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第1章　种群及其动态
第1节　种群的数量特征
[素养目标]　1.通过学习种群的数量特征，形成稳态与平衡观。2.通过分类与比较， 明确种群密度不同调查方法的原理及适用范围。3.设计并实施方案，尝试用样方法调 查植物的种群密度。4.通过了解东北豹国家公园建立的过程，认同基础学科研究的重 要意义，关注野生濒危动物的保护。
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研习任务一　种群的数量特征
梳理教材
1. 种群的概念及举例
（1）概念：在一定的空间范围内， 生物 个体形成的集合就是 种群。
（2）举例：下列属于种群的是 。
①池塘中全部鲤鱼　②培养基上培养的大肠杆菌菌落　③被污染培养基上生长的多种 细菌菌落
2. 种群的数量特征
（1）种群密度
①概念：种群在 或 中的个体数就是种群密度。它是种群最 基本的 特征。
②应用：濒危动物保护、农田杂草状况调查、农林害虫的 、渔业 上 的确定等。
同种　
所有　
①②　
单位面积　
单位体积　
数量　
监测和预报　
捕捞强度　
（2）出生率和死亡率
①出生率是指在单位时间内 数目占该种群个体总数的比值。
②死亡率是指在单位时间内 数目占该种群个体总数的比值。
新产生的个体　
死亡的个体　
（3）迁入率和迁出率：对一个种群来说，单位时间内 的个体占该种 群个体总数的比值。
（4）年龄结构
①概念：年龄结构是指一个种群中 的个体数目的比例。
②类型（连线）
迁入或迁出　
各年龄期　
雌雄　
种群密度　
害虫种群正常
的性别比例　
种群密度　
【深度理解】
　种群各数量特征之间的联系
“＋”“－”分别表示增加、减小
表示“直接因素”
表示“间接因素”
（1）出生率、死亡率以及迁入率、迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素。 当出生率高于死亡率、迁入率高于迁出率时，种群密度增大；反之，种群密度减小。
（2）年龄结构既能影响出生率，又能影响死亡率，而性别比例只影响出生率。二者 都间接影响种群密度。
（3）年龄结构并不决定种群密度的变化，只是预测种群密度的变化趋势，但该趋势 不一定能够实现，还要看影响种群密度变化的其他因素，如气候、食物、天敌等。
√

√
互动探究
1. 下图是某地区某种植物的种群结构调查结果，分析种群发展趋势：
（1）趋势： 　　　　　　　。
（2）理由： 　　　　　　　。
提示：（1）种群数量减少，种群密度降低
（2）据图可知，该种群中幼年个体少、老年个体多，属于衰退型种群
2. 种群的数量特征之间关系可用下图表示，其中②③④代表哪种特征，为什么？
提示：②③④分别代表出生率、性别比例和年龄结构，因为年龄结构是通过影响出生 率和死亡率影响种群密度的，而性别比例是通过影响出生率来影响种群密度的。
典题评析
[例1]　如表为我国两次人口普查的部分数据，下列关于种群数量特征的叙述，正确 的是（　　）
　　比重
　　 （％）
项目　　 年龄结构 性别比例 城乡结构
0～14岁 15～59岁 ≥60岁 女性 男性 城镇 乡村
第六次
（2010年） 16.60 70.14 13.26 48.73 51.27 49.68 50.32
第七次
（2020年） 17.95 63.35 18.70 48.76 51.24 63.89 36.11
A. 种群密度是种群最基本的数量特征，不能反映种群的数量变化趋势
B. 年龄结构为稳定型时，人口数量在近期一定能保持稳定
C. 从年龄结构可知，我国人口老龄化程度在减缓
D. 乡村人口密度由性别比例和年龄结构直接决定
解析：年龄结构只能预测种群密度的变化趋势，种群密度还受到气候、食物等因素的 影响，所以当其为稳定型时，近期人口数量不一定能保持稳定，B错误；分析表格数 据，第七次普查老年人口比例较第六次普查增多，所以我国人口老龄化程度加深，C 错误；出生率和死亡率、迁入率和迁出率是决定种群数量变化的直接因素，D错误。
答案：A
A. 社鼠在夏秋季出生率大于死亡率
B. 种群数量增大过程中，雄性死亡率高于雌性个体
C. 迁入率和迁出率是影响社鼠种群密度的主要因素
D. 下半年种群中幼年个体占比低于上半年
D
