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1.3 影响种群数量变化的因素
问题探讨
“离离原上草，一岁一枯荣。野火烧不尽，春风吹又生。”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。
问题探讨
“离离原上草，一岁一枯荣。野火烧不尽，春风吹又生。”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。
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？
阳光、温度、水等非生物因素。
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？
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.
一、非生物因素
一、非生物因素
下表为某地人工树林中，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（林冠层遮蔽地面的程度）的调查数据。
非生物因素对种群数量变化的影响
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
思考 · 讨论
一年蓬
加拿大一枝黄花
刺儿菜
一、非生物因素
郁闭度指森林中乔木树冠在阳光直射下在地面的总投影面积（冠幅）与此林地（林分）总面积的比，它反映林分的密度。（注：城市绿化面积也是指总冠幅比上城市总面积）。
一、非生物因素
下表为某地人工树林中，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（林冠层遮蔽地面的程度）的调查数据。
非生物因素对种群数量变化的影响
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
思考 · 讨论
（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）在相同非生物因素的影响下，刺儿菜的种群密度变化与其它两种植物有较大差异，这是为什么？
不同种植物对光照条件的适应性有差异
（3）种群数量的变化还受哪些非生物因素的影响？
温度、水、风、火等
一、非生物因素
1. 影响种群数量变化的主要非生物因素
（1）阳光
森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的 ，即主要取决于林下植物受到的 。
郁闭度
光照强度
郁闭度大
郁闭度小
一、非生物因素
1. 影响种群数量变化的主要非生物因素
（2）温度
在温带和寒温带地区，许多植物种子在春季萌发；蚊类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡。
鲜花绽开的春天
万物沉眠的冬天
一、非生物因素
1. 影响种群数量变化的主要非生物因素
（3）水分
干旱缺水会使许多动植物种群的死亡率升高
一、非生物因素
1. 影响种群数量变化的主要非生物因素
（3）水分
干旱可使东亚飞蝗种群爆发式增长。我国古书上就有“旱极而蝗”的记载。
蝗虫将卵产在土壤中，含水量在10%～20%时最适合它们产卵和孵化。
干旱时，蝗虫的天敌, 如青蛙、蟾、鸟类等数量减少, 就更容易爆发蝗灾。
一、非生物因素
2. 非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的
气温升高
日照延长
降水增多
春夏时节动植物种群普遍迅速增长
食物增多
动物：
生物因素
二、生物因素
二、生物因素
1. 种内竞争
时间
种群数量
种内竞争会加剧，从而使种群的增长受到限制
说明种群数量的变化受到种群内部生物因素的影响
招潮蟹
帝企鹅
二、生物因素
2. 影响种群数量的其他生物因素
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: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，但随后双小核草履虫个体数继续增加，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。
影响种群数量的其他生物因素
思考 · 讨论
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: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，但随后双小核草履虫个体数继续增加，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。
影响种群数量的其他生物因素
思考 · 讨论
资料1
怎样解释这个实验结果？
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。
二、生物因素
2. 影响种群数量的其他生物因素
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。
影响种群数量的其他生物因素
思考 · 讨论
资料2
怎样解释猞猁和雪兔种群数量变化的同步周期性？
条件 对于猞猁 猞猁种群出生率 猞猁种群死亡率
雪兔↑
食物充足
↑
↓
雪兔↓
食物缺乏
↓
↑
猞猁和雪兔种群的数量变动哪个是因、哪个是果？
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。
条件 对于 猞猁 猞猁 种群 出生率 猞猁 种群 死亡率 猞猁种群数量
雪兔↑ 食物 充足 ↑ ↓
雪兔↓ 食物 缺乏 ↓ ↑
↓
↑
条件 对于
雪兔
猞猁↑
捕食压力增大
猞猁↓
捕食压力减小
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……
二、生物因素
2. 影响种群数量的其他生物因素
（小结）
（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________，动物种群会出现___________、___________的现象。
捕食对象
出生率降低
死亡率升高
食物匮乏
茅膏菜捕食苍蝇
二、生物因素
2. 影响种群数量的其他生物因素
（小结）
（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________，动物种群会出现___________、___________的现象。
捕食对象
出生率降低
死亡率升高
食物匮乏
条件 繁殖力 产仔量
食物丰富 的年份 正常繁殖 3 窝/只
4~6 仔/窝
食物不足 的年份 20%~30%成熟雌性个体不繁殖 下降
二、生物因素
2. 影响种群数量的其他生物因素
（小结）
（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
