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第1节 种群的数量特征
第1章 种群及其动态
种群作为一个整体,具有个体层次上所没有的特征。
种群特征
个体特征
年龄
性别
年龄结构
性别比例
出生
死亡
出生率
死亡率
……
……
种群研究的核心内容:
研究种群的数量特征及其变化规律
【问题探讨】
2015年,我国科学家基于长期的野外观测查明:在我国东北长白山脉北部地区,共监测到东北豹42只,其中,幼体2只,雄性和雌性的成体分别为21只和17只,未能判断性别的成体2只。
1.调查东北豹的种群数量对于保护它们有什么意义?
弄清东北豹的数量现状,才能有针对性地采取有效的保护措施
2.调查东北豹种群中雌雄个体的数目对于预测该种群的发展趋势有什么意义?
东北豹种群中雌雄个体的比例影响种群的出生率,从而影响种群数量的变化。
因此,研究种群的数量特征不仅是为了了解种群的数量现状,还是为了预测种群数量的发展趋势。
1、概念:种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度。
种群密度
一、种群密度及其调查方法
种群密度很高
种群密度一般
种群密度较高
---种群最基本的数量特征
计算公式:种群密度=
种群的个体数
空间大小(面积或体积)
【思考1】是不是种群数量多,种群密度就大?
【思考2】研究种群密度有何意义?
国宝大熊猫由濒危降为易危!
濒危动物的保护、渔业上捕捞强度的确定、农林害虫的监测和预报等,这些问题的解决都需要对种群密度进行调查研究。
那么,有哪些调查方法呢?
研究种群密度的意义:
2、调查种群密度的方法
分布范围小,个体较大的种群:
逐个计数
估算
估算方法1:黑光灯诱捕
适用范围: 对于有 的昆虫,可以用黑光灯进行灯光诱捕的方法来估算它们的种群密度。
在多数情况下,逐个计数非常困难,需要采取_____的方法。
如调查某山坡上的珙桐(湖北神农架的国家一级保护植物)密度;
“中国鸽子树”
趋光性
估算方法2:样方法
常用于植物和活动范围小的动物种群密度的抽样调查(如昆虫卵的密度、作物植株上蚜虫的密度、跳蝻的密度等)
在被调查种群的分布范围内,随机选取若干个样方,通过计数每个样方内的个体数,求得每个样方的种群密度,以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。
一、调查种群密度的方法
【现学现用】某同学对某地蒲公英数量调查结果如下(样方大小为1m2),则该地蒲公英的种群密度约为___株/m2。
样方编号 1 2 3 4 5
株数 3 4 5 4 4
①概念:
4
②适用对象:
调查草地中某种双子叶植物的种群密度
探究
请大家阅读教材第五页,并思考讨论以下问题。
1.为什么选双子叶草本植物为调查对象?
2.常用的取样方法有哪些?取样的关键在于什么?
3.如果所取样本在样方边界线上我们应该怎样计数?
单子叶草本植物常常是丛生或蔓生,从地上部分难以辨认是一株还是多株。
单子叶植物叶条形或披针形
双子叶植物网状脉
①调查总体为非长条形时,选择______________
②调查总体为长条形时,选择___________
五点取样法
等距取样法
2.常用的取样方法有哪些?取样的关键在于什么?
取样的关键:
探究
调查草地中某种双子叶植物的种群密度
探究
样方法
要做到随机取样,不能参入主观因素;
(3)如果所取样本在样方边界线上我们应该怎样计数?
该样方中有_____株蒲公英
9
样方内+相邻两边及夹角上的同种个体
(计上不计下,计左不计右)
1、样方以1m2的正方形为宜
2、 ——蒲公英
——其它植物
调查草地中某种双子叶植物的种群密度
探究
【提出问题】
你可以调查同一块地中不同双子叶植物的种群密度,也可以调查不同地块中一种或几种双子叶植物的种群密度。通过小组讨论,确定要探究的问题 。
【制订计划】
(1)结合自己的生活经验,想一想什么地方适合做这样的调查。在老师指导下确定调查地点和范围。
(2)确定调查时间。
(3)讨论需要携带哪些材料用具,列出清单。
(4)讨论确定小组成员之间的分工。
同一块草坪上不同双子叶植物的种群密度?
调查草地中某种双子叶植物的种群密度
探究
【实施计划】
(1)准备:来到调查地点后,先观察地形,分析有无安全隐患,提出安全注意事项。
(2)确定调查对象:观察地段中有哪些双子叶植物,记录下名称。确定要调查的种群。
(3)确定样方:观察调查对象的分布状况和地段的形状,根据观察结果,讨论确定样方的多少、大小、取样方法。
(4)计数:计数每个样方内所调查植物的数量,做好记录。
(5)计算:计算种群密度。
【结论】分析调查结果,得出结论。将结论写在记录本上。
样方编号 1 2 3 4 5
株数
调查草地中某种双子叶植物的种群密度
探究
估算方法3:标记重捕法
在被调查种群的活动范围内,捕获一部分个体,做上标记后再放回原来的环境,经过一段时间后进行重捕,根据重捕到的动物中,标记个体数占总个体数的比例来估算种群密度。
初次捕获并标记数
个体总数(N)
重捕获的标记个体数
再次捕获的个体数
=
标记
适用范围:活动能力强,活动范围大的动物。
【思考4】某生物小组在调查一块面积为1 hm2的草场中灰仓鼠的数量时,放置了100个捕鼠笼,一夜间捕获了50只,将捕获的灰仓鼠做好标记后在原地放生。5天后,在同一地点再放置同样数量的捕鼠笼,捕获了42只,其中有上次标记的个体12只。由于灰仓鼠被捕一次后更难捕捉,因此推测该草场中灰仓鼠的种群数量最可能( )
A.少于92只 B.多于92只 C.少于175只 D.多于175只
C
【思考3】在对某地区田鼠的调查中,调查范围为1hm2,第一次捕获并标记39只,第二次捕获34只鼠,其中有标记的鼠15只,这样可估算该地区田鼠种群个体总数为___________;种群密度为_____________
88.4只/hm2
88.4只
注意事项
①被捕一次后可能会更难捕捉;
②标记物应不易脱落;
③标记物不宜过分醒目,不然可能会被天敌捕食;
④标记个体需与未标志个体混合均匀后再重捕,保证在重捕时被捕的概率相等;
⑤确保调查期间没有个体的迁入、
迁出、出生、死亡;
......
标记重捕法
种群密度的调查方法
逐个计数法
估算法
适用范围
分布范围较小、个体较大的种群
黑光灯诱捕法
样方法
标记重捕法
适用范围
有趋光性的昆虫
适用范围
植物或昆虫卵及一些活动范围较小的动物(如蚜虫、跳蝻)
适用范围
活动能力强、活动范围大的动物
小结:
下列有关调查动物种群密度方法的叙述,不合理的一组是( )
A.对于活动能力强、活动范围大的动物一般采用标记重捕法调查其种群密度
B.蚂蚁的虫卵的密度一般采用样方法进行调查
C.对夜间飞行的飞蛾进行诱捕可采取黑光灯诱捕法
D.标记重捕法适合调查蚯蚓的种群密度
D
[练一练]
在_________内_______(_____)的个体数占_______________的______即出生率(死亡率);
二.出生率和死亡率
单位时间
新产生
死亡
该种群个体总数
比值
1.概念
例1:截至2015年,我国大陆总人数约为13.7亿,2015年出生1655万人,我国大陆人口在这一年的出生率约为__ ‰。
12.07‰
7.11‰
12
7
例2:2015年,我国大陆总人数约为13.7亿,我国大陆死亡人口为975万,死亡率约为_____‰。
出生率>死亡率,种群密度____;
出生率≈死亡率,种群密度__________;
出生率<死亡率,种群密度____;
增大
相对稳定
减小
2.与种群密度的关系
人口增长率=
出生率-死亡率
3.意义
出生率和死亡率是决定种群大小和种群密度的重要因素。直接影响种群大小和种群密度。
思考:为什么东北豹、大熊猫等动物在人为保护的措施下,种群数量仍不能迅速增长,而鼠、蝗虫等动物,尽管人们采取各种防除措施,却仍然数量繁多,屡屡为害?这种繁殖能力的差别,对于它们种群数量有哪些影响?
