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第1章 种群及其动态
第1节 种群的数量特征
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}学习目标
核心素养
1.描述种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例等概念，简述种群数量特征的内在关系。
2.通过活动体验种群密度调查的过程。
生命观念—通过相关生物学概念的学习形成稳态与平衡观。
科学思维—通过样方法和标记重捕法的比较，培养归纳、比较等分析问题的能力。
科学探究—通过种群密度调查方法的实验设计和分析，培养科学探究。
2
？
下列叙述中属于一个种群的是：
A.一个池塘中的小鲤鱼
B.一片草地上全部的东亚飞蝗
C.一片森林中的全部的鸟
D.一个池塘中全部的大蟾蜍
B D
一个水池里的全部鱼
×
一个鱼缸里的全部金鱼
√
①一定地域内②同种生物构成③全部个体的总和
概念要点：
种群概念：种群是指生活在一定区域的同种生物的全部个体。
（1）两个要素：“同种”和“全部”。
①“同种”：指同一物种，即种群是物种存在的具体形式。
②“全部”：指一个群体，包括该物种的幼体和成体等全部个体。
一片草地上的所有蒲公英
（2）两个条件：“时间”和“空间”。
即种群具有一定的时空限制，离开一定的空间和时间的种群是不存在的。
如：徐州云龙湖冬季有野鸭种群，不能说什么季节都有野鸭种群。
（3）两个方面
①从生态学的观点来看：
种群是生物繁殖的基本单位，又是生物群落的基本组成单位。
②从进化的观点来看：
种群是生物进化的基本单位。
种群特征是种群有的，但个体没有的特征。
种群特征
个体特征
年龄出生死亡性别
年龄结构
出生率
死亡率
性别比例
……
……
种群与个体的关系：
2015年，我国科学家基于长期的野外观测宣布：在我国东北长白山脉北部地区，共监测到东北豹42只，其中，幼体2只，雄性和雌性的成体分别为21只和17只，未能判断性别的成体2只。
讨论：
1.调查东北豹的种群数量对于保护它们有什么意义？
2.调查东北豹种群中雌雄个体的数目对于预测该种群的发展趋势有什么意义？
弄清东北豹的数量现状，才能有针对性地采取有效的保护措施。
红外触发相机拍摄到的东北豹
东北豹种群中雌雄个体的比例影响种群的出生率，从而影响种群数量的变化。
问题探讨：
数量特征：
种群密度
出生率和死亡率
迁入率和迁出率　
年龄组成和性别比例
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一.种群密度及其调查方法　
（1）概念：种群在单位面积或单位体积中的个体数量。是种群最基本的数量特征。
（2）计算方法
如：养鱼池中每立方米的水体中鲫鱼的数量、每平方千米农田面积内黑线姬鼠的数量等。
种群密度=
种群的个体总数量
空间大小（面积或体积）
陆生生物
水生生物
【思考】是不是种群数量多，种群密度就大？
不是；因为种群密度强调的是单位面积或单位体积中的个体数。
8
（3）研究种群密度重要意义
对于某水体中的鱼,何时捕？捕捞多少？才能既不会使资源枯竭,又使资源得到充分利用?
牧民在承包的草场上该放养多少头羊，既能保护草原，又能取得最好经济效益？
怎样控制害虫数量,以防止虫灾发生?
这些问题的解决都需要对种群密度进行调查研究，那么用什么方法对种群密度进行调查呢？
(1)濒危动物保护。
(2)农田杂草状况调查。
(3)农林害虫的监测和预报。
(4)渔业上捕捞强度的确定。
（4）种群密度应用　
国宝大熊猫由濒危降为易危！
农田杂草状况调查
①逐个计数法
在调查分布范围较小、个体较大的种群时，可以逐个计数，如调查某山坡上的珙桐(湖北神农架的国家一级保护植物)密度。
在多数情况下，逐个计数非常困难，需要采取估算的方法。
因其花形酷似展翅飞翔的白鸽而被西方植物学家命名为“中国鸽子树”
②估算法（抽样调查）
调查分布范围较大，个体较小的种群时。?
（5)种群密度的调查方法
A.黑光灯诱捕法
②适用范围: 对于有趋光性的昆虫，可以用黑光灯进行灯光诱捕的方法来估算它们的种群密度。
紫外线黑光灯
①原理: 黑光灯是一种发射人眼看不见的、波长在365 nm左右的紫外线的电光源。黑光灯具有很强的诱虫作用，是杀虫用灯的理想光源。
在该区域均匀放置适宜数量的黑光灯，每日统计捕捉到的该昆虫的数量即可，这样得到的并不是该种群的具体数量，而是多度等级。这种统计的意义主要在于与往年的情况进行对比，预测害虫的成灾程度。

例如：今年每个黑光灯每晚捕获30只某害虫，查阅往年的数据得知每个黑光灯每晚捕获20只该种害虫就会爆发严重的虫灾，那么今年的虫灾就已经达到非常严重的程度了。
③估算相对密度
B.样方法
①概念:
在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估算值。
【现学现用】某同学对某地蒲公英数量调查结果如下（样方大小1m2），则该地蒲公英的种群密度约为 株/m2。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}样方编号
1
2
3
4
5
株数
3
4
5
4
4
4
样方是人为划定的一个区域
注意：以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值.
