种群的数量波动及调节
农业生态学-生物种群
密度是种群内部调节的基础，它部分地决定着种群的能流、 资源可利用性、种群内部压力大小及种群分布和生产力。
小麦进化史上的第一次飞跃
二粒系小麦
与节节草杂交
小麦进化史上的第二次飞跃
普通小麦
山羊草
节节草
玉米的进化
玉米的原始祖先大刍草：植株细小，丛生，雌 雄同花，花器着生在植株茎梢，果穗及籽粒小 且易脱落。
选择“芽变”变异个体：从植株中部结出果穗
雌雄同株异位的玉米： 野生玉米果穗穗轴长只有2.4cm，
到公元十六世纪初，玉米果穗已经增 加到13cm。
➢ 数量特征
出生率（natality）：单位时间内种群新出生的个体数， 是种群内个体数量增长的重要因素。
可分为生理出生率和生态出生率： ➢ 生理出生率是指种群在理想条件下（无任何生态因子限制，
只受生理状况影响）的最高出生率——理论常数。 ➢ 生态出生率是指在—定的环境条件下种群的实际出生率。
➢ 数量特征
实验种群(实验条件下人工饲养的小白鼠)
二、种群的特征
➢ 空间特征
种群有一定的分布区域和分布方式。
均匀分布（uniform distribution）
统计方差 = 0
随机分布 （random distribution ）
统计方差 = 平均数
聚群分布（aggregated distribution ）
出生率的大小主要受3方面因素影响： 性成熟的时间
每次产生后代的数量 每年产生后代的次数
种群的数量波动及调节
2．一块朽木上的全部木耳
3．一棵枯树和其上的苔鲜、真菌、昆虫、蜗牛等
4．一块水田里的全部水稻、水草、鱼、虾及其它生物
要点： 1.一定的自然区域，包含这里的各种生物 2.区内各种生物之间具有直接或间接关系
第一节、群落的物种组成和优势种
1、物种的组成是 区别不同群落的 重要特征。
热带雨林
这些群落的不 同是靠什么来 区别的呢？
能通过竞争来取得资源的优先占有地位。
常在群落中占有持久不变的优势。
群落中可能只有很少的种类能够凭借自己的大小、 数量和生产力对群落产生重大影响，即为优势种，其 具有高度的生态适应性，能在很大程度上决定群落内 部的环境条件，影响其他种类的生存和生长。优势种 的主要识别特征包括个体数量多，通常占有竞争优势， 在群落中常占有持久不变的优势。
（1）非周期性波动
• 随气候变化
蝗虫密度达到了最多每平方米一万只
影响灰鹭种群数量波动的主要因素是什么？
气候
（2）周期性波 任何波动只要在两个波峰之间相隔的时间相等就称之为周期波动
影响旅鼠种群数量波动的因素是什么？这种周期性波动现 象主要发生在哪种环境？
食料植物因旅鼠取食而发生周期性短缺
从曲线图中可以看出猞猁数量和雪兔数量之间有什么关系？ 为什么会出现这样的现象？
K
K值只代表种群数量的平均值，实际数量总在K值上下波动， 波动幅度有大有小.
