第1章 第3节 影响种群数量变化的因素-【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3节　影响种群数量变化的因素 [ 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。 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。 3.阐明种群研究在实践中的应用。 一、影响种群数量变化的因素 [ 教材梳理 ] 1．非生物因素 (1)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。 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，即主要取决于林下植物受到的光照强度。 ②许多植物的种子在春季萌发，主要受气温升高的影响；蚊类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡，主要受气温降低的影响。 ③干旱缺水会使许多植物种群死亡率升高；动物缺水可导致个体的死亡，气候干旱会使东亚飞蝗呈爆发式增长。 (2)非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。 2．生物因素 (1)内部因素——种内斗争。 (2)外部因素——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捕食对象，每种动物都需要以其他生物为食，使各种生物种群数量控制在一定范围内。 ②相互竞争关系：不同植物竞争阳光和养分，不同动物竞争食物和生存空间，导致种群数量的变化。 ③寄生关系：宿主被寄生生物寄生，影响种群的出生率和死亡率，进而影响种群的数量变化。 3．制约因素的类型 (1)密度制约因素 ①概念：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：气温和干旱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。 [ 核心探讨 ] 一、非生物因素对种群数量变化的影响 根据教材P13～14“思考·讨论”，回答下列问题： 1．影响该地草本植物种群密度的非生物因素是什么？ 提示　阳光。 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？ 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。 二、影响种群数量的其他生物因素 根据教材P14～15“思考·讨论”，回答下列问题： 1．怎样解释资料1中的实验结果？ 提示　双小核草履虫和大草履虫之间是竞争关系，竞争力弱的种群数量会不断下降。 2．怎样解释猞猁和雪兔种群数量变化的同步周期性？请用“↑”和“↓”来完善下表。 条件 对于猞猁 猞猁种群出生率 猞猁种群死亡率 雪兔↑ 食物充足 ↑ ↓ 雪兔↓ 食物缺乏 ↓ ↑ 3.请据图分析猞猁和雪兔种群的数量变动哪个是因、哪个是果？ 提示　二者的种群数量是相互影响的，是循环因果的关系。 4．除猞猁外，影响雪兔种群数量变化的还有其他因素吗？并说明理由。 提示　有。还有其他捕食者、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。 [ 核心归纳 ] 1．影响种群数量变化的因素 2．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。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升高 3.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。 4．循环因果关系 在生物学上，许多生理或生态过程的因果关系是循环性的，也就是说，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。若结果2与原因1相反，则属于负反馈；若结果2比原因1程度加强，则属于正反馈。 5．对比分析密度制约因素和非密度制约因素 密度制约因素 非密度制约因素 一般情况下只涉及种群的一些个体(如捕食、寄生) 对种群各个个体的影响基本是一致的 其影响与种群密度有关 其影响与种群密度无关 种群个体与密度制约因素表现出相互适应的关系 种群个体对非密度制约因素只有单方面的适应 相当于生物因素，如捕食、寄生、种间竞争、种内竞争等 相当于非生物因素，如火灾、地震、干旱、火山爆发等 题组一　影响种群数量变化的因素 1．下列关于影响种群数量变化因素的叙述，错误的是(　　) A．影响种群数量变化的因素有生物因素和非生物因素 B．非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的 C．森林中不同植物之间争夺阳光，说明非生物因素对种群数量有影响 D．捕食、竞争都体现了影响种群数量变化的生物因素 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 3．