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第3节 影响种群数量变化的因素
第1章 种群及其动态
问题探讨
“离离原上草，一岁一枯荣。野火烧不尽，春风吹又生。”在我国北方的原野上，各种草本植物在春夏时节种群密度越来越高，在秋冬时节则相反。
讨论1：导致这些植物种群数量出现季节性变化的主要环境因素是什么？
阳光、温度、水等非生物因素。
问题探讨
“离离原上草，一岁一枯荣。野火烧不尽，春风吹又生。”在我国北方的原野上，各种草本植物在春夏时节种群密度越来越高，在秋冬时节则相反。
讨论2：这些植物种群的数量变化对当地动物种群的出生率和死亡率有什么影响
春夏时节，草木繁盛，植食性动物食物充足，种群数量增加；
秋冬时节，植食性动物种群数量变化又会影响肉食性动物的数量。
非生物因素
生物因素
阳光
温度
水
种内
种内竞争
种间
种间竞争
捕食
寄生
哪些因素可以影响种群数量的变化呢？
影响种群数量变化的因素
一、非生物因素
林冠层郁闭度低
林下光照强度高
林下植物种群密度高
林冠层郁闭度高
林下光照强度低
林下植物种群密度低
【思考 · 讨论】非生物因素对种群数量变化的影响
下表为某地人工柳树林中，林下几种草本植物的种群密度（平均值，单位：株/m2）随林木郁闭度（林冠层遮阴地面的程度）变化的调查数据：
下表为某地人工树林中，林下几种草本植物的种群密度（平均值，单位：株/m2）随林木郁闭度（林冠层遮蔽地面的程度）的调查数据。
一年蓬
刺儿菜
加拿大一枝黄花
郁闭度 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
一年蓬 15.3 13.5 10.8 7.4 4.3 2.4
加拿大一枝黄花 10.4 9.5 6.1 5.6 3.0 1.2
刺儿菜 3.7 4.3 8.5 4.4 2.2 1.0
【思考 · 讨论】非生物因素对种群数量变化的影响
郁闭度 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
一年蓬 15.3 13.5 10.8 7.4 4.3 2.4
加拿大一枝黄花 10.4 9.5 6.1 5.6 3.0 1.2
刺儿菜 3.7 4.3 8.5 4.4 2.2 1.0
讨论1：影响该地草本植物种群密度的非生物因素是什么，此因素怎么影响草本植物种群密度？
阳光
阳光→光合作用→种群的出生率和死亡率→种群密度
【思考 · 讨论】非生物因素对种群数量变化的影响
下表为某地人工树林中，林下几种草本植物的种群密度（平均值，单位：株/m2）随林木郁闭度（林冠层遮蔽地面的程度）的调查数据。
讨论2：在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，这是为什么？
不同植物对光照条件的适应性是有差异的。
【思考 · 讨论】非生物因素对种群数量变化的影响
1. 阳光：森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的 ，即主要取决于林下植物受到的 。
林冠层郁闭度低
林下光照强度高
林下植物种群密度高
林冠层郁闭度高
林下光照强度低
林下植物种群密度低
郁闭度
光照强度
一、非生物因素
影响光合作用强度
温度会影响酶的活性
2. 温度：常常通过影响 等影响种群的密度。例如：许多植物的种子在春季萌发为新的植株，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，主要是受气温降低的影响。
出生率、死亡率、迁入率、迁出率
种子春季萌发
蚊类等昆虫无法越冬
鸟类秋季开始南迁
一、非生物因素