数量适当、大小适当
②适用范围:
植物
昆虫卵
蚜虫
跳蝻
注意: 丛生或蔓生的单子叶植物不适用。
一般适用于植物, 也可以用于昆虫卵的数量调查及一些活动范围较小的动物, 如作物植株上的蚜虫、跳蝻等。
样方的多少与被调查地段的总面积呈正相关；一般来说，选取的样方越少，误差越大；选取的样方越多，求得的种群密度越接近实际情况。
③样方的数量
④样方的大小
样方大小视调查对象的大小及分布情况而定:
例如，草本植物样方大小一般以1m2的正方形为宜；乔木100m2、灌木16m2。如果该种群个体数较少，样方面积可适当扩大。
⑤样方的取样关键:随机取样，不能掺入主观因素
【思考】为什么强调随机取样？
为了使调查结果不受主观因素的影响，保证调查结果的准确性。
⑥计数原则
——蒲公英
——其他植物
样方内＋相邻两边上（计上不计下,计左不计右）
因此，该样方中有_____株蒲公英。
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单子叶植物的叶片一般呈条形或披针形，叶脉一般是平行脉；双子叶植物的叶脉一般是网状脉。
单子叶植物
双子叶植物
1.为什么选双子叶草本植物为调查对象？
“因单子叶草本植物常常是丛生或蔓生，难以辨认”
调查草地中某种双子叶植物的种群密度
探究?实践
①调查总体为非长条形时，选择______________
②调查总体为长条形时，选择_____________
五点取样法
等距取样法
2.常用取样方法
取样的关键是要作到随机取样，不能参入主观因素
制定调查方案
实施调查方案
样方
样方大小
样方多少
取样方法
样方内计数
随机取样
根据调查对象的大小和密度适当调整，一般不小于1m2
一般不少于5个，多一些计数结果更准确
边角上的个体，固定选两边和一角进行计数
关键 核心
3.实验流程
计数：计数每个样方内所调查植物的数量，做好记录。
计算：计算种群密度。（平均值）
阅读教材P5，回答讨论题：
1、为什么要随机取样？
2、样方的多少会影响调查结果吗？
3、样方法的调查范围有何局限？
为了确保所选样方具有代表性，不受主观因素的影响，结果更真实。
原则上样方越多，误差越小，结果越接近实际情况。
使用范围：常用于植物；活动力较弱、活动范围较小的动物（如昆虫卵、作物植株上蚜虫、跳蝻、蚯蚓等的密度）
如何调查一片草原上绵羊的种群密度？
C.标记重捕法
①概念:
在被调查种群的活动范围内，捕获一部分个体，做上标记后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕到的动物中标记个体数占总个体数的比例，来估算种群密度。
M
N
整体
充分
混匀
m
n
局部
m
n
=
M
N
②原理:
初次捕获并标记数(M)
个体总数(N)
重捕获的标记个体数(m)
再次捕获的个体数(n)
=
时间太长，标记个体有可能迁出、或死亡。
让标记个体在群体中随机分布，时间太短会导致重捕个体中被标记个体偏多，计算结果偏小。
捕获
标记
放回
重捕
N只
M只
n只，其中m只带标记
不会对动物产生伤害
不能过分醒目
要能维持一定时间
让标记个体在群体中随机分布
计算：
?
?
=
N
M×nm
?
