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生物學（新人教版）
生物與環境
第一章 種群及其動態
第 3 節
影響種群數量變化的因素
Biology
“離離原上草，一歲一枯榮。野火燒不盡，春風吹又生。”在我國北方的原野上，各種草本植物在春夏時節種群密度越來越高，在秋冬時節則相反。
討論:
1.導致這些植物種群數量出現季節性變化的主要環境因素是什么？
2.這些植物種群的數量變化對當地動物種群的出生率和死亡率有什么影響？
北方的原野
陽光、溫度、水等非生物因素。
春夏時節，草木繁盛，植食性動物食物充足，出生率提高，死亡率降低；秋冬時節則相反。植食性動物的種群數量變化，又會影響肉食性動物的出生率和死亡率
就像“離離原上草”一樣，自然界的種群總是有盛有衰，數量處于不斷變動中。
那么，哪些因素可以影響種群數量的變化呢？
非生物因素
生物因素
陽光
溫度
水
種內
種內競爭
種間
種間競爭
捕食
寄生
影響種群數量變化的因素？
下表為某地人工柳樹林中，林下幾種草本植物的種群密度(平均值，單位:株/m2)隨林木郁閉度( )變化的調查數據。
思考·討論
非生物因素對種群數量變化的影響
林冠層遮蔽地面的程度
郁閉度 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
加拿大一枝黃花 10.4 9.5 6.1 5.6 3.0 1.2
刺兒菜 3.7 4.3 8.5 4.4 2.2 1.0
郁閉度: 林冠層遮蔽地面的程度
郁閉度大
郁閉度小
討論:
1.影響該地草本植物種群密度的非生物因素是什么？
2.在同樣的非生物因素的影響下，刺兒菜的種群密度變化與一年蓬、加拿大一枝黃花的有較大差異，這是為什么？
3.除上述因素外，種群數量的變化還受哪些非生物因素的影響？試分別舉例說明。
陽光
不同植物對光照條件的適應性是有差異的
除光照外，還受溫度、水、土壤等非生物因素的影響
郁閉度 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
加拿大一枝黃花 10.4 9.5 6.1 5.6 3.0 1.2
刺兒菜 3.7 4.3 8.5 4.4 2.2 1.0
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。
一. 非生物因素
陽光
溫度
水分
1.陽光
森林中林下植物的種群密度主要取決于林冠層的 ，即主要取決于林下植物受到的 。
林冠層郁閉度低
林下光照強度高
林下植物種群密度高
林冠層郁閉度高
林下光照強度低
林下植物種群密度低
影響光合作用強度
郁閉度
光照強度
2. 溫度
溫度會影響酶的活性
鳥類秋季開始南遷
許多植物的種子在春季萌發為新的植株，主要是受氣溫升高的影響；
蚊類等昆蟲在寒冷季節到來時一般會全部死亡，主要是受氣溫降低的影響。
3. 水分
細胞內許多生物化學反應需要水的參與，影響滲透壓
干旱缺水會使許多植物種群的死亡率升高
缺水可導致動物個體的死亡
氣候干旱會使東亞飛蝗呈爆發式增長。
蝗蟲將卵產在土壤中，含水量在10%～20%時最適合它們產卵和孵化。
非生物因素對種群數量變化的影響往往是綜合性的
春夏時節動植物種群普遍迅速增長，除氣溫升高外，日照延長、降水增多也是重要原因。
對于動物來說，食物日益充足也是導致種群增長的重要因素，這就涉及生物因素了。
【思考·討論】
影響種群數量的其他生物因素
資料1.1934年，生態學家高斯選用了兩種形態和習性上很接近的草履蟲進行了以下實驗：取相等數目的雙小核草履蟲和大草履蟲，以一種桿菌為飼料，放在某個容器中培養。結果發現：
與單獨培養不同，混合培養開始時兩個種群的數量也都有增長，但隨后雙小核草履蟲個體數繼續增加，而大草履蟲個體數下降，最后完全消失。這兩種草履蟲都沒有分泌殺死對方的物質。
二、生物因素
討論1.怎樣解釋資料1中的實驗結果？
二者是競爭關系，競爭力弱的數量會不斷下降
①種間競爭
種間競爭：兩種或多種生物共同利用同樣的有限資源和
空間產生而產生的相互排斥現象。
資料2. 生活在加拿大北方森林中的猞猁捕食雪兔。研究人員在90多年的時間里，對猞猁和雪兔的種群數量做了研究，結果如下圖所示。
討論2.怎樣解釋猞猁和雪兔種群 數量變化的同步周期性？
捕食
猞猁和雪兔之間是 關系。
②捕食關系
條件 對于猞猁 猞猁種群出生率 猞猁種群死亡率 猞猁種群數量
雪兔↑ 食物充足
雪兔↓ 食物缺乏
上升
上升
下降
下降
下降
上升
條件 對于 雪兔 條件 對于猞猁 猞猁種群 出生率 猞猁種群 死亡率 猞猁種群數量
雪兔↑ 食物 充足 上升 下降 上升
雪兔↓ 食物 缺乏 下降 上升 下降
猞猁↑
捕食壓力增大
猞猁↓
捕食壓力減小
雪兔增多
猞猁增多
雪兔減少
猞猁減少
食物 充足
大量吃雪兔
食物 缺乏
少量吃雪兔
如此循環，二者的種群數量相互影響，是循環因果的關系。
討論3.猞猁和雪兔種群數量變動哪個是因、哪個是果？
循環因果關系：
