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第一章 种群及其动态
第1节 种群的数量特征
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？
问题探讨
2015年，我国科学家基于长期的野外观测查明：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。
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。
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。
红外触发相机拍摄到的东北豹
家鼠
作为一种强悍凶猛的动物，我国野生东北豹为什么会濒临灭绝？为什么看似柔弱的动物，它反而能泛滥成灾呢？
东北豹
蝗灾
判断以下例子是否为种群？
一个池塘中所有的鱼_____
一片森林中所有的毛白杨_____
一个学校中所有的学生_____
培养基上一个大肠杆菌菌落_____
一个市场上所有的鸡______
某县所有的银杏树_______
九龙湖所有的鲤鱼_______
否
是
否
是
否
是
是
思考：个体、种群、物种三者之间的关系
(1)个体是种群的基本组成单位。
(2)通常同一物种可以形成许多个种群，物种无地域，种群有。种群是物种的具体存在单位、繁殖单位和进化单位。
物种：能够在自然状态下相互交配，并且产生可育后代的一群生物。
种群：生活在一定的自然区域内的同种生物的全部个体。
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
性别
年龄结构
性别比例
出生
死亡
出生率
死亡率
……
……
种群是生物进化的基本单位、种群是生物繁殖的基本单位
种群的数量特征
种群密度
出生率和死亡率
迁入率和迁出率
年龄结构
性别比例
(最基本的数量特征)
一、种群密度及其调查方法
什么是种群密度？
研究种群密度的意义？
种群密度的调查方法有哪些？适用范围是怎样的？
问题导学：请同学们阅读教材P2-3，思考讨论下列问题
一、种群密度及其调查方法
1.种群密度
（1）概念：
种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度；
种群密度是种群最基本的数量特征。
（2）计算：种群密度
种群的个体数量
空间大小（面积或体积）
【思考】
1.根据种群密度的概念判断，“一块麦田中所有的蝗虫”是对种群密度的描述吗？为什么？
不是。因为种群密度的概念强调的是“在单位面积或单位体积中种群的个体数”。
2.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。
2.研究种群密度的意义
①害虫的防治
②生物资源的合理利用和保护
怎样控制害虫数量，以防止虫灾发生
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？
3.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
调查分布范围较大，个体较小的种群时
（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。
（2）黑光灯诱捕法
②适用范围: 对于有__ _____的昆虫，可以用 ____________________的方法来估算它们的种群密度
黑光灯进行灯光诱捕
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。
趋光性
（3）样方法：阅读教材P2-3、P5，思考讨论下列问题
1.什么是样方法？
2.为什么调查种群密度不选择单子叶植物？
3.用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度的步骤？
①常用的取样方法是什么？ 分别适用于什么样的地块？②计数原则是什么？ ③样方多少会影响调查结果吗？④样方多大为宜？⑤取样的原则是什么？
（3）样方法
①在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，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。
②一般适用于植物，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。
丛生或蔓生的单子叶植物不适用
植物
昆虫卵
蚜虫
跳蝻
区分：单子叶植物和双子叶植物
单子叶植物常常是丛生或蔓生的，从地上部分难以辨别是一株还是多株。而双子叶植物则容易辨别个体数目。
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。
你能想到哪些植物是单子叶植物？
你了解单子叶植物对人类历史起到了怎样的影响吗
（3）样方法——③调查一片草地中蒲公英的数量
1.取样方法
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.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)及夹角上的个体
因此，该样方中有_____株蒲公英；
9
样方的多少与被调查地段的总面积呈____相关；一般来说，选取的样方越少，___________；选取的样方越多，求得的种群密度__________________；
3样方的数量
正
越接近实际情况
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______________为宜；乔木100m2、灌木16m2。如果该种群个体数较少，样方面积可________；
1㎡的正方形
适当扩大
5样方的取样关键:
随机取样，不能掺入主观因素
误差越大
【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。
某同学在一草地调查蒲公英的种群密度，取了5个样方（样方面积为1m2），5个样方的种群数量分别为4、6、8、8、9株。那么该草地的蒲公英种群密度为多少？（单位：株/公顷，1公顷=10000m2）
种群密度＝（4＋6＋8＋8＋9）／5
＝7株／m2
＝70000株／公顷
牛刀小试
(4)标记重捕法:活动能力强，活动范围大的动物
①含义：在被调查种群的活动范围内，捕获一部分个体作上标记后，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。
例如，在对某种鼠的调查中，调查范围为1hm2，第一次捕获并标记39只，第二次捕获34只鼠，其中有标记的鼠15只，这样可估算种群密度为____________________，注意：单位为______；
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____；
误差分析
大
大
大
小
小
M标
N总
=
m重标
n重总
N总=
M标×n重总
m重标
注意事项：
a.标记物不能过分醒目；
b.标记物和标记方法不能影响标记对象正常的生理活动；
c.标记物不易脱落；
d.标记个体需与未标记个体混合均匀后再重捕，保证在重捕时被捕的概率相等；
e.确保调查期间没有个体的迁入、迁出、出生、死亡。
例：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30头，其中有上次标记过的个体10头。请回答下列问题：
