内容正文:
第43讲 种群的数量特征
第八单元 生物与环境
考点一 种群的数量特征
考点二 种群密度的调查方法
从教材走向高考
课程标准解读 知识网络概览
【课标要求】
1.列举种群具有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性别比例等特征。
2.了解种群密度的调查方法。
3.活动:利用样方法调查种群密度。
【能力要求】
1.理解能力:列举种群数量特征,并理解出生率、死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例与种群密度的关系。
2.解决问题能力:运用数学方法计算种群基因频率,并讨论种群基因频率变化的影响。
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考点一 种群的数量特征
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精梳 攻教材
1.种群与种群的数量特征:
(1)种群的概念:在_____________内,_________________形成的一个整体就是种群。
(2)种群的其他数量特征:
一定空间范围
同种生物所有个体
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2.种群的数量特征之间的关系:
(1)关系图示:
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(2)关系解读:
①种群密度是种群_______的数量特征,反映了种群在_________的数量,但不能反
映种群数量的_________。
②直接决定种群密度的因素是_______________________________。
③性别比例是通过影响_______间接影响种群密度的。
④年龄结构在一定程度上能预测种群数量的变化趋势,是通过影响_______________
间接影响种群密度的。
最基本
一定时期
变化趋势
出生率和死亡率、迁入率和迁出率
出生率
出生率和死亡率
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【名师点睛】
性别比例的类型及计算
(1)雌雄相当:多见于高等动物,如猩猩等。
(2)雌多于雄:多见于人工控制的种群,如鸡、鸭等。
(3)雄多于雌:多见于营社会性生活的昆虫,如白蚁、蜜蜂等。
(4)性别比例指的是具有生殖能力的雌雄个体的比例,如蜜蜂种群中的工蜂,虽为雌性,但因其没有生殖能力,所以在计算性别比例时就不需要考虑工蜂个体数。
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【自测强化】
1.辨易错
(1)对某地灰松鼠群体中某年出生的所有个体进行逐年观察,所观察的这些灰松鼠构成一个种群。( )
分析:种群是指在一定的空间范围内,同种生物所有个体形成的集合,题干中观察的灰松鼠并非该地全部灰松鼠。
(2)稳定的种群具有稳定型年龄结构,性别比例为1∶1。( )
分析:蜜蜂种群处于稳定型年龄结构时,雌雄比例不一定是1∶1,具体比例会受种群生活习性、繁殖机制等多种因素的影响。
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(3)若比较三种年龄结构类型的种群,则稳定型的出生率最高。( )
分析:增长型种群的出生率大于死亡率,稳定型种群的出生率等于死亡率,衰退型种群的出生率小于死亡率,并不能体现出生率高低。
(4)所有种群均可通过调整性别比例影响种群密度。( )
分析:并不是所有的种群均具有性别比例。如某些雌雄同株的植物。
(5)种群的年龄结构可以预测未来一段时间内该种群数量的变化趋势,但这种预测的趋势不一定能出现。( )
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√
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2.练表达
(1)(选择性必修2 P2正文改编)黑光灯诱捕昆虫和性外激素诱杀害虫的原理相同
吗?_______。判断理由是:_______________________________________________
_____________________。
(2)(选择性必修2 P4“思考·讨论”)年龄结构为稳定型的种群,种群数量也_______
(填“一定”或“不一定”)总是保持稳定。这是因为出生率和死亡率不完全决定于
_________,还会受到_________________等多种因素的影响。此外,种群数量还受
_______________的影响。
前者利用了昆虫的趋光性,后者利用了昆虫之间通过化
学物质传递信息的原理
不一定
年龄结构
食物、天敌、气候
迁入率和迁出率
不相同
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精练 提能力
