内容正文:
培优课堂一 与种群数量变化相关的重点题型
题型一 增长倍数λ、增长率与种群数量的变化
1.种群的增长率=(现有个体数Nt-原有个体数)/原有个体数×100%=λ-1。
2.增长倍数λ、增长率与种群数量的变化
项目 种群数量变化
λ>1 增长率>0 增加
λ=1 增长率=0 稳定
λ<1 增长率<0 减少
典例1 在调查某湿地夜鹭的种群数量时,计算当年种群数量与前一年种群数量的比值(λ),并得到如图所示的曲线。请据图回答下列问题。
(1)在a段,种群数量呈_________;在b段,种群出生率_________死亡率;在c段,种群数量_______________;在d段,种群数量的变化是_________;在e段,种群数量的变化是_________。
(2)在第32年,夜鹭的年龄结构最可能表现为_________;第25年和第35年的夜鹭种群数量_________ (填“相同”或“不同”)。
“J”形增长
大于
保持相对稳定
下降
下降
衰退型
不同
解析 (1)在a段,种群的λ>1且恒定,种群数量呈“J”形增长。在b段,种群的λ逐渐减小但仍大于1,此段种群出生率大于死亡率,种群数量逐渐增多。在c段,种群的λ=1,种群数量保持相对稳定。在d段,λ逐渐减小,在e段,λ逐渐增大,但d段和e段λ<1,种群数量逐渐减少。
(2)在第32年,λ<1,说明出生率小于死亡率,夜鹭的年龄结构最可能为衰退型;第15年至第25年,λ=1,种群数量保持相对稳定;第25年至第30年,种群的λ由1逐渐下降到0.5,种群数量逐渐减少;第30年至第35年,λ由0.5升高至1,种群数量仍在减少,第35年时的种群数量达到最低值。
题型二 K值(环境容纳量)、K/2的界定与应用
1.K值、K/2的界定
K值是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量,而不是种群数量能达到的最大值。同一种生物的K值不是固定不变的,会受到环境的影响。
(1)在种群数量变化曲线中,对K值、K/2的界定分两种情况:
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。
图1
图2
(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。
图3
图4
(4)图5模型中:
图5
2.K值、K/2的应用
注意: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。
典例2 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时刻的增长速率与图2中C点对应
C.在A、C点和E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
图1
图2
图3
B
解析 图1、2、3所示曲线中,种群都呈“S”形增长,都可以表示该种群在自然环境条件下的增长规律,A项正确。在A、C点和E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项错误,C项正确。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项正确。
题型三 种群的存活曲线
1.概念:依照物种的个体从幼年到老年所能存活的比率作出的统计曲线。
2.类型及特点
(1)类型
(2)特点
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。
Ⅱ:各年龄组个体死亡率相同,如水螅、一些鸟类等。
Ⅲ:低年龄组个体死亡率极高,但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。
典例3 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。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过程中形成的固有特征,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
D
解析 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项错误。
题型四 K对策生物、r对策生物种群动态曲线及拓展
K对策生物:体型大,繁殖能力低,寿命长,有完善的保护后代的机制,扩散能力弱,竞争力强,种群少,如大象、老虎等。适应稳定的环境,一旦受损很难恢复甚至可能灭绝。
r对策生物:体型小,繁殖能力强,寿命短,缺乏保护后代的机制,扩散能力强,竞争力弱,容易出现种群大爆发,比如老鼠、蝗虫等。适应不稳定的环境,一旦环境条件转好就会以高增长率迅速恢复种群数量。
典例4 生态策略是生物在种群水平上对环境变化的适应策略。图中两条曲线分别表示K、r对策生物当年的种群数量(Nt)和一年后的种群数量(Nt+1)之间的关系,虚线表示Nt+1=Nt。下列叙述错误的是( )
A.S代表两种对策生物的环境容纳量
B.东北虎属于K对策生物,种群数量低于X时会走向灭绝
C.K对策生物的种群数量大于X时,增长率逐渐增大后下降
D.r对策生物在种群密度极低时也能迅速回升,形成“S”形增长曲线
C
解析 由题图可知,当种群数量低于S点对应的种群数量时,其种群数量会很快增加到S点对应的种群数量,当种群数量高于S点对应的种群数量时,其种群数量会很快降低到S点对应的种群数量,故图中S点对应的种群数量为生物的环境容纳量,A项正确。由题图可知,K对策生物的种群数量低于X时,种群数量会减少到0,种群就会走向灭绝,故东北虎属于K对策生物,种群数量低于X时会走向灭绝,B项正确。K对策生物的种群数量大于X时,增长率逐渐下降,C项错误。由题图可知,r对策生物的曲线特点是只有一个稳定平衡点S而没有灭绝点,在种群密度极低时也能迅速回升,很难灭绝,D项正确。
对点训练
1.调查某种群一段时间内某些特征的变化,得到如图a、b曲线。下列叙述错误的是( )
A.该种群自然增长率为0时,出生率等于死亡率
B.若曲线a表示“S”形曲线的增长率,则第6年增长率可能小于0
C.若曲线a表示增长速率,当其为0时,则该种群可能达到K值
D.若曲线a表示出生率,b表示死亡率,则前6年该种群年龄结构为增长型
B
解析 种群增长率=出生率-死亡率,自然增长率为0时,出生率等于死亡率,A项正确。“S”形曲线的种群数量先增长后稳定,“S”形曲线的增长率最小值为0,不会小于0,B项错误。种群增长速率是指种群在单位时间内增加的个体数量,当增长速率为0时,种群停止增长,种群数量可能达到K值,C项正确。若曲线a表示出生率,b表示死亡率,前6年出生率大于死亡率,该种群的年龄结构为增长型,D项正确。
2.科研人员对某草原一种野生动物的种群进行研究,得出了与种群密度相关的出生数和死亡数的变化曲线,如图所示,下列有关叙述正确的是( )
A.该野生动物的种群增长曲线为“J”形
B.在自然条件下,种群的环境容纳量(即K值)是固定不变的
C.将种群密度始终控制在D点时,有利于该种群的可持续发展
D.保护濒危野生生物的根本措施是提高环境容纳量,如建立自然保护区
D
解析 图示曲线的增长速率先增加后减少,说明种群呈“S”形增长,A项错误。种群的环境容纳量(即K值)是一定的环境条件所能维持的种群最大数量,在自然条件下,种群的环境容纳量(即K值)不是固定不变的,改善空间和资源条件会使K值提高,B项错误。要合理地利用该动物资源,应将该种群的密度控制在B点时的水平,此时种群增长速率最大,恢复比较快,C项错误。
3.某高山冻原带不同海拔的牛皮杜鹃种群存活曲线如图所示,图中纵坐标表示存活个体数的对数值。该冻原带中牛皮杜鹃的分布型均为集群分布。下列叙述正确的是( )
A.图中3条存活曲线可反映不同物种的死亡年龄分布状况
B.中海拔的牛皮杜鹃与水螅和小型哺乳类动物的存活曲线都不同
C.高海拔的牛皮杜鹃进入第Ⅱ龄级比例最小,其分布型是种内竞争导致的
D.低海拔的牛皮杜鹃存活能力最高,其种群成员间既不互相吸引也不互相排斥
B
解析 图中3条存活曲线可反映同一物种(牛皮杜鹃)的死亡年龄分布状况, A项错误。水螅和小型哺乳类动物的存活曲线均接近对角线形,与图中中海拔的牛皮杜鹃的存活曲线不同,B项正确。由题意可知,高海拔的牛皮杜鹃种群属于集群分布,均匀分布是由种内竞争导致的,C项错误。低海拔的牛皮杜鹃存活能力最高,其种群属于集群分布,该种群成员间因彼此密切联系而存在互相吸引,D项错误。
本 课 结 束
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