第3節(jié)影響種群數(shù)量變化的因素

新人教版選必一《生物與環(huán)境》生物因素制約因素一非生物因素目錄CONTENTS二三“離離原上草，一歲一枯榮。野火燒不盡，春風(fēng)吹又生。”在我國北方的原野上，各種草本植物在春夏時節(jié)種群密度越來越高，在秋冬時節(jié)則相反。討論:1.導(dǎo)致這些植物種群數(shù)量出現(xiàn)季節(jié)性變化的主要環(huán)境因素是什么？2.這些植物種群的數(shù)量變化對當(dāng)?shù)貏游锓N群的出生率和死亡率有什么影響？北方的原野陽光、溫度、水等非生物因素。春夏時節(jié)，草木繁盛，植食性動物食物充足，出生率提高，死亡率降低；秋冬時節(jié)則相反；植食性動物的種群數(shù)量變化，又會影響肉食性動物的出生率和死亡率；

就像“離離原上草”一樣，自然界的種群總是有盛有衰，數(shù)量處于不斷變動中。

那么，哪些因素可以影響種群數(shù)量的變化呢？非生物因素生物因素陽光溫度水種內(nèi)種內(nèi)競爭種間種間競爭捕食寄生下表為某地人工柳樹林中，林下幾種草本植物的種群密度(平均值，單位:株/m2)隨林木郁閉度(

)變化的調(diào)查數(shù)據(jù)。思考·討論非生物因素對種群數(shù)量變化的影響林冠層遮蔽地面的程度郁閉度00.20.40.60.81.0一年蓬15.313.510.87.44.32.4加拿大一枝黃花10.49.56.15.63.01.2刺兒菜3.74.38.54.42.21.0郁閉度:林冠層遮蔽地面的程度郁閉度大郁閉度小討論:1.影響該地草本植物種群密度的非生物因素是什么？2.在同樣的非生物因素的影響下，刺兒菜的種群密度變化與一年蓬、加拿大一枝黃花的有較大差異，這是為什么？3.除上述因素外，種群數(shù)量的變化還受哪些非生物因素的影響？試分別舉例說明。陽光除光照外，還受溫度、水、風(fēng)等非生物因素的影響郁閉度00.20.40.60.81.0一年蓬15.313.510.87.44.32.4加拿大一枝黃花10.49.56.15.63.01.2刺兒菜3.74.38.54.42.21.0刺兒菜為陰生植物，更適于在低光照強度下生長，對光照強度的敏感度比一年蓬、加拿大一枝黃花更低1.在自然界,種群的數(shù)量變化受到陽光、溫度、水等非生物因素的影響。陽光溫度水分因素舉例影響方式陽光溫度水森林中林下植物的種群密度主要取決于林冠層的郁閉度光照強度會影響植物的光合作用強度在溫帶和寒溫帶地區(qū),許多植物種子在春季萌發(fā)；種子萌發(fā)主要是受氣溫升高的影響；氣候干旱可使東亞飛蝗種群爆發(fā)式增長細胞內(nèi)許多生物化學(xué)反應(yīng)都需要水的參與；土壤濕度會影響蝗蟲產(chǎn)卵和孵化，同時會使青蛙等天敵死亡率上升。2.非生物因素對種群數(shù)量變化的影響機理蚊類等昆蟲在寒冷季節(jié)到來時一般會全部死亡。蚊類等昆蟲死亡主要是受氣溫降低的影響。溫度會影響酶的活性干旱缺水使許多動植物種群的死亡率升高；3.各因素之間的聯(lián)系非生物因素對種群數(shù)量變化的影響往往是_______的綜合性如春夏時節(jié)動植物種群普遍迅速增長，除氣溫升高外，日照延長、降水增多也是重要原因；對于動物來說，食物日益充足也是導(dǎo)致種群增長的重要因素；隨著種群的增長，________會加劇，從而使種群的增長_________，這說明種群數(shù)量的變化受到種群內(nèi)部生物因素的影響；種內(nèi)競爭受到限制1.種群內(nèi)部的生物因素思考·討論影響種群數(shù)量的其他生物因素(外部生物因素)資料1:

