1.3 影响种群数量变化的因素课件-2024-2025学年高二上学期生物人教版选择性必修2

第1章 种群及其动态 1.3 影响种群数量变化的因素 本节聚焦 1.分析种群数量变化的影响因素，如何影响？ 2.研究种群的数量变化在保护濒危物种、防治有害生物等方面有哪些应用？ “离离原上草，一岁一枯荣，野火烧不尽，春风吹又生。”在我国北方的原野上，各种草本植物在春夏时节种群密度越来越高，在秋冬时节则相反。 1.导致这些植物种群数量出现季节性变化的主要环境因素是什么？ 阳光、温度、水等非生物因素 2.这些植物种群的数量变化对当地动物种群的出生率和死亡率有什么影响？ 春夏时节，草木繁盛，植食性动物食物充足，出生率提高，死亡率降低，秋冬时节则相反。 植食性动物的种群数量变化，又会影响肉食性动物的出生率和死亡率。 北方的原野 问题探讨 讨论： 就像“离离原上草”一样，自然界的种群总是有盛有衰，数量处于不断变动中。 种群的出生率和死亡率、迁入率和迁出率等特征直接决定种群密度。因此，凡是影响种群重要特征的因素，都会影响种群的数量变化。 下面我们分别探讨非生物因素和生物因素对种群数量变化的影响。 3 一、非生物因素 下表为某地人工柳树林中，林下几种草本植物的种群密度（平均值，单位：株/m2）随林木郁闭度（林冠层遮蔽地面的程度）变化的调查数据。 非生物因素对种群数量变化的影响 思考·讨论： 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变化有较大差异，这是为什么？ 不同种植物对光照条件的适应性是有差异的。 一、非生物因素 3.种群数量的变化还受哪些非生物因素影响？ 除了光照条件外，还受温度、水、火、风等非生物因素的影响。 讨论 1.影响该地草本植物种群密度的非生物因素是什么？ 阳光 森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的__________，即主要取决于林下植物受到的_______________。(影响光合作用强度) 郁闭度 光照强度 1. 阳光 一、非生物因素 6 温度会影响酶的活性 种子春季萌发 蚊类等昆虫无法越冬 鸟类秋季开始南迁 2.温度 一、非生物因素 温带和寒温带地区， 许多植物的种子在春季萌发为新的植株，主要是受气温升高的影响 蚊类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡，主要是受气温降低的影响 冬天来临前，某些鸟类南迁过冬。 7 ②气候干旱是东亚飞蝗种群爆发式增长的主要原因 3.水 ①干旱缺水使许多动、植物死亡率升高 一、非生物因素 土壤含水率＜15%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。 8 非生物因素 生物因素 阳光 温度 水 种内 种间 种间竞争 捕食 寄生 影响种群数量的因素 种内竞争 综合性 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、降水增多也是重要原因，而对于动物来说，食物日益充足也是导致种群增长的重要因素，这就涉及生物因素了。 9 随着种群的增长，_________ 会加剧，种群内部个体对有限食物和空间 等资源的争夺，种群密度越大，种内竞争越激烈。从而使种群的增长___________，这说明种群数量的变化受到种群内部生物因素的影响。 种内竞争 受到限制 1.种间竞争 二、生物因素 很多生物通过自身分泌抑制物来调节种群密度。 ①蝌蚪分泌毒素杀死其他蝌蚪。 ②桉树有自毒现象，密度高时能自行减少其数量。 ③动物、微生物繁殖过多时，它们的代谢物就将限制种群数量再增加，种群数量下降后，代谢产物减少，不足以起抑制作用，种群数量又上升。 10 2.