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考点36 种群的数量特征和数量变化
一、种群的数量特征
特征
定义
特点或作用
种群密度
种群在 或 中的个体数
种群 的数量特征
出生率、
死亡率
单位时间内新产生的个体数目或死亡的个体数目
占该种群个体总数的比值
可以 种群数量
迁入率、
迁出率
单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数
的比值
可以 种群数量
年龄结构
一个种群中 的个体数目的比例
（包括增长型、稳定型、衰退型）
通过影响 ，进而影响
种群密度；可预测种群数量的变化趋势
性别比例
种群中 数目的比例
通过影响 ，进而影响种群密度
年龄结构为稳定型的种群，种群数量在近期也不一定能保持稳定。因为出生率和死亡率不完全取决于年龄结构，还会受到食
物、天敌、气候等多种因素的影响。此外，种群数量还受迁入率和迁出率的影响。
利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体会降低害虫的种群密度，原理是利用性引诱剂杀害的雄性个体会破坏害虫的性
别比例，从而降低出生率，导致种群密度明显降低。
二、种群密度及其调查方法
1. 种群密度：种群在单位面积或单位体积中的个体数。
2. 种群密度的调查方法
（1）逐个计数法：适用于分布范围 、个体 的种群，如调查某山坡上的珙桐密度。
（2）估算法
①样方法
适用对象
取样方法
取样关键
或活动范围 、活动能力 的动物等
取样法、 取样法
随机取样
②标记重捕法
适用对象
计算公式
活动范围 ，活动能力 的动物
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③黑光灯诱捕法：对于有 的昆虫，可用此法估算它们的种群密度。
④抽样检测：探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”
⑤其他方法：用红外触发相机拍摄照片或视频、根据动物的粪便特征计数、通过动物的声音特征进行计
数。
三、建构种群增长模型的方法
1. 方法：建立 模型
2. 一般步骤
观察研究对象，提出问题→提出合理的假设→根据实验数据，用适当的 对事物的性质进行表
达，即建立数学模型→通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正。
四、种群数量的两种增长曲线
1. 种群的“J”形曲线
（1）条件： 充裕； 适宜；没有 和其他竞争物种等。
（2）建立模型
（3）曲线特点：种群数量是以一定的 连续增长的。
2. 种群的“S”形曲线
五、种群数量的波动
1. 在自然界，有的种群能够在一段时间内维持数量的相对稳定。对大多数生物来说，种群数量总是在波动
中。处于波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发，如蝗灾、鼠灾、赤潮等。
从循环因果关系分析猎物和捕食者种群数量变化的相关性：自然生态系统中猎物增多会导致捕食者增多，捕食者增多会使猎
物数量减少，猎物数量减少会引起捕食者数量减少，最终使猎物和捕食者在一定水平上保持动态平衡。
2. 当种群长久处于不利条件下，种群数量会出现 。
公式：Nt=N0λt
意义解读：
N0—种群起始数量；t—时间（年）；Nt—t 年后该种群的数量；
λ—该种群数量是前一年种群数量的倍数
原因： 有限，当种群密度增大时， 就会加
剧，使种群的出生率降低，死亡率升高。当死亡率升高至与出生率相等
时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。
2
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3. 当一个种群的数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而 。
