(共34张PPT)
第4章 种群和群落
第1节 种群的特征
(一)概念：在一定的空间和时间内的同种
生物个体的总和
种 群
1. 下列环境中的生物,构成一个种群的是（ ）
A. 一个池塘中的所有鱼
B.一块农田里的所有东亚飞蝗
C. 一片森林中的鸟
D. 一条河中的草履虫
B
肯尼亚的斑马种群
种群特征种群有的但个体没有的特征。
种群密度
出生率和死亡率
迁入率和迁出率
年龄组成和性别比例
种群密度
种群在单位面积或单位体积中的个体数量。
种群密度
种群的个体数量
空间大小（面积或体积）
种群密度较高
种群密度
很低
思考
种群研究的核心问题是种群数量的变化。
种群密度是种群最基本的数量特征。
在一般情况下，要逐一计数某个种群的个体总数是困难的。 我们应该怎样研究种群数量？
如何调查一片草地中蒲公英的种群密度？
种群密度的取样调查法之一 样方法
1 适用的生物——植物.蚯蚓等活动范围小的生物
④取样的方法
五点取样法和等距离取样法
2 样方的选取
①随机取样
②样方数目的确定
③样方大小的确定——乔木为100M2，灌木为16M2，草本为1M2 的正方形
3方法步骤——
确定调查对象
选取样方
计数
计算种群密度
例题：下图表示某小组的同学在进行双子叶植物苦荬菜种群密度调查时确定的小样方之一，园圈表示个体，请将应该计数的个体涂上颜色。
下表为该班10个小组的调查结果，则这块地中苦荬菜的
种群密度为；
组别 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
株数/M2 0 2 3 3 4 12 4 2 3 3
3株/M2
如何调查一片草原上羚羊的种群密度？
种群密度的调查方法：
标志重捕法
③计算公式：
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:
可得,N=
m（重捕中标志数）
M(总标志数）
n（重捕个体数）
N:M=n:m,
①适用的生物——动物等活动范围大的生物
②方法步骤——
确定调查对象
——捕获并标记个体
——重捕
——计算种群密度
出生率和死亡率是种群数量及密度改变的直接表现。
物种的内部和外界因素影响都以改变出生率和死亡率来体现。
出生率和死亡率
(1)概念
通常以a‰表示。
出生率：在单位时间内新出生的个体数目占该种群个体总数的比比率。
死亡率： 在单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比比率。
a.出生率>死亡率
种群密度
增加
b.出生率<死亡率
种群密度
降低
单位：‰
出生率 死亡率
22.2
16.0
27.8
26.5
23.2
世界
中国
孟加拉国
印 度
印度尼西亚
8.9
6.5
9.6
8.9
7.5
1998年人口出生率和死亡率
计划生育是我国的基本国策
要控制人口过度增长，
必须降低出生率
迁入率和迁出率
某种群单位时间内迁入或迁出的个体占该种
群个体总数的比率，分别称为迁入率或迁出率
种群中各年龄期个体所占比例。
幼年(尚无生殖能力)
成年(有生殖能力)
老年(丧失生殖能力)
年龄组成和性别比例
年龄组成
年龄的三个阶段：
年龄组成一般分三种类型：
⑴增长型：幼年个体多，老年个体少。
特点：是幼年个体大量成长为成年产生后代，老年个体死亡的少，出生的比死亡的多
老年
成年
幼年
种群密度越来越大
老年
成年
幼年
在一定时期内出生的新个体数接近衰老死亡的个体数。
种群中个体数目保持相对稳定。
⑵稳定型：特点是各年龄期的个体数比例适中。
老年
成年
幼年
新出生的个体不能补偿衰老死亡的个体数。
⑶衰退型：特点是老年个体较多，幼年个体偏少。
种群密度越来越小。
性别比例
种群中雄性个体和雌性个体所占的比例。
不合理的性别比例会导致出生率下降进而引起种群密度下降。
200４年,全国妇联主席顾秀莲在《中国性别平等与妇女发展状况》白皮书发布会上指出,我国男女(0至4岁)性别比例接近120:100,远超国际认同的可以容忍的最高警戒线107。 张翼认为,人口出生性别比失衡会带来很多社会问题。
我国男女比例失调
婴儿性别比逼近120
(1)雌雄相当型：
特点是雌性和雄性个体数目大体相等。
这种类型多见于高等动物。
(2)雌多雄少型：特点是雌性个体显著多于雄性个体。
这种类型常见于人工控制的种群及蜜蜂、象海豹等
象海豹群体
特点是雄性个体明显多于雌性个体。
这种类型较为罕见。如家白蚁等营社会性生活的动物。
蜜蜂若只考察有生殖能力的个体，也可看做雌少雄多
型。
（3）雌少雄多型：
种群密度
种群数量
出生率和死亡率
性别比例
年龄组成
预测变化方向
直接影响
影响数量变动
决定大小
和密度
小结:
种群特征之间的关系
种群的空间特征
① 均匀分布（常见农田和人工林）
