内容正文:
第3节 影响种群数量变化的因素
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第1章 种群及其动态
1
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课堂探究 重难突破
02
课前预习 自主落实
01
课后检测 知能达标
04
随堂巩固 基础夯实
03
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第1章 种群及其动态
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第1章 种群及其动态
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课前预习 自主落实
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第1章 种群及其动态
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阳光
温度
综合性
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第1章 种群及其动态
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种内竞争
捕食
为食
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阳光和养分
食物
出生率和死亡率
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食物和天敌
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气温和干旱
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第1章 种群及其动态
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种群密度、出生率和死亡率、性别比例、年龄结构
变化趋势
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第1章 种群及其动态
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持续获得
K/2
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第1章 种群及其动态
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化学和物理
环境容纳量
保护或引入天敌生物
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√
×
√
×
√
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课堂探究 重难突破
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03
随堂巩固 基础夯实
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04
课后检测 知能达标
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第1章 种群及其动态
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第1章 种群及其动态
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学习
目标
1.举例说明阳光、温度、水等非生物因素对种群数量变化的影响,阐明种群数量变化受到内因和外因的影响,外因通过内因起作用。
生命观念
2.举例说明不同物种之间的相互作用对种群数量变化的影响。
科学思维
3.结合具体实例,了解研究种群数量变化在保护濒危物种、防治有害生物等方面的应用。
社会责任
一、非生物因素
1.在自然界,种群的数量变化受到________、________、水等非生物因素的影响。非生物因素对种群数量变化的影响往往是__________的。
2.非生物因素的实例(连线)
二、生物因素
1.种内关系:随种群数量增长,____________加剧,会影响种群数量进一步增长。
2.种间关系
(1)捕食与被捕食关系:除顶级捕食者外,每种动植物都可能是其他某种生物的________对象,每种动物都需要以其他生物________,使各种生物种群数量控制在一定范围内。
(2)相互竞争关系:不同植物竞争______________,不同动物竞争________和生存空间,导致种群数量的变化。
(3)寄生关系:宿主被寄生生物寄生,影响种群的__________________,进而影响种群的数量变化。
三、制约因素的类型
1.密度制约因素
(1)概念:一般来说,______________等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的。
(2)举例:同样是缺少食物,种群密度越高,该种群受食物短缺的影响就越大。
2.非密度制约因素
(1)概念:______________等气候因素以及地震、火灾等自然灾害,对种群的作用强度与该种群的密度无关。
(2)举例:在遭遇寒流时,有些昆虫种群不论其种群密度高低,所有个体都会死亡。
四、种群研究的应用
1.在野生生物资源的合理利用和保护中的应用
(1)保护濒危动物
只有通过调查获知____________________________________________等特征,以及影响该种群数量变化的因素,才能准确了解该种群的生存状态,预测该种群的数量____________,进而采取合理的保护对策。
(2)在渔业捕捞中的应用
①中等强度的捕捞,有利于____________较大的鱼产量。
②捕捞后使鱼的种群数量处在__________左右。
2.在有害生物的防治中的应用
(1)在鼠害防治中,既要适当采取______________的方法控制现存害鼠的数量,又要降低______________,才能取得有效防治。
(2)对农林害虫的防治,有效______________________,有利于将害虫数量控制在较低的水平。
由于全球变暖,蝗虫从非洲迁移到印度和巴基斯坦并有可能进入我国新疆地区,可能会在未来引发新一轮的世界粮食危机,我国农业部门也高度重视,正在积极科学防控中。结合所学知识判断:
(1)蝗虫种群数量的变化会受到温度、湿度等因素的影响。( )
(2)蝗虫种群迁入新疆地区后增长速率将会逐渐增大。( )
(3)蝗虫种群的数量波动表现为非周期性。( )
(4)蝗虫在种群密度过大时引起的内分泌失调导致种群数量迅速下降。( )
(5)引入鸭群可以把蝗虫种群密度压制在一个低水平上。( )
探究点一 影响种群数量的非生物因素
菊花、茶花等短日照植物会在白天越来越短的秋天才开花。由于温度的季节性变化,部分植物的种群数量和某些动物的种群数量也呈季节性变化,如鱼类的洄游。请思考并回答下列问题。
1.通过阅读上述实例及课本“思考讨论”中的资料,思考影响种群数量变化的非生物因素有哪些?
提示:阳光、温度、水等。
2.在同样的非生物因素的影响下,刺儿菜的种群密度变化与一年蓬、加拿大一枝黄花的种群密度有较大差异,这是为什么?