六、影响种群数量变化的因素
1. 非生物因素：阳光、温度、水等。
2. 生物因素：
（1）种群内部生物因素：随着种群的增长， 会加剧，从而使种群的增长受到限制。
（2）种群外部生物因素：捕食、种间竞争、寄生、互利共生等都会影响种群数量。
①种间竞争
②捕食：食物匮乏，动物种群会出现 降低、 升高的现象。
③寄生：如作为宿主的动物被寄生虫寄生，会影响种群的 等特征，进而影响种群的
数量变化。
3. 人为因素：种植业、养殖业发展，砍伐森林，猎捕动物，环境污染等。
七、种群研究的应用
1. 意义：研究种群的特征和数量变化的规律，在野生生物资源的 、有害生物的 等方
面都有重要意义。
2. 应用
（1）濒危动物的保护
（2）生物资源的合理利用：如在渔业上的应用—— 的捕捞（捕捞量在K/2 左右）有利于持续
获得较大的鱼产量。
（3）有害生物的防治：如在鼠害发生时，既适当采用化学和物理的方法控制现存害鼠的种群数量，又可
以通过引入天敌、减少食物等方法，降低其环境容纳量。对农林害虫的防治，如果一味依赖喷洒农药的方
法，既造成环境污染，又伤及害虫的天敌；有效保护或引入天敌生物，则有利于将害虫数量控制在较低的
水平。
初期：资源和空间相对充裕，两种草履虫的数量都增
加。
后期：大草履虫因竞争力弱，数量不断减少，最后全
部消失；双小核草履虫因为有竞争优势，在一定时间
内，种群继续增长
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考法1 种群的数量特征和种群密度调查方法的应用
1. 对种群的认识
（1）对种群概念的理解：
①概念：在一定的空间范围内，同种生物所有个体形成的集合就是种群。
②两个要素：“同种”“所有”。
“鱼”“蛇”“鸟”“草”等指的是一类生物，不是同一种生物，不能看作种群。
（2）从生态学和进化学的角度看种群
①从生态学角度看，种群是繁殖的基本单位，是生物群落的基本组成单位。
②从进化学角度看，种群是生物进化的基本单位，也是基因库的最小单位。
种群内的个体既不存在地理隔离，也不存在生殖隔离。
2. 种群各数量特征的分析与应用
（1）种群各数量特征的关系
（2）种群个数量特征的应用
①关于人口变化的原因：城市人口剧增的主要原因是迁入率大于迁出率。
②性外激素的应用：利用性外激素诱捕雄蛾，通过改变性别比例来降低出生率；将性外激素释放到大田
里，干扰雌雄蛾正常交尾以降低出生率。
3. 种群密度的估算方法的比较分析
（1）样方法和标记重捕法的比较
样方法
标记重捕法
对象
植物或活动范围小、活动能力弱的动物（昆
虫卵、蚜虫、跳蝻等）
活动范围大、活动能力强的动物
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调查程序
注意事项
①随机取样；②样方大小适中；
③样方数量不宜过少
①调查期间无迁入和迁出、出生和死亡；
②标记物对所调查动物生命活动无影响
（2）样方法调查种群密度的注意事项
①调查对象：选择熟悉又容易计数的植物。如一般不选择丛生或蔓生的单子叶草本植物，而选择个体数目
容易辨别的双子叶草本植物。
②选取样方：正方形或接近正方形的地块，常用五点取样法取样；对于长方形地块，常采用等距取样法取
样。
③样方法的计数原则及误差分析
计数原则：“计上不计下，记左不计右”。
误差分析：未做到“随机”取样；未找到“分布比较均匀”的地块；未对“多个”样方取平均值。
（3）利用标记重捕法估算种群密度的误差分析
①由于某种原因，如标记物易脱落、捕获被标记个体的机会降低、标记物导致被标记个体易于被捕食、在
被标记个体稀少处捕获等，导致m 偏小，则N 偏大。
②由于某种原因，如被标记个体放回后还未充分融入该种群中就被再次捕获且在被标记个体密集处捕获
等，导致m 偏大，则N 偏小。
③若在调查期间，调查区域有较多个体出生、死亡、迁入、迁出，也会造成估算出现较大误差。
【典例1】
