第三節(jié)

影響種群數(shù)量變化的因素第一章

種群及其動(dòng)態(tài)思考討論“離離原上草，一歲一枯榮。野火燒不盡，春風(fēng)吹又生。”在我國(guó)北方的原野上，各種草本植物在春夏時(shí)節(jié)種群密度越來(lái)越高，在秋冬時(shí)節(jié)則相反。1.導(dǎo)致這些植物種群數(shù)量出現(xiàn)季節(jié)性變化的主要環(huán)境因素是什么?陽(yáng)光、溫度、水等非生物因素思考討論“離離原上草，一歲一枯榮。野火燒不盡，春風(fēng)吹又生。”在我國(guó)北方的原野上，各種草本植物在春夏時(shí)節(jié)種群密度越來(lái)越高，在秋冬時(shí)節(jié)則相反。2.這些植物種群的數(shù)量變化對(duì)當(dāng)?shù)貏?dòng)物種群的出生率和死亡率有什么影響?春夏時(shí)節(jié)，草木繁茂，植食性動(dòng)物食物充足，出生率提高，死亡率降低；秋冬時(shí)節(jié)則相反。植食性動(dòng)物種群數(shù)量的變化，又會(huì)影響肉食性動(dòng)物的出生率和死亡率。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.舉例說(shuō)明陽(yáng)光溫度水等非生物因素對(duì)種群數(shù)量變化的影響2.舉例說(shuō)明不同物種間的相互作用對(duì)種群數(shù)量變化的影響3.闡明種群研究在實(shí)踐中的應(yīng)用非生物因素1生物因素2種群研究的應(yīng)用3下表為某地人工柳樹(shù)林中，林下幾種草本植物的種群密度（平均值，單位：株/m2）隨林木郁閉度變化的調(diào)查數(shù)據(jù)。非生物因素郁閉度00.20.40.60.81.0一年蓬15.313.510.87.44.32.4加拿大一枝黃花10.49.56.15.63.01.2刺兒菜3.74.38.54.42.21.0一年蓬加拿大一枝黃花刺兒菜1.影響該地草本植物種群密度的非生物因素是什么？陽(yáng)光2.在同樣的非生物因素的影響下，刺兒菜的種群密度變化與一年蓬、加拿大一枝

黃花的有較大差異，這是為什么？不同種植物對(duì)光照條件的適應(yīng)性是有差異的3.除上述因素外，種群數(shù)量的變化還受哪些非生物因素的影響？試分別舉例說(shuō)明。還受溫度、水等非生物因素的影響非生物因素討論1.陽(yáng)光森林中林下植物的種群密度主要取決于林冠層的郁閉度，即主要取決于林下植物受到的光照強(qiáng)度（1）郁閉度：林冠層遮蔽地面的程度，影響林下植物的光照強(qiáng)度（2）作用方式影響植物的生長(zhǎng)，進(jìn)而對(duì)出生率和死亡率產(chǎn)生影響非生物因素郁閉度大郁閉度小2.溫度在溫帶和寒溫帶地區(qū)，許多植物種子在春季萌發(fā)；蚊類(lèi)等昆蟲(chóng)在寒冷季節(jié)到來(lái)時(shí)一般會(huì)全部死亡。作用方式：影響酶的活性，進(jìn)而影響生物的生存非生物因素3.水干旱缺水會(huì)使許多動(dòng)植物種群的死亡率升高；動(dòng)物在尋找水源的過(guò)程中也常常發(fā)生個(gè)體的死亡。作用方式：細(xì)胞內(nèi)許多生物化學(xué)反應(yīng)都需要水的參與，生命活動(dòng)離不開(kāi)水非生物因素實(shí)例：氣候干旱是東亞飛蝗呈爆發(fā)式增長(zhǎng)的主要原因?；认x(chóng)將卵產(chǎn)在土壤中，含水量在10%～20%時(shí)最適合它們產(chǎn)卵和孵化。干旱時(shí)，蝗蟲(chóng)的天敵，如青蛙、蟾、鳥(niǎo)類(lèi)等數(shù)量減少，就更容易爆發(fā)蝗災(zāi)。非生物因素4.氧氣酸菜壇中必須無(wú)氧才能使乳酸菌大量繁殖；水體中必須有足夠的溶解氧才能保證魚(yú)、蝦不會(huì)死亡作用方式：需氧呼吸進(jìn)行有氧呼吸的反應(yīng)物；厭氧生物代謝的抑制條件非生物因素5.作用特點(diǎn)非生物因素對(duì)種群數(shù)量變化的影響往往是綜合性的春夏時(shí)節(jié)氣溫升高、日照延長(zhǎng)、降水增多，動(dòng)植物種群普遍迅速增長(zhǎng)對(duì)于動(dòng)物來(lái)說(shuō)，食物日益充足也是導(dǎo)致種群增長(zhǎng)的重要因素非生物因素關(guān)于影響種群數(shù)量的非生物因素的3點(diǎn)提醒1.