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第1节
种群的数量特征
组织
器官
系统
个体
群落
生态系统
生物圈
知识回顾——复习生命系统的层次
细胞
种群
微观
宏观
种群是物种 的单位
①一定地域内
②同种生物构成
③全部个体的总和
概念要点：
种群研究的中心问题是什么？
繁殖、进化
知识回顾——种群
一个水池里的全部鱼
一个鱼缸里的全部金鱼
×
√
种群研究的中心问题是种群的数量特征及其变化规律：该种群的个体数量状况如何？其数量将会怎样变化？影响其数量变化的因素有哪些？
数量特征
变化规律
世界人口变化
知识回顾——种群
种群研究的中心问题是什么？
东北豹的数量
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。
讨论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。
讨论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。
知识回顾——种群
一、种群密度及其调查方法
1.定义：种群在_________或__________中的个体数。
单位面积
单位体积
例：每立方米水体内非洲鲫鱼的数量。
例：每立方米草地中蚯蚓的数量
例：每平方米草地中杂草的数量，是种群密度吗？
陆地
水体
2.种群密度是“种群 的数量特征” 。
3.意义：
最基本
农林害虫的监测和预报、渔业捕捞强度的确定等
×
5只老鼠/10m2
整个草原如何调查？
逐个计数法（总数量调查）
估算法（抽样调查）
黑光灯诱捕法
样方法
标记重捕法
4.（1）估算法——样方法
估算种群密度最常用的方法之一是样方法：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。
样方是人为划定的一个区域。
“所选样方位置上有块大石头，应该换个位置取样。”
草本1m2，灌木16m2，乔木100m2
不需要
数量适当、大小适当
样方法
多用于活动能力弱或不活动的生物。如：植物、昆虫卵、树叶上的蚜虫、跳蝻等
适用范围：
蚜虫
4.（1）估算法——样方法
调查草地中某种双子叶植物的种群密度
探究·实践
1.为什么选双子叶草本植物为调查对象？
“因单子叶草本植物常常是丛生或蔓生，难以辨认”
单子叶植物叶条形或披针形
双子叶植物网状脉
2.常用取样方法
等距取样法
五点取样法
取样的关键是要做到 ，不能参入主观因素
随机取样
调查草地中某种双子叶植物的种群密度
探究·实践
3.计数原则
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。
调查草地中某种双子叶植物的种群密度
探究·实践
4.数据取舍
假设我们所调查的一块地里的蒲公英的分布比较均匀，10个小组各自统计的一个样方的结果如下表:
以上各组所报的数值中，经实际询问有1个组是不真实的。最可能是第_______组。
组别 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
株数 21 23 21 20 19 1 18 24 21 18 19 20
所有数据平均值为18.75，标准差为5.63；
说明样方6不具有代表性，属于离群样方，应当舍弃。
舍弃样方6，平均值为20.36，标准差为1.86。
调查草地中某种双子叶植物的种群密度
探究·实践
制定调查方案
实施调查方案
样方
样方大小
样方多少
取样方法
样方内计数
随机取样
根据调查对象的大小和密度适当调整，一般不小于1m2
一般不少于5个，多一些计数结果更准确
边角上的个体，固定选两邻边和夹角进行计数
关键 核心
调查草地中某种双子叶植物的种群密度
探究·实践
如何调查某区域内鸟的种群密度？
许多动物的活动能力强、活动范围大。在种群的活动范围内，捕获一部分个体，做上标记。放回原来的环境，经过一段时间后重捕，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。
4.（2）估算法——标记重捕法
N
初捕获并标志 M
重捕个体（n）中的有标志个体数（m）
初捕获并标志 M
计算公式：
=
N
=
③
①
②
④
让标记个体在群体中随机分布
经过一段时间后重捕
4.（2）估算法——标记重捕法
例：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_____________(注意: 单位)
88.4只/hm2
88.4只
初次捕获并标志数(M)
个体总数(N)
重捕获的标志个体数(m)
再次捕获的个体数(n)
=
15
34
=
39
N
4.（2）估算法——标记重捕法
经过一段时间后重捕
选择区域要随机，不能主观选择
