1.3 影响种群数量变化的因素-【优选课】2024-2025学年高二生物同步备课课件（人教版2019选择性必修2）

第3节 影响种群数量变化的因素 第1章 种群及其动态 1 影响种群数量变化的因素 2 种群研究的应用 资源和空间充裕、气候适宜 没有天敌和其他竞争物种等 种群的“S”形增长 资源和空间有限 种群密度增大，种内竞争加剧 种群的“J”形增长 非生物因素 生物因素 复习回顾： 问题探讨 “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。 讨论: 1. 导致这些植物种群数量出现季节性变化主要环境因素？ 阳光、温度、水等非生物因素。 2. 这些植物种群数量变化对当地动物种群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，出生率升高，死亡率降低； 秋冬时节则相反，植食性动物种群数量变化，又会影响肉食性动物的出生率和死亡率 杭州西湖·春 杭州西湖·夏 杭州西湖·秋 杭州西湖·冬 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？ 你已知道，种群出生率和死亡率、迁入率和迁出率等特征直接决定种群密度。 非生物因素 生物因素 影响种群数量的因素 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。 阳光 温度 水 种内 种内竞争 种间 寄生 种间竞争 捕食 传染病？ 一、非生物因素 1.阳光 草本植物种群密度随林木郁闭度（林冠层遮蔽地面的程度）变化的调查数据。 郁闭度大 郁闭度小 一、非生物因素 1.阳光 草本植物种群密度随林木郁闭度（林冠层遮蔽地面的程度）变化的调查数据。 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 2. 在同样非生物因素的影响下，刺儿菜种群密度变化与一年蓬、加拿大一枝黄花有较大差异，这是为什么？ 不同种植物对光照条件的适应性是有差异的。 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。 除光照条件外，种群数量的变化还受温度、水、风、火等非生物因素的影响。 (刺儿菜是阴生植物，适于在低光照强度下生长，对光照强度敏感度更低） 一、非生物因素 1.阳光 影响光合作用强度 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 。 林冠层郁闭度低 郁闭度 光照强度 林下植物种群密度高 林下光照强度高 林冠层郁闭度高 林下植物种群密度低 林下光照强度低 一、非生物因素 1.阳光 影响动物的行为和繁殖 蝙蝠傍晚开始活动的时间，会随日落时间改变而改变； 菜粉蝶的昼出夜伏也与光照强度有关； 蝗虫群体迁飞发生在日光充足的白天，若天空乌云密布，它们停止迁飞。 许多鸟类在春夏之际（白昼延长）进行繁殖 应用：鸡的养殖，适当延长每日的光照时间，能提高母鸡产蛋率。 一、非生物因素 2.温度 大雁南飞和南橘北枳体现了 对生物的影响。 温度 一、非生物因素 2.温度 许多植物的种子在春季萌发 蚊类等昆虫在寒冷季节到来时 一般会全部死亡 燕子在北半球度过夏天，繁殖后代，然后在秋天来临之际，飞往南半球度过冬天 影响酶的活性 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 一、非生物因素 3.水分 黄河三角洲特殊的地理条件决定了它在历史上就是蝗灾的重灾区。研究表明，蝗虫产卵对环境有明显选择性，蝗虫喜欢在土质坚实、地势向阳、植被稀疏(覆盖度在25%～50%之间)和土壤含水量为10%～20%的环境产卵。土质坚实可促进卵的发育；土温变化幅度大，卵发育较快。 一、非生物因素 3.水分 干旱缺水会使许多植物种群的死亡率升高 动物种群在寻找水源的过程中也常常发生个体的死亡 气候干旱是东亚飞蝗种群爆发式增长的主要原因 细胞内许多生物化学反应需要水的参与，影响渗透压 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，蝗虫的天敌，如青蛙、蟾、鸟类等数量减少，就更容易爆发蝗灾。 各因素之间的联系 非生物因素对种群数量变化的影响往往是_______的，同时存在主次。 综合性 （1）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； （2）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。 非洲草原•夏季 植物： 气温升高、日照延长、降水增多 动物：食物充足 趁热打铁 1.我国有一句古语“大树之下，寸草不生”。影响树下草本植物种群密度的主要非生物因素及原因分析正确的是(　　) A.光照强度，因为大树林冠层郁闭度高 B.温度，因为大树下温度低 C.水分，因为大树根系分布广，吸水能力强 D.矿质元素，因为大树根系分布广，吸收矿质元素的能力强 A 2.下列关于影响种群数量变化的非生物因素的叙述，错误的是(　　) A.并非所有的林下植物的种群数量都随郁闭度的增加而减少 B.春夏季节，气温升高、日照延长、降水较多，导致了动植物种群数量普遍迅速增长 C.在同样的非生物因素的影响下，不同种群的数量变化往往不同 D.干旱缺水会导致所有动植物种群数量减少 D 3．下列诗词与非生物因素对应错误的是(　　) A．“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”——温度 B．“种豆南山下，草盛豆苗稀”——阳光 C．“日出江花红胜火，春来江水绿如蓝”——温度 D．“劝君莫打枝头鸟，子在巢中望母归”——人类活动 　 D 二、生物因素 种群内部 种群外部 捕食 竞争 寄生 合作 斗（竞）争 合作 1.种群内部生物因素—— 招潮蟹 帝企鹅 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 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。 1.种群内部生物因素—— 二、生物因素 种内合作 2.种群外部生物因素—— 二、生物因素 ①种间竞争 资料1：1934年，生态学家高斯选用两种形态和习性上很接近的草履虫进行以下实验： 取相等数目双小核草履虫和大草履虫，以一种杆菌为饲料，放在某容器中培养，发现： 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、资源等限制，随种群数量增长，种内竞争会加剧，使死亡率升高、出生率下降 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。 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 2.种群外部生物因素—— 二、生物因素 森林中不同植物竞争阳光和养分，草原上非洲狮与猎豹竞争猎物，这也会导致种群数量的变化。 ①种间竞争 2.种群外部生物因素—— 二、生物因素 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，结果如下图所示。 雪兔 猞猁 ②捕食 2.种群外部生物因素—— 二、生物因素 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，结果如下图所示。 ②捕食 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…… 除猞猁外，影响雪兔种群数量变动的，还有其他因素吗？ 2.种群外部生物因素—— 二、生物因素 ②捕食 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。 