②随机分布（少见）
③集群分布（普遍）
1 概念：组成种群的个体，在其生活空间中的位置状态或布局叫做种群的空间特征。
2 类型：
1、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．男女之间的性别比例
D．出生率、死亡率和迁移率
B
练习
2 下图为三个种群的年龄组成曲线图，据图回答问题：
（1） 三个种群密度变化趋势由大到小依次是：
（2） 据统计，70年代初，我国人口年龄组成与图A相似，所以在这以后一段
时间内的发展趋势是——————————-，
因此我们要认真执行人口的————————政策。
（3） 利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体，最终使害虫种群年龄组成变为图中—————类型。
A>B>C
人口密度越来越大
计划生育
C
年龄
个体数
年龄
个体数
年龄
个体数
A
B
C
（4） 东海渔场因捕捞过度造成产量下降，现在当地政府采取控制网眼大小来
“抓大放小”，一段时间后，年龄组成会变成图————所示。
（5）假如C种群是某种珍贵的野生动物资源，我们应特别保护哪一年龄段上的个体？
幼年
A
年龄
个体数
年龄
个体数
年龄
个体数
A
B
C
3：下图表示某小组的同学在进行双子叶植物苦荬菜种群密度调查时确定的小样方之一，园圈表示个体，应该计数的个体为（ ）个。
组别 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
株数/M2 4 2 3 3 4 2 4 2 3 3
下表为该班10个小组的调查结果，则这块地中苦荬菜的
种群密度为；
3株/M2
１０
4 我国生态工作者对某草原进行调查时，将不同调查面积的物种数量进行了统计，结果如下；
调查面积 10
×
10 20×
20
40×
40
80×
80
90×
90
100×
100
110×
110
120×
120
130×
130
140×
140
物种数量 3 5 6 9 11 13 13 13 13 13
某同学根据该表，调查草原中某种双子叶草本植物种群密度时，设计如下调查步骤；
（1）选取40×40cm为最佳样方面积
（2） 在该物种分布较密集的地方取5个样方。
（3） 计数每个样方内该植物的个体数。若计数结果由多到少依次为N1 N2 N3 N4 N5，则将N3作为种群密度的估计值。请指出以上设计步骤中的错误并加以改正。
应为 100 ×100cm
随机取样
5个样方的平均值
５农业科技人员在对草原鼠害进行调查时，随机选定某区域，第一次放１００只老鼠笼，捕获6８只鼠，标记后原地放回，一段时间后在相同位置放１００只老鼠笼，捕获5４只鼠，其中标记的鼠有１２只。下列有关说法错误的有（ ）
Ａ 这种调查方法称为样方法。
Ｂ 该区域中鼠的种群密度较大，约为３０６只，
Ｃ 鼠与牛，羊等是竞争关系
D 如果在两次捕获期间发生草原大火，统计结果是不准确的。
A(共28张PPT)
第三节 群落的结构
同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，叫做群落．
如：在池塘生物群落中．既有浮萍等水生植物，也有鱼，虾，螺等水生动物，还有多种多样的微生物等
生物群落概念（community)
生活在一定区域内，相互之间有直接或间接关系的各种生物种群的总和。
由于种间关系而形成了生物群落。
植物、动物、微生物三大功能类群是相互作用相互影响，彼此之间以物质和能量为纽带紧密地联系在一起，组成了生物群落。
理解群落的内涵：
同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合
二．群落的物种组成
2不同群落的物种丰富度不同。
群落中物种数目的多少称为物种的丰富度。
3不同群落其优势种不同。
1 不同群落的物种组成不同。
因此群落的物种组成是是区别不同群落的重要特征。
不同群落的物种数目有差别。其规律为：
①热带——两极 物种丰富度减少
②海拔高度增加 物种丰富度减少
③随水深增加 物种丰富度减少
例如森林群落中数量占绝对优势的是木本植物
常绿阔叶林
针叶林
资料分析；反映种间关系的实例
1（ 1）单独培养：在合适的条件下，大草履虫和双小核草履虫均能正常生长繁殖。
讨论：
1（2）混合培养：由于这两种草履虫具有相似的生活习性（尤其是能以同一种杆菌为食），当它们被放在同一个容器中培养时，起初两种草履虫的数量较少，而食物（杆菌）数量较多，
因此表现为两种草履虫的种群数量均增加。
2.提示：90多年的调查研究表明，猞猁和雪兔种群数量之间存在相关性。
例如，从1845年到1855年间，猞猁数量的增加导致雪兔减少；而雪兔的减少，又会造成猞猁减少，之后雪兔又大量增加。
