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第1章
种群及其动态
第1节 种群的数量特征
新人教版·选择性必修二
本节聚焦
怎样估算种群密度?
如何提高估算的准确性?
种群的数量特征有哪些?
如何根据种群的特征预测其未来的发展趋势?
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,共检测到东北豹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。
讨论
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。
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,共检测到东北豹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。
讨论
调差东北豹种群中雌雄个体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比例影响种群的出生率,从而影响种群数量的变化
回顾:种群的概念
一、概念
指生活在一定区域内的同种生物的全部个体的总和。
二、特征
种群的特征主要表现为数量上的变化,人们最关心种群数量的变化。
怎样控制害虫数量,以防止虫灾发生
牧民在承包的草场如何确认放牧量,从而既能保护草原,又能取得最好经济效益?
回顾:种群的概念
种群的数量特征
种群密度
出生率
死亡率
迁入率
迁出率
年龄组成
性别比例
种群密度及其调查方法
一、种群密度
① 定义:
种群在单位面积或单位体积中的个体数。
种群个体数
面积或体积
种群密度 =
② 意义:
种群密度是种群最基本的数量特征。
陆生生物
水生生物
种群密度及其调查方法
二、种群密度调查方法
① 逐个计数:
在调查分布范围较小、个体较大的种群时,可以逐个计数。
例如:调查某山坡上的珙桐密度。
种群密度及其调查方法
② 估算:
在多数情况下,逐个计数非常困难,需采用估算的方法。
例如:对于趋光性的昆虫,可以用黑光灯进行诱捕来估算它们的种群密度。
支架
灯管
挡虫板
集虫漏斗
毒瓶
该区域均匀放置适宜数量的黑光灯,每日统计捕捉到的该昆虫的数量即可,这样得到的并不是该种群的具体数量,而是多度等级。这种统计的意义主要在于与往年的情况进行对比,预测害虫的成灾程度。
种群密度及其调查方法
③ 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计值。
原理
种群密度 =
A1
S1
+
A2
S2
+
A3
S3
+……+
An
Sn
÷ n
种群密度及其调查方法
适用范围
植物
昆虫卵
蚜虫
跳蝻
③ 样方法
估算种群密度常用的方法之一
种群密度及其调查方法
① 选择调查对象
双子叶植物
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。双子叶草本植物则容易辨别个体数目。
双子叶植物叶脉一般是网状脉
单子叶植物叶脉一般是平行脉
调查草地中某种双子叶植物的种群密度
实验探究
种群密度及其调查方法
② 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,结合下面的提示,讨论确定样方的多少,样方的大小和取样方法。
草本
面积1m2
灌木
面积16m2
乔木
面积100m2
调查草地中某种双子叶植物的种群密度
实验探究
种群密度及其调查方法
③ 取样方法
取样的关键是要做到随机取样,不能掺入主观因素。
五点取样法
等距取样法
调查草地中某种双子叶植物的种群密度
实验探究
种群密度及其调查方法
④ 计数
计数每个样方内所调查植物的数量,做好记录。
计数原则:
若有正好长在边界上的个体,应遵循“数上不数下,数左不数右”的原则,计数相邻两边及夹角上的个体。
1m
代表蒲公英
代表花生
1m
1m
调查草地中某种双子叶植物的种群密度
实验探究
种群密度及其调查方法
样方中花生的数量:
A1 = ___个
A2 = ___个
A3 = ___个
A4 = ___个
A5 = ___个
6
5
5
5
6
④ 计数
计数每个样方内所调查植物的数量,做好记录。
调查草地中某种双子叶植物的种群密度
实验探究
代表蒲公英
代表花生
1m
1m
种群密度及其调查方法
⑤ 计算种群密度
花生的种群密度 =
A1
S1
+
A2
S2
+
A3
S3
+……+
An
Sn
÷ n
=
6
1
+
+
+
÷ 5
5
1
5
1
6
1
5
1
+
=
5.4
调查草地中某种双子叶植物的种群密度
实验探究
种群密度及其调查方法
讨论
1. 为什么要强调随机取样?
强调随机取样是为了使调查结果不受主观因素的影响,保证调查结果的准确性
2. 样方的多少会影响调查结果吗?