1.(2023·天津高考)人口老龄化会影响人口增长率,与此推论无关的种群数量特征是( )
A.出生率 B.死亡率
C.年龄结构 D.性别比例
【解析】选D。人口老龄化会导致出生率降低、死亡率升高,直接影响人口增长率,还会使人口的年龄结构逐渐转变为衰退型,人口增长率将会随之下降。而性别比例是指种群中雌雄个体数目的比例,与人口老龄化没有必然的联系,D项符合题意。
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2.种群的数量特征之间的关系如图所示,下列叙述错误的是( )
A.春运期间影响北京人口种群密度的主要因素是迁入率和B
B.图中C通过影响 A 和死亡率来影响种群密度
C.用大网捕捞鲫鱼会改变该鲫鱼种群的D
D.喷洒性引诱剂诱杀某害虫的雄性个体会破坏该害虫种群的C
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【解析】选B。春运期间,北京人口数量变化主要取决于图中的迁入率和B迁出率,A正确;图中C性别比例通过影响 A出生率来影响种群密度,性别比例失衡的群体出生率下降,种群密度下降,B错误;用大网捕捞鲫鱼,主要把成体鱼捕走,剩下幼体会改变该鲫鱼种群的D年龄结构,C正确;喷洒性引诱剂诱杀某害虫的雄性个体会破坏该害虫种群的C性别比例,从而降低害虫的出生率,D正确。
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借题发挥|易错警示
明辨种群数量特征的三个易错点
(1)种群数量≠种群密度:种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数,强调“单位面积或单位体积”,即种群数量多,种群密度不一定大。
(2)决定种群密度变化的直接因素:出生率和死亡率、迁入率和迁出率。在具体环境中的种群要根据实际情况分析。
(3)决定种群密度的间接因素:年龄结构和性别比例。其中年龄结构既能影响出生率,又能影响死亡率,而性别比例只能影响出生率。
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3.(2025·安阳模拟)槭叶铁线莲常生于低山陡壁或土坡上,目前处于濒危状态。其花朵大而美丽,具有很高的观赏和科研价值。某同学在A、B两个区域调查了不同龄级的槭叶铁线莲植株数,结果如图。下列分析正确的是( )
A.A区域槭叶铁线莲的年龄结构接近增长型
B.B区域槭叶铁线莲的种群密度较A区域的高
C.A区域幼龄级槭叶铁线莲数量少,说明种群的出生率低
D.可根据槭叶铁线莲种群的年龄结构预测其种群密度变化
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【解析】选D。由题图可知,A区域槭叶铁线莲的幼龄级和老龄级的个体数明显少于中龄级的个体数,其年龄结构没有接近增长型,A错误;种群密度是指种群在单位面积或单位体积中的个体数,由于A、B两个区域的面积未知,所以由题图呈现的信息不能确定B区域槭叶铁线莲的种群密度较A区域的高,B错误;A区域幼龄级槭叶铁线莲数量少,但有繁殖能力的中龄级槭叶铁线莲数量非常多,其种群的出生率在一定时期内可能较高,C错误;种群的年龄结构通过影响出生率和死亡率来影响种群的密度,能够预测其种群密度变化,D正确。
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借题发挥|方法技巧
“模型法”判断种群年龄结构的类型
1.根据统计图判断:
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2.根据曲线图和柱状图判断:
项目 曲线图 柱状图
增长型
稳定型
衰退型
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各图示共性及判断技巧:无论何种图示,均应注意各年龄段个体的比例。
(1)增长型中的幼年个体多、老年个体少;
(2)稳定型中的各年龄段个体比例适中;
(3)衰退型中的幼年个体少、老年个体多。
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【加固训练】
1.通过对某区长苞铁杉种群特征进行调查,为长苞铁杉的保护与资源合理利用提供参考。下图为年龄结构调查结果。下列叙述错误的是( )
注:第Ⅰ龄级:0.0cm<胸径≤5.0cm。第Ⅱ龄级:5.0cm<胸径≤10.0cm。之后隔5.0cm作一个龄级划分。
A.可采用样方法调查长苞铁杉的种群密度
B.长苞铁杉种群的年龄结构为增长型
C.长苞铁杉的出生率、死亡率不属于种群最基本的数量特征
D.气候等非密度制约因素对长苞铁杉种群的作用强度与该种群的密度有关
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【解析】选D。可采用样方法调查长苞铁杉的种群密度,要做到随机取样,不能掺入主观因素,A正确;长苞铁杉种群年龄结构呈“金字塔”型,属于增长型,B正确;长苞铁杉的出生率、死亡率不属于种群最基本的数量特征,种群密度是种群最基本的数量特征,C正确;气候等非密度制约因素对该种群的作用强度与种群密度无关,D错误。