种间竞争 二、生物因素 资料1 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，以一 种杆菌为饲料，放在某个容器中培养。结果发现： 讨论1.怎样解释资料1中的实验结果？ 双小核草履虫和大草履虫之间是种间竞争关系，竞争力弱的数量会不断下降，竞争力强的数量会增加。 2.种间竞争 二、生物因素 森林中不同植物________________，草原上非洲狮与猎豹_________， 这也会导致种群数量的变化。 竞争阳光和养分 竞争猎物 12 资料2 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。 3.捕食 二、生物因素 每10年一次升降（周期性波动） 13 讨论2.怎样解释猞猁和雪兔种群数量变化的同步周期性？ 条件 对于猞猁 猞猁种群出生率 猞猁种群死亡率 雪兔 雪兔 食物充足 食物缺乏 讨论3：猞猁和雪兔种群数量变动哪个是因、哪个是果？ 猞猁种群数量上升，导致雪兔种群数量下降； 雪兔种群数量下降时，猞猁种群因食物匮乏数量也下降；猞猁种群数量下降，使雪免种群数量得以恢复；雪兔种群数量上升，猞猁种群因食物充足而数量上升。 如此循环，二者的种群数量相互影响，是循环因果的关系。 猞猁增多 雪兔增多 猞猁减少 雪兔减少 大量吃雪兔 少量吃雪兔 食物 充足 食物 匮乏 此消彼长，物极必反，否极泰来 讨论4: 除猞猁外，影响雪兔种群数量变动的还有其他因素吗？ 生物因素：其他捕食者、同种生物个体之间的竞争、其他植食性动物的竞争、作为食物的植物 非生物因素：阳光、温度、水等。 二、生物因素 3.捕食 二、生物因素 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。 如果食物匮乏，动物种群会出现出生率降低、死亡率升高的现象。 条件 繁殖力 产仔量 食物丰富的年份 正常繁殖 3 窝/年，4-6 仔/窝 食物不足的年份 20%~30%成熟雌性个体不繁殖 下降 此消彼长，物极必反，否极泰来 作为宿主的动物被寄生虫寄生，病毒或细菌引起__________，也会影响种群的_________________等特征，进而影响种群的数量变化。 4.寄生 传染病 出生率和死亡率 二、生物因素 血吸虫 霍乱弧菌 禽流感病毒 项目 密度制约因素 非密度制约因素 概念 举例 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是相关的。 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种群密度无关。 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。 在遭遇寒流时，有些昆虫种群不论其密度高低，所有个体都会死亡。 说明：生物因素一般是密度制约因素，非生物因素多是非密度制约因素。 有时非生物因素可以通过影响生物因素发挥作用。 三、影响种群数量变化因素的类型 习题巩固 尝试将影响蝗虫种群数量变化的因素如食物、竞争、天敌、寄生者、传染病、温度、水分、风、极端气候等进行分类。 （1）密度制约因素： 。 （2）非密度制约因素： 。 食物、竞争、天敌、寄生者、传染病 温度、水分、风、极端气候 影响种群数量变化的因素 非生物因素 自然灾害（地震、火灾） 气候因素（气温、干旱） 阳光 非密度制约因素 （其作用强度与种群密度的变化无关) 生物 因素 种内 种内竞争 种间 种间竞争 捕食 寄生 密度制约因素 （其作用强度随着种群密度的变化而变化) 四、种群研究的应用 降低环境阻力，提高环境容纳量 1.濒危动物的保护 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。 