样方的多少会影响调查结果。样方过少会导致误差过大。
调查草地中某种双子叶植物的种群密度
实验探究
种群密度及其调查方法
④ 标记重捕法
Ⅰ. 定义
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,来估计种群密度。
重捕中被标记个数(m)
重捕 (n)
=
首次被标记个数(M)
种群数量(N)
种群密度及其调查方法
④ 标记重捕法
Ⅱ. 适用范围
活动能力强,活动范围大的动物
在对某种鼠的调查中,调查范围为1hm2,第一次捕获并标记39只鼠,第二次捕获34只鼠,其中有标记鼠15只,则该种数的种群密度是多少?
Ⅲ. 实例
估算这种鼠的种群密度为 39×34÷15 = 88.4 只/hm2。
种群密度及其调查方法
在实际调查过程中,造成误差的原因很多,请分析以下因素造成的误差是偏大还是偏小?
标志物易脱落
标志物影响动物的活动,导致更容易被捉到
标志物过于醒目,该动物天敌容易发现
使用诱捕法法捕捉动物,会使动物变得狡猾,不易再次捕捉
偏大
偏小
偏大
偏大
④ 标记重捕法
Ⅳ. 误差分析
种群密度及其调查方法
a. 标记个体与未标记个体在重捕时的概率要相等
b. 标记物和标记方法必须对动物的身体不产生伤害
c. 标记不能过分醒目,以防改变与捕食者之间的关系
d. 标记符号必须能够维持一定时间,在调查研究期间不能消失
e. 调查期间没有大规模迁出和迁入,没有外界因素的强烈干扰
④ 标记重捕法
Ⅴ. 注意事项
种群密度及其调查方法
种群密度
出生率
死亡率
反映了种群在一定时期的数量,但是仅靠这一特征还不能反映种群数量的变化趋势。
迁入率
迁出率
性别比例
年龄组成
研究
出生率和死亡率
东北豹
大熊猫
鼠
蝗虫
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?
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?
出生率和死亡率
1. 定义
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。
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。
2. 实例
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12‰。2015年,我国大陆死亡人口为975万,死亡率约为7‰。
迁入率和迁出率
1. 定义
单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的比值。
如果你研究一座城市人口的变化,迁入率和迁出率更是不可忽视的因素。
种群数量
出生率
死亡率
迁入率
迁出率
+
+
—
—
出生率和死亡率、迁入率和迁出率能够决定种群数量
年龄组成
1. 定义
一个种群中各年龄期的个体数目的比例。
2. 类型
A
B
C
老年个体数
成年个体数
幼年个体数
年龄组成
讨论
1. 上图中A,B,C三种年龄结构的种群,哪种类型的种群数量会越来越大,,属于增长型?哪种类型的种群数量会越来越小,属于衰退型?哪种类型的中枢数量会在一段时间内保持相对稳定,属于稳定型?为什么?
A属于增长型,C属于衰退型,因为一般来说,幼年和成年个体越多,老年个体数越少,出生率就越高,死亡率就月底,种群数量增长就越快;反之,种群数量增长就越慢,或者种群数量下降。
年龄组成
2. 年龄结构为稳定型的种群,种群数量在近期一定能保持稳定吗?年龄
结构为衰退型的种群呢?
讨论
不一定,这是因为出生率和死亡率不完全决定于年龄结构,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。
性别比例
1982年我国出生人口性别比例为108.5
(100名女婴所对应的男婴数为结果)
2010年我国出生人口性别比例为121.2
2021年我国出生人口性别比例为111.3
禁止非医学需要的胎儿性别鉴定
禁止非医学需要的性别选择性的人工流产
启动关爱女孩行动
严重偏离世界人口性别比例的正常值(102~107)
采取措施
小结
种群的数量特征
基本特征
种群密度
调查方法
逐个计数
黑光灯诱捕法
样方法
标记重捕法
取决于
出生率
死亡率
迁入率
迁出率
年龄组成
性别比例
影响
影响
影响
练习与应用
一. 概念检测
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。
一块草地上所有蒲公英的数量就是这个蒲公英的种群密度 ( )
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 ( )
种群密度与出生率成正比 ( )
√
x
x
练习与应用
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,在每块麦田中做对照实验,施药60天后调查猪殃殃密度。取
样方法为每个处理随机取5个样方,每个样方为1m2。调查结果为对照
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. 样方面积过少,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
练习与应用
二. 拓展应用
在某池塘中,第一次指获鲫鱼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鱼约_____条。
386
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百分比。据此图可判断,未来人口增长率高的国家是______。
5.0
2.5
0
2.5
5.0
7.5
5.0
2.5
0
2.5
5.0
7.5
B
练习与应用
2003年,我国颁布法律,禁止“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。