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(共53张PPT)
第3节　影响种群数量变化的因素
1.说明阳光、温度、水等非生物因素对种群数量变化的影响。2.说明种内竞争以及不同物种之间的相互作用对种群数量变化的影响。3.阐明种群研究在保护濒危物种、防治有害生物等方面的应用。
[学习目标]
预习案·自主学习
一、非生物因素
1.影响种群数量变化的非生物因素有 等。
2.举例
阳光、温度、水
种群数量变化的实例 引起种群数量变化的非生物因素
森林中林下植物的种群密度 主要取决于林冠层的 ,即光照强度
植物种子春季萌发,蚊类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡
东亚飞蝗种群爆发式增长
3.非生物因素对种群数量变化的影响往往是 的。
郁闭度
气温
气候干旱
综合性
二、生物因素
1.内部因素—— 。
2.外部因素
(1)捕食与被捕食的关系:除顶级捕食者外,每种动植物都可能是其他某种生物的 对象,每种动物都需要以其他生物为食。
(2)相互竞争的关系:森林中不同植物竞争 ,不同动物竞争
,这也会导致种群数量的变化。
(3)寄生关系: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 等特征,进而影响种群的数量变化。
种内竞争
捕食
阳光和养分
食物和生存空间
出生率和死亡率
3.制约因素的类型
(1)密度制约因素。
食物和天敌
(2)非密度制约因素。
气温和干旱
三、种群研究的应用
1.濒危动物的保护
变化
趋势
2.在生产上的应用实例:研究表明,在渔业上, 强度的捕捞(捕捞后使鱼的种群数量处在 )有利于持续获得较大的鱼产量。
3.有害生物的防治实例
(1)控制现存数量:在鼠害发生时,适当采用 的方法控制现存害鼠的种群数量。
(2)降低环境容纳量:通过减少其获得食物的机会等方法 其环境容纳量,才能使鼠害得到有效防治。
中等
K/2左右
化学和物理
降低
判断正误
(1)林冠层的郁闭度越大,林下植物获得的光照强度越大。(　　)
(2)春夏时节动物种群迅速增长受气温升高、食物充足等多种非生物因素的综合影响。(　　)
【提示】 林冠层的郁闭度越大,林下植物获得的光照强度越小。
×
【提示】 食物属于生物因素。
×
(3)种群数量变化不仅受外部因素的影响,也受自身内部因素的影响。(　　)
(4)双小核草履虫和大草履虫之间为捕食关系。(　　)
√
×
【提示】 二者属于种间竞争关系。
(5)食物、天敌和气候等都是密度制约因素。(　　)
【提示】 气候是非密度制约因素。
×
(6)鼠害发生时,只通过采用物理和化学的方法控制现存害鼠的种群数量就可以。(　　)
×
【提示】 鼠害发生时,既需要适当采用化学和物理的方法控制现存害鼠的种群数量,又需要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。
探究案·互动探究
任务一　分析影响种群数量变化的因素
探究1　分析非生物因素对种群数量变化的影响,提升理解能力
为了提高人工林质量并促进人工林发展,目前最有效的策略是积极发展林下植被,改善生物多样性。郁闭度(林冠层遮蔽地面的程度)是反映森林结构和森林环境的一个重要因子。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
(1)影响该地草本植物种群密度的非生物因素是什么
【提示】 阳光(光照强度)。
(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、加拿大一枝黄花相比有较大差异,这是为什么
【提示】 不同种植物对光照条件的适应性是有差异的。刺儿菜为阴生植物,与一年蓬、加拿大一枝黄花相比,更适于在低光照强度下生长。
(3)除了郁闭度外,植物的种群数量变化还受哪些非生物因素影响 说明了什么
【提示】 还受温度、降水等影响。说明非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。
探究2　分析生物因素对种群数量变化的影响,提升理解能力
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,用一种杆菌为饲料,放在某个容器中培养。两种草履虫单独培养和混合培养时种群数量变化如图所示。这两种草履虫都没有分泌杀死对方的物质。
(1)单独培养草履虫时,两种草履虫都能正常生长,呈 增长。
(2)混合培养时,最后只有双小核草履虫存活,请分析:影响大草履虫种群数量变化的主要原因是什么
“S”形
【提示】 随着双小核草履虫数量的增加,争夺食物的优势越来越大,最终大草履虫失去了食物来源而灭亡。
(3)混合培养中的双小核草履虫的K值比单独培养时低的原因是什么
【提示】 大草履虫消耗了部分资源(如食物等)。
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,结果如图所示。
(4)怎样解释猞猁和雪兔种群数量变化具有同步周期性
【提示】 猞猁和雪兔之间是捕食关系。雪兔种群数量上升时,猞猁因食物充足,其种群出生率上升、死亡率下降,种群数量上升;雪兔种群数量下降时,猞猁因食物匮乏,其种群出生率下降、死亡率上升,种群数量下降。
(5)猞猁和雪兔种群的数量变动哪个是因、哪个是果
【提示】 猞猁种群数量上升时,雪兔因被捕食压力增大而导致种群数量下降;雪兔种群数量下降时,猞猁因食物匮乏而导致种群数量下降;猞猁种群数量下降时,雪兔因被捕食压力减小而导致种群数量上升;雪兔种群数量上升时,猞猁因食物充足而导致种群数量上升。如此循环,二者种群的数量变动是因果循环关系。
(6)除猞猁外,还有哪些因素会影响雪兔种群数量变化
【提示】 植物(雪兔食物)的种类和数量、其他捕食者、气候、传染病等。
「核心归纳」
1.比较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
一般情况下只涉及种群的一些个体 (如捕食、寄生) 对种群中各个个体的影响基本是一致的
其影响与种群密度有关 其影响与种群密度无关
种群个体与密度制约因素表现出相互适应的关系 种群个体对非密度制约因素只有单方面的适应
相当于生物因素,如食物和天敌等 相当于非生物因素,如火灾、地震、干旱、火山爆发等
2.循环因果关系
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。若结果2与原因1相反,则属于负反馈;若结果2比原因1程度加强,则属于正反馈。
「典型例题」
1.凡是影响种群重要特征的因素,都会影响种群数量的变化。下列关于影响种群数量变化的因素的叙述,错误的是(　　)
