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第一章 种群及其动态
第1 节 种群的数量特征
1.种群的概念：在一定的空间范围内，同种生物的所有个体所形成的集合。
例：大明湖里所有的鱼不是一个种群；大明湖里所有的鲤鱼是一个种群（填“是”或“不是”）。
2.种群数量特征包括：种群密度（最基本特征） 、 出生率、死亡率 、 迁入率、迁出率 、年龄组 （包
括增长型、稳定型、 衰退型）、性别比例。
3.种群密度：
（1）概念：种群密度指种群在单位面积或单位体积中的个体数。是种群最基本的数量特征。
（2）特点
①同一物种的种群密度在不同环境中 会(会/不会)发生变化，如蝗虫在夏天和秋天密度不同。
②不同物种的种群密度在同样的环境条件下不同(相同/不同)，如一片草地上的仓鼠和野驴。
4.调查种群密度的方法
在调查分布范围较小、个体较大的种群时，可以逐个计数 。但是，在多数情况下，逐个计数非常困难，
需要采取估算的方法。
（1）样方法
①适用范围：一般适用于植物，也适用于昆虫卵及活动范围小、活动能力弱的动物的种群密度的调
查，如植株上蚜虫的密度、跳蝻的密度等。
②步骤：随机选取若干个样方→计数每个样方内的个体数→求每个样方的种群密度→求所有样
方
种群密度的平均值。
③【探究】用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度
a.调查对象：宜选用双子叶草本植物，因单子叶植物多为丛生或蔓生，难以计数。
b.样方选取：草本植物样方一般以1m
2 的正方形为宜。若该种群个体数较少，样方面积可适
当增大。
c.取样方法：取样的关键是要做到随机取样，不能掺入主观因素，确保选取的样方具有代表性，
使结果(估算值)更接近真实值。常用取样方法有五点取样法和等距取样法。对于
分布在方形地段的调查对象常用五点取样法
, 而分布在狭长地段的调查对象常用等
距取样方法取样。
d.计数方法：同种生物个体无论大小都要计数，应统计样方内的个体和
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相邻两边及其顶角上的个体。边界线上的遵循“计上不计下，
计左不计右”的原则，如图(实心圈表示统计的个体)。
④统计时，若没有计数衰老个体，则会使估算值比实际值偏小。
（2）标志重捕法
①适用范围：适用于活动范围大、活动能力强的动物的种群密度的调查，如哺乳类、鸟类、鱼
类等。
②步骤：捕获一部分个体→做上标记后放回原来的环境→一段时间后重捕→根据重捕到的
个体中标记
个体数占总个体数的比例估计种群密度。
③公式：＝ →种群密度＝
④若标志脱落，标记个体死亡、迁出、很难再次抓到等，将会使估算值比实际值偏大。
（3）灯光诱捕法：对于有趋光性的昆虫，还可以用灯光诱捕的方法调查他们的种群密度。
（4）微生物种群密度的调查：抽样检测法
4.与种群数量有关的其他因素
①出生率、死亡率：
a.定义：单位时间内新产生
或死亡
个体数目占该种群个体总数的比率
；
思考：某种群年初时的个体数为100，年末时个体数为110，其中新生个体数为20，死亡个体数为10，
则该种群的年出生率为20%，死亡率为10% 。
b.意义：直接决定种群密度的大小。繁殖能力强的种群出生率高，种群增长快。
注：增长率＝ 出生率 － 死亡率 ，差值最大时，种群增长率最大，种群数量增长最快。
②迁入率和迁出率：
a.定义：单位时间内迁入和迁出的个体占该种群个体总数的比率；
b.意义：针对一座城市人口的变化（种群密度)起直接决定作用。
③年龄组成;
a.定义：指一个种群中各年龄期个体数目的比例；
b.类型：增长型（A）、稳定
型
(B)、衰退型(C)；
c.意义：是种群密度的影响因素，研究年龄组成可预测种群密度(数量)的变化趋势。
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d.由分析可知，年龄组成通过影响种群的出生率和死亡率，从而间接影响种群密度(数量)。
e.变式图辨析：
曲线图中：A 图表示 增长型 B 图表示 衰退型
柱形图中：A 图表示 衰退型 B 图表示 增长型 C 图表示 稳定型
