第3節

影響種群數量變化的因素[任務清單]1.分析種群數量變化的影響因素，如何影響？（生命觀念、科學思維）2.闡明種群研究在實踐中的作用（科學思維、社會責任）3.學會分析生物學過程中存在的循環因果關系（科學思維）4.嘗試從近期效應和長遠效應兩個方面探討人類活動對種群及環境的影響（社會責任）2020年，東非大蝗災哪些因素可能會影響蝗蟲種群數量的變化？哪些因素可以影響種群數量的變化呢，如何影響？內因直接因素：出生率、死亡率、遷入率、遷出率間接因素：年齡組成、性別比例外因影響非生物因素（非密度制約因素）陽光溫度水、土壤等生物因素（密度制約因素）種群內部生物因素：種內互助、種內競爭其他生物(不同物種間)捕食不同物種間的競爭寄生日照強度光照強度光的波長

陽光對生物的影響十分復雜，主要體現在：通過光的波長、光照強度、日照長度等影響生物和環境。“離離原上草，一歲一枯榮。野火燒不盡，春風吹又生。”在我國北方的原野上，各種草本植物在春夏時節種群密度越來越高，在秋冬時節則相反。討論：1.導致這些植物種群數量出現季節性變化的主要環境因素是什么？陽光、溫度、水等非生物因素。問題探討2.這些植物種群的數量變化對當地動物種群的出生率和死亡率有什么影響？春夏時節，草木繁盛，植食性動物食物充足，出生率提高，死亡率降低；秋冬時節則相反；植食性動物的種群數量變化，又會影響肉食性動物的出生率和死亡率。問題探討一、非生物因素——陽光（光照強度）森林中林下植物的種群密度主要取決于林冠層的________，即主要取決于林下植物受到的

。郁閉度光照強度郁閉度：林冠層遮蔽地面的程度，能夠影響林下植物的光照強度。郁閉度低郁閉度高林冠層郁閉度低林下光照強度高林下植物種群密度高林冠層郁閉度高林下光照強度低林下植物種群密度低一、非生物因素——陽光（光照強度）一年蓬加拿大一枝黃花刺兒菜某人工林調查數據（幾種植物種群密度平均值，單位：株/m2）思考·討論郁閉度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3.74.38.54.42.21.01.影響該地草本植物種群密度的非生物因素是什么？陽光（光照強度）2、三種草本植物中，________________、__________需要的光照強度相對較強，__________需要的光照強度相對較弱。加拿大一只黃花一年蓬刺兒菜3.除上述因素外，種群數量的變化還受哪些非生物因素的影響？除光照外，還受溫度、水、風等非生物因素的影響。思考·討論種群密度刺兒菜加拿大一枝黃花一年蓬林木郁閉度00.60.40.21816141210864200.81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正常生長，進而對出生率死亡率產生影響。在溫帶和寒溫帶地區，許多植物種子在春季萌發；蚊類等昆蟲在寒冷季節到來時一般會全部死亡。溫度常常通過影響出生率、死亡率、遷入率、遷出率等影響種群的密度（種子萌發主要受氣溫升高影響；蚊類等昆蟲死亡受氣溫降低的影響）。干旱缺水會使許多動植物種群的死亡率升高；氣候干旱可使東亞飛蝗種群爆發式增長。細胞內許多生物化學反應都需要水的參與；土壤濕度會影響蝗蟲產卵和孵化，同時會使青蛙等天敵死亡率上升。非生物因素對種群數量變化的影響機理非生物因素對種群數量變化的影響往往是_________的。例如，春夏時節動植物種群普遍迅速增長，除氣溫升高外，________________、___________也是重要因素。綜合性日照延長降水增多春夏時節植物迅速增長氣溫日照時間降水增多對于動物來說，食物日益充足也是導致種群增長的重要因素，這就涉及生物因素了。1.種群內部的生物因素隨著種群的增長，________會加劇，從而使種群的增長受到限制，這說明種群數量的變化受到種群內部生物因素的影響；種內競爭2.種群外部生物因素（不同種生物之間，即種間關系）二.生物因素捕食：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_____________、______________的現象。捕食對象出生率降低死亡率升高食物匱乏2.種群外部生物因素（不同種生物之間，即種間關系）種間競爭：森林中不同植物競爭________________，草原上非洲獅與獵豹__________，這也會導致種群數量的變化。競爭陽光和養分競爭獵物2.種群外部生物因素（不同種生物之間，即種間關系）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，進而影響種群的數量變化。寄生蟲細菌病毒出生率和死亡率螨蟲菟絲子2.種群外部生物因素（不同種生物之間，即種間關系）資料1：1934年，生態學家高斯選用了兩種形態和習性上很接近的草履蟲進行了以下實驗：取相等數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。結果發現：影響種群數量的其他生物因素（不同物種間）思考·討論討論1：怎樣解釋資料1中的實驗結果？雙小核草履蟲和大草履蟲之間為種間競爭關系，競爭力弱的數量會不斷下降。種間競爭關系思考·討論影響種群數量的其他生物因素（不同物種間）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量做了研究，結果如下圖所示。思考·討論3.猞猁和雪兔種群的數量變動哪個是因、哪個是果？猞猁種群數量上升雪免種群數量下降；“因”“果”新的“因”新的“果”如此循環，二者的種群數量是相互影響的，

循環因果關系思考·討論血糖調節、水鹽平衡調節、排尿反射、分娩等凡是存在反饋調節的過程都存在循環因果關系胰高血糖素分泌增加血糖水平升高胰島素分泌增加血糖水平降低“因”新的“因”新的“果”“果”正反饋調節湖泊受到了污染魚類等生物死亡死魚等腐爛(+)+負反饋調節三、循環因果關系→其他實例甲狀腺激素分泌的分級調節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TRH、TSH含量增加是“因”，甲狀腺激素含量增加是“果”。經過反饋調節抑制TRH和TSH的分泌的新的“果”。在這個過程中

甲狀腺素增加又成新的“因”三、循環因果關系科學家通過研究種間捕食關系，構建了捕食者—獵物模型，如圖所示（圖中箭頭所指方向代表曲線變化趨勢）。請據圖判斷下列說法正確的是（）A.該模型屬于物理模型，反映了兩物種之間的循環因果關系B.曲線變化趨勢反映了生態系統中普遍存在的負反饋調節C.利用該模型只能解釋獵物的種群數量能維持相對穩定的原因D.捕食者和獵物的環境容納量分別是P3和N3B[現學現用]捕食者種群數量P獵物種群數量（N）P3P2P1ON1N2 N3非生物因素生物因素陽光種內種內競爭種間種間競爭捕食寄生影響種群數量變化的因素氣候因素（氣溫、干旱）自然災害（地震、火災）密度制約因素（其作用強度隨著種群密度的變化而變化）非密度制約因素（其作用強度與種群密度的變化無關）四.制約因素說明：生物因素一般是密度制約因素，非生物因素多數是非密度制約因素。有時非生物因素可以通過影響生物因素發揮作用，如本節問題探討中的例子。密度制約因素存在反饋調節四.制約因素研究種群的特征和數量變化規律，在野生生物資源的__________________、_______________等方面都有重要意義合理利用有害生物的防治1.瀕危動物的保護只有通過調查獲知_________、_______________、__________、___________等特征，以及影響該種群_________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________，進而采取合理的保護措施：_____________________________。種群密度出生率和死亡率性別比例年齡結構數量變化變化趨勢降低環境阻力，提高環境容納量五.種群研究的應用和保護調查種群密度出生率和死亡率性別比例年齡結構影響數量變化的因素預測該種群的數量變化趨勢采取合理的保護對策五.種群研究的應用2.在漁業上---指導漁業捕撈問題：為了保護魚類資源不受破壞，并能持續地獲得最大捕魚量，應使被捕魚群的種群數量保持在什么水平？為什么？K/2種群數量增長速率時間即：長期獲得較高的捕撈量五.種群研究的應用選擇：中等強度的捕撈(捕撈量在K/2左右)有利于持續獲得較大的魚產量。原因：剩余魚的種群數量接近K/2，此時魚種群的增長速率較高。若想一次性獲得最大捕撈量，什么時候捕撈？達到K值時。五.種群研究的應用漁網網目不能過小，否則會影響來年魚的產量。這是為什么？請從種群特征的角度作出解釋。2.在漁業上---指導漁業捕撈【長句練習】如果漁網網眼很小，許多幼魚也會被捕撈上來，影響魚種群的年齡結構，從而影響魚種群的出生率，造成來年魚產量降低。五.種群研究的應用3.有害生物的防治鼠害適當采用化學和物理的方法控制現存害鼠的種群數量減少其獲得食物的機會等方法降低其環境容納量農林害蟲的防治一味依賴噴灑農藥的方法，既造成環境污染，又傷及害蟲的天敵。有效保護或引入天敵生物，則有利于將害蟲數量控制在較低的水平。化學防治生物防治五.種群研究的應用一、概念檢測1.種群數量變化受環境因素的影響。據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量下降（）②只有影響種群出生率和死亡率的環境因素才能影響種群數量

（）×練習與應用×一、概念檢測2.在自然界，有些捕食者種群和獵物種群的數量變化呈現周期性的波動，如下圖所示模型。請分析該圖所示二者數量變化的關系及影響因素。獵物種群和捕食者種群數量隨時間而變化①對這種現象合理的解釋或概括是（

）A.與種內競爭無關B.二者總是此消彼長C.與植物種群數量無關D.二者相互制約、互為因果D練習與應用捕食者種群數量/相對值012345678捕食者獵物種群數量/相對值獵物種群②捕食者種群和獵物種群的數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.捕食者種群數量過小，不足以制約獵物種群增長C二、拓展應用1.一本生態學專著上寫道：“當能預報未來時，生態學就變成一門預測性科學；當能決定未來時，生態學就變成一門管理科學。”結合本章所學知識，談談你對這句話的理解。有興趣的話，還可查閱更多資料，了解生態學的研究進展及其在實踐種的應用。這句話很有道理。例如，根據種群數量變化模型，可以預測種群數量變化的趨勢；根據種群數量變化規律及其影響因素，可以在物種保護、漁業管理、有害生物防止等方面制訂相應對策。二、拓展應用2.20世紀初，