[A] 林冠层的郁闭度较高,会使所有林下植物的种群数量下降
[B] 某些昆虫在遭受寒流时无论种群密度高低,所有个体都可能死亡
[C] 种群外部生物因素可以影响生物的繁殖力,进而影响种群数量
[D] 森林中不同动物之间争夺食物,说明生物因素对种群数量有影响
A
【解析】 林冠层的郁闭度较高,会使林下对光需求高的植物种群数量下降,而一些耐阴植物会因种间竞争减小而导致种群数量上升;寒流属于种群的非密度制约因素,在遭受寒流时,某些昆虫无论种群密度高低,所有个体都可能死亡;种群外部生物因素可以影响生物的繁殖力,如天敌增多、食物短缺等,进而影响种群数量;森林中不同动物之间争夺食物属于种间竞争,说明生物因素对种群数量有影响。
2.下列有关密度制约因素和非密度制约因素的相关叙述,错误的是(　　)
[A] 持续38 ℃高温可以引起蚜虫种群数量的急剧下降,高温属于非密度制约因素
[B] 两种因素都是通过影响出生率、死亡率或迁入率、迁出率来起着控制种群数量的作用
[C] 害虫和食虫鸟种群数量在一定范围内波动,体现密度制约因素影响种群数量
[D] 当种群数量超过K值时,非密度制约因素作用会增强
D
【解析】 温度对种群数量的影响程度与种群密度无关,高温属于非密度制约因素;密度制约因素和非密度制约因素都是通过影响种群的出生率、死亡率或迁入率、迁出率来控制种群数量的;害虫和食虫鸟种群数量在一定范围内波动,体现了密度制约因素影响种群数量;非密度制约因素作用强度的大小与种群数量的多少无关。
3.(多选)(2025·济宁月考)科学家提出了一个可以描述捕食关系规律的模型,称作捕食者—猎物模型,如图所示,箭头所指方向代表曲线变化趋势。下列相关分析合理的是(　 　)
[A] 该模型反映出的同步周期性属于负反馈调节
[B] 该模型中最可能代表猎物和捕食者的种群K值的分别是N3和P3
[C] 猎物和捕食者之间的捕食关系是影响种群数量变化的重要生物因素
[D] 该模型能解释猎物和捕食者种群数量均维持相对稳定的循环因果关系
ACD
【解析】 从模型中可以看出,猎物种群数量增加→捕食者种群数量增加→猎物种群数量减少,这种变化趋势反映了生态系统中普遍存在的负反馈调节,该模型也能解释猎物和捕食者种群数量均维持相对稳定的循环因果关系;分析该模型,N3和P3分别代表猎物和捕食者的最大种群数量,而非K值;猎物和捕食者之间的捕食关系是影响种群数量变化的重要生物因素。
任务二　分析种群研究的应用
下图表示种群数量增长的“S”形曲线模型,请据图回答有关问题。
(1)渔业捕捞中,一般捕捞后的鱼种群数量要维持在K/2左右,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。
(2)若想一次性获得最大捕捞量,应在什么时候捕捞鱼
【提示】 应在鱼种群数量达到K值时捕捞。
(3)在棉花种植过程中,常利用赤眼蜂防治棉铃虫,结合种群数量增长曲线分析,该措施的目的是什么
【提示】 通过增加棉铃虫的天敌数量,来增大其生存环境阻力,从而降低棉铃虫的环境容纳量。
(4)渔业生产中,渔网网目不能过小,否则会影响来年鱼的产量。这是为什么 请从种群数量特征的角度做出解释。
【提示】 如果渔网网目过小,许多幼鱼也会被捕捞上来,影响鱼种群的年龄结构,从而影响鱼种群的出生率,造成来年鱼产量降低。
「核心归纳」
种群“S”形增长曲线的分析及在实践中的应用
(1)曲线分析。
(2)实践应用。
「典型例题」
4.(2025·北京期末)毛束象是一种喜食植物嫩梢、幼叶的害虫,现对某地的毛束象种群进行调查,发现毛束象成虫危害主要发生期在雨季,其余时间无分布,其结果如下图,下列叙述错误的是(　　)
[A] b点数量小于a点,可能是幼叶成熟,食物来源减少所致
[B] 调查说明毛束象的种群数量受湿度、温度等环境因素影响较大
[C] 调查毛束象的种群数量时,可选择病害较重的植物进行统计
[D] 为有效防治毛束象,应在5月中旬前控制种群数量
C
【解析】 a点对应的是5月份,b点对应的是7月份,根据题干“喜食植物嫩梢、幼叶”推测,b点数量小于a点,可能是幼叶成熟,食物来源减少所致;由题意可知,毛束象成虫危害主要发生期在雨季,图中05/10～08/10,毛束象成虫数量多,因此判断毛束象种群数量受温度和湿度等环境因素影响较大;在调查毛束象的种群数量时,要随机取样,如果选择病害较重的植物进行统计会导致结果偏大;分析图示可知,5月10日以后毛束象种群数量进入快速增长期,因此为有效防治毛束象,应在5月中旬前控制种群数量。
5.某物种迁入新环境后,种群数量增长速率(平均值)随时间的变化关系如图所示。经调查在第 5年时该种群的种群数量为200只。下列有关叙述正确的是(　　)
[A] 由图可知,该物种迁入新环境后,其种群数量不呈“S”形增长
[B] 理论上该种群在此环境中的环境容纳量约为400只
[C] 导致第5年到第9年这段时间内种群数量增长速率下降、种群数量减少的原因主要包括天敌、生活空间和资源等
[D] 如果该种群为东方田鼠,则将其数量控制在200只左右可有效防治鼠患
B
【解析】 由题图可知,该物种迁入新环境后,种群的增长速率先增大后减小,其种群数量呈“S”形增长;在第5年时,种群增长速率最大,处于K/2处,种群数量为200只,则K值约为400只;第5～9年种群增长速率大于0,种群数量依然在增加;如果该种群为东方田鼠,其种群数量在200只左右时,种群增长速率达到最大,不利于控制鼠患。
思维导图
随堂检测反馈
1.下列有关非生物因素与生物因素对种群数量的影响的叙述,不正确的是
(　　)
[A] 影响动物种群增长的非生物因素主要是温度、水分和捕食
[B] 森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度
[C] 许多植物种子在春季萌发,主要受温度影响
[D] 东亚飞蝗爆发主要是气候干旱导致的,气温和干旱属于非密度制约因素
A
【解析】 影响动物种群增长的非生物因素主要是温度、水分等,而捕食是生物因素。
2.影响昆虫种群数量的因素有密度制约因素和非密度制约因素。下列相关叙述正确的是(　　)
[A] 密度制约因素随着种群密度的增大,对种群数量的影响也增大
[B] 非密度制约因素影响种群的死亡率,但不影响种群的出生率
[C] 进入秋季之后,影响昆虫种群密度的因素只有非密度制约因素
[D] 在食物和空间充裕的条件下,非密度制约因素不影响种群密度
A
【解析】 密度制约因素对种群数量的影响会随着种群密度的增大而增大,例如当种群密度增大,因为食物有限导致种内竞争增强,食物对种群数量的影响也增大;非密度制约因素既影响种群的出生率,也影响死亡率;无论是在哪个季节,影响种群数量的因素既有密度制约因素,也有非密度制约因素;在食物和空间充裕的条件下,非密度制约因素也会影响种群密度。