一、种群的数量波动
概念：由于出生率和死亡率的变动和环境条件 的改变所引起的种群个体数量随时间的变化。 * 环境容纳量是种群数量的平均值，实际的种群 数量在这个平均值的上下波动。
* 波动幅度有大有小；可以是非周期性波动，也
可是周期性波动，大多数是非周期性波动。
2019-2020学年高中生物人教版必修3教学案：第4章 第2节 种群数量的变化 Word版含答案
第2节种群数量的变化1.在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下，种群数量呈“J”型增长，数学模型为：N t ＝N 0λt。
2．正常情况下，自然界的资源和空间是有限的，种群数量会呈“S”型增长。
3．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，又称K 值。
4．“J”型曲线的增长率是不变的，“S”型曲线的增长速率先增大后减小。
5．影响种群数量的因素很多，因此，大多数种群的数量总是在波动中；在不利条件下，种群数量还会急剧下降甚至消亡。
一、构建种群增长模型的方法1．数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
2．构建步骤：观察研究对象，提出问题→提出合理的假设→用适当的数学形式进行表达→检验或修正。
3．表达形式(1)数学方程式：科学、准确，但不够直观。
(2)曲线图：直观，但不够精确。
二、种群增长的“J”型曲线1．模型假设⎩⎪⎨⎪⎧食物和空间条件充裕气候适宜没有敌害等2．数学模型：N t ＝N 0λt。
3．各参数的含义⎩⎪⎨⎪⎧N 0：种群的起始数量t ：时间N t：t 年后该种群的数量λ：该种群数量是一年前种群数量的 倍数三、种群增长的“S”型曲线1．形成原因2．环境容纳量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，又称K 值。
3．应用建立自然保护区，从而提高环境容纳量，例如为增加大熊猫的种群数量而设立的卧龙自然保护区。
四、种群数量的波动和下降1．影响因素⎩⎪⎨⎪⎧自然因素：气候、食物、天敌、传染病等人为因素：人类活动的影响2．数量变化：大多数种群的数量总是在波动中；在不利的条件下，种群数量还会急剧下降甚至消亡。
1．判断下列叙述的正误(1)“J”型曲线是发生在自然界中最为普遍的种群增长模式(×) (2)培养液中酵母菌的种群数量在培养早期呈“J”型增长(√)(3)对于“S”型曲线，同一种群的K 值是固定不变的，与环境因素无关(×) (4)种群数量达到K 值后不再发生变化(×)(5)研究种群数量的变化有利于对有害动物的防治以及对野生生物资源的保护和利用(√)2．下图中可表示种群在无环境阻力情况下增长的曲线是( )解析：选B 种群在无环境阻力情况下的增长是指在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌等的情况下的增长。
种群复习
种群数量
K K/2
N0 增种 rN=(λ-1)N 群 长增 速长 率量 种 r=λ-1 群 增 长 率
时间
rN=N(1-N/K) 增种 群 长增 速长 率量 时间
N0
时间
时间
种 群 增 长 率
0
r=1-N/K
时间
时间
环境阻力
指数 增长 逻辑斯谛增长
种群数量的逻辑斯谛增长
种群数量
K C
D
K/2
N0 A
2.(05)为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续 地获得最大捕鱼量，根据种群增长的S型曲 线，应该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 A.种群数量稳定 B.种群增长量最大 C.种群数量最大 D.环境条件所允许的种群数量最大
集群分布 随机分布 均匀分布
1、集群分布：是最常见的分布型，如橡树、 雪松、蛾类、蚯蚓、藤壶、有社会行为的动物 等。
集群分布
蚜虫
2、均匀分布：是种内竞争的结果，如树木、 沙漠植物、有领域行为的动物等。
均匀分布