在生物學上，許多生理或生態過程的因果關系是循環性的，也就是說，一定的事件作為引起變化的原因，所導致的結果又會成為新的條件，施加于原來作為原因的事件，使之產生新的結果，如此循環往復。
甲狀腺激素分泌的調節
思考1：甲狀腺激素分泌的調節是循環因果關系嗎？
在這個過程中，TRH和TSH含量增加是因，甲狀腺激素含量增加是果；甲狀腺激素含量增加又成為新的“因”，經過反饋調節產生抑制TRH和TSH分泌的新的“果”，如此循環往復，以至無窮，使血液中的甲狀腺激素含量維持在相對穩定的水平。
思考2. 獵物和捕食者種群數量變化的相關性。
獵物增多
捕食者增多
獵物減少
捕食者減少
食物 充足
大量吃獵物
食物 缺乏
少量吃獵物
思考3. 人類活動中是否也能找到類似的例子？
負反饋調節： 血糖平衡調節、水鹽平衡調節等；
正反饋調節： 排尿反射、分娩等。
討論4.除猞猁外，影響雪兔種群數量變動的，還有其他因素嗎？
有，其他捕食者、其他植食性動物的競爭、作為食物的植物、非生物因素、同種生物個體之間……
1. 種群內部的生物因素
隨著種群的增長， 會加劇，從而使種群的增長 ，這說明種群數量的變化受到種群內部生物因素的影響。
種內競爭
受到限制
種內競爭源于種群內部個體對有限食物和空間等資源的爭奪，食物和空間等資源越有限、種群密度越大，則種內競爭越 、種群增長率越 。
激烈
小
2. 種群外部的生物因素
如果食物匱乏，動物種群會出現 、 的現象。
（1）捕食與被捕食關系
除頂級捕食者外，每種動植物都可能是其他某種生物的 ，每種動物都需要以其他生物為食，使各種生物 控制在一定范圍內。
捕食對象
出生率降低
死亡率升高
種群數量
條件 繁殖力 產仔量
食物豐富 的年份 正常繁殖 3 窩/只
4~6 幼仔/窩
食物不足 的年份 20%~30%成熟雌性個體不繁殖 下降
①食物對種群數量的影響：
食物的增加可以使種群數量 ，K 值 ；食物減少則種群數量 ，K 值 ；若食物極度匱乏，種群可能消亡（即種群數量降為0）。
②捕食性天敵對種群數量的影響：
捕食性天敵增加則種群數量 、K 值 ，但一般情況下種群數量不會降為0（因為捕食性天敵需要有食物來源保證自身存活）；捕食性天敵減少則種群數量 、K 值 。
增加
增加
減少
減小
減少
減小
增加
增加
（2）相互競爭關系
不同植物競爭 和 ，不同動物競爭 和生存空間，也會導致種群數量的變化。
陽光
養分
獵物
常見類型
競爭的結果往往對一方不利，甚至于被消滅。
相互競爭關系對種群數量的影響：
競爭者的出現使種群數量 、K 值 ，若兩種生物競爭激烈，則較弱的種群可能消亡。
減少
減小
（3）寄生關系
菟絲子寄生在大豆
螨蟲
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 和 等特征，進而影響種群的數量變化。
出生率
死亡率
寄生者對宿主種群數量的影響:
寄生者可使宿主的種群數量 、K 值 ，但宿主的種群數量一般不會降為0。
減少
減小
①概念: 一般來說，___________等_________對種群數量的作用強度與該種群密度是______的。
②舉例: 同樣是缺少食物，種群密度______，該種群受食物短缺的影響就_____。
（1）密度制約因素
食物和天敵
相關
越高
越大
生物因素
（2）非密度制約因素
①概念: ___________等_________以及____________等______，對種群的作用強度與種群密度__________。
②舉例: 在遭遇寒流時，有些昆蟲種群不論其密度______，所有個體都會死亡。
氣溫和干旱
氣候因素
地震、火災
自然災害
無關
高低
3. 制約因素的類型
【總結】影響種群數量變化的因素
分類一
非生物因素：陽光、溫度、水等
生物因素：種內競爭、種間關系
分類二
密度制約因素：食物，天敵，傳染病等
非密度制約因素：
氣溫和干旱等氣候因素以及地震、火災等自然災害
三. 種群研究的應用
1. 瀕危動物的保護
調查種群各數量特征
調查種群密度影響因素
了解種群生存狀態
預測種群數量變化趨勢
采取合理保護對策
褐馬雞，被譽為中國十大瀕危動物。通過人工建立保護區、人工繁育等方式，在陜西黃龍山的數量10余年間由最初的100余只增至近2000只.
2. 在漁業上---指導漁業捕撈
K/2
時間
種
群
數
量
增
長
速
率
(1)中等強度的捕撈(捕撈量控制在K/2左右), 有利于持續獲得較大的魚產量。
(2)漁網網目不應過小，否則會影響來年漁業產量。
(3)“休漁期”和“禁漁區”。
3. 有害生物的防治
(1)采用化學和物理的方法控制現存害鼠的種群數量，通過減少其獲得食物的機會降低其環境容納量，使鼠害得到有效防治。
(2)有效保護或引入天敵生物，則有利于將農林害蟲數量控制在較低的水平。
例如: 白蛾周氏嚙小蜂是寄生在美國白蛾蛹內，將人工繁育的白蛾周氏嚙小蜂釋放到林間，對美國白蛾等食葉害蟲起到了良好的控制作用。
K/2前防治
K/2
時間
種
群
數
量
增
長
速
率
總結
謝謝觀看

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