从多年的调查看，雪兔和猞猁相互制约，使它们的种群数量保持在一定范围内波动。
3.提示：雪兔是以植物为食，猞猁是以雪兔为食。猞猁的存在不仅制约雪兔的种群数量，使得：
植物→雪兔→猞猁之间保持相对稳定；
而且由于植物资源比较稳定，进而使得另一些以植物为生的动物数量及其食物链相对稳定，因而整个群落可以处在相对稳定的状态。
资料1中两个种群之间是通过食物间接地发生作用（竞争）；
相互作用的结果：是一方处于优势，另一方处于劣势，最终灭亡。
资料2中两个种群是通过捕食与被捕食直接地发生作用（捕食）。
相互作用的结果：是两个种群数量相对稳定。
4.提示：
三．种间关系
捕食：
一种生物以另一种生物作为食物．
个
体
数
时间
B
A
捕食
1
A
B
先增加者先减少，后增加者后减少的不同步性变化
能量关系图
两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等
竞争结果常表现为相互抑制，有时表现为一方占优势，
另一方处于劣势甚至灭亡
竞争
个
体
数
时间
A
B
竞争
2
生存能力不同
C
B
A
能量关系图
大象和狮子抢夺水源
水稻和稗子的竞争
一种生物（寄生者）寄生于另一种生物（寄主）
的体内或体表，摄取寄主的养分以维持生活
寄生
个
体
数
时间
A
B
寄生
4
A
B
A
B
能量关系图
地衣：藻类和真菌的共生物
豆科植物和菌瘤根
菟丝子
一方受益，一方受害
寄生的结果：
两者生活在一起，相互依赖，彼此有利
互利共生：
个
体
数
时间
A
B
共生
3
A
B
能量关系图
个
体
数
时间
个
体
数
时间
A
A
B
B
共生
寄生
个
体
数
时间
B
A
捕食
1
个
体
数
时间
A
B
竞争
2
3
4
判断下列各图表示的种间关系各是什么
2 群落的空间结构类型：
三、群落的空间结构
垂直结构
水平结构：
1群落的空间结构的形成：
在群落中，各个生物种群分别占据发不同的空间，使群落形成一定的空间结构。
⒈垂直结构
植物有明显的分层现象。
（与光照强度有关）
麻雀总是成群地在森林的上层的活动，吃高大乔木的种子。
煤山雀、黄腰柳莺、和橙红翁等鸟类总是森林的中层营巢。
血雉和棕尾虹则是典型的森林底层鸟类，吃地面上的苔鲜和昆虫。
动物的分层现象（与其食物及栖息场所有关）。
⒉水平结构
在水平方向上，由于地形的起伏、光照的明暗、湿度的大小等因素的影响，不同地段往往分布着不同的种群，种群的密度也有差别。它们常呈镶嵌分布。
地球表面因降雨量、温度大小等生态因子从赤道到北极依次有 热带雨林、温带森林、和苔原等不同类型的群落．
我国 南方 北方
热带雨林
常绿阔叶林
落叶阔叶林
针叶林
苔原(共39张PPT)
1、怎样建构种群数量增长的模型？
2、种群的数量是怎样变化的？
3、什么是环境容纳量？
4、影响种群数量变化的因素有哪些？
本节聚焦
在食物(养料)和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下，种群的数量变化是怎样的呢？
思考
细菌的分裂生殖
一、建构种群增长模型的方法
在营养和生存空间没有限制的情况下，某1个细菌每20分钟分裂繁殖一代。讨论：
①n代细菌数量的计算公式？
②72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？
③在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？如何验证你的观点？
Nn＝２n
解：n＝ 60min x72h／20min＝216
Nn＝２n ＝2216
③细菌数量不会永远按这个公式增长。可以用实验计数法来验证。
将数学公式（Nn＝2n）变为曲线图
时间分钟 20 40 60 80 100 120 140 160 180
细菌数量
曲线图与数学方程式比较，优缺点？
直观，
但不够精确。
2 4 8 16 32 64 128 256 512
数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式(公式.图表等)． 建立数学模型一般包括以下步骤：
观察研究对象，提出问题
提出合理的假设
通过进一步的实验或观察等，对模型进行检验或修正
根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达
细胞每20min分裂一次
资源空间无限多，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响
Nn＝２n
观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正