3.“旱收蚂蚱,涝收鱼,大旱起蝗灾”,干旱年份,土壤含水量下降,有利于蝗虫卵的孵化,极易发生蝗灾。科研工作者揭示了蝗虫聚群成灾的奥秘——飞蝗群聚信息素4VA(4-乙烯基苯甲醚),4VA能够响应蝗虫种群密度的变化,并随着种群密度增加而增加。下列叙述正确的是(　　)
[A] 水分是影响蝗虫种群数量变化的密度制约因素
[B] 我国一方面通过化学和生物防治来降低蝗虫密度,另一方面改造飞蝗发生区,从而对蝗虫进行防治
[C] 可根据4VA的结构设计拮抗剂,从而改变蝗虫的性别比例
[D] 4VA通过负反馈方式调节蝗虫种群密度
B
【解析】 水分是影响蝗虫种群数量变化的非密度制约因素;我国一方面通过化学和生物防治来降低蝗虫密度,另一方面改造飞蝗发生区,从蝗虫的生存环境等方面进行防治;可根据4VA的结构设计拮抗剂,从而阻止蝗虫的聚集,改变蝗虫种群的分布,但是无法判断是否改变了性别比例;4VA能够响应蝗虫种群密度的变化,并随着种群密度增加而增加,说明4VA通过正反馈调节方式调节蝗虫种群密度。
4.下图为某地东亚飞蝗种群数量变化示意图。下列叙述错误的是(　　)
[A] 为有效防治蝗灾,应在a点之前及时控制种群密度
[B] ab段该种群的增长率与种群密度之间呈正相关
[C] 利用性引诱剂诱杀雄虫改变性别比例可防止c点出现
[D] 控制种群数量在de段水平,有利于将虫害程度降到低水平
B
【解析】 害虫防治需要在K/2之前(即a点之前)进行,而且越早越好;ab段该种群的增长率下降,而种群密度仍在增大;利用性引诱剂诱杀雄虫改变性别比例后,蝗虫种群内的雌雄比例失调,导致种群内出生率下降,可防止c点出现;de段东亚飞蝗种群数量较少,有利于将虫害程度降到低水平。
5.(多选)(2025·唐山期末)下图表示“S”形增长的某鱼种群的出生率、死亡率和种群数量的关系。据此分析,下列有关叙述错误的是(　 　 )
[A] 要持续获得较大的鱼产量,应尽量使捕捞后的鱼的种群数量接近a
[B] 当种群数量达到环境容纳量时,对应的种群数量是b
[C] 当种群数量为c时,该种群的年龄结构为增长型
[D] 限制d点种群数量增加的因素主要是密度制约因素
CD
【解析】 b点出生率等于死亡率,种群数量达到K值,a点时的数量约为b点时数量的一半,为K/2,此时增长速率较快,因此要持续获得较大的鱼产量,应尽量使捕捞后的鱼的种群数量接近a;当种群数量为c时,出生率小于死亡率,种群数量下降,该种群的年龄结构为衰退型;d点出生率为0,死亡率很高,最可能是受非密度制约因素的影响,如干旱、严寒等自然灾难等。
联系实际 迁移应用
“种群存活力”分析可用于研究一些因素如何影响到种群灭绝的可能性,这种研究方法已被用来评价秦岭大熊猫现有种群的存活能力,并借此探讨相应的保护措施。
(1)在环境条件不变的情况下,对秦岭大熊猫进行“种群存活力”分析时,得到下表所示的数据:
初始种群规模/只 种群在200年内的灭绝概率
10 0.412
20 0.132
25 0.076
28 0.065
30 0.041
40 0.010
50 0.002
70 0
若以“种群在200年内的灭绝概率小于5%”作为种群可以维持存活的标准,则该种群维持存活所需的最小初始规模范围在 只之间。
28～30
(2)若以环境质量下降、自然灾害以及人类的偷猎和捕捉等限制种群数量增长的环境阻力为“限制压”,下图曲线表示不同“限制压”(以小数表示)下初始种群规模不同的种群与其在200年内的灭绝概率的关系。
由图可知,随着限制压的增大,种群灭绝的可能性会 (填“增大”“减小”或“不变”),维持种群存活的最小规模会 (填“增大”“减小”或“不变”)。若以种群的灭绝概率小于5%作为可维持存活的标准,则当限制压为0.02时,“最小存活种群”的规模为 只。
(3)基于上述研究结果,请你提出2个针对秦岭大熊猫的保护建议:
。
增大
增大
160
逐步恢复并改善大熊猫
的生存环境、禁止偷猎和捕捉第3节　影响种群数量变化的因素
[学习目标]　1.说明阳光、温度、水等非生物因素对种群数量变化的影响。2.说明种内竞争以及不同物种之间的相互作用对种群数量变化的影响。3.阐明种群研究在保护濒危物种、防治有害生物等方面的应用。
一、非生物因素
1.影响种群数量变化的非生物因素有阳光、温度、水等。
2.举例
种群数量变化的实例 引起种群数量变化的非生物因素
森林中林下植物的种群密度 主要取决于林冠层的郁闭度,即光照强度
植物种子春季萌发,蚊类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡 气温
东亚飞蝗种群爆发式增长 气候干旱
3.非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。
二、生物因素
1.内部因素——种内竞争。
2.外部因素
(1)捕食与被捕食的关系:除顶级捕食者外,每种动植物都可能是其他某种生物的捕食对象,每种动物都需要以其他生物为食。
(2)相互竞争的关系:森林中不同植物竞争阳光和养分,不同动物竞争食物和生存空间,这也会导致种群数量的变化。
(3)寄生关系: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。
3.制约因素的类型
(1)密度制约因素。
(2)非密度制约因素。
三、种群研究的应用
1.濒危动物的保护
2.在生产上的应用实例:研究表明,在渔业上,中等强度的捕捞(捕捞后使鱼的种群数量处在K/2左右)有利于持续获得较大的鱼产量。
3.有害生物的防治实例
(1)控制现存数量:在鼠害发生时,适当采用化学和物理的方法控制现存害鼠的种群数量。
(2)降低环境容纳量: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。
判断正误
(1)林冠层的郁闭度越大,林下植物获得的光照强度越大。(　　)
【答案】 ×
【提示】 林冠层的郁闭度越大,林下植物获得的光照强度越小。
(2)春夏时节动物种群迅速增长受气温升高、食物充足等多种非生物因素的综合影响。(　　)
【答案】 ×
【提示】 食物属于生物因素。
(3)种群数量变化不仅受外部因素的影响,也受自身内部因素的影响。(　　)
【答案】 √
(4)双小核草履虫和大草履虫之间为捕食关系。(　　)
【答案】 ×
【提示】 二者属于种间竞争关系。
(5)食物、天敌和气候等都是密度制约因素。(　　)
【答案】 ×
【提示】 气候是非密度制约因素。
(6)鼠害发生时,只通过采用物理和化学的方法控制现存害鼠的种群数量就可以。(　　)
【答案】 ×
【提示】 鼠害发生时,既需要适当采用化学和物理的方法控制现存害鼠的种群数量,又需要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。
任务一　分析影响种群数量变化的因素