（2023•重庆模拟）极端气候会导致蝗灾发生，蝗虫大量吞食庄稼，往往会引发严重的经济损失与
粮食危机。下列说法正确的是（ ）
A．蝗灾发生时蝗虫种群数量呈“J”形增长
B．采用两栖类动物和鸟类来防治蝗虫优于使用杀虫剂
C．调查蝗虫幼虫（跳蝻）的种群密度可以采用标记重捕法
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D．引起蝗虫种群密度上升的直接因素只有出生率、死亡率
【典例2】
（2023 春•孝感期末）某草原存在甲、乙、丙三种啮齿类动物，均以植物为食。甲和丙生态位的
重叠程度较高，乙与甲、丙生态位的重叠程度较低。对这三种动物的繁殖前期（幼龄期）、繁殖期（成年
期）、繁殖后期（老年期）数量进行调查统计，结果如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．甲种群的年龄结构为增长型，丙种群的年龄结构为衰退型
B．甲种群数量将逐渐增多并可能发展成为草原群落的优势种
C．乙种群的出生率与死亡率相当，调查期间种群的增长曲线为“S”形
D．乙的觅食时间可能与甲、丙不同，从而降低生态位的重叠度
【变式1】（2023•江汉区校级模拟）“百啭千声随意移，山花红紫树高低”。下列有关种群密度调查方法
的叙述，正确的是（ ）
A．调查林中稀有高大乔木的数量时可采用样方法
B．可根据鸟类鸣叫的个体差异进行种群密度调查
C．估算某种山花种群密度时应舍弃数值最大的样方
D．样方法调查某植物种群密度时应选择该植物分布密集的区域
【变式2】（2023 春•湖北月考）种群的年龄结构大致可分为图示①②③三种类型，下列相关说法错误的
是（ ）
A．国家提倡适龄婚育，优生优育，一对夫妻可以生育三个子女，这是防止我国人口老龄化加剧的重要
决策
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B．在渔业生产中，要严格控制渔网孔眼大小以保护幼鱼，捕捞后，某种鱼种群的年龄结构可能为图中
①所示类型
C．若一段时间内某种群出生率升高，则在此期间该种群的年龄结构为①
D．种群的年龄结构为图中②所示类型时，种群数量不一定能保持稳定
【变式3】（2023•青岛模拟）为了研究杀虫灯诱杀斜纹夜蛾的影响因素，科学家释放了一部分标志过的斜
纹夜蛾，一定时间后用杀虫灯诱杀，统计其中标志个体数占释放总数的比例（回收率），结果如图（横坐
标表示杀虫灯的间距/m）。下列推论正确的是（ ）
A．若标志总量为N，回收率为a，则斜纹夜蛾的种群密度为
B．随着诱捕距离加大，标志个体占释放个体总数的比例上升
C．一定范围内适当升高杀虫灯的位置可影响杀虫效果
D．用杀虫灯诱杀斜纹夜蛾成虫导致其种群的年龄结构变为衰退型
考法2 种群数量变化的曲线分析及在生产上的应用
1. 对种群数量增长曲线的分析
（1）“J”形曲线代表理想状态下种群数量的增长情况。
判断依据：理想条件下，同时满足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几个条
件；外来物种入侵的早期阶段也可视为近似无环境阻力。
（2）“S”形曲线代表自然状态下种群数量的增长情况。
（3）图中阴影部分代表环境阻力，也可表示达尔文自然选择学说中被淘汰的个体。
（4）增长率与增长速率的分析
①“J”形曲线的增长率是不变的，而增长速率是不断增大的。
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②“S”形曲线的增长率是逐渐下降的，而增长速率是先上升，后下降的，K/2 时最大。
增长率是指种群中增加的个体数占原来个体数的比例，种群增长率=出生率-死亡率。
增长速率是单位时间内增加的个体数，即增长速率=（本次调查总数-上次调查总数）/时间。
2. “S”形曲线中关于K 值和K/2 的分析及应用
（1）K 值和K/2 的几种表示方法
t1对应K/2 值，t2对应K 值。
（2）K 值的变动
