資源簡介

第十二單元 種群和群落
種群的概念：在一定的自然區域內，同種生物的全部個體。
種群密度：種群在單位面積或單位體積中的個體數。它是種群最基本的數量特征。
3.種群密度的應用
（1）瀕危動物保護。
（2）農學雜草狀況調查。
（3）農林害蟲的監測和預報。
（4）漁業上捕撈強度的確定。
4.種群密度的調查方法
（1）樣方法
適用范圍：植物的種群密度，昆蟲卵的密度、作物植株上蚜蟲的密度、跳蝻的密度等。
操作步驟：隨機選取若干個樣方→計數每個樣方內的個體數→求每個樣方的種群密度→求所有樣方種群密度的平均值
常用取樣方法：五點取樣法、等距取樣法。
（2）標志重捕法
適用范圍：活動能力強，活動范圍大的動物。
操作步驟：捕獲一部分個體→做上標記后再放回原來的環境→一段時間后進行重捕→根據重捕到的動物中標記個數占總個體數的比例，來估算種群密度
5.出生率和死亡率
出生率：單位時間內新產生的個體數目占該種群個體總數的比率。
死亡率：單位時間內死亡的個體數目占該種群個體總數的比率。
意義：決定種群大小和種群密度的重要因素。
6.遷入率和遷出率
概念：單位時間內遷入或遷出的個體，占該種群個體總數的比率。
意義：決定種群大小和種群密度的重要因素。
7.年齡結構
年齡結構：指一個種群中各年齡期的個體數目的比例。
類型：增長型、穩定型和衰退型。
意義：可以預測該種群的數量變化趨勢。
8.性別比例
概念：種群中雌雄個體數目的比例。
意義：對種群密度有一定的影響。
應用：性引誘劑（信息素）誘殺某種害蟲的雄性個體→破壞害蟲種群正常的性別比例→降低害蟲的種群密度。
9.種群特征之間的聯系
*注：“＋”“－”分別表示增加和減少；“→”“—→”分別表示直接作用和間接影響。
*分析
最基本的數量特征：種群密度。種群密度越高，一定范圍內種群個體數量越多，即種群密度與種群數量呈正相關。
決定種群大小和種群密度的直接因素：出生率＞死亡率，種群數量增加；反之，種群數量減少。
間接影響種群密度和種群數量：年齡組成和性別比例是通過影響出生率和死亡率間接影響種群密度和種群數量的，是預測種群密度（數量）未來變化趨勢的重要依據。其中年齡組成既能影響出生率，又能影響死亡率，而性別比例只能影響出生率。
預測種群數量的變化趨勢：年齡組成。這種趨勢不一定能實現，如氣候、天敵、食物等環境因素發生改變。
10.種間關系的應用
利用性外激素誘捕雄蛾——通過改變性別比例來降低出生率。
將性外激素釋放到田地里，干擾雌雄蛾正常交尾——降低出生率。
11.建構種群增長模型
（1）數學模型：用來描述一個系統或它的性質的數學形式。
（2）構建方法
12.種群的“J”形增長：理想條件下的種群，以時間為橫坐標，種群數量為縱坐標畫出曲線來表示，大致呈“J”形。
數學模型
13.模型假設
（1）條件：食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等。
（2）數量變化：種群的數量每年以一定的倍數增長，第二年的數量是第一年的λ倍 。
（3）建立模型：t年后種群數量為：Nt＝N0λt。
（4）模型中各參數意義：N0為該種群的起始數量，t為時間（年），Nt表示t年后該種群的數量，λ表示該種群數量是一年前種群數量的倍數。
14.種群增長的“S”形增長
（1）形成條件：資源和空間是有限的；種內競爭加??；捕食者增多。
（2）形成原因：
（3）曲線圖
（4）環境容納量：在環境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數量，又稱K值。
（5）應用
建立自然保護區，從而提高環境容納量，例如為增加大熊貓的種群數量而設立的臥龍自然保護區。
15.探究培養液中酵母菌種群數量的變化
實驗原理
（1）用液體培養基培養酵母菌，種群的增長受培養液的成分、空間、pH、溫度等因素的影響。
（2）在理想的無限環境中，酵母菌種群數量的增長呈“J”型曲線；在有限的環境下，酵母菌種群數量的增長呈“S”型曲線。
