1、高教社高教社第四章第四章 种群和群落种群和群落高教社高教社1. 种群的特征（种群的特征（）2.种群数量的变化（种群数量的变化（）3.群落的结构特征（群落的结构特征（）4.群落的演替（群落的演替（）5.土壤中动物类群丰富度的研究土壤中动物类群丰富度的研究(实验实验)【考纲要求考纲要求】高教社高教社一、种群的概念一、种群的概念: :二、种群特征二、种群特征种群密度种群密度出生率出生率死亡率死亡率迁入率迁入率迁出率迁出率年龄组成年龄组成性别比例性别比例概念：概念：概念：概念：意义：意义：概念：概念：意义：意义：概念：概念：类型：类型：意义：意义：调查方法：调查方法：高教社高教社 判断：下列各项是不是
2、一个种群？判断：下列各项是不是一个种群？. .一个池塘中全部的鱼。一个池塘中全部的鱼。. .一个池塘中的全部鲫鱼。一个池塘中的全部鲫鱼。 . .一个城镇的全部居民。一个城镇的全部居民。 4 4、一亩农田中的全部水稻。、一亩农田中的全部水稻。 5 5、一个草原上全部的老绵羊。、一个草原上全部的老绵羊。 高教社高教社种群：生活在一定区域的同种生物的全部个种群：生活在一定区域的同种生物的全部个体。体。 理解种群概念要抓住四点：理解种群概念要抓住四点： 1. 1.一定区域一定区域( (空间限定空间限定) ) 2. 2.一定时间一定时间( (时间限定时间限定) ) 3. 3.同种生物同种生物( (物种限
3、定物种限定) ) 4. 4.全部个体全部个体( (个体范围个体范围) )生殖隔离生殖隔离地球上全部的人是同一物种，地球上全部的人是同一物种，所有的水稻是同一物种。所有的水稻是同一物种。高教社高教社种群特征（数量）种群特征（数量）种群密度种群密度出生率出生率死亡率死亡率迁入率迁入率迁出率迁出率年龄组成年龄组成性别比例性别比例概念：概念：概念：概念：意义：意义：概念：概念：意义：意义：概念：概念：类型：类型：意义：意义：调查方法：调查方法：种群在单位面积或单位体积中的个体数种群在单位面积或单位体积中的个体数样方法、标志重捕法样方法、标志重捕法单位时间内新产生或死亡的个体单位时间内新产生或死亡的个体
4、数目占该种群个体总数的比率数目占该种群个体总数的比率决定决定种群大小和种群密度的重要因素种群大小和种群密度的重要因素单位时间内迁入或迁出的个体单位时间内迁入或迁出的个体数目占该种群个体总数的比率数目占该种群个体总数的比率决定种群大小种群密度的重要因素决定种群大小种群密度的重要因素一个种群中各年龄期的个体数目的比例一个种群中各年龄期的个体数目的比例增长型、稳定型、衰退型增长型、稳定型、衰退型可预测种群数量的变化趋势可预测种群数量的变化趋势种群中雌雄个体数目的比例种群中雌雄个体数目的比例高教社高教社外界环境外界环境性别比例性别比例出生率、死亡率出生率、死亡率迁入率、迁出率迁入率、迁出率年龄组成年龄
5、组成决定密度大小决定密度大小种群密度种群密度预测变化方向预测变化方向影响数量变动影响数量变动6 6种群特征间的相互关系种群特征间的相互关系高教社高教社调查种群密度的方法：估算法调查种群密度的方法：估算法 对象：对象：原则：原则：注意：注意：方法：方法：植物，昆虫的卵，活动能力弱的动物植物，昆虫的卵，活动能力弱的动物随机取样随机取样样方的大小和样方的多少样方的大小和样方的多少五点取样法和等距取样法五点取样法和等距取样法对象：对象：活动能力强，活动范围大的动物活动能力强，活动范围大的动物一、样方法一、样方法二、标志重捕法二、标志重捕法二、调查种群密度的常用方法高教社高教社计算种群密度方法计算种群密
6、度方法: :取样调查法取样调查法植物植物: :样方法样方法五点取样法五点取样法等距取样法等距取样法高教社高教社记数方法：记数方法：蒲公英其他植物其他植物注意：注意：方框内相邻两边方框内相邻两边(左、上左、上)及其夹角上及其夹角上的个体的个体高教社高教社标志重捕法标志重捕法 （1 1）前提条件：）前提条件：标志个体与未标志个体在重捕时被标志个体与未标志个体在重捕时被捕的概率相等。在调查期内没有新的出生和死亡，没捕的概率相等。在调查期内没有新的出生和死亡，没有迁入和迁出。有迁入和迁出。（2 2）适用范围：）适用范围：（3 3）注意事项：）注意事项：标志不能过分醒目。标志不能过分醒目。标志物和标志方
7、法必须对动物的身体不会产生伤害。标志物和标志方法必须对动物的身体不会产生伤害。标志符号必须能够维持一定的时间，在调查研究期标志符号必须能够维持一定的时间，在调查研究期间不能消失。间不能消失。（4 4）计算公式）计算公式mnMN重捕的标志个体数再次捕获个体数初次捕获标志数个体总数活动能力强和范围大的动物。活动能力强和范围大的动物。高教社高教社种群的空间特征 组成种群的个体在其生活空间中的组成种群的个体在其生活空间中的位置位置状态状态或或空间布局空间布局叫做种群的空间特征或分布型。种群的叫做种群的空间特征或分布型。种群的空间分布一般可概括为三种基本类型：空间分布一般可概括为三种基本类型：随机分布、