探究1　分析非生物因素对种群数量变化的影响,提升理解能力
　　为了提高人工林质量并促进人工林发展,目前最有效的策略是积极发展林下植被,改善生物多样性。郁闭度(林冠层遮蔽地面的程度)是反映森林结构和森林环境的一个重要因子。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
(1)影响该地草本植物种群密度的非生物因素是什么
【提示】 阳光(光照强度)。
(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、加拿大一枝黄花相比有较大差异,这是为什么
【提示】 不同种植物对光照条件的适应性是有差异的。刺儿菜为阴生植物,与一年蓬、加拿大一枝黄花相比,更适于在低光照强度下生长。
(3)除了郁闭度外,植物的种群数量变化还受哪些非生物因素影响 说明了什么
【提示】 还受温度、降水等影响。说明非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。
探究2　分析生物因素对种群数量变化的影响,提升理解能力
　　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,用一种杆菌为饲料,放在某个容器中培养。两种草履虫单独培养和混合培养时种群数量变化如图所示。这两种草履虫都没有分泌杀死对方的物质。
(1)单独培养草履虫时,两种草履虫都能正常生长,呈“S”形增长。
(2)混合培养时,最后只有双小核草履虫存活,请分析:影响大草履虫种群数量变化的主要原因是什么
【提示】 随着双小核草履虫数量的增加,争夺食物的优势越来越大,最终大草履虫失去了食物来源而灭亡。
(3)混合培养中的双小核草履虫的K值比单独培养时低的原因是什么
【提示】 大草履虫消耗了部分资源(如食物等)。
　　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,结果如图所示。
(4)怎样解释猞猁和雪兔种群数量变化具有同步周期性
【提示】 猞猁和雪兔之间是捕食关系。雪兔种群数量上升时,猞猁因食物充足,其种群出生率上升、死亡率下降,种群数量上升;雪兔种群数量下降时,猞猁因食物匮乏,其种群出生率下降、死亡率上升,种群数量下降。
(5)猞猁和雪兔种群的数量变动哪个是因、哪个是果
【提示】 猞猁种群数量上升时,雪兔因被捕食压力增大而导致种群数量下降;雪兔种群数量下降时,猞猁因食物匮乏而导致种群数量下降;猞猁种群数量下降时,雪兔因被捕食压力减小而导致种群数量上升;雪兔种群数量上升时,猞猁因食物充足而导致种群数量上升。如此循环,二者种群的数量变动是因果循环关系。
(6)除猞猁外,还有哪些因素会影响雪兔种群数量变化
【提示】 植物(雪兔食物)的种类和数量、其他捕食者、气候、传染病等。
核心归纳
1.比较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
一般情况下只涉及种群的一些个体(如捕食、寄生) 对种群中各个个体的影响基本是一致的
其影响与种群密度有关 其影响与种群密度无关
种群个体与密度制约因素表现出相互适应的关系 种群个体对非密度制约因素只有单方面的适应
相当于生物因素,如食物和天敌等 相当于非生物因素,如火灾、地震、干旱、火山爆发等
2.循环因果关系
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。若结果2与原因1相反,则属于负反馈;若结果2比原因1程度加强,则属于正反馈。
典型例题
1.凡是影响种群重要特征的因素,都会影响种群数量的变化。下列关于影响种群数量变化的因素的叙述,错误的是(　　)
[A] 林冠层的郁闭度较高,会使所有林下植物的种群数量下降
[B] 某些昆虫在遭受寒流时无论种群密度高低,所有个体都可能死亡
[C] 种群外部生物因素可以影响生物的繁殖力,进而影响种群数量
[D] 森林中不同动物之间争夺食物,说明生物因素对种群数量有影响
【答案】 A
【解析】 林冠层的郁闭度较高,会使林下对光需求高的植物种群数量下降,而一些耐阴植物会因种间竞争减小而导致种群数量上升;寒流属于种群的非密度制约因素,在遭受寒流时,某些昆虫无论种群密度高低,所有个体都可能死亡;种群外部生物因素可以影响生物的繁殖力,如天敌增多、食物短缺等,进而影响种群数量;森林中不同动物之间争夺食物属于种间竞争,说明生物因素对种群数量有影响。
2.下列有关密度制约因素和非密度制约因素的相关叙述,错误的是(　　)
[A] 持续38 ℃高温可以引起蚜虫种群数量的急剧下降,高温属于非密度制约因素
[B] 两种因素都是通过影响出生率、死亡率或迁入率、迁出率来起着控制种群数量的作用
[C] 害虫和食虫鸟种群数量在一定范围内波动,体现密度制约因素影响种群数量
[D] 当种群数量超过K值时,非密度制约因素作用会增强
【答案】 D
【解析】 温度对种群数量的影响程度与种群密度无关,高温属于非密度制约因素;密度制约因素和非密度制约因素都是通过影响种群的出生率、死亡率或迁入率、迁出率来控制种群数量的;害虫和食虫鸟种群数量在一定范围内波动,体现了密度制约因素影响种群数量;非密度制约因素作用强度的大小与种群数量的多少无关。
3.(多选)(2025·济宁月考)科学家提出了一个可以描述捕食关系规律的模型,称作捕食者—猎物模型,如图所示,箭头所指方向代表曲线变化趋势。下列相关分析合理的是(　　)
[A] 该模型反映出的同步周期性属于负反馈调节
[B] 该模型中最可能代表猎物和捕食者的种群K值的分别是N3和P3
[C] 猎物和捕食者之间的捕食关系是影响种群数量变化的重要生物因素
[D] 该模型能解释猎物和捕食者种群数量均维持相对稳定的循环因果关系
【答案】 ACD
【解析】 从模型中可以看出,猎物种群数量增加→捕食者种群数量增加→猎物种群数量减少,这种变化趋势反映了生态系统中普遍存在的负反馈调节,该模型也能解释猎物和捕食者种群数量均维持相对稳定的循环因果关系;分析该模型,N3和P3分别代表猎物和捕食者的最大种群数量,而非K值;猎物和捕食者之间的捕食关系是影响种群数量变化的重要生物因素。
任务二　分析种群研究的应用
　　下图表示种群数量增长的“S”形曲线模型,请据图回答有关问题。
(1)渔业捕捞中,一般捕捞后的鱼种群数量要维持在K/2左右,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。
(2)若想一次性获得最大捕捞量,应在什么时候捕捞鱼
【提示】 应在鱼种群数量达到K值时捕捞。
(3)在棉花种植过程中,常利用赤眼蜂防治棉铃虫,结合种群数量增长曲线分析,该措施的目的是什么
【提示】 通过增加棉铃虫的天敌数量,来增大其生存环境阻力,从而降低棉铃虫的环境容纳量。
