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(共18张PPT)
微专题3.5
种群和群落
(一)易混淆概念比较
种群水平的研究 群落水平的研究
种群数量和种群的数量特征： 种群密度、年龄组成、性别比例、 迁入率和迁出率、出生率和死亡率 群落的物种丰富度
种群的空间特征： 集群分布、均匀分布、随机分布 群落的空间结构：
垂直结构和水平结构
种群的基因频率、种群的基因库 群落的组成
种内斗争和种内互助 群落和种间关系：
捕食、竞争、寄生、共生
群落的营养结构：食物链和食物网
种群的进化 新物种的形成 群落的演替：初生演替和次生演替
优势类群的取代
1.与种群和群落有关的概念
■问题探讨
(1)群落的空间结构有何意义？
(2)分析捕食、竞争和寄生对生物种群的影响。
调查方法 实例及主要操作方法 计数和统计方法
种群密度的调查 逐个计数法 大象、狮子等
抽样调查 样方法 调查双子叶植物的种群密度： 五点取样 等距取样(条形或线形区域) 边线上的计相邻两边的个体；取多样方数据的平均值
标志重 捕法 捕获并标记(数量为N1)→重捕并计数(捕获数N2、其中标记数N0) 设种群数量为N，则有：N1:N＝N0:N2，种群密度＝N/调查面积
黑光灯 诱捕法 某些趋光性昆虫 与历史数据比较，以确定种群密度的等级
抽样检测法 培养酵母菌时，常用吸管吸取含酵母菌的培养液； 血细胞计数板法、稀释涂布平板法等。重复取样并计算平均值
取样器 取样法 调查土壤小动物时用取样器取样 借助放大镜、实体镜或低倍显微镜计数
2.与生物调查有关的几种方法
调查方法 实例及主要操作方法 计数和统计方法
生物类群丰富度的调查 抽样调查 取样器 取样法 土壤小动物丰富度的调查：拨去表土落叶后用自制取样器取样 目测估计法
记名计算法
样方法 植物类群：从较小样方开始，不断扩大样方面积直到植物种类数基本不再增加 目测估计法
记名计算法
■问题探讨
(1)简述各种调查方法适用范围。为什么不能用样方法和标记重捕法调查土壤小动物的种群密度或丰富度？
(2) 调查酵母菌的种群数量变化时，用显微计数法计数时应怎样制作装片？
(3)海洋单细胞藻类的种群密度用什么方法调查？
(4)分析各种调查方法可能产生的误差及原因。
■特别提示
(1)种群密度的调查：逐个计数法适合于分布范围较小、个体较大的种群；样方法适合于植物或运动能力弱、活动范围小的动物，如昆虫卵、蚜虫和跳蝻等；标志重捕法适合于活动能力强、活动范围大的动物，如鼠、鸟等；取样器取样法适合于微生物和土壤小动物。
土壤小动物的活动能力强，所以不能用样方法，同时由于个体较小，所以也不能用标志重捕法。
(2)血细胞计数板法：先将盖玻片放在计数室上，振荡试管并用吸管吸取培养液滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入，多余的培养液用滤纸吸去。稍待片刻后，待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部时，计数方格内的酵母菌数量。若酵母菌数量过多，则应稀释后再进行计数操作。
(3)用显微计数法对酵母菌计数时，所计菌体中可能含有少量死菌。稀释涂布平板法是一种活菌计数法。
(4)样方法注意事项：随机取样；样方大小合适；样方内个体数的计数要准确(怎样计数？)；样方数不宜太少，并且应计算多个样方的平均值；
(5)标志重捕法注意事项
①随机取样。
②取样数量不能太少。
③标记个体与未标记个体在重捕时被捕的概率相同。例如：若捕获过的动物因警觉性提高不易再被捕获，或部分被标记的个体死亡，或则会导致调查结果会比实际值偏高；若标记物过重使动物更容易被再次捕获，则会导致调查结果会比实际值偏低。
④调查期间没有大规模迁入和迁出，没有外界的强烈干扰。
(6)记名计算法调查物种丰富度，适用于个体较大、种群数量有限的群落。
(二)种群数量特征之间的关系
■特别提示
影响种群数量的因素既有外界环境因素，也有种群内部因素(种群密度、年龄组成和性别比例等)。
决定
增长型
种群密度
(种群数量)
迁出率
死亡率
性别比例