二、生物因素
2. 影响种群数量的其他生物因素
（小结）
（3）寄生
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
出生率和死亡率
细菌
病毒
被彩蚴吸虫寄生的蜗牛
寄生在豆科植物上的菟丝子
3. 总结：影响种群数量变化的因素
项目 密度制约因素 非密度制约因素
概念
举例
一般来说，食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群密度是相关的。
气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等无关，对种群的作用强度与种群密度自然灾害。
同样是缺少食物，种群密度越高，该种群受食物短缺的影响就越大。
在遭遇寒流时，有些昆虫种群不论其密度，高低所有个体都会死亡。
生物因素
非生物因素
生物因素
种群内部生物因素：
种群外部生物因素：
捕食
种间竞争
寄生
非生物因素
阳光
温度
水等
影响种群数
量变化的因素
（非密度制约因素）
（密度制约因素）
种内竞争
3. 总结：影响种群数量变化的因素
三、种群研究的应用
三、种群研究的应用
1. 濒危动物的保护
只有通过调查获知种群密度、出生率和死亡率、性别比例、年龄结构等特征，以及影响该种群数量变化的因素，才能准确了解该种群的生存状态，预测该种群的数量变化趋势，进而采取合理的保护对策。
根本：提高环境容纳量
由于种群数量的增长，2016年世界自然保护联盟已将大熊猫从濒危物种名单中删除。但中国政府直到2021年7月才这样做，宣布大熊猫的受威胁程度等级由濒危降为易危。为了让其数量不再减少，中国政府在2021年10月早些时候于昆明举行的《生物多样性公约》第十五次缔约方大会期间宣布，正式设立大熊猫国家公园。
三、种群研究的应用
2. 生物资源的开发与利用
时间
O
种群数量
K
K值：环境容纳量
K/2
在渔业上，人们总是希望每年既能捕捞较多的鱼，又不危及来年的鱼产量，也就是希望长期获得较高的捕捞量研究表明，中等强度的捕捞（捕捞后使种群数量维持在K/2左右）有利于持续获得较大的鱼产，因为在K/2处，种群能维持最大的增长速率。
“数罟不入洿池,鱼鳖不可胜食也”
——孟子《寡人之于国也》
三、种群研究的应用
3. 有害生物的防治
（1）从K值的角度
降低环境容纳量
在鼠害发生时，既适当采用化学和物理的方法控制现存害鼠的种群数量，又通过减少其获得食物的机会等方法降低其环境容纳量，才能使鼠害得到有效防治。
（2）从K/2值的角度
K/2之前防治，严防达到K/2
卫星遥感技术监测滇池蓝藻
三、种群研究的应用
3. 有害生物的防治
（3）利用生物因素控制
对农林害虫的防治，若一味依赖喷洒农药的方法，既造成环境污染，又伤及害虫的天敌；有效保护或引入天敌生物，则有利于将害虫数量控制在较低的水平。
四、思维训练：分析因果循环关系
四、思维训练：分析因果循环关系
1. 因果循环关系
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，如此循环往复。
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。
条件 对于 猞猁 猞猁 种群 出生率 猞猁 种群 死亡率 猞猁种群数量
雪兔↑ 食物 充足 ↑ ↓
雪兔↓ 食物 缺乏 ↓ ↑
↓
↑
条件 对于
雪兔
猞猁↑
捕食压力增大
猞猁↓
捕食压力减小
四、思维训练：分析因果循环关系
2. 因果循环关系的模型
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，如此循环往复。
原因1
结果1
原因2
调控1
调控2
结果2
若结果2与原因1相反，则属于____反馈；
若结果2比原因1程度加强，则属于____反馈。
3. 因果循环关系与反馈调节的关系
负
正
机体生理活动的调节过程哪些属于因果循环？
血糖平衡、体温平衡、渗透压平衡、排尿、分娩等
四、思维训练：分析因果循环关系
4. 因果循环关系的案例分析
请依据左图曲线变化，在右图括号中填写猎物和捕食者种群数量的变化，思考两者变化的关系。（注：“+”表示增加，“-”表示减少。）
猎物
捕食者
猎物种群数量/相对值
捕食者种群数量/相对值
0
1
2
3
4
5
6
7
8
＋
－
－
－
＋
＋
－
＋
四、思维训练：分析因果循环关系
4. 因果循环关系的案例分析
甲状腺激素分泌的调节是循环因果关系吗？
下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素（TRH)，TRH作用于垂体，促使垂体分泌促甲状腺激素（TSH)；TSH随血液循环到达甲状腺，促使甲状腺增加甲状腺激素的合成和分泌。当血液中的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关激素，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。
随堂练习
1. 一个繁殖周期后的种群数量可表示为该种群的补充量。某实验水域中定期投入适量的饲料，其他因素稳定。图中曲线Ⅰ表示该实验水域中某种水生动物的亲体数量与补充量的关系，曲线Ⅱ表示亲体数量与补充量相等。下列说法正确的是（ ）
B
A．亲体数量约为1000个时，可获得最大持续捕捞量
B．亲体数量约为500个时，单位时间内增加的数量最多
C．亲体数量大于1000个时，补充量与亲体数量相等，种群达到稳定状态
D．饲料是影响该种群数量变化的非密度制约因素
随堂练习
2.沙蝗的活动、迁徙有逐水而居”的倾向。某年，沙蝗从非洲经印度和巴基斯坦等国家向中亚迁徙，直到阿富汗以及我国西北边境，扩散和迁徙“戛然而止”。下列叙述正确的是（ ）
A．沙蝗停止扩散的主要原因是种内竞争加剧
B．沙蝗种群的数量波动表现为非周期性变化
C．天敌对沙蝗的制约作用改变了沙蝗的生殖方式
D．若沙蝗进入我国西北干旱地区将呈现“J”型增长
B
随堂练习
3. 20世纪末，野生熊猫分布在秦岭、岷山和小相岭等6大山系。全国已建立熊猫自然保护区40余个，野生熊猫栖息地面积大幅增长。在秦岭，栖息地已被分割成5个主要活动区域；在岷山，熊猫被分割成10多个小种群；小相岭山系熊猫栖息地最为破碎，各隔离种群熊猫数量极少。下列叙述错误的是（ ）
A．熊猫的自然种群个体数量低与其繁育能力有关
B．增大熊猫自然保护区的面积可提高环境容纳量
C．隔离阻碍了各种群间的基因交流，熊猫小种群内会产生近亲繁殖
D．在不同活动区域的熊猫种群间建立走廊，可以提高熊猫的种群数
D
随堂练习
4. 农业生产中常利用瓢虫来防治叶螨。某小组研究瓢虫的饥饿程度和密度对其捕食作用率的影响，结果如图所示。下列有关叙述错误的是（ ）
B
A．在相同条件下，瓢虫密度越高，捕食作用率越低
B．饥饿程度和叶螨密度共同决定了瓢虫的捕食作用率
C．对瓢虫进行适当饥饿处理可提高防治效果
D．田间防治叶螨时应适当控制瓢虫密度

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