3. 水：干旱缺水会使许多动植物种群的死亡率升高；气候干旱是东亚飞蝗种群爆发式增长的主要原因。
干旱导致的动植物死亡
干旱导致的蝗灾
一、非生物因素
细胞内许多生物化学反应需要水的参与，影响渗透压
非生物因素——水分
蝗虫将卵产在土壤中，含水量在10%～20%时最适合它们产卵和孵化。干旱时，蝗虫的天敌，如青蛙、蟾、鸟类等数量减少。
非生物因素——水分
气候干旱是东亚飞蝗呈爆发式增长的主要原因
因素 举例 影响方式
阳光
温度
水
森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度
光照强度会影响植物的光合作用强度
在温带和寒温带地区，许多植物种子在春季萌发；蚊类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡
种子萌发主要是受气温升高的影响；蚊类等昆虫死亡主要是受气温降低的影响。温度会影响酶的活性
干旱缺水会使许多动植物种群的死亡率升高；气候干旱可使东亚飞蝗种群爆发式增长
细胞内许多生物化学反应都需要水的参与；土壤湿度会影响蝗虫产卵和孵化，同时会使青蛙等天敌死亡率上升
一、非生物因素
非生物因素还有风、火、无机盐等
4. 非生物因素对种群数量变化影响的特点
（1）同一非生物因素对不同动植物种群的影响是不同的。
干旱缺水会使许多植物种群的死亡率升高，动物种群在寻找水源的过程中也常常发生个体的死亡，而对于东亚飞蝗来说，气候干旱正是其种群爆发式增长的主要原因。
（2）各种非生物因素的影响往往是综合性的。
春夏时节动植物种群普遍迅速增长，除气温升高外，日照延长、降水增多也是重要原因。
一、非生物因素
二、生物因素
二、生物因素
1. 种内因素：随着种群的增长， 会加剧，从而使种群的增长 ，这说明种群数量的变化受到种群内部生物因素的影响。
种内竞争
受到限制
资料1：1934年，生态学家高斯选用了两种形态和习性上很接近的草履虫进行了以下实验：取相等数目的双小核草履虫和大草履虫，以一种杆菌为饲料，放在某个容器中培养。结果发现：与单独培养不同，混合培养开始时两个种群的数量也都有增长，但随后双小核草履虫个体数继续增加，而大草履虫个体数下降，最后完全消失。这两种草履虫都没有分泌杀死对方的物质。
思考 · 讨论 影响种群数量的其他生物因素
思考 · 讨论 影响种群数量的其他生物因素
讨论1：怎样解释资料1中的实验结果？
两者之间是竞争关系（种间竞争），竞争力弱的数量会不断下降。
资料2：生活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，结果如下图所示。
思考 · 讨论 影响种群数量的其他生物因素
讨论2：怎样解释猞猁和雪兔种群数量变化的同步周期性？
猞猁和雪免之间是捕食关系。
猞猁和雪兔种群数量变化曲线
思考 · 讨论 影响种群数量的其他生物因素
条件 对于猞猁 猞猁种群出生率 猞猁种群死亡率
雪兔↑ 食物充足 ↑ ↓
雪兔↓ 食物缺乏 ↓ ↑
讨论3：猞猁和雪兔种群的数量变动哪个是因、哪个是果？
如此循环，二者的种群数量是相互影响的，
是循环因果的关系
雪兔
增加
猞猁增加
导致
导致
猞猁减少
雪兔减少
导致
导致
思考 · 讨论 影响种群数量的其他生物因素
在生物学上，许多生理或生态过程的因果关系是循环性的，也就是说，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。
思维训练：分析循环因果关系（p17）
雪兔增多
猞猁减少
食物 充足
大量吃雪兔
食物 缺乏
少量吃雪兔
猞猁增多
雪兔减少
1. 猎物和捕食者种群数量变化的相关性。
“因”
“果”
因
果
在这个过程中，TRH和TSH含量增加是因，甲状腺激素含量增加是果；