年龄组成
决定
影响
预测
稳定型
衰退型
◆增长速率＞0
◆增长率＞0，即出生率＞死亡率
◆ λ＞1
◆幼年个体较多
迁入率
出生率
影响
影响
影响
影响
间接影响
(三)种群数量的典型变化规律
比较 J型增长 S型增长
图示 形成 条件 食物和空间充裕、气候适宜、没有敌害等 资源和空间有限，种内斗争加剧，天敌数量增多等
λ值 λ为某一定值 λ的值是变化的
K值 无K值 在一定环境条件下有对应的K值
增长率 等于λ－1 一般来说逐渐减小
增长 速率 逐渐增大 种群数量在K/2时达到最大
表示因环境阻力(生存
斗争)淘汰的个体数
迁入时间
种群数量
K值
“J”曲线
“S”曲线
酵母菌在封闭环境
下的种群增长曲线
O
K/2
■特别提示
(1)λ表示第二年种群数量是第一年的倍数。若第一年种群数量为N0，则第n年的种群数量为N0λn-1。λ小于1时种群数量呈负增长。
(2)环境容纳量≠种群数量能达到的最大值。环境容纳量(K值)是指在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量。种群数量的最大值存在时间短，且大于环境容纳量。环境发生改变后，种群的K值可能也随之改变。
(3)K值的应用
①保护野生生物资源，要减小环境阻力、增大环境容纳量；
②有害生物的防治要增大环境阻力，降低K值，并尽可能在种群数量较小时进行防治，严防种群数量达到K/2；
③资源的开发利用要选择种群数量大于K/2时，收获后的种群数量应维持在K/2处，以利于种群的快速增长。
(4)一般来说，初始种群数量越大，种群数量越快达到环境容纳量。
(5)S型增长的早期阶段可能为J型增长。
(6)在对酵母菌封闭培养的后阶段，由于营养物质的消耗，代谢废物的积累，酵母菌的生存环境恶化，培养液内的酵母菌数量将会逐渐下降。
(7)在开放环境下，可能会有个体迁入和迁出。比如当种群密度较大时，就会有个体迁出。
(8)出生率、死亡率和增长率均以变化前的种群数量为基数，而增长速率是指在单位时间内的种群增长数量。例如：若1000只羊的种群，一年内出生400只，死亡300只，则出生率为40%、死亡率为30%、增长率为10%、增长速率为100只/年。
大方格Ⅰ (0. 1mm3)
25×16
大方格Ⅱ (0. 1mm3)
16×25
8
11
9
10
10
(8)血细胞计数板法的数据统计和分析
若酵母菌样品稀释100倍后，统计计数板的大方格内5个中方格中的酵母菌数量如上图所示，则样品中酵母菌数量为 个/ml
2.4×108
注意：显微计数法统计了所有的活菌和死亡的菌体。
初生演替 次生演替
起点 一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替 原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替
速度 缓慢 较快(为什么？)
实例 裸岩、火山泥、冰川泥和沙丘上的演替等 火灾后的草原、过度砍伐后森林、弃耕农田上的演替
(四)群落和演替
裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段
土壤：量增加、有机物增加、通气性增强、微生物类群增加
生物多样性增加、优势类群发生改变、营养结构越来越复杂、生态系统的抵抗力稳定性提高
■特别提示
(1)群落的演替是群落内部因素与外界环境因素共同作用的结果。
(2)土壤(厚度和矿质养料)、气候(气温和降雨量)对群落演替速度有很大的影响。
(3)群落的演替并非全部物种被取代，不同类型的群落主要表现为优势类群的差异。
(4)群落内部的演替是不断进行的，但群落类型的演替不是无休止的。群落的演替能发展到哪一顶极群落与气候密切相关，不是每一种演替都能发展到森林阶段。
(5)在一定的气候条件下，群落的结构逐渐复杂直到相对稳定，生产者固定的总能量和生态系统的抵抗力稳定性逐渐增加后趋于稳定。
(6)人类活动往往会使群落的演替按照不同于自然演替的速度和方向进行

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