一、建构种群增长模型的方法
细菌的数量／个
理想条件下细菌数量增长的推测：自然界中有此类型吗？
二、种群增长的“J”型曲线
实例1：澳大利亚本来并没有兔子。 1859年，24只欧洲野兔从英国被带到了澳大利亚。这些野兔发现自己来到了天堂。因为这里有茂盛的牧草，却没有鹰等天敌。这里的土壤疏松，打洞做窝非常方便。于是，兔子开始了几乎不受任何限制的大量繁殖。不到100年，兔子的数量达到6 亿只以上，遍布整个大陆。
二、种群增长的“J”型曲线:
实例2、20世纪30年代,人们将环颈雉引入美国的一个岛屿,
凤眼莲
绘出上述实例中相关生物的增长曲线示意图
讨论1：出现这种增长的原因有哪些？哪些生物会出现这种增长
二、种群增长的“J”型曲线:
2 形成原因:
食物充足，空间不限，
气候适宜，没有敌害等
3 适宜范围
： ①理想条件下的生物
②实验室条件下的生物
③种群刚迁入到新的环境中最初的一段时间内的增长
1 曲线图:
种群数量
“J”型增长的数学模型
1、模型假设：
理想状态——食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；
（N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种 群的数量，λ为年均增长倍数．）
2、种群 “J”型增长的数学模型公式：
Nt=N0 λt
种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。
二、种群增长的“J”型曲线图
时间
种群增长率
种群数量
Nt=N0 λt
①λ为年均增长倍数 λ﹥1，但不是增长率
②增长率不变
注意：
思考
理想化的情况在自然界中并不存在。
那么，到底有哪些因素会影响到种群数量的变化呢？
在大自然中
环境阻力
自然界的资源、空间总是有限的；
种群密度增大，种内斗争加剧； 一般都存在敌害。
思考
在自然界中，理想化的情况并不存在。
种群增长的“J”型曲线应该从哪些方面进行修正呢？
[例]生态学家高斯的实验：
种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为“S”型曲线．
大草履虫种群的增长曲线
讨论2：大草履虫的增长呈“S”型曲线的原因有哪些？
资源有限条件下的种群增长
三、种群增长的“S”型曲线
原因：
自然界的资源、空间总是有限的；
种群密度增大，种内斗争加剧； 一般都存在敌害。
A
种群数量达到环境所允许的最大值（K值）后，将停止增长并在K值左右保持相对稳定。
K值：①在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量。② K值可变
三、种群增长的“S”型曲线
三 种群增长的“S”型曲线
A
B
C
时间
种群增长率
T0
T1
T2
①适宜范围：一般自然种群的增长
注意
② K/2 时的增长率最大，为最佳捕捞，砍伐时间
③超过K/2时，增长率下降，但种群数量仍然增多
比较
①都表示种群数量随时间变化而变化的关系，
②都研究种群数量变化中的增长问题
相同点；
不同点：
①形成条件不同
②适用范围不同
③增长率不同
⑴如果种群处在一个理想的环境中，
没有自然和空间的限制，种群内个
体数量的增长曲线是____,用达尔文
的进化理论解释，这是由于生物具
有__________特性。
⑵如果将该种群置入有限制的自然
环境中，种群内个体数量的增长曲
线是_____，用达尔文进化理论分析图中的阴影部分表示___________________________________________。
⑶影响种群密度的主要因素是种群的_______、_______、___________和_____________。
例：下图为某种群在不同生态环境中的增长曲线，清
仔细分析图中去先后回答下列问题：
a
b
个体数
时间
a
b
在生存斗争过程中淘汰的个体
过度繁殖
死亡率
出生率
性别比例
年龄组成
“S”型曲线在生产中的应用
1 在对野生动植物资源的合理开发和利用方面，一般将种群数量控制在环境容纳量的一半，即K/2值。此时，种群增长速率最快，可提供的资源数量也最多，而且又不影响资源的再生。
2 对野生生物资源的保护方面，如建立自然保护区等，从而提高野生生物的环境容纳量，是保护野生生物资源的有效措施。
3农业害虫的防治方面，降低农业害虫的环境容纳量，是防治的根本。
时间
种群增长率
T0
T1
T2
某研究员调查发现，某种鱼迁入一生态系统后，其种群数量增长率随时间变化的曲线如图，请分析回答：
1 在T0—T1时间内，种群数量增长率曲线呈______；若在T2时种群数量为N，则在T1时种群数量为____;T1时该种群的年龄组成可能为________.