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2.(2025·长春模拟)光肩星天牛是一种林木蛀干害虫,林业工作者常通过检查产卵孔、羽化孔(成虫羽化在树干留下的小孔)和幼虫粪便等方法对该虫进行监测预报。某研究机构借助标记—释放—回捕法,将引诱剂与诱捕器组合对某旱柳林内光肩星天牛的成虫数量进行估算,其结果如下表:
统计项目 标记释放总数/头 诱捕总数/头 回捕标记数/头
雄性 574 65 27
雌性 574 62 32
总数 1148 127 59
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下列推断错误的是( )
A.该区域内光肩星天牛成虫的估算数量约为2 471头
B.经估算,该区域内光肩星天牛成虫雄性数量多于雌性数量
C.利用实验中的引诱剂诱捕光肩星天牛可严重破坏种群正常的性别比例
D.调查该区域内旱柳株数和每株新羽化孔数也可估算光肩星天牛羽化成虫数量
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【解析】选C。利用标记重捕法的计算公式:种群中的个体数=第一次捕获数×第二次捕获数÷标记后重新捕获数,解得该区域内光肩星天牛成虫的估算数量为
2 471头,A正确;利用标记重捕法的计算公式:种群中的个体数=第一次捕获数×第二次捕获数÷标记后重新捕获数,解得雄性数量多于雌性数量,B正确;利用实验中的引诱剂诱捕,结合表格中的数据,诱捕的雄性和雌性数量基本一致,故该引诱方式不会破坏种群正常的性别比例,C错误;据题中信息可知,林业工作者常通过检查产卵孔、羽化孔和幼虫粪便等方法对该虫进行监测预报,因此调查该区域内旱柳株数,再根据每株新羽化孔数估算该区域中光肩星天牛羽化成虫的数量,D正确。
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考点二 种群密度的调查方法
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精梳 攻教材
1.种群密度的调查方法:
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2.样方法:
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【名师点睛】
使用样方法调查种群密度的注意事项
(1)随机取样。
(2)样方大小适中。
(3)样方数量不宜太少。
(4)适宜调查双子叶植物,如一般不适宜调查丛生或蔓生的单子叶草本植物。
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3.标记重捕法:
4.黑光灯诱捕法:对于_______的昆虫,还可以用黑光灯进行灯光诱捕调查相对种
群密度。
5.抽样检测:可采用抽样检测法调查培养液中酵母菌的种群密度。
趋光性
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【自测强化】
1.辨易错
(1)在互花米草相对集中的区域选取样方以估算其在入侵地的种群密度。( )
分析:在利用样方法进行种群密度的调查时,取样的关键是随机取样。
(2)某自然保护区内越冬灰鹤通常在同一地点集群夜宿,调查灰鹤种群数量245只,该数据通过标记重捕法估算获得。( )
分析:灰鹤数量较少,个体较大,且集群夜宿,统计保护区内灰鹤种群数量应采用逐个计数法。
(3)活动范围大的动物用标记重捕法,活动能力小的动物可以用样方法调查种群密度。( )
(4)样方法取样时应根据地段的形状确定取样方法。五点取样法适合调查灌木类行道树的种群密度。( )
分析:五点取样法适用于总体呈现方形或近似方形的情况,灌木类行道树适合等距取样法。
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√
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2.练表达
(1)(选择性必修2 P5“探究·实践”)调查双子叶植物的种群密度,强调随机取样的原
因是________________________________________________________________
____________________________。
(2)(选择性必修2 P5“探究·实践”)样方多少会影响调查结果,分析如下:
①调查时若样方的数量太少,其统计结果的误差可能就较大;一般而言,样方越多,
其统计结果_______________。
②样方数量太多,_________花费的时间、精力就越多。
③从统计学上看,_______________就可以保证统计结果的真实性。
确保所选择的样方具有代表性,不受主观因素的影响,使通过样方统计的结
果(估算值)能更接近真实的情况
越接近真实情况
整体取样
一定数量的样方
