第一部分專題突破

專題六生物與環境

第1講種群和群落

【思維導圖】

?種群密度（最基本的數量特征,調查方法:樣方法和標志重捕法）

〃?概念

?出生率和死亡率（決定種群數量變化的直接因素）

種?遷入率和遷出率（決定種群數量變化的直接因素）

種群5?數量特征?年齡組成（增長型.穩定型.衰退型,預溜未來種群數量）和性別比例

群

?數量變化------?類型（??形：無最大值；形：有值.忌時增長速率最大）

和I'1“3”K2

群

「?物種組成（區別不同群落的重要特征、優勢種、豐富度）

落?結構〈?種間關系（競爭、捕食、寄生和互利共生等）

群〔?空間結構（垂直結構：分層原因、意義；水平結構：鑲嵌分布）

落

?演替（優勢種群取代,初生演替：裸巖上的演替；次生演替:棄耕農田上的演替）

【考點梳理】

考點1種群

1.種群的特征

I?種群密度、出生率和死亡率、遷入率和遷出率、年齡組成

和性別比例。

?最基本的數量特征:種群密度。

⑵種群密度的調查

?調杳方法樣方法、標志重捕法。

①樣方法

?適用對象:植物或活動范圍較小的動物種群O

?取樣原則:隨機取樣。

?取樣方法：

?Xɑπ□□ιoι□ι□□ι□□ι□

HE----------------------------

五點取樣法等距取樣法

?計數:樣方內+左邊+上邊+左上角。

?計算:取各樣方的平均數。

②標志重捕法

I?適用對象:活動能力強,活動范圍大的動物種群。

I八TM標M重，標ZM標二重,總

]if總一口重，總總一僧重，標

I③除了植物種群密度,昆蟲卵的密度、作物植株上蜘蟲的密

度、跳蛹的密度等,也可以采用樣方法。

I對于有趨光性的昆蟲,可以用黑光燈誘捕的方法調查它們的

種群密度。

構群密度

⑶種群的數量特征之間的關系

網f「伸群數量

年齡組成性別比例

/決定決定\

I出生率和死Z就1I遷入率%遷出率］

?出生率和死亡率、遷入率和遷出率是決定種群數量變化的

直接因素。

?年齡組成是預測未來種群數量變化的主要依據,而性別比例

是預測未來種群數量變化的次要依據。

?年齡組成的類型:增長型、穩定型、衰退型。

增長型穩定型衰退型

出生率＞死亡率出生率二死亡率出生率＜死亡率

2.種群數量的變化

________形曲線__________________形曲線___________

無環境阻力（食物和空間充有環境阻力（食物和空間

條件

裕、氣候適宜,沒有天敵等）有限、存在天敵等）

t

Nt=N0λ

公式■N。:種群的起始數量■

λ:增長倍數

學［//增長速率

曲線圖

O時間O/ih時間

。時間O時間

種群數量有K值,增長速率

種群數量無最大值,增長速率

特點先增后減,種群數量達到K/2

越來越大

時,種群增長速率最大

計.當年種群數量

?'一一年前種群數量

22>1種群數量增加

1.5?

1fzPv?j—"7------1A=I種群數量穩定

0.51!XxZi!