=
调查某草原田鼠数量时，在设置1公顷的调查区内，放置100个捕鼠笼，一夜间捕获鼠32头。将捕获的鼠经标记后在原地释放，数日后，在同一地方再放置同样数量的捕鼠笼。这次共捕获鼠30头，其中有上次标记过的个体10头。则该草原田鼠的种群密度约为 。
96头/公顷
注意事项：
(1)要确保标记物和标记方法对动物的寿命和行为不会产生伤害。
(2)标记物不能过分醒目,不能影响被标记动物的正常生活。标记符号必须能够维持一定的时间,在调查期间不能消失。
(3)标记个体与未标记个体在重捕时被捕获的概率相同。(4)在调查期间没有大量个体的出生、死亡、迁入和迁出。
(5)被标记的个体需在种群中混合均匀后再进行重捕。(6)种群数量变化期间,两次捕获的间隔时间不能太长。(7)尽可能多地捕获和标记动物以减少误差。
标记环、耳钉、涂色、剪趾、剪鳍、植入芯片等
误差分析：主要取决于重捕中标记个体数（m）偏大或偏小
m值变大导致种群数量（N）偏小：
如标记物影响了动物的活动能力，或标记物过于明显，使其第二次捕捉时更易被捕到。
b. m值变小导致N偏大：
①标记物使动物受惊吓，从而不易被捕到。
②标记物影响动物的活动能力，使其更易被天敌捕食而减少。
③标记物易脱落，从而导致m值变小。
④调查期间被标记的动物放回后部分死亡。
N总=
M标×n重总
m重标
标记环、耳钉、涂色、剪趾、剪鳍、植入芯片等
①若被标记个体变得更难捕捉，则估算值偏_____；
②若被标记个体易被捕食，则估算值偏___；
③若被标记个体的标志脱落，则估算值偏___；
④若因个体间相互接触，未被标记的个体也沾上了标记颜料，则估算值偏____；
⑤如果标记的个体因标记过于醒目，易被实验人员发现，则估算值偏____；
大
大
大
小
小
误差分析:
调查种群数量的其他方法
D.红外触发相机
E.微卫星DNA分子标记
F.动物的声音
鲸
长臂猿
鸮
秧鸡
小结：种群密度的调查方法
种群密度的调查方法
逐个计数法
估算法
适用范围
分布范围较小、个体较大的种群
黑光灯诱捕法
样方法
标记重捕法
适用范围
有趋光性的昆虫
适用范围
植物或昆虫卵及一些活动范围较小的动物（如蚜虫、跳蝻）
适用范围
活动能力强、活动范围大的动物
其他方法
航拍法、红外触发相机、分析粪便、标记声音等
--最准确
经标记重捕法估计，该种群的种群密度 ，那环境因素稳定不变的情况下，你能预估一段时间后该种群的种群密度的变化情况吗？
“种群密度反映了种群在一定时期的数量，但是仅靠这一特征还不能反映种群数量的变化趋势。”
1.概念：在单位时间内新产生（或死亡）的个体数目占该种群个体
总数的比值。
二、出生率和死亡率
出生率>死亡率
种群密度
增加
出生率<死亡率
种群密度
降低
2.意义：出生率和死亡率是决定种群大小和种群密度的重要因素。
（直接）
例如：2015年，我国总人口约为13.7亿,出生1665万人，
则这一年的人口出生率为：1665万/13.7亿=12 ‰
2015年死亡人口为 975万人，则死亡率为7 ‰
自然增长率＝出生率－死亡率
繁殖能力的差别是重要原因，繁殖能力强的种群增长快。
老鼠45天左右可繁殖一次。母鼠生长2个月就可生殖，其怀孕到生产的时间一般在3-4周左右，其一年可生6-8胎，每胎能产仔5-10个。
东北豹每年最多生一胎，通常每胎产仔2~3只，偶尔有产仔1只或4只的情况，幼豹2~3岁后性成熟。
3.影响因素：
三、迁入率和迁出率
在单位时间内迁入（或迁出）的个体数目占该种群个体总数的比值即迁入率（迁出率）。
迁入率和迁出率也是决定种群大小和种群密度的重要因素。
（直接）
如果研究一座城市人口的变化，迁入率和迁出率是不可忽视的因素。
1.概念：
2.意义：
问题：近几十年来，我国东部某些大城市人口数量大幅度上升，造成这种种群密度过大的主要原因是?