在分析影響種群數(shù)量變化的非生物因素時(shí)，可以分兩種情況：（1）非生物因素主要通過(guò)影響生物的細(xì)胞代謝而影響其生長(zhǎng)發(fā)育，進(jìn)而影響其死亡率（2）非生物因素通過(guò)影響生物生殖（如干旱條件下蝗蟲(chóng)卵容易孵化等）進(jìn)而影響其出生率2.同一非生物因素對(duì)不同動(dòng)植物種群的影響是不同的3.各種非生物因素的影響往往是綜合的，但存在主次之分非生物因素1.種群內(nèi)部生物因素（同種生物之間）隨著種群的增長(zhǎng)，種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)會(huì)加劇，從而使種群的增長(zhǎng)受到抑制，這說(shuō)明種群數(shù)量的變化受到種群內(nèi)部生物因素的影響。生物因素種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)源于種群內(nèi)部個(gè)體對(duì)有限食物和空間等資源的爭(zhēng)奪，食物和空間等資源越有限、種群密度越大，則種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)越激烈、種群增長(zhǎng)率越小。實(shí)例11934年，生態(tài)學(xué)家高斯選用了兩種形態(tài)和習(xí)性上很接近的草履蟲(chóng)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：取相等數(shù)目的雙小核草履蟲(chóng)和大草履蟲(chóng)，以一種桿菌為飼料，放在某個(gè)容器中培養(yǎng)，這兩種草履蟲(chóng)都沒(méi)有分泌殺死對(duì)方的物質(zhì)，結(jié)果如下：生物因素雙小核草履蟲(chóng)和大草履蟲(chóng)之間是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，競(jìng)爭(zhēng)力弱的數(shù)量會(huì)不斷下降實(shí)例2生活在加拿大北方森林中的猞猁捕食雪兔。研究人員在90多年的時(shí)間里,對(duì)猞猁和雪兔的種群數(shù)量做了研究，結(jié)果如下圖所示。生物因素思考：1.除猞猁外，影響雪兔種群數(shù)量變動(dòng)的還有其他因素嗎？有。還有其他捕食者、其他植食性動(dòng)物的競(jìng)爭(zhēng)、作為食物的植物以及非生物因素等2.怎樣解釋猞猁和雪兔種群數(shù)量變化的同步周期性？生物因素條件對(duì)于猞猁猞猁種群出生率猞猁種群死亡率雪兔增加食物充足增加減少雪兔減少食物缺乏減少增加3.猞猁和雪兔種群的數(shù)量變動(dòng)哪個(gè)是因、哪個(gè)是果？循環(huán)因果：許多生理或生態(tài)過(guò)程的因果關(guān)系是循環(huán)性的，一定的事件作為引起變化的原因，所導(dǎo)致的結(jié)果又會(huì)成為新的條件，施加于原來(lái)作為原因的事件，使之產(chǎn)生新的結(jié)果，如此循環(huán)往復(fù)。生物因素雪兔猞猁食物充足食物缺乏捕食壓力減小捕食壓力增大如此循環(huán)，二者的種群數(shù)量是相互影響的，是循環(huán)因果的關(guān)系2.種群外部生物因素（1）種間競(jìng)爭(zhēng)森林中不同植物競(jìng)爭(zhēng)陽(yáng)光和養(yǎng)分，草原上非洲獅與獵豹競(jìng)爭(zhēng)獵物，這也會(huì)導(dǎo)致種群數(shù)量的變化。生物因素（2）捕食關(guān)系（不同種生物之間）除頂級(jí)捕食者外，每種動(dòng)植物都可能是其他某種生物的捕食對(duì)象，每種動(dòng)物都需要以其他生物為食。如果食物匱乏，動(dòng)物種群會(huì)出現(xiàn)出生率降低、死亡率升高的現(xiàn)象。生物因素（3）寄生作為宿主的動(dòng)物被寄生蟲(chóng)寄生，細(xì)菌或病毒引起傳染病，也會(huì)影響種群的出生率和死亡率等特征，進(jìn)而影響種群的數(shù)量變化。生物因素菟絲子蛔蟲(chóng)3.生物因素的影響機(jī)制4.