8、随机分布、均匀分布均匀分布和和集群分布集群分布。均匀型均匀型随机型随机型集群型集群型高教社高教社一、构建种群增长数学模型的方法：一、构建种群增长数学模型的方法：模型假设：模型假设：理想条件下理想条件下建立模型：建立模型：Nt=N0 Nt=N0 t t或或“J J”形曲形曲线线实验或观察：实验或观察：现实条件下：高斯实验现实条件下：高斯实验检查修正：检查修正：“S S”形曲线形曲线第二节第二节 种群数量的变化种群数量的变化高教社高教社理想条件：理想条件：食物（养料）食物（养料）空间条件充裕空间条件充裕气候适宜气候适宜没有敌害没有敌害N Nt t=N=N0 0 t t增长率增长率= = -1 -1
9、保持不变保持不变 = =第二年的数量第二年的数量第一年的数量第一年的数量（1 1）“J J”型增长曲型增长曲线线高教社高教社环境条件有限种群密度种内斗争捕食者出生率死亡率增长率增长率随着种群密增长率随着种群密度的增加而按一定度的增加而按一定的比例下降的比例下降增长率=0（2）“S”型增长曲线型增长曲线高教社高教社思考：种群数量达到种群数量达到“K K”值时，都能值时，都能在在“K K”维持稳定吗？维持稳定吗？在自然界中，影响种群数量的因素很多，如在自然界中，影响种群数量的因素很多，如气候、食物、天气候、食物、天敌、传染病敌、传染病等。因此，大多数种群的数量总是在等。因此，大多数种群的数量总是在
10、波动着波动着，在不利的条件下，种群数量还会在不利的条件下，种群数量还会急剧下降急剧下降，甚至，甚至消亡消亡。高教社高教社二、种群数量的波动和下降二、种群数量的波动和下降种群的数量是种群的数量是经常变化的。经常变化的。种群数量的变种群数量的变化包括增长、化包括增长、波动、稳定和波动、稳定和下降、消亡等下降、消亡等高教社高教社K K值和值和K/2K/2值的应用值的应用注意事项注意事项灭鼠灭鼠捕鱼捕鱼K/2K/2（最大（最大增长率）增长率）灭鼠后，防止鼠灭鼠后，防止鼠的种群在的种群在_附附近，这样鼠的数近，这样鼠的数量会迅速增加，量会迅速增加，灭鼠效果不好灭鼠效果不好捕捞后，使鱼的种捕捞后，使鱼的种
11、群数量维持在群数量维持在_，这样鱼的种群数量这样鱼的种群数量会迅速恢复。会迅速恢复。K K（环境容（环境容纳量）纳量）降低降低_，改变，改变环境，使之不适环境，使之不适合鼠生存。合鼠生存。保护保护_，保证鱼，保证鱼生存的环境条件，生存的环境条件，尽量提升尽量提升_K/2K/2K/2K/2K K值值K K值值K K值值高教社高教社如图为理想状态下和自然环境中某生物的种群数量变如图为理想状态下和自然环境中某生物的种群数量变化曲线化曲线, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( )( )阴影部分表示环境中影响种群增长的阻力淘汰个阴影部分表示环境中影响种群增长的阻力淘汰个体数体数a a为为JJ型曲线型曲
12、线,b,b为为SS型曲线型曲线阴影部分的个体数量表示通过生存斗争被淘汰的阴影部分的个体数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数个体数K K值为环境容纳量值为环境容纳量A.A. B. B. C. C. D. D.a ab bD D高教社高教社5 5、不同类型生物的存活率、不同类型生物的存活率高教社高教社高教社高教社高教社高教社高教社高教社CAB高教社高教社高教社高教社高教社高教社高教社高教社一一. .群落演替的概念群落演替的概念 随着时间的推移，一个群落被另一随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，就叫做个群落代替的过程，就叫做演替。演替。在一个从来没有被植物覆盖的地在一个从来没有被植物覆盖的
13、地面面, ,或者是原来存在过植被、但被或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替。彻底消灭了的地方发生的演替。二二. .群落演替的类型群落演替的类型沙丘、火山岩、冰川泥、裸岩上沙丘、火山岩、冰川泥、裸岩上进行的演替。进行的演替。. .初生演替初生演替1.1.定义：定义：2.2.实例实例: :高教社高教社在以上演替的各阶在以上演替的各阶段中，所需时间最长段中，所需时间最长的是地衣到苔藓阶段的是地衣到苔藓阶段, ,所需时间最短的是草所需时间最短的是草本植物到灌木阶段。本植物到灌木阶段。裸岩阶段裸岩阶段地衣阶段地衣阶段苔藓阶段苔藓阶段草本植物阶段草本植物阶段灌木阶段灌木阶段森林阶段森林阶段
