影響種群數(shù)量變化的因素（講義）

《第1章種群及其動(dòng)態(tài)》教學(xué)講義[高中生物學(xué)選擇性必修2]第3節(jié)影響種群數(shù)量變化的因素內(nèi)容索引知識(shí)點(diǎn)總結(jié)必會(huì)知識(shí)一影響種群數(shù)量變化的非生物因素必會(huì)知識(shí)二影響種群數(shù)量變化的生物因素必會(huì)知識(shí)三種群研究的應(yīng)用題型概括必備技能一影響種群數(shù)量變化的非生物因素辨析必備技能二影響種群數(shù)量變化的生物因素辨析必備技能三生物因素與非生物因素綜合影響種群數(shù)量變化必備技能四種群研究的應(yīng)用練習(xí)提升必刷好題必會(huì)知識(shí)考點(diǎn)梳理拓展延伸易錯(cuò)警示必會(huì)知識(shí)一影響種群數(shù)量變化的非生物因素1．非生物因素：凡是影響出生率和死亡率、遷入率和遷出率等種群重要特征的因素，都會(huì)影響種群的數(shù)量變化。影響種群數(shù)量變化的因素包含非生物因素和生物因素，其中非生物因素包括陽光、溫度、水等。(1)水：水是任何生物都不可缺少的組成成分，生物的一切代謝活動(dòng)都必須以水為介質(zhì)，水對(duì)生物的生存和延續(xù)來說是至關(guān)重要的。實(shí)例：缺水使生物種群數(shù)量減少：干旱缺水會(huì)使許多植物種群的死亡率升高；動(dòng)物種群在尋找水源的過程中常常發(fā)生個(gè)體的死亡。缺水使生物種群數(shù)量增加：對(duì)于東亞飛蝗來說，氣候干旱正是其種群爆發(fā)式增長的主要原因，因?yàn)榛认x將卵產(chǎn)在土壤中，土壤比較堅(jiān)實(shí)，含水量在10%~20%時(shí)最適合它們產(chǎn)卵。(2)陽光：陽光不僅為生物創(chuàng)造著適于生存的溫度條件，而且也為一切生命活動(dòng)提供了取之不盡的能源。綠色植物只有借助光合作用才能在葉綠體中把從外界吸收的二氧化碳、水和無機(jī)物結(jié)合成有機(jī)物質(zhì)，一切其他生物，包括所有的動(dòng)物和人都必須依賴這些有機(jī)物質(zhì)為生，從中獲得生長和活動(dòng)所需要的能量。實(shí)例：森林中林下植物的種群密度主要取決于林冠層的郁閉度，即主要取決于林下植物受到的光照強(qiáng)度。(3)溫度：溫度是一種重要的生態(tài)因子，任何生物都是生活在具有一定溫度的外界環(huán)境中并受溫度變化的影響。冰點(diǎn)以下的低溫會(huì)使生物體內(nèi)形成冰晶而造成凍害，冰晶的形成會(huì)使細(xì)胞質(zhì)膜破裂并使蛋白質(zhì)失活與變性。高溫對(duì)動(dòng)物的有害影響主要是破壞酶的活性和使蛋白質(zhì)凝固變性等。實(shí)例：氣溫升高對(duì)生物種群數(shù)量的影響：在溫帶和寒溫帶地區(qū)，許多植物的種子在春季萌發(fā)為新的植株。氣溫降低對(duì)生物種群數(shù)量的影響：蚊類等昆蟲在寒冷季節(jié)到來時(shí)一般會(huì)全部死亡。非生物因素對(duì)種群數(shù)量變化的影響往往是綜合性的。例如：春夏時(shí)節(jié)，動(dòng)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。必會(huì)知識(shí)二影響種群數(shù)量變化的生物因素1．隨著種群的增長，種群數(shù)量的變化除了受到種群內(nèi)部生物因素的影響外，還受到種群外部生物因素的影響。