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第1节 种群的数量特征
第1章 种群及其动态
生物与环境
种群
生态系统
生态系统的结构
种群的数量特征
选择性必修2《生物与环境》
群落
生态环境的保护
种群数量变化的数学模型
群落的主要类型
群落的结构
生态系统的功能
生态系统的稳定性
人类活动对生态环境的影响
生物多样性及其保护
影响种群数量变化的因素
群落的演替
物质循环
能量流动
信息传递
生态工程
学习目标
1.说出种群的概念。
2.说出种群的数量特征及各特征之间的关系。
3.学会用样方法、标志重捕法等调查种群密度。
第1节　种群的数量特征
2015年，我国科学家基于长期的野外观测宣布：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。
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？
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。
红外触发相机拍摄到的东北豹
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。
问题探讨：
1.种群概念：
种群是指生活在 的 生物的 个体。
一定区域
同种
全部
一.种群
（1）两个要素：“同种”和“全部”
①“同种”：指同一物种，即种群是物种存在的具体形式。
②“全部”：指一个群体，包括该物种的幼体和成体等全部个体。
一片草地上的所有蒲公英
注意：一个种群不等于个体简单累加，种群内个体之间通过特定关系构成一个整体。
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
例:下列属于种群的是 （ ）
A.一个岛上的全部绵羊和山羊
B.一个池塘里的全部蝌蚪
C.一片草地上的全部草
D.一片草地上的全部蒲公英
E.骆马湖和洞庭湖两个湖泊中的鲤鱼
D
判断标准：
①同一地点
②同种生物
③所有个体
种群数量特征
种群的数量特征有哪些？
种群密度　
出生率和死亡率　
迁入率和迁出率　
年龄结构
（最基本的数量特征）
性别比例　
二.种群的数量特征
——种群最基本的数量特征
1.概念：
种群在 或 中的 就是种群密度。
单位面积
单位体积
个体数
①小范围的水生生物——单位体积 ②大范围及陆生生物——单位面积
（一）种群密度
种群密度＝
空间大小（面积或体积）
种群中的个体数量
计算公式：
一、种群密度及其调查方法
牧民在承包的草场上该放养多少头羊，经济效益才最好？
对于某水体中的鱼，何时捕？捕捞多少？才能既不会使资源枯竭，又使资源得到充分利用？
在害虫种群密度达到多少时喷洒农药，既能减少环境污染，又能防止虫灾发生？
濒危动物保护、农田杂草状况调查、农林害虫的检测和预防、渔业上捕捞强度的确定等，都需要对种群密度进行调查研究。
2.研究种群密度的意义：
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
其他方法
航拍法、红外触发相机、分析粪便、标记声音等
种群密度的调查方法
3.种群密度的调查方法
适用范围
分布范围较小、个体较大的种群
--最准确
“中国鸽子树”珙桐
【说明】数量较少的濒危生物，即使分布范围较大，也可以采用逐个计数法计算种群密度。
A.逐个计数法
b.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
a.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。
B.黑光灯诱捕法
紫外线黑光灯
黑光灯进行灯光诱捕
趋光性
植物
跳蝻
b.适用范围:
注意: 丛生或蔓生的单子叶植物不适用。
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。
C.样方法
昆虫卵
蚜虫
c.样方的取样关键:
随机取样，不能掺入主观因素
【讨论1】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。
C.样方法
蒲公英——
其他植物——
10
位于边界线上的个体如何计数？
计数相邻两边及其夹角上的个体数量
一般“计上不计下，
计左不计右”
样方内＋相邻两边及其夹角上
总原则:边界上计一半
C.样方法
e.计数原则
9或10
个体数？
计数：
C.样方法
D. 标记重捕法
a.概念:
在被调查种群的活动范围内，捕获_______个体，做上______后再_________________，经过一段时间后进行_________，根据_____________中___________________________，来估算种群密度；
一部分
标记
放回原来的环境
重捕
重捕到的动物
标记个体数占总个体数的比例
n
局部
N
整体
N
整体
b.原理:
充分混匀
M
M
m
m
n
=
M
N
初次捕获并标记数(M)
个体总数(N)
重捕获的标记个体数(m)
再次捕获的个体数(n)
=
b.原理:
M只
首次捕获
N只
放回原来的环境，充分混合
重捕
n只
（其中有m只带标记）
因此，种群在该区域内的个体总数N=__________，再除以该地面积或体积值，即得种群密度；
M÷（m÷n）
D. 标记重捕法
例.在对某地区田鼠的调查中，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，这样可估算该地区田鼠种群个体总数为___________;种群密度为_____________(注意: 单位)
88.4只/hm2
88.4只
初次捕获并标志数(M)
个体总数(N)
重捕获的标志个体数(m)
再次捕获的个体数(n)
=
15
34
=
39
N
种群密度的调查方法
d.适用范围
活动能力强，活动范围大的动物
D. 标记重捕法
e.注意事项
①标志物不能过分醒目；
②标志物和标志方法不能影响标志对象正常的生理活动；
③标志物不易脱落；
④标志个体需与未标志个体混合均匀后再重捕，保证在重捕时被捕的概率相等；
⑤确保调查期间没有个体的迁入、迁出、出生、死亡；
D. 标记重捕法
