群数量的变动是以多年为一个周期的重复波动，这种波动的周期常常是几年，甚至更长。种群数量的周期性年间波动主要发生在成分比较简单的高纬度环境中，如北方针叶林和苔原地带。 二、外源性因素调节种群数量波动 1．外源性因素：是指影响种群密度的外部因素，主要包括气候、食物、捕食、疾病、寄生等。 2．类型 (1)气候：影响种群密度的变化。昆虫的早期死亡80%～90%是由气候变化引起的，因为气候因素会影响昆虫的发育与存活。例如，棉盲蝽种群的数量波动就是由于气候变化引起。又如，连续几天38 ℃高温常可引起蚜虫种群数量急剧下降；沙漠地区啮齿动物和鸟类的种群数量总是与降雨量有着直接的关系。 (2)食物：调节种群数量的重要因素。在食物不足时，种群内部必然会发生激烈的竞争，使很多个体不能生殖或不能存活。 (3)捕食：能将被捕食者的种群密度制约在一定水平。捕食者种群数量会随着被捕食者数量的增加而增加，也会因自身受到天敌的捕食而减少。生产上常利用捕食关系进行生物防治的实例：用象鼻虫防治槐叶萍、用七星瓢虫防治蚜虫、用灰喜鹊防治松毛虫。 (4)病原体和寄生生物：病原体和寄生生物的致病力和传播速率是随着种群密度的增加而增加的。例如，禽流感病毒的大量增殖和快速蔓延会导致候鸟大量死亡。在大多数情况下，上述这些因素并不是单独起调节作用，而是多种因素综合在一起共同影响种群数量波动。 三、内源性因素调节种群数量波动 1．内源性因素：包括领域行为和内分泌等种群内部的影响因素。 2．类型 (1)领域行为：是指动物有选择地占据、保卫一定的空间，不允许同类其他个体进入这一空间的行为。鸟类的领域行为非常强，生活在杨树上的一种蚜虫也有明显的领域行为。 (2)内分泌因素：对种群数量起到一定的调节作用。当种群数量上升时，种群内个体经受的社群压力增加，会增强对中枢神经系统的刺激，进而引发内分泌失调，使种群数量增长停止或被抑制，继而又降低了社群压力。 1．判正误 (1)大多数种群的数量波动是周期性波动。(×) (2)季节性波动主要由环境的周期性季节变化决定。(√) (3)北美地区雪兔和猞猁的种群数量波动属于年间波动，波动原因主要涉及植物、雪兔、猞猁三者之间的数量互动关系。(√) (4)狼群因得不到食物而数量减少，是内源性因素调节的结果。(×) (5)猩猩驱逐外来入侵者的行为属于领域行为，属于内源性因素调节种群数量波动。(√) 2．微思考 1934年生态学家高斯选用了两种形态和习性上很接近的草履虫进行了以下实验：取相等数目的双小核草履虫和大草履虫，用一种杆菌为饲料，放在某个容器中培养。结果发现：开始时两个种群的数量都有增长，随后双小核草履虫个体数继续增加，而大草履虫个体数下降，16天后只有双小核草履虫存活。这两种草履虫都没有分泌杀死对方的物质。 由资料分析可知： (1)若单独培养草履虫时，可推测两种草履虫都能正常生长，呈“S”形增长。 (2)若混合培养时，最后(第16天后)只有双小核草履虫存活，请分析影响大草履虫种群数量变化的主要因素是什么？ 提示　随着双小核草履虫数量的增加，争夺食物的优势越来越大，最终大草履虫失去了食物来源而灭亡。 [对应学生用书P19] 任务驱动一　种群数量总是在波动中 如图是研究人员调查欧洲灰鹭近50年间种群数量变化曲线图，请思考： (1)欧洲灰鹭种群的数量变化是周期性波动还是非周期性波动，为什么？ 提示　非周期性波动，因为相邻波峰之间相间隔的时间不相等。 (2)欧洲灰鹭种群的环境容纳量是多少？ 提示　大约是4 000对。 (3)引起欧洲灰鹭数量变化的主要因素是什么？ 提示　主要是气候等外源性因素。 1．