(4)渔业生产中,渔网网目不能过小,否则会影响来年鱼的产量。这是为什么 请从种群数量特征的角度做出解释。
【提示】 如果渔网网目过小,许多幼鱼也会被捕捞上来,影响鱼种群的年龄结构,从而影响鱼种群的出生率,造成来年鱼产量降低。
核心归纳
种群“S”形增长曲线的分析及在实践中的应用
(1)曲线分析。
(2)实践应用。
典型例题
4.(2025·北京期末)毛束象是一种喜食植物嫩梢、幼叶的害虫,现对某地的毛束象种群进行调查,发现毛束象成虫危害主要发生期在雨季,其余时间无分布,其结果如下图,下列叙述错误的是(　　)
[A] b点数量小于a点,可能是幼叶成熟,食物来源减少所致
[B] 调查说明毛束象的种群数量受湿度、温度等环境因素影响较大
[C] 调查毛束象的种群数量时,可选择病害较重的植物进行统计
[D] 为有效防治毛束象,应在5月中旬前控制种群数量
【答案】 C
【解析】 a点对应的是5月份,b点对应的是7月份,根据题干“喜食植物嫩梢、幼叶”推测,b点数量小于a点,可能是幼叶成熟,食物来源减少所致;由题意可知,毛束象成虫危害主要发生期在雨季,图中05/10～08/10,毛束象成虫数量多,因此判断毛束象种群数量受温度和湿度等环境因素影响较大;在调查毛束象的种群数量时,要随机取样,如果选择病害较重的植物进行统计会导致结果偏大;分析图示可知,5月10日以后毛束象种群数量进入快速增长期,因此为有效防治毛束象,应在5月中旬前控制种群数量。
5.某物种迁入新环境后,种群数量增长速率(平均值)随时间的变化关系如图所示。经调查在第 5年时该种群的种群数量为200只。下列有关叙述正确的是(　　)
[A] 由图可知,该物种迁入新环境后,其种群数量不呈“S”形增长
[B] 理论上该种群在此环境中的环境容纳量约为400只
[C] 导致第5年到第9年这段时间内种群数量增长速率下降、种群数量减少的原因主要包括天敌、生活空间和资源等
[D] 如果该种群为东方田鼠,则将其数量控制在200只左右可有效防治鼠患
【答案】 B
【解析】 由题图可知,该物种迁入新环境后,种群的增长速率先增大后减小,其种群数量
呈“S”形增长;在第5年时,种群增长速率最大,处于K/2处,种群数量为200只,则K值约为400只;第5～9年种群增长速率大于0,种群数量依然在增加;如果该种群为东方田鼠,其种群数量在200只左右时,种群增长速率达到最大,不利于控制鼠患。
随堂检测反馈
1.下列有关非生物因素与生物因素对种群数量的影响的叙述,不正确的是(　　)
[A] 影响动物种群增长的非生物因素主要是温度、水分和捕食
[B] 森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度
[C] 许多植物种子在春季萌发,主要受温度影响
[D] 东亚飞蝗爆发主要是气候干旱导致的,气温和干旱属于非密度制约因素
【答案】 A
【解析】 影响动物种群增长的非生物因素主要是温度、水分等,而捕食是生物因素。
2.影响昆虫种群数量的因素有密度制约因素和非密度制约因素。下列相关叙述正确的是(　　)
[A] 密度制约因素随着种群密度的增大,对种群数量的影响也增大
[B] 非密度制约因素影响种群的死亡率,但不影响种群的出生率
[C] 进入秋季之后,影响昆虫种群密度的因素只有非密度制约因素
[D] 在食物和空间充裕的条件下,非密度制约因素不影响种群密度
【答案】 A
【解析】 密度制约因素对种群数量的影响会随着种群密度的增大而增大,例如当种群密度增大,因为食物有限导致种内竞争增强,食物对种群数量的影响也增大;非密度制约因素既影响种群的出生率,也影响死亡率;无论是在哪个季节,影响种群数量的因素既有密度制约因素,也有非密度制约因素;在食物和空间充裕的条件下,非密度制约因素也会影响种群密度。
3.“旱收蚂蚱,涝收鱼,大旱起蝗灾”,干旱年份,土壤含水量下降,有利于蝗虫卵的孵化,极易发生蝗灾。科研工作者揭示了蝗虫聚群成灾的奥秘——飞蝗群聚信息素4VA(4-乙烯基苯甲醚),4VA能够响应蝗虫种群密度的变化,并随着种群密度增加而增加。下列叙述正确的是(　　)
[A] 水分是影响蝗虫种群数量变化的密度制约因素
[B] 我国一方面通过化学和生物防治来降低蝗虫密度,另一方面改造飞蝗发生区,从而对蝗虫进行防治
[C] 可根据4VA的结构设计拮抗剂,从而改变蝗虫的性别比例
[D] 4VA通过负反馈方式调节蝗虫种群密度
【答案】 B
【解析】 水分是影响蝗虫种群数量变化的非密度制约因素;我国一方面通过化学和生物防治来降低蝗虫密度,另一方面改造飞蝗发生区,从蝗虫的生存环境等方面进行防治;可根据4VA的结构设计拮抗剂,从而阻止蝗虫的聚集,改变蝗虫种群的分布,但是无法判断是否改变了性别比例;4VA能够响应蝗虫种群密度的变化,并随着种群密度增加而增加,说明4VA通过正反馈调节方式调节蝗虫种群密度。
4.下图为某地东亚飞蝗种群数量变化示意图。下列叙述错误的是(　　)
[A] 为有效防治蝗灾,应在a点之前及时控制种群密度
[B] ab段该种群的增长率与种群密度之间呈正相关
[C] 利用性引诱剂诱杀雄虫改变性别比例可防止c点出现
[D] 控制种群数量在de段水平,有利于将虫害程度降到低水平
【答案】 B
【解析】 害虫防治需要在K/2之前(即a点之前)进行,而且越早越好;ab段该种群的增长率下降,而种群密度仍在增大;利用性引诱剂诱杀雄虫改变性别比例后,蝗虫种群内的雌雄比例失调,导致种群内出生率下降,可防止c点出现;de段东亚飞蝗种群数量较少,有利于将虫害程度降到低水平。
5.(多选)(2025·唐山期末)下图表示“S”形增长的某鱼种群的出生率、死亡率和种群数量的关系。据此分析,下列有关叙述错误的是(　　)
[A] 要持续获得较大的鱼产量,应尽量使捕捞后的鱼的种群数量接近a
[B] 当种群数量达到环境容纳量时,对应的种群数量是b
[C] 当种群数量为c时,该种群的年龄结构为增长型
[D] 限制d点种群数量增加的因素主要是密度制约因素
【答案】 CD
【解析】 b点出生率等于死亡率,种群数量达到K值,a点时的数量约为b点时数量的一半,为K/2,此时增长速率较快,因此要持续获得较大的鱼产量,应尽量使捕捞后的鱼的种群数量接近a;当种群数量为c时,出生率小于死亡率,种群数量下降,该种群的年龄结构为衰退型;d点出生率为0,死亡率很高,最可能是受非密度制约因素的影响,如干旱、严寒等自然灾难等。
　　“种群存活力”分析可用于研究一些因素如何影响到种群灭绝的可能性,这种研究
方法已被用来评价秦岭大熊猫现有种群的存活能力,并借此探讨相应的保护措施。
(1)在环境条件不变的情况下,对秦岭大熊猫进行“种群存活力”分析时,得到下表所示的
数据:
初始种群规模/只 种群在200年内的灭绝概率
10 0.412
20 0.132
25 0.076
28 0.065
30 0.041
