第1章 第1节 种群的数量特征-【大鹏生物】2024-2025学年高中生物同步课讲义选择性必修2 生物与环境

第1章　种群及其动态 第1节　种群的数量特征 [ 学习目标 ]　 1.列举种群的数量特征，阐述种群密度与其他特征的关系。 2.尝试用样方法调查植物的种群密度。 一、种群密度及其调查方法 [ 教材梳理 ] 1．种群 (1)定义：在一定的空间范围内，同种生物所有个体形成的集合就是种群。 (2)数量特征：种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例。其中最基本的数量特征是种群密度。 2．种群密度 (1)含义：指种群在单位面积或单位体积中的个体数。 (2)表示方式： 种群密度= (3)调查方法 3．样方法 (1)调查程序 随机选取若干个样方 ↓ 计数每个样方内的个体数 　　　↓ 求得每个样方的种群密度 　　　↓ 求所有样方种群密度的平均值 (2)实例 调查蒲公英、昆虫卵、蚜虫、跳蝻等的种群密度。 4．标记重捕法 (1)适用生物：适用于活动能力强、活动范围大的动物个体。 (2)调查程序 (3)计算公式 [ 核心探讨 ] 一、调查草地中某种双子叶植物的种群密度 1．样方法实施的一般步骤 (1)准备； (2)确定调查地点、调查对象； (3)确定样方； (4)计数； (5)计算种群密度。 2．选择双子叶植物作为研究对象而不是单子叶植物的原因：单子叶草本植物常常是丛生或蔓生的，从地上部分难以辨别是一株还是多株；而双子叶草本植物的个体数目则易于辨别。 3．确定样方 (1)请根据表格中的数据确定合适的样方大小 不同样方大小的种群密度调查 样方大小 样方1 样方2 样方3 样方4 样方5 种群密度(株/m2) 0.3 m×0.3 m 0 0 0 0 0 0 0.6 m×0.6 m 0 0 0 1 0 0.56 1 m×1 m 0 0 1 1 0 0.40 1.5 m×1.5 m 0 1 2 1 0 0.36 2 m×2 m 1 2 4 2 2 0.55 (2)如果所调查物种个体较大，样方大小应该怎样设置？如果调查物种数目比较稀疏，样方大小应该怎样设置？ 提示　如果所调查物种个体较大，样方面积应该适当扩大；如果调查物种数目比较稀疏，样方面积也应该适当扩大。 (3)请据表中的数据，确定合适的样方数量 样方法调查蒲公英种群 样方1 样方2 样方3 样方4 样方5 样方6 样方7 样方8 样方9 样方10 26株 22株 27株 13株 14株 17株 23株 17株 23株 18株 统计不同样方数 ↓ 不同样方数的蒲公英种群密度 统计的样方 前5个 前6个 前7个 前8个 前9个 前10个 平均值(株/m2) 20.4 19.8 20.3 19.9 20.2 20 提示　选取5个样方是合适的，因样方数量从5个增加到10个，种群密度的调查结果并没有明显差异。 (4)请据图选择合适的取样方法 ①调查对象总体分布为近方形地块时，适宜用五点取样法。 ②调查对象的总体分布为长条形地块时，适宜用等距取样法。 (5)取样的关键要做到随机取样，为什么要强调随机取样？ 提示　强调随机取样是为了使调查结果不受主观因素的影响，保证调查结果的准确性。 4．计数和确定种群密度 某兴趣小组调查某种双子叶草本植物种群密度的结果： 样方 N1 N2 N3 N4 N5 种群密度(株/m2) 8 7 8 x 9  其中第四个样方(1 m2)中该植物的分布情况如下图所示： (1)如何计数第四个样方的植株数量？该样方的种群密度是多少？ 提示　需要计数样方以内的个体数量，以及任意两个相邻边及其夹角上的个体数量。 二、标记重捕法调查种群密度及其误差分析 1．请分析标记重捕法的原理(M、m均为标记数，N、n为不同范围内的总数) 原理：在个体随机分布的前提下，整体与局部的相关比例相等， 即有。 2．在某池塘中，第一次捕获鲫鱼106条，做上标记后放回；第二次捕获鲫鱼91条，其中有标记的为25条，由此估算该池塘中共有多少条鲫鱼？ 提示　约386条。 3．标记重捕法主要适用于活动能力强、活动范围大的动物个体，为什么活动能力差的个体不宜用？ 提示　活动能力差的动物被标记后不能与其他动物充分混合，会导致重捕时误差较大。 [ 核心归纳 ] 1．区分种群和物种 (1)种群是物种的存在形式，是物种在自然界存在的基本单位。 (2)同一物种可以形成许多个种群，物种没有地域的界限，种群有地域的界限。 (3)不同物种的种群密度通常不同，同一物种在不同时期的种群密度可能不同。 2．采用样方法的注意事项 (1)样方大小的确定：一般来说，样方大小与植株大小呈正相关，如乔木——100 m2，灌木——9 m2，草本——1 m2，若样方中被调查个体数较少，应适当扩大样方面积；样方形状以正方形为宜。 (2)样方数目的确定：样方的多少与被调查地段的总面积呈正相关；一般来说，选取样方越多，求得的种群密度越接近实际情况。 (3)常用的取样方法：五点取样法和等距取样法。 (4)取样的关键是要做到随机取样，不能掺入主观因素。 (5)在用样方法估算种群密度时要注意：同种生物个体无论大小都要计数；对于压在边线上的个体，原则上计一半边线上的个体；如果是方形样方，需要统计相邻两边及其夹角上的个体，常见的是“计上不计下，计左不计右”(如图所示，图中实心圆就是要计数的个体)。 3．采用“标记重捕法”应满足的条件 (1)标记不易消失、脱落。 (2)标记不会对动物造成行为和寿命上的伤害。 (3)标记后充分混合。 (4)标记不能过分醒目。 (5)所有个体在重捕时的捕获概率相等。 (6)没有新的个体出生和死亡，没有迁入和迁出。 4．利用标记重捕法估算种群密度的误差分析 题组一　种群密度及其调查方法 1．调查某个区域某个种群的种群密度时有多种方法。下列有关叙述正确的是(　　) A．昆虫的种群密度都可以用黑光灯诱捕法进行估算 B．样方法只能用于调查植物的种群密度，取样要随机 C．在野兔密集地进行多次重捕，可以使结果更准确 D．调查分布范围小、个体较大的种群，可以逐个计数 2．常用样方法调查植物的种群密度，图中黑点表示计数的个体。下列样方中个体数量统计错误的是(　　) 3．利用标记重捕法调查某丘陵地区4 km2区域中刺猬的种群密度，第一次捕获并标记50只刺猬，第二次捕获40只刺猬，其中有标记的5只。下列叙述错误的是(　　) A．标记个体与未标记个体被捕获的概率应基本相同 B．迁入率和迁出率影响该种群数量变化 C．标记符号过分醒目可能增加刺猬被捕食的概率 D．该种群的密度大约是400只/km2 二、种群的其他数量特征及其关系 [ 教材梳理 ] 1．出生率和死亡率 (1)概念：单位时间内新产生或死亡的个体数目占该种群个体总数的比值。 (2)与种群密度的关系 2．迁入率和迁出率 (1)概念：单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的比值。 (2)与种群密度的关系 3．年龄结构 (1)概念：一个种群中各年龄期的个体数目的比例。 (2)类型 种群特征 出生率与死亡率 种群密度变化趋势 类型 幼年个体数大于成年、老年个体数 出生率>死亡率 增大 增长型 各年龄期个体数比例适中 出生率≈死亡率 稳定 稳定型 幼年个体数小于成年、老年个体数 出生率<死亡率 减小 衰退型 (3)意义：可预测种群数量的变化趋势。 [ 核心探讨 ] 种群的数量特征 1．据统计，1990年～2013年的24年间，我国0～14岁少年儿童的人口占总人口的比例由27.69%下降到16.41%；15～64岁人口的比例由66.74%上升到73.92%；65岁及以上老龄人口比例由5.57%上升到9.67%，这说明我国人口的年龄结构发生了什么变化？ 提示　这说明我国少年儿童的人口占比在减少，老年人口占比在增加，我们应该关注我国人口的老龄化问题。 2．年龄结构为稳定型的种群，种群数量在近期一定能保持稳定吗？年龄结构为衰退型的种群呢？ 提示　不一定，这是因为出生率和死亡率不完全决定于年龄结构，还会受到食物、天敌、气候等多种因素的影响，此外种群数量还受迁入率和迁出率的影响。 3．下图为种群数量特征间的相互关系，请据图判断各字母代表的含义。 A．迁入率，B.出生率，C.性别比例，D.年龄结构，E.迁出率，F.死亡率。 [ 核心归纳 ] 种群的数量特征之间的关系 (1)图解 (2)分析 ①种群密度是种群最基本的数量特征，可反映种群在一定时期的数量，种群密度与种群数量呈正相关。 ②决定种群大小和种群密度的直接因素：出生率和死亡率、迁入率和迁出率。 ③年龄结构→出生率和死亡率→种群密度→变化趋势。 ④性别比例→出生率→种群密度。 题组二　种群的其他数量特征及其关系 1．据统计某城市人口自然增长率为－0.19%，然而人口数量仍增加了127万，导致这种结果的主要原因是(　　) A．严格的人口政策 B．性别比例失调 C．出生率大于死亡率 D．迁入率大于迁出率 2．动物学家考察某个牧区后，认为当地的鹿群处于增长高峰期，今后还能增长十几年才会停止。预测种群数量变化趋势的是(　　) A．种群的数量和密度 B．种群的年龄结构 C．种群的性别比例 D．出生率和死亡率 [ 综合强化 ] 1．某些集群生活的动物在种群最适密度时存活率最高，低于或高于最适密度都可能降低存活率，使种群增长受到抑制。下列有关说法正确的是(　　) A．某集群生活的动物处于最适种群密度时的年龄结构类型最可能为稳定型 B．种群密度是种群最基本的数量特征，能够预测种群的数量变化 C．保护濒危野生动物时需要注意保护的动物种群具有一定的种群密度 D．种群密度过小时，种群出生率大于死亡率，为增长型 2．下图是某种群的数量特征示意图，下列相关叙述错误的是(　　) A．M、H分别指的是迁入率、迁出率 B．N表示出生率，N与G的差值为自然增长率 C．年龄结构的每种类型包括老年、中年和幼年三个年龄期 D．用性引诱剂诱杀雄虫可降低害虫种群密度 3．回答下列有关种群特征的问题： (1)调查植物种群密度时一般采用__________。某同学在对一种植物的种群密度进行调查时，得到该植物的分布情况如图所示(图中黑点表示该种植物)，在计数时，应记录的数目是_____。在取样时应注意的原则是____________等。 (2)下图表示一种生物三个种群的年龄结构示意图，请据图回答问题： ①据统计，70年代初，我国人口年龄结构与图中的A相似，所以在这以后一段时间内的发展趋势是___________________。 ②利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，破坏害虫性别比例的目的是___________，最终使害虫的种群年龄结构变为三图中的________类型。 ③某地渔场因捕捞过度造成产量下降，现在当地政府通过控制网孔的大小来“抓大放小”，一段时间后年龄结构变为三图中的______类型。 [ 本讲小结 ] 学科网（北京）股份有限公司 $$