第1章 第3节 影响种群数量变化的因素-【新课程学案】2025-2026学年高中生物选择性必修2 生物与环境教师用书word（人教版 多选版）

第3节　影响种群数量变化的因素 　【学习目标】 1.举例说明阳光、温度、水等非生物因素对种群数量变化的影响。 2.举例说明不同物种之间的相互作用对种群数量变化的影响。 3.阐明种群研究在实践中的应用。 聚焦·学案一　非生物因素和生物因素 [学案设计] (一)明确影响种群数量变化因素的依据 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。 (二)辨清非生物因素和生物因素 1.非生物因素 (1)种类:在自然界,种群的数量变化受到阳光、温度、水等非生物因素的影响。 (2)实例:森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度,即主要取决于林下植物受到的光照强度;在温带和寒温带地区,许多植物的种子在春季萌发为新的植株,这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,这主要是受气温降低的影响;对于东亚飞蝗来说,气候干旱正是其种群爆发式增长的主要原因。 (3)非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。 2.生物因素 (1)内部生物因素——种内竞争。 (2)外部生物因素 捕食与 被捕食 关系 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 相互 竞争 关系 森林中不同植物竞争阳光和养分,不同动物竞争食物和生存空间,这也会导致种群数量的变化 寄生 关系 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等特征,进而影响种群的数量变化 3.制约因素的类型 (1)密度制约因素 ①概念: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的密度是相关的。 ②举例: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。 (2)非密度制约因素 ①概念: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该种群的密度无关。 ②举例:在遭遇寒流时,有些昆虫种群无论其种群密度高低,所有个体都会死亡。 |情|境|探|究|思|考| 材料1:选用形态和习性上很接近的两种草履虫,即双小核草履虫和大草履虫进行单独培养和混合培养实验,实验结果如图1,实验中这两种草履虫没有分泌有害物质。 (1)从单独培养的结果可以发现,两种草履虫都呈现“S”形增长,随着种群数量的增多,它们对食物和空间的竞争也趋于激烈,导致出生率降低、死亡率升高,直接影响种群密度,最后种群的增长就会停止。 (2)与单独培养相比,怎么解释两种草履虫混合培养的实验结果? 提示:两种草履虫之间是种间竞争关系,并且竞争力弱的一方数量会不断下降。 材料2: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,结果如图2所示。 (3)图中曲线a代表雪兔种群,曲线b代表猞猁种群。 (4)①怎样解释猞猁和雪兔种群数量变化的同步周期性?②由此分析二者种群数量变化之间是固定的因果关系吗? 提示:①猞猁和雪兔之间是捕食关系。作为猎物的雪兔种群数量上升时,猞猁因为食物充足,其种群出生率上升,死亡率下降,数量会随之上升;反之,作为猎物的雪兔种群数量下降时,猞猁因为食物匮乏,其种群出生率下降,死亡率上升,数量会随之下降。②不是,是循环因果的关系。 (5)除猞猁外,影响雪兔种群数量变动的还有哪些因素? 提示: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等。 [思维建模] 建模理解循环因果关系 (1)含义: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。 (2)模式图分析 ①循环因果关系属于反馈调节。