實驗步驟
酵母菌培養：液體培養基，無菌操作。
振蕩培養基：酵母菌均勻分布在培養基中。
觀察并計數：每天將含有酵母菌的培養液滴在計數板上，計數一個小方格內的酵母菌數量，再以此為分居，估算試管中的酵母菌總數。
重復以上兩個步驟：連續觀察7天，統計數目。
繪圖分析：將所得數值用曲線表示出來，得出酵母菌種群數量的變化規律。
16.血細胞計數板及其使用方法
血細胞計數板。
血細胞計數板（如圖A所示）由一塊厚玻璃片特制而成，其中央有兩個計數室。每個計數室劃分為9個大方格（如圖B所示），每個大方格的面積為1 mm2，加蓋玻片后的深度為0.1 mm，因此，每個大方格的容積為0.1 mm3。
計數室通常有兩種規格：一種是一個大方格分成16個中方格，而每個中方格又分成25個小方格；另一種是一個大方格分成25個中方格，而每個中方格又分成16個小方格。但無論是哪種規格的計數板，每一個大方格中的小方格數都是相同的，即16×25＝400（個）小方格。
計數方法。
如果是25×16的計數板，一般選取計數室四個角及中央共五個中方格（共80個小方格）進行計數；如果是16×25的計數板，要取左上、右上、左下、右下4個中方格（即100個小格）進行計數。
計算方法。
（1）25×16的血細胞計數板：酵母細胞數（個/mL）＝（5個中方格內酵母細胞個數/80）×400×104×稀釋倍數。
（2）16×25的血細胞計數板：酵母細胞數（個/mL）＝（4個中方格內酵母細胞個數/100）×400×104×稀釋倍數。
17.影響種群數量的非生物因素：在自然界，種群的數量變化受到陽光、溫度、水等非生物因素的影響。
（1）森林中林下植物的種群密度主要取決于林冠層的郁閉度，即主要取決于林下植物受到的光照強度。
（2）在溫帶和寒溫帶地區，許多植物的種子在春季萌發，這主要受到氣溫升高的影響。
（3）蚊類等昆蟲在寒冷冬季到來時一般會全部死亡，這主要受氣溫降低的影響。
（4）對于東亞飛蝗來說，氣候干旱正是某種群爆發式增長的主要原因。
（5）非生物因素對種群數量變化的影響往往是綜合性的。
18.生物因素
（1）隨著種群的增長，種內競爭會加劇，從而使種群的增長受到限制。
（2）在自然界，任何一個種群都與其他種群有著密切的關系。
除頂級捕食者外，每種動植物都可能是其他某種生物的捕食對象，如果食物匱乏，動物種群會出現出生率降低、死亡率升高的現象。
森林中不同植物競爭陽光和養分，草原上非洲獅與獵豹競爭獵物，這也會導致種群數量的變化。
作為宿主的動物被寄生蟲寄生，細菌或病毒引起傳染病，也會影響種群的出生率和死亡率等特征，進而影響種群的數量變化。
19.種群研究的意義
（1）野生生物資源的合理利用和保護。
（2）有害生物的防治。
（3）瀕危動物的保護。
20.種群研究的應用
（1）合適捕撈量的確定：研究表明，中等強度的捕撈（捕撈量在K/2左右）有利于持續獲得較大的魚產量。
（2）有害生物的防治實例：
在鼠害發生時，既適當采用化學和物理的方法控制現存害鼠的種群數量，又通過減少其獲得食物的機會等方法降低其環境容納量，才能使鼠害得到有效防治。
對農林害蟲的防治，如果一味依賴噴灑農藥的方法，既造成環境污染，又傷及害蟲的天敵；有效保護或引入天敵生物，則有利于將害蟲數量控制在較低的水平。
21.群落的概念：相同時間內聚集在一定地域中各種生物種群的集合。
22.群落水平上研究的問題
群落的范圍和邊界如何？
群落中各個種群之間的相互關系是怎樣的？
群落中有多少種群？那些種群占優勢？
群落具有怎樣的空間結構？
群落中各個種群分別占據什么位置？
群落的演替情況是怎樣的？
23.群落的物種組成
（1）意義：是區別不同群落的重要特征。
（2）衡量指標：豐富度，即群落中物種的數目。
（3）規律：不同群落豐富度不同，一般越靠近熱帶地區，單位面積內的物種越豐富。