14、（乔木阶段）（乔木阶段）高教社高教社一年生杂草一年生杂草多年生杂草多年生杂草小灌木小灌木灌木丛灌木丛乔木（森林）乔木（森林）在干旱的荒漠上很难形成在干旱的荒漠上很难形成1.1.定义：定义：原有的植被虽已不存在，但原有土壤原有的植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他的繁殖体（如能发芽的地下茎）的地方发生他的繁殖体（如能发芽的地下茎）的地方发生的演替。的演替。2.2.实例：火灾过后的草原、过量砍伐的森林、实例：火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。弃耕的农田上进行的演替。. .次生演替次生演替3.3.弃耕农田上
15、的群落演替的过程弃耕农田上的群落演替的过程高教社高教社五 探究：土壤中小动物类群丰富度的研究研究方法研究方法: 取样器取样的方法进行采集、调查取样器取样的方法进行采集、调查 丰富度的统计方法丰富度的统计方法: 一是记名计算法一是记名计算法二是目测估计法二是目测估计法问题问题: 制定计划制定计划: 实施计划实施计划:准备准备取样取样采集小动物采集小动物观察和分类观察和分类统计和统计和分析分析讨论讨论高教社高教社五 探究：土壤中小动物类群丰富度的研究利用昆虫的避光性利用昆虫的避光性和趋湿性来收集和趋湿性来收集高教社高教社 实验原理：实验原理：酵母菌是酵母菌是兼性厌氧型微生物兼性厌氧型微生物 养分、
16、空间、温度和有毒代谢物养分、空间、温度和有毒代谢物等是影响等是影响种群数量增长的限制因素种群数量增长的限制因素 在理想的环境下，酵母种群呈在理想的环境下，酵母种群呈J J型曲线；型曲线；在有限的环境下，酵母种群呈在有限的环境下，酵母种群呈S S型曲线。型曲线。实验材料：实验材料：血球计数板，血球计数板， 肉汤培养基肉汤培养基实验步骤：实验步骤：配制培养基配制培养基 灭菌灭菌 接种接种 培养培养 计数计数实验实验 探究培养液中酵母菌数量的动态变化探究培养液中酵母菌数量的动态变化高教社高教社高教社高教社二二 . . 酵母菌计数方法：酵母菌计数方法：抽样检测法。抽样检测法。 先将盖玻片放在计数室上，
17、用吸管吸取先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。稍待片刻，渗入。多余培养液用滤纸吸去。稍待片刻，待细菌细胞全部沉降到计数室底部，将计待细菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，数板放在载物台的中央，计数一个小方格计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。管中的酵母菌总数。高教社高教社三、注意事项：三、注意事项：1 1 酵母计数方法：抽样检测法：酵母计数方法：抽样检测法：边缘效应边缘效应（计数（计数上边线和左边线上上边线和左边
18、线上的细胞数）的细胞数）2 2从试管中吸出培养液进行计数之前，要从试管中吸出培养液进行计数之前，要将试管轻轻震荡几次，将试管轻轻震荡几次，原因原因使酵母菌分布均使酵母菌分布均匀，减少误差。匀，减少误差。3 3本实验没有另设置对照实验，原因是本实验没有另设置对照实验，原因是该该实验时间上形成前后自身对照实验时间上形成前后自身对照。为提高实验为提高实验数据的准确性，实验时应进行数据的准确性，实验时应进行重复实验（多重复实验（多次计数）。次计数）。高教社高教社增长曲线的总趋势：增长曲线的总趋势：四实验结果与分析：四实验结果与分析： 开始时培养液的营养充足，空间充裕，条件适开始时培养液的营养充足，空间充裕，条件适宜，因此酵母菌大量繁殖，种群数量剧增，随着酵母宜，因此酵母菌大量繁殖，种群数量剧增，随着酵母菌数量的不断增多，营养消耗，菌数量的不断增多，营养消耗，pHpH变化等，使生存条变化等，使生存条件恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。件恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。影响酵母菌种群数量的因素：影响酵母菌种群数量的因素：先增加再降低。先增加再降低。原因：原因：可能有可能有养料养料、温度温度、pHpH空间空间及及有害代谢废物有害代谢废物等。等。
