内容正文:
第1章
种群及其动态
微专题1
种群数量变化曲线重点题型的分析
一、关于λ的典型曲线解读
1.0~4年:λ>1且恒定,种群数量呈“J”形增长。
2.4~5年(不包括第4、5年):尽管λ减小,但仍大于1,种群数量一直增加。
3.5~9年:λ=1,种群数量维持相对稳定。
4.9~10年(不包括第9、10年):λ<1,种群数量不断减少。
5.10~11年:λ=0.5,仍小于1,种群数量不断减少。
6.11~12年(不包括第11年):尽管λ呈上升趋势,但λ仍小于1,故种群数量持续减少,至第12年时种群数量达到最小值。
7.12~13年(不包括第12年):λ>1,种群数量开始不断增加。
【对点练习】
1.(2024·河南许昌高二期末)图中甲、乙为同一群落中的两个种群,曲线表示δ(δ=出生率/死亡率)随时间的变化。下列叙述错误的是( )
A.t1和t4时刻乙种群的种群密度不同
B.t2时刻甲、乙种群的自然增长率一定相同
C.t1~t4甲种群密度先上升后下降
D.t2和t3时刻乙种群的自然增长率不一定相同
解析:选B。在t1~t4时间内,乙种群的δ大于1,说明乙种群的数量在不断增加,因此t1和t4时刻乙种群的种群密度不同,A正确;t2时刻,虽然甲、乙种群的δ相等,即出生率与死亡率的比值相等,但自然增长率=出生率-死亡率,因此t2时刻甲、乙种群的自然增长率不一定相同,B错误;t1~t4时间内,甲种群的δ由大于1逐渐降至小于1,说明甲种群的数量先增后减,因此t2~t4时间内甲种群密度先上升后下降,C正确;t2和t3时刻乙种群的δ相等,但自然增长率不一定相同,D正确。
2.赤眼蜂可将卵产在多种鳞翅目害虫卵内进行寄生。某地引进赤眼蜂进行玉米螟防治,并通过调查赤眼蜂卵的数量推测其种群数量变动。下表中的λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数。下列说法正确的是( )
时间
第1年
第2年
第3年
第4年
第5年
第6年
第7年
λ
1
0.5
1
1.5
2
1.5
1
A.该赤眼蜂卵种群密度调查的方法是标记重捕法
B.第2年,该种群的年龄结构为增长型
C.第3年,该种群的数量多于第2年
D.3年后,该种群数量呈“S”形增长
解析:选D。根据题干信息可知,该赤眼蜂可将卵产在多种鳞翅目害虫卵内进行寄生,故该赤眼蜂卵种群密度调查的方法是样方法,A错误;第2年,λ<1,种群数量减少,该种群的年龄结构为衰退型,B错误;第3年,λ=1,种群数量不变,该种群的数量等于第2年的种群数量,C错误;3年后,λ不是大于1的定值,说明该种群不呈“J”形增长,根据题表可知,3年后种群数量增加,但受到制约,故该种群数量呈“S”形增长,D正确。
二、判断种群增长类型
1.“三看法”辨别种群的“J”形增长和“S”形增长
2.种群迁入新环境后数量变化的三种情况
(1)类似于外来物种入侵,因食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害和其他竞争物种等,开始时种群数量类似于“J”形曲线增长,最终导致该地区其他生物的种群数量明显下降,该外来物种成为当地优势物种而长期存在(如图中曲线a所示)。
(2)能在新栖息地生存下来,但是受到天敌、资源和空间等的制约,种群数量维持在一个较低水平,没有对当地原物种造成太大影响(如图中曲线b所示)。
(3)不能适应新栖息地的环境,最终在新栖息地消亡(如图中曲线c所示)。
【对点练习】
3.(2024·江苏盐城高二期末)20世纪30年代,人们将环颈雉引入某地一个岛屿,在1937~1942年,其种群数量的增长情况如表所示。下列相关叙述错误的是( )
年份/年
1937
1938
1939
1940
1941
1942
种群数量/只
25
46
208
440
770
1 380
A.根据表中数据无法确定该岛屿环颈雉种群的环境容纳量
B.随着种群数量的增加,该种群种内竞争逐渐增强
C.1937~1942年,该种群数量增长大致呈“S”形
D.该种群数量增长的主要原因之一是食物和空间条件充裕
解析:选C。环境容纳量是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量,题中所给的数据不足,无法确定该岛屿环颈雉种群的环境容纳量,A正确;岛上的资源和空间有限,随着种群数量的增加,该种群种内竞争逐渐增强,B正确;分析题表数据可知,1937~1942年,该种群数量增长速率持续增大,种群数量增长大致呈“J”形,主要原因是食物和空间条件充裕,C错误,D正确。
4.如图所示为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。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
解析:选C。呈“J”形增长的种群,由于在食物、空间等资源无限的理想状态下,种群的增长率大小不受种群密度大小的制约,A正确。若栖息地在a点被严重破坏,将出现曲线Ⅰ的下降趋势,B正确。曲线Ⅲ的环境容纳量低于原始环境容纳量,说明环境有一定程度的破坏;如在b点仅仅人为捕杀了一定数量的鳄鱼,种群的环境容纳量并没有变化,种群数量还会上升,C错误。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,D正确。
三、对“S”形增长曲线中K值、K/2的考查