（4）特點：群落中的物種組成不是固定不變的。隨著時間和環境的變化，原來不占優勢的物種可能逐漸變得有優勢；原來占優勢的物種也可能逐漸失去優勢，甚至從群落中消失。
24.群落中生物的種間關系
種間的關系（不同種生物的關系）包括競爭、捕食、原始合作、互利共生和寄生等。
互利共生：兩者生活在一起，相互依賴，彼此有利，如豆科植物和根瘤，人和腸道細菌。
寄生：一種生物從另一種生物（宿主）的體液、組織或已消化的物質中獲取營養并通常對宿主產生危害的現象，如植物和菟絲子，噬菌體和病毒，絳蟲和豬。
競爭：兩種或更多種生物共同利用同樣的有限資源和空間而產生的相互排斥的現象，如牛和羊，田里的水稻和雜草。
捕食：一種生物以另一種生物為食的現象。如羊吃草，狼吃鹿。
原始合作：兩種生物共同生活在一 起時，雙方都彼此受益，但分開后，各自也能獨立生活。
25.土壤生物的特點及調查方法
有較強的活動能力，而且身體微小，因此不適于用樣方法或標志重捕法進行調查。進行這類研究時，常用取樣器取樣的方法進行采集、調查。
26.豐富度的統計方法：一是記名計算法，二是目測估計法。
（1）記名計算法：在一定面積的樣地中，直接數出各種群的個體數，這一般適用于個體較大、種群數量有限的群落。
（2）目測估計法：按預先確定的多度等級來估計單位面積上個體數量的多少。等級的劃分和表示方法有“非常多、多、較多、較少、少、很少”等。
27.方法步驟：制作取樣器→取樣→采集小動物→觀察和分類→統計和分析。
（1）準備：①制作取樣器；②記錄調查地點的地形和環境情況
（2）取樣：①去表層落葉；②取一定土壤樣品；③注明取樣的時間和地點等
（3）采集小動物：①常規方法：誘蟲器取蟲；②簡易方法：鑷子或吸蟲器取蟲
（4）觀察和分類：①設計表格便于記錄；②借助動物圖鑒查清名稱；③使用放大鏡、實體鏡觀察
（5）統計和分析：①統計豐富度；②完成研究報告
（6）得出結論：
組成不同群落的優勢物種是不同的，不同群落的物種豐富度是不同的。
一般來說環境條件越優越，群落發育的時間越長，物種越多，群落結構也越復雜。
※注意事項：
（1）取樣時應注意隨機取樣，避免人為心理作用，以免結果偏差較大。
（2）小動物類群因所取地段不同，可能差異較大。從不同營養環境中采集的土壤樣本要分開統計，并盡可能多地收集小動物。
（3）取樣時盡量不要破壞環境，同時注意安全。
（4）在裝樣土的塑料袋上要標明取樣的地點和時間。
（5）本實驗調查的對象是樣本內肉眼可見（可借助放大鏡、實體鏡）的所有動物，調查的指標是動物的種類豐富度和數量豐富度。
28.垂直結構
（1）表現：垂直方向上有明顯的分層現象。
（2）影響因素
植物：陽光。動物：棲息空間和食物條件。
（3）意義：顯著提高了群落利用陽光等環境資源的能力。
29.水平結構
（1）表現：水平方向上生物常呈鑲嵌分布。
（2）影響因素：地形變化、土壤濕度、鹽堿度的差異、光照強度、生物自身生長特點的不同以及人和動物的影響等。
30.群落的季節性
（1）概念：指由于陽光、溫度和水分等隨季節而變化，群落的外貌和結構也會隨之發生有規律的變化。
（2）舉例：有些種類的植物在早春來臨時開始萌發，并迅速開花和結實，到了夏季其生活周期結束；另一些種類的植物則在夏季達到生命活動的高峰，從而導致群落在春季和夏季的物種組成和空間結構發生改變。
31.生態位
（1）概念：一個物種在群落中的地位或角色。
（2）舉例：某種食蟲蝙蝠只在夜間活動。
32.對生態位概念的理解
（1）群落中占據了相同生態位的兩個物種，會通過種間競爭相互爭奪生態位，結果可能是其中一個物種趨于滅絕，也可能是其通過自然選擇，生態位發生分化，較少或排除相互競爭，達到共存。
（2）生態位的分化提高了群落中生物利用環境資源的能力。
（3）一個穩定的群落中，由于各種群在群落中具有各自的生態位，種群間能避免直接的競爭，從而保障了群落的穩定，即生態位的多樣性是群落結構相對穩定的基礎。
33.主要的陸地生物群落類型：
（1）分類依據：群落的外貌和物種組成。
