1.3 影响种群数量变化的因素-2024-2025学年高二生物同步高效教学课件（人教版2019选择性必修2）

1.3 影响种群的数量变化的因素 1.3 影响种群的数量变化的因素 “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？ 北方的原野 问题探讨： 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。 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。 那么，哪些因素可以影响种群数量的变化呢？ 非生物因素 生物因素 阳光 温度 水 种内 种内竞争 种间 种间竞争 捕食 寄生 影响种群数量变化的因素 郁闭度：林冠层遮蔽地面的程度 一.非生物因素 思考•讨论：非生物因素对种群数量变化的影响 低 高 林冠层郁闭度 林下光照强度 低 高 林冠层郁闭度 林下光照强度 分析某地人工林调查数据 （几种草本植物种群密度平均值，单位：株/m2） 郁闭度 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 一年蓬 15.3 13.5 10.8 7.4 4.3 2.4 加拿大一枝黄花 10.4 9.5 6.1 5.6 3.0 1.2 刺儿菜 3.7 4.3 8.5 4.4 2.2 1.0 一.非生物因素 加拿大一枝黄花 刺儿菜 一年蓬 讨论1：影响该地草本植物种群密度的非生物因素是什么？请描述这三种草本植物在该因素影响下，种群密度的变化。 阳光（光照强度） 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 讨论3：除了上述因素外，种群数量的变化还受哪些非生物因素的影响？ 除了光照条件外，还受温度、水、风、火等的影响 一年蓬 一年蓬 郁闭度 0 0.2 0.4 0.6 0.8 10 15.3 13.5 10.8 7.4 4.3 2.4 加拿大一枝黄花 加拿大一枝黄花 郁闭度 0 0.2 0.4 0.6 0.8 10 10.4 9.5 6.1 5.6 3 1.2 刺儿菜 刺儿菜 郁闭度 0 0.2 0.4 0.6 0.8 10 3.7 4.3 8.5 4.4 2.2 1 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 。 郁闭度 光照强度 影响光合作用强度 2.温度： 温度会影响酶的活性 1.阳光： 温度常常通过影响___________________________________等影响种群的密度。 出生率、死亡率、迁入率、迁出率 迁入率、迁出率 出生率 死亡率 种子春季萌发 蚊类等昆虫无法越冬 鸟类秋季开始南迁 细胞内许多生物化学反应需要水的参与，影响渗透压 3.水分： 干旱缺水会使许多植物种群的　　　 升高；动物缺水可导致　　 的死亡； 气候干旱会使东亚飞蝗呈　　 增长。 死亡率 个体 爆发式 蝗虫将卵产在土壤中，含水量在10%～20%时最适合它们产卵和孵化。干旱时，天敌减少，就更容易爆发蝗灾。 一.非生物因素 春夏时节植物种群普遍迅速增长 气温升高 日照延长 降水增多 对于动物而言，食物的充足与缺乏是导致种群数量变化的重要因素。 非生物因素对种群数量的影响是否存在相互联系？ 非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。 随着种群的增长，__________会加剧，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.种群内部的生物因素： 种内竞争 二.生物因素 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.种群外部的生物因素： 2. 怎样解释混合培养的实验结果？ 两者之间是竞争关系（种间竞争），竞争力弱的数量会不断下降。 1. 为什么单独培养大草履虫种群数量不会无限增长？ 受空间、资源等的限制 3. 怎样解释混合培养条件下双小核草履虫K值减小？ 因为大草履虫消耗了部分资源 (1)种间竞争 2.种群外部的生物因素： (2)捕食 1. 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 猞猁种群数量 雪兔 雪兔 食物充足 食物匮乏 上升 下降 雪兔增多 猞猁减少 食物 充足 大量吃雪兔 食物 缺乏 少量吃雪兔 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 雪兔减少 4. 猞猁和雪兔种群的数量变动哪个是因、哪个是果？ 2. 如何从曲线的数量峰值上区别捕食者与被捕食者？ 一般来讲，被捕食者的数量峰值高 3. 捕食者与被捕食者哪个先出现峰值？ 被捕食者 负反馈调节 5. 除猞猁外，影响雪兔种群数量变动的还有其他因素吗？ ①其他捕食者 ②其他植食性动物的竞争 ③作为食物的植物 ④非生物因素等 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，如此往复循环。 湖泊受到了污染 鱼类等生物死亡 死鱼等腐烂 + + 正反馈调节 + P17【思维训练】分析循环因果关系 “因” “果” 因 果 除顶级捕食者外，每种动植物都可能是其他某种生物的__________，每种动物都需要以其他生物为食。如果___________，动物种群会出现_______________、________________的现象。 