①概念：K 值即在一定环境条件所能维持的种群最大数量。
②K 值不是固定不变的，而是会受环境影响而改变的。在环境不遭受破坏的情况下，种群数量会在K 值附
近上下波动；当种群数量偏离K 值时，会通过负反馈调节机制使种群数量回到一定范围内。环境遭到破
坏，K 值会下降；当生物生存的环境改善后，K 值会上升，如图所示：
（3）K 值和K/2 在实践中的应用
K 值应用
减小环境阻力→增大K 值→保护野生生物资源
增大环境阻力→降低K 值→防治有害生物
草原最大载畜量不超过K 值→合理确定载畜量
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K/2 应用
渔业捕捞后的种群数量要在K/2 处
K/2 前防治有害生物，严防达到K/2
最大捕捞量≠最大日捕捞量，及时捕捞可持续获得最大捕捞量；种群密度最大时，可获得最大日捕捞量。
环境容纳量≠种群能达到的最大值，种群能达到的最大值是种群在某一时间点出现的最大值，大于环境容纳量。
3. λ 值变动分析
种群数量每年以一定的倍数增长，第二年数量为第一年的λ 倍，由此，若λ=1，则种群数量不变（稳
定）；若λ＞1，则种群数量增长；若λ＞1 且恒定时种群数量呈“J”形增长；若λ＜1，则种群数量下降。
如图所示：
4. 种群数量增长的其他模型
“J”形曲线
“S”形曲线
增长率与种
群数量的关
系
增长速率与
种群数量关
系
【典例1】
（2023•湖北模拟）种群增长率是指单位时间内新增加的个体数占种群个体总数的比率，可表示为
×100%。调查某种群一段时间内某些特征的变化，得到如图A、B 两条曲线，以下分析正确的是
（ ）
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A．若曲线A 能表示呈“J”形增长的种群的增长率，则X 能等于0
B．若曲线B 表示种群增长率，且X＝1，则
＝2
C．若曲线A、B 分别表示迁入率、迁出率，则6 年内种群数量不断增加
D．若曲线B 表示“J”形曲线的增长率，则X＝1﹣λ
【典例2】
（2023 春•新洲区校级期末）如图表示甲、乙两种群先后迁入该生态系统后的种群数量变化曲线。
下列叙述错误的是（ ）
A．在0～t2阶段，甲种群的增长率逐渐下降
B．在t3之后，甲种群的环境容纳量因乙种群的迁入而下降
C．在t4之后，乙种群的种群数量呈周期性波动
D．甲、乙种群之间的竞争，是影响甲种群数量波动的外源性因素
【典例3】
（2023 春•洪山区校级期中）科学家曾针对某地区做过一项实验，将大量的鸭子引入农田捕食水
稻蝗虫，结果仅需2000 只鸭子就能对266.8 公顷田地里的蝗虫进行有效控制。为研究蝗虫种群数量的变化
规律，实验中还建立了如图所示的甲、乙两个模型。下列有关说法不正确的是（ ）
A．农田引入鸭子后，蝗虫的环境容纳量明显降低，有效控制了蝗虫数量
B．甲图曲线变化反映了鸭和蝗虫之间存在循环因果关系，也属于负反馈调节
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C．甲、乙图代表的模型属于数学模型，常见的模型还有概念模型、物理模型
D．在自然界，捕食者种群和猎物种群的数量变化都符合甲图所示的模型
【典例4】
（2023 春•路北区校级期末）藏羚羊是中国特有物种，属于国家一级保护动物，主要生活在海拔
3700～5500 米的青藏高原，主要以禾本科和莎草科的植物为食，天敌有狼、棕熊、鹰、秃鹫等。请回答下
列问题：
（1）某研究团队对甲、乙、丙三个地区的藏羚羊种群特征进行调查结果如图所示。图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、
Ⅳ分别对应大（5～8 龄）、中（3～5 龄）、小（1～3 龄）、幼（0～1 龄）四个年龄等级（藏羚羊最长
寿命8 年左右）。则图1 中甲的年龄结构组成类型为
，预测此后一段时间，
地区种群
藏羚羊数目将保持增长。
