1、第第3节节 影响种群数量变化的因素影响种群数量变化的因素第第1 1章章 种群及其动态种群及其动态2022-11-302022-11-30问题探讨问题探讨 “离离原上草，一岁一枯荣。野火烧不离离原上草，一岁一枯荣。野火烧不尽，春风吹又生。尽，春风吹又生。”在我国北方的原野上，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，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。在秋冬时节则相反。讨论：讨论：1.1.导致这些植物种群数量出现季节性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？变化的主要环境因素是什么？2.2.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
2、率有什么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？影响？北方的原野北方的原野阳光、温度、水等非生物因素。阳光、温度、水等非生物因素。春夏时节，草木繁盛，植食性动物食物充足，出生率提高，死亡春夏时节，草木繁盛，植食性动物食物充足，出生率提高，死亡率降低率降低；秋冬时节则相反秋冬时节则相反。植食性动物的种群数量的变化，又会影响。植食性动物的种群数量的变化，又会影响肉食性动物的出生率和死亡率。肉食性动物的出生率和死亡率。2022-11-30思考思考讨论讨论非生物因素对种群非生物因素对种群数量变化的影响数量变化的影响1.1.影响该地草本植物种群密度的非生物因素是什么？影响该地草本
3、植物种群密度的非生物因素是什么？2.2.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、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、加拿大一枝黄花的有较大差异，这是为什么？加拿大一枝黄花的有较大差异，这是为什么？3.3.除上述因素外，种群数量的变化还受哪些非生物因素的影响？除上述因素外，种群数量的变化还受哪些非生物因素的影响？试分试分别举例说明。别举例说明。阳光。阳光。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，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：株单位：株/m/m2 2）随林木郁闭度（林冠层遮蔽地面的程度）变化的调查数据。
4、）随林木郁闭度（林冠层遮蔽地面的程度）变化的调查数据。郁闭度郁闭度0 00.20.20.40.40.60.60.80.81.01.0一年蓬一年蓬15.315.313.513.510.810.87.47.44.34.32.42.4加拿大一枝黄花加拿大一枝黄花10.410.49.59.56.16.15.65.63.03.01.21.2刺儿菜刺儿菜3.73.74.34.38.58.54.44.42.22.21.01.0不同种植物对光照条件的适应性是有差异的。不同种植物对光照条件的适应性是有差异的。除了光照条件外，还受除了光照条件外，还受温度、温度、水、水、风、火风、火等非生物因素的影响。等非生物因素
5、的影响。2022-11-30一、非生物因素一、非生物因素1.1.在自然界，种群的数量变化受到在自然界，种群的数量变化受到阳光阳光、温度温度、水水等非等非生物因素的影响。生物因素的影响。阳光阳光温度温度水分水分因素因素举例举例影响方式影响方式阳光阳光温度温度水水森林中林下植物的种群密度森林中林下植物的种群密度主要取决于主要取决于林冠层的郁闭度林冠层的郁闭度光照强度会影响植光照强度会影响植物的物的光合作用强度光合作用强度在温带和寒温带地区，许多在温带和寒温带地区，许多植物植物种子在春季萌发种子在春季萌发；蚊类蚊类等昆虫在寒冷季节等昆虫在寒冷季节到来时到来时一一般会全部死亡般会全部死亡种子萌发主要是
6、受种子萌发主要是受气温升高气温升高的的影响；蚊类等昆虫死亡主要是影响；蚊类等昆虫死亡主要是受受气温降低气温降低的影响。的影响。温度会影温度会影响酶的活性响酶的活性干旱缺水干旱缺水会使许多动植物种会使许多动植物种群的群的死亡率升高死亡率升高；气候干旱气候干旱可使东亚飞蝗可使东亚飞蝗种群爆发式增种群爆发式增长长细胞内许多生物化学反应都需细胞内许多生物化学反应都需要水的参与要水的参与；土壤湿度会影响；土壤湿度会影响蝗虫产卵和孵化，同时会使青蝗虫产卵和孵化，同时会使青蛙等天敌死亡率上升蛙等天敌死亡率上升2022-11-302022-11-302.2.非生物因素对种群数量变化的影响往往是非生物因素对种群
7、数量变化的影响往往是综合性综合性的。的。例如，春夏时节动植物种群普遍迅速增长，除例如，春夏时节动植物种群普遍迅速增长，除气温气温升高升高外，外，日照延长日照延长、降水增多降水增多也是重要因素。也是重要因素。2022-11-30二、生物因素二、生物因素1.1.种群内部生物因素种群内部生物因素 随着种群的增随着种群的增长，长，种内竞争种内竞争会加会加剧，从而使种群的剧，从而使种群的增长增长受到限制受到限制，这，这说明种群数量的变说明种群数量的变化受到化受到种群内部生种群内部生物因素物因素的影响的影响。2022-11-30思考思考讨论讨论影响种群数量的其他生物因素影响种群数量的其他生物因素1.1.怎
8、样解释资料怎样解释资料1 1中的实验结果？中的实验结果？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。资料资料1 1 1934 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：取以下实验：取相等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
9、的数量也都有增长，但随后双小核草履虫个体继续增加，而大草履虫个体数下降，量也都有增长，但随后双小核草履虫个体继续增加，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最后完全消失。这两种草履虫都没有分泌杀死对方的物质。2022-11-30思考思考讨论讨论影响种群数量的其他生物因素影响种群数量的其他生物因素2 2.怎样解释猞猁和雪兔种群数量变化的同步周期性？怎样解释猞猁和雪兔种群数量变化的同步周期性？猞猁和雪免之间是捕食关系猞猁和雪免之间是捕食关系。作为猎物的雪作为猎物的雪兔兔种群数量上升时，猞猁因为食种群数量上升时，猞猁因为食物充足，其种群出生率上升，死亡率下降，数量会
10、随之上升；物充足，其种群出生率上升，死亡率下降，数量会随之上升；反之，作为猎物的反之，作为猎物的雪雪兔兔种群数量下降时，猞猁因为食物匮乏，其种群出生率下降，死亡率上升，数种群数量下降时，猞猁因为食物匮乏，其种群出生率下降，死亡率上升，数量会随之下降。量会随之下降。资料资料2 2 生活在加拿大北方森林中的猞猁捕食雪兔。研究人员在生活在加拿大北方森林中的猞猁捕食雪兔。研究人员在9090多年的时间里，多年的时间里，对猞猁和雪兔的种群数量做了研究，结果如下图所示对猞猁和雪兔的种群数量做了研究，结果如下图所示。2022-11-30思考思考讨论讨论影响种群数量的其他生物因素影响种群数量的其他生物因素3 3