④性别比例：
a.定义：指种群中雌雄个体数目的比例；
b.意义：通过影响出生率影响种群密度。
c.应用：用人工合成的性引诱剂(信息素)诱杀害虫的雄性个体，破坏害虫种群正常的性别比例，使很多雌性
个体不能完成交配，使出生率降低，从而使害虫的种群密度明显降低。
5.种群数量特征之间的关系
6.用标志重捕法估算种群数量过程中:若标志物有脱落，估算出的种群数量较实际值偏大，若动物被被捕捉
过一次后，不容易再被捕捉，估算出的种群数量较实际值偏大。若第一次标记后，在较短时间内进行重捕，
则会导致测得X 值偏小。
1.农林害虫的监测和预报等需要对种群密度进行调查研究。(√)
2.样方法估算种群密度是通过计数所有样方内的个体数除以面积(或体积)得到的。(x)
3.调查某种昆虫卵的密度用标记重捕法。(x)
4.年龄结构为稳定型的种群，种群数量在近期一-定能保持稳定。 (x)
5.研究种群的变化规律以及影响种群数量变化的因素，对濒危动物种群的拯救和恢复有重要意义。(√)
6.种群密度是种群的最基本的数量特征，出生率与死亡率、迁入与迁出，直接影响种群密度；年龄组成预
示着种群未来的发展趋势。(√)
7.在稳定型年龄结构的种群中，种群出生率约等于零。(x)
8.使用样方法调查密度时，对于落入样方边线的样本，一般来说取上边，左边，左上顶点的样本，而不统
年龄组成 性别比例 迁入率 迁出率
出生率 死亡率
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计下边，右边，和其它三个顶角的样本。(√)
9.用标志重捕法调查某动物的种群密度时，由于被标记动物经过一次捕捉，被再次重捕的概率减小，由此
将会导致被调查的种群的数量较实际值偏小。(x)
10.种群出生率增加，种群密度一定增大。 (x)
第2 节 种群数量的变化
种群的数量变化曲线：“J 型增长
”、“S 型增长
”、种群数量的波动和下降。
1. 构建种群增长模型
（1）数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的 数学形式 。
（2）构建方法
①观察对象，提出问题 —— 细菌每20min 分裂一次
②提出 合理的假设 —— 在条件(资源和空间)充足情况下，增长不受密度影响
③用适当的 数学形式 表达 —— Nn＝2n
④检验或修正 —— 观察、统计细菌数量
（3）数学模型的表达形式
①数学方程式：优点是 科学、准确 ，但不能看出种群的数量变化趋势。
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②曲线图：优点是能 直观 地反映出种群数量的变化趋势，但数据不能直接给出。
2.种群的“J”形增长
（1）模型假设：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等条件下.（理想条件）
（2）数量变化：种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ 倍。
（3）建立模型：t 年后种群的数量：Nt=N0λ t (条件：λ＞1，且为常数)
模型中各参数意义：N0为该种群的起始数量，t 为时间，Nt 表示t 年后该种群的数量，
λ 表示该种群数量是一年前种群数量的倍数。
（4）曲线图（以时间为横坐标，以种群数量为纵坐标）
（5）画出“J”型曲线的增长率和增长速率曲线，可知“J”型曲线增长率 不变 ，增长速率 逐渐增大 。
定义：
增长率：指种群在单位时间内净增加的个体数占原个体总数的比率。
增长率＝( 现有个体数－原有个体数
) ／原有个体数
×100%
＝出生率—死亡率
增长速率：指种群在单位时间内增加的个体数量。
增长速率＝( 现有个体数－原有个体数
) ／增长时间
×100%
（6）种群数量呈“J”型增长的情形
① 实验室 条件下；②种群迁入到一个新的 适宜环境 。
（5）λ 值的应用分析（注：λ－1 表示增长率）
①当λ＞1 时，出生率 ＞ 死亡率，种群数量 增加 ，种群的年龄组成为 增长型 。
②当λ＝1 时，出生率 ＝ 死亡率，种群数量 基本不变 ，种群的年龄组成为 稳定型 。