被调查个体在调查期间没有大量迁入和迁出、出生和死亡现象
重捕的地域与方法与初捕相同
每次捕获的样本数量不能太少，以减小偶然误差
4.（2）估算法——标记重捕法
初捕获并标志 M
③
重捕个体（n）中的有标志个体数（m）
④
经过一段时间后重捕
许多动物的活动能力强、活动范围大。在种群的活动范围内，捕获一部分个体，做上标记。放回原来的环境，经过一段时间后重捕，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。
第一次捕捉：M
第二次捕捉：n个
有标记的：m
总数：N
计算公式：
=
N
=
让标记个体在群体中随机分布，时间太短会导致重捕个体中被标记个体偏多，计算 。
时间太长，标记个体有可能迁出、或死亡
结果偏小
4.（2）估算法——标记重捕法
对标记的要求：
①标记物不易脱落
计算公式：
=
N
=
（计算结果偏大）
②不影响被标记生物的正常生理活动
（计算结果偏大）
③标记物不能过于醒目
1）易被天敌捕食
（结果偏大）
2）易被人捕捉
（结果偏小）
4.（2）估算法——标记重捕法
思考：重捕时，捕获的标记个体受伤死亡，会影响统计结果吗？
计算公式：
=
N
=
不影响
思考：若某种动物被捕捉过一次后更难捕捉，则统计结果较实际种群密度偏大
还是偏小？
偏大
4.（2）估算法——标记重捕法
对标记的要求：
①标记物不易脱落
②不影响被标记生物的正常生理活动
③标记物不能过于醒目
误差大小判断
a.若被标记个体变得更难捕捉，则估算值偏 ；
b.若被标记个体易被捕食，则估算值偏 ；
c.若被标记个体的标志脱落，则估算值偏 ；
d.若因个体间相互接触，未被标记的个体也沾上了标记颜料，则估算值偏 ；
e.如果标记的个体因标记过于醒目，易被实验人员发现，则估算值偏 。
f.标记物影响被标记个体的活动，使其被再次捕获的机会增大，则估算值偏 。
N=
M
m
×n
大
大
大
小
小
小
4.（2）估算法——标记重捕法
去除取样法
累积捕获数(x)与每次捕获数(y)之间的函数关系为：y=ax+b
在一个封闭种群里，用同样的方法连续捕捉被调查动物，随着连续的捕捉，使种群内个体数逐渐减少，造成每次捕获数逐次递减，但捕获的总累积数则逐渐增加，当单次捕获数降到0时，捕获的总累积数就等于该种群的总个体数。
4.（3）估算法——黑光灯诱捕法
5.调查种群密度的其他方法
（1）红外触发相机
（2）动物粪便——微卫星DNA分子标记
5.调查种群密度的其他方法
鲸
长臂猿
秧鸡
鸮
（3）动物的声音
5.调查种群密度的其他方法
6.“三看法”选择适合的种群密度调查方法
少
直接计数
植物
样方法
活动能力小
样方法
多
动物
活动能力大
标记重捕法
实战演练：
要调查一块农田中某种鼠和蚯蚓的种群密度，你将分别采取什么办法？说说你做出选择的理由。
标记重捕法、样方法
一看
个体数量
二看
生物类型
二看
生物类型
【解析】调查种群密度常用的方法有标记重捕法和样方法，对于活动能力强、活动范围大的动物，调查种群密度时一般采用标记重捕法，而对于植物和活动范围小、活动能力弱的动物以及虫卵等种群密度的调查，常用的是样方法，A、B正确；对夜间飞行的昆虫进行诱捕可采用黑光灯诱捕法，C正确；蚯蚓活动范围小，标记个体难与未标记个体充分混匀，不能用标记重捕法，D错误。
【应用示例】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
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
其他方法
航拍法、红外触发相机、分析粪便、标记声音等
经标记重捕法估计，该种群的种群密度为88.4只/hm2 ，那环境因素稳定不变的情况下，你能预估一段时间后该种群的种群密度的变化情况吗？
“种群密度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。”
出生率和死亡率
迁入率和迁出率
年龄组成和性别比例
二、出生率和死亡率
1.定义： 内新产生（或死亡）的个体数目占该种群个体总数的比值。
举例：2015年我国总人口为13.7亿。
2015年出生人口为1655万人，则出生率为12‰
2015年死亡人口为 975万人，则死亡率为 7 ‰
2. 增长率
出生率和死亡率是决定种群大小和种群密度的重要因素。
直接决定种群密度的大小。
出生率>死亡率
种群密度增加
增长型
出生率=死亡率
种群密度稳定
稳定型
出生率<死亡率
种群密度减少
衰退型
单位时间
= 出生率 — 死亡率
3.影响因素：
繁殖能力的差别是重要原因，繁殖能力强的种群增长快。
思 考
东北豹的繁殖能力和鼠的差别有多大？这对于他们的种群数量有那些影响？
老鼠45天左右可繁殖一次。母鼠生长2个月就可生殖，其怀孕到生产的时间一般在3-4周左右，其一年可生6-8胎，每胎能产仔5-10个。