我国古书早有“旱极而蝗”的记载，大量的蝗虫会吞食禾田，使农作物完全遭到破坏。干旱裸露的荒地是蝗虫最佳的产卵场所，在干旱的年份，土壤变得坚实，地面植被稀疏，蝗虫产卵数大为增加；阴湿多雨的环境易使蝗虫间流行疾病，雨雪还能直接杀灭蝗虫卵。下列相关叙述错误的是(　　) A．蝗虫间的流行疾病能影响其种群密度 B．阴湿多雨环境中蝗虫的K值大于干旱环境 C．调查蝗虫卵的密度能及时监控和预报蝗灾 D．合理灌溉和引入青蛙等天敌可以防治蝗害 二、种群研究的应用 [ 教材梳理 ] 1．濒危动物的保护：只有通过调查获知种群密度、出生率和死亡率、性别比例、年龄结构等特征以及影响该种群数量变化的因素，才能了解种群生存状态，预测种群的数量变化趋势，采取保护措施以降低环境阻力，提高K值(或环境容纳量)。 2．渔业方面：中等强度的捕捞(捕捞量在K/2左右)有利于持续获得较大的鱼产量。 3．有害生物的防治： (1)采用化学和物理的方法控制现存有害生物的种群数量。 (2)通过减少食物、有效保护或引入天敌生物等方法降低有害生物的环境容纳量。 [ 核心探讨 ] 种群研究的应用 请结合下图，回答下列问题： (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(捕捞量在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，什么时候捕捞鱼？ 提示　达到K值时。 (4)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　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。 [ 核心归纳 ] 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 题组二　种群研究的应用 1．假设某草原上散养的某种家畜种群呈“S”形增长，该种群的增长速率随种群数量的变化趋势如图所示。若要持续尽可能多地收获该家畜，则应在种群数量合适时开始捕获，下列四个种群数量中合适的是(　　) A．甲点对应的种群数量 B．乙点对应的种群数量 C．丙点对应的种群数量 D．丁点对应的种群数量 2．《孟子·梁惠王上》提到“数罟不入洿池，鱼鳖不可胜食也”(数罟：细网)。已知某池塘中某种鱼的环境容纳量为K，下列说法错误的是(　　) A．在捕捞该种鱼时应控制种群的年龄结构为增长型 B．“数罟不入洿池”是为了保护幼小个体 C．应在K/2之前用粗网对该种鱼进行捕捞 D．在用标记重捕法统计该种鱼数量时，标记物易被鱼吞食消化，会使统计结果偏大 3．资源的合理使用是使产量最大化的同时，又不影响资源的持久利用。自然种群增长呈“S”形曲线。假设种群的K值为200，N表示种群数量，据表分析正确的是(　　) 曲线上的点 N (K－N)/K S1 20 0.90 S2 50 0.75 S3 100 0.50 S4 150 0.25 S5 180 0.10 A．环境阻力对种群增长的影响出现在S4点之后 B．防治蝗虫应在蝗虫数量达到S3点时进行 C．渔业捕捞后需控制剩余量在S3点 D．(K－N)/K值为0.25时，种群增长速率最大 [ 综合强化 ] 1.如图为自然界中某动物种群数量动态变化示意图，下列相关叙述正确的是(　　) A．该种群的环境容纳量为2 000只，该值的大小受到气候等各种非生物因素的影响 B．t2时该种群的年龄结构为稳定型 C．t1时该动物种群数量达到最大值，以该种群为食的天敌数量也达到最多 D．t1～t2种群数量变化既与食物、天敌等生物因素有关，也与温度等非生物因素有关 2.如图所示鳄鱼种群数量变化的四种情况，其中曲线 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处于三种不同的自然条件下，而曲线Ⅳ处于理想状态下。不考虑天灾，下列相关叙述错误的是(　　) A．理想状态下，鳄鱼种群的增长率不受种群密度的制约 B．若鳄鱼的栖息地在a点被严重破坏，则将出现曲线 Ⅰ 的下降趋势 C．出现曲线Ⅲ的变化趋势，源于在b点人为捕杀了一定数量的鳄鱼 D．若在b点没有任何人为干扰，则鳄鱼的种群数量将在K1上下波动 3.鼠的种类繁多，危害大，能传播鼠疫、流行性出血热、钩端螺旋体病等。为了研究制约鼠种群数量的因素，科研人员将某鼠种群迁入一座荒岛后，获得了鼠种群数量的变化曲线，具体如图所示。请据图回答问题： (1)该图是某鼠种群迁入荒岛后的鼠种群数量变化曲线。 ①该图表示鼠种群增长的“        ”形曲线。 ②这个鼠种群繁殖速率最快在        点左右。 ③DE段较CD段增长速率下降的原因是：                                                    。 ④食物最可能成为鼠种群繁殖速率制约因素的是        (填字母)。 A．AB段 B．BC段 C．AD段 D．DE段 (2)影响种群数量的因素很多，下列因素中，属于鼠种群数量密度制约因素的是                      。 ①鼠疫　②流行性出血热　③钩端螺旋体病 ④谷物　⑤天敌　⑥温度 (3)简述密度制约因素对鼠种群数量的影响： [ 本讲小结 ] 学科网（北京）股份有限公司 $$