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精练 提能力
1.(2023·新课标全国卷)为了研究和保护我国东北地区某自然保护区内的野生哺乳动物资源,研究人员采用红外触发相机自动拍摄技术获得了该保护区内某些野生哺乳动物资源的相应数据,为生态学研究提供了相关依据。下列叙述错误的是( )
A.通过对数据的分析和处理,可以了解保护区内大型野生哺乳动物的物种丰富度
B.与标记重捕法相比,采用该技术进行调查对野生哺乳动物的生活干扰相对较小
C.采用红外触发相机拍摄技术可调查生活在该自然保护区内东北豹的种群密度
D.该技术能调查保护区内东北豹种群中成年个体数量,不能调查幼年个体数量
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【解析】选D。本题考查物种丰富度、种群密度的调查方法。红外触发相机监测野生动物的方法是一种新型调查手段,特别适用于对活动隐秘的大中型珍稀兽类、鸟类的记录。通过对数据的分析和处理,可以了解保护区内大型野生哺乳动物的物种数目的多少,即物种丰富度,A正确。红外触发相机自动拍摄技术不直接接触动物,标记重捕法需要捕捉动物并标记,与标记重捕法相比,该技术对野生动物的生活干扰程度较小,B正确;通过红外触发相机自动拍摄技术拍摄到的该自然保护区内东北豹的数量进行统计和分析,可得出其种群密度,C正确;红外触发相机自动拍摄技术可以调查保护区内东北豹种群中各年龄段的个体数量,D 错误。
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【方法总结】“两看法”选择合适的方法调查种群密度
(1)并不是所有植物都要用样方法,样方法只适合容易计数的双子叶植物的种群密度调查,对于丛生或蔓生的单子叶植物不适合用样方法。
(2)并不是所有动物都要用标记重捕法,活动范围小、活动能力弱的动物要选用样方法。
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2.(2025·江西模拟)江西都昌湖区生态环境优美。为了调查该地(面积为2公顷)白琵鹭的种群密度,第一次捕获20只白琵鹭,标记后原地放回,一段时间后又捕获了10只白琵鹭,其中有标记的白琵鹭2只。标记物不影响白琵鹭的生存和活动,假设两次捕获期间不存在迁入、迁出、出生、死亡等情况。下列相关叙述正确的是( )
A.如果被标记的白琵鹭更容易被天敌捕食,则测定结果会偏小
B.为了保证调查数据的准确性,两次捕获点应保持一致
C.该方法不适宜用于调查濒危动物的数量
D.通过计算可以估得该地区白琵鹭的种群密度约为100只/公顷
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【解析】选C。种群中的个体数=第一次捕获数×第二次捕获数÷第二次捕获的标记个体数,如果被标记的白琵鹭更容易被天敌捕食,第二次捕获的标记个体数会更少,所以该统计方法得到的结果往往会比实际的数量要偏大,A错误;每次捕获都要随机取样,取样点没有限制,不用相同,B错误;濒危动物的数目过少,不适合用标记重捕法,一般是采用逐个计数的方法,C正确;种群中的个体数=第一次捕获数×第二次捕获数÷第二次捕获的标记个体数,所以通过计算可以估得该地区白琵鹭的种群密度约为(20×10/2)/2=50只/公顷,D错误。
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借题发挥|知识归纳
利用标记重捕法估算种群密度的误差分析
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【加固训练】
1.(2025·武汉模拟)去除取样法是一种常用的种群密度调查方法,其原理为在一个封闭的种群里,随着连续的捕捉,种群数量逐渐减少,同等的捕捉力量所获取的个体数逐渐降低,逐次捕捉的累积数就逐渐增大。当单位捕捉力量捕捉数等于零时,捕捉累积数就是种群数量的估计值。下列说法正确是( )
①被调查种群的个体差异(如年龄,运动能力)对此法的调查结果无影响
②开放环境中的动物不适合采用此调查方法
③此法适用于活动能力强且不易被标记的动物
④用黑光灯诱捕具有趋光性的昆虫,属于此调查法
A.一项 B.两项 C.三项 D.四项
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【解析】选C。被调查种群的个体存在年龄、运动能力等差异,则每个个体被捕捉的可能性不同,对调查结果有影响,①错误;开放环境中动物流动性大,不适合采用去除取样法,②正确;活动能力强且不易被标记的动物,既不能用样方法,也不能用标记重捕法,可使用去除取样法,③正确;用黑光灯诱捕具有趋光性的昆虫,符合题中描述的去除取样法的操作过程,属于去除取样法,④正确。综上,C正确。
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2.(2024·成都模拟)调查法是生物学常用的方法之一,下列相关叙述正确的是( )
A.调查公路两侧狭长隔离带中紫叶小檗的种群密度,应采用五点取样法