（2）某草原中藏羚羊在数年内的出生率和死亡率的比值曲线（R＝出生率/死亡率）如图2，据图分析，
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曲线a～b 段藏羚羊种群数量变化最可能为
。c～d 段藏羚羊种群数量变化最可能为
。
（3）如果在第c 年，由于未知原因，迁来少量藏羚羊，则该草原上藏羚羊的K 值将
，原因
是
。
（4）藏羚羊是羌塘高原有蹄类唯一的迁徙物种。成年藏羚羊一年中除交配季节，绝大部分时间是雌雄
分群。每年6 月份，雌性藏羚羊逐渐集结并向夏季产羔区迁徙，8 月返回越冬栖息地。图3 为12 个环境
因子对藏羚羊栖息地选择的影响示意图，分析可知，决定产羔地分布的最主要因素有
、
、
等3 个因素。
【变式1】（2023 春•唐山期中）如图为研究人员对草原生态系统进行了相关的生态调查。在无迁入、迁出
的情况下，绘制出了某昆虫种群的λ 值随时间变化的曲线。下列叙述正确的是（ ）
A．前5 年该昆虫种群生活在资源和空间条件有限、存在天敌的环境
B．5～10 年间，随着昆虫种群密度的不断增大，种内斗争加剧
C．15～20 年间，该种群数量逐渐增加
D．第20 年，该种群数量恢复到第10 年的水平
【变式2】（2022 秋•湖北期末）将双核草履虫放在不同条件下培养，观察统计双核草履虫的种群数量变化，
绘制成图。下列相关叙述错误的是（ ）
A．曲线2 所代表的种群的环境容纳量是K2
B．图中阴影部分表示环境阻力
C．曲线2 表示双核草履虫的种群数量为“S”形增长，A 点时种群的增长速率最快
D．若蝗虫的种群数量如OB 段变化，则应选择在A 点以前进行防治
【变式3】（2023 春•晋江市期末）下列对种群数量变化曲线的解读，合理的是（ ）
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A．图1、2 所示为种群在自然环境条件下的增长规律，图3 所示为曲线Ⅰ条件下种群的存活率
B．鱼类捕捞在图1 的e 点、图2 的g 点和图3 的i 点时进行，能获得最大日捕捞量
C．若图1 为酵母菌种群数量增长曲线，则Ⅰ为培养早期，Ⅱ的cd 段酒精大量积累
D．图3 曲线的i 点，种内斗争最激烈
【变式4】（2023 春•河南月考）生活在加拿大北方森林中的猞猁捕食雪兔。研究人员在90 多年的时间里，
对猞猁和雪兔的种群数量做了研究，结果如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．图中曲线A 代表雪兔，曲线B 代表猞猁
B．猞猁和雪兔的种群数量变化存在循环因果关系
C．种群数量变化曲线是概念模型的一种呈现形式
D．猞猁对雪兔种群数量的影响属于非密度制约因素
【变式5】（2022 秋•江汉区校级月考）沙漠蝗虫是世界上最具破坏性的迁徙性害虫之一，严重威胁农牧业
生产，干旱裸露的河滩是其最佳的产卵场所。下图为我国科研人员在华北地区研究“牧鸭治蝗”时构建的
鸭﹣蝗虫模型，图中箭头所指的方向代表曲线变化趋势。回答下列问题。
（1）调查沙漠蝗虫幼体跳蝻的种群密度可为蝗灾的治理提供依据。调查跳蝻种群密度时，常采用的调
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查方法是样方法，原因是
。
（2）降水持续偏少年份更容易导致沙漠蝗虫爆发，我国人民通过及时灌溉，控制河床水位等措施从根
本上降低蝗虫种群
，有效控制蝗灾爆发。古籍载有：“捕得蝗，刺孔点以痘浆，放令飞去，
痘毒传染，其种自寒灭。”痘毒与蝗虫之间为
关系，最好在图中蝗虫种群数量为
时接
种病毒进行防治。
（3）按箭头方向分析，鸭﹣蝗虫模型中，鸭数量由P2→P3的过程中蝗虫种群种内竞争逐渐
。
（4）为了有效控制蝗灾，应设法降低其环境容纳量。环境容纳量是指
。与化学防治相比，牧鸭治蝗等生物防治的优势有
（答两点即可）。
考法3 影响种群数量变化的因素
1. 非生物因素对种群数量变化的影响