甲状腺激素含量增加又成为新的“因”，经过反馈调节产生抑制TRH和TSH分泌的新的“果”，
如此循环往复，以至无穷，使血液中的甲状腺激素含量维持在相对稳定的水平。
思维训练：分析循环因果关系（p17）
2. 甲状腺激素分泌的调节。
讨论4：除猞猁外，影响雪兔种群数量变动的，还有其他因素吗？
其他捕食者
其他植食性动物的竞争
作为食物的植物
非生物因素
同种生物个体之间竞争
猞猁和雪兔种群数量变化曲线
思考 · 讨论 影响种群数量的其他生物因素
（1）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 ，每种动物都需要以其他生物为食。如果食物匮乏，动物种群会出现 的现象。
捕食对象
出生率降低、死亡率升高
2. 种群外部生物因素
二、生物因素
（1）捕食关系
例如：松鼠的种群数量
条件 繁殖力 产仔量
食物丰富的年份 正常繁殖 3 窝/只，4~6 仔/窝
食物不足的年份 20%~30%成熟雌性个体不繁殖 下降
二、生物因素
（2）种间竞争关系：双小核草履虫与大草履虫竞争饲料；森林中不同植物竞争 ；草原上非洲狮与猎豹竞争______，这也会导致种群数量的变化。
2. 种群外部生物因素
二、生物因素
猎物
阳光和养分
草原上非洲狮与猎豹竞争猎物，会导致种群数量的变化。非洲狮和猎豹会在同一区域捕猎，有时，非洲狮会在猎豹杀死猎物后到来，赶走猎豹以获得剩余的食物；非洲狮还会杀死猎豹的幼崽，从而将猎豹的数量控制在一定范围内。
（3）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 等特征，进而影响种群的数量变化。
菟丝子寄生在大豆植株上
新型冠状病毒
2. 种群外部生物因素
二、生物因素
出生率和死亡率
寄生
营寄生生活的猪肉绦虫
螨虫
人蛔虫
三、制约因素
三、制约因素
（1）概念： 一般来说， 等 对种群数量的作用
强度与该种群密度是 的。
（2）举例：同样是缺少食物，种群密度 ，该种群受食物短缺
的影响就 。
1. 密度制约因素
食物和天敌
相关
越高
越大
生物因素
三、制约因素
2. 非密度制约因素
生物因素一般是密度制约因素，
非生物因素多数是非密度制约因素。
（1）概念： 等 以及 等 ，
对种群的作用强度与种群密度 。
（2）举例：①在遭遇寒流时，有些昆虫种群不论其密度 ，
所有个体都会死亡。
②在霜冻时，有些植物种群不论其密度高低，所有个体都死亡。
气温和干旱
气候因素
地震、火灾
自然灾害
无关
高低
四、种群研究的应用
只有通过调查获知 、 、 、
等特征，以及影响该种群 的因素，才能准确了解该种群的生存状态，预测该种群的数量 ，进而采取合理的保护措施，以 。
种群密度
出生率和死亡率
性别比例
年龄结构
数量变化
变化趋势
降低环境阻力，提高K值（环境容纳量）
1. 濒危动物的保护
研究表明： 的捕捞（捕捞量在 左右）有利于
。
中等强度
K/2
持续获得较大的鱼产量
2. 指导渔业捕捞
原因：被捕种群的剩余量维持在K/2附近，此时种群的增长速率最大。
K/2
思考：渔网的网目不能过小，否则会影响来年鱼产量。这是为什么？请从种群特征的角度作出解释。
渔网网目过小，许多幼鱼被捕捞上来，影响鱼种群的年龄结构，从而影响种群出生率，造成来年鱼的产量减少。
2. 指导渔业捕捞
思考：想要获得最大日捕捞量，什么时候捕捞？
达到K值时。因为，K值时，出生率与死亡率相等，这时即使不捕捞，种群数量也不会增加。
2. 指导渔业捕捞
3. 有害生物的防治
（1）鼠害防治
①采用 和 的方法控制现存害鼠的种群数量。
②通过减少其获得 的机会降低其环境容纳量，使鼠害得到有效防治。
化学
物理
食物
（2）农林害虫的防治
3. 有害生物的防治