2<1種群數量減少

0151015202530時間/年

?一個物種侵入到一個新的適宜環境時,一般先呈生至增長,

后呈“s”形增長。

■?大多數種群的數量達到K值后總是在K值上下波動,在不利

條件下,還會急劇下降甚至消亡。

⑴環境容納量:一定環境條件所能維持的種群最大數量稱為

環境容納量,簡稱K值。

（注意:K值只與環境條件有關,不受種群數量的影響）

⑵保護野生動物最根本的措施是保護它們的棲息環境,從而

提高環境容納量。K值不是種群數量的最大值?K值應略低于種群

所能達到的最大值（種群有過度繁殖的傾向,種群數量應圍繞K值

上下波動）。

（3）KZ2值:當種群數量達到S時,種群有最大增長速率。其意

義在于:養殖業上,通常在&2后進行捕撈,捕撈后生物數量保持在

M左右,目的是可以盡快恢復生物數量:害蟲的防治則將數量捽

制在S以下。

(4)J形增長模型和S形增長模型的聯系

兩種模型存在的不同主要是因為存在環境阻力。

(5)種群數量的波動

和下降

受氣候、食物、天敵、傳染病等因素的影響?大多數種群的

數量總是在波動中。

當種群長久處在不利的條件下.種群數量會出現持續性的或

急劇的下降。種群的延續需要以一定的個體數量為基礎,當一個

種群數量過少,可能會由于近親繁殖等原因而衰退、消亡。

(6)探究培養液中酵母菌數量的動態變化

IA酵母菌的計數方法為抽樣檢測法,對于壓在小方格界線上

的酵母菌只計算左邊、上邊及左上角的酵母菌數量:計數時要用

到血細胞計數板。

＞在有限的環境條件下,酵母菌數量呈￡＞增長。

3.影響種群數量變化的因素

(1)非生物因素:如陽光、溫度、水等。其影響主要是綜合性的。

森林中林下植物的種群密度主要取決于林冠層的郁閉度(林

冠層遮蔽地面的程度),即主要取決于林下植物受到的光照強度:

植物種子春季萌發,這主要受氣溫升高影響:蚊類等昆蟲冬季死亡,

這主要受氣溫降低影響:東亞飛蝗因氣候干旱而爆發式增長。

(2)生物因素:種群內部和種群外部兩方面影響。?