在自然界中，种群的密度受阳光、温度、水等非生物因素的影响。非生物因素对种群数量变化的影响
往往是综合的，例如：春夏时节植物种群普遍迅速增长，除气温升高外，日照延长、降水增多也是重要原
因。
2. 生物因素对种群数量变化的影响
（1）种内竞争：同种个体之间常由于食物、栖息场所或其他必要生活条件的矛盾而发生斗争，进而影响
生物的出生率、死亡率或性别比例等。
（2）种间关系：不同物种之间既可能互利共生，相互依赖，也可能通过捕食或种间竞争等影响某种群的
数量。
3. 种群数量变化的密度制约因素和非密度制约因素
（1）密度制约因素：影响程度与种群密度有密切关系，如种间关系、捕食、寄生、疾病和种内调节等生
物因素。
（2）非密度制约因素：影响程度与种群密度无关，如温度、降水、风等气候因素，污染、环境pH 等环境
因素。
非密度制约因素虽然没有反馈作用，但它们对种群的数量变化的影响是通过密度制约因素的反馈机制来调节。如：当由于某
种自然灾害使种群数量下降时，食物等密度制约因素的作用就会减弱，从而使种群的出生率回升，种群数量还可以恢复到原
来的水平。
【典例1】
（2023 春•新洲区校级期末）影响种群数量变化的因素有很多，有些因素的作用强度是随种群密
度而变化的，这些因素称为密度制约因素。而另一些因素对种群数量起限制作用，但是作用的强度与种群
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密度无关，这些因素称为非密度制约因素。下列有关说法正确的是（ ）
A．气温和干旱等气候因素属于密度制约因素
B．密度制约因素对种群数量的影响可能是通过反馈调节来实现的
C．传染病与病毒、细菌的传播能力有关，属于非密度制约因素
D．种群数量的“S”形增长与种群密度无关
【典例2】
（2023•市中区校级二模）科学家曾指出，没有一个自然种群能无限制地增长，必然有许多因素使
种群数量减少。
图中1、2 代表密度制约因素和非密度制约因素随种群密度的改变对种群死亡率的影响曲线。下列叙述
正确的是（ ）
A．图中的1 代表密度制约因素，如自然灾害和气温等
B．图中的2 代表非密度制约因素，如食物、天敌、传染病等
C．非密度制约因素对种群数量变化的影响存在负反馈调节
D．非密度制约因素可通过密度制约因素来影响种群数量变化
【变式1】（2022•德州三模）密度制约因素和非密度制约因素都会影响种群的数量变化。下列说法错误的
是（ ）
A．生物种群数量的不规则波动往往同非密度制约因素有关
B．密度制约因素可以调节非密度制约因素的作用效果
C．病原体对种群数量变化的作用强度与种群密度无关
D．密度制约因素对种群数量变化的影响是通过反馈调节而实现的
【变式2】（2023 春•南岸区校级期中）俗话说“旱极必有蝗”，就是说大旱之后通常会有蝗灾肆虐。在干
旱的年份，土壤变得坚实，地面植被稀疏，干旱裸露的荒地是蝗虫最佳的产卵和孵化场所，因此蝗虫数量
大大增加，而阴湿多雨的环境易使蝗虫间流行疾病，发生蝗灾的可能性大大降低。下列叙述中错误的是（
）
A．使用杀虫剂使蝗虫种群数量大幅下降属于非密度制约因素
B．非生物因素通过影响蝗虫的出生率和死亡率，引起种群数量的变化
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C．阴湿的环境有利于病原体的繁殖，这属于非生物因素对蝗虫种群数量的影响
D．合理灌溉和引入青蛙等天敌是防治蝗灾发生的有效措施
【变式3】（2023•菏泽一模）如图表示两种生境下捕食者蝾螈对池塘中霍氏蛙、灰树蛙、蟾蜍种群数量的
影响。下列分析错误的是（ ）
A．蝾螈的捕食作用导致霍氏蛙在竞争中的优势减弱
B．因生态位不同，在无蝾螈情况下三个种群会长期共存
C．实验可证明霍氏蛙种群数量受非生物因素和生物因素的影响
D．干旱环境是影响蟾蜍种群的非密度制约因素
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