解析：由题图可知，社鼠在夏秋季种群数量的变化趋势是减少，所以出生率小于死亡 率，A错误；在种群数量增大的上半年，种群的雌雄性别比例是下降的，应为雄性死 亡率低于雌性个体，B错误；由题可知，此为科研人员对湖泊中一个岛屿的社鼠种群 特征进行调查研究，故不能得出迁入率和迁出率是影响社鼠种群密度的主要因素这一 结论，C错误；由图可知，上半年社鼠种群数量是逐渐增多的，年龄结构为增长型， 下半年种群数量是逐渐减少的，年龄结构为衰退型，所以下半年种群中幼年个体占比 低于上半年，D正确。
A. 在我国近年的人口调查中，获知人口出生率每年在下降，说明我国人口年龄结构 一定为图③表述类型
B. 在渔业生产中，要严格控制渔网孔眼大小以保护幼鱼，捕捞后，该水域鱼种群的 年龄结构可能为图①表述类型
C. 农业生产上应用性引诱剂来干扰害虫交尾的措施，有可能使该种害虫的年龄结构 为图③表述类型
D. 在某一处于稳定状态的生态系统中，各种生物种群的年龄结构可能为图②所示类 型
A
解析：我国人口从现状看，仍为出生率大于死亡率，即人口数量仍在上升，应用图中 ①（增长型）表示，故A错误。
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研习任务二　种群密度的调查方法
梳理教材
【深度理解】
1. 样方法和标记重捕法
（1）两者的比较
项目 样方法 标记重捕法
调查
对象 植物或活动范围小，活动能力弱的动物 活动范围大，活动能力强的动物
调查
程序
项目 样方法 标记重捕法
注意
事项 ①样方数目随调查地段的大小而定
②选取的样方大小随植物类型而定，如乔木 100 m2、灌木9 m2、草本植物1 m2
③样方法中的五点取样法适用于正方形或不 规则形地块，等距取样法适用于长方形或长 条形地块
④一般不选不容易计数的丛生或蔓生的单子 叶植物，而选个体数目容易辨别的双子叶植 物
⑤取样的关键是做到随机取样 ①调查期间没有大量个体的迁入 和迁出、出生和死亡
②标记物不能过于明显，不能对 所调查动物的生命活动有影响
③标记个体在整个调查种群中均 匀分布，标记物在调查期间不会 消失
（2）两者的误差分析
①样方法的误差分析
a.对调查对象认识不准，导致统计时有偏差。
b.选取样方时，样方的数目过少或大小不统一。
c.在计数时，对各生长期的个体统计不全。
d.种群密度因时间、场所等因素的不同差异较大。
②标记重捕法的误差分析
主要取决于重捕中标记个体数（ m ）偏大或偏小。
a. m 值变大导致种群数量（ N ）偏小，如标记物影响了动物的活动能力，或标记物过 于明显，使其第二次捕捉时更易被捕到。
Ⅰ.标记物使动物受惊吓，从而不易被捕到。
Ⅱ.标记物影响动物的活动能力，使其更易被天敌捕食而减少。
Ⅲ.标记物易脱落，从而导致 m 值变小。
Ⅳ.调查期间被标记的动物放回后部分死亡。
b. m 值变小导致 N 偏大：
2. 样方法的计数原则：只计数样方内部和相邻两边及其顶角的个体数（如图）。若 有正好在边界线上的，应遵循“计上不计下、计左不计右”的原则，即只计数样方相 邻两条边上的个体，同种植物无论大小都应计数。
√
√


√
辨析：
互动探究
1. 样方法调查
【实验情境】某中学生物活动小组调查小清河某种生物的种群密度。
（1）样方的确定
如果所调查物种个体较大，样方大小应该怎样设置？如果调查物种个体分布比较稀 疏，样方大小应该怎样设置？
（2）取样方法的选择
分别分析下列调查的取样方法：①蒲公英的种群密度；②河流中青蛙卵的种群密度； ③跳蝻的种群密度。
提示：（1）如果所调查物种个体较大，样方面积应该适当扩大；如果调查物种个体 分布比较稀疏，样方面积也应该适当扩大。
（2）五点取样法、等距取样法、五点取样法。
（3）取样的计数规则
如图表示某小组的同学在进行某双子叶草本植物种群密度调查时确定的小样方之一， 圆圈表示个体。
个体数： 　　。
计数原则： 　　　　　　　。
（3）11个　计算样方内部和相邻两边及其顶角的所有个体，对于相邻两边可遵循 “计上不计下、计左不计右”的原则
（4）样方法的注意事项
①样方法只适合调查植物的种群密度吗？
②样方法调查种群密度时强调随机取样的原因是什么？
（4）①不是。样方法适合调查的生物是植物和活动能力较弱、活动范围较小的 动物。
②避免人为主观因素对取样的影响，以减少统计误差。除此之外还要注意样方大小适 中、样方数量不能过少。
2. 标记重捕法调查
（1）在一片约33 hm2的林地内，调查者第一次捕获了25只大山雀，各用一个标记环 套在了大山雀的腿上作为标记，然后全部放掉。第二次捕获了33只大山雀，其中有5 只是有标记的。据此推算，该林地中大山雀的种群密度（只/hm2）约为多少？
（2）大山雀被捕捉过一次之后，下一次会更难捕捉，则调查结果为什么偏高？
（3）标记重捕法主要适用于活动能力强、活动范围大的动物个体，为什么活动能力 差的个体不宜用？