種內競爭會使種群數量的增長受到限制:種群間的捕食與被

捕食、相互競爭關系等,都會影響種群數量:寄生蟲也會影響宿主

的出生率和死亡率等。

⑶食物和天敵的因素對種群數量的影響與種群密度有關。

如同樣缺少食物,密度越高,種群受影響越大,這樣的因素稱為蜜

度制約因素。而氣溫、干旱、地震、火災等自然災害,屬于非密

度制約因素。

(4)種群研究的應用

研究種群的特征和數量變化的規律,在野生生物資源的合理

利用和保護、有害生物的防治等方面都有重要意義。I

A瀕危物種的保護方面:只有通過調杳獲知種群密度、出生

率和死亡率、性別比例、年齡結構等特征,以及影響該種群密度

的數量變化的因素,才能準確了解該種群的生存狀態,預測該種群

的數量變化趨勢,進而采取合理的保護對策。

A漁業方面:從理論上說JS”形增長的種群在種群數量達到K

值時,出生率與死亡率相等?這時即使不捕撈,種群數量也不會增

加。研究表明中等強度的捕撈更有利于持續獲得較大的魚產量。

A有害生物防治:控制數量,降低環境容納量,增加天敵等。

考點1群落

1.群落的結構

I⑴群落的概念:生活在-定區域的全部生物。

I?包括這個區域的所有植物、動物和微生物。

?生物與生物之間形成復雜的種間關系而相互影響、相互制

約。

⑵群落的物種組成

I?物種組成是區別不同群落的重要特征。■

I?優勢種:群落中數量、體積上占優勢,影響最大的物種。■

I?豐富度:群落中物種數目的多少。■

?不同群落的優勢種和豐富度不同。

（3）種間關系

分.數量圖.J能量圖I■例子■

特點

類

個體數波動不同步,此消獵豹和斑馬、

捕彼長,處于一定的J貓和老鼠、■

食

O時間動態平衡牛和草等

個體數

一方占優勢,另一

?"@大小草履蟲、

兄方處于劣勢甚至死

O時間5?)莊稼和雜草、

爭個體數■亡（你死我活）；相互

[×χ×;抑制（你升我降）I牛和羊等

C七二

續表

數量圖能量圖特點例子

對寄生者有利,對人和蛔蟲、

個*數寄主有害,但一般冬蟲夏草中

j匚

寄不會使寄主死亡，的蝙蝠蛾幼

生▼兩者維持著有限的蟲和真菌、

C)時間平衡,不同寄生曲菟絲子和豆

線不同__________科植物

互雙方要依靠彼此才

個

利i卜能生活,分開后雙［根瘤菌和

共方的生活都會受到

生豆科植物

ΘΘ很大影響,甚至不J

C)時間

能生活而死亡

(4)群落的空間結構

A包括垂直結構和水平結構等。

①垂直結構:是指群落在垂直方向上的分層現象。

A植物分層現象主要與比照有關,動物分層現象主要與食物

條件和棲息空間有關。

IA意義:有利于提高群落利用陽光等環境資源的能力。

②水平結構:生物種群在水平方向上呈鑲嵌分布的現象。

⑸群落的季節性:由于陽光、溫度、水分等隨季節而變化,群

落的外貌和結構也會隨之發生有規律的變化。

(6)生態位

①生態位:一個物種在群落中的地位和作用,包括所處的空間

位置,占用資源的情況,以及與其他物種的關系等,稱為這個物種

的生態位。

②研究動物的生態位,通常要研究它的棲息地、食物、天敵

以及與其他物種的關系等。

③群落中每種生物都占據著相對穩定的生態位,這有利于不

同生物充分利用環境資源,是群落中物種之間及生物與環境間協

調進化的結果。

(7)土壤中小動物類群豐富度的研究

I調杳方法:取樣器取樣法(活動能力強,身體微小)。

豐富度的統計常用方法:①記名計算法;②目測估計法O

2.群落的主要類型

I根據群落的外貌和物種組成等方面的差異,可以將陸地的群

落大致分為荒漠、草原、森林等類型。

I(1)概念:隨著時間的推移,一個群落被另一個群落代替的過程,

就叫作演替。

?一個群落被另一個群落代替主要是指優勢種群的取代。

(2)類型

初生演替_______次生演替_______

I起點］失去原有植被,但保留原有

從沒有過植被,或者原有植

I(關鍵)I土壤甚至種子等繁殖體的

被被徹底消滅的環境

環境___________________

時間漫長_________s≡_________

能否恢復I通過人類活動可恢復］

原有群落

I實例I裸巖、沙丘、火山巖、冰火災后的草原、森林上的

川泥上的演替I

演替;棄耕農田上的演替

?裸巖上的演替:裸巖階段→地衣階段一苔與階段→草本植

物階段一灌木階段T森林階段。

I?棄耕農田上的演替:草本階段灌木階段T喬木階段→樹

林階段。

I?氣候適宜的條件下,棄耕的農田演替出樹林,需數十年時間，

但在干旱的荒漠地區,很難形成樹林,只能發展到草本或灌木階段。

I⑶人類活動對群落演替的影響

I?人類活動往往會使群落演替按照不同于自然演替的速度和

方向進行。為走可持續發展的道路,我國政府明確提出退耕還林、

還草、還湖和退牧還草。

典例示范一

（2021?廣東卷）圖示某形增長種群的出生率和死亡率與種

群數量的關系。當種群達到環境容納量（K值）時,其對應的種群數

境容納量（K值）、種群的數量特征出生率和死亡率與種群數量的

關系是重點考查知識點。

【詳解】分析題圖可知,在b點之前,出生率大于死亡率,種

群密度增加;在b點時,出生率等于死亡率,種群數量不再增加,表示

該種群數量已達到環境容納量（K值）,B正確。

變式訓練一

（2018海南卷）某小組為了研究某混交林的群落結構,選擇了若

干樣地進行調查。其中A、B、C三種喬木的調查結果如表。

老年樹成年樹幼年樹

喬木

密度/密度/密度/

樹種I%IB%I%

株?hr∏-2株?hm-2株?hny2

A1267100.000000

B5031.065534.165634.78

C504.95807.9288087.13

回答下列問題：

I⑴據表可知：C種群屬于增長型種群.A種群屬于衰退型

種群,B種群屬于穩定型種群。

■【詳解】A中沒有幼年（生殖前期）的個體,全為老年（生殖后

期）的個體,將來出生率小于死亡率,屬于衰退型,B中各年齡段個

體數目比例適中,種群數量將保持相對穩定,屬于穩定型,C中幼年

（生殖前期）的個體較多,老年（生殖后期）的個體較少,將來出生率

大于死亡率,屬于增長型。

(2)該小組采用的種群密度調查方法是樣方法,取樣時要做到

隨機取樣,其目的是」呆證調查結論可靠。若要調查群落中松鼠

種群的密度則應采用標志重捕法,理由是松鼠活動能力強,活動

范圍大。

■【詳解】該小組采用的種群密度調查方法是樣方法,取樣

時要做到隨機取樣,其目的是保證調查結論可靠。若要調查群落

中松鼠種群的密度,因為松鼠活動能力強,活動范圍大,應采用標

志重捕法。

(3)隨著時間的推移,如果該群落被另一個群落代替,則發生代

替的可能原因是一后一個群落中的物種競爭能力強、前一個群

落為后一個群落的產生提供了良好的環境(答出2點即可)。?