40 0.010
50 0.002
70 0
若以“种群在200年内的灭绝概率小于5%”作为种群可以维持存活的标准,则该种群维持存活所需的最小初始规模范围在28～30只之间。
(2)若以环境质量下降、自然灾害以及人类的偷猎和捕捉等限制种群数量增长的环境阻力为“限制压”,下图曲线表示不同“限制压”(以小数表示)下初始种群规模不同的种群与其在200年内的灭绝概率的关系。
由图可知,随着限制压的增大,种群灭绝的可能性会增大(填“增大”“减小”或“不变”),维持种群存活的最小规模会增大(填“增大”“减小”或“不变”)。若以种群的灭绝概率小于5%作为可维持存活的标准,则当限制压为0.02时,“最小存活种群”的规模为160只。
(3)基于上述研究结果,请你提出2个针对秦岭大熊猫的保护建议:逐步恢复并改善大熊猫的生存环境、禁止偷猎和捕捉。
课时作业
(时间:30分钟　分值:45分)
第1～7题每题3分,第8～9题每题6分,共计33分。
基础对点练
知识点1　影响种群数量变化的因素
1.就像“离离原上草”一样,自然界中的种群数量总是不断变动。下列说法错误的是(　　)
[A] 种群数量增加到一定程度会对种群的增长产生抑制
[B] 食物和天敌对种群数量的影响程度与种群密度密切相关
[C] 非生物因素对种群数量变化的影响往往是单一性的
[D] 研究种群数量变化对合理利用生物资源具有重要意义
【答案】 C
【解析】 非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。
2.(2025·郑州检测)某研究人员取数目相同的双小核草履虫和大草履虫,以一种杆菌为饲料进行混合培养,数量变化如图所示,下列叙述错误的是(　　)
[A] 装置中双小核草履虫和大草履虫分别属于不同种群
[B] 大约在第8 d左右,双小核草履虫的增长速率最快
[C] 24 d时双小核草履虫数量略有下降的主要因素是种内竞争
[D] 大草履虫的种群增长速率是先增大后减小至零
【答案】 D
【解析】 双小核草履虫和大草履虫属于不同种生物,属于不同种群;据题图可知,双小核草履虫的增长速率大约在第8 d左右(种群数量约为K/2)达到最快;24 d时大草履虫数量非常少,因此双小核草履虫数量略有下降的主要因素是种群内个体数量太多,资源有限,种内竞争激烈;大草履虫的种群增长速率是先增大后减小至零,再变为负值。
3.(2025·德州月考)自然界中种群的数量变化会受到多种因素的影响。随种群密度的增长,不同因素(a、b、c)对种群死亡率的影响如图所示。下列说法正确的是(　　)
[A] a和b属于密度制约因素,c属于非密度制约因素
[B] 种群数量超过K值时,a因素的制约作用会减弱
[C] 传染病在密度大的种群中更容易传播,可用c代表
[D] 寒流对某种食草动物种群密度的影响,可用b表示
【答案】 D
【解析】 随着种群密度的增大,b的死亡率不变,故b代表非密度制约因素;当种群数量超过K值时,种群密度过大会导致种内竞争加剧,密度制约因素a对种群的作用增强,种群的死亡率增加;传染病在密度大的种群中更容易传播,可用a代表;寒流属于非密度制约因素,对某种食草动物种群密度的影响可用b表示。
4.下图为自然界中某动物种群数量动态变化示意图,下列相关叙述不正确的是(　　)
[A] 该种群的环境容纳量为2 000只,该值的大小受到气候等各种非生物因素的影响
[B] t2时该种群的年龄结构为增长型
[C] t1时该动物种群数量达到最大值,以该种群为食的天敌数量还未达到最大值
[D] t1～t2种群数量变化既与食物、天敌等生物因素有关,也与温度等非生物因素有关
【答案】 A
【解析】 环境容纳量是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量,而非种群能达到的最大数量,故该种群的环境容纳量小于2 000只;从曲线图可以看出,t2时刻之后,种群数量又开始增加,则t2时该种群的年龄结构为增长型;t1时该动物种群数量达到最大值,以该种群为食的天敌因食物充足,后期会出现出生率升高死亡率降低的现象,故t1时该动物种群数量达到最大值时,其天敌数量还未达到最大值;种群数量的波动(变化)同时受到生物因素和非生物因素的影响。
知识点2　种群研究的应用
5.《孟子·梁惠王上》提到“数罟不入洿池,鱼鳖不可胜食也”(数罟:细网)。已知某池塘中某种鱼的环境容纳量为K,下列有关说法错误的是(　　)
[A] 在捕捞该种鱼时应控制种群的年龄结构为增长型
[B] “数罟不入洿池”是为了保护幼小个体
[C] 应在K/2之前用粗网对该种鱼进行捕捞
[D] 在用标记重捕法统计该种鱼数量时,标记物易被鱼吞食消化,会使统计结果偏大
【答案】 C
【解析】 为保持该种鱼较大的种群增长速率,捕捞应在K/2之后进行。
6.下列关于环境容纳量(K值)的叙述,正确的是(　　)
[A] 人为地一次性捕杀部分家鼠后,其K值迅速降低
[B] 应在蝗虫数量达到K/2时着手进行防治
[C] 建立大熊猫自然保护区会使大熊猫种群数量增加,但K值不变
[D] 通过改造蝗虫发生地环境降低其环境容纳量可有效治理蝗灾
【答案】 D
【解析】 人为地一次性捕杀部分家鼠,不能使其环境容纳量降低,而是使种群数量降低;应在蝗虫数量达到K/2之前着手进行防治;建立大熊猫自然保护区会使大熊猫种群数量增加,同时K值也会增加;通过改造蝗虫发生地环境降低其环境容纳量可有效治理蝗灾。
7.棉蚜是常见的农作物害虫,它们寄生于棉花、花生等植物上,会吸取植物汁液导致植物叶片干枯、萎缩,并严重影响农作物产量。喷施农药是防治害虫的常见方式,喷施农药后,棉蚜种群密度的变化情况如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
[A] 施药后的前两天棉蚜数量急剧下降的主要原因是死亡率较高
[B] 相比于第2 d,第8 d的棉蚜种群种内竞争加剧
[C] 农药的使用可导致害虫种群的抗药性增强
[D] 若引入棉蚜的天敌,则棉蚜种群数量的变化曲线与图示完全相同
【答案】 D
【解析】 施药后的前两天棉蚜数量急剧下降,主要是因为农药的作用导致棉蚜的死亡率较高;第8 d棉蚜种群数量比第2 d多,种群密度增大,种内竞争加剧;农药的使用对害虫进行了选择,抗药性弱的个体死亡,抗药性强的个体存活并繁殖,导致害虫种群的抗药性增强;引入棉蚜的天敌,增大了棉蚜的生存阻力,其种群数量下降后很难再恢复到原来的水平,因此棉蚜种群数量的变化曲线不会与图示完全相同。
综合提升练
8.(多选)(2025·石家庄月考)米象是一种以小麦等为食、活动能力弱的昆虫。在食物与空间不受限制、没有天敌的环境中,温度和小麦含水量对该种温带米象种群增长速率(γm——单位时间内种群数量的改变量)的影响如下图所示。下列分析错误的是(　　)