提示:不同种植物对光照条件的适应性是有差异的。
3.除上述因素外,种群数量的变化还受哪些非生物因素的影响?试分别举例说明。
提示:除了光照条件外,还受温度、水、风、火等非生物因素的影响。
影响种群数量变化的非生物因素分析
在自然界,种群的数量变化受到阳光、温度、水等非生物因素的影响。非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。
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是受气温降低的影响。温度会影响酶的活性
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;土壤湿度会影响蝗虫产卵和孵化,同时会使青蛙等天敌死亡率上升
1.种群数量变化受到很多非生物因素的影响。下列相关表述不正确的是( )
A.非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的
B.非生物因素均通过影响出生率和死亡率进而影响种群数量的变化
C.气温骤降对某些昆虫种群数量的影响强度与各自的种群密度无关
D.林下光照较弱不会导致所有林下植物的种群数量下降
解析 非生物因素如阳光、温度、水等,其对种群数量变化的影响往往是综合性的,如我国北方夏季湿润高温多雨、冬季干旱寒冷少雨等,A正确;非生物因素可能通过影响迁入率、迁出率影响种群数量的变化,B错误;温度属于非密度制约因素,气温骤降对某些昆虫种群数量的影响强度与其种群密度无关,C正确;不同植物适于在不同的光照下生长,林下光照较弱,不会导致所有林下植物的种群数量下降,D正确。
答案 B
2.(2023·郑州外国语学校高二期中)凡是影响种群重要特征的因素都会影响种群数量的变化。下列关于影响种群数量变化因素的叙述,正确的是( )
A.持续38 ℃高温可以引起蚜虫种群数量的急剧下降,说明高温属于密度制约因素
B.寒温带地区种子春季萌发成幼苗主要受气温上升的影响
C.蚊类等昆虫在冬季来临时死亡主要受水分不足的影响
D.非生物因素本身对种群数量具有反馈作用,可以通过反馈机制来调节种群数量
解析 温度对种群数量的影响程度与种群密度无关,故高温属于非密度制约因素,A错误;寒温带地区的种子大多在春季萌发成幼苗,主要是受温度的影响,春季气温上升,有利于种子萌发,B正确;蚊类等昆虫在冬季来临时死亡主要受气温降低的影响,C错误;非生物因素本身对种群数量无反馈作用,密度制约因素本身对种群数量具有反馈作用,可以通过反馈机制来调节种群数量,D错误。
答案 B
探究点二 影响种群数量的生物因素
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,结果如下图所示。请思考并回答下列问题。
1.图中a和b,哪一个代表雪兔种群?哪一个代表猞猁种群?
提示:a代表雪兔种群,b代表猞猁种群。
2.怎样解释猞猁和雪兔种群数量变化的同步周期性?
提示:雪兔是猞猁的食物,随着雪兔的种群数量增多,猞猁得到的食物增多,猞猁因繁殖加快而数量增加;反之则数量减少。猞猁是雪兔的天敌,随着天敌数量的增加,雪兔被捕食数量增多,雪兔的种群数量减少;反之增加。
3.除猞猁外,影响雪兔种群数量变化的因素还有哪些(至少写出两个)?是不是所有的捕食者种群和被捕食者种群的数量都符合上述猞猁和雪兔的种群变化曲线?为什么?