提示：（1）设种群数量为 x ，如果不考虑其他因素，则可知： x /25＝33/5，可以计算 出 x ＝165，故该林地中大山雀的种群密度为165只/33 hm2＝5 只/hm2。
（2）若大山雀被捕获之后，下一次更难捕捉，则重捕中被标记的个体数减小，会使 种群密度调查的结果偏高。
（3）活动能力差的动物被标记后不能与其他动物充分混合，会导致重捕时误差 较大。
典题评析
[例2]　（2024·福州四校联盟期末联考）近日科研团队找到推算雪豹种群密度的方 法——照片重复取样法。在祁连山某区域内布设了60台红外相机，这些相机在海拔2 100～4 100 m的深山中连续拍摄了3个多月，研究人员确定研究区域约有20只雪豹。 根据数学模型推算，估测在这个区域内每100 km2生活有3只雪豹。下列有关叙述错误 的是（　　）
A. 雪豹的种群密度调查不可采用标记重捕法和样方法
B. 决定雪豹种群密度的因素是出生率和死亡率、迁入率和迁出率
C. 照片重复取样法可用于调查一些大型稀少野生动物的种群密度
D. 若研究区域有120只雪豹，则估测该区域的种群密度是18只
D
解析：雪豹生活在隐蔽、复杂的环境中，标记重捕法和样方法就不再适用估算 其种群密度，A正确；出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定种群密度，B正 确；照片重复取样法可用于调查一些大型稀少野生动物的种群密度，C正确；根 据数学比例推算，即20∶3＝120∶ X ，则 X ＝18只，因此该区域内的种群密度 应为18只/100 km2，D错误。
“两看法”选择合适的种群密度调查方法
注：①对于那些生活在隐蔽、复杂环境中的动物，特别是猛禽、猛兽，标记重捕法不 再适用。
②对捕捉器具有条件反射的动物种群不能用标记重捕法调查其种群密度。
③酵母菌及水生单细胞藻类不能用样方法调查种群密度，应用抽样检测法。
A. 超过160只 B. 160只
C. 不足160只 D. 55只
解析：根据题意分析可知，鼠的活动能力强，活动范围广，种群密度调查采用的是标 记重捕法；标记重捕法计算公式：种群中个体数（ N ）∶标记总数＝重捕总数∶重捕 中被标记的个体数，即 N ∶40＝20∶5， N ＝160（只），由于被捕过一次的鼠不易再 被捕到，则该种群数量实际值小于160只。
C
2. 请根据调查某双子叶草本植物种群密度的过程，回答下列问题：
（1）样方法调查时，取样的关键是要做到 。调查地块的长与宽相差不 大时，应选择的取样方法是 。
（2）调查不同的植物类型样方面积大小应该不同，如调查乔木种群密度时样方面积 要比调查草本植物种群密度时的样方面积 。
（3）某同学采用样方法对一种植物进行调查，如图是其中一个样方中该植物的分布 情况（注：图中黑点表示该种植物），对该样方内的该种植物进行计数时，应记录的 数目是 。
随机取样　
五点取样法
大　
8　
（4）若某长方形地块长、宽分别为100 m、50 m，如果要等距抽取10个样方，则取样 时相邻样方的中心距离为 。若调查中小样方为1 m×1 m，对某种植物种群调 查的结果为：12、18、16、16、15、13、15、11、13、13，则所调查种群的密度约 为 。
10 m　
14株/m2　
解析：（1）采用样方法调查双子叶草本植物种群密度时，首先要做到随机取样，不 能在分布较密集或稀疏的地区取样。常用的取样方法有五点取样法和等距取样法，调 查长与宽相差不大的地块宜采用五点取样法。（2）用样方法调查植物的种群密度 时，调查不同的植物类型样方面积应不同，样方大小根据调查的对象来确定，调查双 子叶草本植物时，样方面积通常为1 m×1 m，而调查乔木种群密度时，样方面积通常 为10 m×10 m，比调查草本植物种群密度时的样方面积大。（3）在样方中统计植物 数目时，只计算样方内的个体数目和样方相邻的两条边及其顶点上的个体数目，题图 中应记录的数目为8。（4）等距取样时相邻样方的中心距离应该按长方形地块的长度 除以样方的数量计算，所以，相邻样方的中心距离为10 m。所调查种群的密度为（12 ＋18＋16＋16＋15＋13＋15＋11＋13＋13）÷10÷1≈14 株/m2。
课堂小结
课堂记要：
　　　　　　　　
　　　　　　　　
　　　　　　　　
　　　　　　　　
　　　　　　　　
　　　　　　　　
　　　　　　　　
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课堂强研习 合作学习 精研重难
课堂小测试　诊断学习效果