制約因素（1）密度制約因素概念：一般來(lái)說(shuō)，食物和天敵等生物因素對(duì)種群數(shù)量的作用強(qiáng)度與該種群密度是相關(guān)的舉例：同樣是缺少食物，種群密度越高，該種群受食物短缺的影響就越大生物因素生物因素出生率和死亡率等數(shù)量特征種群數(shù)量變化影響影響（2）非密度制約因素概念：氣溫和干旱等氣候因素以及地震、火災(zāi)等自然災(zāi)害，對(duì)種群的作用強(qiáng)度與種群密度無(wú)關(guān)舉例：在遭遇寒流時(shí)，有些昆蟲(chóng)種群不論其種群密度高低，所有個(gè)體都會(huì)死亡密度制約因素包括食物、生殖力、抑制物的分泌、傳染病、寄生生物等非密度制約因素對(duì)種群數(shù)量的作用一般是很猛烈的、災(zāi)難性的，例如地震、寒流、火災(zāi)等生物因素研究種群的特征和數(shù)量變化的規(guī)律，在野生生物資源的合理利用和保護(hù)、有害生物的防治等方面都有重要意義。1.瀕危生物的保護(hù)種群研究的應(yīng)用調(diào)查了解預(yù)測(cè)采取種群數(shù)量特征及影響因素生存狀態(tài)種群數(shù)量變化趨勢(shì)保護(hù)措施2.指導(dǎo)漁業(yè)捕撈研究表明：中等強(qiáng)度的捕撈（捕撈量控制在K/2左右）有利于持續(xù)獲得較大的魚(yú)產(chǎn)量漁網(wǎng)網(wǎng)目不應(yīng)過(guò)小，否則會(huì)影響來(lái)年漁業(yè)產(chǎn)量“休漁期”和“禁漁區(qū)”種群研究的應(yīng)用3.有害生物的防治（1）化學(xué)防治如果一味依賴(lài)噴灑農(nóng)藥的方法，既造成環(huán)境污染，又傷及害蟲(chóng)的天敵（2）生物防治有效保護(hù)或引入天敵生物，則有利于將害蟲(chóng)數(shù)量控制在較低的水平種群研究的應(yīng)用課堂小結(jié)影響種群數(shù)量變化的因素非生物因素生物因素氣候因素自然災(zāi)害種內(nèi)種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)競(jìng)爭(zhēng)種間捕食陽(yáng)光、水、氧氣寄生非密度制約因素密度制約因素1.一些獸類(lèi)具有領(lǐng)域行為，動(dòng)物個(gè)體或家庭通過(guò)劃分地盤(pán)把種群占有的空間、資源分配給成員，領(lǐng)域空間的大小與機(jī)體的能量需求、成員數(shù)量等有關(guān)。繁殖季雄性會(huì)驅(qū)逐同性，獨(dú)占并保衛(wèi)自己的領(lǐng)地。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A.領(lǐng)域行為可以通過(guò)降低種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)來(lái)保證種群數(shù)量B.領(lǐng)域行為可以通過(guò)影響出生率影響種群數(shù)量變化C.領(lǐng)域行為與空間、資源數(shù)量有關(guān)，屬于密度制約因素D.與草食動(dòng)物相比，同等體重的肉食動(dòng)物個(gè)體占據(jù)的領(lǐng)域空間更小解析：A、題意顯示，一些獸類(lèi)具有領(lǐng)域行為，動(dòng)物個(gè)體或家庭通過(guò)劃分地盤(pán)把種群占有的空間、資源分配給成員，領(lǐng)域空間的大小與機(jī)體的能量需求、成員數(shù)量等有關(guān)，據(jù)此推測(cè)領(lǐng)域行為可以通過(guò)降低種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)來(lái)保證種群數(shù)量，A正確；B、出生率是決定種群數(shù)量變化的因素之一，因此，領(lǐng)域行為可以通過(guò)影響出生率影響種群數(shù)量變化，B正確；C、領(lǐng)域行為與空間、資源數(shù)量有關(guān)，其對(duì)種群數(shù)量的影響與種群密度有關(guān)，屬于密度制約因素，C正確；D、與草食動(dòng)物相比，同等體重的肉食動(dòng)物個(gè)體占據(jù)的領(lǐng)域空間更大，因?yàn)槿馐硠?dòng)物占據(jù)的營(yíng)養(yǎng)級(jí)更高，增加同樣體重比草食動(dòng)物消耗的生產(chǎn)者更多，D錯(cuò)誤。