B.调查我国境内华南虎的种群密度,宜采用标记重捕法
C.调查某湖泊小球藻种群密度,应采用抽样检测法
D.调查趋光性农林害虫的种群密度,可通过黑光灯诱捕法准确测定
【解析】选C。五点取样法通常用于调查植物和活动能力较弱的动物的种群密度,而公路两侧的狭长隔离带更适合使用等距取样法,A错误;华南虎数量少而且是大型肉食动物,适合采用逐个计数的方法,B错误;湖泊内小球藻个体小,数量多,易采用抽样检测法,C正确;调查具有趋光性的农林害虫的监测,可通过黑光灯诱捕法调查估算其种群数量,但结果只是估算值,不能准确反映种群密度,D错误。
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从教材走向高考
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【体验高考 链接教材】
1.(2022·全国乙卷)→(选择性必修2 P2正文)某研究小组借助空中拍照技术调查草原上地面活动的某种哺乳动物的种群数量,主要操作流程是选取样方、空中拍照、识别照片中该种动物并计数。回答下列问题。
(1)为保证调查的可靠性和准确性,选取样方时应注意的主要事项有_______________________________________________________(答出3点即可)。
(2)已知调查区域总面积为S,样方面积为m,样方内平均个体数为n,则该区域的种群数量为_____________。
(3)与标记重捕法相比,上述调查方法的优势有_______________________________
__________________________________________ (答出2点即可)。
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【解析】本题依托空中拍照技术调查草原上地面活动的某种哺乳动物的种群数量,考查对样方法和标记重捕法调查种群密度的理解能力。
(1)为保证调查的可靠性和准确性,选取样方时应注意的主要事项有随机取样、样方大小一致、样方数量适宜、样方面积大小适当。
(2)已知调查区域总面积为S,样方面积为m,样方内平均个体数为n,则该区域的种群数量=种群密度×总面积=(n/m)×S=(S×n)/m。
(3)与标记重捕法相比,空中拍照技术调查方法的优势有对野生动物的不良影响小、调查周期短、操作简便、测量者的人身安全性高。
答案:(1)随机取样、样方大小一致、样方数量适宜、样方面积大小适当 (2)(S×n)/m (3)对野生动物的不良影响小、调查周期短、操作简便、测量者的人身安全性高
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【深研教材 预测高考】
2.(选择性必修2 P6“拓展应用”T2改编)如图A、B为两个国家人口年龄结构图,纵轴表示年龄,横轴表示各年龄段人口占总人口的百分比。
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(1)据此图可判断,未来人口数量逐渐增长的国家是_______。理由是______________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)为缓解人口老龄化问题,我国政府出台了“三孩政策”,从而提高_____________,增加种群密度。
(3)_____________是预测一个国家的人口数量动态变化的主要依据。“三孩政策”可能会使我国人口调整为_________型。
(4)调查北京、广州等城市人口数量时,除要考虑出生率和死亡率外,也必须要考虑的数量特征是____________________。
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【解析】(1)题图A、B为两个国家的人口的年龄结构图,由图可知两图中男女性别比例均接近1∶1,其中A国家中各年龄段的个体数目比例适中,数目接近,这样的种群正处于稳定时期,种群密度在一段时间内会保持稳定,而B国家中幼年个体很多,老年个体很少,这样的种群正处于发展时期,种群密度会越来越大,所以A、B两国家相比,B国家未来的人口增长率高。
(2)政府出台“三孩政策”可提高出生率,增加种群密度。
(3)一个种群的年龄结构可以预测未来这个种群的发展状况;“三孩政策”可以增加幼年个体的数量,可能会使我国人口年龄结构调整为增长型。
(4)调查城市人口数量时,除出生率和死亡率外,迁入率和迁出率也是影响人口的重要因素。
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答案:(1)B A国人口的年龄结构为稳定型,种群密度在一段时间内会保持相对稳定;B国人口的年龄结构为增长型,年幼的个体很多,年老的个体很少,种群数量会越来越大
(2)出生率
(3)年龄结构 增长
(4)迁入率、迁出率
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