(1)種內(nèi)競爭：隨著種群的增長，種內(nèi)競爭會(huì)加劇，從而使種群的增長受到限制。例如，在蝌蚪密度大的水中，個(gè)體較大的蝌蚪能從腸道分泌有毒物質(zhì)，使幼小蝌蚪死亡率增加；還有桉樹的“自毒現(xiàn)象”等。由此可見，種群具有一定的自我調(diào)節(jié)機(jī)能，是物種生存的一種適應(yīng)性反應(yīng)，是維持種群數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定的重要方式。這說明種群數(shù)量變化受到種群內(nèi)部生物因素的影響。(2)種間競爭：由于雙小核草履蟲和大草履蟲都以一種桿菌為食物，混合培養(yǎng)與單獨(dú)培養(yǎng)的種群數(shù)量的變化結(jié)果不同是由種間競爭造成的。如圖所示。(3)捕食與被捕食的關(guān)系：除頂級(jí)捕食者外，每種動(dòng)植物都可能是其他某種生物的捕食對(duì)象，每種動(dòng)物都需要以其他生物為食。種群數(shù)量與食物的豐富與否密切相關(guān)：食物匱乏，動(dòng)物種群會(huì)出現(xiàn)出生率降低、死亡率升高的現(xiàn)象；食物豐富，動(dòng)物種群的出生率升高，死亡率降低，種群數(shù)量增加。例如，一片草原上，牧草繁茂，食草動(dòng)物就多，動(dòng)物數(shù)量的增加，引起牧草衰減，由于牧草衰減，又引起動(dòng)物數(shù)量減少，繼而牧草又恢復(fù)正常。若過度放牧，則會(huì)引起草場退化，進(jìn)而引起動(dòng)物種群數(shù)量下降。所以要確定草場的合理載畜量，不能超載放牧。(4)有寄生關(guān)系的生物：寄生是兩種生物在一起生活，一方受益，另一方受害，后者給前者提供營養(yǎng)物質(zhì)和居住場所。主要的寄生生物有細(xì)菌、真菌和原生動(dòng)物等。2．密度制約因素和非密度制約因素(1)食物和天敵等生物因素對(duì)種群數(shù)量的作用強(qiáng)度與該種群的密度是相關(guān)的。例如，同樣是缺少食物，種群密度越高，該種群受食物短缺的影響就越大，因此，這些因素稱為密度制約因素。(2)氣溫、干旱等氣候因素，以及地震、火災(zāi)等自然災(zāi)害，對(duì)種群的作用強(qiáng)度與該種群的密度無關(guān)，因此被稱為非密度制約因素。例如，在遭遇寒流時(shí)，有些昆蟲種群不論其種群密度高低，所有個(gè)體都會(huì)死亡。必會(huì)知識(shí)三種群研究的應(yīng)用研究種群的特征和數(shù)量變化的規(guī)律，在野生生物資源的合理利用和保護(hù)、有害生物的防治等方面有重要意義。1．在瀕危動(dòng)物的保護(hù)方面：能準(zhǔn)確了解該種群的生存狀態(tài)，預(yù)測該種群的數(shù)量變化趨勢，進(jìn)而采取合理的保護(hù)對(duì)策。2．在漁業(yè)上：確定合適的捕撈量。中等強(qiáng)度的捕撈(捕撈量在K2左右)3．在有害生物的防治方面(1)在鼠害發(fā)生時(shí)，既適當(dāng)采用化學(xué)和物理的方法控制現(xiàn)存害鼠的種群數(shù)量，又通過減少其獲得食物的機(jī)會(huì)等方法降低其環(huán)境容納量，才能使鼠害得到有效防治。(2)對(duì)農(nóng)林害蟲的防治，如果一味依賴噴灑農(nóng)藥的方法，既造成環(huán)境污染，又傷及害蟲的天敵：有效保護(hù)或引入天敵生物，有利于將害蟲數(shù)量控制在較低的水平。必備技能典例精講模型秒殺巧思妙解必備技能一影響種群數(shù)量變化的非生物因素辨析[例1]種群數(shù)量變化受到很多非生物因素的影響。下列相關(guān)表述不正確的是(