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。
二、出生率和死亡率
三、迁入率和迁出率
时间
迁移
火山爆发使某个小岛的蝴蝶死亡
种群密度增加
直接决定种群密度的大小
迁入率、迁出率：单位时间内 或 的个体，占该种群 的比值。
种群
迁入
迁出
迁入
迁出
个体总数
四、年龄结构和性别比例
一个种群中 的个体数目比例。
老年个体数
成年个体数
幼年个体数
幼多老少
比例适中
老多幼少
增长型
稳定型
衰退型
各年龄期
年龄结构：
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
多
少
比例相当
少
多
＞
增大
≈
相对稳定
＜
减小
四、年龄结构和性别比例
分析种群的年龄结构
问题探讨
讨论2. 年龄组成为稳定型的种群，种群数量在近期一定能保持稳定吗？年龄组成为衰退型的呢？
不一定，因为出生率和死亡率不完全决定于年龄组成，还受到食物、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。
年龄组成为衰退型的种群，种群数量一般会越来越小，但是也不排除由于食物充足、缺少天敌、迁入率提高等原因而使种群数量增长的情况。
能预测种群密度变化趋势
但是这种趋势不一定能实现
四、年龄结构和性别比例
1.增长型的种群是不是意味着种群个体数目多（ ）
2.一个城市，人口出生率每年下降，说明人口年龄组成一定为衰退型( )
×
×
分析种群的年龄结构
问题探讨
四、年龄结构和性别比例
拓展
增长型
稳定型
衰退型
年龄结构的几种表示方法
种群内两性个体数量的比例（多数为1：1）；性别比例不是所有种群的特征
“性别比例对种群密度也有一定的影响”
性别比例（性比）：指种群中 个体数目的比例。
雌雄
四、年龄结构和性别比例
雌蛾
雄蛾
性外激素
雄 蛾
奇怪，明明很香，怎么没看到美女啊？
人工合成的
性外激素
使用性引诱剂诱杀雄虫：
雌 ：雄≈1
不合理的性别比例（雌：雄>1）
种群出生率下降
性别比例通过影响出生率间接影响种群密度
四、年龄结构和性别比例
拓展——空间特征
含义：种群中的个体在其生活空间中的位置状态或布局。
均匀分布
随机分布
集群分布
课堂小结
直接 反映
增长型
稳定型
衰退型
年龄结构
性别比例
种群数量
决定种群动态的数量变化
迁入率
出生率
迁出率
死亡率
种群密度
增加
减少
预测 变化方向
间接 影响
练一练
1.下图为种群数量特征间的相互关系，请据图判断各字母代表的含义。
A B C
D E F
迁入率
出生率
性别比例
年龄结构
迁出率
死亡率
2.下列叙述中符合种群密度概念的是( )
A．某地区灰仓鼠每年新增的个体数 B．一亩水稻的年产量
C．每平方米草地中杂草的数量 D．某湖泊每平方米水面鲫鱼的数量
D
3. 某同学拟调查一个面积为100hm2草地上某种双子叶草本植物的种群密度，设计了四个调查方案，其中最可行的是( )
A．计数该草地上该种植物的全部个体数目
B．设置1个1m2样方，计数样方中该种植物的个体数目
C．随机设置1m2样方若干，计数每个样方中该种植物的个体数目
D．在该种植物密集处设置1m2样方若干，计数每个样方中该种植物的个体数目
C
练一练
4.在研究种群数量时，可通过标记重捕法调查田鼠种群密度。在1hm2范围内，第一次捕获标记40只田鼠，第二次捕获30只，其中有标记的15只。该种群密度是 只/hm2，若标记的田鼠有部分被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果 。
5.某地区由于秋天过早降温，许多蝗虫在产卵前死亡。第二年，该地区蝗虫的种群密度明显下降。对蝗虫种群密度下降合理的解释是( )
A.出生率下降 B.死亡率上升 C.迁入率下降 D.迁出率上升
A
80
偏大
6.预测一个国家或地区的人口数量未来动态的信息主要来自于（ ）
A．现有人口数量和密度 B．目前的年龄组成
C．男女之间的性比率 D．出生率和死亡率
B
练一练
7.下列关于出生率的叙述，正确的是( )
A．若某种群年初时的个体数为100，年末时为110，其中新生个体数为20，死亡个体数为10，则该种群的年出生率为10%
B．若某动物的婚配制为一雌一雄，生殖期个体的雌雄比越接近1:1，则出生率越高
C．若通过调控环境条件，使某动物的性成熟推迟，则出生率会更高
D．若比较三种年龄结构类型的种群，则稳定型的出生率最高
B
练一练
8. 关于出生率、死亡率与年龄结构的关系，下列表述正确的是（ ）
A.年龄结构为增长型的，出生率大于死亡率
B.年龄结构为稳定型的，出生率大于死亡率
C.年龄结构为衰退型的，出生率大于死亡率
D.年龄结构为稳定型的，出生率小于死亡率
A
练一练