[A] 在25 ℃、小麦含水量为10%时米象种群数量开始下降
[B] 温度和小麦含水量是影响米象种群数量变化的非生物因素
[C] 在小麦含水量为14%、30 ℃条件下米象种群数量最大
[D] 在30 ℃、小麦含水量为14%的容器中,米象种群将呈“S”形增长
【答案】 AC
【解析】 在25 ℃、小麦含水量为10%时,米象种群增长速率开始下降,但增长速率大于零,种群数量仍然在增加;温度和小麦含水量是影响米象种群数量变化的非生物因素;在小麦含水量为14%、30 ℃条件下米象种群增长速率最大,但种群数量并未达到最大;因容器内小麦的数量有限、米象存在种内竞争等,米象种群将呈“S”形增长。
9.(多选)当捕捞对象的种群数量减少后,人们往往会希望通过增加收获努力以获得相同的收获量。但为了获得最大持续产量(MSY),在渔业捕捞时往往需要努力限制。大黄鱼是我国重要的海洋经济鱼类,下图表示不同努力水平对某大黄鱼种群的影响,其中实线表示大黄鱼的净补充量(出生数与死亡数的差值)随种群密度的变化,虚线表示四种不同努力水平下的收获量。下列叙述正确的是(　　)
[A] 当种群密度为N时,大黄鱼的种群数量达到K值
[B] 要想获得MSY,捕捞后大黄鱼的种群密度应处于Nm
[C] 与低努力水平相比,高努力水平有利于持续得到更多收获
[D] 收获努力水平是影响大黄鱼种群数量变化的密度制约因素
【答案】 ABD
【解析】 分析题图可知,当种群密度为N时,大黄鱼的净补充量为0,即出生数等于死亡数,种群数量达到K值;捕捞后大黄鱼的种群密度处于Nm时,大黄鱼的净补充量(出生数与死亡数的差值)最大,即种群增长速率最大,此时有利于获得MSY;分析题图可知,低努力水平时虚线与实线的交点(收获量等于净补充量)高于高努力水平,说明与高努力水平相比,低努力水平有利于持续得到更多收获;收获努力水平对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的,属于密度制约因素。
10.(12分)轮虫是鱼苗主要的饵料,研究人员利用轮虫和鱼类用滤网隔开并与微藻共存的生态方法培养轮虫,研究其种群密度,结果如图所示。回答下列问题。
(1)本实验主要从　　　(填“非生物因素”或“生物因素”)的角度研究轮虫的种群数量变化,该因素通过直接影响轮虫种群的　　　　　　　　等数量特征直接决定种群密度。
(2)图中1组和2组结果显示前6 d轮虫种群近似呈　　　　形增长,其中泥鳅组轮虫的环境容纳量对应的种群密度接近　　　　。食物和空间是后期种群数量下降的主要因素,这些因素的作用强度与密度相关,因此称为　　　　。
(3)根据实验结果可以得出结论:生态培养可以提高种群密度,并且使密度超过100个·mL-1的时间占6 d以上,远超对照组,说明生态培养可以　　　　　　　　　　　。
【答案】 (每空2分)
(1)生物因素　出生率和死亡率
(2)“J”　150个·mL-1　密度制约因素
(3)提高轮虫种群密度和延长高峰期的时间
【解析】 (1)对该研究的设置条件(自变量)进行分析发现,该实验主要通过和不同生物共存的方式来养殖轮虫,所以是从生物因素的角度进行研究的,因为是在相对封闭的环境中养殖,所以不涉及迁入率和迁出率,直接影响轮虫种群密度的数量特征是出生率和死亡率。(2)前6 d 1组和2组轮虫种群数量的增长比较快,近似呈“J”形增长,其中泥鳅组轮虫的种群密度最后维持在150个·mL-1左右,此时的种群数量为泥鳅组轮虫的环境容纳量。食物的减少和空间的限制均会影响种群数量,这些因素的作用强度与密度相关,称为密度制约因素。(3)从种群密度提高的角度出发,曲线图显示,与对照组相比,生态培养条件下轮虫种群密度更大,且维持的时间更长,可说明生态培养一方面可以提高轮虫种群密度,另一方面可以延长高峰期的时间。第3节　影响种群数量变化的因素
课时作业
(时间:30分钟　分值:45分)
第1～7题每题3分,第8～9题每题6分,共计33分。
基础对点练
知识点1　影响种群数量变化的因素
1.就像“离离原上草”一样,自然界中的种群数量总是不断变动。下列说法错误的是(　　)
[A] 种群数量增加到一定程度会对种群的增长产生抑制
[B] 食物和天敌对种群数量的影响程度与种群密度密切相关
[C] 非生物因素对种群数量变化的影响往往是单一性的
[D] 研究种群数量变化对合理利用生物资源具有重要意义
【答案】 C
【解析】 非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。
2.(2025·郑州检测)某研究人员取数目相同的双小核草履虫和大草履虫,以一种杆菌为饲料进行混合培养,数量变化如图所示,下列叙述错误的是(　　)
[A] 装置中双小核草履虫和大草履虫分别属于不同种群
[B] 大约在第8 d左右,双小核草履虫的增长速率最快
[C] 24 d时双小核草履虫数量略有下降的主要因素是种内竞争
[D] 大草履虫的种群增长速率是先增大后减小至零
【答案】 D
【解析】 双小核草履虫和大草履虫属于不同种生物,属于不同种群;据题图可知,双小核草履虫的增长速率大约在第8 d左右(种群数量约为K/2)达到最快;24 d时大草履虫数量非常少,因此双小核草履虫数量略有下降的主要因素是种群内个体数量太多,资源有限,种内竞争激烈;大草履虫的种群增长速率是先增大后减小至零,再变为负值。
3.(2025·德州月考)自然界中种群的数量变化会受到多种因素的影响。随种群密度的增长,不同因素(a、b、c)对种群死亡率的影响如图所示。下列说法正确的是(　　)
[A] a和b属于密度制约因素,c属于非密度制约因素
[B] 种群数量超过K值时,a因素的制约作用会减弱
[C] 传染病在密度大的种群中更容易传播,可用c代表
[D] 寒流对某种食草动物种群密度的影响,可用b表示
【答案】 D
【解析】 随着种群密度的增大,b的死亡率不变,故b代表非密度制约因素;当种群数量超过K值时,种群密度过大会导致种内竞争加剧,密度制约因素a对种群的作用增强,种群的死亡率增加;传染病在密度大的种群中更容易传播,可用a代表;寒流属于非密度制约因素,对某种食草动物种群密度的影响可用b表示。
4.下图为自然界中某动物种群数量动态变化示意图,下列相关叙述不正确的是(　　)
[A] 该种群的环境容纳量为2 000只,该值的大小受到气候等各种非生物因素的影响
[B] t2时该种群的年龄结构为增长型
[C] t1时该动物种群数量达到最大值,以该种群为食的天敌数量还未达到最大值
[D] t1～t2种群数量变化既与食物、天敌等生物因素有关,也与温度等非生物因素有关
【答案】 A