)A．非生物因素對(duì)種群數(shù)量變化的影響往往是綜合性的B．林下光照較弱不會(huì)導(dǎo)致所有林下植物的種群數(shù)量下降C．氣溫驟降對(duì)某些昆蟲種群數(shù)量的影響強(qiáng)度與各自的種群密度無關(guān)D．非生物因素均通過影響出生率和死亡率進(jìn)而影響種群數(shù)量的變化[答案]D．[解析]A、非生物因素對(duì)種群數(shù)量變化的影響往往是綜合性的，A正確；B、不同植物適于在不同的光照下生長，林下光照較弱，不會(huì)導(dǎo)致所有林下植物的種群數(shù)量下降，B正確；C、溫度屬于非密度制約因素，氣溫驟降對(duì)某些昆蟲種群數(shù)量的影響強(qiáng)度與其種群密度無關(guān)，C正確；D、非生物因素可能通過影響遷入率、遷出率影響種群數(shù)量的變化，D錯(cuò)誤；故選D。必備技能二影響種群數(shù)量變化的生物因素辨析[例2]下圖為研究者構(gòu)建的某地區(qū)“捕食者—獵物”模型(圖中箭頭所指方向代表曲線變化趨勢)，下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．該模型可以反映捕食者和獵物的種群數(shù)量變化B．N3最可能代表獵物種群的環(huán)境容納量C．P2代表了捕食者種群的環(huán)境容納量D．曲線變化趨勢反映了生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)反饋調(diào)節(jié)[答案]B．[解析]A、該模型屬于負(fù)反饋調(diào)節(jié)機(jī)制，可以反映捕食者和獵物的種群數(shù)量變化，A正確；B、獵物數(shù)量在N2處上下波動(dòng)，所以獵物K值為N2，B錯(cuò)誤；C、捕食者數(shù)量在P2處上下波動(dòng)，捕食者K值為P2，C正確；D、從題圖數(shù)學(xué)模型中可以看出，在N1～N2段，獵物數(shù)量減少時(shí)，捕食者的數(shù)量也在減少，但是當(dāng)捕食者的數(shù)量減少到一定程度后，獵物的數(shù)量又在不斷增加；在N2～N3段，獵物的種群數(shù)量增加時(shí)，捕食者數(shù)量也在增加，但是當(dāng)捕食者達(dá)到一定的程度后，獵物又在不斷減少，這種變化趨勢反映了生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在的負(fù)反饋調(diào)節(jié)，D正確。故選B。必備技能三生物因素與非生物因素綜合影響種群數(shù)量變化[例3]東亞飛蝗為遷飛性，雜食性的農(nóng)業(yè)害蟲，喜在堅(jiān)實(shí)的土地中產(chǎn)卵。研究者花費(fèi)兩年時(shí)間對(duì)某地區(qū)氣溫，降水量變化與東亞飛蝗種群數(shù)量變化的關(guān)系進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．據(jù)圖可知，氣溫、降水量都會(huì)影響東亞飛蝗的種群密度B．繁殖期人為疏松土壤，通過降低出生率以降低其種群密度C．適當(dāng)引入與其有捕食、寄生關(guān)系的生物可抑制其數(shù)量增長D．干旱缺水會(huì)使東亞飛蝗因缺乏食物而導(dǎo)致種群數(shù)量急劇下降[答案]D．