由原因1引起,若最终调控结果2与原因1“相反”, 则属于负反馈调节;若最终调控结果2比原因1程度加强,则属于正反馈调节。 ②除捕食关系外,甲状腺激素分泌的调节等许多生理过程也存在循环因果关系。 [迁移训练] 1.判断下列叙述的正误 (1)森林林冠层的郁闭度大,将使所有林下植物的种群密度减小。 (×) (2)春夏时节动植物种群普遍迅速增长,是阳光、温度、水等多种因素影响的结果。 (√) (3)生活在加拿大北方森林中的猞猁和雪兔存在捕食关系,导致这两个种群间出现了不同步的周期性数量变化。 (×) (4)棉蚜天敌对棉蚜种群的作用强度与棉蚜种群的密度有关。 (√) (5)气温和害虫对湿地某植物种群的作用强度与该种群的密度有关。 (×) 2.研究者在内蒙古草原建立多个大型实验围栏阻止动物出入,以探究季节性人工增雨对布氏田鼠种群数量的影响。研究结果显示,相较夏季人工增雨,春季人工增雨能更明显促进布氏田鼠的种群数量增加。以下相关叙述错误的是 (　　) A.布氏田鼠种群的数量变化受天敌、食物等影响 B.实验可采用标记重捕法统计布氏田鼠种群数量 C.春季增雨可能使布氏田鼠喜食植物的种群数量增加 D.人工增雨使布氏田鼠种群的出生率、迁入率提高 解析:选D　布氏田鼠种群的数量变化受天敌(种间关系)、食物等影响,A正确;布氏田鼠活动能力强、活动范围广,可用标记重捕法统计布氏田鼠种群数量,B正确;分析题意,相较夏季人工增雨,春季人工增雨能更明显促进布氏田鼠的种群数量增加,故推测春季增雨可能使布氏田鼠喜食植物的种群数量增加,C正确;人工增雨促进布氏田鼠的种群数量增加,但据题意可知,研究者在内蒙古草原建立多个大型实验围栏阻止动物出入,故该实验中不会使布氏田鼠种群的迁入率升高,D错误。 3.某种白蛾每年可繁殖3代,其个体发育经历卵→幼虫→蛹→成虫四个阶段,生活史中各阶段所经历的时间常受温度、湿度及光照的影响。白蛾常集群分布,易爆发成灾。下列叙述错误的是 (　　) A.一年中白蛾种群数量变化具有一定的周期性 B.温度、湿度等属于影响白蛾种群数量的非密度制约因素 C.在羽化成虫之前进行防治,可以有效地降低出生率 D.利用性引诱剂诱杀雄虫不影响白蛾种群的年龄结构 解析:选D　据题意,白蛾生活史中各阶段所经历的时间常受温度、湿度及光照的影响,可以推测一年中白蛾种群数量变化具有一定的周期性,A正确;温度、湿度等对该白蛾种群的作用强度与该种群的密度无关,属于影响白蛾种群数量的非密度制约因素,B正确;在羽化成虫之前进行防治,减少成虫数量,可以有效地降低出生率,C正确;利用性引诱剂诱杀雄虫会导致白蛾种群中成虫的数量减少,种群的年龄结构可能会发生改变,D错误。 4.濒危植物云南红豆杉为高大的常绿乔木,郁闭度对其生长有重要影响。选择性采伐和放牧等人为干扰使野生红豆杉生境中的部分上层乔木遭破坏,但仍保留主要上层乔木以保持原有生境特点。下列关于红豆杉的叙述,正确的是 (　　) A.人为干扰破坏部分上层乔木降低郁闭度利于林下幼龄红豆杉生长 B.气温、湿度、郁闭度是影响红豆杉种群密度的密度制约因素 C.气候变湿润、无人为干扰生境中红豆杉种群数量将呈“J”形增长 D.森林中林下植物的种群密度主要取决于土壤的水分和肥沃程度 解析:选A　人为干扰破坏部分上层乔木使下层获得更多光照,利于幼龄红豆杉生长,A正确;气温等环境因素与种群密度无关,是非密度制约因素,B错误;自然环境中,环境阻力一直存在,红豆杉种群数量不可能呈“J”形增长,C错误;森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度,D错误。 聚焦·学案二　种群研究的应用 　　　　　　　　　　　　　　　　 [学案设计] (一)理清种群研究主要在三方面的应用 1.在濒危动物的保护方面 措施 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 目的 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 2.在渔业捕捞方面 研究表明,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。 3.