（1）若该地区田鼠种群个体总数为N，则N=___________头。
（2）要使上面所计算的种群个体总数和实际相符，理论上在调查其必须满足的两个条件是 。
A．有较多个体迁出调查区
B．调查区内没有较多个体死亡
C．调查区内没有较多个体出生
D．有较多个体迁入调查区
96
BC
科学家是如何调查东北长白山脉北部地区
东北豹的种群密度的呢？
红外触发相机
和生活的联系
(5)调查种群数量的其他方法
①红外触发相机
（5）调查种群数量的其他方法
②微卫星DNA分子标记
（5）调查种群数量的其他方法
③动物的声音
鲸
长臂猿
鸮
秧鸡
在我国某地的野驴平均每100平方千米还不足两头，但是在相同的面积内,灰仓鼠则有数十万只。
不同物种的种群密度在同样的环境条件下差异很大。
在一片农田中的东亚飞蝗，夏天的种群密度较高，秋末天气较冷时则降低。
同一物种的种群密度也不是固定不变的。
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；
要想知道种群数量的消长，还需要研究种群的其他数量特征。
思考：东北豹的繁殖能力和鼠的差别有多大？这对于它们的种群数量有哪些影响？
东北豹一般每年最多生一胎，通常每胎产仔2～3只，偶尔有产1只或4只的情况。幼豹2～3岁后性成熟。
鼠一年可生数胎，每胎产多只鼠，幼鼠当年即可性成熟。
可见东北豹的繁殖能力比鼠弱得多。繁殖能力的差别是造成东北豹数量难长而鼠患难绝的重要原因
一般来说，繁殖能力强的种群出生率高，这是它们的种群数量出现较快增长的内因。
阅读教材P3-4，思考讨论下列问题
1.什么是出生率和死亡率？如何计算出生率和死亡率？
2.出生率和死亡率如何影响种群密度？其意义是什么？
3.外界环境对生物的出生率和死亡率有没有影响呢？出生率主要由什么因素决定呢？东北豹的繁殖能力和鼠的差别有多大？这对于它们的种群数量有哪些影响？
4.什么是迁入率和迁出率？迁入率和迁出率与种群密度有什么关系？其意义是什么？
5.对东北虎、东北豹等濒危动物的保护，采取了哪些有效措施？
二、出生率和死亡率
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。
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 ‰
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）
出生率>死亡率
种群密度
增加
出生率<死亡率
种群密度
降低
人口增长率＝出生率－死亡率
自新中国成立以来，中国总人口数持续增长，从新中国成立初期的不足6亿增长到2018年的接近14亿。除去1960年中国人口自然增长率为负，其余年份人口自然增长率均为正。
在1970年代开展计划生育工作以前，人口增长率超过20‰，随后人口增长率开始下降，近十年来，人口自然增长率在5‰左右徘徊，并有进一步下降的趋势。
我国人口每到春节就会有大流量迁徙，造成城市人群密度大幅降低；上海市各种吸引人才的政策和优渥的教育医疗条件，使成千上万人涌入，大大增加了上海市的人口数量。
三、迁入率和迁出率
1.概念：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率。
2.意义：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）
与实践的联系
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
阅读教材P4，思考讨论下列问题
1.什么是年龄结构？三种类型的种群，种群数量如何变化？依据？
2.年龄结构怎样影响种群密度？其意义是什么？
3.什么是性别比例？性别比例怎样影响种群密度？举例说明性别比例在生产实践上有何应用？
影响种群密度的其他数量特征
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%。
四.年龄结构
1.概念：种群中各年龄期的个体所占比例。
2.类型
3.意义：可以预测未来种群数量的动态变化
四.年龄结构
年龄结构是______种群密度变化趋势的主要依据；
4.与种群密度的关系
年龄结构通过影响_______和_______来影响种群密度；
出生率
死亡率
预测
5.意义:
4.三种类型的年龄结构比较
类型 增长型 稳定型 衰退型
年龄特征 幼年个体___， 老年个体___ 各年龄期个体数_______ 幼年个体___，
老年个体___
发展趋势 出生率___死亡率，种群密度_____ 出生率___死亡率，种群密度______ 出生率___死亡率，种群密度_____
图示
多
少
比例相当
少
多
＞
增大
≈
相对稳定
＜
减小
衰退型
稳定型
增长型
两个种群的年龄结构图的几种表示方法：
增长型
衰退型
增长型
衰退型
思考·讨论 分析种群的年龄结构
1.图1-3中A、B、C三种年龄结构的种群，哪种类型的种群数量会越来越大，属于增长型？哪种类型的种群数量会越来越小，属于衰退型？哪种类型的种群数量会在一段时间内保持相对稳定，属于稳定型？为什么？
A属于增长型，C属于衰退型，B属于稳定型。
因为一般来说，幼年和成年个体数越多，老年个体数越少，出生率就越高，死亡率就越低，种群数量增长就越快；反之，种群数量增长就越慢，或者种群数量下降。
思考·讨论 分析种群的年龄结构
2.年龄结构为稳定型的种群，种群数量在近期一定能保持稳定吗？年龄结构为衰退型的种群呢
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？
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。
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。
五、性别比例
（1）概念：种群中雌雄个体数目的比例。
（2）类型：
雌雄相当型
雌多雄少型
雌少雄多型
多见于高等动物
多见于人工控制的种群
多见于营社会生活的昆虫
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）应用：
利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫破坏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。
　　性别比例通过影响出生率间接影响种群密度
国家统计局2021年5月11日发布第七次全国人口普查公报
全国总人口为1443497378人，其中:普查登记的内地31个省、自治区、直辖市和现役军人的人口共1411778724人；香港特别行政区人口为7474200人；澳门特别行政区人口为683218人；台湾地区人口为23561236人。
年龄结构：0—14岁人口为25338万人，占17.95%;15—59岁人口为89438万人，占63.35%;60岁及以上人口为26402万人，占18.70%(其中，65岁及以上人口为19064万人，占13.50%)。人口老龄化程度进一步加深，未来一段时期将持续面临人口长期均衡发展的压力。
性别比例：男性人口为72334万人，占51.24%; 女性人口为68844万人，占48.76%。总人口性别比(以女性为100，男性对女性的比例)为105.07。

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