3、随机分布：是介于集群分布和均匀分布之 间的一种分布型，种群成员间既不互相吸引也 不互相排斥，如狼蛛、玉米螟卵块、某些杂草 等。
请据上表计算该种群每20分钟细菌的种群增长率，并 分析其特点。
时间(分钟) 数量 每20分钟增长量
20 2
40 4
2 1
60 8
4 1
80 100 120 140 160 180 16
8 1
32
16 1
64 128 256 512
32 1 64 128 256 1 1 1
1 每20分钟增长率 1
画出增长量、增长率与时间的关系曲线图。
种群的数量波动及调节
三,研究种群数量变化的意义 1.合理利用和保护野生生物资源 2.为防治有害生物提供科学依据
四,种群数量的调节因素
(1)外源因素:气候,食物,病原体, )外源因素:气候,食物,病原体, 寄生,捕食,降雨量,( ,(极端的湿度 寄生,捕食,降雨量,(极端的湿度 和温度) 和温度)等 (2)内源因素:领域行为,内分泌调 )内源因素:领域行为, 节
种群的数量波动及调节
一,影响种群数量变化的因素 直接因素 出生率,死亡率,迁入, 因素: 直接因素:出生率,死亡率,迁入,迁出
间接因素:食物,气候,传染病,天敌 间接因素:食物,气候,传染病, 因素
重要因素: 重要因素:人类的活动 因素
二,种群的数量波动
概念:由于出生率和死亡率的变动和环境条 概念:由于出生率和死亡率的变动和环境条 件的改变所引起的种群个体数量随时间的变 件的改变所引起的种群个体数量随时间的变 化. * 环境容纳量是种群数量的平均值,实际的 环境容纳量是种群数量的平均值, 种群数量在这个平均值的上下波动. 种群数量在这个平均值的上下波动. 也可是周期性, 也可是周期性,
�
(1)非周期性波动 )
随气候变化
灰鹭因气候变化种群数量表现为非周期性波动
(2)周期性波动 )
任何波动只要在两个波峰之间相隔的时 间相等就称之为周期波动 原因:食物周期性的成熟:(捕食关系的 原因:食物周期性的成熟:(捕食关系的 :( 生物) 生物)
北极旅鼠: 北极旅鼠:每3-4年出现一次数量高峰 年出现一次数量高峰 波动原因: 波动原因:由于食料植物由于旅鼠的取食而发生周期 性短缺
练习巩固 1,下列各备选项目中,哪项与种群数量 ,下列各备选项目中, 的变化不直接相关?( 的变化不直接相关?( ) C A,气候 , C,分布型 , B,出生率 , D,食物 ,
种群数量波动及调节
一、影响种群数量变化的因素 直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出
间接因素：食物、气候、传染病、天敌
重要因素：人类的活动
一、种群数量的波动性
由于出生率和死亡率的变动和环境条件的改 变所引起的种群个体数量随时间的变化。
K
* 环境容纳量是种群数量的平均值，实际的 种群数量在这个平均值的上下波动。
群的环境容纳量能______(“能够”或“不能够”）随
着环境的变化而改变。(3)试根据容纳量的概念对珍
稀动物的保护、草原的合理放牧分别提出你的建议。
啮齿类动物——长耳跳鼠
生存压 力增加
内分泌 失调
出生率 降低
周期性波动
外源性调节因素
类型 包括
种群的数量波动
调节 因素
非周期性波动
内源性调节因素
研究种群数量变化的意义 1．合理利用和保护野生生物资源
2．为防治有害生物提供科学依据
练习巩固 1、下列各备选项目中，哪项与种群数量的
变化不直接相关？（ ）C
C 种群增长率在各阶段是不相同的
D 种群增长不受种群密度制约
4、在放有5mL培养液的培养瓶中放入少量酵母 菌菌种，然后每隔一天统计一次酵母菌的数量。 经过反复实验，得出如右图所示的结果：对这一
结果的分析，错误的是B（ ）
A.酵母菌的生长呈现 出“S”型增长
B.酵母菌种群在第4天 增长率达到最大
C.在第4天至第6天中， 种群的出生率等于 死亡率
A、气候 C、分布型
B、出生率 D、食物
2、下面哪种因素对种群数量的调节有影
响？（ ）E
A、捕食 B、领域行为 C、气候 D、寄生E、以上均有影响
高中生物必修三第四章第二节—种群数量的变化(含答案解析)..