捕食对象 出生率降低 死亡率升高 食物匮乏 条件 繁殖力 产仔量 食物丰富 的年份 正常繁殖 3 窝/只 4~6 仔/窝 食物不足 的年份 20%~30%成熟雌性个体不繁殖 下降 P16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 菟丝子寄生在大豆植株上 新型冠状病毒 螨虫 作为宿主的动物被寄生虫_______，细菌或病毒引起__________，也会影响种群的_________________等特征，进而影响种群的数量变化。 寄生 出生率和死亡率 传染病 （3）寄生 密度制约因素 非密度制约因素 对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的因素。 一般是生物因素 对种群的作用强度与该种群的密度无关的因素。 一般是非生物因素 尝试将影响种群数量变化的因素如温度、水分、风、极端气候、食物、竞争、天敌、寄生者、传染病、自然灾害、杀虫剂等进行分类。 （1）非密度制约因素：________________________________________ （2）密度制约因素：__________________________________________ 温度、水分、风、极端气候、自然灾害、杀虫剂 食物、竞争、天敌、寄生者、传染病 总结：制约因素（小字部分） 1. 濒危动物的保护 调查种群各数量特征 调查种群密度影响因素 了解种群生存状态 预测种群数量变化趋势 采取合理保护对策 褐马鸡，被誉为中国十大濒危动物。通过人工建立保护区、人工繁育等方式，在陕西黄龙山的数量10余年间由最初的100余只增至近2000只. 三.种群研究的应用 降低环境阻力，提高环境容纳量 2. 渔业上合理捕捞量的确定 思考：渔网网目不能过小，否则会影响来年鱼产量，这是为什么？请从种群特征的角度做出解释。 K/2 研究表明： 的捕捞（捕捞量在 左右）有利于 。 中等强度 K/2 持续获得较大的鱼产量 原因：被捕种群的剩余量维持在K/2附近，种群的增长速率最大。 若想一次性获得最大捕捞量，什么时候捕捞鱼？ 种群数量达到K值时。 三.种群研究的应用 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 3. 有害生物的防治 (1)鼠害防治 ①采用 和 的方法控制现存害鼠的种群数量。 ②通过减少其获得 的机会降低其环境容纳量，使鼠害得到有效防治。 化学 物理 食物 (2)农林害虫的防治 ①化学防治：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。 ②生物防治：有效保护或合理引入天敌生物，则有利于将害虫数量控制在较低的水平。 (3)有害生物的防治尽量在种群数量 时进行，此条件下种群个体数量 ，而且增长速率 ，越早防治越好。 低于K/2 少 小 三.种群研究的应用 降低环境容纳量（K值） 例如：白蛾周氏啮小蜂是美国白蛾的寄生性天敌昆虫（寄生在白蛾蛹内），将人繁育的白蛾周氏啮小蜂释放到林间，对美国白蛾等食叶害虫起到了工良好的控制作用。 种群数量变化 出生率 死亡率 迁入率 迁出率 年龄组成 性别比例 决定 自然灾害（地震、火灾） 气候因素（温度、水分） 阳光 种内 种间 种间竞争 捕食 寄生 种内竞争 密度制约因素 非密度制约因素 影响因素 生物因素 非生物因素 （内因） （外因） 课堂小结： 一、概念检测 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降。 ( ) (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。 ( ) 练习与应用 × × 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。 【答案】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。 练习与应用 二、拓展应用 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。 练习与应用 【提示】以年份为横坐标，种群数量为纵坐标，根据表中数字画曲线图。 (1）用曲线图表示该种群1915—1943年的消长情况。 【提示】食物充足，没有天敌，气候适宜等。 (2）1915—1930年，该种群数量不断增加,可能的原因有哪些？ 【提示】作为食物的植物被大量取食，导致食物匿乏；自然灾害等。 (3）该种群的数量后来急剧下降，可能的原 因有哪些？ 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？ 复习与提高 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？ 复习与提高 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，可能会造成土壤贫瘠。 （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？ 复习与提高 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。 复习与提高 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。 $$