1.3 影响种群数量变化的因素（Word教参）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中生物选择性必修2 生物与环境（人教版2019）

第3节　影响种群数量变化的因素 [课标要求]1.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数量变化。　2.理解种群研究的意义，并能运用相关原理指导生产实践。 知识点1　影响种群数量变化的非生物因素1.影响实例 2．综合影响 非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。例如：春夏时节，动植物种群普遍迅速增长，除气温升高外，__日照延长__及降水__增多__也是重要原因。 知识点2　影响种群数量变化的生物因素1.种群内部生物因素对种群数量变化的影响 随着种群的增长，__种内竞争__会加剧，从而使种群的增长受到限制。 2．种群外部生物因素——其他生物对种群数量变化的影响 (1)因捕食与被捕食关系而产生的影响 ①除__顶级__捕食者外，每种动植物都可能是其他某种生物的捕食对象，每种动物都需要以其他生物为食。 ②种群数量与食物的丰歉密切相关：食物匮乏，动物种群会出现__出生率__降低、__死亡率__升高的现象；食物丰富，动物种群的出生率升高，种群数量增加。 (2)因竞争关系而产生的影响 ①植物之间竞争__阳光和养分__。 ②动物之间竞争__猎物(食物)__，从而使彼此的种群数量控制在一定范围内。 (3)因寄生关系而产生的影响 知识点3　种群研究的应用 1.研究意义 研究种群的特征和数量变化的规律，在野生生物资源的__合理利用和保护__、有害生物的__防治__等方面有重要意义。 2．应用实例 (1)在濒危动物的保护方面：能准确了解该种群的生存状态，预测该种群的__数量变化趋势__，进而采取合理的保护对策。 (2)在渔业上：确定合适的__捕捞量__，中等强度的捕捞，即捕捞量在K/2左右有利于持续获得较大的鱼产量。 (3)在有害生物的防治方面 ①在鼠害发生时，既适当采用化学和物理的方法控制现存害鼠的种群数量，又通过减少其__获得食物__的机会等方法降低其__环境容纳量__，才能使鼠害得到有效防治。 ②对农林害虫的防治，如果一味依赖喷洒农药的方法，既造成__环境污染__，又伤及__害虫的天敌__；有效保护或__引入天敌__生物，有利于将害虫数量控制在较低的水平。 1．基础判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度，这表明光照强度可影响植物种群密度。(√) (2)寒温带多数植物种子在春季萌发，蚊类等昆虫在冬季到来时一般会全部死亡，以及东亚飞蝗的种群爆发或增长等，都主要体现了温度对种群数量的影响。(×) (3)食物、天敌和气候等都是密度制约因素。(×) (4)防治鼠害最有效的措施是降低害鼠生存的环境容纳量。(√) 2．连一连 3．教材习题改编小练(教材P17“概念检测”改编) 种群数量变化受多种因素的影响，下列叙述正确的是(　　) A．林下光照较弱，会使所有林下植物的种群密度下降 B．在自然界，有些捕食者种群和猎物种群的数量变化呈周期性波动，二者相互制约，互为因果 C．只有影响种群出生率和死亡率的因素才能影响种群数量 D．食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群密度无关 答案　B 解析　光线较弱时，有些耐阴植物的种群密度可能有所增加，A项错误；凡能影响出生率、死亡率、迁入率、迁出率的因素均可影响种群数量，C项错误；一般来说，食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群密度密切相关，D项错误。 1．(教材P14－15“思考·讨论”改编)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做了研究。