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群落
生态系统
生物圈
生命系统的结构层次
宏观
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种群及其动态
生态系统及其稳定性
生态系统的结构
种群的数量特征
群落及其演替
人与环境
种群数量的变化
群落的主要类型
群落的结构
生态系统的功能
生态系统的稳定性
人类活动对生态环境的影响
生物多样性及其保护
影响种群数量变化的因素
群落的演替
物质循环
能量流动
信息传递
生态工程
第一章 第1节
种群的数量特征
种群:在一定的空间范围内,同种生物的所有个体形成一个整体就是一个种群。
种群中的个体并不是机械地集合在一起,而是可以彼此交配,并通过繁殖将各自基因传给可与后代
下面描述属于一个种群的是
卧龙自然保护区的所有生物
一个水库中的全部鲤鱼
一个池塘中的全部鱼
菜市场上所有的茄子
√
×
×
×
生物多样性的保护、有害生物的防治、渔业上合理捕捞量的确定等,都离不开种群的研究。种群研究的中心问题是种群的数量特征及其变化规律。
一、种群密度及其调查方法
1.种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度。
一、种群密度及其调查方法
1.种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度。
种群密度是种群最基本的数量特征
2.计算
种群的个体数
空间大小(面积或体积)
种群密度=
3.种群密度的调查方法
逐个计数法
适用于分布范围较小、个体较大的种群
如调查某山坡上的珙桐密度。
数量较少的濒危生物,即使分布范围较大,也可以采用逐个计数法计算种群密度。
估算法
估算法
黑光灯诱捕法
光灯是一种发射人眼看不见的、波长在365 nm左右的紫外线的电光源。 黑光灯具有很强的诱虫作用,是杀虫用灯的理想光源。
对于有趋光性的昆虫,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。
样方法
估算种群密度常用的方法之一
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算值。
适用于植物或活动能力弱、活动范围小的动物。
跳蝻
蚜虫
蒲公英
昆虫卵
探究·实践 调查草地中某种双子叶植物的种群密度
① 确定调查对象
单子叶草本植物常常是丛生或蔓生的,从地上部分难以辨别是一株还是多株,而双子叶植物的个体数目则易于辨别。
单子叶植物的叶片一般呈条形或披针形,叶脉一般是平行脉,双子叶植物的叶脉一般是网状脉。
丛生
蔓生
苜蓿
② 根据被调查生物的种类和分布情况来确定样方的大小
草本1 m×1 m 灌木3 m×3 m 乔木10 m×10 m
③ 确定样方的数量
样方1 样方2 样方3 样方4 样方5 样方6 样方7 样方8 样方9 样方10
26株 22株 27株 13株 14株 17株 23株 17株 23株 18株
统计的样方 前5个 前6个 前7个 前8个 前9个 前10个
种群值(株/m2) 20.4 19.8 20.3 19.9 20.2 20
不同样方数的蒲公英种群密度
五点取样法
等距取样法
等距
④ 取样方法
正方形或不规则地段
长方形或长条形地段
取样关键:随机取样,不能掺入主观因素
原则:
同种生物个体无论大小都要计数,若正好在边界线上,应“计上不计下,计左不计右” ,即只计数相邻两边及夹角上的个体。
⑤ 计数原则
用分布有绿色圆圈的正方形白纸,小组探究小绿点代表的种群密度。
模拟实验
面积为10m2 的草地的示意图
样方 株数
① 6
② 5
③ 4
④ 8
⑤ 5
种群密度=
=5.6(株/m2)
在被调查种群的活动范围内,捕获一部分个体作上标记后,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。
适用范围于活动能力强、活动范围大的动物
捕获
标记
放回
重捕
标记重捕法
N只
首次捕获
M只
放回原来的环境,充分混合
重捕
n只,其中有m只带标记
计算方法:设某种群的总数为N,第一次捕获标记的个体为M,第二次重捕的个体数为n,其中已标记的为m,则四者之间的关系为:
初次捕获并标记数(M)
个体总数(N)
重捕获的标记个体数(m)
再次捕获的个体数(n)
=
N=M×n÷m
例:在调查一块方圆2hm2的农田中田鼠的数量时,放置100个捕鼠笼,一夜间捕获了42只,将捕获的田鼠经标记后在原地释放。数日后,在同一地点再放置同样数量的捕鼠笼,捕获了38只,其中有上次标记的个体12只。则该农田中田鼠的种群密度大概有多少只?
该农田中田鼠总数为 42×38÷12=133(只)
该农田中田鼠的种群密度为 133÷2=66.5(只/hm2)
a.标记物不能过分醒目;
b.标记物和标记方法不能影响标记对象正常的生理活动;
c.标记物不易脱落;
d.标记个体需与未标记个体混合均匀后再重捕,保证在重捕时被捕的概率相等;
e.确保调查期间没有个体的迁入、迁出、出生、死亡;
标记重捕法注意事项
总标记数M
重捕标记数m
重捕数n
=
种群总数N
N=M×n÷m
标记物脱落
标记物使动物受惊吓,从而不易被捕到
被标记个体部分死亡
标记物过于明显,使其第二次捕捉时更易被捕到
标记物太醒目,导致标记个体易被天敌捕食
重捕时间太短,初捕个体未充分融入
标记重捕法误差分析
偏大
偏小
调查种群数量的其他方法
1.在动物的栖息地布设若干台红外触发相机,恒温动物一靠近,就会触发相机自动拍摄照片或视频
调查种群数量的其他方法
1.在动物的栖息地布设若干台红外触发相机,恒温动物一靠近,就会触发相机自动拍摄照片或视频
2.无人机航拍法
一
调查种群数量的其他方法
1.在动物的栖息地布设若干台红外触发相机,恒温动物一靠近,就会触发相机自动拍摄照片或视频
2.无人机航拍法
3.动物的声音也存在个体差异,成熟个体的声音特征往往可以长期保持稳定。
长臂猿
鲸
种群密度反应了种群在一定时期的数量,但是仅靠这一特征还不能反应种群数量的变化趋势。要想知道种群的数量的消长,还需要研究种群的出生率和死亡率、迁入和迁出、年龄结构和性别比例等其它特征。
二、出生率和死亡率
为什么东北豹、大熊猫等动物在实施人为保护的措施下,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?