1934年，生態(tài)學(xué)家高斯選用了兩種形態(tài)和習(xí)性上很接近的草履蟲進行了以下實驗：取相等數(shù)目的雙小核草履蟲和大草履蟲，以一種桿菌為飼料，放在某個容器中培養(yǎng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：與單獨培養(yǎng)不同，混合培養(yǎng)開始時兩個種群的數(shù)量也都有增長，但隨后雙小核草履蟲個體數(shù)繼續(xù)增加，而大草履蟲個體數(shù)下降，最后完全消失。這兩種草履蟲都沒有分泌殺死對方的物質(zhì)。1.怎樣解釋資料1中的實驗結(jié)果？雙小核草履蟲和大草履蟲之間是競爭關(guān)系,競爭力弱的數(shù)量會不斷下降。資料2:

生活在加拿大北方森林中的猞猁捕食雪兔。研究人員在90多年的時間里,對猞猁和雪兔的種群數(shù)量做了研究，結(jié)果如下圖所示。2.怎樣解釋猞猁和雪兔種群數(shù)量變化的同步周期性？作為獵物的雪兔種群數(shù)量上升時，猞猁因為食物充足，其種群出生率上升，死亡率下降，數(shù)量會隨之上升；反之，作為獵物的雪兔種群數(shù)量下降時，猞猁因為食物匱乏，其種群出生率下降，死亡率上升，數(shù)量會隨之下降。猞猁和雪免之間是捕食關(guān)系。3.猞猁和雪兔種群的數(shù)量變動哪個是因、哪個是果？猞猁種群數(shù)量上升，導(dǎo)致雪兔種群數(shù)量下降；雪兔種群數(shù)量下降時，猞猁種群因食物匱乏數(shù)量也下降；猞猁種群數(shù)量下降，使雪免種群數(shù)量得以恢復(fù)；雪兔種群數(shù)量上升，猞猁種群因食物充足而數(shù)量上升。如此循環(huán),二者的種群數(shù)量相互影響,是循環(huán)因果的關(guān)系。4.除猞猁外，影響雪兔種群數(shù)量變動的還有其他因素嗎?有。還有①其他捕食者、②其他植食性動物的競爭、③作為食物的植物以及④非生物因素等。雪兔增多猞猁增多雪兔減少猞猁減少食物充足大量吃雪兔食物缺乏少量吃雪兔在生物學(xué)上，許多生理或生態(tài)過程的因果關(guān)系是循環(huán)性的，也就是說，一定的事件作為引起變化的原因，所導(dǎo)致的結(jié)果又會成為新的條件，施加于原來作為原因的事件，使之產(chǎn)生新的結(jié)果，如此往復(fù)循環(huán)。思維訓(xùn)練分析循環(huán)因果關(guān)系雪兔增多猞猁增多雪兔減少猞猁減少食物充足大量吃雪兔食物缺乏少量吃雪兔湖泊受到了污染魚類等生物死亡死魚等腐爛(+)+負反饋調(diào)節(jié)正反饋調(diào)節(jié)寒冷刺激溫度感受器促甲狀腺激素釋放激素(TRH)促甲狀腺激素(TSH)甲狀腺激素抑制抑制細胞代謝增強，產(chǎn)熱量增加，抵御寒冷促進過多時甲狀腺

下丘腦垂體傳入神經(jīng)1.甲狀腺激素分泌的分級調(diào)節(jié)在這個過程中，TRH和TSH含量增加是因，甲狀腺激素含量增加是果;甲狀腺激素含量增加又成為新的“因”，經(jīng)過反饋調(diào)節(jié)產(chǎn)生抑制TRH和TSH分泌的新的“果”，如此循環(huán)往復(fù)，以至無窮，使血液中的甲狀腺激素含量維持在相對穩(wěn)定的水平。2.獵物和捕食者種群數(shù)量變化的相關(guān)性獵物增多捕食者增多獵物減少捕食者減少食物充足大量吃獵物食物缺乏少量吃獵物3.人類活動中是否也能找到類似的例子？負反饋調(diào)節(jié):血糖平衡調(diào)節(jié)、水鹽平衡調(diào)節(jié)等正反饋調(diào)節(jié):

排尿反射、分娩等2.種群外部的生物因素(1)捕食:除頂級捕食者外，每種動植物都可能是其他某種生物的__________，每種動物都需要以其他生物為食。如果___________，動物種群會出現(xiàn)_______________、________________的現(xiàn)象捕食對象出生率降低死亡率升高食物匱乏(2)種間競爭