2 捕获该鱼的最佳时期为_______,原因是
3 该鱼在T2时期后,种群数量变化是_____________,主要原因是_______________和________________。
S型
N/2
增长型
T1
，
在T1种群增长速率最快，可提供的资源数量也最多，
而且又不影响资源的再生。
不增加
种内竞争加剧
捕食者数量增加
影响种群数量变化的因素：
大多数种群的数量总是在波动之中的，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡
四、种群数量的波动和下降
直接因素：出生率，死亡率，迁入率，迁出率
间接因素：食物，气候，传染病，天敌
重要因素：人类的活动
有利于野生生物资源的合理利用及保护。
通过研究种群数量变动规律，为害虫的预
测及防治提供科学依据。
为引进外来物种提供理性的思考。
……
研究种群数量变化有何意义？
种群增长曲线 的延伸——存活曲线
1000
500
甲
乙
丙
出生
死亡
a
b
c
d
存活数量
丙曲线表示： ，
如果丙为野生动物，据些我们应做 的保护工作
1 曲线图中ab段表示甲动物：
在成年以前死亡率很低
在幼年期死亡率高
该动物幼年期死亡率极高
2 cd 段可表示乙动物：
幼年个体
培养液中酵母菌种群数量的变化
实验原理
1 酵母菌属于兼性厌氧型微生物，有氧时产生CO2和H2O，无氧时产生CO2和酒精。
2用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分，空间，PH，温度等影响
在理想的环境污染中，酵母菌种群的增长呈J型增长，在有限的环境下，酵母菌种群的增长呈S型增长
为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平 为什么？
根据种群增长的S型曲线，应使被捕鱼群的种群数量保持在K/2水平。这是因为在这个水平上种群增长量最大 。
家鼠的繁殖力很强，种群数量每天可增加1.47%。
①理论上，在某一区域，10只家鼠在100天后的数量将会达到多少？
②你考虑应当采取什么措施来控制家鼠的数量才是最有效的？
10×（1+1.47%）100
我国人口的调节：
总方针——控制人口的增长，提高人口的素质；
目标——2000前力争把中国平均人口自然增长率控制在12.5‰内，期望本世纪中叶稳定在15～16亿；
措施——坚持优生优育，计划生育；扫除青壮年文盲，实行九年制义务教育。
提示：从环境容纳量的角度思考，可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，如将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。
同一种群的K值会受到环境的影响。
思考
怎样做才是最有效的灭鼠措施？
《国家地理》在几百年前，金丝猴在许多地区广泛分布，人口的增加和山林的破坏使金丝猴的分布区越来越小。现在，黔金丝猴的数量只有500～600只，处于濒危状态，只在贵州省的梵净山区生存。滇金丝猴生活在云南西北部、西藏东南端及四川西部长江上端金沙江上游的高山中，数量不到2000只，也处境濒危。
思考
怎样做才是保护大熊猫的根本措施？
建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。
按照此曲线发展下去将会出现怎样的状况？ 鉴于我国人口的现状应当采取什么措施？
1．在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是
B
3、自然界中生物种群增长常表现为“S”型增长曲线。下列有关种群“S”型增长的正确说法是（） A.“S”型增长曲线表示了种群数量和食物的关系 B.种群增长率在各阶段是不相同的 C.“S”型增长曲线表示了种群数量与时间无关 D.种群增长不受种群密度制约
B
2．下图表示接种到一定容积培养液中的酵母菌生长曲线图，曲线中哪段表示由于有限空间资源的限制使种内斗争增加（ ）
A．CD段（增长速度慢） B．DE段（速度加快）
C．EF段（变化速率加快） D．FG段（速度逐渐变慢）
D