①化学防治：如果一味依赖喷洒农药的方法，既造成环境污染，又伤及害虫的天敌。
②生物防治：有效保护或引入天敌生物，则有利于将害虫数量控制在较低的水平。
（2）农林害虫的防治
例如：白蛾周氏啮小蜂是寄生在美国白蛾蛹内，将人工繁育的白蛾周氏啮小蜂释放到林间，对美国白蛾等食叶害虫起到了良好的控制作用。
3. 有害生物的防治
（3）有害生物的防治尽量在种群数量 时进行，此条件下种群个体数量 ，而且增长速率 ，越早防治越好。
低于K/2
少
小
3. 有害生物的防治
K/2
1. 种群数量变化受环境因素的影响。据此判断下列表述是否正确。
（1）林下光照较弱会使所有林下植物的种群数量下（ ）
（2）只有影响种群出生率和死亡率的环境因素才能影响种群数量（ ）
×
×
一、概念检测
练习与应用（P17）
2. 在自然界，有些捕食者种群和猎物种群的数量变化呈现周期性的波动，如下图所示模型。请分析该图所示二者数量变化的关系及影响因素。
（1）对这种现象合理的解释或概括是（ ）
A. 与种内竞争无关
B. 二者总是此消彼长
C. 与植物种群数量无关
D. 二者相互制约、互为因果
猎物种群和捕食者种群数量随时间而变化
D
一、概念检测
（2）捕食者种群和猎物种群的数量变化并不都符合该模型，对此不合理的解释是（ ）
A. 该捕食者种群有多种猎物
B. 该猎物种群有多种捕食者
C. 猎物逃避捕食者的能力明显提高
D. 捕食者种群数量过小，不足以
制约猎物种群增长
猎物种群和捕食者种群数量随时间而变化
C
2. 20世纪初，人们将驼鹿引入一个孤岛。该种1915-1960年的数量变化情况如下表。
年份 1915 1917 1921 1925 1928 1930 1934 1943 1947 1950 1960
数量 200 300 1000 2000 2500 3000 400 170 600 500 600
（1）用曲线图示该种群1915-1943年的消长情况。
（2）1915-1930年，该种群数量不断增加，可能的原因有哪些？
食物充足，没有天敌，气候适宜等。
（3）该种群的数量后来急剧下降，可能的原因有哪些？
作为食物的植物被大量取食，导致食物匮乏；自然灾害等。
二、拓展应用
一、选择题
1. 下列叙述符合种群密度概念的是 （ ）
A. 一公顷水稻的年产量
B. 每平方米草地中杂草的数量
C. 某湖泊每平方米水面鲫鱼的数量
D. 某地区灰仓鼠每年新增的个体数
2. 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。对蝗虫种群密度下降合理的解释是 （ ）
A. 出生率下降 B. 死亡率上升
C. 迁入率下降 D. 迁出率上升
C
A
复习与提高（P20）
一、选择题
3. 根据种群的年龄结构，可以推测出生率、死亡率的变化趋势。下列表述正确的是（ ）
A. 年龄结构为稳定型的，出生率大于死亡率
B. 年龄结构为增长型的，出生率大于死亡率
C. 年龄结构为衰退型的，出生率大于死亡率
D. 年龄结构为稳定型的，出生率小于死亡率
4. 关于种群的增长，下列表述正确的是（ ）
A. 引入到新环境的种群，一定时间内都能呈“J”形增长
B. 在环境条件变化的情况下，种群数量都会在K值附近波动
C. 在环境条件不变的情况下，种群的增长都有在K值上下维持稳定的趋势
D. 自然界的种群增长到一定程度都会在K 值保持稳定，因此，都呈“S”形增长
B
复习与提高（P20）
C
一、选择题
5. 用酵母菌酿酒的主要阶段为：加料→接种→通气培养→密封发酵。从接种后到密封前这一阶段，酵母菌种群数量变化的曲线图为 （ ）
C
复习与提高（P20）
本章结束！

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