在有害生物的防治方面 (二)分析种群“S”形增长曲线及在实践中的应用 |探|究|学|习| 如图表示种群数量增长的“S”形曲线模型,请据图回答有关问题: (1)渔业捕捞中,一般种群数量超过K/2就开始捕捞,且捕捞后的数量要维持在K/2左右。让鱼的种群数量维持在K/2的原因是什么? 提示:K/2时种群的增长速率最大,种群的数量能迅速恢复,有利于鱼类资源的可持续利用。 (2)在病虫害防治中,是否能在害虫数量达到K/2后才开始防治? 提示:不能在害虫数量达K/2后才开始防治。消灭害虫应尽早进行,将种群数量控制于加速期前(b点之前),严防种群增长进入加速期。 (3)捕鱼时对渔网网眼大小有什么要求,才能保证来年鱼产量,这是为什么?请从种群数量特征的角度作出解释。 提示:渔网网眼不能过小。这样才能增大幼鱼的相对数量,使年龄结构处于增长型,从而增加来年鱼的产量。 |认|知|生|成|　种群“S”形增长曲线及其在实践中的应用 (1)曲线分析 (2)实践应用 B点的 应用 消灭害虫应尽早进行,将种群数量控制在加速期(B点)之前,严防种群增长进入加速期 C点 (K/2) 的应用 ①对有害生物:严防种群数量达到该点,如鼠种群数量达到K/2时,鼠害将难以控制; ②对有益生物:黄金利用点,当资源利用后维持于该点时将具最强更新能力,符合可持续发展原则 E点 (K值) 的应用 ①对有害生物:限制生存条件,降低环境容纳量,如封存粮食、硬化地面以限制鼠的种群数量; ②对有益生物:改善生存条件,尽量提升K值,如建立自然保护区保护大熊猫 [迁移训练] 1.判断下列叙述的正误 (1)要防治鼠害,应在其数量达到K/2后采取措施。 (×) (2)有效保护或引入天敌生物,有利于将农林害虫数量控制在较低的水平。 (√) (3)鱼塘养鱼要在鱼群数量达到K值时进行捕捞才能获得最大的单次捕捞量。 (√) (4)防治鼠害最有效的措施是降低害鼠生存的环境容纳量。 (√) (5)通过调查获知某濒危动物的种群密度、年龄结构等特征,就可预测该种群的数量变化趋势。 (×) 2.我国为保护海洋渔业资源,对于重点保护的渔业资源品种禁止使用小网目渔网捕捞,要严格落实休渔政策。下列叙述错误的是 (　　) A.禁止使用小网目渔网捕捞是为了保证捕捞后鱼种群的年龄结构为增长型 B.在捕鱼期进行中等强度的捕捞(捕捞后使种群数量处在K/2左右)有利于持续获得较大的鱼产量 C.鱼类种群的数量变化受阳光、温度、传染病等非密度制约因素的影响 D.“休渔”举措将有利于提高鱼种群的出生率使鱼种群数量得到恢复 解析:选C　禁止使用小网目渔网捕捞是为了保证捕捞后鱼种群的年龄结构为增长型,可以实现鱼的增长,A正确;中等强度的捕捞(捕捞后使鱼的种群数量处在K/2左右),使鱼的种群保持最大增长速率,有利于持续获得较大的鱼产量,B正确;传染病属于密度制约因素,C错误;“休渔”举措将有利于提高鱼种群的出生率,进而提高种群密度,从而使鱼种群数量得到恢复,D正确。 3.下列有关种群研究的应用,错误的是 (　　) A.对农林害虫的防治,有效保护或引入天敌生物,既不会造成环境污染,又可以将害虫数量控制在较低的水平 B.建立自然保护区,给野生大熊猫更宽广的生存空间,改善它们的栖息环境,从而提高环境容纳量,是保护野生大熊猫的根本措施 C.使用农药对农林害虫进行防治会造成一定的环境污染,但不会对害虫以外的其他生物造成影响 D.种群密度、出生率和死亡率、年龄结构、性别比例等种群水平的科学研究在退耕还林、还草、还湖中发挥着重要作用 解析:选C　对农林害虫的防治,有效保护或引入天敌生物,属于生物防治,生物防治不会造成环境污染,又可以将害虫数量控制在较低的水平,A正确;建立自然保护区,给大熊猫更宽广的生存空间,改善它们的栖息环境,从而提高环境容纳量,是保护大熊猫的根本措施,B正确;使用农药对农林害虫进行防治,既会造成环境污染,也会伤及害虫以外的其他生物,C错误;种群数量特征的研究可以了解种群的生存状态,预测种群数量的变化趋势,在退耕还林、还草、还湖中发挥着重要作用,D正确。 4.高原鼢鼠是一种高寒地区(如青藏高原)特有的啮齿动物,具有独特的形态特征和生活习性,已被列入世界自然保护联盟的《濒危物种红色名录》。科研人员对某高原鼢鼠种群的数量进行了调查统计,结果如图所示。下列相关叙述正确的是 (　　) A.