課堂小測(cè)D2.若某森林中，高密度的某昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)取食落葉松，影響松樹(shù)的生長(zhǎng)，最大松針長(zhǎng)度減小，來(lái)年幼蟲(chóng)的食物質(zhì)量變差，導(dǎo)致該昆蟲(chóng)密度下降，使松樹(shù)得到恢復(fù)。反過(guò)來(lái)隨著食物質(zhì)量的提高，幼蟲(chóng)數(shù)量又有所增加。幼蟲(chóng)的密度（虛線）與落葉松的最大松針長(zhǎng)度（實(shí)線）變化關(guān)系如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A.該昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)的種群數(shù)量呈周期性波動(dòng)B.食物是該昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)種群數(shù)量的密度制約因素C.該昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)與落葉松處于同一捕食食物鏈中的不同環(huán)節(jié)D.該昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)環(huán)境容納量的主要影響因素是落葉松的種群數(shù)量解析：A對(duì)，從圖中分析可知，幼蟲(chóng)的種群數(shù)量呈周期性波動(dòng)；B對(duì)，最大松針長(zhǎng)度減小，來(lái)年幼蟲(chóng)的食物質(zhì)量變差，導(dǎo)致該昆蟲(chóng)密度下降，說(shuō)明食物是該昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)種群數(shù)量的密度制約因素；C對(duì)，由題干信息可知，該昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)取食落葉松，因此該昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)和落葉松分別屬于同一捕食食物鏈上的第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)和第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)；D錯(cuò)，由題中信息不能得知，該昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)環(huán)境容納量的主要影響因素是落葉松的種群數(shù)量。DA3.生態(tài)學(xué)家將生物大體上分為兩種不同的生活史對(duì)策，即r對(duì)策和K對(duì)策。r對(duì)策生物通常個(gè)體小、壽命短、繁殖能力強(qiáng)、擴(kuò)散能力強(qiáng)，親代對(duì)后代缺乏保護(hù)；K對(duì)策生物通常個(gè)體大、壽命長(zhǎng)、繁殖能力弱、擴(kuò)散能力弱，親代對(duì)后代有很好的保護(hù)。制約種群數(shù)量的因素分為兩類(lèi)：密度制約因素和非密度制約因素。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.r對(duì)策生物能在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較多后代，后代存活率高B.老鼠的生活史對(duì)策為r對(duì)策，r對(duì)策的生物易受非密度制約因素影響C.華南虎的生活史對(duì)策為K對(duì)策，K對(duì)策的生物易受密度制約因素影響D.一般情況下，K對(duì)策生物的進(jìn)化方向是使種群數(shù)量維持在環(huán)境容納量附近解析：根據(jù)題意，r對(duì)策生物通常個(gè)體小、壽命短、繁殖能力強(qiáng)但親代對(duì)后代缺乏保護(hù)，如蝗蟲(chóng)能在短時(shí)間