提示:雪兔的食物匮乏、其他捕食者等。不是。因为捕食者可能捕食多种生物,被捕食者也可能被多种捕食者捕食,同时如果捕食者数量过少也不足以制约被捕食者的种群数量增长。
不同生物因素对种群数量的影响
(1)种内竞争:可通过影响种群增长率影响种群数量。种内竞争源于种群内部个体对有限食物和空间等资源的争夺,食物和空间等资源越有限、种群密度越大,则种内竞争越激烈、种群增长率越小。
(2)食物:食物的增加可以使种群数量增加,K值增加;食物减少则种群数量减少,K值减小;若食物极度匮乏,种群可能消亡(即种群数量降为0)。
(3)捕食性天敌:捕食性天敌增加则种群数量减少、K值减小,但一般情况下种群数量不会降为0(因为捕食性天敌需要有食物来源保证自身存活);捕食性天敌减少则种群数量增加、K值增加。
(4)竞争者:竞争者的出现使种群数量减少、K值减小,若两种生物竞争激烈,则较弱的种群可能消亡。
(5)寄生者:寄生者可使宿主的种群数量减少、K值减小,但宿主的种群数量一般不会降为0。
(6)引起传染病的病菌:病菌的出现可使种群数量减少,且种群密度越大,影响越明显。极度恶劣情况下,种群可能消亡。
3.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
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错误;由于沙蝗不断地迁徙活动,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,B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错误。
答案 B
4.关于影响种群数量变化的因素,下列叙述错误的是( )
A.天敌对猎物的影响属于非密度制约因素
B.阳光、温度、水等是影响种群数量的非生物因素
C.随种群密度的增大,种群受食物影响越大,食物短缺属于密度制约因素
D.环境不受破坏时,种群数量在内外因素的影响下,在K值附近上下波动
解析 捕食关系(天敌对猎物的影响)、竞争关系、种内斗争(食物短缺)影响程度与种群密度有密切关系,属于密度制约因素,A错误,C正确;阳光、温度、水等是影响种群数量的非生物因素,B正确;环境不受破坏时,受到自身密度等因素的影响,种群数量在K值附近上下波动,D正确。
答案 A
探究点三 种群研究的应用
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都有重要意义。据此回答有关问题。
1.2020年东非爆发严重蝗灾,为有效防治蝗灾,应在何时开始控制效果较好?可采取的措施有哪些?
提示:在种群数量达到K/2之前控制效果较好。可通过物理或化学方法减少现存种群数量,也可通过生物方法(如增加天敌等)降低其环境容纳量。
2.从理论上说,“S”形增长的种群在种群数量达到K值时,出生率和死亡率相等,这时即使不捕捞,种群数量也不会增加。怎样确定合适的捕捞量才能既能长期获得较多的捕捞量又不危及来年的鱼产量?
提示:中等强度的捕捞(捕捞后使鱼的种群数量处在K/2左右)有利于持续获得较大的鱼产量。
3.若想一次性获得最大捕捞量,什么时候捕捞?渔网网目不能过小,否则会影响来年鱼产量,这是为什么?
提示:达到K值时。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。
种群“S”形增长曲线的分析及在实践中的应用
(1)曲线分析
(2)实践应用
b点的应用
消灭害虫应尽早进行,将种群数量控制于加速期(b点之前),严防种群增长进入加速期
c点(K/2值)的应用
对有害生物:严防种群数量达到该点,如害鼠达到K/2时,鼠害将难以控制
对有益资源:黄金利用点,当资源利用后维持于该点时将具最强更新能力,符合可持续发展原则
e点(K值)的应用
对有害生物:限制生存条件,降低环境容纳量,如封存粮食、硬化地面以限制鼠的种群数量
对有益生物:改善生存条件,尽量提升K值,如建立自然保护区,保护大熊猫
5.农业生产中常利用瓢虫来防治叶螨。某小组研究瓢虫的饥饿程度和密度对其捕食作用率的影响,结果如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.在相同条件下,瓢虫密度越高,捕食作用率越低
B.饥饿程度和叶螨密度共同决定了瓢虫的捕食作用率
C.对瓢虫进行适当饥饿处理可提高防治效果
D.田间防治叶螨时应适当控制瓢虫密度
解析 据图可知,在相同条件下(饥饿状态相同条件下),瓢虫密度越高,捕食作用率越低,故为保证较高的捕食作用率,田间防治叶螨时应适当控制瓢虫密度,A、D正确;本实验的自变量为饥饿程度和瓢虫密度,因变量为捕食作用率,据图可知饥饿程度和瓢虫密度(而非叶螨密度)共同决定了瓢虫的捕食作用率,B错误;结合题图可知,在瓢虫密度相同的情况下,饥饿24 h和饥饿48 h的捕食作用率均高于未饥饿的捕食作用率,故对瓢虫进行适当饥饿处理可提高防治效果,C正确。
答案 B
6.研究种群数量的变化规律以及种群数量变化的因素,对于有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用以及濒危动物种群的拯救和恢复,都有着重要意义。下列有关说法正确的是( )
