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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
种群的“J”形增长
种群的“S”形增长
水等资源和空间充裕、气候适宜
没有天敌和其他竞争物种等
水等资源和空间有限
种群密度增大，种内竞争加剧
非生物因素
生物因素
问题.探讨
影响种群数量的因素
K
种群数量
时间
0
时间（t）
Nt
N0
种群数量
【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。
[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，出生率提高，死亡率降低；
秋冬时节；植食性动物种群数量的变化，又会影响肉食性动物的出生率和死亡率。
自然界的种群总是有盛有衰，数量处于不断变动中。
【知识回顾】种群最基本的数量特征是什么？
种群密度
出生率
死亡率
迁入率
迁出率
凡是影响种群重要特征的因素，都会影响种群的数量变化。
年龄组成
性别比例
影响种群数量变化的因素
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
【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：
郁闭度大
郁闭度小
一、非生物因素
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
1.影响该地草本植物种群密度的非生物因素是什么？
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？
3.除上述因素外，种群数量的变化还受哪些非生物因素的影响？试分别举例说明。
阳光
除光照外，还受温度、水、风等非生物因素的影响
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
不同种植物对光照条件的适应性是有差异。
【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 。
郁闭度
光照强度
影响光合作用强度
林冠层郁闭度低
林下植物种群密度高
林下光照强度高
林冠层郁闭度高
林下植物种群密度低
林下光照强度低
一、非生物因素
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. 水分：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;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
细胞内许多生物化学反应需要水的参与，影响渗透压
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
3. 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，就更容易爆发蝗灾。
一、非生物因素
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
非生物因素还有风、火、无机盐等
一、非生物因素
气温升高
日照延长
降水增多
春夏时节动植物种群普遍迅速增长
食物增多
动物：
生物因素
问题: 非生物因素对种群数量变化的影响有什么特点？
4. 非生物因素对种群数量变化影响的特点
一、非生物因素
（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）非生物因素对种群数量变化的影响往往是_______的
综合性
食物日益充足也是导致种群增长的重要因素
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
二、生物因素
种内竞争源于种群内部个体对有限食物和空间等资源的争夺，食物和空间等资源越有限、种群密度越大，则种内竞争越激烈、种群增长率越小。
（一）种群内部的生物因素：
二、生物因素
（二）种群外部的生物因素：
思考 · 讨论 影响种群数量的其他生物因素
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：(提示：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
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。
二、生物因素
其他不同生物之间也存在这种竞争关系吗？
——①种间竞争
（二）种群外部的生物因素
森林中不同植物竞争阳光和养分，草原上非洲狮与猎豹竞争猎物，这也会导致种群数量的变化。
二、生物因素
（二）种群外部的生物因素
——①种间竞争
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
——②捕食
猞猁和雪兔种群数量变化曲线
（二）种群外部的生物因素
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 ↓ ↑
（二）种群外部的生物因素
——②捕食
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
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
二、生物因素
（二）种群外部的生物因素
——②捕食
作为宿主的动物被________寄生，_____或_____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。
寄生虫
细菌
病毒
出生率和死亡率
螨虫
菟丝子寄生在大豆
蜱是许多种脊椎动物体表的暂时性寄生虫
二、生物因素
（二）种群外部的生物因素
——③寄生
非生物因素
生物
因素
阳光
种内
种内竞争
种间
种间竞争
捕食
寄生
影响种群数量变化的因素
气候因素（气温、干旱）
自然灾害（地震、火灾）
密度制约因素
（其作用强度随着种群密度的变化而变化)
非密度制约因素
（其作用强度与种群密度的变化无关)
说明：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。
有时非生物因素可以通过影响生物因素发挥作用，
三、制约因素
例如在遭遇寒流时，有些昆虫种群不论其种群密度高低，所有个体都会死亡。
例如同样是缺少食物，种群密度越高，该种群受食物短缺的影响就越大
四、种群研究的应用
[活动]阅读P6最后4个自然段，回答以下问题。
研究种群的特征和数量变化的规律，在野生生物资源的合理利用和保护、有害生物的防治等方面都有重要意义。
1.濒危动物的保护
2.指导渔业捕捞
3.有害生物的防治
采取什么措施？
采取什么强度捕捞？为什么？渔网网目为什么不能太小？
何时防治？治理措施方法有哪些？
1.濒危生物的保护：
调查
了解
预测
采取
种群数量特征
及影响因素
生存状态
种群数量变化趋势
保护措施
四、种群研究的应用
降低环境阻力，提高K值（环境容纳量）
研究表明： 的捕捞（捕捞后使种群的数量处在 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：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？
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。
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
（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
3.有害生物的防治
(K/2前防治)
③引入天敌生物等。
k/2前种群个体数量少，而且增长速率小，
（2）农林害虫的防治
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。
3.有害生物的防治
(K/2前防治)
种群数量特征
种群数量变化
出生率、死亡率、迁入率、迁出率
年龄组成、性别比例
综合影响
影响
1.濒危物种保
2.渔业生产
3.有害生物防治
调查后用于
非生物因素
（非密度制约因素）
水分
温度
等等
种内竞争
生物因素
（密度制约因素）
种间
竞争 捕食 寄生
阳光
课堂小结
04
课后习题
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降（ ）
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（ ）
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
04
课后习题
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
3.一本生态学专著上写道：“当能预报未来时，生态学就变成一门预测性科学；当能决定未来时，生态学就变成一门管理科学。”结合本章所学知识，谈谈你对这句话的理解。
这句话很有道理。例如，根据种群数量变化模型，可以预测种群数量变化的趋势；根据种群数量变化规律及其影响因素，可以在物种保护、渔业管理、有害生物防止等方面制订相应对策。
04
课后习题
3.20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
②1915-1930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。
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
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
C
A
B
复习与提高
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
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
C
复习与提高

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