H【詳解】隨著時間的推移,如果該群落被另一個群落代替,

則發生代替的可能原因是后一個群落中的物種競爭能力強、前

一個群落為后一個群落的產生提供了良好的環境。

典例示范二

(2021.全國甲卷)群落是一個不斷發展變化的動態系統。下列

關于發生在裸巖和棄耕農田上的群落演替的說法,錯誤的是

()

A.人為因素或自然因素的干擾可以改變植物群落演替的

方向

■B.發生在裸巖和棄耕農田上的演替分別為初生演替和次

生演替

■C.發生在裸巖和棄耕農田上的演替都要經歷苔葬階段、］

.草本階段

■D.在演替過程中,群落通常是向結構復雜、穩定性強的方

向發展

【答案】C

【重點歸納】（1）群落演替:隨著時間的推移,一個群落被另

一個群落代替的過程。

（2）群落演替的原因:生物群落的演替是群落內部因素（包括種

內關系、種間關系等）與外界環境因素綜合作用的結果。

（3）初生演替:是指一個從來沒有被植物覆蓋的地面,或者是原

來存在過植被,但是被徹底消滅了的地方發生的演替。次生演替:

原來有的植被雖然已經不存在,但是原有的土壤基本保留,甚至還

保留有植物的種子和其他繁殖體的地方發生的演替。

【詳解】A選項,人類活動可以影響群落演替的方向和速度,

退湖還田、封山育林、改造沙漠、生態農業等相關措施都能促

進群落良性發展,A正確;B和C選項,發生在裸巖上的演替是初生

演替,依次經過:地衣階段→苔碎階段T草本階段→灌木階段→森

林階段,棄耕農田的演替為次生演替,自然演替方向為草本階段一

灌木階段一喬木階段,B正確,C錯誤;D選項,一般情況下,演替過程

中生物生存的環境逐漸改善,群落的營養結構越來越復雜,抵抗力

穩定性越來越高,恢復力穩定性越來越低,D正確。

變式訓練二

I（2020.全國∏卷）河水攜帶泥沙流入大海時,泥沙會在入海口淤

積形成三角洲I。在這個過程中,會出現3種植物群落類型:①以蘆

葦為主的植物群落（生長在淡水環境中）,②以赤堿蓬為主的植物

群落（生長在海水環境中）,③草甸植物群落（生長在陸地環境中）。

該三角洲上的植物群落是通過群落演替形成的,演替的順序是I

A.②①③B.③②①■C,①③②D.③①②

【答案】A

【詳解】由題干信息可知,該處形成三角洲的過程發生的

演替屬于次生演替,由于入海口的海水環境,最先形成的群落應是

②以赤堿蓬為主的植物群落,隨著河水（淡水）的不斷沖刷,此處環

境中水中的鹽濃度會逐漸下降,植物群落便逐漸演替為①以蘆葦

為主的植物群落,由于河水中帶有泥沙,三角洲處的陸地面積也會

有一定的增大,因此會逐漸演替為草甸植物群落（生長在陸地環境

中）,則演替順序為②①③,A正確。

真題回顧

I1.（2022.全國甲卷）在魚池中投放了一批某種魚苗,一段時間內

該魚的種群數量、個體重量和種群總重量隨時間的變化趨勢如

圖所示。若在此期間魚沒有進行繁殖,則圖中表示種群數量、個

體重量、種群總重量的曲線分別是（

A.甲、丙、乙

B.乙、甲、丙

C.丙、甲、乙

D.丙、乙、甲

【答案】D

【解析】分析題圖可知,隨著時間變化,甲曲線先增加后減

少,乙曲線呈S形,丙曲線下降,在池塘中投放一批魚苗后,由于一段

時間內魚沒有進行繁殖,而且一部分魚苗由于不適應環境而死亡,

故種群數量下降,如曲線丙;存活的個體重量增加,如曲線乙,種群

總重量先增加后由于部分個體死亡而減少,如曲線甲。綜上可

知,D正確。故選D。

2.（2022.全國甲卷）某研究小組借助空中拍照技術調查草原上

地面活動的某種哺乳動物的種群數量,主要操作流程是選取樣方、

空中拍照、識別照片中該種動物并計數。回答下列問題

I（1）為保證調查的可靠性和準確性,選取樣方應注意的主要事

項有隨機取樣、樣方大小一致、樣方數量適宜。（答出3點即

可）。

【詳解】1.調查植物種群密度常用樣方法,樣方法是指在被

調查種群的分布范圍內,隨機選取若干個樣方,通過計數每個樣方

內的個體數,求得每個樣方的種群密度,以所有樣方種群密度的平

均值作為該種群的種群密度估計值。

2.調查動物的種群密度常用的方法是標志重捕法,計算種群數