大熊猫 黔金丝猴 扬子鳄 普氏原羚 ①研究表明： 中等强度的捕捞（捕捞后控制在K/2左右）有利于持续获得较大的鱼产量。 2.渔业合理捕捞量的确定 ②渔网网目过小，许多 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。 ③“休渔期”和“禁渔区”。 四、种群研究的应用 幼鱼 22 3.有害生物的防治 （1）有效防治鼠害: 采用化学和物理的方法控制现存害鼠的种群数量， 通过减少其获得食物的机会降低其环境容纳量 控制现有有害生物的数量（小于K/2），降低其增长速率。 四、种群研究的应用 增大环境阻力，降低环境容纳量 （2）有效防治农林害虫: 有效保护或引入天敌生物，则有利于将农林害虫数量控制在较低的水平。 23 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。 思考1：甲状腺激素分泌的调节是循环因果关系吗？ 思维训练 P17 分析循环因果关系 在这个过程中，TRH和TSH含量增加是因，甲状腺激素含量增加是果；甲状腺激素含量增加又成为新的“因”，经过反馈调节产生抑制TRH和TSH分泌的新的“果”， 如此循环往复，以至无穷，使血液中的甲状腺激素含量维持在相对稳定的水平。 个体水平和群体水平，都可以存在反馈调节机制 正反馈调节 湖泊污染 鱼类等死亡 死鱼等腐烂 +促进 负反馈调节 思考3：人类活动中是否也能找到其他类似的例子？ +加剧 1.种群数量变化受环境因素的影响。据此判断下列表述是否正确。 （1）林下光照较弱会使所有林下植物的种群数量下（ ） （2）只有影响种群出生率和死亡率的环境因素才能影响种群数量（ ） 2.在自然界，有些捕食者种群和猎物种群的数量变化呈现周期性的波动，如下图所示模型。请分析该图所示二者数量变化的关系及影响因素。 × × （1）对这种现象合理的解释或概括是（ ） A.与种内竞争无关 B.二者总是此消彼长 C.与植物种群数量无关 D.二者相互制约、互为因果 猎物种群和捕食者种群数量随时间而变化 D 一、概念检测 练习与应用 26 2.在自然界，有些捕食者种群和猎物种群的数量变化呈现周期性的波动，如下图所示模型。请分析该图所示二者数量变化的关系及影响因素。 猎物种群和捕食者种群数量随时间而变化 （2）捕食者种群和猎物种群的数量变化并不都符合该模型，对此不合理的解释是（ ） A.该捕食者种群有多种猎物 B.该猎物种群有多种捕食者 C.猎物逃避捕食者的能力明显提高 D.捕食者种群数量过小，不足以制约猎物种群增长 C 27 二、拓展应用 1.一本生态学专著上写道：“当能预报未来时，生态学就变成一门预测性科学；当能决定未来时，生态学就变成了一门管理科学。”结合本章 所学知识，谈谈你对这句话的理解，有兴趣的话，还可以査阅更多资料，了解生态学的研究进展及其在实践中的应用。 从本章内容来看，这句话是很有道理的。例如，根据种群数量变化模型，可以预测种群数量变化的趋势；根据种群数量变化规律及其影响因素，可以在物种保护、渔业管理、有害生物防治等方面制订相应对策。 2.20世纪初，人们将驼鹿引入一个孤岛。该种群1915-1960年的数量变化情况如下表。 年份 1915 1917 1921 1925 1928 1930 1934 1943 1947 1950 1960 数量 200 300 1000 2000 2500 3000 400 170 600 500 600 ①用曲线图表示该种群1915-1960年的消长情况 ②1915-1930年，该种群数量不断增加，可能的原因有哪些？ 食物充足，没有天敌，气候适宜等。 ③该种群的数量后来急剧下降，可能的原因有哪些？ 作为食物的植物被大量取食，导致食物匮乏；自然灾害等。 二、拓展应用 29 一、选择题 1.下列叙述符合种群密度概念的是 （ ） A.