第2节种群数量的变化知识点一构建种群增长模型的方法1.数学模型概念,数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式，是为了某种目的用字母、数字及其他数学符号建立起来的方程式以及图表、图像等数学表达式。
2.意义,数学模型是联系实际问题与数学规律的桥梁，具有解释、判断、预测等重要作用。
知识点二种群数量的增长,1.种群的“J”型增长(1)“J”型曲线：自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”型。
(2)“J”型增长的原因：食物充足、没有天敌、气候适宜等，这一理想条件只有在实验室或某物种最初进入一条件非常适宜的环境时才会出现。
(3)“J”型增长的数学模型,模型假设：在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，种群的数量以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。
增长速率不随种群密度的变化而变化。
,建立模型：,一年后该种群的数量应为：N1＝N0λ,两年后该种群的数量应为：N2＝N1×λ＝N0λ2,t年后该种群的数量应为：N t＝N0λt,N0：该种群的起始数量；t：时间；N t：t年后种群数量；λ：增长的倍数。
注：当时，种群数量上升；当λ＝1时，种群数量不变；当时，种群数量下降。
2.种群增长的“S”型曲线,(1)“S”型曲线出现的原因,自然资源是有限的，当种群密度增大时，使生存斗争加剧，种群的增长速率下降。
(2)实例：高斯的实验。
(3)“S”型曲线：种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，呈“S”型。
①K值：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。
a.不同物种在同一环境中K值不同。
b.当环境改变时生物的K值改变。
②K/2值：K值的一半，是种群数量增长最快点。
③增长速率：可以看出种群的增长速率在K/2时最大，K/2之前不断增加，在K/2之后逐渐减小，当达到K值时增长速率为0。
种群特征及种群数量变化
种群特征及种群数量变化种群特征是指一个生物种群在数量、分布、结构和组成等方面的特点。
种群数量变化则指随着时间的推移，种群大小的变化情况。
种群特征及种群数量变化是生态学中重要的研究内容，对于理解生物种群的生物学特性、繁殖行为和生态位等有着重要意义。
种群特征可以通过多种指标来衡量，其中包括种群密度、分布范围、年龄结构、性别比例、遗传多样性和种群健康状况等。
种群密度是指单位面积或体积内物种个体的数量，常用来反映一个地区或生态环境中的种群数量。
分布范围指物种在地理空间上分布的范围，可以通过地理信息系统和遥感技术进行研究。
年龄结构是指不同年龄段个体在种群中的比例分布情况，对于研究种群的生长过程、生命周期和存活率等具有重要意义。
性别比例是指雄性和雌性个体在种群中的比例，对于研究繁殖行为和遗传变异等具有重要作用。
遗传多样性是指个体之间的基因差异程度，对于评估种群状况、自然遗传资源的保护和利用具有重要意义。
种群健康状况是指种群在生长、繁殖和生存等方面的状况，常用于评估生物种群的生态系统服务功能。
种群数量变化是种群特征动态变化的一个重要方面。
一个物种的种群数量随时间的推移会发生波动，这种波动可以由多种因素引起，包括环境因素、生物因素和人为因素等。
环境因素主要包括气候、资源、栖息地和食物等，在不同的环境条件下，种群数量会有所不同。
生物因素包括物种的生长速率、繁殖能力和生存能力等，这些生物因素对于种群数量变化有着重要的影响。
人为因素是人类活动对物种种群数量变化的影响，包括栖息地破坏、过度捕猎、污染和入侵物种等。
人类活动对物种种群数量的影响可以是正面的也可以是负面的，对于保护和管理物种种群具有重要意义。
种群数量变化可以通过多种方法进行研究和监测。
其中常用的方法包括样带法、标记再捕法、人工饲养和生物群落调查等。
样带法是指在一定面积或线条上进行物种排查和统计，用来估算种群密度和分布情况。
标记再捕法是指对一部分个体进行标记然后再次捕获和统计，用来估算种群的总体数量和增长率。
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基本要求1.简述种群数量的非周期波动和周期波动。
2.说出影响种群数量的调节因素，讨论人类活动对种群数量变化的影响。
发展要求
三、教学建议
1．课时建议（共计5课时）
第一节种群的特征1课时
第二节种群的增长方式2课时（含活动）
第三节种群的数量波动及调节1课时
复习与小结1课时
2．教法建议
（1）第一节《种群的特征》的教学重点是种群的特征。
难点是种群的存活曲线。
①通过种群的视频或图片，引出种群的概念，并让学生列举具体的事例说明种群的概念。
②通过具体生物现象与事例的列举，进行出生率和死亡率、年龄结构、性比率、种群分布型和种群的存活曲线等特征的教学。
③通过用黑白子或者大小相同的黄豆红豆模拟标志重捕法，分析如何准确地估算种群密度。
④通过分析与讨论，理解种群密度是种群最基本的数量特征，出生率和死亡率直接影响种群密度，年龄结构和性比率通过影响出生率和死亡率来影响种群密度的。
四、实验与活动建议
“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”活动，除按照教材探究活动指导的要求动手操作外，可以根据学校实际情况，采用草履虫、绿眼虫、衣藻代替酵母菌进行探究，可以降低实验难度。
这个探究活动可以扩展为研究性学习活动的一个项目。