食物和气候是影响高原鼢鼠种群数量变化的密度制约因素 B.该高原鼢鼠种群的数量有下降趋势,应对其进行适当保护 C.2022年,该高原鼢鼠种群数量下降,是由死亡率较高所致 D.高原鼢鼠的取食、挖掘活动,有利于高原植物更好的生长 解析:选B　气候对高原鼢鼠种群的作用强度与该种群的密度无关,是影响高原鼢鼠种群数量变化的非密度制约因素,A错误;从图中信息可知,该高原鼢鼠种群的数量有下降趋势,且高原鼢鼠已被列入世界自然保护联盟的《濒危物种红色名录》,所以应对其进行适当保护,B正确;影响种群数量变化的直接因素有出生率、死亡率、迁入率和迁出率,因而该高原鼢鼠的种群数量在2022年下降的原因不一定是死亡率较高,C错误;高原鼢鼠的取食、挖掘活动,会加剧水土流失和荒漠化,不利于植物生长,D错误。 5.[多选]烟粉虱是农业主要害虫之一,对化学农药抗性较强,其发育依次经历卵、1龄若虫、2~3龄若虫、4龄若虫和成虫。烟盲蝽主要捕食烟粉虱的若虫和成虫。研究人员将两种不同虫态的烟粉虱置于同一培养皿中,测试烟盲蝽的猎物选择偏好,部分实验结果如下表。 组别 烟粉虱虫态 被捕食量/只 猎物1 (30只) 猎物2 (30只) 猎物1 猎物2 1 2~3 龄若虫 1龄若虫 15.0±3.0 9.5±1.9 2 4龄若虫 18.3±3.0 6.8±1.2 3 成虫 24.3±1.7 1.8±0.5 以下分析正确的是 (　　) A.天敌和农药对烟粉虱种群数量的影响属于非密度制约因素 B.烟盲蝽对烟粉虱的捕食存在明显偏好,更偏好2~3龄若虫 C.烟盲蝽与捕食烟粉虱卵的天敌联合使用可能防治效果更好 D.利用天敌进行防治既能减轻烟粉虱危害又能避免化学污染 解析:选BCD　天敌对烟粉虱种群数量的影响与其种群密度有关,属于密度制约因素,A错误;由题表可知,烟盲蝽对烟粉虱的捕食存在明显偏好,更偏好2~3龄若虫,B正确;烟盲蝽主要捕食烟粉虱的若虫和成虫,与捕食烟粉虱卵的天敌联合使用可能防治效果更好,C正确;利用天敌进行防治既能减轻烟粉虱危害又能避免化学污染,D正确。 　　　　　　　　　　　　　　　　 一、建构概念体系 二、融通科学思维 1.普氏原羚是我国特有的濒危物种,数量极为稀少,它们面临着天敌捕食、食物短缺和栖息地被破坏等困境。普氏原羚种群数量除了受到食物、天敌等密度制约因素的影响,还会受到气温、干旱(至少写两个)等非密度制约因素的影响。 2.某地人工林中,在林下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、加拿大一枝黄花的有较大差异,主要原因是不同种植物对光照条件的适应性存在差异。 3.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,这是由于产卵数量少,出生率下降。这体现了非生物因素对种群数量变化的影响。 4.近年来,野猪泛滥成灾,多地发生野猪毁农伤人事件。山林附近的某村庄常遭野猪侵袭,农田中的玉米是野猪偏好啃食的作物,而薄荷散发的气味能够驱赶野猪。 (1)生态环境的改善大大增加了山林中野猪的数量,若要从食物角度计算野猪的环境容纳量,需要调查哪些信息?(答出两点即可)。 提示:野猪的食物总消耗量、食物类型、每只野猪的食物消耗量、食物的季节性变化等。 (2)该村庄建设横穿山林的公路后,野猪对人类的侵扰频率明显增加,为减少野猪和人生活空间重叠,同时不影响种植的作物种类和野猪种群的延续,请提出该地的综合改造方案。 提示:①将薄荷分散种植在玉米田的各角落(或在村庄及玉米田周边种植薄荷形成隔离带);②公路两旁建隔离栏后,建立生态廊道连通两地山林。 三、综合检测反馈 1.在一个小型湖泊中,生活着一群鲫鱼。下列哪种情况属于影响鲫鱼种群数量变化的非密度制约因素 (　　) A.湖水温度在冬季大幅下降,许多鲫鱼因不耐低温而死亡 B.由于鲫鱼数量增多,导致湖中的食物竞争加剧,部分鲫鱼生长缓慢 C.随着鲫鱼种群密度增大,疾病传播速度加快,使鲫鱼的死亡率上升 D.因湖泊周边引入新的捕食者,捕食了部分鲫鱼,导致鲫鱼数量减少 解析:选A　湖水温度大幅下降,这种气候因素对鲫鱼种群数量的影响与鲫鱼的种群密度无关,属于非密度制约因素,A符合题意;食物竞争加剧与种群密度有关,属于密度制约因素,B不符合题意;疾病传播速度加快与种群密度有关,属于密度制约因素,C不符合题意;引入新的捕食者,捕食量与鲫鱼种群密度有关,属于密度制约因素,D不符合题意。 