量時利用公式計算,若將該地段種群個體總數記作N,其中標志數

為M重捕個體數為〃,重捕中標志個體數為打假定總數中標志個

體的比例與重捕取樣中標志個體的比例相同,則N=M〃勺n。

(1)為避免人為因素的干擾,保證調查的可靠性和準確性,選取

樣方時關鍵要做到隨機取樣、要依據調查范圍大小來確定樣方

大小和數量,樣方大小要一致、樣方數量要適宜。

(2)已知調查區域總面積為S,樣方面積為九樣方內平均個體數

為兒則該區域的種群數量為(SXn)/m。

■【詳解】假設區域內種群數量為N,樣方內平均個體數為n,

已知所調查區域總面積為S,樣方面積為m,調查區域內種群密度

相等,N÷S=n÷m,則N=(S×n)∕m。

⑶與標志重捕法相比,上述調杳方法的優勢有對野生動物的

不良影響小、調杳周期短、操作簡便等（答出2點即可）。

【詳解】研究小組借助空中拍照技術調查草原上地面活動

的某種哺乳動物的種群數量,與標志重捕法相比,該調查方法周期

短,不受不良天氣變化的影響,對野生動物生活干擾少,操作更簡

便,并允許在繁殖季節收集更多的數據。

3.（2022.浙江卷）科研小組在一個森林生態系統中開展了研究

回答下列問題：

I⑴對某種鼠進行標志重捕,其主要目的是研究該鼠的種群密度。

同時對適量的捕獲個體進行年齡鑒定,可繪制該種群的年齡金字

火圖形。

⑵在不同季節調杳森林群落的組成與季相的變化狀況,可

以研究該群落的時間結構。

【詳解】種群密度的調查方法:樣方法、標志重捕法等。

群落的結構包括:垂直結構、水平結構和時間結構。

初級生產量是指綠色植物通過光合作用所制造的有機物質或

所固定的能量。在初級生產量中,有一部分是被植物的呼吸(R)消

耗掉了,剩下的才用于植物的生長和繁殖,這就是凈初級生產量

(NP),而把包括呼吸消耗在內的全部生產量稱為總初級生產量

(GP)o生物量實際上就是凈生產量在某一調查時刻前的積累量。

(1)標志重捕法是研究種群密度的方法之一,適用于鼠這種活

動能力強的較大型動物。通過對捕獲個體進行年齡鑒定,可以繪

制種群的年齡金字塔圖形。

(2)群落的時間結構是指群落的組成和外貌隨時間(晝夜變化、

季節變化)而發生有規律的變化,季相就是植物在不同季節表現的

外貌。

(3)在不考慮死亡和異養生物利用的情況下,采取適宜的方法

測算所有植物的干重(g∕m2),此項數值稱為生產者的生物量。

觀測此項數值在每隔一段時間的重復測算中是否相對穩定,可作

為判斷該森林群落是否演替到頂極群落階段的依據之一。利

用前后兩次的此項數值以及同期測算的植物呼吸消耗量,計算出

該時期的總初級生產量。

H【詳解】生產量在某一調查時刻前的積累量,就是生物量,

故測得所有植物的干重即為生產者的生物量。群落演替達到平

衡狀態,生物量不發生增減就可稱為頂極群落。單位時間內的凈

初級生產量加上植物的呼吸消耗量就是總初級生產量。

4.（2022.廣東卷）荔枝是廣東特色農產品,其產量和品質一直是

果農關注的問題。荔枝園A采用常規管理,果農使用化肥、殺蟲

劑和除草劑等進行管理,林下幾乎沒有植被,荔枝產量高;荔枝園B

與荔枝園A面積相近,但不進行人工管理,林下植被豐富,荔枝產量

低。研究者調查了這兩個荔枝園中的節肢動物種類、個體數量

及其中害蟲、天敵的比例,結果見下表。

荔枝園種類（種）個體數量（頭）害蟲比例（％）天敵比例（%）

IAII523B.103278..36.67..14.10.

HBII568B.104118..40.86..20.40.

回答下列問題：

I(1)除了樣方法,研究者還利用一些昆蟲的魚L性,采用了燈

光誘捕法進行取樣。

I(2)與荔枝園A相比,荔枝園B的節肢動物物種豐富度國,可能

的原因是林下豐富的植被為節肢動物提供了食物和棲息空間，

有利于其生存。

■【詳解】群落的物種組成是區別不同群落的重要特征。群

落中物種數目的多少稱為物種豐富度。

(1)采用燈光誘捕法,利用的是某些昆蟲具有趨光性。

(3)與荔枝園B相比,荔枝園A的害蟲和天敵的數量正,根據其

管理方式分