③当0＜λ＜1 时，出生率 ＜ 死亡率，种群数量 减少 ，种群的年龄组成为 衰退型 。
2.种群数量的“S”形增长（高斯）
（1）含义：种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的曲线，称为“S”型曲线。
（2）形成条件：自然界的资源和空间是有限的；有敌害。（条件有限）
（3）形成原因：当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，天敌数量也会增加，这就会使种群
的出生率降低，死亡率增高。当死亡率等于出生率时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定
的水平。
（4）环境容纳量：在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为环
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境容纳量，又称K 值
。K 值不是固定不变的，K 值可以随环境条件的变化而变化。
（5）建立模型：曲线图（以时间为横坐标，以种群数量为纵坐标）
①画出“S”型曲线的增长率和增长速率曲线，可知“S”型曲线增长率逐渐减小，K 值时增长率
0；增长速率先增大，后减小，最后为
0 ， K/2
值时增长速率最大，K 值时增长速率为0，
K 值时种群出生率等于死亡率，种群数量最大且保持相对稳定。K 值时种内竞争最剧烈。
②图中t1时对应的种群数量为K/2，t2时对应的种群数量为K。
（5）适用条件：生存条件有限的自然种群。
（6）“S”型曲线在生产中的应用
①野生生物资源的保护：应保护生物的生存环境，使K 值增大(增大/降低)，如大熊猫的保护。
有害生物的防治：如鼠害防治，应设法使K 值降低(增大/降低)，通过引入天敌等措施将种群
数量控制在较低水平。
②资源开发与利用：捕捞、采伐应该在种群数量达到K/2 值以上时进行，而且剩余种群数量
应保持在K/2 值左右，因为此时种群增长速率最快，再生能力最强，可保证持续获取高产量。
③草场放牧，最大载畜量不能超过K 值；鱼的养殖也
不能超过K 值，否则，生态系统的稳定性破坏，导致
K 值降低(增大/降低)。
（7）用曲线图表示K/2 值、K 值的方法（见右图）
①图中 A′
、
C′
、
D′
时间所对应的种群数量为K/2 值。
②图中 A 、
B 、
C 、
D
时间所对应的种群数量为K 值。
3.种群数量的波动和下降
受气候、食物、天敌、传染病等因素的影响，大多数种群的数量总是在波动中。
当种群长久处在不利的条件下，种群数量会出现持续性的或急剧下降。种群的延续需要以一定的个体数量
为基础，当一个种群数量过少，可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。
4..探究培养液中酵母菌种群数量的变化
（1）实验原理
①用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。
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②在理想的环境条件下，酵母菌种群的增长呈“
J”
型
曲线；在有环境阻力的条件下，酵母菌种群的增长呈
“
S”
型
曲线。
③计算酵母菌数量可用抽样检测的方法。
（2）血细胞计数板 (如下图所示)：每个血细胞计数板有两个计数室。
血细胞计数板每个大方格（1 个计数室）的面积为1 mm2，深度为
0.1 mm，容积为0.1 mm3。
计算公式如下：
①在计数时，先统计(图B 所示)5 个中方格中的总菌数，求得每个中
方格的平均值再乘以25，就得出一个大方格中的总菌数，然后再换
算成1 mL 菌液中的总菌数。
②设5 个中方格中总菌数为A，菌液稀释倍数为B，则0.1 mm3菌液中的总菌数为(A/5)×25×B。已知1 mL
＝1 cm3＝1 000 mm3,1 mL 菌液的总菌数＝(A/5)×25×10 000×B
＝
50 000A·B
。
（3）实验步骤
①酵母菌的培养：条件为液体培养基，无菌培养；
