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第3节 影响种群数量变化的因素
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：
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？
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？
光照、温度、水分等
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；秋冬时节相反。植食性动物的种群数量变化，又会影响肉食性动物的出生率和死亡率。
那么，这些因素是如何影响种群数量变化的？
同一种非生物因素对不同生物种群数量变化的影响是否相同？
种群数量变化的影响因素既有阳光、温度、水等非生物因素，也有不同物种之间相互作用的生物因素。
一、非生物因素
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 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
郁
闭
度
大
郁
闭
度
小
1.影响该地草本植物种群的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.除了上述因素外，种群数量的变化还受哪些非生物因素的影响？
讨论：
温度、风、水、火
阳光
不同植物对光照条件的适应是有差异的
1.在自然界，种群的数量变化受到阳光、温度、水等非生物因素的影响。阳光温度水分一、非生物因素因素 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
非生物因素对种群数量变化的影响机理
2.非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。例如，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、降水增多也是重要因素。 对于动物来说，食物日益充足也是导致种群增长的重要因素，这就涉及生物因素了；
生物因素
种群内部生物因素
种群外部生物因素----其他生物
有捕食与被捕食关系的生物
有竞争关系的生物
有寄生关系的生物
二、生物因素
种内竞争
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：取等量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，但是随后双小核草履虫个体继续增加，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。
大草履虫
双小核草履虫
双小核草履虫
大草履虫
讨论1.怎样解释资料1中的实验结果？
双小核草履虫和大草履虫之间是竞争关系，竞争力弱的数量会不断下降。
二、生物因素
猞猁和雪免之间是捕食关系。作为猎物的雪免种群数量上升时，猞猁因为食物充足，其种群出生率上升，死亡率下降，数量会随之上升；反之，作为猎物的雪免种群数量下降时，猞猁因为食物匮乏，其种群出生率下降，死亡率上升，数量会随之降。
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。
讨论2.怎样解释给猞猁和雪兔种群数量变化的同步周期性？
二、生物因素
3.猞猁和雪兔种群的数量变动哪个是因、哪个是果？
猞猁种群数量上升，导致雪兔种
群数量下降；雪兔种群数量下降
时，猞猁种群因食物匮乏数量也
下降；猞猁种群数量下降，使雪
免种群数量得以恢复；雪兔种群
数量上升，猞猁种群因食物充足
而数量上升。如此循环,二者的种群数量相互影响,是循环因果的关系。
4.除猞猁外，影响雪兔种群数量变动的还有其他因素吗
有。还有①其他捕食者、②其他植食性动物的竞争、③作为食物的植物以及④非生物因素等。
在自然界，任何一个种群都与其他种群有着密切的关系。
雪兔增多
猞猁增多
雪兔减少
猞猁减少
食物 充足
大量吃雪兔
食物 缺乏
少量吃雪兔
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，如此往复循环。
思维训练
分析循环因果关系
雪兔增多
猞猁增多
雪兔减少
猞猁减少
食物 充足
大量吃雪兔
食物 缺乏
少量吃雪兔
湖泊受到了污染
鱼类等生物死亡
死鱼等腐烂
(+)
+
负反馈调节
正反馈调节
寒冷刺激温度感受器
促甲状腺激素释放激素(TRH)
促甲状腺激素(TSH)
甲状腺激素
抑制
抑制
细胞代谢增强，产热量增加，抵御寒冷
促进
过多时
甲 状 腺
下 丘 脑
垂 体
传入神经
1. 甲状腺激素分泌的分级调节
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。
2. 猎物和捕食者种群数量变化的相关性
猎物增多
捕食者增多
猎物减少
捕食者减少
食物 充足
大量吃猎物
食物 缺乏
少量吃猎物
3. 人类活动中是否也能找到类似的例子？
负反馈调节: 血糖平衡调节、水盐平衡调节等
正反馈调节: 排尿反射、分娩等
2.种群外部生物因素
（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捕食对象，每种动物都需要以其他生物为食。如果食物匮乏，动物种群会出现出生率降低、死亡率升高的现象。
生物A
生物B
（2）种间竞争
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。
生物数量
时间
竞　争
大象和狮子抢夺水源
水稻和杂草争夺水肥
（3）寄生
作为宿主的动物被寄生虫寄生，细菌或病毒引起传染病，也会影响种群的出生率和死亡率等特征，进而影响种群的数量变化。
寄　生
菟丝子
冬虫夏草
蛔虫

3.制约因素
1）密度制约因素
①概念：一般来说，食物和天敌等生物因素
对种群数量的作用强度与该种群密度是相关的。
②举例：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。
2）非密度制约因素
①概念：气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害，
对种群的作用强度与种群密度无关。
②举例：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。
6．(2021·德州高三二模)影响昆虫种群数量的因素有很多，其中像食物、空间等因素对种群数量的影响随种群密度的大小而改变，称为密度制约因素；而寒冷、干旱等因素对种群数量的影响与种群密度无关，称为非密度制约因素。下列相关分析不正确的是(　　)A．密度制约因素对种群数量变化的影响可通过反馈调节实现B．天敌属于密度制约因素，流行性疾病属于非密度制约因素C．若昆虫的种群数量超过K值，密度制约因素作用会增强D．非密度制约因素可通过影响出生率和死亡率影响种群密度
B
生物因素
种群内部生物因素：种内竞争
种群外部生物因素----其他生物
捕食
不同物种间的竞争
寄生
【小结】
非生物因素
阳光
温度
水等
影响种群数量变化的因素
（非密度制约因素）
（密度制约因素）
三、种群研究的应用
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_______________、有害生物的_______等方面都有重要意义。
利用和保护
防治
1.濒危动物保护方面
调查
种群密度
出生率和死亡率
性别比例
年龄结构
影响数量变化的因素
预测该种群的数量变化趋势
采取合理的保护对策
2.渔业合理捕捞量的确定
需求：每年既捕获较多的鱼，又不危及来年的鱼产量（达到K值）。
即：长期获得较高的捕捞量
K/2
K
K
K/2
选择：中等强度的捕捞（捕捞量在K/2左右）
原因：剩余鱼的种群数量接近K/2，此时鱼种群的增长速率较高。
渔网网目不能过小，否则会影响来年鱼产量。这是为什么呢？
思考：
渔网网目不能过小，否则会影响来年鱼的产量。这是为什么？请从种群特征的角度作出解释
如果渔网网眼很小，许多幼鱼也会被捕捞上来，影响鱼种群的年龄结构，从而影响鱼种群的出生率，造成来年鱼产量降低
3.有害生物的防治
鼠害
适当采用化学和物理的方法控制现存害鼠的种群数量
减少其获得食物的机会等方法降低其环境容纳量
农林害虫的防治
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
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。
化学防治
生物防治
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。
影响种群数量变化的因素
直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出
间接因素：食物、气候、空间、传染病、天敌等
重要因素：人类的活动
人为控制（家禽，畜牧）
捕杀野生动物
滥砍乱阀
环境破坏影响生物生存

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