繁殖能力的差别是重要原因。东北豹一般每年最多生一胎, 通常每胎产仔2~3只, 偶尔有产1只或4只的情况。幼豹2~3岁后性成熟。而鼠一年可生数胎, 每胎产多只鼠, 幼鼠当年即可性成熟。可见东北豹的繁殖能力比鼠弱得多。
一般来说,繁殖能力强的种群出生率高,种群增长快;种群出生率高是种群出现快速增长的重要内因。
东北豹
负鼠
三. 迁入率和迁出率
1.概念
在_________内______(_____)的个体数占________________的_____即迁入率(迁出率);
2.与种群密度的关系
迁入率>迁出率,种群密度_____;
迁入率≈迁出率,种群密度___________;
迁入率<迁出率,种群密度_____;
单位时间
迁入
迁出
该种群个体总数
比值
增大
相对稳定
减小
迁入率和迁出率也决定了种群密度的大小,直接影响种群密度。
3.意义
4.与实践的联系
如果研究一座______人口的变化,迁入率和迁出率是不可忽视的因素。
城市
2.类型 增长型 稳定型 衰退型
年龄特征 幼年个体___, 老年个体___ 各年龄期个体数_______ 幼年个体___,
老年个体___
发展趋势 出生率___死亡率,种群密度_____ 出生率___死亡率,种群密度______ 出生率___死亡率,种群密度_____
图示
四.年龄结构
1.概念:指一个种群中__________的个体数目的比例。
各年龄期
多
少
比例相当
少
多
>
增大
≈
相对稳定
<
减小
衰退型
稳定型
增长型
年龄结构是______种群密度变化趋势的主要依据。
4.与种群密度的关系
年龄结构通过影响_______和_______来影响种群密度。
出生率
死亡率
预测
5.意义
思考:
①年龄结构为稳定型的种群,近期一定能保持稳定吗?
②我国少年儿童人口比例下降,老龄人口比例上升,说明我国人口的年龄结构发生了什么变化?
不一定。因为出生率和死亡率不完全取决于年龄结构,还会受到食物、天敌、气候等多种因素的影响,此外,种群数量还受迁入率和迁出率的影响。
这说明我国出现了老龄化问题。
全国总人口为1443497378人,其中:普查登记的内地31个省、自治区、直辖市和现役军人的人口共1411778724人;香港特别行政区人口为7474200人;澳门特别行政区人口为683218人;台湾地区人口为23561236人。
资料:国家统计局2021年5月11日发布第七次全国人口普查公报
性别比例: 男性人口为72334万人,占51.24%; 女性人口为68844万人,占48.76%。总人口性别比(以女性为100,男性对女性的比例)为105.07。
年龄结构: 0—14岁人口为25338万人,占17.95%;15—59岁人口为89438万人,占63.35%;60岁及以上人口为26402万人,占18.70%(其中,65岁及以上人口为19064万人,占13.50%)。人口老龄化程度进一步加深,未来一段时期将持续面临人口长期均衡发展的压力。
例:说出以下图示对应的年龄结构类型
A_________ B_________ C_________
D_________ E_________ F_________
增长型
稳定型
衰退型
衰退型
增长型
稳定型
五.性别比例
1.概念:指种群中__________数目的比例。
雌雄个体
雌雄相当型
雌多雄少型
雌少雄多型
多见于高等动物
多见于人工控制的种群
多见于营社会生活的昆虫
*注意:正常的性别比例是指该种群正常状态下经过长期自然选择形成的的性别比例,并不一定是雌雄相当型。
2.类型
4.与种群密度的关系
性别比例通过影响_______,间接影响种群密度;
出生率
3.与实践的联系
利用人工合成的_________(信息素)诱杀某种害虫的_____个体,____________________________,就会使很多雌性个体_____________,从而使该种害虫的种群密度明显降低;
性引诱剂
雄性
改变了害虫种群正常的性别比例
不能完成交配
【思考】为什么改变了种群正常的性别比例,种群密度会明显降低?
降低了种群的出生率
构建概念模型
(最基本特征)
种群密度
出生率
死亡率
迁入率
迁出率
年龄组成
性别比例
直接
决定
直接
决定
影 响
预 测
预 测
增长型
稳定型
衰退型
年幼多、年老少
各年龄段比例均衡
年幼少、年老多
注意:除以上条件外,气候、食物、天敌、传染病等都影响种群密度的变化。
小结: 种群各数量特征之间的关系