A. 1个群落 B. 1个物种
C. 2个种群 D. 8个种群
解析：种群是指在一定区域内同种生物的全部个体，此处的一定区域指的是连在一起 的自然区域，不能有间隔。由题中信息可知，某水产研究所的8个池塘就是8个自然区 域，每个区域内有一种鱼，故8个池塘里的鱼是8个种群。鲫鱼和地中海鳎鱼不属于同 一物种，因此8个池塘中共有2个物种。
D
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2
3
4
5
A. 用样方法调查数量较少的蒲公英种群密度时，可在蒲公英分布较多的区域增加样 方数
B. 跳蝻的活动能力比植物强，因此调查草地中跳蝻和蒲公英的种群密度的方法不同
C. 用标记重捕法调查时，若标记个体与未标记个体被天敌捕捉的概率相等，则天敌 的存在不会影响调查值的大小
D. 很多昆虫有翅膀，活动能力较强，因此可采用标记重捕法调查昆虫的种群密度
C
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2
3
4
5
解析：用样方法调查数量较少的蒲公英种群密度时，应在蒲公英分布区域随机取样， A错误；调查蒲公英的种群密度采用的是样方法，跳蝻的活动能力弱、活动范围小， 一般也采用样方法调查其种群密度，B错误；很多昆虫有翅膀，但活动范围小，且身 体微小，故对于此类昆虫不宜采用标记重捕法调查其种群密度，且对不同种昆虫、昆 虫的不同时期采用的调查方法可能不同，如昆虫卵常采用样方法来调查其种群密度， 对于趋光性昆虫常采用黑光灯诱捕法调查其种群密度，D错误。
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2
3
4
5
A. 从图中的信息可推测种群数量在近期一定增加
B. 用性引诱剂来诱杀种群内的个体，对生殖后期的个体最有效
C. 环境条件不变，该种群的年龄结构可由目前的稳定型转变为增长型
D. 与其他年龄组相比，生殖前期个体获得的杀虫剂抗性遗传给后代的概率最大
D
1
2
3
4
5
解析：题图中该种群的年龄结构为增长型，但种群数量还受天敌、食物、气候等因素 的影响，所以该种群数量在近期不一定增加，A错误；常用性引诱剂来诱杀种群内的 雄性个体，改变种群的正常性别比例，会影响雌性个体的正常交配，对生殖期的个体 最有效，B错误；由图示可知，该种群的年龄结构目前为增长型，C错误；由于生殖 后期个体不再进行繁殖，而生殖前期个体数量远多于生殖期，则生殖前期个体获得的 杀虫剂抗性遗传给后代的概率最大，D正确。
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A. 66 只/公顷 B. 77 只/公顷
C. 83 只/公顷 D. 88 只/公顷
B
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5
解析：分析题意可知：调查一公顷范围内某种鼠的种群密度时，第一次捕获并标记39 只鼠中有5只由于竞争、天敌等自然因素死亡，故可将第一次标记的鼠的数量视为39 －5＝34只，第二次捕获34只鼠，其中有标记的鼠15只，设该区域该种鼠的种群数量 为X只，则根据计算公式可知， X ＝（39－5）×34/15，解得 X ≈77.07，面积为一公 顷，故该区域该种鼠的实际种群密度最接近于77只/公顷。B正确。
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随机取样、样
方大小一致、样方数量适宜　
（ S × n ）/m　
对野生动物的不良影响小、调查
周期短，操作简便
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解析：（1）为避免人为因素的干扰，保证调查的可靠性和准确性，选取样方时关键 要做到随机取样、要依据调查范围大小来确定样方大小和数量，样方大小要一致、样 方数量要适宜。（2）假设区域内种群数量为 N ，样方内平均个体数为 n ，已知所调 查区域总面积为 S ，样方面积为 m ，调查区域内种群数量为 N ， N ÷ S ＝ n ÷ m ，则 N ＝（ S × n ）/m。（3）研究小组借助空中拍照技术调查草原上地面活动的某种哺乳 动物的种群数量，与标记重捕法相比，该调查方法周期短，不受不良天气变化的影 响，对野生动物生活干扰少，操作更简便，并允许在繁殖季节收集更多的数据。
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