结果如图所示，思考并回答下列问题： (1)分析猞猁和雪兔种群数量的波动情况，你能发现什么规律？你如何作出解释？ 分析90多年间猞猁和雪兔种群数量的波动情况，可发现二者数量变化呈现同步周期性。这是因为猞猁和雪兔是捕食关系，作为猎物的雪兔种群数量上升时，因食物充足，猞猁种群出生率上升、死亡率下降，数量会随之上升；反之，作为猎物的雪兔种群数量下降时，因为食物匮乏，猞猁种群出生率下降、死亡率上升，数量会随之下降。 (2)猞猁和雪兔种群的变动中哪个是因，哪个是果？试作具体分析说明。 猞猁种群数量上升会加大对雪兔的捕食压力，导致雪兔死亡率上升使种群数量下降；而雪兔种群数量下降时，导致猞猁食物匮乏，猞猁种群出生率下降、死亡率上升，种群数量也下降；猞猁种群数量下降会减轻对雪兔的捕食压力，使雪兔的种群数量得以恢复，如此循环，二者的种群数量是相互影响的，是循环因果关系。 (3)除猞猁外，还有其他影响雪兔种群数量变动的因素吗？ 有，还有其他捕食者或其他植食性动物的竞争，作为食物的植物以及非生物因素等。 探究点1　影响种群数量变化的因素 1．一场历史罕见的蝗灾席卷东非和亚欧大陆，给农业生产带来巨大损失，思考并回答下列问题： (1)春夏时节，田间各种植物种群数量迅速增长，这些植物种群数量的增加除与温度升高有关外，还受到__光照、水分(或日照延长、降水增多)__等非生物因素的影响，这一实例说明__非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的__。 (2)蝗虫等动物种群在春夏时节数量增加，除与上述非生物因素有关外，还受哪些因素影响？ 还受食物、天敌、竞争者和引起传染病的病原体等生物因素的影响。 (3)请尝试根据影响种群数量变化的生物因素提出两种可有效防止蝗灾爆发或治理蝗灾的具体方法。 在蝗虫易爆发区种植蝗虫不喜食的作物，减少蝗虫的食物来源，从而防止蝗灾爆发；引入蝗虫的天敌如鸭等，以治理蝗灾(答案合理即可)。 (4)下图为某地东亚飞蝗种群数量变化示意图。曲线a～b段，飞蝗数量呈现爆发式增长，从影响种群数量变化的因素考虑，其原因可能是什么？图中b～c段出生率与死亡率大小差异如何？为有效防治蝗灾，应在图示哪一时段进行控制？ 原因可能是气候干旱。b～c段出生率大于死亡率。为有效防治蝗灾，应在b点之前进行控制。 1．影响种群数量变化的非生物因素举例 因素 举例 影响方式 阳光 森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度 光照强度会影响植物的光合作用强度 温度 在温带和寒温带地区，许多植物种子在春季萌发；蚊类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡 种子萌发主要是受气温升高的影响；蚊类等昆虫死亡主要受气温降低的影响 水 干旱缺水会使许多植物种群的死亡率升高；气候干旱可使东亚飞蝗种群爆发式增长 细胞内许多生物化学反应都需要水的参与；土壤湿度低会影响蝗虫产卵和孵化，同时会使青蛙等天敌死亡率升高 2.影响种群数量变化的生物因素的类型及作用方式 因素 举例 影响方式 食物 猞猁以雪兔为食，雪兔减少，猞猁的死亡率升高、出生率下降；食物的丰歉会影响松鼠的繁殖能力；非洲狮会赶走猎豹以获得其捕获的食物 食物不足时，种群内部以及其他竞争生物会发生激烈竞争，使很多个体不能存活或不能生殖 病原体 和寄生 生物 澳大利亚引入黏液瘤病毒使漫山遍野的野兔数量得到控制 病原体和寄生虫等会影响种群的出生率和死亡率等 天敌 在生物防治上用七星瓢虫防治蚜虫，用灰喜鹊防治松毛虫 许多生物都有天敌，天敌对其大量捕食能把种群密度控制在一个较低水平上 3.界定密度制约因素与非密度制约因素 种群数量变化的制约因素中，许多因素之间存在“循环因果”关系，即一定的事件作为引起变化的原因，所导致的结果又会成为新的条件，施加于原来作为原因的事件，使之产生新的结果，如此循环往复。