11、.猞猁和雪兔种群的数量变动哪个是因、哪个是果？猞猁和雪兔种群的数量变动哪个是因、哪个是果？4.4.除猞猁外，影响雪兔种群数量变动的还有其他因素吗除猞猁外，影响雪兔种群数量变动的还有其他因素吗?猞猁种群数量上升会加大对雪猞猁种群数量上升会加大对雪兔兔的捕食压力，导致雪的捕食压力，导致雪兔兔死亡率上升而种群数量下降；雪兔种群数量下降时，导致猞死亡率上升而种群数量下降；雪兔种群数量下降时，导致猞猁食物匮乏，猞猁种群出生率下降、死亡率上升，种群数量猁食物匮乏，猞猁种群出生率下降、死亡率上升，种群数量也下降；猞猁种群数量下降会减轻对雪也下降；猞猁种群数量下降会减轻对雪兔兔的捕食压力，使雪的捕食压力，使雪
12、免种群数量得以恢复；雪免种群数量得以恢复；雪兔兔种群数量上升，猞猁因食物充种群数量上升，猞猁因食物充足，出生率上升、死亡率下降，种群数量上升足，出生率上升、死亡率下降，种群数量上升。如此循环，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。二者的种群数量是相互影响的，是循环因果的关系。有有。还有还有其他捕食者、其他植食性动物的竞争、作为食物其他捕食者、其他植食性动物的竞争、作为食物的植物以及非生物因素的植物以及非生物因素等等。2022-11-30思维训练思维训练分析循环因果关系分析循环因果关系 在生物学上，许多生理或生态过程的因果关系是循环性在生物学上，许多生理或生态过程的因果关系是循
13、环性的，也就是说，的，也就是说，一定的事件作为引起变化的原因一定的事件作为引起变化的原因，所导致的，所导致的结结果又会成为新的条件果又会成为新的条件，施加，施加于原来作为原因的事件于原来作为原因的事件，使之产生使之产生新的结果新的结果，如此，如此往复循环往复循环。若结果若结果2 2与原因与原因1 1相相反，则属于反，则属于负反馈负反馈；若；若结果结果2 2比原因比原因1 1程度加强，程度加强，则属于则属于正反馈正反馈。2022-11-30思维训练思维训练分析循环因果关系分析循环因果关系1.1.甲状腺激素分泌的调节甲状腺激素分泌的调节。下丘脑分泌下丘脑分泌TRHTRH，TRHTRH作用于垂体，促
14、使垂体分泌作用于垂体，促使垂体分泌TSHTSH，TSHTSH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和分泌。当血液中当血液中的的甲状腺激素含量增加到一定程度时，又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泌减少。减少。在这个过程中，在这个过程中，TRHTRH、TSHTSH含量增加是含量增加是因因，甲状腺激，甲状腺激素含量增加是素含量增加是果果；甲状腺激素；甲状腺激素含量含量增加又成为增加又成为新的新的“因因”，经过反馈调节经过反
15、馈调节产生产生抑制抑制TRHTRH和和TSHTSH分泌的分泌的新的新的“果果”，如此循，如此循环往复，以至无穷，环往复，以至无穷，使血液中的甲状腺激素含量维持在相对使血液中的甲状腺激素含量维持在相对稳定的水平稳定的水平。2022-11-30思维训练思维训练分析循环因果关系分析循环因果关系2.2.猎物和捕食者种群数量变化的相关性猎物和捕食者种群数量变化的相关性。3.3.人类活动中是否也能找到类似的例子？人类活动中是否也能找到类似的例子？猞猁种群数量上升会加大对雪兔的捕食压力，导致雪兔死猞猁种群数量上升会加大对雪兔的捕食压力，导致雪兔死亡率上升而种群数量下降；雪兔种群数量下降时，导致猞猁亡率上升而
16、种群数量下降；雪兔种群数量下降时，导致猞猁食物匮乏，猞猁种群出生率下降、死亡率上升，种群数量也食物匮乏，猞猁种群出生率下降、死亡率上升，种群数量也下降；猞猁种群数量下降会减轻对雪兔的捕食压力，使雪免下降；猞猁种群数量下降会减轻对雪兔的捕食压力，使雪免种群数量得以恢复；雪兔种群数量上升，猞猁因食物充足，种群数量得以恢复；雪兔种群数量上升，猞猁因食物充足，出生率上升、死亡率下降，种群数量上升。出生率上升、死亡率下降，种群数量上升。如此循环，二者如此循环，二者的种群数量是相互影响的，是循环因果的关系的种群数量是相互影响的，是循环因果的关系。血糖调节、水盐平衡调节、排尿反射血糖调节、水盐平衡调节、排尿