[解析]A、據(jù)圖分析可知，氣溫和降水量對(duì)東亞飛蝗的種群密度都有影響，A正確；B、東亞飛蝗喜在堅(jiān)實(shí)的土地中產(chǎn)卵，繁殖期人為疏松土壤可降低出生率，從而使東亞飛蝗的種群密度降低，B正確；C、適當(dāng)引入與其有捕食，寄生關(guān)系的生物可抑制其數(shù)量增長，C正確；D、氣溫高，降水量低是東亞飛蝗種群爆發(fā)式增長的主要原因。D錯(cuò)誤。故選D。必備技能四種群研究的應(yīng)用[例4]研究種群數(shù)量的變化規(guī)律以及種群數(shù)量變化的因素，對(duì)于有害動(dòng)物的防治、野生生物資源的保護(hù)和利用以及瀕危動(dòng)物種群的拯救和恢復(fù)，都有著重要意義。下列有關(guān)說法正確的是(

)A．采取措施降低環(huán)境容納量，能從根本上限制有害動(dòng)物的種群數(shù)量B．消滅捕食者，引入被捕食者是保護(hù)瀕危動(dòng)物的根本措施C．在田鼠種群數(shù)量達(dá)到K/2時(shí)進(jìn)行防治，消耗的防治成本最低D．魚類養(yǎng)殖中，在接近K/2時(shí)進(jìn)行捕撈有利于魚類的可持續(xù)增產(chǎn)[答案]A．[解析]A、采取措施如減少有害動(dòng)物的食物來源，增加其天敵的數(shù)量，破壞其棲息環(huán)境等，降低環(huán)境容納量，能從根本上限制有害動(dòng)物的種群數(shù)量增長，A正確；B、建立自然保護(hù)區(qū)，給瀕危動(dòng)物創(chuàng)造更寬廣的生存空間，改善它們的棲息環(huán)境，從而提高環(huán)境容納量，是保護(hù)瀕危動(dòng)物的根本措施，B錯(cuò)誤；C、在種群數(shù)量達(dá)到K/2前防治，防治成本最低，C錯(cuò)誤；D、魚類養(yǎng)殖過程中，捕撈后的剩余量接近K/2時(shí)，有利于魚類資源的可持續(xù)增產(chǎn)，D錯(cuò)誤。故選A。必刷好題基礎(chǔ)演練能力提升巔峰突破1．下列關(guān)于影響種群數(shù)量變化因素的敘述，錯(cuò)誤的是()A．影響種群數(shù)量變化的因素有生物因素和非生物因素B．非生物因素對(duì)種群數(shù)量變化的影響往往是綜合性的C．森林中不同植物之間爭奪陽光，說明非生物因素對(duì)種群數(shù)量有影響D．捕食關(guān)系、競爭關(guān)系都體現(xiàn)了影響種群數(shù)量變化的生物因素[答案]C．[解析]AB、影響種群數(shù)量的變化的因素包括生物因素和非生物因素，非生物因素中的氣候、食物、天敵、傳染病等對(duì)種群數(shù)量變化的影響往往是綜合性的，AB正確；C、森林中不同植物之間爭奪陽光，體現(xiàn)了種間競爭關(guān)系，說明生物因素對(duì)種群數(shù)量有影響，C錯(cuò)誤；D、捕食關(guān)系、競爭關(guān)系都是生物與生物之間的中間關(guān)系，這體現(xiàn)了影響種群數(shù)量變化的生物因素，D正確。故選C。2．下圖是某藻類在不同環(huán)境溫度下的種群增長曲線。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．19.8℃條件下該藻類的數(shù)量變化符合邏輯斯諦增長曲線B．24.8℃條件下培養(yǎng)，第5天時(shí)該藻類數(shù)量增長最快C．該藻類的環(huán)境容納量隨著環(huán)境溫度的改變而發(fā)生變化D．可以通過提高溫度來遏制湖泊中該藻類的大量繁殖[答案]D．