一公顷水稻的年产量 B.每平方米草地中杂草的数量 C.某湖泊每平方米水面鲫鱼的数量 D.某地区灰仓鼠每年新增的个体数 2.某地区由于秋天过早降温，许多蝗虫在产卵前死亡。第二年，该地区蝗虫的种群密度明显下降。对蝗虫种群密度下降合理的解释是 （ ） A.出生率下降        B.死亡率上升 C.迁入率下降        D.迁出率上升 3.根据种群的年龄结构，可以推测出生率、死亡率的变化趋势。下列表述正确的是 （ ） A.年龄结构为稳定型的，出生率大于死亡率 B.年龄结构为增长型的，出生率大于死亡率 C.年龄结构为衰退型的，出生率大于死亡率 D.年龄结构为稳定型的，出生率小于死亡率 C A B 复习与提高 4.关于种群的增长，下列表述正确的是（ ） A.引入到新环境的种群，一定时间内都能呈“J”形增长 B.在环境条件变化的情况下，种群数量都会在K值附近波动 C.在环境条件不变的情况下，种群的增长都有在K值上下维持稳定的趋势 D.自然界的种群增长到一定程度都会在K 值保持稳定，因此，都呈“S”形增长 5.用酵母菌酿酒的主要阶段为：加料→接种→通气培养→密封发酵。从接种后到密封前这一阶段，酵母菌种群数量变化的曲线图为 （ ） C C 种群数量 时间 0 A 种群数量 时间 0 B 种群数量 时间 0 C 种群数量 时间 0 D 二、非选择题 1.大树杜鹃是一种集中分布于我国云南高黎贡山山区的高大乔木。它的分布范围很小，很难引种到其他地方，是濒危物种。大树杜鹃林下凋落物厚，种子难以散布到土壤基质层，因此在自然环境中发芽率很低；幼苗生长缓慢，要生长很长时间才能开花；植株耐寒能力弱，在-2℃环境下会死亡，幼树死亡率高。请回答下列问题。 （1）哪些环境因素影响了大树杜鹃的种群数量？ 枯枝落叶层、阳光、温度。 二、非选择题 （2）有人建议，人工清除林下的凋落物以提高大树杜鹃的种子发芽率，促进种群数量增长。你如何看待这一建议？ 这一问题需要避免从线性因果关系的角度去回答。仅仅从提高大树杜鹤发芽率的角度看，这一建议有道理；但是，凋落物分解后会增加土壤中的营养物质，如果人工除去，可能会造成土壤贫淆。 （3）由于大树杜鹃植株高 大、花大而艳丽，很有观赏价值，因此存在人为破坏的风险。你对保护大树杜鹃有哪些建议？ 此题有一定开放性。可参考的建议有加强宣传教育；禁止买卖；在大树杜鹏分布范围内，建立自然保护地等。 二、非选择题 2.普氏原羚是我国特有的濒危动物，现仅分布于我国青海湖周边地区的草原上。1994年，我国普氏原羚的数量不足300只。近些年来，由于采取了一系列保护措施，普氏原羚数量持续上升。据报道，2018年时其数量已达2 793只，但它们面 临的威胁依然存在。在牧场围栏附近常可见到普氏原羚的尸骨，有的是狼捕食后的残骸，有的是被围栏上刺丝勾挂致死的。由于道路和牧场围栏阻隔，普氏原羚被隔离在13个分布区内。 （1）从遗传与进化的角度看，不同分布区的普氏原羚种群处于隔离状态，这对该物种的延续有什么不利影响？ 不同分布区的普氏原羚处于隔离状态，这不利于该种群的繁殖和基因交流，可能降低种群的基因多样性；还可能造成近亲繁殖，出现较多有遗传缺陷的后代，不利于种群的繁衍和物种的进化。 二、非选择题 （2）有人建议大量捕杀狼等天敌以保护普氏原羚，你是否赞同这一建议？说说你的理由。 普氏原羚和狼都是生物进化的产物，是大自然的有机组成成分。从协同进化的角度看，狼的存在有利于普氏原羚的进化。 （3）许多牧民响应政府号召主动拆除牧场围栏，但之后却出现家畜被狼、狐咬死的情况；严控放牧可以为普氏原羚腾出空间，但是会减少牧民的收入。应该如何协调保护普氏原羚与保障牧民利益的关系？ 此题有一定开放性。可鼓励学生积极思考，培养社会参与意识。例如，提出政府在推行保护普氏原羚政策的同时，推出保护当地牧民利益的举措，如发放补贴、开发其他产业等。 $$