17、反射等等。2022-11-302.2.种群外部生物因素种群外部生物因素在自然界，任何一个种群都在自然界，任何一个种群都与其他种群有着密切的关系与其他种群有着密切的关系。（1 1）捕食关系捕食关系：除顶级捕食者外，每种动植物都可能是其他：除顶级捕食者外，每种动植物都可能是其他某种生物的某种生物的捕食对象捕食对象，每种动物都需要以其他生物为食。如，每种动物都需要以其他生物为食。如果食物匮乏，动物种群会出现果食物匮乏，动物种群会出现出生率降低、死亡率升高出生率降低、死亡率升高的现的现象。象。2022-11-30（2 2）种间竞争）种间竞争 森林中不同植物森林中不同植物竞争竞争阳光和养分阳光和养分，草
18、原上非洲狮与猎，草原上非洲狮与猎豹豹竞争竞争猎物猎物，这也会导致种群数量的变化。，这也会导致种群数量的变化。2022-11-30（3 3）寄生）寄生 作为宿主的动物被作为宿主的动物被寄生虫寄生虫寄生，寄生，细菌细菌或或病毒病毒引起传染病，引起传染病，也会影响种群的也会影响种群的出生率和死亡率出生率和死亡率等特征，进而影响种群的数等特征，进而影响种群的数量变化。量变化。2022-11-303.3.制约因素制约因素（1 1）密度制约因素密度制约因素概念：一般来说，概念：一般来说，食物和天敌食物和天敌等等生物因素生物因素对种群数量的对种群数量的作用强度与该种群密度是作用强度与该种群密度是相关相关的。
19、的。举例：同样是缺少食物，种群密度举例：同样是缺少食物，种群密度越高越高，该种群受食物，该种群受食物短缺的影响就短缺的影响就越大越大。（2 2）非密度制约因素非密度制约因素概念：概念：气温和干旱等气候因素气温和干旱等气候因素以及以及地震、火灾地震、火灾等自然灾等自然灾害害，对种群的作用强度与种群密度，对种群的作用强度与种群密度无关无关。举例：在遭遇寒流时，有些昆虫种群举例：在遭遇寒流时，有些昆虫种群不论其种群密度高不论其种群密度高低低，所有个体，所有个体都会死亡都会死亡。2022-11-30三、种群研究的应用三、种群研究的应用 研究种群的特征和数量变化的规律，在野生生物资源研究种群的特征和数量
20、变化的规律，在野生生物资源的的合理利用和保护合理利用和保护、有害生物的、有害生物的防治防治等方面都有重要意义等方面都有重要意义。2022-11-301.1.濒危动物的保护濒危动物的保护 只有通过调查获知种群密度、出生率和死亡率、性别比例、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，预测该种群的了解该种群的生存状态，预测该种群的数量变化趋势数量变化趋势，进而采，进而采取合理的保护取合理的保护对策对策。2022-11-302.2.指导渔业捕捞指导渔业捕捞 研究表
21、明，研究表明，中等强度中等强度的捕捞的捕捞(捕捞量在捕捞量在K/2K/2左右左右)有利于有利于持续获得较大的鱼产量。持续获得较大的鱼产量。K/2K/2时时若想一次性获得最大捕捞量，什么时候捕捞？若想一次性获得最大捕捞量，什么时候捕捞？达到达到K K值时。值时。2022-11-303.3.有害动物的防治有害动物的防治 （1 1）在鼠害发生时，既适当采在鼠害发生时，既适当采用用化学和物理化学和物理的方法的方法控制现存害鼠控制现存害鼠的种群数量，又通过减少其获得食的种群数量，又通过减少其获得食物的机会等方法物的机会等方法降低其降低其环境容纳量环境容纳量，才能使鼠害得到有效防治。才能使鼠害得到有效防治