迁入率和迁出率也决定了种群密度的大小,直接影响种群大小和种群密度。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}迁入率和迁出率
种群密度
迁入率＞迁出率
迁入率=迁出率
迁入率＜迁出率
增加
降低
不变
四、年龄结构和性别比例
（1）概念：指一个种群中各年龄期的个体数目的比例。
（2）类型：
增长型
稳定型
衰退型
（3）意义：可预测种群密度和数量的变化趋势。
1.年龄结构：
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}类型
增长型
稳定型
衰退型
年龄特征
发展趋势
出生率≈死亡率，种群密度相对稳定
图示
衰退型
稳定型
增长型
年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例。
幼年个体多，
老年个体少
各年龄期个体数
比例相当
幼年个体少，
老年个体多
出生率＞死亡率，种群密度增加
出生率＜死亡率，种群密度减少
讨论2. 年龄组成为稳定型的种群，种群数量在近期一定能保持稳定吗？年龄组成为衰退型的呢？
不一定。这是因为出生率和死亡率不完全决定于年龄结构，还会受到食物、天敌、气候等多种因素的影响。此外，种群数量还受迁入率和迁出率的影响。
年龄组成为衰退型的种群，种群数量一般会越来越小，但是也不排除由于食物充足、缺少天敌、迁入率提高等原因而使种群数量增长的情况。
思考·讨论·分析种群的年龄结构
年龄结构通过影响出生率和死亡率来影响种群密度；是预测种群密度变化趋势的主要依据；但是这种趋势不一定能实现。
3.据统计，1990—2013年的24年间，我国0～14岁少年儿童的人口占总人口的比例由27.69%下降到16.41%；15～64岁人口的比例由66.74%上升到73.92%；65岁及以上老龄人口比例由5.57%上升到9.67%。这说明我国人口的年龄结构发生了什么变化？

这说明我国少年儿童的人口占比在减少，老龄人口占比在增加。我们应该关注我国人口的老龄化问题。
【现学现用】说出以下图示对应的年龄结构类型











A_________ B_________ C_________
D_________ E_________ F_________
增长型
稳定型
衰退型
衰退型
增长型
稳定型
（1）概念：种群中雌雄个体数目的比例。
（2）类型：
雌雄相当型
多见于高等动物
雌多雄少型
多见于人工控制的种群
雌少雄多型
多见于营社会生活的昆虫
2.性别比例
注意: 这里的雌雄个体指的是具有生殖能力的个体，如工蜂就不计算在内。
注意: 不是所有种群都有性别比例，如某些雌雄同株的植物。
（3）意义：性别比例通过影响出生率间接影响种群密度。
（4）与实践的联系：利用人工合成的性引诱剂（信息素）诱杀某种害虫的雄性个体，改变了害虫种群正常的性别比例，就会使很多雌性个体不能完成交配，从而使该种害虫的种群密度明显降低。
*注意：正常的性别比例是指该种群正常状态下经过长期自然选择形成的的性别比例，并不一定是雌雄相当型。
思考：为什么改变了种群正常的性别比例，种群密度会明显降低？
降低了种群的出生率
雌蛾
雄蛾
性外激素
雄 蛾
奇怪，明明很香，怎么没看到美女啊？
人工合成的性外激素
1982年我国出生人口性别比例为108.5
(以100名女婴所对应的男婴数为结果)
2010年我国出生人口性别比例为121.2
严重偏离世界人口性别比例的正常值
（ 102~107 ）
预防
措施
禁止非医学需要的胎儿性别鉴定
禁止非医学需要的性别选择性的人工流产
启动关爱女孩行动
2021年我国出生人口性别比例为111.3
种群
数量特征
遗传特征
空间特征
种群密度
死亡率
出生率
年龄结构
性别比例
迁入率
迁出率
具有
最核心
的是
决定
决定
决定
决定
预测
影响
影响
影响
小结：
拓展：种群存活曲线
Ⅰ型：凸型存活曲线：绝大多数个体都能活到平均生理年龄，早期死亡率较低，但一旦达到一定生理年龄，短期内几乎全部死亡。如：人类和大型哺乳动物等。
Ⅱ型：对角线存活曲线：种群各年龄段的死亡
率基本相同。如：水螅、小型哺乳动物、一些鸟类等。
Ⅲ型：凹型存活曲线：生命早期有极高的死亡率，但是一旦活到某一年龄，死亡率就变得很低而且稳定。如：鱼类、很多无脊椎动物。
进化历程：Ⅲ(凹型)→Ⅱ(对角线型)→Ⅰ(凸型)
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种群的空间特征
组成种群的个体，在其生活空间中的位置状态或布局，叫种群的空间特征。
均匀型
随机型
集群型
A.概念：
B.类型：
1、种群数量变化是种群研究的核心问题
种群最基本的数量特征
影响种群的数量变化的因素 。
预测种群数量变化的主要依据是 。
2、估算种群密度的方法 ；
取样方法 。
种群密度
出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例
年龄组成
五点取样法、等距取样法
样方法、标志重捕法
1.近几十年来，我国东部沿海城市人口密度急剧增长，造成这一现象的主要原因是( )
A.年龄组成呈增长型
B.性别比例适当
C.迁入率大于迁出率
D.出生率大于死亡率
2.农业生产上常用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，使之不能与雌虫个体交尾，致使害虫的种群密度（ ）
A.明显下降 B.明显上升
C.保持稳定 D.越来越大
C
A
课堂巩固
3.如图为三个种群的年龄结构曲线图，请据图回答下面的问题：
(1)三个种群密度预期增长速度由大到小依次是 。
(2)据统计，70年代初，我国人口年龄结构与图甲相似，所以在这以后一段时间内的发展趋势是 。
甲、乙、丙
人口密度越来越大
(3)利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，最终使害虫种群年龄结构变为三图中________类型。
(4)东海渔场因捕捞过度造成产量下降，现在当地政府采取控制网眼大小来“抓大放小”，一段时间后，年龄结构会变成________曲线图所示。
丙
甲

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