种群波动的原因 (1)非生物因素：环境条件的变化可引起种群数量波动，如干旱、酷暑、严冬等因素可使种群数量减少，温和、湿润、风调雨顺等年景会使种群数量增加等。 (2)生物因素：不同种群之间的关系，如捕食、竞争、寄生等会影响种群的数量变化。种群自身特性也可引起种群大小波动，如种群增长率随密度改变而变化等。 2．自然种群数量波动的常见类型 (1)季节性波动：主要由环境的周期性季节变化决定，种群数量随季节变化而变化，年年如此。 (2)年间波动：种群数量的波动周期常常是几年。如旅鼠、北极狐3～4年周期；美洲兔、加拿大猞猁9～10年周期。 (3)种群数量的非周期性变动：大多数种群的年间数量动态变化表现为非周期性波动，主要由环境的非周期性突然变化引起，如一些突发性的自然灾害，同时人类活动对种群数量的非周期性变化也起很大作用。 研究人员采用样方法调查了某地北点地梅(一年生草本植物)的种群数量变化，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．北点地梅的种群数量波动为非周期性波动 B．1971年种子萌发至幼苗阶段的死亡率高于幼苗至成熟植株阶段 C．1972年北点地梅个体间生存斗争程度较1975年低 D．由于环境条件的限制，5年间该种群数量呈“S”形增长 B　[结合曲线图可知，北点地梅的数量波动为周期性波动，表现为季节性波动，A项错误。1971年种子萌发至幼苗阶段种群数量的下降幅度明显大于幼苗至成熟植株阶段，即前一阶段的死亡率高于后一阶段的死亡率，B项正确。1972年每样方北点地梅的种子萌发数和幼苗数比1975年多，说明北点地梅的种群密度在1972年较大，因此1972年北点地梅个体间生存斗争程度较高，C项错误。由图中曲线趋势可知，5年间该种群数量越来越少，并非呈“S”形增长，D项错误。] 下图为北方地区雪兔和猞猁在90年间的种群数量波动，则相关叙述错误的是(　　) A．图中显示雪兔和猞猁的种群数量总是围绕着平衡密度上下波动 B．雪兔与猞猁的这种种群数量波动属周期性波动，表现为季节性波动 C．雪兔与猞猁种群数量的波动与出生率、死亡率变动有关 D．上述雪兔与猞猁种群数量的波动涉及食料植物、植食动物及肉食动物三者间的数量互动关系 B　[图中显示从1850～1940年的90年间，这两种动物极明显地表现为每隔9～10年出现一次数量高峰，即每9～10年为一个波动周期，故雪兔和猞猁种群的数量波动为周期波动，表现为年间波动。] [借题发挥]　种群数量波动类型的判断流程 1．蓟马是一种靠吸取植物汁液生存的昆虫。如图是澳大利亚昆虫学家Andrewartha连续6年对玫瑰园中蓟马种群数量的调查结果。下列叙述错误的是(　　) A．在这6年间蓟马种群数量呈周期性波动 B．蓟马种群数量多的年份，通常玫瑰数量较多 C．蓟马种群数量随季节变化而变化 D．蓟马种群数量主要受气候、食物、领域行为等外源性因素的影响 D　[根据蓟马种群数量曲线看出：6年间蓟马种群数量呈周期性波动；蓟马吸取植物汁液生存，种群数量多的年份，通常玫瑰数量应该较多；蓟马种群数量波动表现为季节性波动，种群数量随季节变化而变化；气候、食物等是影响蓟马种群数量变化的外源性因素，而领域行为属于内源性因素。] 2．20世纪初，人们将驼鹿引入加拿大密歇根湖的一个孤岛。该种群从1915～1960年的数量变化情况如表所示： 年份 1915 1917 1921 1925 1928 1930 1934 1943 1947 1950 1960 数量 (只) 200 300 1 000 2 000 2 500 3 000 400 170 600 500 600 以下分析错误的是(　　) A．