22、。（2 2）对农林害虫的防治，如果对农林害虫的防治，如果一味依赖喷洒农药的方法，既造成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；环境污染，又伤及害虫的天敌；有有效保护或引入天敌生物效保护或引入天敌生物，则有利于，则有利于将害虫数量控制在较低的水平。将害虫数量控制在较低的水平。2022-11-30课堂练习课堂练习1.1.在温带和寒温带地区，许多植物的种子在春季萌发为新的植株；蚊类等在温带和寒温带地区，许多植物的种子在春季萌发为新的植株；蚊类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡，决定这两种现象的非生物因素分昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡，决定这两种现象的非生物因素分别主要是（别
23、主要是（）A A.阳光、温度阳光、温度 B B.温度、温度温度、温度 C C.阳光、阳光阳光、阳光 D D.水分、温度水分、温度2.2.下图反映了竞争关系的两种生物种群密度变化下图反映了竞争关系的两种生物种群密度变化与环境因素的关系，据图分析错误的是（与环境因素的关系，据图分析错误的是（）A.A.若环境条件稳定，持续时间长，则足以使若环境条件稳定，持续时间长，则足以使一种生物因竞争而被排除一种生物因竞争而被排除 B.B.若环境条件频繁变化，则常常不出现因竞争而被排除现象若环境条件频繁变化，则常常不出现因竞争而被排除现象 C.C.海洋和湖泊中浮游植物种类繁多，这是因为这些水体的环境因素较海洋和湖
24、泊中浮游植物种类繁多，这是因为这些水体的环境因素较为稳定为稳定 D.D.自然群落中的竞争排除现象是有限的，这是因为自然环境总是不断自然群落中的竞争排除现象是有限的，这是因为自然环境总是不断变化的变化的CB2022-11-303.3.松鼠以红松、云杉等植物的种子为食。在有些年份，每只松鼠平均能松鼠以红松、云杉等植物的种子为食。在有些年份，每只松鼠平均能产产3 3窝，每窝窝，每窝4 46 6只幼仔；而在有些年份，会有只幼仔；而在有些年份，会有20%20%30%30%的成熟雌性个的成熟雌性个体不繁殖，繁殖者每年产仔数也明显减少，造成这种区别的主要因素是体不繁殖，繁殖者每年产仔数也明显减少，造成这种区
25、别的主要因素是（）A.A.天敌捕食天敌捕食 B.B.温度影响温度影响 C.C.种内竞争种内竞争 D.D.食物匮乏食物匮乏4.4.如图表示种群增长曲线，下列相关叙述正确的是如图表示种群增长曲线，下列相关叙述正确的是（）A A.为保护鱼类资源，捕捞的最佳时期应选择为保护鱼类资源，捕捞的最佳时期应选择在在d d点点 B B.K K值是环境容纳量，一般不随环境的变化而值是环境容纳量，一般不随环境的变化而改变改变 C C.若图表示蝗虫种群增长曲线，则虫害防治若图表示蝗虫种群增长曲线，则虫害防治应在应在c c点之后点之后 D D.若图表示大草履虫种群增长曲线，则若图表示大草履虫种群增长曲线，则e e点后增
26、长速率趋近于点后增长速率趋近于0 0DD课堂练习课堂练习2022-11-30拓展应用拓展应用1.1.从本章内容来看，这句话是很有道理的。例如，从本章内容来看，这句话是很有道理的。例如，根据根据种群数量变化模型，可以预测种群数量变化的趋势种群数量变化模型，可以预测种群数量变化的趋势；根根据种群数量变化规律及其影响因素，可以在物种保护、据种群数量变化规律及其影响因素，可以在物种保护、渔业管理、有害生物防治等方面制订相应对策渔业管理、有害生物防治等方面制订相应对策。2.2.（1 1）以年份为横坐标，种群数量为纵坐标，根据表以年份为横坐标，种群数量为纵坐标，根据表中数字画曲线图。中数字画曲线图。（2 2）食物充足食物充足、没有天敌没有天敌、气候适宜等。气候适宜等。（3 3）作为食物的植物被大量取食，导致食物匮乏作为食物的植物被大量取食，导致食物匮乏；自自然灾害等。然灾害等。