如图所示： 【例1】 (2023·6月浙江)东亚飞蝗是我国历史上发生大蝗灾的主要元凶，在土壤含水率<15%的情况下，85%以上的受精卵可以孵化，一旦食物(植物幼嫩的茎、叶)等条件得到满足，很容易发生大爆发。下列因素中，对东亚飞蝗的繁衍、扩散起阻碍作用的是(　　) A．充沛的降水 B．肥沃的土壤 C．连片的麦田 D．仅取食种子的鸟类 答案　A 解析　干旱的环境对蝗虫的繁殖、生长发育和存活有许多益处。蝗虫将卵产在土壤中，土壤比较坚实，含水量在10%～20%时最适合它们产卵，所以降水太多不利于其繁衍扩散，A项符合题意；肥沃的土壤有利于作物生长，为蝗虫提供食物(植物幼嫩的茎、叶)等条件，B项不符合题意；连片的麦田为蝗虫提供充足的食物等条件，C项不符合题意；仅取食种子的鸟类不能造成蝗虫缺乏天敌，只是这部分鸟对蝗虫的繁衍扩散未起到有效的阻碍作用，D项不符合题意。 “三看法”分析影响种群数量的因素 【例2】 欧洲兔曾被人无意携入澳洲大草原，对袋鼠等本地生物造成极大威胁，人类采用引入狐狸和黏液瘤病毒等手段进行防治，结果如图所示。下列推断不正确的是(　　) A．a年之前欧洲兔种群数量迅速增长的原因是缺少天敌 B．狐狸防治欧洲兔效果不好的原因是狐狸可能喜欢捕食袋鼠 C．黏液瘤病毒使欧洲兔死亡，对袋鼠影响不大的原因是病毒的专性寄生 D．欧洲兔和袋鼠间存在种间竞争和捕食关系，所以欧洲兔侵入后袋鼠种群数量下降 答案　D 解析　a年之前欧洲兔种群数量迅速增加，类似“J”形增长，原因包括缺少天敌等，A项正确；引入狐狸后，在a～b年间，起初欧洲兔、袋鼠种群数量都减少，随后欧洲兔种群数量上升，但袋鼠种群数量一直下降，可能是狐狸喜欢捕食袋鼠，B项正确；特定的病毒具有特定的宿主，黏液瘤病毒可能专性寄生欧洲兔，C项正确；欧洲兔与袋鼠间无捕食关系，图示欧洲兔引起袋鼠种群数量下降是由于两者间存在种间竞争关系，D项错误。 探究点2　种群研究的应用 采用不同网目(网眼直径)和不同捕捞强度时，某大型鱼塘中草鱼的捕捞量如图所示。思考并回答下列问题： (1)若渔网网目过小会对捕鱼业造成何种影响？为什么？(请从种群特征的角度作出解释) 如果渔网网目过小，许多幼鱼也会被捕捞上来，影响鱼种群的年龄结构，从而影响鱼种群的出生率，造成来年鱼产量降低。 (2)有人认为捕捞强度为45%的情况下，使用三种网目渔网持续捕捞后，鱼塘中草鱼的年龄结构均为衰退型。你认为该说法合理吗？__不合理__。为什么？__用渔网捕捞的多是体型较大的草鱼，体型较小的幼鱼一般不会被捕捞，因此鱼塘中草鱼的年龄结构不属于衰退型__。 (3)在网目为80 mm、捕捞强度为45%的情况下，持续捕捞5年后再无草鱼可捕，解释出现该现象的原因：__种群的延续需要有一定的个体数量为基础，持续的高强度捕捞使草鱼的种群数量逐渐减少，当低于种群延续所需的最小种群数量时，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡__。 (4)假设你承包了一个鱼塘，在投放鱼苗时应考虑哪些因素？为什么？ 应考虑鱼的种类、池塘资源及空间状况等，再确定投放密度。因为同样大小的鱼塘对不同的鱼来说，环境容纳量是不同的。投放密度过大，鱼竞争加剧，死亡率会升高；投放密度过小，水体资源和空间不能得到充分利用也会影响产量。 1．种群研究实践应用原理分析 在自然界，由于环境资源量是有限的且种群增长过程中总会存在诸如种内竞争、天敌、种间竞争、寄生者、传染病等环境阻力，故种群增长曲线大多呈现“S”形。此类增长状况下，种群增长速率先增大后减小，种群数量达到K/2值时，增长速率最大，而种群数量达到K值时，将停止增长。此规律可为合理利用和保护野生生物资源及防治有害生物提供重要参考。 2．K值与K/2值的应用 (1)“S”形增长的种群在种群数量达到K值时，出生率与死亡率相等，这时即使不捕捞，种群数量也不会增加，故应做到适时捕捞以提高经济效益(经济林木的适时采伐也遵循相似原理)。 (2)对农林害虫的防治，若一味依赖农药防治，则既会造成环境污染，又会伤及害虫天敌，还会导致害虫种群抗药性基因频率的上升，致使害虫抗药性增强，从而导致害虫灾害更加猖獗，难以实现对害虫的有效控制。实施生物防治更有利于将害虫数量控制在较低水平。 【例3】 (2022·1月浙江)沙蝗的活动、迁徙有“逐水而居”的倾向。某年，沙蝗从非洲经印度和巴基斯坦等国家向中亚迁徙，直到阿富汗以及我国西北边境，扩散和迁徙“戛然而止”。下列叙述正确的是(　　) A．沙蝗停止扩散的主要原因是种内竞争加剧 B．沙蝗种群的数量波动表现为非周期性变化 C．天敌对沙蝗的制约作用改变了沙蝗的生殖方式 D．若沙蝗进入我国西北干旱地区将呈现“J”形增长 答案　B 解析　沙蝗停止扩散的主要原因是阿富汗以及我国西北边境干旱缺水，不利于沙蝗的繁殖，A项错误；由于沙蝗不断的迁徙活动，使得其生存环境条件具有不确定性，因而蝗虫种群的数量波动表现为非周期性变化，B项正确；天敌对沙蝗的制约作用会影响沙蝗的出生率，但不会改变沙蝗的生殖方式，C项错误；在资源无限、空间无限和不受其他生物制约的理想条件下，种群就会呈“J”形增长，显然若沙蝗进入我国西北干旱地区，其种群数量变化不会呈现“J”形增长，D项错误。 【例4】 (2023·1月浙江)在我国江南的一片水稻田中生活着某种有害昆虫。为了解虫情，先后两次(间隔3天)对该种群展开了调查，前后两次调查得到的数据统计结果如图所示。 在两次调查间隔期内，该昆虫种群最可能遭遇的事件为(　　) A．受寒潮侵袭 B．遭杀虫剂消杀 C．被天敌捕杀 D．被性外激素诱杀 答案　D 解析　据图分析，第2次调查较第1次调查结果比较，生殖期和生殖后期昆虫的性别比例变化较大。若昆虫种群受寒潮侵袭，则各日龄阶段昆虫侵袭程度应一致，A项错误；若昆虫种群遭杀虫剂消杀，则各日龄阶段昆虫消杀程度应一致，B项错误；若昆虫种群被天敌捕杀，则应是低日龄阶段昆虫受影响较大，C项错误；性引诱剂可以吸引交配期的雄性个体，对其进行诱杀，会使生殖期和生殖后期雄性昆虫数量变化较大，D项正确。 核心知识小结 [要点回眸] [答题必备] 1.自然界的种群总是有盛有衰，数量处在不断变动中。 2．凡是影响种群重要特征的因素都会影响种群的数量变化。 3．在自然界，种群数量变化受到阳光、温度、水等非生物因素的影响，而且这种影响往往是综合性的。 4．在有害生物防治上，可采用物理或化学方法控制其现存数量，也可通过减少食物、引入天敌等方法降低其环境容纳量。 1．“离离原上草，一岁一枯荣”描述了草本植物在冬季枯死、在春季复苏、在夏季生长繁茂的景象。使上述草本植物种群数量发生明显变化的因素不包括(　　) A．气温升高 B．降雨增多 C．日照延长 D．动物采食 答案　D 解析　题目中所描述的草本植物种群数量是随季节变化而变化的，因此与气温、光照、降雨有关，与动物采食无关。 2．下列描述中，没有体现非生物因素对种群数量变化影响的是(　　) A．蚊类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡 B．一年蓬的种群密度随林木郁闭度的增加而降低 C．引起传染病的某种病毒使某种群的种群密度降低 D．火山喷发时火山口附近的植物几乎全部死亡 答案　C 解析　蚊类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡，主要体现了气温对种群数量变化的影响，A项不符合题意；一年蓬的种群密度与林冠层的郁闭度有关，即与一年蓬受到的光照强度有关，体现了阳光对种群密度的影响，B项不符合题意；引起传染病的某种病毒对种群数量变化有影响，该种病毒属于影响种群数量变化的生物因素，C项符合题意；火山喷发时火山口附近的植物几乎全部死亡，体现了自然灾害对种群数量变化的影响，D项不符合题意。 3．(2023·广东)某地区蝗虫在秋季产卵后死亡，以卵越冬。某年秋季降温提前，大量蝗虫在产卵前死亡，次年该地区蝗虫的种群密度明显下降。