资源简介

(共25张PPT)
第3节 影响种群数量变化的因素
第1章 种群及其动态
【学习目标】
1.通过分析和讨论种群数量变化的相关资料，归纳影响种群数量变化的非生物因素和生物因素。
2.举例说明阳光、温度和水等非生物因素以及不同物种之间的相互作用都会影响生物的种群特征。
3.基于对生物学过程中存在循环因果关系的认识，尝试从近期效应和长远效应两个方面探讨人类活动对种群及环境的影响。
4.阐明种群研究在实践中的应用，培养保护野生动物、合理利用生物资源等社会责任感。
学习重点：
非生物因素和生物因素对种群数量变化的影响。
学习难点：
非生物因素和生物因素对种群数量变化影响的综合性。
【学习重难点】
北方的原野
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。
思考：
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？
阳光、温度、水等非生物因素。
春夏时节，草木茂盛，植食性动物食物充足，出生率上升，死亡率下降；秋冬时节则相反。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。
离离原上草，
一岁一枯荣。
野火烧不尽，
春风吹又生。
问题探讨
自然界的种群总是有盛有衰，数量处于变动中。种群的出生率和死亡率、迁入率和迁出率等特征直接决定种群密度。凡是影响种群重要特征的因素，都会影响种群的数量变化。
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。那么，这些因素是如何影响种群数量变化的？下面我们分别探讨这些因素对种群数量变化的影响。
一、非生物因素
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
注：郁闭度是指林冠层遮蔽地面的程度。
郁闭度大
郁闭度小
思考：
1. 影响该地草本植物种群密度的非生物因素是什么？
阳光
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？
不同种植物对光照的适应性是有差异的。
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？
除了光照条件外，还受温度、水、风、火等的影响。
加拿大一枝黄花
一年蓬
刺儿菜
总结：
实例 影响因素
森林中林下植物的种群密度
种子萌发成新植株
蚊类等昆虫寒冷季节死亡
干旱缺水导致动植物死亡
东亚飞蝗种群爆发式增长
（林冠层的郁闭度）光照强度
（气温升高）温度
（气温降低）温度
（缺少水分）水
种群数量变化受阳光、温度、水等非生物因素影响。
（气候干旱）水
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。
二、生物因素
随着种群的增长，种内竞争会加剧，从而使种群的增长受到限制，这说明种群数量的变化受到种群内部生物因素的影响。
种群的数量变化是否受种群外部生物因素——其它生物的影响呢？
思考：
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。
4 8 12 16 20 24 时间/d
200
150
100
50
种群数量/个
4 8 12 16 20 24 时间/d
200
150
100
50
种群数量/个
4 8 12 16 20 24 时间/d
200
150
100
50
种群数量/个
双小核草履虫
大草履虫
大草履虫
双小核草履虫
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。
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。
140
120
100
80
60
40
20
种群数量/千只
1845 1855 1865 1875 1885 1895 1905 1915 1925 1935
年份
雪兔
猞猁
讨论：
2. 怎样解释猞猁和雪兔种群数量变化的同步周期性？
猞猁和雪兔之间是捕食关系。作为猎物的雪兔种群数量上升时，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，作为猎物的雪兔种群数量下降时，猞猁因为食物匮乏，其种群出生率下降，死亡率上升，数量会随之下降。
3. 猞猁和雪兔种群的数量变动哪个是因、哪个是果？
猞猁种群数量上升会加大对雪兔的捕食压力，导致雪兔死亡率上升而种群数量下降；雪兔种群数量下降时，导致猞猁食物匮乏，猞猁种群出生率下降、死亡率上升，种群数量也下降；猞猁种群数量下降会减轻对雪兔的捕食压力，使雪兔种群数量得以恢复；雪兔种群数量上升，猞猁常因食物充足，出生率上升、死亡率下降，种群数量上升。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。
4.除猞猁外，影响雪兔种群数量变动的还有其他因素吗
有。还有其他捕食者、其他植食性动物的竞争、作为食物的植物以及非生物因素等。
在自然界，任何一个种群都与其他种群有着密切的关系，其中捕食与被捕食的关系、相互竞争的关系都是十分常见的。除顶级捕食者外，每种动植物都可能是其他某种事物的捕食对象，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低、死亡率高的现象。
松鼠的种群数量与食物的丰欠密切相关。
红松、云杉种子
食物丰富的年份，松鼠繁殖率高。
食物不足的年份，松鼠繁殖率明显减少。
森林中不同植物竞争阳光和水分；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。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。
植物竞争阳光
非洲狮与猎豹竞争猎物
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。
黏液瘤病毒
跳蚤
被寄生的植物
菟丝子
被寄生的野兔
被寄生的动物
概念 含义 影响因素 实例
知识拓展
密度制约因素和非密度制约因素
密度制约因素
非密度制约因素
对种群数量的作用强度与该种群的密度相关的因素。
对种群的作用强度与该种群的密度无关的因素。
食物和天敌等生物因素。
气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害。
例如，同样缺少食物，种群密度越高，该种群受食物短缺的影响越大。
例如，遭遇寒流，有些昆虫不论种群不论其种群密度高低，所有个体都会死亡。
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利用和保护、有害生物的防治等方面都有重要意义。
鱼类的合理利用
蝗虫的防治
种群研究的应用
渔业资源合理利用
有害生物的防治
通过调查获取种群密度、出生率和死亡率、性别比例、年龄结构等特征，及影响因素，才能准确了解该种群的生存状态，预测其数量及变化趋势，进而采取合理的保护措施。
研究捕捞量与种群数量变化之间关系，确定合理的捕捞量。中等强度的捕捞（K/2）有利于持续获得较大的鱼产量。
如鼠类防治：采用化学和物理的方法控制数量、减少获得食物的机会等方法来降低其环境容纳量；
如农林害虫的防治：有效保护或引入天敌食物，有利于将害虫数量控制在较低水平。
濒危动物的保护
（1）概念：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。
（2）模式图：
原因1
结果1
原因2
结果2
调控1
调控2
循环因果关系属于反馈调节。调控结果2与原因1相反，属于负反馈调节；结果2比原因1程度加强，则属于正反馈调节。
思维训练
分析循环因果关系
1.甲状腺激素分泌的调节。
下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素（TRH），作用于垂体，促使垂体分泌促甲状腺激素（TSH），促使甲状腺增加甲状腺激素的合成和分泌。当血液中甲状腺激素含量增加到一定程度时，又会抑制下丘脑和垂体分泌相应的激素，进而使甲状腺激素的分泌减少。
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的新的“果”，如此循环往复，使血液中的甲状腺激素含量维持在相对稳定的水平。
讨论:
2.猎物和捕食者种群数量变化的相关性。
捕食者种群数量上升会加大对猎物的捕食压力，导致猎物死亡率上升而种群数量下降；猎物种群数量下降时，导致捕食者食物匮乏而出生率下降、死亡率上升，种群数量也下降；捕食者数量下降会减轻对猎物的捕食压力，使猎物数量得以恢复；猎物种群数量上升，捕食者种群数量上升。如此循环，二者的种群数量相互影响，是循环因果的关系。
3.人类活动中是否也能找到类似的例子？
提示：开放性很强，鼓励学生联想、寻找例子。如人排尿过程是一个正反馈调节形式的循环因果关系。
课
堂
小
结
影响种群数量变化的因素
种群研究的应用
非生物因素
生物因素
类型
特点
种内
种间
有害生物的防治
资源的合理利用
野生动物的保护
联系
思维训练：分析循环因果关系
谢谢

展开更多......

收起↑