出生率:单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比值。
2015年,我国大陆总人口约为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
×100%≈12‰
死亡率:单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比值。
2015年,我国大陆死亡人口为975万,死亡率约
×100%≈7‰
东北豹每年最多生一胎,通常每胎产仔2~3只,偶尔有产仔1只或4只的情况,幼豹2~3岁后性成熟。
鼠一年可生数胎,每胎产多只鼠,幼鼠当年即可性成熟。
繁殖能力的差别是影响种群密度重要原因,繁殖能力强,出生率一般较高。
出生率和死亡率是直接决定种群密度的因素之一。
出生率>死亡率
种群密度增加
出生率=死亡率
种群密度稳定
出生率<死亡率
种群密度减少
三、迁入率和迁出率
迁入率:单位时间内迁入的个体占该种群个体总数的比值。
迁出率:单位时间内迁出的个体占该种群个体总数的比值。
迁入率和迁出率 种群密度
迁入率>迁出率 增加
迁入率=迁出率 稳定
迁入率<迁出率 降低
迁入率和迁出率也是直接决定种群密度的因素。
迁入率和迁出率在研究城市人口变化中具有重要意义
三、年龄结构和性别比例
年龄结构指一个种群中各年龄期的个体数目的比例
年龄特征
发展趋势
幼年个体多老年个体少
各年龄期个体数比例相当
幼年个体少老年个体多
出生率>死亡率种群密度增加
出生率=死亡率种群密度稳定
出生率<死亡率种群密度减小
年龄结构通过影响出生率和死亡率来影响种群密度
是预测种群密度变化趋势的主要依据。
增长型
稳定型
衰退型
据统计,1990—2013 年的 24 年间,我国 0 ~ 14 岁少年儿童的人口占总人口的比例 由 27.69% 下 降 到 16.41%;15 ~ 64 岁 人口的比例由 66.74% 上升到 73.92%;65 岁及以上老龄人口比例由 5.57% 上升到 9.67%。
这说明我国人口的年龄结构发生了什么变化?
这说明我国少年儿童的人口占比在减少,老龄人口占比在增加。我们应该关注我国人口的老龄化问题。
三、年龄结构和性别比例
性别比例指种群中雌雄个体数目的比例。
雌雄相当型
多见于高等动物
雌多雄少型
多见于人工控制的种群
雌少雄多型
多见于营社会生活的昆虫
性别比例通过影响出生率间接影响种群密度。
应用:利用人工合成的性引诱剂(信息素)诱杀某种害虫的雄虫,改变了害虫种群正常的性别比例,使很多雌性个体不能完成交配,从而使该种害虫的种群密度明显降低。
本课小结
种群密度
调查方法
标记重捕法
样方法
出生率
死亡率
直接决定
迁入率迁出率
直接决定
年龄结构
影响
预测变化方向
性别比例
间接影响
课后练习
1.种群密度是种群最基本的数量特征。判断下列与种群密度有关的表述是否正确。
(1)一块草地上所有蒲公英的数量就是这个蒲公英种群的种群密度。( )
(2)调查青蛙等活动范围不大的动物的种群密度可以用样方法。( )
(3)种群密度与出生率成正比。( )
2.科技人员为了检验某新型除草剂对麦田杂草猪殃殃的防治效果,随机选3块麦田,在每块田中做对照实验,施药60天后调查猪殃殃的密度。取样方法为每个处理随机取5个样方,每个样方为1m2。调査结果为对照组411.75株/m2,实验组35.00株/m2。下列分析正确的是( )
A.样方数量过少,面积适当
B.样方面积过小,数量适当
C.杂草株数应为整数,对照组数据有误
D.实验组数据可信,该除草剂施用效果显著
×
×
√
D
3.在某池塘中,第一次捕获鲫鱼106条,做上标记后放回;第二次捕获鲫鱼91条,其中有标记的为25条。由此估算该池塘中共有鲫 条。
4.下图A、B分别为两个国家人口的年龄结构图,纵轴示年龄,横轴示各年龄段人口占总人口的百分比。据此图可判断,未来人口增长率高的国家是 。
约386
B
5.2003年,我国颁布法律,禁止“非医学需要的胎儿性别鉴定”和“非医学需要的性别选择性人工流产”,请简要说明这一规定的意义。
在自然情况下,新生儿的男女性别比例大致为1:1。禁止“非医学需要的胎儿性别鉴定”和“非医学需要的性别选择性人工流产”,有利于维系性别比例均衡,进而有利于维持社会的和谐稳定。