下列对蝗虫种群密度下降的解释，合理的是(　　) A．密度制约因素导致出生率下降 B．密度制约因素导致死亡率上升 C．非密度制约因素导致出生率下降 D．非密度制约因素导致死亡率上升 答案　C 解析　气温对种群的作用强度与该种群的密度无关，因此被称为非密度制约因素；蝗虫原本就会在秋季死亡，降温使它们死亡提前，来不及产生后代，导致出生率下降，C项正确。 4．取相同数目的双小核草履虫和大草履虫，以同一种杆菌为饲料，放在相同的容器中分别进行单独培养和混合培养实验，观察并记录其数量变化，结果如图所示。根据实验结果不能得出的结论是(　　) A．单独培养时，这两种草履虫的种群数量都呈“S”形增长 B．单独培养时，草履虫种群数量主要受种群密度制约因素的影响 C．从实验结果来看，双小核草履虫和大草履虫之间存在种间竞争关系 D．混合培养时，大草履虫在第14天后全部死亡，这种情况在自然条件下不会发生 答案　D 解析　由题图中曲线可知，单独培养时两种草履虫都可以正常生长，且种群数量先增大后维持稳定，呈“S”形增长，A项不符合题意。单独培养草履虫时，草履虫的种群密度越高，受到食物短缺的影响越大，食物是草履虫的主要密度制约因素；实验室里培养草履虫，受气温等非密度制约因素的影响较小，B项不符合题意。混合培养时，双小核草履虫可以正常生长，而大草履虫后期数量逐渐下降并最终灭亡，表明两者之间属于种间竞争关系，且双小核草履虫在竞争中占优势，C项不符合题意。该实验并未在自然条件下进行，故无法得出自然条件下大草履虫的数量变化情况，D项符合题意。 5．如图为种群数量增长曲线，据图回答下列问题： (1)某外来动物侵入新的环境，由于其缺乏天敌的制约，种群迅速蔓延失控，呈现曲线X所示增长，假设A点时该动物的数量为50，之后种群数量每年增加35%，则计算5年后该动物种群数量的公式为________。 (2)某濒危动物种群数量增长曲线为曲线Y。B点时用标记重捕法调查该动物的种群密度，第一次捕获100只全部标记后释放，一段时间后进行第二次捕捉。在第二次捕获个体中未标记的有60只、标记的有20只。据此可估算该动物种群在这一环境中的环境容纳量为________只，为提高其环境容纳量，可通过建立________来改善它们的栖息环境。 (3)假设曲线Y表示某些鱼类种群数量增长曲线，若想持续获得较大的鱼产量，则捕捞后种群数量应维持在________(填“A”“B”或“C”)点，原因是_________ _______________________________________________________________。 (4)假设曲线Y表示某地东亚飞蝗种群数量变化，为了防止蝗灾爆发，应在B点之________(填“前”或“后”)对其进行防治，如通过________诱杀雄虫，由此降低种群的出生率，从而有效防止蝗灾；也可以通过___________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________(答出2点即可)等措施使C点下移。 解析 (1)种群数量每年增加35%，即λ＝1.35，故5年后该动物的种群数量为50×1.355。(2)B点时种群数量达到K/2，根据标记重捕法计算公式得K/2＝400，则K＝800；建立自然保护区，减小环境阻力，可提高种群环境容纳量。(3)“S”形增长曲线中，当种群数量为K/2时，种群增长速率最大，种群数量可迅速增加。(4)对蝗灾进行防治，应在K/2前进行，可利用性引诱剂诱杀雄性个体，改变性别比例从而降低种群出生率，也可通过增大环境阻力，如有效保护或引入天敌、减少东亚飞蝗获得食物的机会等方法降低K值。 答案 (1)50×1.355　(2)800　自然保护区　(3)B　B点时种群数量达到K/2，种群增长速率最大，有利于鱼类种群数量的迅速恢复　(4)前　性引诱剂　有效保护或引入天敌、减少东亚飞蝗获得食物的机会(答案合理即可) 学科网（北京）股份有限公司 $$