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第四章
种群与群落
第3节 影响种群数量变化的因素
阳光、温度、水等非生物因素
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；秋冬时节则相反。
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
像“离离原上草”一样，自然界的种群总是有盛有衰，数量处于不断变动中。那么，哪些因素可以影响种群数量的变化呢？
通过学习，我们知道，种群的 、 和 、 等特征直接决定种群密度。
出生率
死亡率
迁入率
迁出率
因此，凡是影响种群重要特征的因素，都会影响种群的数量变化。
一、非生物因素
一年蓬
加拿大一枝黄花
刺儿菜
郁闭度: 林冠层遮蔽地面的程度
郁闭度大
郁闭度小
任务1：分析人工林调查数据
（几种草本植物种群密度平均值，单位：株/m2）
一年蓬
加拿大一枝黄花
刺儿菜
1.影响该地草本植物种群密度的非生物因素是什么？请描述这三种草本植物在该因素影响下，种群密度的变化。
任务1：分析人工林调查数据
（几种草本植物种群密度平均值，单位：株/m2）
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、加拿大一枝黄花的种群密度变化有较大差异，这是为什么？
任务1：分析人工林调查数据
（几种草本植物种群密度平均值，单位：株/m2）
不同植物对光照条件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？试分别举例说明。
任务1：分析人工林调查数据
（几种草本植物种群密度平均值，单位：株/m2）
除光照外，还受温度、水、土壤等非生物因素的影响
1、影响种群数量变化的主要非生物因素：
阳光
温度
水
一、非生物因素
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；
种子萌发主要是受气温升高的影响；
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。
2.非生物因素对种群数量变化的影响机理
蚊类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡。
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；
3. 各因素之间的联系
非生物因素对种群数量变化的影响往往是__________的。
综合性
阳光、温度、水
温度、湿度
水分
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、降水增多也是重要原因；
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
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
1. 种群内部的生物因素
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：
2.影响种群数量的其他生物因素(外部生物因素)
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。
2.怎样解释猞猁和雪兔种群数量变化的同步周期性？
↑
↑
↓
↓
↓
↑
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。
猞猁和雪免之间是捕食关系。
3.猞猁和雪兔种群数量变动哪个是因、哪个是果？
↓
↑
猞猁↑
捕食压力增大
猞猁↓
捕食压力减小
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。
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P17
定义
原因1
结果1
结果2
调控1
原因2
调控2
循环因果关系的概念模型
反馈调节中的因果关系就属于循环因果关系。在反馈调节中,若由原因1引起,最终调控结果 2与原因1相反,则属于负反馈调节;若最终调控结果 2 比原因1程度加强,则属于正反馈调节
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……
2. 种群外部的生物因素
(1)捕食:
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___________，动物种群会出_________、___________的现象
捕食对象
出生率降低
死亡率升高
食物匮乏
(2)种间竞争
森林中不同植物________________，草原上非洲狮与猎豹____________，这也会导致种群数量的变化。
竞争阳光和养分
竞争猎物
(3)寄生及细菌或病毒引起的传染病
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
菟丝子
1.密度制约因素
①概念: 一般来说，_____________等___________对种群数量的作用强度与该种群密度是______的；
②举例: 同样是缺少食物，种群密度______，该种群受食物短缺的影响就_____；
2.非密度制约因素
①概念: ___________等_________以及____________等______，对种群的作用强度与种群密度________；
②举例: 在遭遇寒流时，有些昆虫种群不论其密度______，所有个体都会死亡。
食物和天敌
相关
越高
越大
气温和干旱
生物因素
气候因素
地震、火灾
自然灾害
无关
高低
三、制约因素
1.濒危生物的保护
2.有害生物的防治
3.经济生物的高产
二、种群研究的应用
1.在野生生物资源的合理利用和保护中的应用
（1）保护濒危动物
种群密度出生率和死亡率、性别比例
年龄结构
变化趋势
（2）在渔业捕捞中的应用
这就需要研究捕捞量与种群数量变化之间的关系。从理论上说，“S”形增长的种群在种群数量达到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。
研究表明，中等强度的捕捞( 捕捞量在K/2 左右)有利于持续获得较大的鱼产量。
怎样确定合适的捕捞量呢
思考1：渔业捕捞中，一般种群数量超过K/2就开始捕捞，且捕捞后的数量要维持在K/2左右。让鱼的种群数量维持在K/2的原因是什么？
提示：K/2时种群的增长速率最大，种群的数量能迅速恢复，有利于鱼类资源的可持续利用。
思考2：捕鱼时，渔网网眼不能过小，否则会影响来年鱼产量，这是为什么？请从种群特征的角度作出解释。
提示：网眼不能过小是为了可以增大幼鱼的相对数量，使该种群的年龄结构处于增长型，从而保证持续获取鱼的产量。
小结
出生率
死亡率
……
（内因）
种群数量的变化
生物因素
非生物因素
决定
（外因）
通过
影响因素为
1.阳光、温度和水等非生物因素以及非生物因素都会影响生物的种群特征。
2.生物学过程中存在循环因果关系，人类活动对种群及环境的影响存在近期效应和长远效应。
3.生物界存在复杂的因果关系，包括一因多果、一果多因、多因多果和循环因果等关系。复杂的因果关系，影响种群数量的变化。
成
2.在有害生物的防治中的应用
环境容纳量
环境污染
思考1：在病虫害防治中，是否应在害虫数量达到K/2后才开始防治？
提示：K/2时种群的增长速率最大，消灭害虫应尽早进行，严防种群数量达到K/2。
思考2：从种群增长曲线和环境容纳量两个方面考虑，治理鼠害最有效的措施是什么？
提示：从增长曲线的角度考虑，灭鼠应在鼠害刚发生时就进行；从环境容纳量的角度考虑，应该采用断绝食物和水源、地面硬化等措施，降低种群的环境容纳量，以防治鼠害。
小结：种群“S”形增长曲线在实践中的应用
小结：种群“S”形增长曲线在实践中的应用
练习与应用
拓展应用
1.提示 从本章内容来看，这句话是很有道理的。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、有害生物防治等方面制订相应对策。
2.(1)D(2)C
概念检测
1.(1)x(2)x
(3)作为食物的植物被大量取食，导致食物匮乏;自然灾害等。
2.(1)提示以年份为横坐标，种群数量为纵坐标，根据表中数字画曲线图。
(2)食物充足，没有天敌，气候适宜等。
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

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