2.震旦鸦雀作为一种中国特有且极具特色的鸟类,偏好芦苇丛生的沼泽地带或河边灌木丛,在生物多样性和生态平衡方面具有重要意义。下列叙述正确的是 (　　) A.食物是影响震旦鸦雀种群数量变化的非生物因素 B.人工辅助繁殖震旦鸦雀再放生到野外可提高其环境容纳量 C.猎杀震旦鸦雀种群中的老年个体可使其种群密度越来越大 D.限制在震旦鸦雀主要分布区内的开发建设行为有利于其种群发展 解析:选D　食物是影响震旦鸦雀种群数量变化的非生物因素,A错误;人工辅助繁殖震旦鸦雀再放生到野外湿地的措施,并未改变环境条件,故不能提高该湿地中震旦鸦雀种群的环境容纳量,B错误;猎杀震旦鸦雀种群中的老年个体可使其种群中年幼个体比例增加,但是其单位时间内出生的个体数量没有明显差异,即种群密度不一定是越来越大的,C错误;限制在震旦鸦雀主要分布区内的开发建设行为会保护其栖息环境,有利于其种群发展,D正确。 3.杜松是一种常绿灌木,木质坚硬、耐腐力强,可作为优良的木材。科研人员调查了某林地中天然杜松的种群特征,结果如下图所示。下列分析正确的是 (　　) 注:第Ⅰ~Ⅲ径级为幼苗、第Ⅳ~Ⅵ径级为亚成树、第Ⅶ~Ⅷ径级为成树。 A.实验结果统计了杜松的种群密度和年龄结构 B.该地幼年杜松数量多于成年杜松,种群符合“J”形增长 C.乔木层的郁闭度属于影响杜松种群数量变化的生物因素 D.研究杜松种群的数量特征有利于为采伐或保护制定对策 解析:选D　实验结果统计了杜松种群的年龄结构,没有统计种群密度,A错误;该地幼年杜松数量多于成年杜松,种群年龄结构属于增长型,但自然种群一般不符合“J”形增长,B错误;杜松是一种常绿灌木,乔木层的郁闭度属于影响杜松种群数量变化的非生物因素,C错误;研究杜松种群的种群密度、出生率、死亡率、性别比例和年龄结构等种群数量特征,可为采伐或保护制定对策,D正确。 4.中华秋沙鸭是第三纪冰川期后残存下来的物种,距今已有一千多万年,是中国特有的珍稀鸟类,属国家一级重点保护野生动物。中华秋沙鸭被称为“鸟中活化石”“鸟中大熊猫”以及水域环境的“生态试纸”。随着气温下降,中华秋沙鸭会从繁殖地迁徙到长江以南的江河中越冬。它们从鸭绿江、松花江等江河到入海口,沿着海岸线逐渐接近长江,进入各个适合越冬的江河、湖泊。下列有关中华秋沙鸭的说法,正确的是 (　　) A.决定中华秋沙鸭种群密度的是出生率和死亡率 B.栖息地的碎片化会使得中华秋沙鸭的K值下降 C.温度属于影响中华秋沙鸭种群数量的密度制约因素 D.为了更好地保护中华秋沙鸭,可以大量捕杀其天敌 解析:选B　种群密度直接由出生率、死亡率、迁入率和迁出率共同决定,A错误;栖息地碎片化会减少中华秋沙鸭的生存空间和资源,导致其生存环境恶化,从而降低环境容纳量(K值),B正确;温度对中华秋沙鸭种群的作用强度与种群密度无关,属于非密度制约因素,C错误;天敌的减少可能会使其他物种数量失控,进而影响整个生态系统的稳定性,因此保护中华秋沙鸭应该通过保护其栖息地和生态环境来实现,而不是通过捕杀其天敌,D错误。 5.[多选]松花江鲢独特的种质资源具有较高的科学研究价值,下图为松花江干流中鲢鱼的体长和体质量生长速度曲线。下列叙述正确的是 (　　) A.松花江鲢种群的死亡率受水温和捕捞压力等因素的影响 B.长期过度捕捞和生境破坏等因素均会引起松花江鲢的K值减小 C.在0~7 a内,随着松花江鲢个体年龄的增大,其体长生长速度逐渐减小 D.为持续获得最大捕捞量,应在虚线的峰值处捕捞松花江鲢 解析:选ABC　松花江鲢种群的死亡率受水温和捕捞压力等因素的影响,A正确;K值受环境条件的影响,长期过度捕捞和生境破坏等因素均会引起松花江鲢的K值减小,B正确;分析题图可知,在0~7 a内,随着松花江鲢个体年龄的增大,实线表示的体长生长速度逐渐减小,C正确;中等强度的捕捞(捕捞后种群数量处在K/2左右)有利于持续获得较大捕捞量,图中虚线峰值处鲢鱼体质量生长速度最大,但不确定此时种群数量的情况,D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $