第4章_種群與群落(復(fù)習)

1、3434種群和群落種群和群落(1)(1)種群的特征種群的特征(2)(2)種群的數(shù)量變化種群的數(shù)量變化(3)(3)群落的結(jié)構(gòu)特征群落的結(jié)構(gòu)特征(4)(4)群落的演替群落的演替I II II I1 1、種群密度：、種群密度：（1 1）概念：）概念：是指單位空間（單位面積、體積）內(nèi)某是指單位空間（單位面積、體積）內(nèi)某種群的個體數(shù)量。種群密度是種群最基本的數(shù)量特征。種群的個體數(shù)量。種群密度是種群最基本的數(shù)量特征。（2 2）特點：隨種群的不同、環(huán)境的改變有差異。）特點：隨種群的不同、環(huán)境的改變有差異。 相同的環(huán)境條件下，不同物種的種群密度不同。相同的環(huán)境條件下，不同物種的種群密度不同。 不同的環(huán)境條件下

2、，同一物種的種群密度不同。不同的環(huán)境條件下，同一物種的種群密度不同。樣方法、標志重捕法樣方法、標志重捕法 （3 3）調(diào)查方法：）調(diào)查方法： 在被調(diào)查種群的分布范圍內(nèi)，隨機選取若干個樣方，在被調(diào)查種群的分布范圍內(nèi)，隨機選取若干個樣方，通過計數(shù)每個樣方內(nèi)的個體數(shù)，求得每個樣方的種群通過計數(shù)每個樣方內(nèi)的個體數(shù)，求得每個樣方的種群密度，密度，以所有樣方種群密度的平均值作為該種群的種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。群密度估計值。樣方法：樣方法：適用范圍：適用范圍：注意隨機取樣，減小誤差。注意隨機取樣，減小誤差。 植物種群密度，昆蟲卵的密度，蚜蟲、跳蝻植物種群密度，昆蟲卵的密度，蚜蟲

3、、跳蝻的密度等。的密度等。 常用取樣常用取樣方法：方法：創(chuàng)新設(shè)計：創(chuàng)新設(shè)計：P208P208計數(shù)原則計數(shù)原則 調(diào)查誤差分析：調(diào)查誤差分析： 對調(diào)查對象認識不準，統(tǒng)計偏差；樣方的數(shù)目、對調(diào)查對象認識不準，統(tǒng)計偏差；樣方的數(shù)目、大小不統(tǒng)一；調(diào)查地段種群分布不均勻。大小不統(tǒng)一；調(diào)查地段種群分布不均勻。標志重捕法標志重捕法 （1 1）前提條件：）前提條件：標志個體與未標志個體在重捕時被標志個體與未標志個體在重捕時被捕的概率相等。在調(diào)查期內(nèi)沒有新的出生和死亡，沒捕的概率相等。在調(diào)查期內(nèi)沒有新的出生和死亡，沒有遷入和遷出。有遷入和遷出。（2 2）適用范圍：）適用范圍：（3 3）注意事項：）注意事項：標志不

4、能過分醒目。標志不能過分醒目。標志物和標志方法必須對動物的身體不會產(chǎn)生傷害。標志物和標志方法必須對動物的身體不會產(chǎn)生傷害。標志符號必須能夠維持一定的時間，在調(diào)查研究期標志符號必須能夠維持一定的時間，在調(diào)查研究期間不能消失。間不能消失。（4 4）計算公式）計算公式mnMN重捕的標志個體數(shù)再次捕獲個體數(shù)初次捕獲標志數(shù)個體總數(shù)活動能力強和范圍大的動物?；顒幽芰姾头秶蟮膭游铩ｎ愋皖愋蛨D例圖例年齡比例年齡比例出生率與死亡率出生率與死亡率大小大小種群密度種群密度變化變化增長型增長型年幼個體大于年幼個體大于年老個體數(shù)年老個體數(shù)出生率死亡率出生率死亡率增大增大穩(wěn)定型穩(wěn)定型各年齡期個體各年齡期個體比例適中比

5、例適中出生率出生率死亡率死亡率穩(wěn)定穩(wěn)定衰退型衰退型年幼個體小于年幼個體小于年老個體數(shù)年老個體數(shù)出生率死亡率出生率死亡率減小減小2 2出生率和死亡率出生率和死亡率 意義：意義：3 3遷入率和遷出率遷入率和遷出率 意義：意義：意義：年齡組成是預(yù)測種群密度未來變化趨勢的重要依據(jù)。意義：年齡組成是預(yù)測種群密度未來變化趨勢的重要依據(jù)。4 4年齡組成年齡組成決定種群大小和密度。對一個自然種群來說，影響種群決定種群大小和密度。對一個自然種群來說，影響種群數(shù)量變動的主要因素是出生率和死亡率。數(shù)量變動的主要因素是出生率和死亡率。直接影響種群的數(shù)量變動，如城市人口的變化。直接影響種群的數(shù)量變動，如城市人口的變化。

6、種群數(shù)量特征之間的關(guān)系 死亡率死亡率 出生率出生率 性別比例性別比例 年齡組成年齡組成一、建構(gòu)種群增長模型的方法一、建構(gòu)種群增長模型的方法數(shù)學模型：數(shù)學模型是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)數(shù)學模型：數(shù)學模型是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學形式。的數(shù)學形式。1 1、影響種群數(shù)量變化的因素、影響種群數(shù)量變化的因素2 2、研究種群數(shù)量變化的意義：、研究種群數(shù)量變化的意義：二、種群數(shù)量的變化二、種群數(shù)量的變化 種群的數(shù)量是由出生率和死亡率、遷入和遷出決定種群的數(shù)量是由出生率和死亡率、遷入和遷出決定的，所有能影響種群的出生率、死亡率和遷入、遷出的，所有能影響種群的出生率、死亡率和遷入、遷出的因素，都會影響

7、種群數(shù)量的變化。的因素，都會影響種群數(shù)量的變化。如氣候、食物、如氣候、食物、被捕食、寄生、傳染病等。被捕食、寄生、傳染病等。 在野生生物資源的合理利用和保護、害蟲的防治等在野生生物資源的合理利用和保護、害蟲的防治等方面有重要意義。種群數(shù)量大于方面有重要意義。種群數(shù)量大于1/2K1/2K時，可獵取某野時，可獵取某野生生物資源。（此時可提供的資源數(shù)量最多，而又不生生物資源。（此時可提供的資源數(shù)量最多，而又不影響資源的再生。影響資源的再生。 ）項目項目“J”“J”型曲線型曲線“S” “S” 型曲線型曲線前提條件前提條件環(huán)境資源無限環(huán)境資源無限環(huán)境資源有限環(huán)境資源有限種群增長率種群增長率不變不變變化（

8、由于環(huán)境阻力）變化（由于環(huán)境阻力）K K值（環(huán)境負荷量）值（環(huán)境負荷量）無無K K值值種群數(shù)量在種群數(shù)量在K K值上下波值上下波動動三、比較三、比較“J”J”型曲線和型曲線和“S”S”型曲線型曲線環(huán)境容納量環(huán)境容納量（K值）： 在環(huán)境條件不受破壞的情況下，在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量。持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量。種群增長的種群增長的J J型曲線（指數(shù)式增長）型曲線（指數(shù)式增長） 種群遷入一個新環(huán)種群遷入一個新環(huán)境后，在一定時期內(nèi)種境后，在一定時期內(nèi)種群的增長大致符合群的增長大致符合“J”J”型曲線。型曲線。 在在食物（養(yǎng)料）和空

9、間條件充裕，氣候適宜、沒有天食物（養(yǎng)料）和空間條件充裕，氣候適宜、沒有天敵敵等理想條件下，不受資源和空間的限制，種群的數(shù)量往等理想條件下，不受資源和空間的限制，種群的數(shù)量往往會連續(xù)增長。往會連續(xù)增長。 以某種動物為例，假定種群的數(shù)量為以某種動物為例，假定種群的數(shù)量為N N0 0， 表示表示該種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的倍數(shù)，該種群每年的增該種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的倍數(shù)，該種群每年的增長率都保持不變，那么：長率都保持不變，那么：一年后該種群的數(shù)量應(yīng)為：一年后該種群的數(shù)量應(yīng)為：N N1 1N N0 0 二年后該種群的數(shù)量為：二年后該種群的數(shù)量為：N N2 2N N1 1N N0 02 2t t年后

10、該種群的數(shù)量應(yīng)為：年后該種群的數(shù)量應(yīng)為：N Nt tN N0 0t t是代表增長倍數(shù)，不是增長率。是代表增長倍數(shù)，不是增長率。 自然環(huán)境，自然環(huán)境，空間有限，食物有限，有捕食者（天敵）空間有限，食物有限，有捕食者（天敵）存在等非理想條件。存在等非理想條件。種群增長的種群增長的S S型曲線型曲線必修三：必修三：P67P67第一段第一段 生產(chǎn)實踐中，還有一種情況是種群增長大大超過了環(huán)境容量，生產(chǎn)實踐中，還有一種情況是種群增長大大超過了環(huán)境容量，致使環(huán)境中某些資源要素受到破壞，從而造成環(huán)境容量的下降。致使環(huán)境中某些資源要素受到破壞，從而造成環(huán)境容量的下降。這樣就形成了另一種種群數(shù)量變化曲線這樣就形成

11、了另一種種群數(shù)量變化曲線突躍下降曲線（如突躍下降曲線（如圖）。這是一種不正常的增長情況，例如過度放牧，草原不能復(fù)圖）。這是一種不正常的增長情況，例如過度放牧，草原不能復(fù)原。原。該曲線對于控制人口增長、害蟲防治、環(huán)境的治理保護等方該曲線對于控制人口增長、害蟲防治、環(huán)境的治理保護等方面具有指導(dǎo)作用。從上述分析中還可以知道，環(huán)境容量不是絕對面具有指導(dǎo)作用。從上述分析中還可以知道，環(huán)境容量不是絕對不變的，它可以因不變的，它可以因“超載超載”而下降，也可以因整體的改善而有所而下降，也可以因整體的改善而有所增大。增大。實驗實驗 探究培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量的動態(tài)變化探究培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量的動態(tài)變化一實驗原理：一

12、實驗原理：1 1在含糖的液體培養(yǎng)基（培養(yǎng)液）中酵母菌繁殖很快，在含糖的液體培養(yǎng)基（培養(yǎng)液）中酵母菌繁殖很快，迅速形成一個封閉容器內(nèi)的酵母菌種群，通過細胞計數(shù)可迅速形成一個封閉容器內(nèi)的酵母菌種群，通過細胞計數(shù)可以測定封閉容器內(nèi)的酵母菌種群隨時間而發(fā)生的數(shù)量變化。以測定封閉容器內(nèi)的酵母菌種群隨時間而發(fā)生的數(shù)量變化。2 2養(yǎng)分、空間、溫度、養(yǎng)分、空間、溫度、pHpH和有毒代謝廢物等是影響種和有毒代謝廢物等是影響種群數(shù)量持續(xù)增長的限制因素。群數(shù)量持續(xù)增長的限制因素。二二 . . 酵母菌計數(shù)方法：酵母菌計數(shù)方法：抽樣檢測法。抽樣檢測法。 先將蓋玻片放在計數(shù)室上，用吸管吸取培養(yǎng)液，滴于先將蓋玻片放在計數(shù)室

13、上，用吸管吸取培養(yǎng)液，滴于蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入。多余培養(yǎng)液用濾紙吸去。蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入。多余培養(yǎng)液用濾紙吸去。稍待片刻，待細菌細胞全部沉降到計數(shù)室底部，將計數(shù)板稍待片刻，待細菌細胞全部沉降到計數(shù)室底部，將計數(shù)板放在載物臺的中央，放在載物臺的中央，計數(shù)一個小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)量，再計數(shù)一個小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)量，再以此為根據(jù)，估算試管中的酵母菌總數(shù)。以此為根據(jù)，估算試管中的酵母菌總數(shù)。增長曲線的總趨勢：增長曲線的總趨勢：四實驗結(jié)果與分析：四實驗結(jié)果與分析： 開始時培養(yǎng)液的營養(yǎng)充足，空間充裕，條件適宜，開始時培養(yǎng)液的營養(yǎng)充足，空間充裕，條件適宜，因此酵母菌大量繁殖，種群數(shù)量劇增，隨

14、著酵母菌數(shù)因此酵母菌大量繁殖，種群數(shù)量劇增，隨著酵母菌數(shù)量的不斷增多，營養(yǎng)消耗，量的不斷增多，營養(yǎng)消耗，pHpH變化等，使生存條件惡變化等，使生存條件惡化，酵母菌死亡率高于出生率，種群數(shù)量下降?；?，酵母菌死亡率高于出生率，種群數(shù)量下降。影響酵母菌種群數(shù)量的因素：影響酵母菌種群數(shù)量的因素：先增加再降低。先增加再降低。原因：原因：可能有可能有養(yǎng)料養(yǎng)料、溫度溫度、pHpH空間空間及及有害代謝廢物有害代謝廢物等。等。三、注意事項：三、注意事項：1 1提出的問題可以是：提出的問題可以是：2 2從試管中吸出培養(yǎng)液進行計數(shù)之前，要將試管輕從試管中吸出培養(yǎng)液進行計數(shù)之前，要將試管輕輕震蕩幾次。輕震蕩幾次。3

15、3本實驗沒有另設(shè)置對照實驗，原因是本實驗沒有另設(shè)置對照實驗，原因是該實驗時間該實驗時間上形成前后自身對照上形成前后自身對照。為提高實驗數(shù)據(jù)的準確性，實驗為提高實驗數(shù)據(jù)的準確性，實驗時應(yīng)進行時應(yīng)進行重復(fù)實驗（多次計數(shù)）重復(fù)實驗（多次計數(shù)）。 培養(yǎng)液中酵母菌種群的數(shù)量是怎樣隨時間變化的？培養(yǎng)液中酵母菌種群的數(shù)量是怎樣隨時間變化的？或者：在不同溫度（以及通或者：在不同溫度（以及通O O2 2、通、通COCO2 2等）條件下酵母等）條件下酵母菌種群數(shù)量增長的情況如何？不同培養(yǎng)液（如加糖和不菌種群數(shù)量增長的情況如何？不同培養(yǎng)液（如加糖和不加糖）中酵母菌種群數(shù)量增長的情況如何？加糖）中酵母菌種群數(shù)量增長的

16、情況如何？原因原因使酵母菌分布均勻，減少誤差。使酵母菌分布均勻，減少誤差。生物群落：生物群落：物種豐富度：物種豐富度：包括植物、動物和微生物。包括植物、動物和微生物。群落水平研究的問題：群落水平研究的問題： 群落中物種數(shù)目的多少，是群落的首要特征。不同群落中物種數(shù)目的多少，是群落的首要特征。不同的群落，物種豐富度有差別，如熱帶雨林生物種類多，的群落，物種豐富度有差別，如熱帶雨林生物種類多，豐富度大；草原生物種類較少，豐富度小。豐富度大；草原生物種類較少，豐富度小。種間關(guān)系、群落結(jié)構(gòu)、物種多樣性、優(yōu)勢種等種間關(guān)系、群落結(jié)構(gòu)、物種多樣性、優(yōu)勢種等一、生物群落的結(jié)構(gòu)一、生物群落的結(jié)構(gòu)1 1、垂直結(jié)構(gòu)

17、、垂直結(jié)構(gòu)2 2、水平結(jié)構(gòu)、水平結(jié)構(gòu) 在水平方向上由于光照強度、地形明暗、濕度等在水平方向上由于光照強度、地形明暗、濕度等因素的影響，不同地段上分布著不同的生物種群。因素的影響，不同地段上分布著不同的生物種群。 植物的分層與光有關(guān)。植物的分層與光有關(guān)。顯著提高了群落利用陽顯著提高了群落利用陽光等環(huán)境資源的能力。光等環(huán)境資源的能力。實驗實驗 土壤中動物類群豐富度的研究土壤中動物類群豐富度的研究豐富度調(diào)查方法：豐富度調(diào)查方法：豐富度的統(tǒng)計方法：豐富度的統(tǒng)計方法：注意事項：土壤動物調(diào)查一般不能采用標志重捕法注意事項：土壤動物調(diào)查一般不能采用標志重捕法理由是：理由是：取樣器采集調(diào)查取樣器采集調(diào)查記名計

18、算法和目測估計法記名計算法和目測估計法大多數(shù)土壤動物身體微小，活動能力強大多數(shù)土壤動物身體微小，活動能力強。 1 1、概念：、概念：2 2、演替原因：、演替原因： 決定群落演替的根本原因存在于群落內(nèi)部。決定群落演替的根本原因存在于群落內(nèi)部。即內(nèi)因是即內(nèi)因是群落演替的決定因素。群落之外的環(huán)境條件諸如氣候、地群落演替的決定因素。群落之外的環(huán)境條件諸如氣候、地貌、土壤和火等?？沙蔀橐鹧萏娴闹匾獥l件。人對生物貌、土壤和火等常可成為引起演替的重要條件。人對生物群落演替的影響遠遠超過其他所有的自然因子。群落演替的影響遠遠超過其他所有的自然因子。即在外因即在外因中，人為因素是影響最大的因素。中，人為因素是

19、影響最大的因素。三、群落的演替三、群落的演替指群落隨時間的推移，一定區(qū)域內(nèi)一個群指群落隨時間的推移，一定區(qū)域內(nèi)一個群落被另一個群落所替代的過程落被另一個群落所替代的過程植物繁殖體的遷移、散布和動物的活動性。植物繁殖體的遷移、散布和動物的活動性。群落內(nèi)部環(huán)境變化群落內(nèi)部環(huán)境變化種內(nèi)和種間關(guān)系的改變。種內(nèi)和種間關(guān)系的改變。外界環(huán)境條件的變化。外界環(huán)境條件的變化。人類的活動。人類的活動。 演替過程只要不遭到人類的破壞和各種自然力的演替過程只要不遭到人類的破壞和各種自然力的干擾，其干擾，其總的趨勢是直到達到頂極群落總的趨勢是直到達到頂極群落（經(jīng)過演替而達（經(jīng)過演替而達到一定穩(wěn)定的、自我維持的、成熟的群落，成為某一地到一定穩(wěn)定的、自我維持的、成熟的群落，成為某一地位的優(yōu)勢群落，稱為頂級群落）為止