A.采取措施降低环境容纳量,能从根本上限制有害动物的种群数量
B.消灭捕食者,引入被捕食者是保护濒危动物的根本措施
C.在田鼠种群数量达到K/2时进行防治,消耗的防治成本最低
D.鱼类养殖中,在接近K/2时进行捕捞有利于鱼类的可持续增产
解析 采取措施如减少有害动物的食物来源,增加其天敌的数量,破坏其栖息环境等,降低环境容纳量,能从根本上限制有害动物的种群数量增长,A正确;建立自然保护区,给濒危动物创造更宽广的生存空间,改善它们的栖息环境,从而提高环境容纳量,是保护濒危动物的根本措施,B错误;在种群数量达到K/2前防治,防治成本最低,C错误;鱼类养殖过程中,捕捞后使鱼的种群数量处在K/2左右,有利于鱼类资源的可持续增产,D错误。
答案 A
[课堂小结]
[课堂巩固]
1.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
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不符合题意。
答案 C
2.种群数量的变化受环境因素的影响,下列相关表述正确的是( )
A.林下光照较弱会使所有林下植物的种群密度下降
B.干旱缺水会使许多植物种群的死亡率升高,却可促使东亚飞蝗种群的爆发式增长
C.食物和捕食性天敌对种群数量变化影响较大,竞争者、寄生者等对种群数量变化的影响不大
D.食物、地震、火灾等是影响种群数量变化的非密度制约因素
解析 林下光照较弱,会使林下阳生植物的种群密度下降,A错误;许多植物会因干旱缺水而死亡,但对于东亚飞蝗来说,气候干旱正是其种群爆发式增长的主要原因,B正确;竞争者、寄生者等也是影响种群数量变化的重要因素,C错误;食物对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的,属于影响种群数量变化的密度制约因素,地震、火灾等对种群的作用强度与该种群的密度无关,属于影响种群数量变化的非密度制约因素,D错误。
答案 B
3.(2023·哈师大附中高二期中)如图是某种昆虫受双因子影响下的种群数量变化曲线图,下列相关说法错误的是( )
A.相对来说,环境温度越高,该昆虫生活所需要的最适相对湿度也越大
B.湿度适宜时,影响该昆虫种群数量变化的最适温度可能在32.5 ℃左右
C.该昆虫在湿度为90%和温度为32.5 ℃的条件下,其种群数量变化按指数方式增长
D.影响种群数量变化的因素除图中所示的非生物因素(温度和湿度)外,还应该有生物因素
解析 由图可知,环境温度在30 ℃、32.5 ℃、35 ℃时出现的峰值对应的相对湿度逐渐增加,即环境温度越高,该昆虫生活所需要的最适相对湿度也越大,A正确;图中在32.5 ℃时种群数量最大,偏离该温度种群数量都下降,推测最适温度可能在32.5 ℃左右,B正确;由于受到食物、天敌等因素影响,种群数量呈“S”形曲线增长,C错误;由图可知,温度、湿度都可影响种群数量变化,同时行为调节和内分泌调节等生物因素也能影响种群数量变化,D正确。
答案 C
4.(2024·厦门模拟)研究种群数量的变化规律及影响因素,对于有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用,以及濒危动物种群的拯救和恢复都有重要意义。下列有关叙述正确的是( )
A.自然生态系统中的种群数量,多数是“S”形增长,极少数是“J”形增长,没有第三种
B.通过治理环境,降低有害动物的环境容纳量,是防治有害动物的最持久有效且不产生污染的措施
C.保护濒危动物时,可以通过捕杀捕食者来增加被保护动物的K值
D.自然生态系统中的种群数量都呈“S”形增长,主要限制因素是天敌
解析 自然生态系统中,若环境条件变得非常恶劣,会导致部分种群数量锐减甚至濒临灭绝,A错误;保护濒危动物的主要方式是建立自然保护区,减少人为的干扰和控制,且捕杀捕食者也会破坏生态平衡,C错误;自然生态系统中,有的生物没有天敌,但其种群数量仍呈“S”形增长,主要受食物和空间的限制,D错误。
答案 B
5.东亚飞蝗,别名蚂蚱、蝗虫,为迁飞性、杂食性的农业害虫。为了给预防“蝗灾”提供科学依据,研究者通过两年时间对某地区气温、降水量变化与东亚飞蝗种群数量变化的关系进行了研究,结果如图所示。请回答下列问题:
(1)从图中可以看出,________________、________________等非生物因素影响了东亚飞蝗的种群密度。
(2)东亚飞蝗种群的数量特征包括种群密度、_________________ _______________、________________________________、性别比例等。
(3)研究发现:东亚飞蝗喜在坚实的土地中产卵。如在东亚飞蝗繁殖期人为疏松土壤,可影响其种群的________________,以降低种群密度。另外,可适当引入与其有________________________________________关系的生物,抑制其种群数量增长。
答案 (1)气温 降水量
(2)出生率和死亡率 迁入率和迁出率
(3)出生率 捕食、寄生、竞争
$$