【解析】 环境容纳量是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量,而非种群能达到的最大数量,故该种群的环境容纳量小于2 000只;从曲线图可以看出,t2时刻之后,种群数量又开始增加,则t2时该种群的年龄结构为增长型;t1时该动物种群数量达到最大值,以该种群为食的天敌因食物充足,后期会出现出生率升高死亡率降低的现象,故t1时该动物种群数量达到最大值时,其天敌数量还未达到最大值;种群数量的波动(变化)同时受到生物因素和非生物因素的影响。
知识点2　种群研究的应用
5.《孟子·梁惠王上》提到“数罟不入洿池,鱼鳖不可胜食也”(数罟:细网)。已知某池塘中某种鱼的环境容纳量为K,下列有关说法错误的是(　　)
[A] 在捕捞该种鱼时应控制种群的年龄结构为增长型
[B] “数罟不入洿池”是为了保护幼小个体
[C] 应在K/2之前用粗网对该种鱼进行捕捞
[D] 在用标记重捕法统计该种鱼数量时,标记物易被鱼吞食消化,会使统计结果偏大
【答案】 C
【解析】 为保持该种鱼较大的种群增长速率,捕捞应在K/2之后进行。
6.下列关于环境容纳量(K值)的叙述,正确的是(　　)
[A] 人为地一次性捕杀部分家鼠后,其K值迅速降低
[B] 应在蝗虫数量达到K/2时着手进行防治
[C] 建立大熊猫自然保护区会使大熊猫种群数量增加,但K值不变
[D] 通过改造蝗虫发生地环境降低其环境容纳量可有效治理蝗灾
【答案】 D
【解析】 人为地一次性捕杀部分家鼠,不能使其环境容纳量降低,而是使种群数量降低;应在蝗虫数量达到K/2之前着手进行防治;建立大熊猫自然保护区会使大熊猫种群数量增加,同时K值也会增加;通过改造蝗虫发生地环境降低其环境容纳量可有效治理蝗灾。
7.棉蚜是常见的农作物害虫,它们寄生于棉花、花生等植物上,会吸取植物汁液导致植物叶片干枯、萎缩,并严重影响农作物产量。喷施农药是防治害虫的常见方式,喷施农药后,棉蚜种群密度的变化情况如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
[A] 施药后的前两天棉蚜数量急剧下降的主要原因是死亡率较高
[B] 相比于第2 d,第8 d的棉蚜种群种内竞争加剧
[C] 农药的使用可导致害虫种群的抗药性增强
[D] 若引入棉蚜的天敌,则棉蚜种群数量的变化曲线与图示完全相同
【答案】 D
【解析】 施药后的前两天棉蚜数量急剧下降,主要是因为农药的作用导致棉蚜的死亡率较高;第8 d棉蚜种群数量比第2 d多,种群密度增大,种内竞争加剧;农药的使用对害虫进行了选择,抗药性弱的个体死亡,抗药性强的个体存活并繁殖,导致害虫种群的抗药性增强;引入棉蚜的天敌,增大了棉蚜的生存阻力,其种群数量下降后很难再恢复到原来的水平,因此棉蚜种群数量的变化曲线不会与图示完全相同。
综合提升练
8.(多选)(2025·石家庄月考)米象是一种以小麦等为食、活动能力弱的昆虫。在食物与空间不受限制、没有天敌的环境中,温度和小麦含水量对该种温带米象种群增长速率(γm——单位时间内种群数量的改变量)的影响如下图所示。下列分析错误的是(　　)
[A] 在25 ℃、小麦含水量为10%时米象种群数量开始下降
[B] 温度和小麦含水量是影响米象种群数量变化的非生物因素
[C] 在小麦含水量为14%、30 ℃条件下米象种群数量最大
[D] 在30 ℃、小麦含水量为14%的容器中,米象种群将呈“S”形增长
【答案】 AC
【解析】 在25 ℃、小麦含水量为10%时,米象种群增长速率开始下降,但增长速率大于零,种群数量仍然在增加;温度和小麦含水量是影响米象种群数量变化的非生物因素;在小麦含水量为14%、30 ℃条件下米象种群增长速率最大,但种群数量并未达到最大;因容器内小麦的数量有限、米象存在种内竞争等,米象种群将呈“S”形增长。
9.(多选)当捕捞对象的种群数量减少后,人们往往会希望通过增加收获努力以获得相同的收获量。但为了获得最大持续产量(MSY),在渔业捕捞时往往需要努力限制。大黄鱼是我国重要的海洋经济鱼类,下图表示不同努力水平对某大黄鱼种群的影响,其中实线表示大黄鱼的净补充量(出生数与死亡数的差值)随种群密度的变化,虚线表示四种不同努力水平下的收获量。下列叙述正确的是(　　)
[A] 当种群密度为N时,大黄鱼的种群数量达到K值
[B] 要想获得MSY,捕捞后大黄鱼的种群密度应处于Nm
[C] 与低努力水平相比,高努力水平有利于持续得到更多收获
[D] 收获努力水平是影响大黄鱼种群数量变化的密度制约因素
【答案】 ABD
【解析】 分析题图可知,当种群密度为N时,大黄鱼的净补充量为0,即出生数等于死亡数,种群数量达到K值;捕捞后大黄鱼的种群密度处于Nm时,大黄鱼的净补充量(出生数与死亡数的差值)最大,即种群增长速率最大,此时有利于获得MSY;分析题图可知,低努力水平时虚线与实线的交点(收获量等于净补充量)高于高努力水平,说明与高努力水平相比,低努力水平有利于持续得到更多收获;收获努力水平对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的,属于密度制约因素。
10.(12分)轮虫是鱼苗主要的饵料,研究人员利用轮虫和鱼类用滤网隔开并与微藻共存的生态方法培养轮虫,研究其种群密度,结果如图所示。回答下列问题。
(1)本实验主要从　　　(填“非生物因素”或“生物因素”)的角度研究轮虫的种群数量变化,该因素通过直接影响轮虫种群的　　　　　　　　等数量特征直接决定种群密度。
(2)图中1组和2组结果显示前6 d轮虫种群近似呈　　　　形增长,其中泥鳅组轮虫的环境容纳量对应的种群密度接近　　　　。食物和空间是后期种群数量下降的主要因素,这些因素的作用强度与密度相关,因此称为　　　　。
(3)根据实验结果可以得出结论:生态培养可以提高种群密度,并且使密度超过100个·mL-1的时间占6 d以上,远超对照组,说明生态培养可以　　　　　　　　　　　。
【答案】 (每空2分)
(1)生物因素　出生率和死亡率
(2)“J”　150个·mL-1　密度制约因素
(3)提高轮虫种群密度和延长高峰期的时间
【解析】 (1)对该研究的设置条件(自变量)进行分析发现,该实验主要通过和不同生物共存的方式来养殖轮虫,所以是从生物因素的角度进行研究的,因为是在相对封闭的环境中养殖,所以不涉及迁入率和迁出率,直接影响轮虫种群密度的数量特征是出生率和死亡率。(2)前6 d 1组和2组轮虫种群数量的增长比较快,近似呈“J”形增长,其中泥鳅组轮虫的种群密度最后维持在150个·mL-1左右,此时的种群数量为泥鳅组轮虫的环境容纳量。食物的减少和空间的限制均会影响种群数量,这些因素的作用强度与密度相关,称为密度制约因素。(3)从种群密度提高的角度出发,曲线图显示,与对照组相比,生态培养条件下轮虫种群密度更大,且维持的时间更长,可说明生态培养一方面可以提高轮虫种群密度,另一方面可以延长高峰期的时间。

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