[解析]A、觀察圖形可知，19.8℃條件下藻類個(gè)體數(shù)量先增加后不變，符合邏輯斯諦增長曲線，A正確；B、24.8℃條件下，第五天時(shí)的曲線斜率最大，說明個(gè)體數(shù)量增加最快，B正確；C、不同溫度下所能維持的最大數(shù)量不同，所以環(huán)境容納量不同，C正確；D、提高溫度不一定可以遏制藻類繁殖，比如溫度從提高到24.8℃時(shí)，湖中的藻類繁殖更多了，而且給整個(gè)湖提高溫度，可操作性比較低，D錯(cuò)誤。故選D。3．福壽螺為入侵物種，中華鱉可捕食福壽螺成體。有人用中華鱉進(jìn)行生物防治實(shí)驗(yàn)，放養(yǎng)中華鱉后，福壽螺卵塊的數(shù)量變化如圖所示。下述判斷正確的是(

)A．中華鱉直接以福壽螺卵塊為食B．福壽螺產(chǎn)卵高峰期在7～8月之間C．用中華鱉防治福壽螺，應(yīng)在6月前處理D．處理組8～9月因高死亡率導(dǎo)致種群數(shù)量低[答案]C．[解析]A、由題意可知，中華鱉直接捕食福壽螺成體，而不是以福壽螺卵塊為食，A錯(cuò)誤；B、從圖中對(duì)照組曲線變化趨勢可知，7月~8月之間福壽螺卵塊的數(shù)量較少，說明7～8月之間是福壽螺產(chǎn)卵低峰期，B錯(cuò)誤；C、中華鱉可捕食成年福壽螺進(jìn)而降低福壽螺卵塊的數(shù)量，由題圖可知6～7月之間是福壽螺產(chǎn)卵高峰期，故應(yīng)6月前用中華鱉處理，有效抑制福壽螺種群數(shù)量的增長，C正確；D、據(jù)題圖可知，在8～9月份福壽螺的卵塊數(shù)量較少，說明福壽螺的出生率較低，進(jìn)而導(dǎo)致福壽螺的種群密度降低，D錯(cuò)誤。故選C。4．鱈魚是具有較高經(jīng)濟(jì)效益的海洋魚類，鱈魚是冷水魚類，其種群數(shù)量的變化受多種因素影響，對(duì)洋流溫度變化敏感。科研人員基于數(shù)據(jù)構(gòu)建圖示模型，用以預(yù)測捕撈強(qiáng)度、網(wǎng)眼大小等人為因素對(duì)種群的影響。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．即使沒有捕撈，鱈魚種群數(shù)量也不可能無限增長B．網(wǎng)眼大小能夠改變鱈魚種群的年齡結(jié)構(gòu)和出生率C．鱈魚種群的環(huán)境容納量不會(huì)因環(huán)境的破壞而改變D．利用溫度變化預(yù)測某一海域的鱈魚種群數(shù)量變化[答案]C．[解析]A、由于環(huán)境阻力的存在，即使沒有捕撈，鱈魚種群數(shù)量也不可能無限增長，A正確；B、由曲線圖可知，在不同網(wǎng)眼160mm和130mm的條件下，種群數(shù)量變化不同，其原因可能是網(wǎng)眼不僅直接影響捕獲數(shù)量，還改變鱈魚種群的年齡結(jié)構(gòu)，從而使種群出生率發(fā)生變化，從而導(dǎo)致種群數(shù)量發(fā)生改變，B正確；C、環(huán)境容納量是指環(huán)境不被破壞時(shí)，特定環(huán)境能維持某種群的最大數(shù)量，環(huán)境容納量會(huì)應(yīng)為環(huán)境的破壞而改變，C錯(cuò)誤；D、鱈魚對(duì)洋流溫度變化敏感，可利用溫度變化預(yù)測某一海域的鱈魚種群數(shù)量變化，D正確。故選C。5．生活在某地森林中的猞猁捕食雪兔，研究人員在90多年的時(shí)間里，對(duì)兩者的種群數(shù)量進(jìn)行研究。猞猁和雪兔種群數(shù)量變化()A．呈“J”形增長趨勢B．受生物因素制約，不受非生物因素影響C．符合循環(huán)因果關(guān)系D．導(dǎo)致兩者的性別比例嚴(yán)重失衡[答案]C．