岛上驼鹿的种群数量主要由出生率和死亡率决定 B．驼鹿种群在1917～1921年间增长率最大 C．1930～1934年驼鹿的种群数量急剧下降，最可能的原因是天敌数量增加 D．岛上驼鹿种群的K值是可以变化的 C　[人们将驼鹿引入加拿大密歇根湖的一个孤岛，驼鹿无法自由的迁入和迁出，种群数量主要由出生率和死亡率决定；分析表格数据计算可知，驼鹿种群在1917～1921年间增长率最大；1930～1943年间，驼鹿种群数量急剧下降的原因最可能是气候、人为因素的影响使环境容纳量改变引起的；K值指的是环境不被破坏的情况下所能容纳的最大种群数量，环境条件改变，K值也会变。] 任务驱动二　影响种群数量波动的因素 生活在加拿大北方森林中的猞猁捕食雪兔。研究人员在90多年的时间里，对猞猁和雪兔的种群数量作了研究，结果如图所示。 由资料分析可知： (1)怎样解释猞猁和雪兔种群数量变化具有同步周期性？ 提示　猞猁是捕食者，雪兔是被捕食者，猞猁会随着雪兔数量的变化而发生变化。 (2)猞猁和雪兔种群的数量变动哪个是因、哪个是果？ 提示　方框①～⑧中每次波动都是雪兔先增加到达波峰，猞猁后增加到达波峰，据此判断雪兔的数量变动是因，猞猁的数量变动是果。 (3)除猞猁外，还有哪些因素会影响雪兔种群数量变化？ 提示　植物的种类和数量(雪兔食物)、其他捕食者、气候、传染病等。 1．外源性因素调节种群数量波动 调节因素 原因 实例 气候 影响种群密度的变化。许多生物不适应极端的气候变化而引起种群数量急剧下降 连续高温，常可以使蚜虫种群数量急剧下降 食物 食物不足时，种群内部会发生激烈竞争，使很多个体不能生殖或存活 长耳鸮以雪兔为食，在雪兔数量很少的年份，长耳鸮只有20%的孵窝率 捕食 捕食者种群数量随着被捕食者数量的增加而增加，也会因自身受到天敌的捕食而减少 在生物防治上用七星瓢虫防治蚜虫，用灰喜鹊防治松毛虫 病原体和 寄生生物 病原体和寄生生物的致病力和传播速率随着种群密度的增加而增加 禽流感病毒的大量增殖和加快蔓延会导致候鸟大量死亡 2．内源性因素调节种群数量波动 领域行为和内分泌因素对种群数量的调节都与种群密度直接相关。种群密度越大，领域行为和内分泌因素对种群数量波动的影响越大。 如图表示北极旅鼠在1929～1943年间种群数量变化曲线，下列叙述错误的是(　　) A．北极旅鼠种群数量每3～4年达到峰值，呈周期性波动 B．a点时，雌鼠生殖能力下降是内源性调节因素的影响 C．b点时北极旅鼠的出生率小于死亡率 D．a点到b点过程中，北极旅鼠种群的环境容纳量下降 D　[北极旅鼠种群数量每3～4年达到峰值，呈周期性波动，A正确；a点时，北极旅鼠种群密度过大，会使雌鼠内分泌功能失调，导致雌鼠生殖能力下降，故雌鼠生殖能力下降是内源性调节因素的影响，B正确；b点时北极旅鼠的出生率小于死亡率，数量继续减少，C正确；判断环境容纳量有无改变，关键看北极旅鼠所生存的环境是否有明显的变化，根据图示各年份总体变化可知，环境容纳量约为20，a点到b点过程，属于正常的波动，D错误。] (2022·1月浙江选考)如图所示为自然环境中某生物种群数量变化曲线，下列有关叙述中，正确的是(　　) A．食物是影响cd段波动的重要内源性因素 B．cd段波动的直接原因是出生率和死亡率的变动 C．c点时种群有最大自然增长率 D．