森林中不同植物________________，草原上非洲獅與獵豹____________，這也會導(dǎo)致種群數(shù)量的變化。競爭陽光和養(yǎng)分競爭獵物(3)寄生作為宿主的動物被______寄生，_____或_____引起傳染病，也會影響種群的_________________等特征，進而影響種群的數(shù)量變化.寄生蟲細菌病毒出生率和死亡率1.密度制約因素①概念:一般來說，_____________等___________對種群數(shù)量的作用強度與該種群密度是______的；②舉例:同樣是缺少食物，種群密度______，該種群受食物短缺的影響就_____；2.非密度制約因素①概念:___________等_________以及____________等______，對種群的作用強度與種群密度_______；②舉例:在遭遇寒流時，有些昆蟲種群不論其密度______，所有個體都會死亡。食物和天敵相關(guān)越高越大氣溫和干旱生物因素氣候因素地震、火災(zāi)自然災(zāi)害無關(guān)高低1.瀕危動物的保護調(diào)查種群各數(shù)量特征調(diào)查種群密度影響因素了解種群生存狀態(tài)預(yù)測種群數(shù)量變化趨勢采取合理保護對策褐馬雞，被譽為中國十大瀕危動物。通過人工建立保護區(qū)、人工繁育等方式，在陜西黃龍山的數(shù)量10余年間由最初的100余只增至近2000只.2.在漁業(yè)上---指導(dǎo)漁業(yè)捕撈K/2時間種群數(shù)量增長速率(1)中等強度的捕撈(捕撈量控制在K/2左右),有利于持續(xù)獲得較大的魚產(chǎn)量。(2)漁網(wǎng)網(wǎng)目不應(yīng)過小，否則會影響來年漁業(yè)產(chǎn)量。(3)“休漁期”和“禁漁區(qū)”。3.有害生物的防治(1)采用化學(xué)和物理的方法控制現(xiàn)存害鼠的種群數(shù)量，通過減少其獲得食物的機會降低其環(huán)境容納量，使鼠害得到有效防治。(2)有效保護或引入天敵生物，則有利于將農(nóng)林害蟲數(shù)量控制在較低的水平。例如:白蛾周氏嚙小蜂是寄生在美國白蛾蛹內(nèi)，將人工繁育的白蛾周氏嚙小蜂釋放到林間，對美國白蛾等食葉害蟲起到了良好的控制作用。K/2前防治K/2時間種群數(shù)量增長速率一、概念檢測1.種群數(shù)量變化受環(huán)境因素的影響。據(jù)此判斷下列表述是否正確。(1)林下光照較弱會使所有林下植物的種群數(shù)量下降。()(2)只有影響種群出生率和死亡率的環(huán)境因素才能影響種群數(shù)量。()××練習(xí)與應(yīng)用2.在自然界，有些捕食者種群和獵物種群的數(shù)量變化呈現(xiàn)周期性的波動，如下圖所示的模型。請分析該圖所示二者數(shù)量變化的關(guān)系及影響因素。(1)對這種現(xiàn)象合理的解釋或概括是()A.與種內(nèi)競爭無關(guān)B.二者總是此消彼長C.與植物種群數(shù)量無關(guān)D.二者相互制約、互為因果D(2)捕食者種群和獵物種群的數(shù)量變化并不都符合該模型，對此不合理的解釋是()A.該捕食者種群有多種獵物B.該獵物種群有多種捕食者C.獵物逃避捕食者的能力明顯提高D.捕食者種群數(shù)量過小，不足以制約獵物種群增長2.在自然界，有些捕食者種群和獵物種群的數(shù)量變化呈現(xiàn)周期性的波動，如下圖所示的模型。請分析該圖所示二者數(shù)量變化的關(guān)系及影響因素。C二、拓展應(yīng)用1.一本生態(tài)學(xué)專著上寫道：“當(dāng)能預(yù)報未來時，生態(tài)學(xué)就變成一門預(yù)測性科學(xué)；當(dāng)能決定未來時，生態(tài)學(xué)就變成了一門管理科學(xué)。”結(jié)合本章所學(xué)知識，談?wù)勀銓@句話的理解，有興趣的話，還可以査閱更多資料，了解生態(tài)學(xué)的研究進展及其在實踐中的應(yīng)用。從本章內(nèi)容來看，這句話是很有道理的。例如，根據(jù)種群數(shù)量變化模型，可以預(yù)測種群數(shù)量變化的趨勢；根據(jù)種群數(shù)量變化規(guī)律及其影響因素，