f.误差分析
①若被标记个体变得更难被调查者捕捉，则估算值偏_____；
②若被标记个体易被天敌捕食，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，易被调查者发现，则估算值偏____；⑥若标志过程中，使用有害性的标志，致使被标志的个体放回后出现部分死亡，则估算值偏____；
大
大
大
小
小
初次捕获并标志数(M)
个体总数(N)
重捕获的标志个体数(m)
再次捕获的个体数(n)
=
大
E.调查种群数量的其他方法
a.红外触发相机
b.微卫星DNA分子标记
E.调查种群数量的其他方法
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
其他方法
航拍法、红外触发相机、分析粪便、标记声音等
总结：
“三看法”选择适合的种群密度调查方法
一看
个体数量
少
直接计数
二看
生物类型
植物
样方法
二看
生物类型
活动能力小
样方法
多
动物
活动能力大
标记重捕法
小结种群密度及调查方法
除了以上三种种群密度的调查方法外，大家还能想到其他方法吗？
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。而鼠一年可生数胎，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。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。
负鼠
东北豹
二.种群的数量特征
在____________内________(_____）的个体数占__________________的______即出生率(死亡率)；
2.出生率和死亡率
单位时间
新产生
死亡
该种群个体总数
比值
(1)概念:
【例1】截至2015年年末，我国大陆总人数约为13.7亿，2015年出生1655万人，我国大陆人口在这一年的出生率约为_____‰。
【例2】2015年年末，我国大陆总人数约为13.7亿，我国大陆死亡人口为975万，死亡率约为_____‰。
12‰
7‰
12
7
二.种群的数量特征
2.与种群密度的关系
直接决定种群大小和种群密度的重要因素。
出生率>死亡率
种群密度增加
出生率=死亡率
种群密度稳定
出生率<死亡率
种群密度减少
3.意义
2.举例：
春运前后珠三角和长三角各大城市的人口变化
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。
1.概念：
在单位时间内 的个体数占该种群个体总数的 即迁入率或(迁出率)。
迁入
比值
（或迁出）
3、迁入率和迁出率
3.与种群密度的关系
直接决定种群大小和种群密度的因素。
迁入率>迁出率
种群密度增加
迁入率=迁出率
种群密度稳定
迁入率<迁出率
种群密度减少
4.意义
1.概念
一个种群中 的个体数目比例。
老年个体数
成年个体数
幼年个体数
增长型
稳定型
衰退型
各年龄期
2.类型
4、年龄结构
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
增长型
老年个体数
成年个体数
幼年个体数
稳定型
衰退型
三种类型的年龄结构比较
多
少
＞
增大
比例相当
≈
相对稳定
少
多
＜
减小
A
B
C
老年个体数
成年个体数
幼年个体数
讨论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？
不一定，这是因为出生率和死亡率不完全取决于年龄结构，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。
思考 · 讨论
分析种群的年龄结构
A
B
C
老年个体数
成年个体数
幼年个体数
思考 · 讨论
分析种群的年龄结构
讨论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？
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。我们应该关注我国的人口老龄化问题。
年龄结构是______种群密度变化趋势的主要依据。
年龄结构通过影响_________和_________来影响种群密度。
出生率
死亡率
预测
3.与种群密度的关系
4.意义
年龄结构预测种群密度变化趋势，但是这种趋势不一定能实现！
例如：增长型种群可能由于外界环境骤变，导致种群数量急剧减少。
年龄结构为衰退型的种群，种群数量一般会越来越小，但是也不排除由于食物充足、缺少天敌、迁入率提高等原因而使种群数量增长的情况。
四、年龄结构
1. 概念：又称(性比)，指种群中_____________数目的比例。
雌雄个体
注意：
雌雄个体是指的是具有生殖能力的个体，如工蜂不计算在内；
5、性别比例
2. 类型
雌雄相当型
多见于高等动物
雌多雄少型
多见于人工控制的种群
雌少雄多型
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。
4.与种群密度的关系：
性别比例通过影响_______，间接影响种群密度。
出生率
3. 应用：
利用人工合成的__________（信息素）诱杀某种害虫的______个体，改变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，从而使该种害虫的种群密度明显降低。
性引诱剂
雄性
【思考】为什么改变了种群正常的性别比例，种群密度会明显降低？
降低了种群的出生率
种群密度
（最基本）
（+）
（-）
主要估算方法
出生率
迁入率
迁出率
死亡率
性别比例
年龄结构
样方法
标记重捕法
预测变化方向
影响
直接决定
直接决定
种群的数量特征之间的关系
一、概念检测
1.种群密度是种群最基本的数量特征。判断下列与种群密度有关的表述是否正确。
（1）一块草地上所有蒲公英的数量就是这个蒲公英种群的种群密度。 （ ）
（2）调査青蛙等活动范围不大的动物的种群密度可以用样方法。 （ ）
（3）种群密度与出生率成正比。 （ ）
随堂练习《教材》P6

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