1.K值、K/2的分析和判断
(1)在种群数量变化曲线中,对K值、K/2的判断分两种情况:
①图1中,c点对应的纵坐标的值是K值,b点对应的纵坐标的值为K/2。
②图2中,M不是K值,因为种群数量不在其附近波动。K1、K2是不同环境条件下该种群的K值。
(2)在增长速率曲线图(图3)中,最高点表示在t1时刻,种群增长速率最大,此时的种群数量为K/2,t2时刻,种群增长速率为0,此时的种群数量为K值。
(3)出生数与死亡数的差值最大的时候,种群增长最快,此时对应的种群数量为K/2;出生数等于死亡数时,种群不再增长,种群数量达到K值,如图4。
(4)
2.K值、K/2的应用
特别提醒
最大持续捕捞量≠最大日捕获量。在种群数量超过K/2时就捕捞,捕到种群数量为K/2左右时就停止,可获得最大持续捕捞量,但不能获得最大日捕获量;当种群数量达到最大(K值)时捕获,可以获得最大日捕获量。
【对点练习】
5.图甲是某种兔迁入新环境后种群增长速率随时间的变化曲线。第3年时用标记重捕法调查该兔的种群密度,第一次捕获50只,全部标记后放回,一个月后进行第二次捕捉,在第二次捕到的兔中,未标记的有60只、标记的有20只;图乙表示动物A迁入某岛屿后种群数量的变化趋势。下列相关说法正确的是( )
A.图甲对应的兔种群在新环境中的K值约为400只
B.图乙中D点对应的种群数量为该岛屿上A种群的K值
C.若图乙表示田鼠的种群数量变化,则在B点对应的时间进行防治最好
D.图甲中第5年时种群数量最少
解析:选A。根据标记重捕法调查种群数量的计算公式可知,第3年兔种群的数量=[(60+20)×50]/20=200(只);分析图甲曲线可知,第3年种群增长速率最大,此时的种群数量相当于K/2,故该兔种群在新环境中的K值约为400只,A正确。由图乙可知,种群数量在C点对应值附近波动,则C点对应的种群数量为该岛屿上A种群的K值,B错误。防治有害生物,应该在种群数量达到K/2以前,即图乙B点对应的时间之前进行防治,C错误。图甲中第5年时,增长速率为0,此时种群数量最多,D错误。
6.如图是某养殖鱼类种群数量变化的有关曲线,下列分析错误的是( )
A.图1、2、3所示的曲线都可以表示该种群在自然环境条件下的增长规律
B.种群在图1中A点和图3中F点对应时刻的增长速率与图2中C点相对应
C.在A、C点和E点对应的时刻,种群数量都为K/2
D.在B、D点捕捞,可获得最大日捕获量
解析:选B。图1、2、3所示曲线中,种群数量都呈“S”形增长,都可以表示该种群数量在自然环境条件下的增长规律,A正确;在A、C点和E点对应的时刻,种群的增长速率达到最大值,此时的种群数量为K/2,在F点对应的时刻,出生数等于死亡数,种群数量达到K值,增长速率为0,B错误,C正确;在B、D点时,种群数量达到环境容纳量(K值),所以在B、D点捕捞,可获得最大日捕获量,D正确。
四、种群的存活曲线
1.概念:表示种群中全部个体死亡过程和死亡情况的曲线。
2.类型及特点
(1)类型
(2)特点
类型Ⅰ:大多数个体都能活到平均生理年龄,但是达到这一年龄后,短期内死亡,如人类。
类型Ⅱ:各年龄组死亡率相同,如水螅、一些鸟类等。
类型Ⅲ:低龄死亡率极高,但是活到一定年龄后死亡率变得很低且稳定,如牡蛎、树蛙等。
3.作用:反映了各物种的死亡年龄分布状况,有助于了解种群的特性及其与环境的适应关系。
【对点练习】
7.存活曲线是指以生物相对年龄(绝对年龄除以平均寿命)为横坐标,以各年龄的存活数量对数值为纵坐标所画出的a、b、c三种类型的曲线。分析图示判断下列说法错误的是( )
A.存活曲线反映了种群个体在各年龄级的存活状况
B.不同的存活曲线是生物在长期适应中形成的固有特征,是自然选择的结果
C.c型的生物,生命早期有极高的死亡率,如鱼类、很多无脊椎动物等
D.从昆虫到哺乳类这一进化过程中,产子数量逐渐减少,存活曲线经历了a型→b型→c型的进化
解析:选D。从昆虫到哺乳类这一进化过程中,产子数量逐渐减少,存活曲线经历了c型→b型→a型的进化,D错误。
8.存活曲线是依照物种的个体从幼年到老年所能存活的比率所做出的统计曲线。存活曲线主要有三种类型,Ⅰ型早期死亡率很低,在接近生理年龄前只有少数个体死亡,但达到一定生理年龄后,死亡率会迅速上升;Ⅱ型各年龄的死亡率基本相同;Ⅲ型早期死亡率很高,但达到某一年龄后,死亡率就会变低并且保持稳定。下列说法错误的是( )
A.若统计观察的对象超出生理年龄,则存活曲线的类型会发生改变
B.存活曲线能反映出生物易受伤害的年龄,有助于对濒危物种进行保护
C.人类以及一些大型哺乳动物的存活曲线符合Ⅰ型,出生率明显低于Ⅲ型
D.气候条件的改善,食物和空间资源的增加都会影响存活曲线
解析:选A。存活曲线是依照物种的个体从幼年到老年所能存活的比率所做出的统计曲线,则若统计观察的对象超出生理年龄,存活曲线的类型不会发生改变,A错误;存活曲线能反映出生物易受伤害的年龄,在易受伤害的年龄进行人工保护,有助于对濒危物种进行保护,B正确;Ⅰ型存活曲线在幼年时期存活率高,老年时期死亡率高,Ⅲ型刚好相反,人类以及一些大型哺乳动物的存活曲线符合Ⅰ型,其出生率明显低于Ⅲ型,C正确;存活曲线的特点可因环境条件和有限资源的竞争而转变,如人类的存活曲线因医疗卫生条件改变而有很大的变化,D正确。
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