②振荡培养基：使酵母菌分布均匀；
③抽样；
④观察计数：先将盖玻片放在计数室上，然后将酵母菌培养液滴在盖玻片一侧，让培养液自行渗入，再用
吸水纸吸去多余的培养液，待细胞全部沉降到计数室的底部，再用数码显微镜进行计数并计算；
⑤重复步骤④，连续观察7 天；
⑥绘图分析。
（4）注意事项
该实验无需设计对照实验，因不同时间取样已形成对照；该实验需要做重复实验，取平均值，目的是尽量
减少误差；若每个小方格内酵母菌数量过多，需要重新稀释培养基再计数。计数原则：类似于样方法。计
数方法：血细胞计数板计数法。
第3 节 影响种群数量变化的因素
1.非生物因素：如阳光、温度、水等。其影响主要是综合性的。
森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度（林冠层遮蔽地面的程度），即主要取决于林下植
物受到的光照强度；植物种子春季萌发，这主要受气温升高影响；蚊类等昆虫冬季死亡，这主要受气温降
低影响；东亚飞蝗因气候干旱而爆发式增长。
2.生物因素：种群内部和种群外部两方面影响。
1.内部生物因素：随着种群的增长，种内竞争会加剧，从而使种群的增长受到限制，这说明种群数量的变
化受到种群内部生物因素的影响。
2.外部生物因素——种群间关系
（1）捕食与被捕食的关系：除顶级捕食者外，每种动植物都可能是其他某种生物的捕食对象，每种动物
都需要以其他生物为食。如果食物匮乏，动物种群会出现出生率降低、死亡率升高的现象。
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（2）种间竞争关系：森林中不同植物竞争阳光和养分，草原上非洲狮与猎豹竞争猎物，这也会导致种群
数量的变化。
（3）其他生物因素：作为宿主的动物被寄生虫寄生，细菌或病毒引起传染病，也会影响种群的出生率和
死亡率等特征，进而影响种群的数量变化。
3.密度制约因素和非密度制约因素：一般来说，食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的
密度是相关的，这些因素称为密度制约因素。而气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害，对种
群的作用强度与该种群的密度无关，因此被称为非密度制约因素。
4.种群研究的应用
研究种群的特征和数量变化的规律，在野生生物资源的合理利用和保护、有害生物的防治等方面都有重要
意义。
（1）濒危物种的保护方面：只有通过调查获知种群密度、出生率和死亡率、性别比例、年龄结构等特征，
以及影响该种群密度的数量变化的因素，才能准确了解该种群的生存状态，预测该种群的数量变化趋势，
进而采取合理的保护对策。
（2）渔业方面：从理论上说，“S”形增长的种群在种群数量达到K 值时，出生率与死亡率相等，这时即
使不捕捞，种群数量也不会增加。研究表明中等强度的捕捞更有利于持续获得较大的鱼产量。
（3）有害生物防治：控制数量，降低环境容纳量，增加天敌等。
1.自然界中一定空间存在一-定的环境容纳量， 种群数量增长会呈“S" 形曲线。(√)
2.用血球计数板计数某酵母菌样品中的酵母菌数量。血球计数板的计数室由25×16=400 个小室组成，容纳
的液体总体积是0.1mm3。某同学操作时将1mL 酵母菌样品加入99mL 无菌水中稀释，然后利用血球计数
板观察计数。如果该同学观察到血球计数板计数的5 个中格80 个小室中共有酵母菌48 个，则估算1mL
样品中有酵母菌2.4×108 个。(√)
3.在种群的S 型增长曲线中，达到1/2K 值时种群的增长速率最快，达到K 值时种群的增长速率为0。(√)
4.J 型增长曲线中增长率常表示为λ，S 型增长曲线的增长率先增大，后减少。(x)
5.环境容纳量是指种群的最大数量。(x)
6.自然界中一定空间存在一定的环境容纳量， 种群数量增长会呈“S" 形曲线。(√)
7.非生物因素对种群数量变化的影响是综合性的。(√)
8.气温、干旱、病毒引起的传染病等都属于非密度制约因素。(x)
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