[解析]A、由于有環(huán)境條件和食物資源等的限制，猞猁和雪兔種群數(shù)量變化呈S形增長趨勢，A錯(cuò)誤；B、猞猁和雪兔種群數(shù)量同時(shí)受生物因素制約和非生物因素(如氣候)影響，B錯(cuò)誤；C、結(jié)合分析可知，猞猁和雪兔的種群數(shù)量變化存在負(fù)反饋調(diào)節(jié)，即符合循環(huán)因果關(guān)系，C正確；D、捕食關(guān)系不會(huì)導(dǎo)致兩者的性別比例嚴(yán)重失衡，D錯(cuò)誤。故選C。6．某城市衛(wèi)生部門組織了一次用鼠藥滅鼠的活動(dòng)，基本消滅了該城市居民區(qū)的褐家鼠。但滅鼠3年后，該城市又開始出現(xiàn)大量的褐家鼠。滅鼠后7年內(nèi)該城市褐家鼠的數(shù)量變化如下圖所示，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．小鼠的數(shù)量呈現(xiàn)非周期性波動(dòng)，此類型主要發(fā)生在成分比較簡單的環(huán)境B．小鼠的種群增長方式為邏輯斯諦增長，且在轉(zhuǎn)折期種群密度增長最快C．小鼠種群的年齡結(jié)構(gòu)與種群密度無直接關(guān)系D．研究種群增長方式可以指導(dǎo)利用和保護(hù)資源，防治有害生物[答案]A．[解析]A、小鼠的數(shù)量呈現(xiàn)非周期性波動(dòng)，影響種群數(shù)量變動(dòng)的因素有外源因素和內(nèi)源性因素，而周期性波動(dòng)主要發(fā)生在成分比較簡單的環(huán)境，A錯(cuò)誤；B、由圖可知，小鼠的增長速率先增加后減少為0，種群增長方式為邏輯斯諦增長，即S形，且在轉(zhuǎn)折期，種群數(shù)量為環(huán)境容納量的一半，此時(shí)種群密度增長最快，B正確；C、年齡結(jié)構(gòu)通過影響出生率和死亡率來影響種群密度，可用于預(yù)測種群密度的變化趨勢，C正確；D、研究種群的特征和數(shù)量變化規(guī)律，在野生生物資源的合理利用和保護(hù)、有害生物的防治等方面都有重要意義，D正確。故選A。7．荒漠草原是草原向荒漠過渡的一類草原，其中的植被屬旱生類型，植物群落主要由旱生小禾草、小灌木與蔥屬植物組成，可作為羊和駱駝等動(dòng)物的食物。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A．該類草原中羊種群數(shù)量的變化與環(huán)境條件有關(guān)，與出生率、死亡率變動(dòng)無關(guān)B．食物不足導(dǎo)致羊種內(nèi)斗爭加劇屬于密度制約因素，種間競爭會(huì)影響種群數(shù)量的變化C．由于陽光、溫度和水分等會(huì)隨著季節(jié)發(fā)生變化，該類草原的外貌和結(jié)構(gòu)可發(fā)生規(guī)律性的變化D．該類草原群落的演替過程中，各植物種群的環(huán)境容納量可發(fā)生改變[答案]A．[解析]A、羊種群數(shù)量除與環(huán)境條件有關(guān)外，出生率和死亡率也會(huì)影響種群數(shù)量的變化，即當(dāng)出生率大于死亡率時(shí)，種群數(shù)量增加，而當(dāng)死亡率大于出生率時(shí)，種群數(shù)量減少，A錯(cuò)誤；B、食物不足導(dǎo)致羊種內(nèi)斗爭加劇屬于密度制約因素，種間競爭通過影響出生率和死亡率會(huì)影響種群數(shù)量的變化，B正確；C、由于陽光、溫度和水分等會(huì)隨著季節(jié)發(fā)生變化，該類草原的外貌和結(jié)構(gòu)可發(fā)