（2）類型：森林、草原、荒漠和苔原等。
34.荒漠生物群落
（1）氣候特點：極度干旱，年降水量稀少且分布不均勻。
（2）群落結構：非常簡單。
（3）整體特點：沙礫裸露，植被極度稀疏。
（4）生物特點：耐旱。
（5）主要植物：仙人掌屬植物、駱駝刺屬植物。
（6）主要動物：爬行類、嚙齒目、鳥類和蝗蟲。
（7）動植物適應策略：
仙人掌：肥厚的肉質莖，葉呈針狀，氣孔夜晚開放。
駱駝剌：植株幾厘米高，根可長達15m。
蜥蜴和蛇：表皮外有角質鱗片，有助于減少水分蒸發；蛋殼堅硬，能保護正在發育的胚胎；體溫變化，利用太陽升高體溫。
某些爬行動物甚至以固態尿酸鹽的形式排泄含氮廢物，以減少水分的流失。
35.草原生物群落
（1）氣候特點：半干旱，降水量不均勻。
（2）群落結構：相對簡單。
（3）整體特點：草本植物如地毯般鋪向天邊。
（4）生物特點：耐寒的旱生多年生草本植物占優勢；動物大都具有挖洞或快速奔跑的特點。
（5）植物適應策略：葉片狹窄，表面有茸毛或蠟質層，能抵抗干旱。
36.森林生物群落
（1）氣候特點：濕潤或者較濕潤地區。
（2）群落結構：非常復雜且相對穩定。
（3）森林上的動植物類型：森林中有喬木、灌木和藤本植物，樹棲和攀緣類的動物特別多。
（4）整體特點：樹木繁茂，樹冠遮天蔽日。
（5）生物特點：有喬木、灌木、草本和藤本植物；營樹棲和攀緣生活的動物種類特別多
（6）結構特點：森林中陽生植物多居上層，能吸收比較強的陽光。而林下光線相對較弱。所以，三七、人參、黃連、半夏、貝母以及某些蕨類、苔蘚等陰生植物生活在林下。
（7）陰生植物適應策略：陰生植物的莖細長，葉薄，細胞壁薄，機械組織不發達，但葉綠體顆粒大、呈深綠色，因此，這類植物適應在弱光條件下生存。
37.我國陸地群落的分布特點：我國東部地區濕潤往往隨處可見森林；在內陸的半干旱區，分布有大片的草原；再到西部的干旱區，則出現荒漠群落。
38.水域生物群落
（1）濕地生物群落
分布在沼澤、河流、湖泊等地，動植物豐富，有蘆葦、香蒲、黑藻、金魚藻等植物，以及魚類、兩棲類、鳥類等動物。
（2）海洋生物群落
由數量眾多的微小浮游植物，淺海區生長的大型藻類（如海帶、裙帶菜等），以及種類繁多的動物等組成。
39.演替的概念和原因：
（1）演替的概念：隨著時間的推移，一個群落被另一個群落代替的過程。
（2）原因：群落是一個動態的、開放的生命系統。
40.群落演替的類型：
（1）初生演替。
概念：在一個從來沒有被植物覆蓋的地面，或者是原來存在過植被、但被徹底消滅了的地方發生的演替。
過程：裸巖階段→地衣階段→苔蘚階段→草本植物階段→灌木階段→喬木階段。
實例：沙丘、火山巖、冰川泥上進行的演替。
（2）次生演替：
概念：原有的植被雖已不存在，但原有土壤條件基本保留，甚至還保留了植物的種子或其他繁殖體（如能發芽的地下莖）的地方發生的演替。
過程：棄耕農田→一年生雜草→多年生雜草→小灌木→灌木叢→喬木林。
實例：火災過后的草原、過量砍伐的森林、棄耕的農田上進行的演替。
41.人類活動對群落演替的影響
環境不斷變化，為群落中某些物種提供有利的繁殖條件，而對另一些物種的生存產生不利影響。
生物本身不斷進行繁殖、遷入或遷出。
群落內部由于生物的生命活動造成內部非生物環境改變。
生物種內和種間關系不斷發生變化。
人類活動的影響：人類活動通常是有意識、有目的地進行的，因此人類活動對群落演替的影響有時會超過其他因素。
退耕還林、還草、還湖：
原因：以犧牲環境為代價的墾殖活動（如毀林開荒、圍湖造田等），造成嚴重的水土流失，并且成為洪澇災害頻繁發生的重要原因。
目的：處理好經濟發展同人口、資源、環境的關系，走可持續發展的道路。
措施：頒布了《退耕還林條例》。
取得成果：經過十多年的建設，已經取得了顯著的生態效益、經濟效益和社會效益。

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