思维训练 分析循环因果关系 湖泊受到了污染 鱼类等生物死亡 死鱼等腐烂 (+) + 负反馈调节 正反馈调节 雪兔增多 猞猁增多 雪兔减少 猞猁减少 食物 充足 大量吃雪兔 食物 缺乏 少量吃雪兔 教材P17 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。 变 化 事 件 引起 施加 因 果 结果 条件 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 影响种群数量变化的内因 2.种群外部生物因素—— 二、生物因素 ③寄生 作为宿主的动物被寄生虫寄生，细菌或病毒引起传染病，也会影响种群的出生率和死亡率，引起种群数量的变化。寄生者可使宿主的种群数量 、K 值 ，但宿主的种群数量一般不会降为0。 菟丝子寄生在大豆植株上 黏液瘤病毒化解了澳洲野兔的爆发 减少 减小 新型冠状病毒 螨虫 2.种群外部生物因素—— 二、生物因素 ③寄生 绦虫 将影响蝗虫种群数量变化的因素进行分类： 食物、天敌、寄生者、传染病、温度、干旱、地震、火灾等。 密度制约因素： 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。 非密度制约因素： 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。 影响种群数量变化的因素 影响范围 一般情况下只涉及种群的一些个体 对种群中各个个体的影响基本一致 作用结果 种群数量相对稳定和有规律波动 种群数量不规则变动 通过影响出生率、死亡率或迁入率、迁出率而起着控制种群数量的作用 三、种群研究的应用 1.濒危生物的保护 2.经济生物的高产 3.有害动物的防治 三、种群研究的应用 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。 1.濒危生物的保护 调查 了解 预测 采取 种群数量特征 影响因素 生存状态 种群数量变化趋势 保护措施 三、种群研究的应用 2.指导渔业捕捞 渔网网目不能过小，否则会影响来年鱼产量。这是为什么？请从种群特征角度作出解释。 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。 （经济生物的高产） 三、种群研究的应用 2.指导渔业捕捞 （经济生物的高产） ①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。 t0 t1 t2 K K/2 ②渔网网目不应过小，否则会影响来年渔业产量。 ③“休渔期”和“禁渔区”。 时间 种 群 数 量 —“黄金开发点” 三、种群研究的应用 3.有害动物的防治 防治虫害的方法有物理防治、化学防治、生物防治等。从近期效应看，化学防治效果最明显，但是会造成环境污染，也会伤及害虫的天敌。从长远效应看，生物防治是“长治久安”的方法，如引人天敌、利用性外激素诱捕雄虫或干扰雌雄虫正常交尾等。 如果一味依赖喷洒农药方法，既造成环境污染，又伤及害虫的天敌； 化学防治 生物防治 有效保护或引入天敌生物，则有利于将害虫数量控制在较低的水平。 三、种群研究的应用 3.有害动物的防治 防治虫害的方法有物理防治、化学防治、生物防治等。从近期效应看，化学防治效果最明显，但是会造成环境污染，也会伤及害虫的天敌。从长远效应看，生物防治是“长治久安”的方法，如引人天敌、利用性外激素诱捕雄虫或干扰雌雄虫正常交尾等。 三、种群研究的应用 3.有害动物的防治 防治虫害的方法有物理防治、化学防治、生物防治等。从近期效应看，化学防治效果最明显，但是会造成环境污染，也会伤及害虫的天敌。从长远效应看，生物防治是“长治久安”的方法，如引人天敌、利用性外激素诱捕雄虫或干扰雌雄虫正常交尾等。 ①发生时就采用化学和物理的方法控制现存害虫的种群数量 ②通过修筑堤坝、控制水位等方法降低其环境容纳量 ③有效保护或引入天敌生物，则利于将害虫数量控制在较低的水平 小结 种群数量变化 非生物因素 生物因素 阳光 温度 水 种内 种间 种内竞争 种间竞争 捕食 寄生 非密度制约因素 密度制约因素 出生率 死亡率 迁入率 迁出率 年龄组成 性别比例 决定 （内因） 通过 （外因） 练习与应用 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。 ( ) × × 一、概念检测 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，如下图所示的模型。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 D (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 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。 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，可预测种群数量变化趋势；根据变化规律及其影响因素，可在物种保护、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）用曲线图示该种群1915-1943年的消长情况。 (2 ) 1915—1930年，该种群数量不断增加,可能的原因有哪些？ (3）该种群的数量后来急剧下降，可能的原因有哪些？ 食物充足，没有天敌，气候适宜等。 作为食物的植物被大量取食，导致食物匿乏；自然灾害等。 复习与提高 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 C A 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。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 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 B C 复习与提高 一、选择题 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 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。 （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？ 枯枝落叶层、阳光、温度。 枯枝落叶层、阳光、温度。 （1） 哪些环境因素影响了大树杜鹃的种群数量？ 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。 复习与提高 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。 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。 （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？ 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，狼存在有利于普氏原羚进化。 （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。 （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。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。 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Lavf58.20.100 $$