该种群发展过程中，ab段幼体所占比例小于cd段幼体比例 B　[领域行为和内分泌因素等都是影响cd段波动的重要内源性因素，气候、食物、疾病、寄生和捕食等都是影响cd段波动的重要外源性因素，A错误；出生率和死亡率是决定种群密度的直接因素，cd段波动的直接原因是出生率和死亡率的变动，B正确；b点对应的种群数量是K/2，此时种群有最大自然增长率，C错误；ab段对应的应该是增长型的种群，cd段对应的应该是稳定型的种群，ab段幼体所占比例大于cd段幼体比例，D错误。] [借题发挥]　外源性因素和内源性因素对种群数量的波动起调节作用，出生率和死亡率对种群数量波动起决定性作用。 1．(2022·6月浙江选考)许多因素能调节种群数量。下列属于内源性调节因素的是(　　) A．寄生　　　　　　　　 B．领域行为 C．食物 D．天敌 B　[寄生、食物、天敌属于调节种群数量的外源性因素；领域行为和内分泌调节属于内源性调节因素。因此本题选择B。] 2．下列关于种群数量波动的叙述中，正确的是(　　) A．领域行为不利于种群数量的增长 B．气候是对种群数量影响最强烈的外源性因素 C．所有种群的数量都呈周期性变化 D．内分泌调节属于影响种群数量的外源性调节因素 B　[内源性调节因素包括领域行为、内分泌调节等，领域行为对种群数量的增长是有利的。A、D错误。种群数量的外源性调节因素最强烈的是气候，还有食物、捕食、寄生物等；B正确。种群数量的波动分为周期性的和非周期性的，C错误。] 知识网络构建 关键知识积累 1.种群的数量波动包括周期性波动和非周期性波动，周期性波动主要表现为季节性波动和年间波动。 2.大多数种群的年间数量动态变化表现为非周期性波动。 3.调节种群数量波动的外源性因素主要有气候、食物、捕食、疾病、寄生等。 4.调节种群数量波动的内源性因素包括领域行为和内分泌等。 [对应学生用书P23] 1．下面因素对种群数量的调节有影响的是(　　) A．捕食(外源性因素) B．领域行为(内源性因素) C．气候(外源性因素) D．以上都有影响 D　[种群数量的波动受多种因素的共同影响，外源性因素主要包括气候、食物、捕食、疾病、寄生等，内源性因素包括领域行为和内分泌等。] 2．社鼠是主要生活在山地环境中的植食性鼠类。下列有关叙述正确的是(　　) A．社鼠的种群数量波动总是处在环境容纳量之下 B．社鼠与其天敌黄鼬的种群数量波动是同步的 C．领域行为是一种调节社鼠种群数量的内源性因素 D．在食物十分充足的条件下，社鼠的种群数量一直呈“J”形增长 C　[社鼠的种群数量可以在环境容纳量上下波动，并非总是在环境容纳量之下，A项错误；天敌黄鼬可以捕食社鼠，前者的数量会随后者数量的增加而增加，也会因后者的减少而减少，但捕食者种群数量波动滞后于被捕食者，不同步，B错误；领域行为是一种调节社鼠种群数量的内源性因素，C正确；在食物十分充足的条件下，社鼠的种群数会因为空间有限，天敌增加等因素呈“S”形增长，D错误。] 3．下列影响种群数量波动的因素中，不受种群密度影响的是(　　) A．气候　　　　　　　 B．病原体和寄生生物 C．领域行为 D．内分泌调节 A　[气候是影响种群数量波动的外源性因素，不受种群密度的影响。病原体和寄生生物属于影响种群数量波动的外源性因素，病原体和寄生生物的致病力和传播速率随之种群密度增加而增加。领域行为和内分泌调节属于调节种群数量的内源性因素，都会受种群密度影响。] 4．红松球果产量有“四年两头熟”的说法，这说明红松(　　) A．种群的数量波动为非周期波动 B．种群的数量波动为周期波动 C．种群数量波动属外源性调节 D．种群数量波动属内分泌调节 B　[红松球果产量的“四年两头熟”表明红松种群数量的波动周期约为4年。] 学科网（北京）股份有限公司 $$